電弧焊
早在19世紀(jì)的許多焊接實(shí)驗(yàn)后,一個名叫威勒德的英國人首先于1865年得到電弧焊接專利,他利用電流通過二個小鐵件而成功地將它們?nèi)酆?而大約在二十年后,一個名叫伯納德的俄國人獲得一項(xiàng)電弧焊接制程專利,他于碳極棒和工件間維持一電弧,當(dāng)電弧由手工操作通過工件接頭時,將待焊工件熔合在一起。在19世紀(jì)90年代,又發(fā)展出以實(shí)心金屬為電極,同時于熔池中消耗并成為焊接金屬的一部份,但由于空氣中的氧及氮于焊接金屬中形成有害的氧化物及氮化物,因而導(dǎo)至焊接品質(zhì)不佳。
在20世紀(jì)初期,保護(hù)電弧以避免空氣滲入的重要性已受到了解,而利用電弧熱將被覆涂料分解成保護(hù)氣罩的電極成為最佳方法,其間包卷和浸漬法被嘗試使用于涂料的涂布作業(yè),而在20世紀(jì)20年代中期,發(fā)展出被覆焊條,大大改進(jìn)了焊接金屬的品質(zhì),同時也可能是電弧焊接最重要的改造。在焊接過程中的主要設(shè)備有電焊機(jī)、焊鉗和面罩等。
由于電弧被誘發(fā)“點(diǎn)燃”后,放電過程自身能夠產(chǎn)生維持放電所需的帶電粒子,屬于一種自持放電現(xiàn)象。并且電弧放電過程電壓低、電流大、溫度高、發(fā)光強(qiáng)。借助這個過程,電能被轉(zhuǎn)換為熱能、機(jī)械能和光能。焊接則主要利用其熱能和機(jī)械能來達(dá)到連接金屬的目的。
焊接時,電弧在焊條與被焊工件之間燃燒,使被焊工件和焊條芯熔化形成熔池。同時,焊條藥皮也被熔化,并發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成熔渣和氣體,對焊條端部、熔滴、熔池及高溫的焊縫金屬起保護(hù)作用。
焊條電弧焊的安全特點(diǎn)：焊條電弧焊焊接設(shè)備的空載電壓一般為50V-90V ,而人體所能承受的安全電壓為30V-45V,由此可見,手工電弧焊焊接設(shè)備,會對人造成生命危險,施焊時,必須穿戴好勞保用品。
焊條電弧焊
焊條電弧焊以焊條和工件作為兩個電極,焊接時利用電弧的熱量和吹力作用使工件局部熔化。同時,在電弧熱作用下,焊條末端熔化形成熔滴,工件局部熔化形成一個橢圓形充滿液體金屬的凹坑,工件熔化的液體金屬與熔滴形成熔池,焊接過程中,藥皮和非金屬夾雜互相熔解,經(jīng)化學(xué)變化形成覆蓋于焊縫表面的非金屬物質(zhì)稱為熔渣。隨著電弧的移動,熔池冷卻凝固后形成焊縫。
埋弧焊
埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。埋弧焊所用的金屬電極是不問斷、自動送進(jìn)的裸焊絲,焊接過程中一般采用焊接小車或其他機(jī)械電氣裝置實(shí)現(xiàn)電弧的自動移動。埋弧焊的電弧是埋在顆粒狀焊劑下面燃燒,電弧熱使工件電弧直接作用的部分、焊絲端部和焊劑熔化并產(chǎn)生蒸發(fā),金屬和焊劑蒸發(fā)的氣體在電弧周圍形成一個封閉空腔,電弧在這個空腔中燃燒�？涨槐挥珊竸┤刍a(chǎn)生的熔渣所構(gòu)成的渣膜所包同,這層渣膜不僅很好地隔絕了空氣與電弧、熔池的接觸,而且使弧光不能輻射出來。被電弧加熱熔化的焊絲以熔滴的形式落下,與熔化的工件金屬混合形成熔池。密度較小的熔渣浮在熔池之上,熔渣除了對熔池金屬的機(jī)械隔離保護(hù)作用外,焊接過程中還與熔池金屬發(fā)生冶金反應(yīng),從而影響焊縫金屬的化學(xué)成分。電弧向前移動,熔池金屬逐漸冷卻后結(jié)晶形成焊縫,浮在熔池上部的熔渣冷卻后,形成渣殼繼續(xù)對高溫下的焊縫起保護(hù)作用,避免其被氧化。
鎢極氬弧焊
鎢極氬弧焊是指以鎢或鎢合金(釷鎢、鈰鎢等)作為電極,用氬氣作為保護(hù)氣體的電弧焊方法,簡稱TIG焊或GTAW焊。焊接時,根據(jù)焊縫的坡口形式及焊縫金屬性能的需要,可以添加或者不添加填充金屬。填充金屬通常從電弧的前方加入。由于鋁鎂及其合金材料的特殊性,其焊接需要采用交流鎢極氬弧焊,其他金屬材料則采用直流鎢極氬弧焊。為了控制熱輸入量,脈沖鎢極氬弧焊應(yīng)用越來越廣泛。
等離子弧焊
等離子弧是一種特殊形式的電弧,該電弧也是鎢或鎢合金(釷鎢、鈰鎢等)作為電弧的電極,用氬氣作為保護(hù)氣體,但是其鎢極不是伸出噴嘴,而是內(nèi)縮到噴嘴之內(nèi),其噴嘴采用水冷,又稱為水冷噴嘴。其惰性氣體氣分為兩部分,一部分是由鎢極與水冷噴嘴之間噴出的氣體,被稱為離子氣；另一部分是由水冷噴嘴與保護(hù)氣罩之間噴出的氣體,被稱為保護(hù)氣,利用等離子弧作為熱源可以進(jìn)行焊接、切割、噴涂及堆焊等
熔化極氣體保護(hù)焊
熔化極氣體保護(hù)焊是指焊絲代替鎢極,焊絲本身即是電弧的一極,起導(dǎo)電、燃弧的作用,同時又作為填充材料,在電弧作用下連續(xù)熔化填充到焊縫中。電弧周圍常用的保護(hù)氣體可以是惰性氣體Ar,也可以是活性氣體C02,或者是Ar+CO2混合氣體等。采用Ar作為保護(hù)氣體的熔化極氣體保護(hù)焊稱為MIG焊；采用CO2作為保護(hù)氣體的熔化極氣體保護(hù)焊稱為CO2焊。
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