螺柱焊的過程
螺柱焊的基本過程是引弧→焊接電弧→頂鍛→冷卻凝固;在這一過程中,焊接電流、焊接時間以及焊接過程中電弧的形態(tài),對焊接結(jié)果有很大影響。
螺柱焊的引弧受程序控制,先是螺釘接觸到工件,當(dāng)按住啟動按鈕后,焊機首先提供一個微小電流,之后螺釘被提升,在螺釘尖端的鋁極與工件之間建立電弧。(說明:鋁極是襄嵌在螺柱尖端的一部份鋁材料,其作用是便于引弧及還原被氧化的鐵。)
當(dāng)建立了電弧之后,焊機自動進入大電流焊接:螺柱端部開始熔化,工件上形成溶池。此時的燃弧過程稱焊接電弧階段。
當(dāng)?shù)竭_設(shè)定的焊接時間之后,電弧熄滅,螺柱在外力(一般為彈簧力)的作用下,浸入溶池。進入頂鍛階段。
然后,溶池自然冷卻凝固,完成焊接過程。
螺柱焊的工藝參數(shù)
螺柱焊的工藝參數(shù)主要包括極性選取、電流和焊接時間的選擇、提升高度、浸入尺寸及速度的調(diào)節(jié)。首先說明的是,螺柱直徑增加時,焊接所需要的能量也增加。
1.極性
極性是指工件到焊接電源的連接方式,以工件為準:工件接正極即為正極性,工件接負即為負極性。
一般的鋼質(zhì)螺釘采用正極性接法。而對于鋁及其合金,黃銅材料的螺釘,常采用負極性連接方式。
2.焊接電流與焊接時間
一般情況下,焊接電流正比與螺柱的公稱直徑。當(dāng)直徑小于16mm時,焊接電流一般是公稱直徑的80倍,即10mm的螺釘,使用的焊接電流為800A。當(dāng)直徑超過16mm時,焊接電流一般取值為公稱直徑的90倍。當(dāng)螺釘材料為合金鋼時,電流取值減少10%。焊接時間的取值也與直徑成比例關(guān)系:對于公稱直徑小于12mm的螺柱,一般?。╠為螺柱的公稱直徑),對于公稱直徑大于12mm的螺柱,一般取。
如果焊接位置不是平焊,而是橫焊或仰焊,一般采用增大電流和減少焊接時間進行焊接。當(dāng)工件為薄板時,為了不致工件燒穿,也采用增大電流和減少焊接時間的方法。
3.提升高度
對于不同直徑形狀的螺柱,要求的提升高度是不一樣的,提升高度是否合適,要看是否在焊接過程中出現(xiàn)磁偏吹或短路。當(dāng)提升高度過大時,電弧燃燒不穩(wěn)定,容易產(chǎn)生電弧漂移和電弧偏吹。提升高度過小時,電弧容易產(chǎn)生短路而斷弧。提升高度對于同一端部形狀的螺柱來說,正比于其公稱直徑,一般在~4mm變化.
4.浸入尺寸和浸入速度
一般要求螺柱浸入工件尺寸為3-8mm,且正比于螺柱直徑。浸入尺寸取決于螺柱下降時的速度和壓力。螺柱下降速度越快,壓力越大,則浸入的尺寸越大,此時飛濺越大;反之,則浸入尺寸較小,飛濺較小。但如果螺柱下降速度太小,則螺柱有可能不能浸入溶池,出現(xiàn)焊接不牢的現(xiàn)象。調(diào)節(jié)浸入速度的方法是調(diào)節(jié)焊槍阻尼。(調(diào)整方法參閱后面有關(guān)章節(jié))
表 不通螺柱直徑的提升高度和浸入尺寸
螺柱焊時的磁偏吹
螺柱焊的電弧對焊接結(jié)果具有重要意義,原因是螺柱焊時瞬間電流很大,產(chǎn)生了很強的磁場。另外,過熱的空氣和陶瓷環(huán)產(chǎn)生的氣流也對電弧產(chǎn)生影響。這兩個因素都會導(dǎo)致電弧沿螺柱軸線發(fā)生偏移,從而造成電弧偏吹,其結(jié)果是栓釘單邊熔化,頂鍛后由于熱脹冷縮不對稱發(fā)生偏斜。
通常情況下,由于磁場分布不均而引起的“磁偏吹”影響較大,磁偏吹發(fā)生時,嚴重影響焊接質(zhì)量和合格率,有的幾乎不能正常進行焊接。
徹底消除螺柱焊時的“磁偏吹”現(xiàn)象幾乎是不可能的,人們只能從以下幾種方法中選擇一兩種方法來降低其影響。
1、在電弧偏吹背向端接入地線
接地端在生產(chǎn)過程中總是預(yù)先接好,在焊接過程中,由于工件慢慢被磁化,將發(fā)生電弧向接入端的另一面偏移。此時應(yīng)盡早接入另一根規(guī)格相同的地線,長度相同,以防止工件被磁化而發(fā)生磁偏吹。
如下圖2-2所示:
圖2-2 在工件兩端接入地線減小磁偏吹
2、結(jié)構(gòu)的影響
當(dāng)電弧兩面為非對稱結(jié)構(gòu)時,磁偏吹會偏向質(zhì)量(重量)較大的一面。這是因為質(zhì)量較大的一面將會被更大強度地磁化,從而對電弧產(chǎn)生引力,當(dāng)發(fā)生這一現(xiàn)象時,應(yīng)從結(jié)構(gòu)上進行修正,設(shè)計者應(yīng)考慮螺柱焊施工的要求,在無法避免的情況下,焊接時應(yīng)注意加入“引鐵”。如圖2-3所示
圖2-3在磁偏吹的背向端加入“引鐵”減小磁偏吹
加入“引鐵”的目的是“吸引”電弧,引鐵常常加工成半圓形,厚度30mm左右,重量約為1Kg(可根據(jù)實際情況稍微做調(diào)整)。
3、焊接工裝盡量采用非磁性材料。
焊接過程中經(jīng)常使用一些工具,為防磁化和影響焊接效果,盡量使用塑料制品、鋁、奧氏體不銹銅和銅質(zhì)材料。
4、焊槍電纜也會影響電弧
焊槍電纜(尾線),在陰影區(qū)的面積越小,導(dǎo)致磁偏吹越嚴重,建議焊接時盡量控制尾線,避免
焊接質(zhì)量下降。如圖2-4所示
注:同樣道理,在臨近焊接部位的地方,盡量不要設(shè)置任何導(dǎo)線。
圖2-4焊接電纜對磁偏吹的影響
5、焊接部位兩面分布異種金屬材料
此時應(yīng)注意是否有材料的磁性差別,如一邊是低碳鋼,而另一邊分布有不銹鋼,盡量避免這種情況發(fā)生,如無法避免,應(yīng)嘗試使用引鐵進行校正。
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