金屬工藝學(xué) 焊接篇

1、焊接篇焊接篇 概述概述 一一. 焊接的實(shí)質(zhì)和焊接方法的分類(lèi)焊接的實(shí)質(zhì)和焊接方法的分類(lèi) 焊接焊接通過(guò)加熱或加壓等手段，借助與金屬原子的通過(guò)加熱或加壓等手段，借助與金屬原子的結(jié)合結(jié)合與與擴(kuò)散擴(kuò)散作用，作用， 使分離的材料造成永久性連接成整體。使分離的材料造成永久性連接成整體。 實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)-被焊金屬間有共同晶粒形成。被焊金屬間有共同晶粒形成。 二、焊接特點(diǎn)及應(yīng)用：二、焊接特點(diǎn)及應(yīng)用： 省材、省時(shí)；密封性好、不漏氣；聯(lián)合工藝；適應(yīng)性強(qiáng)；局部加熱，省材、省時(shí)；密封性好、不漏氣；聯(lián)合工藝；適應(yīng)性強(qiáng)；局部加熱， 組織不均勻、應(yīng)力、變形組織不均勻、應(yīng)力、變形 三三.焊接分類(lèi)：焊接分類(lèi)： 1.按焊接能源分：按焊接

2、能源分： 1)電能：電能： 電弧熱（手弧焊、氣電焊、等離子弧焊、埋弧焊、電渣焊） 電阻熱：電阻焊 電子動(dòng)能：電子束焊 2)化學(xué)能：化學(xué)能：氣焊、鋁熱焊（用Al粉Fe粉產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)放出 的熱量進(jìn)行焊接） 3)機(jī)械能：機(jī)械能：摩檫焊、爆炸焊、冷壓焊。 4)超聲波能焊接超聲波能焊接 5)光能：光能：激光焊、光束焊（用碘鎢燈聚焦后焊接）、太陽(yáng)焊 （用太陽(yáng)聚焦 后熱量進(jìn)行焊接） 2.一般分類(lèi)：一般分類(lèi)： 熔化焊熔化焊 壓力焊壓力焊 釬焊釬焊 第一章第一章 電弧焊電弧焊 第一節(jié)第一節(jié) 焊接電弧焊接電弧 焊接電弧是在電極與工件間的強(qiáng)烈的、持久的氣體放電現(xiàn)象。 一一.焊接電弧的組成：焊接電弧的組成： 見(jiàn)教材P

3、151圖4-1 1.陽(yáng)極區(qū)： 占總熱量的43. 因受大量高速電子流撞擊， 溫度 2600K. 2.陰極區(qū)： 占總熱量的36. 因放出大量電子消耗能量， 溫度2400K. 3.弧柱區(qū)：占總熱量的21. 溫度可達(dá)60008000 K. 二直流電焊機(jī)的接法：二直流電焊機(jī)的接法： 見(jiàn)教材P151圖4-2 1正接：工件接正極，焊條接負(fù)極. 2反接：工件接負(fù)極，焊條接正極. 電焊機(jī)的空載電壓5090V，電弧電壓1635V，屬安全 電壓。 交流電焊機(jī)交流電焊機(jī) 直流弧焊機(jī)直流弧焊機(jī) 焊接電弧的組成焊接電弧的組成 焊接電弧是在電極與焊接電弧是在電極與 工件之間的氣體介質(zhì)工件之間的氣體介質(zhì) 中強(qiáng)烈的持久的氣體中

4、強(qiáng)烈的持久的氣體 放電現(xiàn)象，也就是電放電現(xiàn)象，也就是電 流通過(guò)局部氣體介質(zhì)流通過(guò)局部氣體介質(zhì) 的導(dǎo)電現(xiàn)象。（局部的導(dǎo)電現(xiàn)象。（局部 氣體介質(zhì)中有大量電氣體介質(zhì)中有大量電 子流通過(guò)的導(dǎo)電現(xiàn)象）子流通過(guò)的導(dǎo)電現(xiàn)象） 二焊接接頭的組織與性能：二焊接接頭的組織與性能： 見(jiàn)教材見(jiàn)教材P152圖圖4-4 1焊縫：焊縫：鑄態(tài)，粗大柱狀晶，因合金化，機(jī)械性能并不低于母材。 2焊接熱影響區(qū)：焊接熱影響區(qū)： 指焊縫兩側(cè)金屬因焊接熱作用而發(fā)生組織和性能變化的區(qū)域. 1）熔合區(qū)：）熔合區(qū)： （也叫半熔化區(qū)）處于液相線和固相線之間的溫度區(qū)域。 晶粒粗大，、ak差，如焊接規(guī)范選擇不當(dāng)，易產(chǎn) 生裂紋、脆斷。 2)過(guò)熱區(qū)：過(guò)

5、熱區(qū)：1100熔點(diǎn). (也叫粗晶區(qū)) 晶粒粗大， 1015. ak2530. 如焊接中碳鋼和易淬火合金鋼，此區(qū)易產(chǎn)生M,性能更差，易 裂紋、脆斷。 可用退火、正火予以消除。 3)正火區(qū)：正火區(qū)： 9001100. (也叫細(xì)晶區(qū)) 機(jī)械性能高于 母材。 4)部分相變區(qū)：部分相變區(qū)：Ac1Ac3之間之間. 此區(qū)部分金屬發(fā)生重結(jié)晶，冷卻后獲得細(xì)晶 粒的FP,未重結(jié)晶的部分F晶粒略有長(zhǎng)大， 最后使晶粒大小不均勻，機(jī)械性能比正火區(qū) 稍差。 如被焊金屬為冷軋板，則還存在一個(gè)再結(jié)晶 區(qū)(450Ac1之間) 3.影響焊接熱影響區(qū)大小的因素：影響焊接熱影響區(qū)大小的因素： 與焊接方法、焊接規(guī)范、接頭型式、焊后冷卻

6、 速度有關(guān)。 焊接規(guī)范的影響： 焊接方法的影響見(jiàn)教材P153表4-1 焊接速度 焊接電流 熱影響區(qū) 三改善焊接熱影響區(qū)組織與性能的方法：三改善焊接熱影響區(qū)組織與性能的方法： 碳素鋼和低合金鋼構(gòu)件： 可熱處理的：常用正火。 不可熱處理的：選擇正確的焊接方法與焊接工 藝，使熱影響區(qū)盡量減小。 焊接工件上溫度的變化與分布焊接工件上溫度的變化與分布 第三節(jié)第三節(jié) 焊接應(yīng)力與變形焊接應(yīng)力與變形 一焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因：一焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因： 局部不均勻加熱. 二焊接應(yīng)力與變形的分類(lèi)：二焊接應(yīng)力與變形的分類(lèi)： 1.焊接應(yīng)力分類(lèi)：焊接應(yīng)力分類(lèi)： 1)按形成原因分： 熱應(yīng)力、組織應(yīng)力、凝縮應(yīng)力. 2

7、)按應(yīng)力方向與焊接位置關(guān)系分： 縱向應(yīng)力、橫向應(yīng)力. 2.焊接變形分類(lèi)：焊接變形分類(lèi)： 見(jiàn)教材P155圖4-7 收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形、 波浪變形. 焊接應(yīng)力與變形焊接應(yīng)力與變形 四四.防止或減少焊接應(yīng)力與變形的措施：防止或減少焊接應(yīng)力與變形的措施： 1.設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)： 合理選擇焊縫尺寸和形式. 盡量減少焊縫數(shù)目. 合理安排焊縫位置. 2.工藝：工藝： 備料時(shí)應(yīng)增加一部分用于收縮的余量，使收縮變形 后尺寸不致太小. 反變形法： 見(jiàn)教材P155圖4-8、P156圖4-9. 剛性固定法： 采用合理的焊接規(guī)范，如選擇合理的焊接電流、焊 接速度、焊條直徑等. 選擇合理的焊接順序，見(jiàn)教材P1

8、56圖4-10、圖4-11. 錘擊焊縫以降低內(nèi)應(yīng)力. 焊前預(yù)熱（150350）,加熱減應(yīng)區(qū)，焊后緩 冷，如緩冷仍不行，可進(jìn)行退火熱處理，以消除應(yīng)力. 3.變形的矯正：變形的矯正： 機(jī)械矯正：機(jī)械矯正： 手錘、風(fēng)錘、矯直機(jī)、壓力機(jī). 見(jiàn)教材P156圖4-12 火焰矯正：火焰矯正： 見(jiàn)教材P156圖4-13 第四節(jié)第四節(jié) 焊條電弧焊焊條電弧焊-手工電弧焊手工電弧焊 利用焊條與工件間產(chǎn)生電弧熱，將工件與焊條熔化 而進(jìn)行焊接的焊接方法。 一一.焊條電弧焊的焊接過(guò)程：焊條電弧焊的焊接過(guò)程： 介紹焊接的冶金過(guò)程介紹焊接的冶金過(guò)程. 二電焊條：二電焊條： 1.焊芯：焊芯：低碳低硅冷拔鋼絲，優(yōu)質(zhì)或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，

9、牌 號(hào)見(jiàn)教材P157表4-2 焊條芯直徑即為焊條直徑，最小1.6, 最大8， 常用3.25. 2.焊條藥皮：焊條藥皮： 內(nèi)含：穩(wěn)弧劑 造氣劑 造渣劑 脫氧劑 合金劑 稀渣劑 粘結(jié)劑 其組成、作用見(jiàn)教材P158表4-3 3.焊條種類(lèi)、型號(hào)和牌號(hào)：焊條種類(lèi)、型號(hào)和牌號(hào)： 1)種類(lèi)：種類(lèi)： 七大類(lèi)：碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼 焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、銅及 銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條. 2)型號(hào)：型號(hào)： 一個(gè)字母四位數(shù)字，如： E4303： E-焊條. 43-焊縫金屬b 43f2 0-焊接位置為全位置焊接 （0，1為全位置焊接、2為平焊和平角 焊、4為向下立焊）. 03-焊接電流種類(lèi)及藥皮類(lèi)型，

10、鈦鈣型藥 皮，交、直流兩用. 2）按藥皮類(lèi)型、電源種類(lèi)按藥皮類(lèi)型、電源種類(lèi) 十大類(lèi)十大類(lèi) 酸堿性酸堿性 牌號(hào)三位牌號(hào)三位 藥皮類(lèi)型藥皮類(lèi)型 電源電源 可焊材料可焊材料 0 不規(guī)定型不規(guī)定型 酸性酸性 1 5 五種五種類(lèi)類(lèi)型型 交、直流交、直流 焊鋼焊鋼 堿性堿性 6 低氫型低氫型 交、直流交、直流 焊鋼焊鋼 堿性堿性 7 低氫型低氫型 直流反接直流反接 焊鋼焊鋼 8 石墨型石墨型 交、直流交、直流 鑄鐵鑄鐵 9 鹽基型鹽基型 直流直流 鋁鋁 3)牌號(hào)：牌號(hào)： 一個(gè)大寫(xiě)字母一個(gè)大寫(xiě)字母三位數(shù)字三位數(shù)字 漢語(yǔ)拼音字母 前兩位數(shù)表示焊縫b等級(jí) （2)藥皮,第三位數(shù)表示焊條藥皮類(lèi)型及 適用電源. （見(jiàn)

11、教材P158表4-4） 如J422： J-結(jié)構(gòu)鋼電焊條. 42-焊縫b 422 2-鈦鈣型藥皮，交、直流兩用. 4.焊條的選用原則：焊條的選用原則： 1)等強(qiáng)度原則：等強(qiáng)度原則： 一般要求焊縫金屬與母材等強(qiáng)度. 2)經(jīng)濟(jì)性原則：經(jīng)濟(jì)性原則： 同一強(qiáng)度等級(jí)焊條，在滿(mǎn)足使用要求前提 下，盡量選用酸性焊條. 3)最低強(qiáng)度原則：最低強(qiáng)度原則： 異種金屬焊接時(shí)，按強(qiáng)度較低的材料選擇焊 條. 4)鑄鋼件焊接應(yīng)選用堿性焊條，防止裂紋鑄鋼件焊接應(yīng)選用堿性焊條，防止裂紋. 5)焊接特殊性能鋼，應(yīng)選用與母材相應(yīng)的焊條。焊接特殊性能鋼，應(yīng)選用與母材相應(yīng)的焊條。 此外還應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備條件、焊件結(jié)構(gòu)形狀、 焊條售價(jià)等情

12、況. 酸、堿性焊條比較酸、堿性焊條比較 酸性焊條酸性焊條 含大量含大量FeO、TiO、 SiO2氧化性強(qiáng)氧化性強(qiáng).藥皮代藥皮代 號(hào)號(hào)J15 氧高，氧高， 夾渣夾渣 ，燒損，燒損.氫高氫高 ， 氫脆，氫脆， S高，高， 、 ak、脆、脆.機(jī)械性能機(jī)械性能鐵鐵 銹、油脂、水分敏感銹、油脂、水分敏感 性不大，工藝性好、性不大，工藝性好、 電弧穩(wěn)、成形性好電弧穩(wěn)、成形性好 ,交、交、 直流兩用直流兩用, 勞動(dòng)條件勞動(dòng)條件 好，價(jià)格便宜好，價(jià)格便宜. 堿性焊條堿性焊條 含大量含大量CaCO3、CaF （熔點(diǎn)高、流動(dòng)性差、（熔點(diǎn)高、流動(dòng)性差、 稀釋?zhuān)┫♂專(zhuān)?J6、 J7氧低氫低（低氧低氫低（低 氫型）低氫

13、型）低S（CaO去去 S. ）機(jī)械性能）機(jī)械性能，對(duì)鐵，對(duì)鐵 銹、油脂、水分敏感銹、油脂、水分敏感 性大性大 ， 工藝性差、電工藝性差、電 弧不穩(wěn)，直流，焊條弧不穩(wěn)，直流，焊條 7或或6交直流交直流, 勞動(dòng)條件差，勞動(dòng)條件差，HF有毒有毒, 稍貴稍貴. 第五節(jié)第五節(jié) 埋弧焊埋弧焊-焊劑層下電弧焊焊劑層下電弧焊 一一.埋弧焊的焊接過(guò)程：埋弧焊的焊接過(guò)程： 見(jiàn)教材P160圖4-15、 圖4-16. 1.焊絲自動(dòng)送進(jìn)焊絲自動(dòng)送進(jìn). 2.焊機(jī)及焊接電弧自動(dòng)移動(dòng)焊機(jī)及焊接電弧自動(dòng)移動(dòng). 二埋弧焊的特點(diǎn)：二埋弧焊的特點(diǎn)： 1.優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1)生產(chǎn)率高：比手弧焊提高510倍. 工作連續(xù)、焊絲自動(dòng)送進(jìn)，節(jié)約

14、更換焊條時(shí)間，常用電流 4002000A,比手弧焊（200300A）大68倍，熔深大， 可減少焊接層數(shù). 2)焊接質(zhì)量高： 熔深大，達(dá)12，雙面焊25以下無(wú)需開(kāi)坡口，（手弧焊 5），焊縫外觀美觀、平滑、內(nèi)在質(zhì)量好，焊件變形小， 消除了因更換焊條引起的焊接缺陷（夾渣、氣孔），焊接過(guò) 程不受人為干擾. 3)熱能與金屬材料消耗少：熱能與金屬材料消耗少： 熱能：無(wú)弧光輻射、對(duì)流，只有傳導(dǎo)，熱能利 用率達(dá)9099. 材料：焊絲頭損失1,沒(méi)有飛濺，大部分焊 劑可重新回收使用， 焊件厚度小時(shí)（25）可不開(kāi)坡口. （全世界每年焊條頭損失達(dá)十幾萬(wàn)噸，飛濺金 屬占焊縫金屬重量10） 4)勞動(dòng)條件好：勞動(dòng)條件好：

15、電弧看不見(jiàn)，不會(huì)傷眼睛，勞動(dòng)強(qiáng)度低. 2.缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1)焊前準(zhǔn)備工作要求高，費(fèi)工時(shí)，焊偏時(shí)不易 及時(shí)發(fā)現(xiàn). 2)不能焊接薄工件，易燒穿（電流大），適于 焊660厚板. 3)局限性大，（只適于平焊及傾斜度小的焊 縫），靈活性較差（只能走直線和大曲率半 徑弧線）. 3.應(yīng)用：應(yīng)用： 用于碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼、平焊、長(zhǎng)直焊 縫和較大直徑環(huán)縫，見(jiàn)教材P161圖4-19,尤以 批量生產(chǎn)更合適. 第六節(jié)第六節(jié) 氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 一氬弧焊：一氬弧焊： 以氬氣作為 保護(hù)氣體的 電弧焊, 氬氣 是惰性氣體, 保護(hù)作用極好. 1.不熔化極氬弧焊：不熔化極氬弧焊： 見(jiàn)教材見(jiàn)教材P162圖圖4-20(a) 焊接

16、厚度6(因電流有限,電流大時(shí)鎢棒發(fā)熱) 也叫鎢極氬弧焊： 焊鋼材時(shí)用直流正接,以減少鎢極燒損. 焊Al、Mg合金時(shí),用直流反接或交流,利用陰極破 碎作用. 陰極破碎作用：當(dāng)鎢極氬弧焊焊接易氧化金屬時(shí),采用 直流反接或交流電源,當(dāng)鎢極為正極時(shí), 由鎢極射向焊件熔池的氬正離子撞擊 熔池表面,將熔池表面的氧化物薄膜擊 碎,有利于焊接熔合及保證質(zhì)量. 2.熔化極氬弧焊： 以連續(xù)送進(jìn)的焊絲作為電極進(jìn)行焊接,可用大電流, 可焊25厚度以下的焊件, 見(jiàn)教材P162圖4-20(b). 3.氬弧焊優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用： 1)優(yōu)點(diǎn)： (1)氬氣對(duì)熔池保護(hù)作用極好,特別適于焊接易氧化、 吸氫的有色金屬及合金鋼. (2)電弧

17、熱量集中,焊接速度快,熱影響區(qū)和變形小. (3)電弧穩(wěn)定性好,易操作,飛濺少,焊縫成形好,杜絕 了夾渣缺陷,可全位置焊接,易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng) 化. 2)缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： (1)成本高, 氬氣價(jià)貴,焊機(jī)設(shè)備投資大. (2)只適于室內(nèi)焊接,并有防風(fēng)措施(以防氬氣 被風(fēng)吹散). (3)焊前接頭清理要求高. 3)應(yīng)用：應(yīng)用： 主要用于Al、Mg、Cu、Ti合金的焊接和不 銹鋼的焊接.極少 用于其他碳素鋼及合金鋼的焊接(因Ar氣價(jià) 貴). 氬弧焊機(jī)氬弧焊機(jī) 二二.二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊 -以CO2氣體為保護(hù)氣體的電弧焊.也叫CO2氣電焊, 見(jiàn)教材P164圖4-23. 1.焊接過(guò)程：焊接過(guò)程：

18、分細(xì)絲(0.51.2)焊.(用于焊接0.84薄板,可全 位置焊接),最常用.和粗絲(1.65)焊.(用于焊接3 30厚板). 焊接規(guī)范及工藝參數(shù)包括： 焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、CO2流量、焊接速 度等. 2.優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用：優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用： 1)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 生產(chǎn)率高：生產(chǎn)率高： 電流密度大(200A2),穿透力強(qiáng),(10厚板可 不開(kāi)坡口,不需打渣,輔助時(shí)間減少,生產(chǎn)率比手弧 焊高15倍. CO2焊機(jī)焊機(jī) 焊接質(zhì)量好：焊接質(zhì)量好： 電弧熱量集中,加熱面積小,CO2氣流冷卻作用大.應(yīng) 力變形小,焊縫含氫量少,采用含Si、Mn焊絲,焊縫抗 裂性高. 明弧操作明弧操作,可直接觀察焊縫區(qū)可直接觀察焊

19、縫區(qū),操作簡(jiǎn)單操作簡(jiǎn)單,容易掌握容易掌握. 成本低：成本低：CO2價(jià)廉易得, 成本比手弧焊低50. 細(xì)絲焊可進(jìn)行全位置焊接細(xì)絲焊可進(jìn)行全位置焊接,且對(duì)接頭清理工作要求不且對(duì)接頭清理工作要求不 高高. 2)缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 飛濺較大，焊縫成形不夠光滑美觀飛濺較大，焊縫成形不夠光滑美觀. 弧光強(qiáng)烈弧光強(qiáng)烈,煙霧較大煙霧較大,需加強(qiáng)勞動(dòng)保護(hù)需加強(qiáng)勞動(dòng)保護(hù). CO2氣流保護(hù)作用易被風(fēng)破壞氣流保護(hù)作用易被風(fēng)破壞,需采取防風(fēng)措施需采取防風(fēng)措施. 3)應(yīng)用：應(yīng)用： 主要用于低碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接,板厚0.830 . 第七節(jié)第七節(jié) 等離子弧焊接與切割等離子弧焊接與切割 見(jiàn)教材見(jiàn)教材P165圖圖4-24 一一.

20、等離子弧的三種效應(yīng)：等離子弧的三種效應(yīng)： 1.機(jī)械壓縮效應(yīng)：機(jī)械壓縮效應(yīng)： 通入的Ar氣在高頻震蕩器作用下被電離形成電弧，此 電弧在通過(guò)具有細(xì)孔道的噴嘴時(shí)，弧柱被強(qiáng)迫縮小. 2.熱壓縮效應(yīng)：熱壓縮效應(yīng)： 通入的一定壓力和流量的Ar氣為冷氣流,它均勻地包 圍著電弧,使弧柱外圍受到強(qiáng)烈冷卻,迫使帶電粒子向 弧柱中心集中,弧柱被進(jìn)一步集中. 3.電磁收縮效應(yīng)：電磁收縮效應(yīng)： 帶電離子流在弧柱中運(yùn)動(dòng)，可看成是電流在一束平行 的“導(dǎo)線”內(nèi)流過(guò)，其自身磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電磁力使這 些 “導(dǎo)線”互相吸引靠近，弧柱又進(jìn)一步被壓縮. 二二.特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1.溫度極高，達(dá)16000K以上，不僅可用來(lái)焊 接，還可用于切割

21、氧氣無(wú)法切割的材料. 2.實(shí)質(zhì)是一種具有壓縮效應(yīng)的鎢極氬弧焊,對(duì)熔池 和焊縫的保護(hù)作用極好. 3.能量密度大,弧柱溫度高,穿透能力強(qiáng),焊接10 12厚鋼板不需開(kāi)坡口,焊縫質(zhì)量好,焊接速度 快. 4.可焊接很薄的箔材(采用I = 0.1A). 三三.應(yīng)用：應(yīng)用： 國(guó)防工業(yè),航空航天技術(shù),焊接合金鋼、Cu、W、 Mo、Co、Ti等金屬構(gòu)件. 第八節(jié)第八節(jié) 微型計(jì)算機(jī)在電弧焊中的應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)在電弧焊中的應(yīng)用 自學(xué)自學(xué) 第二章第二章 其他常用焊接方法其他常用焊接方法 一一. 電阻焊電阻焊 根據(jù)焦耳楞次定律： Q = I2Rt R很小、 t很小、 要焊接， Q必須足夠大， 故 I必須很大。 優(yōu)點(diǎn)： 生

22、產(chǎn)率高，焊接變形小，勞動(dòng)條件好，不 需另外焊接材料，操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī) 械化。 缺點(diǎn)： 設(shè)備較復(fù)雜，耗電量大，適用接頭型式與 可焊工件厚度受到限制。 點(diǎn)焊機(jī)點(diǎn)焊機(jī) 1.點(diǎn)焊：點(diǎn)焊： 見(jiàn)教材P168圖4-26 焊件被壓緊在兩柱狀電極之間，以搭 接的形式在個(gè)別點(diǎn)上被焊接起來(lái)。 過(guò)程：接觸面清理好，預(yù)壓夾緊， 通電，形成熔核，切斷電 流，熔核在壓力下結(jié)晶，松 開(kāi)電極，完成一個(gè)焊點(diǎn)，移 動(dòng)焊件，依次焊接其他焊點(diǎn)。 焊接質(zhì)量與： 電流I、通電時(shí)間、電極壓力 P及工件表面清理質(zhì)量等因 素有關(guān)。 要克服“分流”現(xiàn)象，電流I就應(yīng) 加 大，且點(diǎn)間距又不能太小。 二二.縫焊：縫焊： 見(jiàn)教材P170圖4-28 在

23、兩焊件接觸面上形 成許多相互重疊的焊 點(diǎn)，而得到連續(xù)的焊 縫，是點(diǎn)焊的一種變 態(tài)。 為克服很大的分流的 影響，保證焊接質(zhì)量， 所用電流約為點(diǎn)焊的 1.52倍。 縫焊機(jī)縫焊機(jī) 三三.對(duì)焊：對(duì)焊： 見(jiàn)教材P170圖4-29 分為電阻對(duì)焊和閃光 對(duì)焊兩種。 1.電阻對(duì)焊： 過(guò)程： 壓緊對(duì)接的焊件， 通電加熱接頭至 塑性狀態(tài)，頂鍛 并斷電去壓。 接頭清理要求高，并 要平整，焊后接頭光 滑，耗電量大。 電阻對(duì)焊機(jī)電阻對(duì)焊機(jī) 2. 閃光對(duì)焊： 過(guò)程： 焊件接通電源， 兩焊件逐漸接 近，閃光，頂 鍛壓緊并斷電 去壓。 接頭清理工作要 求不高，焊后接 頭毛刺需清理， 耗電量小。 閃光對(duì)焊機(jī)閃光對(duì)焊機(jī) 以上所講

24、的三種電阻焊工藝，其優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用如下： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1)加熱速度快,熱影響區(qū)和應(yīng)力、變形小. 2)生產(chǎn)率高,易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化. 3)不需焊絲和焊劑等焊接材料. 4)無(wú)弧光、噪音, 煙塵和有害氣體少. 5)焊件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,重量輕,氣密性好,易獲得形狀復(fù) 雜的零件. 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1)受電源和電阻影響大,焊接質(zhì)量不穩(wěn)定. 2)耗電量大,對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷沖擊大. 3)焊機(jī)較復(fù)雜,價(jià)貴. 應(yīng)用：應(yīng)用： 點(diǎn)焊-用于4薄板搭接、金屬網(wǎng)架及交叉鋼筋焊 點(diǎn)搭接.也可將4以下薄板搭接在16以下的 低碳厚鋼板或型材上. 縫焊-用于薄鋼板容器(油箱、水箱、化工器皿及其 他)和管道的焊接,每件板厚通常2,焊低碳 鋼時(shí)可

25、達(dá)3,接頭要求密封時(shí)采用. 對(duì)焊-電阻對(duì)焊用于接頭強(qiáng)度要求不高,20棒 料、管材及小型金屬結(jié)構(gòu)的焊接. 閃光對(duì)焊用于斷面形狀、尺寸相同或相近的 刀具、軸類(lèi)、鋼筋、導(dǎo)線、管道及封閉性零 件 (如自行車(chē)圈、圓環(huán)鏈等) 的對(duì)接焊. 第二節(jié)第二節(jié) 摩檫焊：摩檫焊： 見(jiàn)教材P171圖4-31 一一.特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1.接頭組織致密,接頭質(zhì)量好且穩(wěn)定,無(wú)夾渣、氣孔等缺 陷. 2.不僅可焊同種金屬,也可焊異種金屬. 3.操作簡(jiǎn)單,不需焊接材料,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,生產(chǎn)率高. 4.設(shè)備簡(jiǎn)單,耗電少(只有閃光對(duì)焊的115110. 二二.接頭形式：接頭形式： 見(jiàn)教材P172圖4-32. 三三.應(yīng)用：應(yīng)用： 廣泛用于圓形工

26、件、棒料及管件的焊接,實(shí)心 棒料2100以上,管子外徑可達(dá)150. 第三節(jié)第三節(jié) 釬焊釬焊 利用熔點(diǎn)比焊件低的釬料作為填充金屬,加熱時(shí)釬料熔化而將 焊件連接起來(lái)的焊接方法. 接頭形式： 搭接,見(jiàn)教材P173圖4-33. 特點(diǎn)： 借助毛細(xì)管作用,將熔化了的液態(tài)釬料吸入固態(tài)工件間隙,液 態(tài)釬料與固態(tài)工件金屬相互擴(kuò)散溶解、冷凝,形成接頭. 一一.硬釬焊：硬釬焊： 釬料熔點(diǎn)450 如Cu基、Ag基、Al基、Ni基合金. 所用釬劑：硼砂、硼酸、KCl、KF. 用于接頭強(qiáng)度要求高(200490MPa),受力較大或工作 溫度較高的焊件,如：鋼、銅等機(jī)械零件、工具等. 二二.軟釬焊：軟釬焊： 釬料熔點(diǎn)450

27、如Sn-Pb合金（焊錫） 所用釬劑：松香、ZnCl或NH4Cl水溶液、焊錫膏. 用于接頭強(qiáng)度不超過(guò)68.6MPa,受力不大或工作溫 度不高的焊件,如：儀表、導(dǎo)電元件、各種金屬制 品等. 釬焊可用各種熱源：烙鐵、氧-乙炔火焰、電阻加 熱、感應(yīng)加熱、浸沾法、爐中加熱、鹽浴加熱等. 接頭均為搭接接頭. 三三.優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用：優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用： 1.優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 只需填充金屬熔化,焊件金屬不熔化,故加熱溫度低,母材金屬組 織和機(jī)械性能變化小,變形小,接頭質(zhì)量好,工件尺寸準(zhǔn)確. 既可焊同種金屬,也可焊異種金屬,對(duì)接頭厚度差沒(méi)有嚴(yán)格限制. 生產(chǎn)率高,可同時(shí)焊接很多、甚至上千條焊縫. 設(shè)備簡(jiǎn)單,投資少. 2.缺點(diǎn)

28、：缺點(diǎn)： 焊前焊件準(zhǔn)備(加工、清理、裝配)工作要求高. 接頭強(qiáng)度較低, 工作溫度不高. 釬料價(jià)格較高. 3.應(yīng)用：應(yīng)用：如上已述. 第四節(jié)第四節(jié) 真空電子束焊真空電子束焊 自學(xué)自學(xué) 第五節(jié)第五節(jié) 激光焊接激光焊接 自學(xué)自學(xué) 第六節(jié)第六節(jié) 高頻焊高頻焊 自學(xué)自學(xué) 第三章第三章 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 第一節(jié)第一節(jié) 金屬材料的焊接性金屬材料的焊接性 一一.焊接性的概念：焊接性的概念： 1. 焊接性： 被焊金屬在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難 易程度。（包括工藝焊接性和使用焊接性?xún)蓚€(gè)方面） 2.影響因素： 1)焊接方法： 同種金屬材料，選用不同焊接方法，表現(xiàn)出的焊接性不同。

29、 2)焊接材料：包括母材材料與焊接材料兩方面。 焊接材料指焊條、焊絲、焊劑、保護(hù)氣體、釬焊的釬料與 釬劑等，如選擇不當(dāng)，將嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。 3)焊接工藝措施： 如：焊前預(yù)熱、焊后緩冷、熱處理、點(diǎn)固焊、剛性固定、 焊前裝配、焊時(shí)錘擊等，及焊接工藝參數(shù)，如焊條直 徑、焊接電流、焊接速度、焊接位置、接頭形式等。 4)使用條件： 如使用環(huán)境溫度、是否有腐蝕介質(zhì)、受力大小及種類(lèi)等，使 用條件越不好，焊接性就越不易保證。 二二.焊接性的估算方法：焊接性的估算方法： 碳當(dāng)量法C當(dāng) = C () C當(dāng), 焊接性. C當(dāng)0.4時(shí)，焊接性良好. C當(dāng) = 0.40.6時(shí)，焊接性較差. C當(dāng)0.6時(shí)，焊接性差.

30、6 Mn 5 VMoCr+ 15 CuNi + 第二節(jié)第二節(jié) 碳鋼的焊接碳鋼的焊接 一低碳鋼的焊接：一低碳鋼的焊接： C0.25 焊接性良好. 二二.中、高碳鋼的焊接：中、高碳鋼的焊接： 1.中碳鋼的焊接： 1)焊接性隨C而愈來(lái)愈差： 焊縫易形成氣孔(CO2氣體來(lái)不及逸出),焊縫 及熱影響區(qū)形成的粗大M易產(chǎn)生冷裂紋. 2)焊接工藝： 開(kāi)坡口,細(xì)堿性焊條,小電流、多層焊、焊前 預(yù)熱、焊后緩冷、適當(dāng)?shù)暮附右?guī)范. 2.高碳鋼的焊接： 與中碳鋼相似,因含碳更高,故焊接性更差,工藝措施更為嚴(yán)格. 第三節(jié)第三節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接 合金結(jié)構(gòu)鋼： 機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼： 焊接性與焊接工藝與中碳鋼相同

31、. 低合金結(jié)構(gòu)鋼-低合金高強(qiáng)鋼. 低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接： 焊時(shí)焊縫及熱影響區(qū)易形成M并易產(chǎn)生冷裂紋,焊 接方法與焊接材料選用時(shí)應(yīng)注意,焊后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行 去應(yīng)力退火或消氫處理(加熱200350保溫26 小時(shí))防止冷裂. 如：北京08年奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場(chǎng)鳥(niǎo)巢所用的Q460鋼的焊 接. 第四節(jié)第四節(jié) 鑄鐵的補(bǔ)焊鑄鐵的補(bǔ)焊 一一.焊接性：焊接性： 差, 原因： 1.易產(chǎn)生白口： 焊補(bǔ)時(shí)C、Si大量燒損、冷卻快，故易產(chǎn)生白口及M. 2.易裂紋： 因鑄鐵、ak均差，當(dāng)焊接應(yīng)力過(guò)大（b）時(shí)， 在焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋. 3.焊縫中產(chǎn)生氣孔： 焊后凝固快,熔池中氣體來(lái)不及逸出. 二二.焊補(bǔ)方法：焊補(bǔ)方法： 手弧焊、氣焊

32、(碳化焰)最常用,也可用釬焊、CO2焊、 氬弧焊. 1.熱焊法： 預(yù)熱600700,保溫下焊補(bǔ),焊后緩冷. 2.冷焊法： 不預(yù)熱(或400以下預(yù)熱),小電流,分段焊(每段50),每焊 一段后輕擊焊縫,以松弛內(nèi)應(yīng)力,防止裂紋. 以上兩種焊法各有優(yōu)缺點(diǎn),使用時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要合理選用. 第五節(jié)第五節(jié) 有色金屬及其合金的焊接有色金屬及其合金的焊接 一一.銅及銅合金的焊接：銅及銅合金的焊接： 1.焊接性分析： 很差. 因?yàn)椋?1)焊縫易形成熱裂紋： (Cu2OCu形成低熔點(diǎn)共晶體,分布于晶界). 熱影響區(qū)易形成冷裂紋(線賬系數(shù)大,吸收的氫、水汽壓力,產(chǎn)生 較大內(nèi)應(yīng)力, Cu高溫b低、差、有過(guò)熱組織).

33、2)易產(chǎn)生氣孔 (Cu液吸收溶解H2,降溫時(shí)來(lái)不及排出,且Cu2O遇H2后反應(yīng)生 成水汽). 3)導(dǎo)熱性高,故焊前應(yīng)預(yù)熱到較高溫度,并需用強(qiáng)熱源焊接. 4)加熱時(shí)無(wú)組織轉(zhuǎn)變,故晶粒長(zhǎng)大后不會(huì)變細(xì),使半熔合區(qū)產(chǎn)生粗 晶,接頭性能降低,特別是、ak. 5)黃銅中Zn焊接時(shí)極易氧化,形成ZnO煙霧,有毒,污染空氣,影響 工人健康,使接頭性能,鋁青銅焊接時(shí)易產(chǎn)生難熔的Al2O3夾 渣. 2.焊接方法和焊接工藝：焊接方法和焊接工藝： 1) 焊接方法：焊接方法： 氬弧焊、氣焊、埋弧焊、手弧焊、釬焊、等離子弧 焊. 其中：氬弧焊質(zhì)量最好,黃銅氣焊時(shí)應(yīng)用輕微氧化焰, 并加氣劑301. 2)工藝措施：工藝措施：

34、 為防Cu2O產(chǎn)生,可在焊接材料中加入脫氧劑,如磷 青銅焊絲中的磷. 清洗焊件、焊絲,氣劑中的油、銹及水分,減少氫的 來(lái)源,加強(qiáng)熱源功率(使氫排出并避免未熔合). 焊前預(yù)熱(薄件可不預(yù)熱),焊后錘擊焊縫,并進(jìn)行再 結(jié)晶退火. 二二.鋁及鋁合金的焊接：鋁及鋁合金的焊接： 1. 焊接性分析：焊接性分析： 很差. 因?yàn)椋?1)Al極易氧化, Al2O3熔點(diǎn)很高(2050,純Al657).比 重大,易形成加渣、未熔合等缺陷,故焊前應(yīng)注意清 除表面Al2O3薄膜. 2)Al在高溫時(shí)大量吸H2,冷卻時(shí)H2溶解度劇降, H2來(lái)不 及析出,形成氣孔. 3)Al合金在焊縫及熱影響區(qū)均易產(chǎn)生熱裂紋. 4)Al膨脹

35、系數(shù)大,高溫強(qiáng)度低,極易變形,甚至可能因自 重變形而彎曲,故焊時(shí)需夾具并在焊件下加墊板以防 焊件下塌,焊速應(yīng)快. 5)Al在固液態(tài)顏色相同,操作時(shí)難以確定其熔化與否, 故焊時(shí)除嚴(yán)格掌握焊接規(guī)范外,操作者必須有一定經(jīng) 驗(yàn). 2.焊接方法和工藝：焊接方法和工藝： 氬弧焊(質(zhì)量最好)： 鎢極交流氬弧焊： (利用氬正離子的陰極破碎作用). 熔化極氬弧焊： 直流反接、大電流密度、高速焊,生產(chǎn)率高. 氣焊：用于要求不高的薄件,需用氣劑401(氯 化物氟化物).焊后將氣劑殘?jiān)謇砀?凈,以防腐蝕. 手弧焊：因焊條質(zhì)量、焊接質(zhì)量均不易控制,應(yīng) 用有限. 電阻焊：因清除表面氧化膜的清理質(zhì)量難以保 證,影響焊接質(zhì)量,應(yīng)用極少. 第四章第四章 焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)焊接結(jié)