電弧焊接工藝詳細(xì)PPT講解

1、 電弧焊接工藝 與大家一起交流探討 唐山松下營業(yè)技術(shù)系 2003 . 5. 電弧焊接的主要內(nèi)容 弧焊電源（焊機(jī)） 建立穩(wěn)定的電弧特性 焊絲熔化及穩(wěn)定的熔滴過渡 母材的熔化及熔池的建立 形成焊縫及焊接接頭 焊縫及熱影響區(qū)的組織與性能的變化 符合各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的焊接結(jié)構(gòu) 電弧物理特性（簡要一） 電弧的三個區(qū)域 弧柱區(qū) 陰極區(qū) 陽極區(qū) 弧柱區(qū)總的電流=電子流+離子流 電子流 999% 離子流01% 溫度高：500050000K 陰極區(qū)給弧柱提供電子流，接受從弧柱來的離子 流。 陽極區(qū)的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)與陰極區(qū)相反。 電弧物理特性（簡要二） 電弧的穩(wěn)定燃燒過程事實(shí)上是帶電粒子產(chǎn)生、運(yùn) 動和消失的平衡過程。 產(chǎn)生

2、 （電離、電子發(fā)射） 運(yùn)動 （極區(qū)壓降加速、電場加速） 消失 （擴(kuò)散、復(fù)合） 陰極斑點(diǎn)自動跳向溫度高，逸出功低的氧化膜處 （鋁的TIG、MIG電弧焊接工藝）。 直流正接、反接的意義 電弧物理特性（簡要三） 電弧偏吹現(xiàn)象 （直流磁偏吹、藥皮偏心、其他干擾） 電弧自身磁場的作用 （電磁力、等離子流力、斑點(diǎn)壓力） 交流電弧的正確使用 焊絲的熔化及熔滴過渡 焊絲熔化熱源 電弧熱 電阻熱 焊絲熔化特性 熔化速度 Vm 與電流 I 之間的關(guān)系 影響熔化特性的因素 焊絲成分 焊絲直徑 干伸長度 極性 熔滴過渡的形態(tài) （顆粒射流） 保護(hù)氣體介質(zhì) （MAGCO2 ） 熔滴過渡的幾種形式： 短路過渡 焊絲與熔池的

3、短路頻率20200次/S 短路縮頸“小橋”爆斷有飛濺。 顆粒過渡 大滴過渡 較大飛濺, 難于生產(chǎn)應(yīng)用. 噴射過渡 射滴過渡 射流過渡（無飛濺焊接） 熔滴噴射過渡的必要條件 純氬或富氬混合氣體保護(hù)焊（MIG或MAG焊接） （CO2焊接無法實(shí)現(xiàn)噴射過渡） 焊接電流超過噴射過渡的臨界電流 （如1.2實(shí)心焊絲MAG焊時電流I 280A） 低于臨界電流時采用脈沖熔化極電源 各種焊絲大滴-噴射過渡轉(zhuǎn)變的臨界電流值 焊絲種類 焊絲直徑/mm 保護(hù)氣體 臨界電流最小值/A 低碳鋼 0.8 98%Ar+2%O2 150 低碳鋼 1.2 98%Ar+2%O2 220 低碳鋼 1.2 80%Ar+20%CO2 32

4、0 不銹鋼 0.9 99%Ar+1%O2 170 不銹鋼 1.2 ： ： 225 鋁 1.2 Ar 135 脫氧銅 1.2 Ar 210 硅青銅 0.9 Ar 165 鈦 1.6 Ar 225 熔化極脈沖電弧焊的工藝特點(diǎn) 把間斷的.高幅值（大于臨界電流）的脈沖電流疊加 在低值的穩(wěn)定電流上，平均電流便可大為降低，但 卻能在脈沖期產(chǎn)生金屬噴射過渡。 必須用富氬（或純氬）氣體。 采用專用電源（如松下AG1脈沖MIG/MAG焊機(jī)）。 能夠用較大直徑的焊絲在各種位置上焊接薄板和厚板。 （如焊接 鋼 不繡鋼 鋁 銅 等材料時采用1.2焊絲， 使用80100A焊接電流也能獲得噴射過渡） 母材熔化與焊縫成形

5、焊縫熔池的特點(diǎn) 體積小 溫差大 冷速快 溫度高 過熱狀態(tài)（鋼熔池平均溫度： 1770 100C） 在運(yùn)動下結(jié)晶 （熔池中的氣泡、雜質(zhì)在運(yùn)動中上浮） 熔池的形狀 熔深 熔寬 余高 焊接化學(xué)冶金反應(yīng)的特點(diǎn)及作用 分階段 連續(xù)進(jìn)行 藥皮反應(yīng)區(qū) 熔滴反應(yīng)區(qū) 熔池反應(yīng)區(qū) 氣 渣 氣+渣聯(lián)合 保護(hù) 脫氧 脫氫 脫氮 脫硫磷 滲合金 與焊接方法及焊接規(guī)范有密切的關(guān)系 焊接接頭的三個組成部分 焊縫區(qū) 柱狀組織 晶粒粗大 組織偏析 熔合區(qū) 與母材聯(lián)生結(jié)晶 熱影響區(qū)（非淬火鋼） 1、 過熱區(qū)（粗晶區(qū)） 2、 正火區(qū)（細(xì)晶區(qū)、也稱“完全重結(jié)晶區(qū)”） 3、 部分相變區(qū)（不完全重結(jié)晶區(qū)） 4、 再結(jié)晶區(qū) GMAW- 熔

6、化極氣體保護(hù)焊 CO2 ( 99.98% CO2 ) MAG （7595% Ar + 25 5 % CO2 ) 標(biāo)準(zhǔn) （80%Ar + 20%CO2 ) MIG ( 99.99%Ar ) (98.00% Ar+2.00%O2 ) (95.00%Ar +2.0mm板對接 角接 直徑 219mm管道對接 馬鞍型角接 厚度4.0mm的板狀開坡口對接 焊縫及熱影響區(qū)表面氧化發(fā)黑，需經(jīng)過酸洗 鈍化處理。 （藥芯不銹鋼焊絲+CO2氣保護(hù)焊接的焊縫表面無氧 化黑色 成型美觀） 奧氏體不銹鋼TIG焊接實(shí)例 保護(hù)氣體：純度99.99%氬氣 厚度0.5mm板對接 端接接頭 直徑 8mm管子對接 馬鞍型角接 厚度3

7、.0mm的板狀開坡口對接焊縫 立式儲罐雙人雙面保護(hù)共熔池立焊 橫焊 管道TIG打底焊（管內(nèi)充氬）后，管內(nèi)通水， 再填充焊? 蓋面焊。 鋁及鋁合金的焊接 ： 常用鋁及鋁合金材料： 純鋁 （ L1L5 1060 1035 1200 ） 鋁銅合金 （ LY19 2219 2024 ） 鋁錳合金 （ LF21 3003 3105 ） 鋁硅合金 （ LT1 4043 4047 ） 鋁鎂合金 （ LF2LF16 5052 5356 5A03 ） 鋁鎂硅合金 （ LD2 LD31 6063 6070 ） 鋁銅鎂鋅合金 （ 7005 7050 7475 ） 鋁銅鎂鋰合金 （ 8090 ） 鋁及鋁合金的焊接性：

8、 鋁及鋁合金的熔點(diǎn)低（純鋁 660），表面生成高 熔點(diǎn)氧化膜（ AL2O3 2050），容易造成焊接 不熔合。 低熔點(diǎn)共晶物和焊接應(yīng)力，容易產(chǎn)生焊接熱裂紋。 母材、焊材氧化膜吸附水分，焊縫容易產(chǎn)生氣孔。 鋁的導(dǎo)熱性是鋼的3倍，焊縫熔池的溫度場變化大， 控制焊縫成型的難度較大。 鋁及鋁合金焊接的工藝措施： 用化學(xué)和機(jī)械的方法清理表層氧化膜。 用交流 TIG、直流反接 MIG 焊接，電弧陰 極 霧化作用好，清理氧化膜十分有效。 選用與母材化學(xué)成分相同相似的焊絲。 高純度氬氣（Ar 9999% ）保護(hù)。 大號噴嘴，層流氣態(tài)保護(hù)。 鋁及鋁合金的焊接實(shí)例： 鋁及鋁合金船體的MIG焊接 厚度2.0mm板狀

9、MIG焊對接 角接接頭 厚度1.01.5mm板搭接TIG點(diǎn)焊 厚度1.0 mm 板對接 端接接頭TIG焊 18*1.5mm管子TIG焊對接 角接焊 雙人雙面共熔池保護(hù)TIG立焊 橫焊 厚度8.0mm焊件的予熱TIG焊工藝 銅及銅合金的焊接： 常用銅材： 純銅（紫銅）（C10200）（C12000） 黃銅 （C21000）（C26000） 磷青銅 （C50500） 鋁青銅 （C61300） 硅青銅 （C65100） 白銅（鎳銅合金） （C70600） 銅及銅合金的焊接性： 銅的高熱導(dǎo)率（比鋼大 7 11 倍），使母 材與填充金屬難于熔合，產(chǎn)生焊不透及未熔 合的現(xiàn)象。 低熔點(diǎn)共晶體使銅及銅合金具有

10、明顯的熱脆 性，焊接接頭容易產(chǎn)生熱裂紋。 焊縫出氣孔的傾向比鋼嚴(yán)重的多。 焊接接頭性能變化大，晶粒粗大，導(dǎo)電性和 耐蝕性能下降。 銅及銅合金焊接的工藝措施： 焊前需預(yù)熱 300600C 使工件獲得足夠 的熱量，保證焊縫的良好成型。 厚度 0.36 mm 的焊件，采用直流TIG焊工 藝（鋁青銅工件采用交流TIG）。 厚度 3 mm 以上的工件，采用 MIG焊工藝， 效率高，熱輸入量大，焊縫成型好。 銅及銅合金的焊接實(shí)例： 汽車車體鋁青銅MIG硬釬焊工藝 （RF2焊機(jī) I=80100A U=1011V） 銅母導(dǎo)線的MIG焊（厚度3.0mm 預(yù)熱 400500C） 厚度0.5mm的板狀 管狀對接 角

11、接 TIG 焊 鈦及鈦合金的焊接實(shí)例 ： 鈦管熱交換器的TIG焊接 厚度1.0mm板狀 管狀 TIG 對接 角接 焊 鈦合金航空航天構(gòu)件的真空TIG焊 鈦焊件的充氬氣室內(nèi)保護(hù)焊 氣體透鏡式保護(hù)噴嘴+后拖罩保護(hù)工藝 焊接技術(shù)書籍和資料（一） 金屬熔焊原理及工藝（上冊） 論述焊接溫度場. 熱循環(huán)及熔池的形成過程，焊接化學(xué)冶金過程， 焊縫結(jié)晶及熱影響區(qū)的組織與性能的轉(zhuǎn)變。 金屬熔焊原理及工藝（下冊） 金屬的焊接性. 各種金屬（黑色金屬.有色金屬）材料的焊接。 焊接方法及設(shè)備（電弧焊） 電弧的物理特性及產(chǎn)熱產(chǎn)力機(jī)構(gòu). 熔滴過渡. 母材熔化與焊縫成型. 焊接過程參數(shù)的自動控制. 各種焊接方法（GMAW.GTAW. SAW.SMAW.等）的工藝特點(diǎn)。 焊接技術(shù)書籍和資料（二） 焊接結(jié)構(gòu) 論述焊接應(yīng)力與變形. 焊接接頭性能， 焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂及疲 勞強(qiáng)度，典型焊接結(jié)構(gòu)的工藝實(shí)例。 弧焊電源 焊接電弧及其電特性.對弧焊電源的要求。 各種焊機(jī)（弧焊變壓器.