各種焊接工藝培訓(xùn)講義

1、各種焊接工藝各種焊接工藝本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)：焊條電弧焊的原理與特焊條電弧焊的原理與特點(diǎn)，焊接材料、焊接方法、焊接工點(diǎn)，焊接材料、焊接方法、焊接工藝參數(shù)和焊接結(jié)構(gòu)形式的選用原則。藝參數(shù)和焊接結(jié)構(gòu)形式的選用原則。焊接：焊接：是通過加熱或加壓，或者兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊接件達(dá)到原子結(jié)合的一種方法。焊接方法：焊接方法：熔化焊、壓力焊、釬焊等。焊接的主要特點(diǎn)是：焊接的主要特點(diǎn)是： （1 1）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量； （2 2）簡化復(fù)雜零件和大型零件的制造； （3 3）適應(yīng)性好；可實(shí)現(xiàn)特殊結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)； （4 4）滿足特殊連接要求；可實(shí)現(xiàn)不同材料間的連 接成型； （5 5）降低勞動強(qiáng)度，改善勞動條

2、件。焊接方法的應(yīng)用：焊接方法的應(yīng)用： （1 1）制造金屬結(jié)構(gòu)件； （2 2）制造機(jī)器零件和工具； （3 3）修復(fù)。焊接方法壓力焊壓力焊摩擦焊摩擦焊超聲波焊超聲波焊爆炸焊爆炸焊擴(kuò)散焊擴(kuò)散焊高頻焊高頻焊釬焊及封粘釬焊及封粘軟釬焊軟釬焊硬釬焊硬釬焊封接封接粘接粘接熔熔焊焊電弧焊電弧焊電渣焊電渣焊等離子弧焊等離子弧焊電子束焊電子束焊激光焊激光焊手弧焊手弧焊氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊埋弧焊埋弧焊電阻焊電阻焊氣門芯氣門芯熔焊工藝 1 1 熔焊原理及過程熔焊原理及過程2 2 焊接接頭的組織與性能焊接接頭的組織與性能3 3 焊接變形和焊接應(yīng)力焊接變形和焊接應(yīng)力4 4 熔焊方法及工藝熔焊方法及工藝本節(jié)重點(diǎn)：本節(jié)重點(diǎn)：

3、熔化焊焊接接頭的組織性能熔化焊焊接接頭的組織性能本節(jié)難點(diǎn)：本節(jié)難點(diǎn)：焊接應(yīng)力與變形焊接應(yīng)力與變形1 熔焊原理及過程熔焊的本質(zhì)及特點(diǎn)熔焊的本質(zhì)及特點(diǎn) 熔化焊的本質(zhì)是小熔池熔煉與鑄造，是金屬熔化與結(jié)晶的過程。 熔池存在時間短，溫度高；冶金過程進(jìn)行不充分，氧化嚴(yán)重；熱影響區(qū)大。 冷卻速度快，結(jié)晶后易生成粗大的柱狀晶。熔化焊的三要素熔化焊的三要素?zé)嵩礋嵩?能量要集中，溫度要高。以保證金屬快速熔化，減小熱影響區(qū)。滿足要求的熱源有電弧、等離子弧、電渣熱、電子束和激光。熔池的保護(hù)熔池的保護(hù) 可用渣保護(hù)、氣保護(hù)和渣-氣聯(lián)合保護(hù)。以防止氧化，并進(jìn)行脫氧、脫硫和脫磷，給熔池過渡合金元素。填充金屬填充金屬 保證焊縫

4、填滿及給焊縫帶入有益的合金元素，并達(dá)到力學(xué)性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊絲。焊接電弧焊接電弧 電弧是指兩電極之間強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象。電弧放電電壓最低，電流最大，溫度最高，發(fā)光最強(qiáng)。將電弧放電用作焊接熱源，既安全，加熱效率也高。電弧的三個區(qū)電弧的三個區(qū) 陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)焊接電弧的溫度焊接電弧的溫度 C C和熱量分布和熱量分布 溫度 C 熱量分布 陽極區(qū)： 2600 43 弧柱區(qū)： 60008000 21 陰極區(qū) ： 2400 36 由于電弧產(chǎn)生的熱量在陽極和陰極上有一定的差異，在使用直流電焊機(jī)焊接時，有兩種接線方法： 直流正接：直流正接：焊件接正極，焊條接負(fù)極（厚板、酸性焊條）

5、 直流負(fù)接：直流負(fù)接：焊件接負(fù)極，焊條接正極（薄板、堿性低氫焊 條、低合金鋼和鋁合金）電弧焊的焊接過程：電弧焊的焊接過程： 手工電弧焊是利用焊條與工件間產(chǎn)生的電弧熱，將工件熔化而進(jìn)行焊接的。 電弧在焊條與被焊工件之間燃燒，電弧熱使工件（基本金屬）和焊條同時熔化成為熔池，焊條金屬熔滴借重力和電弧氣體吹力的作用逐漸過渡到熔池當(dāng)中。 電弧熱還使焊條的藥皮熔化或燃燒。藥皮燃燒后與液體金屬起物理化學(xué)作用，所形成的熔渣和氣體可防止空氣中氧、氮的侵入，其保護(hù)熔化金屬的作用。電弧焊的冶金過程特點(diǎn)：電弧焊的冶金過程特點(diǎn)： 電弧和熔池金屬溫度高于一般的冶煉溫度。使金屬元素強(qiáng)烈蒸發(fā)，并使電弧區(qū)的氣體分解成原子狀態(tài)，

6、增大了氣體的活潑性，導(dǎo)致金屬燒損或形成有害雜質(zhì)。 金屬熔池體積小，熔池四周是冷金屬，熔池處于液態(tài)的時間很短，一般在秒左右。導(dǎo)致各種化學(xué)反應(yīng)難以達(dá)到平衡狀態(tài)，化學(xué)成分不夠均勻，氣體和雜質(zhì)來不及浮出易產(chǎn)生氣孔和夾雜等缺陷。 熔池不斷更新，有害氣體容易進(jìn)入熔池，形成氧化物、氣孔雜質(zhì)等缺陷。 焊劑是由焊劑是由SiO2，MnO、MgO及及CaF等組成的硅酸鹽。等組成的硅酸鹽。焊劑保護(hù)的效果焊劑保護(hù)的效果 形成熔融的液態(tài)焊劑薄膜，使熔池與空氣隔絕，大大減形成熔融的液態(tài)焊劑薄膜，使熔池與空氣隔絕，大大減少焊縫中的含氣量，提高焊縫韌性。少焊縫中的含氣量，提高焊縫韌性。 延長熔池存在時間，加強(qiáng)了冶金反應(yīng)，有利于

7、氣孔、夾延長熔池存在時間，加強(qiáng)了冶金反應(yīng)，有利于氣孔、夾渣的析出。渣的析出。1.1 熔池的保護(hù) 渣保護(hù)渣保護(hù) 為了使熔池與空氣隔離，可在熔池上覆蓋一層熔渣 一方面防止金屬氧化和吸氣 另一方面向熔池過渡合金元素，提高焊縫性能 同時，還可以減少散熱，提高生產(chǎn)率，防止強(qiáng)光輻射 氣保護(hù)氣保護(hù) 用于保護(hù)熔池和溶滴的氣 體應(yīng)是惰性氣體，并在高溫下不分解，或是低氧化性的不溶于金屬液體的雙原子氣體( (如Ar或CO2) )。 噴嘴結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能使氣體以層流流出。CO2氣體氣體 COCO2 2為無色無味氣體，密度是空氣的1.51.5倍，在常溫下很穩(wěn)定，但在高溫下易分解。 COCO2 2氣體密度大，受熱后體積膨脹大

8、，所以在隔離空氣保護(hù)焊接熔池和電弧方面，效果良好。 但COCO2 2氣體為氧化性氣體，在高溫下將分解為COCO和O O2 2： CO CO2 2 CO + OCO + O2 2 所以二氧化碳在高溫時有強(qiáng)烈的氧化性。氬氣氬氣 氬氣為惰性氣體，高溫下不溶入液態(tài)金屬，也不與金屬發(fā)生化學(xué)反氬氣為惰性氣體，高溫下不溶入液態(tài)金屬，也不與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，氬氣是一種理想的保護(hù)氣體。應(yīng)，因此，氬氣是一種理想的保護(hù)氣體。 由于氬弧溫度高，因此一旦引燃，電弧就很穩(wěn)定。由于氬弧溫度高，因此一旦引燃，電弧就很穩(wěn)定。 氬弧焊一般要求氬氣純度達(dá)氬弧焊一般要求氬氣純度達(dá)99.9%99.9%，我國生產(chǎn)的工業(yè)純氬，其純度

9、，我國生產(chǎn)的工業(yè)純氬，其純度可達(dá)可達(dá)99.9%99.9%，完全合乎氬弧焊的要求。，完全合乎氬弧焊的要求。 氬弧焊對焊前的除油、去銹、去水等準(zhǔn)備工作要求嚴(yán)格，否則就會氬弧焊對焊前的除油、去銹、去水等準(zhǔn)備工作要求嚴(yán)格，否則就會影響焊縫質(zhì)量。影響焊縫質(zhì)量。 渣渣- -氣聯(lián)合保護(hù)氣聯(lián)合保護(hù) 利用渣的良好的冶金反應(yīng)和焊縫成型特點(diǎn)以及氣體的優(yōu)良電弧熱效率和穩(wěn)弧作用，可獲得良好的熔池保護(hù)效果。如焊條的藥皮及二氧化碳加藥芯。填充金屬填充金屬 填滿焊縫，提高焊縫性能，使焊縫與母材等強(qiáng)度，用焊絲和焊芯（填充金屬）過渡合金元素。 常用的焊條鋼芯為碳素鋼絲、合金鋼絲和不銹鋼絲。 H H代表焊接用鋼絲，其后的兩位數(shù)字代

10、表含碳量的萬分之幾；A A為高級優(yōu)質(zhì)鋼；E E代表特級優(yōu)質(zhì)鋼。1.2 電焊條電焊條的組成及作用電焊條的組成及作用組成：焊芯和藥皮作用：焊芯填充金屬 藥皮穩(wěn)弧、造氣、造渣、脫氧、合金、粘結(jié)等。藥皮必須含有造氣劑和造渣劑。藥皮中還應(yīng)含有穩(wěn)弧劑和合金化劑，以及脫氧劑、脫硫劑和去氫劑等。焊條的種類和編號焊條的種類和編號種類：種類：結(jié)構(gòu)鋼焊條、鉬及鉻鉬耐熱鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、低結(jié)構(gòu)鋼焊條、鉬及鉻鉬耐熱鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、低溫鋼焊條、鑄鐵焊條、鈦及鈦合金焊條、鋁及鋁合金焊條、銅及銅合金溫鋼焊條、鑄鐵焊條、鈦及鈦合金焊條、鋁及鋁合金焊條、銅及銅合金焊條、特殊用途焊條。焊條、特殊用途焊條。

11、編號：編號：以結(jié)構(gòu)鋼焊條為例：以結(jié)構(gòu)鋼焊條為例：422422 其中：其中： 結(jié)構(gòu)鋼焊條結(jié)構(gòu)鋼焊條 焊縫金屬抗拉強(qiáng)度大于等于焊縫金屬抗拉強(qiáng)度大于等于 藥皮類型（鈦鈣型）和電源種類（交直流）藥皮類型（鈦鈣型）和電源種類（交直流） 507 7 507 7 低氫，直流低氫，直流酸性藥皮與堿性藥皮兩者的性質(zhì)酸性藥皮與堿性藥皮兩者的性質(zhì) 酸性藥皮工藝性好，而堿性藥皮工藝性差。 堿性藥皮中有益元素多，能使焊接接頭力學(xué)性能提高。 堿性藥皮中因不含有機(jī)物，也稱低氫型藥皮?？梢蕴岣吆缚p金屬的抗裂性。 堿性藥皮氧化性強(qiáng)，對銹、油、水的敏感性大，易產(chǎn)生飛濺和CO氣孔。 堿性藥皮在高溫下，易生成較多的有毒物質(zhì)（HF等）

12、，因而應(yīng)注意通風(fēng)。 電焊條的選用原則電焊條的選用原則 等強(qiáng)度原則：低碳鋼和普通低合金鋼構(gòu)件，一般都要求焊縫金屬與母材等強(qiáng)度， 因此可根據(jù)鋼材強(qiáng)度等級來選用相應(yīng)的焊條。 同一強(qiáng)度等級的酸性焊條和堿性焊條的選用。主要應(yīng)考慮：焊接件的結(jié)構(gòu)形狀、鋼板厚度、載荷性質(zhì)和抗裂性能而定。 低碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接，可按某一種鋼接頭中強(qiáng)度較低的鋼材來選用相應(yīng)的焊條。 焊接不銹鋼或耐熱鋼等有特殊性能要求的鋼材，應(yīng)選用相應(yīng)的專用焊條。2 焊接接頭的組織與性能熔焊熱原的高溫集中融化焊縫區(qū)金屬，并向工件金屬傳導(dǎo)熱量，必然引起焊縫及附近區(qū)域金屬的組織和性能發(fā)生變化。 焊縫區(qū)在焊接接頭橫截面上 測量的焊縫金屬的區(qū)域。 熔合

13、區(qū)熔合線兩側(cè)有一個很 窄的焊縫與熱影響區(qū)的過渡區(qū)。 熱影響區(qū)-受焊接熱循環(huán)的影響， 焊縫附近的母材因焊接熱作用發(fā)生 組織或性能變化的區(qū)域（過熱區(qū)、 正火區(qū)、部分相變區(qū)）。熱影響區(qū)中的熱影響區(qū)中的過熱區(qū)過熱區(qū)，對焊接接頭有不利影響，應(yīng)使之盡可能減小。，對焊接接頭有不利影響，應(yīng)使之盡可能減小。熔合區(qū)熔合區(qū)成分不均，組織為粗大的過熱組織或淬硬組織，是焊接接頭中的最差成分不均，組織為粗大的過熱組織或淬硬組織，是焊接接頭中的最差的部位。的部位。 在低碳鋼焊接接頭中，熔合區(qū)很窄，但因強(qiáng)度、塑性和韌性都下降，而在低碳鋼焊接接頭中，熔合區(qū)很窄，但因強(qiáng)度、塑性和韌性都下降，而且此處接頭斷面變化，引起應(yīng)力集中，在

14、很大程度上決定焊接接頭的性能。且此處接頭斷面變化，引起應(yīng)力集中，在很大程度上決定焊接接頭的性能。 焊接熱循環(huán)的特點(diǎn)是焊接熱循環(huán)的特點(diǎn)是加熱和冷卻速度很快，對加熱和冷卻速度很快，對易淬火鋼，易導(dǎo)致馬氏體易淬火鋼，易導(dǎo)致馬氏體相變；對其它材料，易產(chǎn)相變；對其它材料，易產(chǎn)生焊接變形、應(yīng)力及裂紋。生焊接變形、應(yīng)力及裂紋。焊縫熱影響區(qū)焊縫的組織和性能焊縫的組織和性能 熱源移走后，熔池?zé)嵩匆谱吆?，熔池焊縫中的液體金屬立刻焊縫中的液體金屬立刻開始開始冷卻結(jié)晶冷卻結(jié)晶，以垂直，以垂直熔合線的方式向熔池中熔合線的方式向熔池中心生長為柱狀樹枝晶。心生長為柱狀樹枝晶。 低熔點(diǎn)物質(zhì)將會被低熔點(diǎn)物質(zhì)將會被推向焊縫最后結(jié)

15、晶部位，推向焊縫最后結(jié)晶部位，形成成分偏析。形成成分偏析。3 焊接變形和焊接應(yīng)力焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因：焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因： 焊接過程的加熱和冷卻受到周圍冷金屬的拘焊接過程的加熱和冷卻受到周圍冷金屬的拘束，不能自由膨脹和收縮。束，不能自由膨脹和收縮。焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生當(dāng)拘束很大時（如大平板對接），則會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，無當(dāng)拘束很大時（如大平板對接），則會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，無 殘余變形。殘余變形。當(dāng)拘束較小（如小板對接焊）時，既產(chǎn)生殘余應(yīng)力，又產(chǎn)當(dāng)拘束較小（如小板對接焊）時，既產(chǎn)生殘余應(yīng)力，又產(chǎn) 生殘余變形。生殘余變形。焊件焊后的變形形式主要有：焊件焊后的變形形式主要有：尺寸收縮、角變形、彎曲變

16、形、扭曲變形、波浪變形尺寸收縮、角變形、彎曲變形、扭曲變形、波浪變形等。等。焊接變形與應(yīng)力的危害焊接變形與應(yīng)力的危害 工件焊接后產(chǎn)生變形和應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的制造和使用會產(chǎn)生不利影響。 產(chǎn)生焊接變形，可能使焊接結(jié)構(gòu)尺寸不合要求，組裝困難，間隙大小不一致等，從而影響焊件質(zhì)量。 焊接殘余應(yīng)力會增加工件工作時的內(nèi)應(yīng)力，降低承載能力；還會引起裂紋，甚至造成脆斷，應(yīng)力的存在會誘發(fā)應(yīng)力腐蝕裂紋。 殘余應(yīng)力是一種不穩(wěn)定狀態(tài)，在一定條件下會衰減而產(chǎn)生一定的變形，使構(gòu)件尺寸不穩(wěn)定，所以減少和防止焊接變形和應(yīng)力是十分必要的。焊接應(yīng)力的防止及消除采取合理的采取合理的焊接順序焊接順序，使焊縫能夠自由地收縮，以減少，使焊縫能夠

17、自由地收縮，以減少 應(yīng)力（圖應(yīng)力（圖a）。而圖）。而圖b因先焊焊縫因先焊焊縫1導(dǎo)致對焊縫導(dǎo)致對焊縫2的拘束度的拘束度 增加，而增大殘余應(yīng)力。增加，而增大殘余應(yīng)力。焊縫不要有密集交叉截面，長度也要盡可能小，以減小焊 接局部加熱，從而減少焊接應(yīng)力。采用小能量，多層焊，也可減少焊縫應(yīng)力。焊前預(yù)熱可以減少工件溫差，也能減少殘余應(yīng)力。當(dāng)焊縫還處在較高溫度時，錘擊焊縫使金屬伸長，也當(dāng)焊縫還處在較高溫度時，錘擊焊縫使金屬伸長，也 能減少焊接殘余應(yīng)力。能減少焊接殘余應(yīng)力。焊后進(jìn)行消除應(yīng)力的焊后進(jìn)行消除應(yīng)力的退火退火可消除殘余應(yīng)力?？上龤堄鄳?yīng)力。焊接變形的防止和消除焊接變形的防止和消除焊縫對稱布置 采用反變形

18、方法采用反變形方法采用對稱焊和分段倒退焊采用對稱焊和分段倒退焊采用多層多道焊，能減少焊接變形采用多層多道焊，能減少焊接變形采用焊前剛性固定組裝焊接，限制產(chǎn)生焊接變形，采用焊前剛性固定組裝焊接，限制產(chǎn)生焊接變形，但這樣會產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。采用定位焊組裝但這樣會產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。采用定位焊組裝也可防止焊接變形。也可防止焊接變形。消除變形的方法防止角變形防止角變形防止扭曲變形防止扭曲變形嚴(yán)重的焊接變形應(yīng)消嚴(yán)重的焊接變形應(yīng)消 除，常采用除，常采用機(jī)械矯正法機(jī)械矯正法，通常，通常 只適于塑性好的低碳鋼和普通低合金鋼。只適于塑性好的低碳鋼和普通低合金鋼。火焰矯正法火焰矯正法是利用火焰加熱的熱變形方法，

19、一是利用火焰加熱的熱變形方法，一 般也僅適用于塑性好，且無淬硬傾向的材料。般也僅適用于塑性好，且無淬硬傾向的材料。減少焊接應(yīng)力考慮，拼焊如題減少焊接應(yīng)力考慮，拼焊如題 圖圖1 1所示的鋼板時，應(yīng)怎樣確所示的鋼板時，應(yīng)怎樣確 定焊接順序？試在圖中標(biāo)出，定焊接順序？試在圖中標(biāo)出， 并說明理由。并說明理由。圖圖14 熔焊方法及工藝4.1 4.1 手弧焊（略）手弧焊（略）4.2 4.2 埋弧焊埋弧焊4.3 4.3 氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊4.4 4.4 二氧化碳焊二氧化碳焊4.5 4.5 電渣焊電渣焊4.6 4.6 等離子弧焊等離子弧焊4.7 4.7 電子束焊電子束焊4.8 4.8 激光焊激光焊4.2 埋

20、弧焊埋弧焊的原理及特點(diǎn)埋弧焊的原理及特點(diǎn) 埋弧自動焊是用焊劑進(jìn)行渣保護(hù)，焊絲為一電極在焊劑層下引燃電弧燃燒。因電弧在焊劑包圍下燃燒，所以熱效率高；焊絲為連續(xù)的盤狀焊絲，可連續(xù)饋電；焊接無飛濺，可實(shí)現(xiàn)大電流高速焊接，生產(chǎn)率高；金屬利用率，焊接質(zhì)量好，勞動條件好。埋弧焊適于平直長焊縫和環(huán)焊縫的焊接。埋弧自動焊埋弧自動焊埋弧自動焊工序 埋弧焊的工藝埋弧焊的工藝 焊前準(zhǔn)備 板厚小于14mm時，可不開坡口； 板厚為1422mm時，應(yīng)開Y型坡口； 板厚為2250mm時，可開雙Y型或U型坡口。 Y型和雙Y型坡口的角度為5060。 焊縫間隙應(yīng)均勻，焊直縫時，應(yīng)安裝焊縫間隙應(yīng)均勻，焊直縫時，應(yīng)安裝引弧板和熄弧板

21、引弧板和熄弧板，以防止起弧和熄弧時產(chǎn)生的氣孔、夾雜、縮孔、縮松等缺陷以防止起弧和熄弧時產(chǎn)生的氣孔、夾雜、縮孔、縮松等缺陷進(jìn)入工件焊縫之中進(jìn)入工件焊縫之中 平板對接焊 一般采用雙面焊，可不留間隙直接進(jìn)行雙面焊接，也可采用打底焊或焊劑墊或墊板。為提高生產(chǎn)率，也可采用水冷銅成型底板進(jìn)行單面焊雙面成型。 環(huán)焊縫環(huán)焊縫 焊接環(huán)焊縫時，焊絲起弧點(diǎn)應(yīng)焊接環(huán)焊縫時，焊絲起弧點(diǎn)應(yīng) 與環(huán)的中心線偏離一距離與環(huán)的中心線偏離一距離e，以防止，以防止 熔池金屬的流淌。一般偏離距離為熔池金屬的流淌。一般偏離距離為 20 40mm，直徑小于，直徑小于250mm的環(huán)的環(huán) 縫一般不采用埋弧自動焊?？p一般不采用埋弧自動焊。 多絲

22、埋弧焊多絲埋弧焊 同時有兩個以上焊絲起焊接，同時有兩個以上焊絲起焊接， 焊接速度高，焊縫成型好。前一電焊接速度高，焊縫成型好。前一電 弧保證熔深，后續(xù)電弧調(diào)節(jié)熔寬，弧保證熔深，后續(xù)電弧調(diào)節(jié)熔寬， 使熔池形狀及焊縫成型較為合理。使熔池形狀及焊縫成型較為合理。 埋弧焊的應(yīng)用埋弧焊的應(yīng)用 埋弧焊主要用于壓力容器的環(huán)縫焊和直縫焊，鍋爐冷卻壁的長直焊縫焊接，船舶和潛艇殼體的焊接，起重機(jī)械（行車）和冶金機(jī)械（高爐爐身）的焊接。4.3 氣體保護(hù)焊氬弧焊 利用氬氣保護(hù)電弧熱源及焊縫區(qū)進(jìn)行焊接。鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊 以鎢釷合金和鎢以鎢釷合金和鎢鈰合金為陰極，利鈰合金為陰極，利用鎢合金熔點(diǎn)高，用鎢合金熔點(diǎn)高，發(fā)射

23、電子能力強(qiáng)，發(fā)射電子能力強(qiáng)，陰極產(chǎn)熱少，鎢極陰極產(chǎn)熱少，鎢極壽命長的特點(diǎn)，形壽命長的特點(diǎn)，形成不熔化極氬弧焊。成不熔化極氬弧焊。不熔化極氬弧焊不熔化極氬弧焊鎢極氬弧焊工序鎢極氬弧焊工序熔化極氬弧焊熔化極氬弧焊 以焊絲為一電極（正極），工件為另一電極（負(fù)極），焊絲熔滴通常呈很細(xì)顆粒的“噴射過渡”進(jìn)入熔池，所用電流比較大，生產(chǎn)率高。 板厚8mm以上的鋁容器。為使電弧穩(wěn)定，熔化極氬弧焊通常采用直流反接，這對于焊鋁工件正好有“陰極破碎”作用。脈沖氬弧焊脈沖氬弧焊 將電流波形調(diào)制成脈沖形式，用高脈沖來焊接，低脈沖用來維弧和凝固，可控制焊縫的尺寸與焊接質(zhì)量。氬弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用氬弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用機(jī)械保護(hù)效果

24、很好，焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量優(yōu)良，焊縫機(jī)械保護(hù)效果很好，焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量優(yōu)良，焊縫 成成 型美觀。型美觀。電弧穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型。電弧穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型?？扇恢米詣雍附?。可全位置自動焊接。氬氣貴，成本高。氬氣貴，成本高。 氬弧焊主要用于易氧化的有色金屬和合金鋼的焊接。如氬弧焊主要用于易氧化的有色金屬和合金鋼的焊接。如鋁、鈦和不銹鋼等。鋁、鈦和不銹鋼等。4.4 二氧化碳焊 以CO2為保護(hù)氣體，用焊絲為電極引燃電弧，實(shí)現(xiàn)半自動焊或自動焊。 COCO2 2氣體氣體 CO2氣體密度大，高溫體積膨脹大，保護(hù)效果好。但CO2在高溫下易分解為CO和O，導(dǎo)致合金元素的氧化，熔池金屬的飛

25、濺和CO氣孔。焊接用CO2純度要大于99.8%。CO2焊時的飛濺焊時的飛濺 CO2+Fe = FeO+CO FeO進(jìn)入熔池和熔滴，與熔池和熔滴中的碳反應(yīng)：進(jìn)入熔池和熔滴，與熔池和熔滴中的碳反應(yīng)： FeO+C = Fe+CO 生成的生成的CO在熔池和熔滴內(nèi)體積急劇膨脹而爆破，導(dǎo)致飛在熔池和熔滴內(nèi)體積急劇膨脹而爆破，導(dǎo)致飛濺。濺。防止飛濺的措施防止飛濺的措施CO2焊常用焊常用H08Mn2SiA焊絲來進(jìn)行脫氧，合金化。焊絲來進(jìn)行脫氧，合金化。采用短路過渡和細(xì)顆粒過渡。采用短路過渡和細(xì)顆粒過渡。為使電弧穩(wěn)定，飛濺少，為使電弧穩(wěn)定，飛濺少，CO2焊采用焊采用直流反接直流反接。采用含硅、錳、鈦、鋁的焊絲，

26、防止鐵的氧化。采用含硅、錳、鈦、鋁的焊絲，防止鐵的氧化。采用藥芯焊絲。采用藥芯焊絲。 CO2焊成本低，生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量較好，主要用于焊成本低，生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量較好，主要用于低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄板的焊接。低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄板的焊接。4.5 電渣焊 利用電流通過熔渣時產(chǎn)生的電阻熱加熱和熔化利用電流通過熔渣時產(chǎn)生的電阻熱加熱和熔化焊絲和母材來進(jìn)行焊接的一種熔化焊方法。分為絲焊絲和母材來進(jìn)行焊接的一種熔化焊方法。分為絲極、板極、熔嘴和熔管電渣焊。極、板極、熔嘴和熔管電渣焊。電渣焊的結(jié)晶特點(diǎn)電渣焊的結(jié)晶特點(diǎn) 電渣焊的線能量大，加熱和冷卻速度低，高溫停留時間電渣焊的線能量大，加熱和冷卻速度低，高

27、溫停留時間 長，所以電渣焊焊縫的一次結(jié)晶晶粒為粗大的樹枝狀組長，所以電渣焊焊縫的一次結(jié)晶晶粒為粗大的樹枝狀組 織，熱影響區(qū)也嚴(yán)重過熱?？?，熱影響區(qū)也嚴(yán)重過熱。 在焊接低碳鋼時焊縫和近縫區(qū)產(chǎn)生粗大的魏氏組織。為了在焊接低碳鋼時焊縫和近縫區(qū)產(chǎn)生粗大的魏氏組織。為了 改善焊接接頭的力學(xué)性能，焊后要進(jìn)行（正火）熱處理。改善焊接接頭的力學(xué)性能，焊后要進(jìn)行（正火）熱處理。電渣焊方法電渣焊中心偏析 電渣焊時，焊縫成型系數(shù)為熔池寬度與深度之比。焊縫成電渣焊時，焊縫成型系數(shù)為熔池寬度與深度之比。焊縫成型系數(shù)越小，則表征焊縫中一次結(jié)晶晶粒主軸與焊縫軸線近于型系數(shù)越小，則表征焊縫中一次結(jié)晶晶粒主軸與焊縫軸線近于垂直

28、，焊縫中心偏析越嚴(yán)重，產(chǎn)生中心熱裂紋的敏感性越大。垂直，焊縫中心偏析越嚴(yán)重，產(chǎn)生中心熱裂紋的敏感性越大。電渣焊時的成型系數(shù)一般為電渣焊時的成型系數(shù)一般為24左右，以左右，以防止中心偏析防止中心偏析。電渣焊工藝特點(diǎn)電渣焊工藝特點(diǎn) 電渣焊與一般電弧焊相比有如下優(yōu)點(diǎn)： 電渣焊可一次焊接很厚的工件，故焊接生產(chǎn)率高。 電渣焊只需留有一定的間隙而不開坡口，焊接過程中焊劑、焊絲和電能的消耗量均比埋弧焊低，而且工件厚度越大效果越明顯。 電渣焊時金屬熔池的凝固速率低，熔池中的氣體和雜質(zhì)較易浮出，故電渣焊焊縫產(chǎn)生氣孔，夾渣的傾向性較低。 渣池的熱容量大，對電流的波動敏感性小，電流密度可在較大的范圍內(nèi)變化（0.20

29、.2300 300 ）。 電渣焊時，一般不需預(yù)熱。用電渣焊焊接易淬火鋼時，產(chǎn)生淬火裂紋的傾向小。 2/mmA 廣泛用于鍋爐制造，重型機(jī)械和石油化工等行業(yè)。電渣廣泛用于鍋爐制造，重型機(jī)械和石油化工等行業(yè)。電渣焊除焊接碳鋼、低合金、中合金鋼和高合金鋼以及鑄鐵外，焊除焊接碳鋼、低合金、中合金鋼和高合金鋼以及鑄鐵外，也可用來焊接鋁及鋁合金、鎂合金、鈦及鈦合金和銅。也可用來焊接鋁及鋁合金、鎂合金、鈦及鈦合金和銅。4.6 等離子弧焊 利用機(jī)械壓縮效應(yīng)（電弧通過噴嘴細(xì)小孔道時的被迫收縮）、熱壓縮效應(yīng)（在冷氣流的強(qiáng)迫冷卻下，帶電粒子流離子和電子往弧柱中心集中）和電磁收縮效應(yīng)（弧柱帶電粒子的電流線為平行電流線，

30、相互磁場作用使電流線產(chǎn)生相互吸引而收縮）將電弧壓縮為細(xì)小的等離子體。 等離子弧溫度高達(dá)等離子弧溫度高達(dá)24000K以上，能量密度可達(dá)以上，能量密度可達(dá)105106 ，因而可一次性熔化較厚的材料。，因而可一次性熔化較厚的材料。等離子弧可用于焊接和切割等離子弧可用于焊接和切割。2/cmw等離子弧的形成等離子弧焊過程等離子弧焊接工藝等離子弧焊接工藝 穿孔型等離子弧焊接 在大電流(100300A)和大的離子氣流量的工藝參數(shù)條件下,利用穿孔焊接可在不用襯墊的情況下實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形，因而受到特別重視。穿孔型等離子弧焊接最穿孔型等離子弧焊接最適用于焊接適用于焊接38 mm 不不銹鋼，銹鋼，12mm以下鈦合

31、以下鈦合金，金，2-6mm低碳鋼或低低碳鋼或低合金鋼，以及銅、黃銅、合金鋼，以及銅、黃銅、鎳及鎳基合金的對接縫。鎳及鎳基合金的對接縫。可實(shí)現(xiàn)不開坡口，不加可實(shí)現(xiàn)不開坡口，不加填充金屬，不用襯墊的填充金屬，不用襯墊的單面焊雙面型。厚度大單面焊雙面型。厚度大于上述范圍時可采用于上述范圍時可采用Y型坡口多層焊。型坡口多層焊。 熔入型等離子弧焊接 當(dāng)?shù)入x子弧的離子氣流量較小時，穿孔效應(yīng)消失，等離子弧焊接同鎢極氬弧焊相似，稱為熔入型等離子弧焊。熔入型等離子弧焊適用薄板，多層焊縫的蓋面及角焊縫的焊接，填加或不加填充焊絲，優(yōu)點(diǎn)是焊速較快。 由于噴嘴的拘束作用和維弧電流的同時存在，小電流的等離子弧可以十分穩(wěn)定，目前已成為焊接金屬薄箔的有效方法。 微束等離子弧焊接 1530A以下的熔入型等離子弧焊接通常稱為微束等離子弧焊接。 除此之外還有脈沖等離子弧焊接，熔化極等離子弧焊接和變極性等離子弧焊接。等離子弧切割等離子弧切割 等離子弧切割通常采用氮和壓縮空氣作離子氣，將切口等離子弧切割通常采用氮和壓縮空氣作離子氣，將切口金屬熔化并吹除。特別是空氣等離弧切割，近年來受到國內(nèi)金屬熔化并吹除。特別是空氣等離弧切割，近年來受到國內(nèi)外的重視。由于空氣等離子弧的熱焓值高，加上氧和金屬相