第二節(jié) 常用焊接方法

1、第二節(jié)第二節(jié) 常用常用焊接方法焊接方法常用焊接方法包括焊條電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護電弧常用焊接方法包括焊條電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護電弧焊（包括氬弧焊和二氧化碳氣體保護焊）、電阻焊、摩擦焊焊（包括氬弧焊和二氧化碳氣體保護焊）、電阻焊、摩擦焊和釬焊等。和釬焊等。其中，焊條電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護電弧焊都屬熔化其中，焊條電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護電弧焊都屬熔化焊（簡稱熔焊）中的電弧焊；而電阻焊、摩擦焊屬壓力焊焊（簡稱熔焊）中的電弧焊；而電阻焊、摩擦焊屬壓力焊（簡稱壓焊）。（簡稱壓焊）。一、手工一、手工電弧焊電弧焊（焊條電弧焊）：（焊條電弧焊）：利用電弧作為熱源，用手工操縱焊條進行焊接的

2、電弧焊方法。利用電弧作為熱源，用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法。直直流流電電焊焊機機直流電焊機直流電焊機交交流流電電焊焊機機交交流流電電焊焊機機1、焊條、焊條1）焊條的組成與作用 手弧焊焊條由焊芯和藥皮兩部分組成。（1）焊芯作用 作為電弧焊的一個電極，與焊件之間導(dǎo)電形成電弧。 作為填充金屬，在焊接過程中不斷熔化，并過渡到移動的熔池中，與熔化的母材共同結(jié)晶形成焊縫。（2）焊芯材料及性質(zhì)：采用焊接專用金屬絲（焊絲），其特點是：含碳量低，含S、P有害雜質(zhì)少，有一定的合金元素含量。如，結(jié)構(gòu)鋼焊條焊芯常用H08A，H：焊絲；08：含碳量0.08%；A:高級優(yōu)質(zhì),含S、P0.03%;若是E，特級優(yōu)質(zhì)，含

3、S、P0.02%。常用焊條直徑（也就是焊芯直徑）有：1.6mm, 2.0mm, 2.5mm, 3.2mm, 4.0mm, 5.0mm; 長度：250 450mm 之間。（2）焊條藥皮 藥皮的作用 a）對熔池造成有效的氣、渣聯(lián)合保護； b）使熔池內(nèi)金屬液脫氧、脫硫以及向熔池金屬中滲合金，提高焊縫的力學(xué)性能； c）起穩(wěn)弧作用，以改善焊接的工藝性。藥皮的組成 a）穩(wěn)弧劑：主要是易于電離的鉀、鈉、鈣的化合物。 b）造渣劑：形成熔渣覆蓋在熔池表面，不讓大氣侵入熔池，且起冶金作用。 c）造氣劑：分解出CO和H2等氣體包圍在電弧和熔池周圍，起到隔絕大氣、保護熔滴和熔池的作用。 d）脫氧劑：主要應(yīng)用錳鐵、硅鐵

4、、鈦鐵、鋁鐵和石墨等，脫去熔池中的氧。 e）合金劑：主要應(yīng)用錳鐵、硅鐵、鉻鐵、鉬鐵、釩鐵和鎢鐵等鐵合金。 f）粘結(jié)劑：常用鉀、鈉水玻璃。 藥皮的組成與作用原料種類作 用穩(wěn)弧劑改善引弧性能，提高電弧燃燒的穩(wěn)定性。造渣劑造渣、保護焊縫、脫硫脫磷造氣劑造成一定量的氣體，隔絕空氣，保護焊接熔滴與熔池。脫氧劑降低電弧氣氛和熔渣的氧化性，脫除金屬中的氧，錳還起脫硫作用。合金劑使焊縫金屬獲得必要的合金成分稀渣劑增加熔渣流動性，降低熔渣粘度粘結(jié)劑將藥皮牢固的粘結(jié)在焊芯上。（3）焊條藥皮的種類 a）酸性焊條藥皮中含有多量酸性氧化物，如SiO2、TiO2、Fe2O3等。 b）堿性焊條藥皮中含有多量堿性氧化物，如C

5、aO、FeO、MnO、Na2O、MgO等。 酸性焊條堿性焊條熔渣呈酸性保護氣體是H2、CO熔渣呈堿性保護氣體是CO、CO2電弧穩(wěn)定、可交、直兩用。焊接電流大，焊縫成型好。操作要求不嚴氟化物降低電弧穩(wěn)定性、用直流焊接電流小，焊縫成型差。操作要求嚴藥皮成分氧化性強，易燒蝕有用合金，合金元素過渡效果差脫硫、磷能力差、抗裂性差。易產(chǎn)生“白點”，沖擊韌性一般。藥皮成分有還原性，合金燒蝕少，合金元素過渡效果好脫硫、磷能力好、抗裂性好。沖擊韌性高。用于一般鋼結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率高。 用于鍋爐壓力容器的受壓元件與重要結(jié)構(gòu)件。2）焊條的種類和型號（1）焊條共分為十大類，即結(jié)構(gòu)鋼焊條（ J ）-包括碳鋼焊條和普通低合金鋼

6、焊條、低合金鋼焊條（W）、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條（R）、不銹鋼焊條（B）、堆焊焊條（D）、鑄鐵焊條（Z）、鎳及鎳合金焊條（N）、銅及銅合金焊條（T）、鋁及鋁合金焊條（L）和特殊用途焊條（TS）。（2）牌號：焊條行業(yè)統(tǒng)一的焊條代號。符號 XX X 焊條大類 溶敷金屬b 電源種類及藥皮類型J422： 結(jié)構(gòu)鋼焊條，焊縫抗拉強度不低于420MPa，2型藥皮，交直流 ；焊條牌號焊條類別代碼焊條類別代碼藥皮類型代號焊條抗拉強度（Kg/mm2）J422表示：結(jié)構(gòu)鋼焊條，焊縫強度不低于420MPa，藥皮類型為氧化鈦鈣型（3）型號：國家標準中的焊條代號。E: E表示焊條；前二位數(shù)字表示熔敷金屬b的最小值；第三位數(shù)字

7、表示焊接位置，“0”及“1”表示焊條適用于全位置（平焊、立焊、橫焊、仰焊）焊接，“2”為平焊及平角焊，“4”表示焊條適用于向下立焊；第三位和第四位數(shù)字組合時表示焊接電流種類及藥皮類型。當(dāng)然，行業(yè)統(tǒng)一的焊條代號要符合國家標準中的焊條代號。如，J422 = E4303J507 = E5015J506 = E50163）焊條的選用原則（1）低碳鋼和低合金鋼構(gòu)件，一般要求焊縫金屬與母材等強度，可根據(jù)鋼材強度等級來選用相應(yīng)的焊條；異種鋼焊接，按強度等級較低的鋼材選用焊條。（2）對焊縫的塑性、沖擊韌性、抗裂強度或低溫性能要求較高時，應(yīng)選用堿性焊條，否則選用酸性焊條；（3）焊接鑄鋼件時，一般應(yīng)選用堿性焊條，

8、并采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧┻M行焊接；（4）焊接特種鋼時，應(yīng)選用專業(yè)焊條。保證焊縫金屬的主要化學(xué)成分及性能與母材相同；（5）根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的使用條件選擇焊條藥皮的類型；2、焊條電弧焊的特點及應(yīng)用范圍、焊條電弧焊的特點及應(yīng)用范圍特點：設(shè)備簡單，操作靈活，成本低，且焊接性好，對焊接接頭的裝配尺寸無特殊要求，可在各種條件下進行各種位置的焊接，是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的焊接方法。但焊條電弧焊時有強烈弧光和煙塵污染，勞動條件差，生產(chǎn)率低，對工人技術(shù)水平要求較高，焊接質(zhì)量不夠穩(wěn)定。應(yīng)用：主要應(yīng)用于單件小批量生產(chǎn)中焊接碳素鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼和對鑄鐵的補焊等。適宜板厚為3mm-20mm。二、埋弧自動焊 電弧在焊劑

9、層下燃燒進行焊接的方法，稱為埋弧焊。埋弧焊的引弧、焊條送進以維持一定弧長、向前移動電弧等焊接動作，一般均由自動機械裝置完成，因此又稱為埋弧自動焊。1、埋弧自動焊的焊接過程 焊機頭將焊絲自動送入，保證弧長。電弧在焊劑下燃燒,靠焊機移動(或工件動)。 焊劑從漏斗中不斷流出，撒在焊絲前工件上,焊劑熔化成熔渣和氣體,部分未熔可回收。 2、焊絲和焊劑焊絲-相當(dāng)于焊芯，具有引弧和填充金屬的作用焊劑-相當(dāng)于藥皮，起隔離空氣、保護溶池和焊縫金屬及冶金作用。3、埋弧自動焊的工藝特點（1）焊前準備工作要求嚴格；（2）焊接電流大，熔深大；（3）采用引弧板和引出板，保證引弧處和斷弧處焊接質(zhì)量；（4）采用焊劑墊或鋼墊板

10、，以防電流過大而燒穿焊件；（5）采用導(dǎo)向裝置焊劑墊或鋼墊板（1）生產(chǎn)率高。是手弧焊的）生產(chǎn)率高。是手弧焊的510倍。倍。(I ，V，厚度，厚度24mm不不開坡口，僅需雙面焊接；而手弧焊開坡口，僅需雙面焊接；而手弧焊6mm以上就要開坡口；且以上就要開坡口；且不用更換焊條。不用更換焊條。) （2）質(zhì)量高且穩(wěn)定。）質(zhì)量高且穩(wěn)定。 冷卻速度慢，有利于氣體、雜質(zhì)上??；冷卻速度慢，有利于氣體、雜質(zhì)上?。缓竻^(qū)保護好；規(guī)范控制好。焊區(qū)保護好；規(guī)范控制好。 （3）節(jié)省金屬材料。沒焊條頭，金屬飛濺少，厚度）節(jié)省金屬材料。沒焊條頭，金屬飛濺少，厚度24mm不不開坡口。開坡口。（4）改善了勞動條件?？床坏交」?，焊接煙

11、霧少，機械操作）改善了勞動條件?？床坏交」猓附訜熿F少，機械操作（5）缺點：設(shè)備費用貴，工藝準備復(fù)雜，對接頭加工）缺點：設(shè)備費用貴，工藝準備復(fù)雜，對接頭加工 與裝配要求嚴格。與裝配要求嚴格。2）應(yīng)用：主要適用于成批生產(chǎn)中厚板結(jié)構(gòu)（）應(yīng)用：主要適用于成批生產(chǎn)中厚板結(jié)構(gòu)（1020mm)的長的長直焊縫及大直徑環(huán)形的平焊和平角焊。不宜焊薄板直焊縫及大直徑環(huán)形的平焊和平角焊。不宜焊薄板。1）主要特點：）主要特點：4、埋弧自動焊的主要特點、埋弧自動焊的主要特點及應(yīng)用及應(yīng)用節(jié)省材料生產(chǎn)率高改善勞動條件質(zhì)量高而且穩(wěn)定特點焊接電流大焊絲連續(xù)中、薄件接頭不開坡口電弧區(qū)保護嚴密氣體、雜質(zhì)易浮出弧光不外泄適用于平焊長

12、直焊縫和較大直徑的環(huán)形焊縫 不能立焊和仰焊三、氣體保護焊三、氣體保護焊(用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊)1、氬弧焊：使用氬氣作為保護氣體的氣體保護焊。用氬氣做保護氣體，電弧發(fā)生在電極和焊件之間，在電弧周圍通以氬氣。氬氣是惰性氣體，可保護電極和熔化金屬不受空氣的有害作用。 氬弧焊按所用電極的不同分為（1）不熔化極氬弧焊電極不熔化,只起導(dǎo)電與產(chǎn)生電弧作用，填充金屬另加。常用摻有氧化鈰（Ce)的鎢（W）極作為電極，其特點是熔點沸點高（為3700K和5800K),不會熔化。手工鎢極氬弧焊操作與氣焊相似。因電極所能通過的電流有限，只適于6mm以下工件。（2）熔化極氬弧焊：用焊絲作電極，

13、焊絲既作電極又作焊條。因可用較大電流、熔深較深，可焊接中厚（25mm以下）的鈦、鋁、銅等合金。氬弧焊的特點：（1）可以焊接各種金屬，尤其是在焊接過程中易氧化的有色金屬和稀有金屬；（2）焊接質(zhì)量好。電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊后表面沒有熔渣，焊縫致密、成形美觀； （3）操作性好。氣流保護中的電弧可見（稱明弧可見，可清楚看到焊接過程），便于操作，易實現(xiàn)全位置自動焊接；（4）熱量集中，熔池小、焊接速度快，熱影響區(qū)窄，工件焊后變形小。 (5）由于氬氣較貴，焊接成本高。氬弧焊的應(yīng)用：由于氬氣價格貴，主要用于焊接易氧化的有色金屬和合金鋼（非鐵族金屬），如鋁、鎂、鈦及其合金、耐熱鋼、不銹鋼等。為了防止保護氣流破環(huán)，

14、氬弧焊只能在室內(nèi)進行。2、二氧化碳氣體保護焊：利用CO2作為保護氣體的氣體保護焊。它利用焊絲作電極，以自動或半自動的方式進行焊接。CO2的保護作用主要是使焊接區(qū)與空氣隔離，防止空氣中的氮氣對熔化金屬的有害作用。焊接時： 2CO2=2CO+O2 CO2=C+O2因此焊接是在CO2、CO、O2氧化氣氛中進行的。 O2進入熔池，會使Fe、C、Mn、Si和其它合金元素氧化燒損，降低焊縫力學(xué)性能，故選用Si、Mn較高的焊絲，或合金鋼焊絲。 二氧化碳氣體保護焊二氧化碳氣體保護焊二氧化碳氣體保護焊的特點及應(yīng)用：特點：1）成本低。 CO2氣體便宜，是手工、埋弧的40% 左右。2）焊接質(zhì)量較好。 CO2氣體保護

15、，焊縫含H低，抗裂好；焊絲含 Mn、S，以保證焊縫性能，且熱量集中，熱影響區(qū)小，焊接變形小。 3）生產(chǎn)率高。自動送焊絲，光焊絲，I大，V，焊后沒有熔渣，比手工提高14倍）。4）操作性好。明弧可見，適于各位置，且易自動控制。 5）缺點：由于CO2的氧化作用，飛濺大，煙霧多，弧光較強烈，焊縫表面成形不夠光滑、不夠美觀，忌吹風(fēng)，易產(chǎn)生氣孔，設(shè)備較復(fù)雜。廣泛用于汽車、造船、機車車輛、農(nóng)機生產(chǎn)等工業(yè)部門，主要用于低C鋼、低合金鋼焊接。厚度從薄板=0.84mm，至中厚板，最厚30mm，尤其薄板；CO2氣體保護焊（送絲自動化，電弧移動靠手工移動焊槍）；2）成批生產(chǎn)的長直焊縫和環(huán)焊縫： CO2氣體自動焊（送絲

16、和電弧移動均自動化）；3）強度級別高的普通低合金鋼宜用含富氬混合氣體保護焊。應(yīng)用范圍廣操作性能好成本低質(zhì)量較好生產(chǎn)率高特點熱影響熱影響區(qū)小變形區(qū)小變形小小適合于薄板適合于薄板四、四、 等離子弧焊與切割等離子弧焊與切割利用一些裝置使自由電弧的弧柱受到壓縮，弧柱中的氣體就完利用一些裝置使自由電弧的弧柱受到壓縮，弧柱中的氣體就完全電離，產(chǎn)生溫度比自由電弧高得多的等離子電弧。全電離，產(chǎn)生溫度比自由電弧高得多的等離子電弧。等離子弧等離子弧-弧柱區(qū)的氣體被完全電離為電子和離子的焊弧柱區(qū)的氣體被完全電離為電子和離子的焊 接弧。接弧。機械壓縮（噴嘴壓縮）：機械壓縮（噴嘴壓縮）：通入一定壓力和流量的氬氣或氮氣通

17、入一定壓力和流量的氬氣或氮氣時，冷熱壓縮，氣流均勻包圍著電弧，使弧柱外圍受冷，帶時，冷熱壓縮，氣流均勻包圍著電弧，使弧柱外圍受冷，帶電粒子向弧心移動。電粒子向弧心移動。 電磁壓縮：電磁壓縮：帶電粒子在弧柱中的運動，會產(chǎn)生電磁力，使帶帶電粒子在弧柱中的運動，會產(chǎn)生電磁力，使帶電粒子相互靠近。電粒子相互靠近。 特點：特點：（1 1）熱力集中，）熱力集中，12mm12mm不開坡口，變形小。不開坡口，變形小。 （2 2） 電流，電弧仍穩(wěn)定，可焊箔材、薄板。電流，電弧仍穩(wěn)定，可焊箔材、薄板。 （3 3） 焊接質(zhì)量好（電弧穩(wěn)定，焊接質(zhì)量好（電弧穩(wěn)定，ArAr保護）保護）氣體電離形成機械壓縮效應(yīng)被冷卻的氬氣

18、產(chǎn)生熱壓縮效應(yīng)帶電粒子流形成電磁收縮效應(yīng) 等離子弧發(fā)生裝置原理圖等離子弧發(fā)生裝置原理圖鎢極（鎢極（- -）與焊件（）與焊件（+ +）之間產(chǎn)生的電弧經(jīng)該裝）之間產(chǎn)生的電弧經(jīng)該裝置的三種置的三種“壓縮效應(yīng)壓縮效應(yīng)”后，形成熱量集中的高后，形成熱量集中的高密度等離子弧。在原理上等離子弧焊與不熔極密度等離子弧。在原理上等離子弧焊與不熔極氣體保護焊相同。氣體保護焊相同。微束等離子弧焊大電流等離子弧焊焊接切割等離子弧等離子弧的應(yīng)用的應(yīng)用用于焊接箔材、薄用于焊接箔材、薄板板 0.0252.5不銹鋼、銅、鋁不銹鋼、銅、鋁及難熔合金及難熔合金16000K2.5 多種合金多種合金尤其是難熔合金尤其是難熔合金國防、

19、電國防、電子、機械子、機械各行業(yè)各行業(yè)五、電阻焊-利用電流通過焊件及接觸處所產(chǎn)生的電阻熱、將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態(tài)，然后在壓力下形成焊接接頭的焊接方法。電阻焊分為：點焊、縫焊和對焊。1、點焊：將焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩柱狀電極之間，利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點的電阻焊方法。點焊主要用于薄板焊接。點焊的工藝過程：（1）預(yù)壓，保證工件接觸良好。（2）通電，使焊接處形成熔核。（3）斷電保持原壓力（加大），使熔核在壓力作用下冷卻結(jié)晶，形成組織致密、無縮孔、裂紋的焊點。 通電、加壓電阻發(fā)熱-金屬熔化形成焊點。點焊的焊接原理 點焊示意圖點焊示意圖點焊的應(yīng)用：點焊的應(yīng)用：主要適用于厚度小于主

20、要適用于厚度小于4mm4mm的薄板、沖壓結(jié)的薄板、沖壓結(jié)構(gòu)及線材的焊接。構(gòu)及線材的焊接。廣泛用于制造汽車、車廂、飛機等薄壁結(jié)廣泛用于制造汽車、車廂、飛機等薄壁結(jié)構(gòu)以及罩殼和輕工業(yè)。構(gòu)以及罩殼和輕工業(yè)。盤狀電極-壓緊、拖動焊件-形成焊縫縫焊原理：2、縫焊：與點焊相似，只是用旋轉(zhuǎn)的圓盤狀滾動電極代替柱狀電極，將焊件裝配成搭接或?qū)咏宇^，并置于兩滾輪電極之間，滾輪加壓焊件并轉(zhuǎn)動，連續(xù)或斷續(xù)送電，形成一條連續(xù)焊縫的電阻焊方法。特點特點: 由于焊點重迭由于焊點重迭50%以上，故密封性好，但分以上，故密封性好，但分流嚴重，適于流嚴重，適于3mm以下薄以下薄板。板。縫焊的應(yīng)用縫焊的應(yīng)用主要用于焊接焊縫較為規(guī)

21、則、要求密封的薄壁結(jié)構(gòu)，板厚一般在3mm以下。如：油箱、小型容器、管道等。3、對焊：使焊件沿整個接觸面焊合的電阻焊方法。（1）電阻對焊：將焊件裝配成對接接頭，使其端面緊密接觸，利用電阻熱加熱至塑性狀態(tài)，然后斷電并迅速施加頂鍛力完成焊接的方法。 電阻對焊主要用于截面簡單、直徑或邊長小于20mm和強度要求不太高的焊件。 （2）閃光對焊：將焊件裝配成對接接頭，接通電源，使其端面逐漸移近達到局部接觸，利用電阻熱加熱這些接觸點，在大電流作用下，產(chǎn)生閃光，使端面金屬熔化，直至端部在一定深度范圍內(nèi)達到預(yù)定溫度時，斷電并迅速施加頂鍛力完成焊接的方法。 閃光焊的接頭質(zhì)量比電阻焊好，焊縫力學(xué)性能與母材相當(dāng)，而且焊

22、前不需要清理接頭的預(yù)焊表面。常用于重要焊件的焊接?？珊竿N金屬，也可焊異種金屬；可焊0.01mm的金屬絲，也可焊20000mm的金屬棒和型材。 對焊原理六、六、摩擦焊：摩擦焊：利用利用焊件表面相互摩擦所產(chǎn)生的熱量，使端面焊件表面相互摩擦所產(chǎn)生的熱量，使端面達到熱塑性狀態(tài)達到熱塑性狀態(tài)，然后迅速加壓完成焊接的一種壓焊方法。，然后迅速加壓完成焊接的一種壓焊方法。摩擦焊的特點：摩擦焊的特點：1、在摩擦焊過程中，在摩擦焊過程中，焊件接觸表面的氧化膜和雜質(zhì)被清除，使焊件接觸表面的氧化膜和雜質(zhì)被清除，使焊接接頭組織致密，不產(chǎn)生氣孔和夾渣等缺陷。焊接接頭組織致密，不產(chǎn)生氣孔和夾渣等缺陷。2、可焊接的金屬范圍較廣，可焊接的金屬范圍較廣，既可焊同種金屬，更適合于異種金既可焊同種金屬，更適合于異種金屬的焊接。屬的焊接。3、焊接操作簡單，不需焊接材料，容易實現(xiàn)自動控制，生產(chǎn)率、焊接操作簡單，不需焊接材料，容易實現(xiàn)自動控制，生產(chǎn)率高。高。4、電能消耗少、電能消耗少(只有閃光對焊的只有閃光對焊的1/10一一l/15)。5、設(shè)備復(fù)雜，一次性投資大。、設(shè)備復(fù)雜，一次性投資大。應(yīng)用：摩擦焊適用于圓形截面的棒材或管材，亦可將管材焊在平板上。實心焊件截面直徑為2mm-100mm，空心焊件最大外徑可達幾百毫米。摩擦焊原理加壓（F）、摩擦（旋轉(zhuǎn)）-產(chǎn)生熱量、接頭處于高溫塑性-剎車-