第八章金屬焊接成型二熔化焊

第八章金屬焊接成型二熔化焊第一頁，共二十四頁，2022年，8月28日直流焊機常用直流焊機主要有兩種：發(fā)電機式直流焊機（目前很少使用），整流式直流焊機。1.手工電弧焊設(shè)備一.手工電弧焊手工電弧焊是由電焊工用手工操作，利用電弧的熱量加熱,熔化金屬（焊條和焊件）,并凝固成焊縫,獲得牢固接頭的電弧焊方法。變壓器整流器380V交流電降壓直流電第二頁，共二十四頁，2022年，8月28日交流焊機交流焊機是一種特殊的變壓器，具有陡降的外特性。因電流的大小和方向總在變化，電弧燃燒不穩(wěn)定，焊接質(zhì)量不如直流焊機。2.焊條（1）焊條的組成與作用

組成：焊條焊芯藥皮第三頁，共二十四頁，2022年，8月28日焊芯的作用＊作電極—傳導焊接電流，產(chǎn)生電?。唬魈畛浣饘佟刍筇畛浜缚p；藥皮的作用＊保護電弧穩(wěn)定燃燒，造氣造渣，隔絕空氣，保護熔化的金屬；＊加入錳鐵、硅鐵、鉻鐵等,起到脫氧作用；＊加入有益元素,如錳、硅、鉻、釩、鎢等,起到滲合金作用；＊加入穩(wěn)弧劑,起到穩(wěn)弧的作用；作用：第四頁，共二十四頁，2022年，8月28日（2）焊條的種類及特點種類：（焊條按熔渣的化學性質(zhì)分類）酸性焊條:

熔渣以酸性氧化物(SiO2、TiO2等)為主的焊條。堿性焊條:

熔渣以堿性氧化物(CaO、CaF2等)為主的焊條。第五頁，共二十四頁，2022年，8月28日特點：酸性焊條:

焊縫含氫量較高，抗裂性差，用于一般結(jié)構(gòu)件；交、直流焊機均可使用。堿性焊條:

低氫型，焊縫的力學性能和抗裂性較好，可焊接重要結(jié)構(gòu)件和壓力容器；但工藝要求高，只用于直流焊機。種類酸性堿性保護作用:氣保護氣體中有氫氣,焊縫易產(chǎn)生氫脆。保護氣體中氫氣少,主要是CO2氣體。保護作用:渣渣是氧化性;有元素燒損。渣是還原性;元素燒損少。脫氧較差好去硫、磷差好焊縫抗裂性較差好兩種焊條比較第六頁，共二十四頁，2022年，8月28日（3）焊條的選用①根據(jù)母材的力學性能與化學成分＊低碳鋼，低合金鋼—

等強度原則

要求焊縫金屬與母材金屬的強度盡量相等。＊高合金鋼—

等成分原則

要求焊縫金屬與母材金屬的成分盡量一致。②焊接件的工藝性與使用條件—

酸堿性原則

＊

一般結(jié)構(gòu)件，焊前清理困難，容易生成氣孔的工件，用酸性焊條。＊重要結(jié)構(gòu)件，對焊縫要求高而母材又容易裂的工件，用堿性焊條。③生產(chǎn)條件：若無直流焊機，只能采用交、直流兩用焊條（多為酸性焊條）。第七頁，共二十四頁，2022年，8月28日特點＊生產(chǎn)率高；焊接質(zhì)量好；節(jié)省金屬材料；勞動強度低；勞動條件好。＊焊接位置不夠靈活。1.埋弧焊的焊接材料與設(shè)備二.埋弧自動焊電弧在焊劑層下燃燒的電弧焊方法稱為埋弧焊；若引弧、焊絲送進、移動電弧以及收弧等均由機械完成,稱埋弧自動焊。焊接材料焊絲（相當于焊條的焊芯）焊劑（相當于焊條的藥皮）第八頁，共二十四頁，2022年，8月28日設(shè)備：埋弧自動焊裝置包括焊接電源（電弧焊變壓器）、控制箱和焊接小車三部分。1—車架2—立柱3—橫梁4—操縱盤5—焊絲盤6—機頭7—焊劑漏斗8—焊縫9—渣殼10—焊劑11—焊接電纜第九頁，共二十四頁，2022年，8月28日2.埋弧焊的焊接過程第十頁，共二十四頁，2022年，8月28日三.氣體保護焊用外加氣體作為電弧介質(zhì)，保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊方法稱為氣體保護焊。若焊絲既作電極導電，又熔化作填充金屬，稱為熔化極氣體保護焊；而焊絲只作填充金屬，另有鎢棒（或鎢合金棒）作電極則稱為非熔化極氣體保護焊。1.氬弧焊—氬弧焊的保護氣體為氬氣。非熔化極氬弧焊熔化極氬弧焊第十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日氬弧焊的焊接工藝特點＊由于使用隋性氣體(氬氣)保護，因此適宜焊接各類合金鋼和易氧化的有色金屬。＊電弧非常穩(wěn)定,明弧操作,無焊渣,熱影響區(qū)小,焊接變形小，焊縫成型好，焊接質(zhì)量好。＊全位置焊接,所有焊接參數(shù)均可精確控制，易實現(xiàn)自動化。＊成本高,一般用于3mm以下的薄板焊接。工藝措施＊鎢極氬弧焊在焊接合金鋼和銅合金時，采用直流正接，有利于工件熔化；焊接鋁鎂合金時，采用直流反接。＊熔化極氬弧焊均采用直流反接。第十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日2.CO2氣體保護焊—保護氣體為CO2CO2氣體保護焊的焊接工藝特點＊CO2氣體價格低，成本僅為手工電弧焊和埋弧焊的40%～50%。＊焊接速度快,無焊渣,生產(chǎn)率高。＊焊縫含氫量少,抗裂性好;熱影響區(qū)小,變形小,焊接質(zhì)量較高。特別適合焊薄板件。第十三頁，共二十四頁，2022年，8月28日＊全位置焊接,易實現(xiàn)自動化。＊由于CO2氣體在高溫時可分解,因此只適宜焊接低碳鋼和低合金鋼。

工藝措施為了保持電弧穩(wěn)定，一般要求用直流反接焊接。四.其他熔化焊方法1.電渣焊利用電流通過熔融的熔渣時所產(chǎn)生的電阻熱來熔化焊絲和焊件的焊接方法。電渣焊在焊接較厚板材和長焊縫時有很大的優(yōu)越性，因此，適合焊接大型零件。第十四頁，共二十四頁，2022年，8月28日電渣焊的焊接工藝特點＊適宜焊接板厚在40mm以上的直縫或環(huán)縫焊件,生產(chǎn)率高。＊冷卻速度慢，冶金反應(yīng)完全，所以焊縫缺陷少，焊接質(zhì)量較好。＊焊前的準備工作簡單,節(jié)省焊接材料,成本低。＊接頭組織粗大，焊后應(yīng)作正火處理。第十五頁，共二十四頁，2022年，8月28日2.等離子弧焊等離子弧焊是借助特殊裝置對電弧的拘束作用，獲得較高能量密度的等離子弧進行焊接的方法。等離子弧焊的特點

等離子弧焊是特殊的鎢極氣體保護焊，具備氣體保護焊的優(yōu)點，同時又有以下特點：＊等離子弧能量密度大，弧柱溫度高，熱影響區(qū)小，焊接變形小，焊接質(zhì)量好。＊電弧燃燒穩(wěn)定，既可用大電流焊厚板，也可用小電流焊薄板。＊設(shè)備復雜，成本高。

第十六頁，共二十四頁，2022年，8月28日3.激光焊以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件，而激光具有單色性好，方向性強，能量密度高的特點，光能轉(zhuǎn)換成熱能（溫度高達10000℃），熔化母材進行焊接的方法。激光焊的焊接工藝特點＊熱量集中（焦點附近），熱影響區(qū)小，焊接變形小，焊件尺寸精度高。＊光學系統(tǒng)可引導光束到很難焊接的部位進行焊接，因此，工藝適應(yīng)性好。＊設(shè)備復雜，價格昂貴，成本高。

第十七頁，共二十四頁，2022年，8月28日§8.3其他焊接方法一.壓力焊在焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。壓力焊時不需另加填充金屬，通過對兩焊件加壓使之緊密接觸，并在焊接部位產(chǎn)生一定的塑性變形，促使原子擴散，使兩工件焊接在一起。1.電阻焊（包括點焊，縫焊，對焊）利用電流通過焊件及其接觸處產(chǎn)生的電阻熱將連接處加熱到塑性狀態(tài)或局部半熔化狀態(tài)，再施加壓力形成接頭的焊接方法。第十八頁，共二十四頁，2022年，8月28日點焊

將焊件裝成搭接接頭并壓緊在兩柱狀電極之間，利用電阻熱使其局部熔化，然后在壓力作用下結(jié)晶形成焊點。點焊縫焊縫焊

原理與點焊相同，只是電極為盤狀。點焊一般用于4mm以下的薄板；縫焊只適用于3mm以下、有氣密性要求的薄板結(jié)構(gòu)，如油箱、管道等。第十九頁，共二十四頁，2022年，8月28日對焊

根據(jù)焊接過程不同，對焊分為電阻對焊和閃光對焊。＊電阻對焊

先使兩焊件的端面緊密接觸，再通電加熱使接觸處升溫至塑性狀態(tài)，再斷電，同時施加頂鍛力，使接觸處產(chǎn)生一定的塑性變形而焊合。＊閃光對焊

先對兩焊件通電加熱，再使焊件靠攏接觸，然后施加頂鍛力使接觸處產(chǎn)生一定的塑性變形而焊合。第二十頁，共二十四頁，2022年，8月28日

電阻對焊一般僅用于斷面簡單，截面積小于250mm2和強度要求不高的桿件對接。閃光對焊的焊接質(zhì)量比電阻對焊好，可用于焊接重要件，如：刀具、鋼筋、鋼軌等桿狀件的對接。第二十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日特點＊焊接質(zhì)量好，焊件尺寸精度高，特別適合圓形截面工件的對接。＊適于焊接異種金屬。2.摩擦焊摩擦焊是利用焊件接觸端面相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使端面達到熱塑性狀態(tài)，然后迅速施加頂鍛力，實現(xiàn)焊接的一種壓焊方法。＊焊接生產(chǎn)率高，成本低，易于實現(xiàn)自動化。＊焊接非圓截面工件比較困難；盤狀工件和薄壁管件不易夾持，也較難焊接。第二十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日二.釬焊采用比母材熔點低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點而低于母材熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充間隙，并與母材相互擴散，實現(xiàn)焊接。釬焊分為軟釬焊和硬釬焊。

釬焊的特點＊對母材本身的物理和化學性質(zhì)影響很小，焊接應(yīng)力和變形都小。＊可完成不同金屬的焊接，而且能同時完成多條焊縫的焊接；外形美觀，成本低。＊焊件強度低，耐熱性差。第二十三頁，共二十四