焊接基礎(chǔ)知識課件

焊接基礎(chǔ)知識

目錄

第

一

章

焊接基礎(chǔ)知識第一節(jié)焊接概述第二節(jié)焊接電弧第三節(jié)焊接接頭、坡口、焊縫和焊接位置第四節(jié)焊縫符號和焊接方法代號●

焊接是制造金屬結(jié)構(gòu)和機器零件的重要手段之一

，它被廣泛地應用于現(xiàn)代工業(yè)的各個領(lǐng)域。焊接

是目前應用極為廣泛的永久性聯(lián)結(jié)方法之一。第一節(jié)

焊接概述第一章第一節(jié)焊接概述第一章第一章一、焊接的定義焊

接就是通過加熱或加壓，或兩者并用，用或不用填充材料，使焊件達到結(jié)合的一種加工工藝方法。焊接最本質(zhì)的特點就是通過焊接使焊件達到結(jié)合，從而將原來分開的物體形成永久性連接的整體。焊接概述二、

焊接的分類焊接的的分類方法很多，按其過程特點不同，可分為熔焊、壓焊和釬焊三類。如圖1-1.鍛焊真空釬焊感應釬焊氣相釬焊爐中釬焊電阻釬焊鹽浴釬焊火焰釬焊烙鐵釬焊激光焊氣焊鋁熱焊電子束焊氫原子焊等離子弧焊氣體保護焊熔化極氬弧焊鎢極氬弧焊埋弧焊摩擦焊氣壓焊電阻焊超聲波焊擴散焊爆炸焊第一章螺柱焊焊條電弧焊凸焊對焊縫焊點焊電渣焊電弧焊金屬焊接壓焊熔焊釬焊第一章1.熔焊熔焊是在焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，在不加壓力的情況下，完成焊接的方法。如：焊條電弧焊2.壓焊壓焊是在焊接過程中，必須對焊件施加壓力(加熱或不加熱),以完成焊接的方法。電阻焊1

電阻焊2釬焊是采用比母材熔點低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙，并與母材相互擴散實現(xiàn)連接焊件的

方法。釬焊3.釬焊

在三類焊接方法中，應用最多的是熔焊。壓焊中的電阻焊,在汽車制造業(yè)中應用十分廣泛。釬焊在電子器件生產(chǎn)領(lǐng)域的應

用最廣泛。第一章第一章三、

焊接的特點焊接作為一種永久性的連接方法，具有鉚接等工藝達到不可比擬的優(yōu)點。鉚接結(jié)構(gòu)焊接結(jié)構(gòu)1.連

接

性

能

好

可將板材、型材或鑄鍛件等進行組合焊接，還可以將不同形狀及尺寸甚至不同材質(zhì)的材料(異種材料)連接起來。2.

焊縫質(zhì)量好

可以達到甚至超過母材的性能質(zhì)量。同時，焊接結(jié)構(gòu)剛度大、整體性好，具有很好的氣密性及水密性，如壓力容器、

管道、鍋爐等。3.

焊接方法多樣

隨著焊接技術(shù)的飛速發(fā)展，焊接的工藝方法已達到50余種。4.

容易實現(xiàn)自動化

如計算機、微電子、數(shù)字控制、信息處理、工業(yè)機器人、激光技術(shù)等，已經(jīng)被廣泛地應用于焊接領(lǐng)域。又如，汽車制造業(yè)中廣泛使用了點焊機械手等。在我國大型骨干企業(yè)，焊接機械化、自動化程度已達到60%～65%。不足之處：例如，焊接時易產(chǎn)生焊接應力，而削弱焊接結(jié)構(gòu)的承載能力；易產(chǎn)生焊接變形，影響焊接結(jié)構(gòu)的尺寸和精度；因工藝或操作不當，還會產(chǎn)生多種焊接缺陷，降低焊接結(jié)構(gòu)的安全性能，產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)等。但是，在生產(chǎn)中通過優(yōu)化焊接接頭設計、合理選材和施工以及嚴格管理等，可以克服

這些不足之處，使焊縫質(zhì)量達到很高的水平。第一章四、

焊接技術(shù)的發(fā)展及趨勢最早出現(xiàn)的焊接是鍛焊，就是將兩塊熟鐵(鋼)加熱到紅熱狀態(tài)，用鍛打的方法將其連接在一起。焊接技術(shù)發(fā)展到今天，已有焊條電弧焊、釬焊、埋弧焊、氣體保護焊等50多種焊接工藝方法在生產(chǎn)中被廣泛使用，焊接技術(shù)已經(jīng)從一種傳統(tǒng)的熱加工工藝發(fā)展到了集材料、冶金、結(jié)構(gòu)、力學、電子

多門類科學為一體的工程工藝學科。如：鳥巢沒有一處使用

螺釘。第二節(jié)

焊接電弧第一章電弧焊：

利用電弧作為熱源的熔焊方法。電弧焊是在生產(chǎn)中應用最廣泛的一種焊接方法。焊接電弧是所有電弧焊的焊接熱源，它能連續(xù)持久地產(chǎn)生強烈的光和大量的熱，能有效而簡便地把電能轉(zhuǎn)換為焊接

過程中所需要的熱能和機械能。由焊接電源供給的，具有一定電壓的兩電極間或電極與母材間，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強烈而持久的放電現(xiàn)象，

稱為焊接電弧。焊條電弧焊電弧示意圖第一章一、焊接電弧的本質(zhì)與一般的燃燒現(xiàn)象不同，焊接電弧是一種強烈而持久的氣體放電現(xiàn)象，在氣體放電過程中產(chǎn)生大量的熱能和強烈的光。焊接電弧的實質(zhì)是氣體導電，把電能轉(zhuǎn)化成熱能，用來加熱被焊接金屬及填充金屬，從而形成焊接接頭。第一章第一章以焊條電弧焊直流正接法為例：正常狀態(tài)下，兩個電極之間不導電。在電弧電壓的作用下，兩電極之間的氣體被電離，連續(xù)不斷地產(chǎn)生足夠的帶電粒子(電子和正離子),這樣氣體就呈現(xiàn)導電性。焊條陰極發(fā)射電子氣體電離充當導體工件焊接電源

焊條

焊縫金屬圖

1

-

4

焊接電弧的原理(直流正接)地線夾頭焊鉗焊件焊接電弧的產(chǎn)生包括兩個過程：一個過程是兩電極間的氣體被電離實現(xiàn)導電的過程；另一個過程是陰極發(fā)射電子、陽極吸收電子的過程。這兩個過

程是焊接電弧產(chǎn)生和維持的兩個必要條件。焊條陰極區(qū)弧柱區(qū).陽極區(qū)圖

1

-

5

焊接電弧的結(jié)構(gòu)(直流正接)二

、焊接電弧的結(jié)構(gòu)電弧不是一個均勻的導體，它分為陰極區(qū)、弧柱區(qū)和陽極區(qū)，如圖1-5所示。第一章焊件(1)陰極區(qū)陰極區(qū)在靠近陰極的地方，與焊接電源負極相連。在陰極的表面有一個明亮的斑點，稱為陰極斑點，它是發(fā)射電子的區(qū)域。陰極區(qū)溫：2400K(T=t+273.15K,

式

中t為攝氏溫度，

T

為熱力學溫度。)第一章(2)陽極區(qū)陽極區(qū)在靠近陽極的地方，與焊接電源的正極相連。陽極表面也有一個明亮的斑點，稱為陽極斑點，它是吸收陰極

區(qū)流向陽極區(qū)的電子流的區(qū)域。陽極區(qū)溫度約為2600K。第一章(3)弧柱區(qū)弧柱區(qū)在電弧的中部。電弧長度就是指弧柱區(qū)的長度?；≈行膮^(qū)的溫度最高，可達6000～30000K。當焊接電流為交流電時，電流在1S

內(nèi)改變方向數(shù)十次，焊條和被焊金屬上的電極交錯為陰極和陽極。三、引弧一般情況下，焊接電弧的引燃采用兩種方式：接觸引弧和非接觸引弧。1.接觸引弧(亦稱為短路引弧)弧焊電源接通后，將電極(焊條或焊絲)和工件直接短路接觸?；『鸽娫唇油ê螅瑢㈦姌O(焊條或焊絲)和工件直接短

路接觸。2.非接觸式引弧

引弧—接觸引弧引弧時，電極與焊件之間存在一定間隙，通過引弧器在

…兩者之間施加脈沖高壓或高頻電壓，擊穿間隙使電弧引燃的法。引弧—非接觸

第一章(

1

)

接

觸

引

弧直擊法引弧劃擦法引?、?/p>

②約20mm3mm四、

焊接電弧的性質(zhì)1.焊接電弧的基本特點1)焊接電弧的引弧電壓(空載電壓)較高，

一般大于60V,

電弧一旦引燃后，維持電弧的電壓一般為10～50V。2)流過電弧的電流變化范圍很大，可從幾安至幾百安。3)電弧具有很高的溫度。4)電弧能發(fā)出很強的光。由于焊接電壓超過人體的安全電壓(36V),強電流、強高溫，強光輻射，焊接電弧的這些特點，決定了在焊接操作時必須采用安全與防護措施。焊工在焊接時要穿絕緣鞋，戴電焊手套、電焊面罩和濾光眼鏡等，以免觸電、防止弧光輻射和有毒氣體與煙塵對人體的傷害。2.

焊接電弧的靜特性焊接電弧的靜特性也稱伏安特性，是指在電極材料、氣體介質(zhì)、弧長不變及電弧穩(wěn)定燃燒的情況下，焊接電流與電弧電壓之間的關(guān)系。1.普通金屬電阻的靜特性：當把金屬電阻R

接入電路時，電阻是一個常數(shù)，

電阻兩端的電壓U

與電流I的關(guān)系服從

歐姆定律，即U=IR。

特性曲線為一

條直線。2.焊接電弧的靜特性：是非線性負載，它不是一個常數(shù)，即電弧兩端

的電壓與電流之間不成正比例關(guān)系。

為U

型曲線關(guān)系。圖1-7電弧的靜特性曲線1—普通電阻靜特性；2—

電弧的靜特性普通電阻靜特性與電弧的靜特性的區(qū)別

：特性區(qū)段電流與電壓的關(guān)系適用的焊接方法下降特性段電流增加，電壓減小電弧不穩(wěn)很少采用水平特性段電流增加，電壓不變電弧電壓只隨弧長而變化焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、等離子弧焊上升特性段電流增加，電壓增大CO:氣體保護焊、熔化極氬弧焊、鎢極氬弧焊、等離子弧焊(大電流時)表1-1焊接電弧的經(jīng)特性曲線特點及應用第三節(jié)焊接接頭、坡口、焊縫和焊接位置第一章第一章一、焊接接頭的類型用焊接方法連接的接頭稱為焊接接頭，它主要起連接和傳遞力的作用，焊接接頭由焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)三部分組成。焊接接頭組成示意圖1—焊縫

2—熔合區(qū)3—

熱影響區(qū)

4—母材接頭形式

第一章焊接接頭類型：對接接頭、

T

形接頭、十字接頭、搭接接頭、角接接頭、端接接頭、套管接頭、斜對接接頭、卷邊接頭和鎖底接頭10種。其中，對接接頭和T形接頭在焊接生產(chǎn)中應用最為普遍。(f)端接接頭

(g)

套管接頭

(h)

斜對接接頭

(i)卷邊接頭

(j)鎖底接頭(a)對接接頭

(b)T

形接頭(c)十字接頭

(d)

搭接接頭

(e)角接接頭二、

焊接坡口的類型和尺寸根據(jù)設計和工藝需要，在焊件的待焊部位加工并裝配成一定幾何形狀的溝槽叫坡口，加工坡口的過程叫開坡口。開

坡口的目的是為了保證電弧能深入接頭根部，使根部焊透。便于清渣，獲得良好的焊縫成形。坡口第一章1.坡口的基本形式(1)對接接頭常用的坡口形式有：

I

形

坡

口

、Y

形坡口雙Y

形坡口、

U

形坡口。圖

1

-

9

對接接頭常用的坡口形式對接接頭坡口形式(c)雙Y

形坡口(d)U

形坡口(b)Y

形坡口(a)I形坡口(2)

T形接頭常用的坡口形式有：

I

形坡口、帶鈍邊單邊

V形坡口、帶鈍邊雙邊V

形坡口、帶鈍邊雙J形坡口。(c)帶鈍邊雙單邊V

形坡口

(d)帶鈍邊雙J形坡口(a)1形坡口

(b)

帶鈍邊單邊V

形坡口圖

1-

10

T

形接頭常用的坡口形式第一章第一章2、

坡口的尺寸及符號坡口的尺寸一般包括坡口角度a、坡口面角度β、根部aé

調(diào)油淵的!始小輛母收，下數(shù)創(chuàng)

率英主螺的

委這平摩東發(fā)哪脈睡評變數(shù)聯(lián)一間

隙b、

鈍

邊p。

當坡口形式為U

型或J形坡口時，坡口尺寸還a

坡白角度：p

鈍

邊b

根部間隙，6工件厚度包括根部半徑R。圖1-11坡口的尺寸及符號第中只麻灰試品β

一坡口面角度R—

根部半徑(

1

)

坡

口

面

角

度

和

坡

口

角

度兩

坡

口

面

之

間

的

夾

角

叫

坡

口

角

度

，

用a

表示；待加工坡口的端面與坡口面之間的夾角叫坡口面角度，用β表示。坡口面指

待

焊

件

上

的

坡

口

表

面

。坡口角度a

坡口面角度β第一章(2)根部間隙焊前在接頭根部之間預留的空隙叫根部間隙，用b表示。其作用在于打底焊時保證根部焊透，根部間隙又叫裝配間隙。根部間隙b第一章第一章(3)鈍邊焊件開坡口時，

沿焊件接頭坡口根部端面的直邊部分叫鈍邊，鈍邊的長度叫鈍邊高度，用p表示。鈍邊的作用是防止根部燒穿。鈍邊高度p(

4

)

根

部

半

徑在

J形

、U

形

坡

口

底

部

的

圓

角

半

徑

叫

根

部

半

徑

，

用R

表示，其作用是增大坡口根部的空間，以便焊透根部。第一章根部半徑R(5)坡口深度焊件上開坡口部分的高度叫坡口深度，用H

表示。坡口深度H第一章在選擇坡口尺寸時，坡口角度、鈍邊與根部間隙之間應配合選用。坡口角度減小時，根部間隙必須加大；同時，根

部間隙較小時，鈍邊高度不能過大，坡口角度不能太小。這

是為了使焊條能達到根部附近，運條方便，保證焊透。第一章3、坡口的選用原則(1)保證焊接質(zhì)量(2)便于焊接施工(3)坡口加工簡單(4)坡口的斷面面積應盡可能小(5)便于控制焊接變形

第一章

三、

焊縫(一)焊縫的定義及焊縫的形式和種類焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合部分，叫做焊縫。按結(jié)合方式不同，焊縫可分為：對接焊縫、角焊縫、塞焊縫、槽焊縫和端接焊縫五種。由對接焊縫和角焊縫組成的焊縫，叫做組合焊縫。組合焊縫是指同一接頭存在兩種焊縫的情形。坡口內(nèi)的焊縫為對接焊縫，坡口外的焊縫為角焊縫。

第一章(二)焊縫與接頭對接焊縫由對接接頭組成，也可以由T

形接頭、十字街頭組成；角接焊縫由T形接頭、十字接頭和角接接