各种焊接方法介绍资料

1、各种焊接方法介绍焊接方法是制定焊接结构制造工艺方案时首先考虑的工艺要素。 焊接方法的 选择取决于焊件材料、对接头质量的要求、焊接工作量、焊件结构外形和壁厚、 焊接生产的经济性以及本企业的焊接设备和工艺装备条件等因素。 其选择原则应 该是在确保焊件质量符合相应标准和产品技术条件要求的前提下， 尽可能提高焊 接效率，降低生产成本，以获得最大的经济效益。8.1 手工电弧焊8.1.1 特点手工电弧焊是利用手工操纵焊条进行焊接的一种焊接方法。 特点：设备简单， 易于操作、灵活，工艺适应性强；电弧弧柱温度高于 5000，热量集中，热效 率较高。缺点：焊材利用率不高，熔敷率较低，难以实现机械化和自动化，焊工

2、 劳动强度大，特别是焊工职业病发病率高。目前，我国焊条制造行业已能大批量生产不同强度等级和不同质量等级的结 构钢焊条、低合金钢强度焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温焊条、不锈钢焊条、 镍和镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝和铝合金焊条、堆焊焊条、铸铁焊条以及 特殊用途焊条。 因此，手工电弧焊可以用于除活性金属、 难熔金属和低熔点金属 以外的各种金属材料的焊接。8.1.2 焊接材料焊条电弧焊焊条药皮基本上有两种类型：一种是药皮组分以酸性氧化物为 主，称为酸性药皮焊条； 另一种药皮是以碱性氧化物和氟化钙为主， 称碱性药皮 焊条。酸性药皮焊条的优点是电弧稳定性高， 可以采用交流电焊接， 焊条的工艺 性好，可

3、以完成向下立焊、单面焊双面成形工艺，焊缝外表美观等。其缺点是焊 缝金属内氧、氮含量较高，氧化物夹杂较多，焊缝金属的塑性和冲击韧度较低， 只能满足普通焊接结构的要求，不能用于对低温冲击韧度要求较高的焊接结构。 碱性药皮焊条则相反， 其电弧稳定性和工艺不如酸性药皮焊条， 必须采用直流反 接电源，短弧操作，抗气孔能力较弱等，但焊缝金属的氧、氮含量较低，金属氧 化物夹杂少， 焊缝金属的塑性和冲击韧度较高， 完全能够满足低温焊接结构对焊 缝韧性的要求。碱性药皮焊还具有低氢、抗冷裂性高的优点。因此，在锅炉、压 力容器和高压管道的焊接中，都规定必须采用碱性药皮焊条。为克服碱性药皮焊条固有的缺点， 近来研制成

4、功了铁粉低氢型焊条， 不仅改 善了电弧的稳定性和工艺性， 可以采用交流电源焊接， 而且提高了焊条的熔敷率， 使碱性药皮焊条的应用范围进一步扩大。在酸性药皮焊条方面也作了不少的改 进，如下行立焊焊条、熔溶焊条和重力焊条等，采用这些焊条，焊接效率可成倍8.1.3 焊接工艺 焊条电弧焊的主要焊接工艺参数有电流种类和极性、焊条直径、焊接电流和热 输入量。（1）电源种类分交流和直流。交流焊接电源价格低廉、维修容易，只适用于 酸性药皮焊条或铁粉焊条。直流焊接电源现有多种形式，如电动机驱动直流发电机、 硅整流焊接电源、 晶闸管整流焊接电源以及各种逆变式焊接电源。 后两种电子控制 焊接电源的性能已超过传统的机

5、械电磁式电源， 且具有能耗低和重量轻等优点， 正 逐渐取代电动机驱动直流发电机高能耗焊接电源。逆变式焊接电源输出的直流电， 由于整流电流的波动率极小， 在低电流下仍能维持电弧稳定燃烧， 故特别适用于薄 板、薄壁管和难焊位置（如向下立焊）的焊接。采用直流电焊接时， 按焊件和焊条正负极接法可分正接和反接。 焊条接负极 为正接，接正为反接，反接时电弧的稳定性比正接时更好。因此，碱性药皮焊条 焊接时，应采用直流反接。（2）焊条直径主要按焊件厚度、坡口形式和焊接道、层数选定。焊件厚度在 4mm以下时，应选用直径 3.2mm以下的焊条；焊件厚度大于 4mm时，可选用直径 为 4mm或更粗的焊条。 V 形坡

6、口的底层焊道，特别是小直径管道接缝的封底焊， 应选用直径 3.2mm或更细的焊条。（ 3）焊接电流取决于所选用的焊条直径。 表 8-1 列出焊接电流与焊条直径的 一般关系。实际使用的焊接电流应根据焊件壁厚、焊接位置、所焊钢种、装配间 隙和坡口形式等加以调整。焊接电流与焊条直径的关系表 8-1焊条直径（ ， mm）1.62.02.53.24.05.06.08.0焊接电流（ A）304045 655080100130160220240320280350320400（ 4）热输入是指熔焊时， 由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能。 它取决 于焊接电流、电弧电压和焊接速度，其单位是（ J/cm）。低碳

7、钢焊接时热输入量 对接头性能的影响不大。 某些低合金钢和不锈钢焊接时， 过大的热输入可能导致 低合金钢接头强度和韧度降低， 不锈钢焊接接头的耐蚀性下降， 因此，必须加以 控制。8.2 氩弧焊8.2.1 特点钨极惰性气体保护焊简称 TIG 焊。它是在惰性气体的保护下， 利用钨电极与 工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝 （如果使用填充焊丝） 的一种方法。 焊 接时保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气， 以防止其对钨极、 熔池及邻近热影响区的有害影响， 从而可获得优质的焊缝。 保 护气体可采用氩气、 氦气或氩氦混合气体。 用氩气作为保护气体的称钨极氩弧焊。钨极氩弧焊按操

8、作方式分为手工焊、 半自动焊和自动焊三类。 手工钨极氩弧 焊时，焊枪的运动和添加填充焊丝完全靠手工操作； 半自动钨极氩弧焊时， 焊枪 运动靠手工操作， 但填充焊丝则由送丝机构自动送进； 自动钨极氩弧焊时， 如工 件固定电弧运动， 则焊枪安装在焊接小车上， 小车的行走和填充焊丝的送进均由 机械完成。上述三种焊接方法中， 手工钨极氩弧焊应用最广泛， 半自动钨极氩弧焊则很 少应用。钨极氩弧焊具有下列优点：（1）氩气能有效地隔绝周围空气；它本身又不溶于金属，不和金属反应； 钨极氩弧焊过程中电弧还有自动清除工件表面氧化膜的作用。 因此，可成功地焊 接易氧化、氮化、化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金

9、。（2）钨极电弧稳定，即使在很小的焊接电流（ 99%，O20.1%，HO21/m3，焊缝 质量要求越高，对 CO2 气体的纯度要求也越高。通常为减少 CO2 气体中的水分， 可将气瓶倒置一段时间， 然后正放，拧开气阀将上部水分较多的气体放掉。 此外， 在焊接气路系统中可串联一个干燥器或预热器。（2）有时在 CO2气体中加入 2025%O2 来焊接，以获得较大的熔深和提高焊 接速度。（3）CO2气体所用的焊丝的化学成分要求如下：1）焊丝必须有足够量的脱氧元素。因为在氧化性气体保护下焊接时， 焊接熔池的脱氧只能依靠焊丝中的脱氧元 素，如锰和硅等。我国常用的 CO2焊焊丝牌号有 H08MnS、i H

10、08Mn2S、i H04MnSiM、o H08CrMnSiA。其 Si 的质量分数为 0.6%1.0%， Mn的质量分数为 0.8%2.0%。 为提高焊丝表面的导电性能， 通常在焊丝表面镀铜， 但镀铜层的厚度不应使熔敷 金属铜的质量分数大于 0.35%。CO2 焊焊丝的规格有 1.2mm、1.6mm、2mm、 2.5mm、3mm，CO2 自动焊亦可采用直径大于 3.0mm的粗焊丝。2）焊丝的含 C量要低，一般要求 C15填充丝直（ ）122233446683）焊嘴的倾角是指焊嘴与工件平面的夹角。焊嘴倾角可按工件壁厚、火焰能率、 工件加热温度和材料的特性确定。低碳钢用左焊法时焊嘴倾角以 3050

11、0 为宜，右向 焊时以 50600为宜。气焊纯铜时，焊嘴倾角应为 60080o，气焊铝及铝合金时， 因其熔点较低，焊嘴倾角可适当减小。8.5.2 气割 气割是利用气体火焰的热能将工件被切割处预热到一定温度后， 喷出高速切 割氧流，使金属燃烧并放出热量而实现切割的方法。 低碳钢的气割过程有三个阶 段：（1） 预热 气割开始时， 利用氧乙炔焰或氧丙烷焰将工件被切割处预热到 能发生剧烈氧化的温度。（2） 燃烧 喷出高速切割氧流，使已预热的金属燃烧，生成氧化物。（3）熔化与吹除 金属燃烧生成的氧化物以及与反应表面毗邻的一部分金属被燃烧热熔化后，再被气流吹掉，完成切割过程。燃烧热和预热火焰同时将邻近的金

12、属预热到所需温度。 整个气割过程中， 被 熔化的金属约占熔渣总量的 30%或更多。可以气割的金属应符合下述条件：（1） 金属氧化物的熔点应低于金属熔点。（2） 金属与氧气燃烧能放出大量的热，而且金属本身的导热性要低。符合上述气割条件的金属有纯铁、 低碳钢、 中碳钢和低合金钢以及钛等。 其 它常用的金属如铸铁、不锈钢、铝和铜等，必须采用特殊的氧燃气切割方法（例 如熔剂切割）或熔化方法切割。8.5.3 气焊气割用气体气焊常用的气体火焰是氧 - 乙炔焰。气割用的预热火焰除氧 - 乙炔焰外，还可 能用氧 -丙烷（液化石油气）火焰。因此，气焊气割常用气体有乙炔、液化石油 气和氧气等。（1）乙炔乙炔在纯氧

13、中燃烧的火焰，温度可达 3150左右，热量比较集中，可以用 于焊接。乙炔易熔于丙酮中，在 15、0.1MPa时，1L 丙酮能溶解 23L 乙炔，在 压力增大至 1.42MPa时， 1L丙酮能溶解乙炔约 400L。乙炔是易爆气体，它有如下特性：1）乙炔温度超过 300或压力超过 0.15MPa时，遇火会爆炸。2）乙炔与空气或氧气混合，爆炸性大大增加，乙炔与空气混合，乙炔按体 积计占 2.2 81%时，乙炔与氧气混合，乙炔按体积计占 2.8 93%时，混合气体 中任何部分达到自燃温度（乙炔和空气混合气体的自燃温度为305，乙炔和氧气混合气体的自燃温度为 300）或遇火星时，在常压下也会爆炸。3）乙

14、炔溶解在液体里会大大降低爆炸性。4）乙炔的爆炸性与贮存乙炔的容器形状、大小有关。容器直径越小，越不 容易爆炸， 乙炔贮存在有毛细管状物质的容器中， 即使压力增高到 2.65MPa时也 不会爆炸。（2）液化石油气液化石油气的主要成分是丙烷。液化石油气在常压以气态存在，在 0.8 1.5MPa压力下就可变为液态。气态的液化石油气在标准状态下密度为1.8 2.6 /m3，比空气重。丙烷在纯氧中燃烧的火焰温度可达2800左右。液化石油气 达到完全燃烧所需的氧气量比乙炔约大一倍。 液化石油气在氧气中燃烧速度约为 乙炔的一半。丙烷与空气混合，丙烷以体积计占 2.3 9.5%，遇有火星，也会爆 炸。（3）可燃气体乙炔和液化石油气只有在纯氧中燃烧，才能达到最高温度。 因此，用于焊接和切割的氧气的纯度要 99.5%以上。氧气纯度不够，会明显影响 燃烧效率与切割效果。高压氧气与油脂等易燃物接触，会引起油脂自燃。8.5.4 焊丝焊剂（1） 焊丝 气焊用的焊丝起填充金属作用， 与熔化的母材一起组成焊缝金属。