第5讲-CH5-2焊接方法和工艺-20110324

1、 主讲：曲延鹏 机械工程学院过控研究所(8#508) ( 88395100（O）Email：SDU_QYP 本讲主要内容 CH5-2 常用焊接方法及其焊接工艺 1 1 手工电弧焊手工电弧焊 2 2 埋弧自动焊埋弧自动焊 3 3 气体保护焊气体保护焊 4 4 电渣焊电渣焊 5 5 窄间隙焊窄间隙焊 6 6 焊接材料的选择焊接材料的选择 思考题 手工电弧焊的设备、工艺和特点 埋弧自动焊的设备、工艺和特点 CO2气体保护焊的设备、工艺和特点 钨极氩弧焊的设备、工艺和特点 焊接材料的种类以及选择的原则 常用焊接方法的代号 焊接方法焊接方法字母代号字母代号焊接方法焊接方法字母代

2、号字母代号 手工电弧焊手工电弧焊S冷压焊冷压焊L 氩弧焊氩弧焊A埋弧自动焊埋弧自动焊Z 气焊气焊Q埋弧半自动埋弧半自动 焊焊 B 电渣焊电渣焊DCO2保护焊保护焊C 手工电弧焊 手工电弧焊 手工电弧焊的基本原理 手工电弧焊是利用电弧放电(俗称屯弧燃烧)所产生的热量 ，将焊条与工件熔化，冷凝后形成焊缝，从而获得牢固 接头的过程。在工件与焊条两极之间的气体介质中持续 强烈的放电现象称为电弧。 手工电弧焊焊接时，电弧 中心部分的温度可达5000 8000，两极的温度可 达35004200。 手工电弧焊的焊接过程 引弧 形成熔池 形成焊缝 设备-焊机 三大类：孤焊变压器(交流电焊机)、弧焊发电机(直流

3、电 焊机)、弧焊整流器 选择弧焊设备首先要考虑的是焊条涂层(药皮)类型和被 焊接头、装备的重要性。 设备-焊钳,焊接电缆 选择焊钳,焊接电缆主要考虑的是允许通过的电流密度焊 钳要绝缘好，轻便。 焊接电缆应采用多股细铜线电缆,电缆截面可根据焊机额 定焊接电流(如表)选择,电缆长度一般不超过30米 设备-面罩 是防止焊接时的飞溅,弧光及其辐射对焊工的保护工具,有 手持和头盔式,面罩上的护目遮光镜片可按表选择 焊条的组成 1. 1. 电焊条的组成及作用电焊条的组成及作用 电焊条 焊条芯 药皮 焊缝的填充材料填充材料 填充焊 缝 电极电极传导电流 导电 机械保护机械保护的作用 冶金冶金的作用 稳定电弧

4、稳定电弧的作用 焊条芯焊条芯 药皮药皮 2. 2.药皮的种类：药皮的种类： 氧化钛型；氧化钛钙型； 钛铁矿型；氧化钛型；纤维素型； 低氢钾型；低氢钠型； 石墨型；盐基型。 焊条的组成 焊条=金属焊芯+表面药皮涂层 焊芯焊芯：作为电极，产生电弧，并传导焊接电流，焊芯熔化 后作为填充金属成为焊缝的一部分。钢焊条的焊芯采用专 门的焊接用钢丝，焊条直径是由焊丝直径来表示的，一般 为1.6、2.0、2.5、3.2、4.0、5.0、6.0、8.0mm等规格， 长度为300450mm。 药皮：压涂在焊芯表面的涂料层，它的主要作用是保证电 弧稳定燃烧；造气、造渣以隔绝空气，保护熔化金属；对 熔化金属进行脱氧、

5、去硫、渗合金元素等。焊条药皮的组 成物按其作用分为稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合 金剂、粘结剂等，由矿石、铁合金、有机物和化工产品四 大类原材料粉末，如碳酸钾、碳酸钠、大理石、萤石、锰 铁、硅铁、钾钠水玻璃等配成。 焊丝 焊条的种类 根据熔渣化学性质不同，焊条可分为酸性焊条和碱性焊条。 酸性焊条：熔渣中以酸性氧化物为主，氧化性强，合金元素 烧损大，故焊缝的塑性和韧度不高，且焊缝中氢含量高，抗 裂性差，但酸性焊条具有良好的工艺性，对油、水、锈不敏 感，交直流电源均可用，广泛用于一般结构件的焊接。 碱性焊条（又称低氢焊条）：药皮中以碱性氧化物以莹石为 主，并含较多铁合金，脱氧、除氢、渗金属作用

6、强，与酸性 焊条相比，其焊缝金属的含氢量较低，有益元素较多，有害 元素较少，因此焊缝力学性能与抗裂性好，但碱性焊条工艺 性较差，电弧稳定性差，对油污、水、锈较敏感，抗气孔性 能差，一般要求采用直流焊接电源，主要用于焊接重要的钢 结构或合金钢结构。 2021-7- 4 国家标准局将焊条按化学成分划分若干大类，焊条 行业统一将焊条按用途分为十类,如表所示 2021-7-4 焊条牌号 行业统一代号。其表示方法为：以大写拼音字母或汉字表 示焊条的类别，后面跟三位数字，前两位表示焊缝金属的 性能，如强度、化学成分、工作温度等第三位数字表示焊 条药皮的类型和焊接电源。焊条牌号举例如下： J422（结422

7、）：“J”（“结”）表示结构钢焊条 “42”表示熔敷金属的抗拉强度（b）不低于420MPa（ 43kgf/mm2），“2”表示氧化钛钙型药皮，交流、直流电 源均可使用。 Z248（铸248）：“Z”（“铸”）表示铸铁焊条， “2”表示熔敷金属主要化学成分的组成类型（铸铁）， “4”是牌号编号，“8”表示石墨型药皮，交流、直流电 源均可使用。 焊条药皮类型及焊接电源种类，见表 2021-7-4 焊条型号 国家标准代号。碳钢焊条型号见国家标准GB5117-85，如 E4303、E5015、E5016等，其编制方法是“E”表示焊条 ，前两位数字表示熔敷金属的最小抗拉强度值（kgf/mm2 ）；第三位

8、数字表示焊条使用的焊接位置：“0”、 “1”均表示适用于全位置焊接，“2”表示适用于平焊 和平角焊，“4”表示适用于向下立焊；第三、第四位数 字组合表示焊接电流的种类和焊条药皮类型。 2021-7-4 焊条：焊芯+药皮 P81 表表5-12节选节选 2021-7-4 焊条的选择原则 （1）考虑母材的力学性能和化学成分 焊接低碳钢和低 合金结构钢时，应根据焊接件的抗拉强度选择相应强度 等级的焊条，即等强度原则；焊接耐热钢、不锈钢等材 料时，则应选择与焊接件化学成分相同或相近的焊条， 即等成分原则。 （2）考虑结构的使用条件和特点 对于承受动载荷或冲 击载荷的焊接件，或结构复杂、大厚度的焊接件，为

9、保 证焊缝具有较高的塑性和韧度，应选择碱性焊条 （3）考虑焊条的工艺性 对于焊前清理困难，且容易产 生气孔的焊接件，应当选择酸性焊条 2021-7-4 焊接规范的选择-1 焊接参数：为保证焊接质量而选定的参数 焊接规范：焊接工艺过程中所选择的各个焊接参数的综 合 基本的焊接规范：焊接电流、焊接电弧电压、焊接速度 （单位时间内焊接的焊缝长度）、焊接线能量、焊条（ 埋弧焊为焊丝）直径、多层焊的层数、焊接冷却时间、 焊接预热温度等。 2021-7-4 焊接规范的选择-2 焊条直径 根据焊工件的厚度选择，还要考虑接头形式、 焊接位置、焊接层数等影响 水平焊对接时焊条直径的选择见表5-14 作焊接工艺评

10、定的重要焊接结构（JB4708-92） 2021-7-4 焊接规范的选择- 焊接电流：最主要工艺参数，焊接质量关键。 根据焊条直径来选择焊接电流范围，同时还要考虑板厚 、接头形式、焊接位置、施焊环境温度、工件材质等因 素。适当采用较大的焊接电流，提高生产效率。 焊接电弧电压：电弧长度决定 电弧过长不稳定、熔深浅、熔宽增加，易产生咬边等缺 陷，空气易侵入，易产生气孔，飞溅严重，浪费焊条、 电能，效率低。尽量采用短弧焊接，电弧长度一般为 26mm。 焊接速度：保证焊缝熔透，尽量采用较大的焊接速度（ 可达60-70cm/min） 2021-7-4 焊接规范的选择-4 焊条层数 ：n=/d 焊接线能量

11、 焊接低碳钢时，没有具体规定焊接线能量的大小 焊接低合金钢、不锈钢等，焊接线能量过大，接头性能 可能不合格；太小时，对一些钢种易产生裂纹 焊接冷却时间：利用钢的焊接连续冷却组织转变图(CCT 图）、线算图来确定焊接工艺参数 P88 图图5-14 2021-7-4 手工电弧焊的特点 1 .设备简单、应用灵活方便。 2 .劳动条件差、生产率低、质量不稳定。 手工电弧焊，由于其设备简单、操作方便、适合全位焊 接等特点，在装备制造中是一种应用广泛的焊接方法。 埋弧自动焊 2021-7-4 埋弧自动焊 2021-7- 4 2021-7-4 埋弧自动焊-1 埋弧焊电源：直流（弧焊发电机或弧焊整流器）、交流

12、 （弧焊变压器）或交直流并用。 直流电源电弧稳定，常用于焊接工艺参数稳定性要求较高的场合直流电源电弧稳定，常用于焊接工艺参数稳定性要求较高的场合 。小电流范围、快速引弧、短焊缝、高速焊接。直流正接（焊丝。小电流范围、快速引弧、短焊缝、高速焊接。直流正接（焊丝 接负极），焊丝的熔敷率高；直流反接，焊缝熔深大。接负极），焊丝的熔敷率高；直流反接，焊缝熔深大。 交流电源焊丝的熔敷率和焊缝熔深介于直流正接和直流反接之间交流电源焊丝的熔敷率和焊缝熔深介于直流正接和直流反接之间 ，而且电弧的磁偏吹小。多用于大电流埋弧焊和直流磁偏吹严重，而且电弧的磁偏吹小。多用于大电流埋弧焊和直流磁偏吹严重 的场合。交流的

13、空载电压在的场合。交流的空载电压在65V65V以上。以上。 为进一步加大熔深、提高生产率，多丝埋弧自动焊得到了越来越为进一步加大熔深、提高生产率，多丝埋弧自动焊得到了越来越 多的应用。应用较多的是双丝和三丝埋弧自动焊，电源可采用直多的应用。应用较多的是双丝和三丝埋弧自动焊，电源可采用直 流、交流或交、直流并用，电源的选用及连接有多种组合方式。流、交流或交、直流并用，电源的选用及连接有多种组合方式。 2021-7-4 埋弧自动焊-2 P91 图图5-18P90 图图5-17 2021-7-4 埋弧自动焊-3 焊机分类：半自动焊机和自动焊机 半自动焊机的焊接速度是由操作者来控制半自动焊机的焊接速度

14、是由操作者来控制 自动焊机完成送丝速度自动焊机完成送丝速度+ +焊接速度的调节焊接速度的调节 埋弧自动焊的关键：送丝速度埋弧自动焊的关键：送丝速度= =焊接速度焊接速度 辅助设备：为调整焊接机头与工件的相对位置使接头处 在最佳施焊位置，或为达到预期的工艺目的 2021-7-4 埋弧自动焊-4 P92 图图5-19 2021-7-4 埋弧自动焊-辅助设备 焊接夹具：使被焊工件能准确定位并夹紧，以便焊接。 可减少或免除定位焊缝，也可减少焊接变形，并达到其他工艺目的 。焊接夹具常与其他辅助设备联用。 工件变位设备：使工件旋转、倾斜，处于最佳施焊、装 配位置等，保证焊接质量、提高生产效率、减轻劳动强

15、度。 有滚轮架、翻转机、万能变位装置等。 焊机变位设备：将焊接机头准确地送到待焊位置。 大多与工件变位机、焊接滚轮架等配合工作，完成各种形状复杂工 件的焊接。其基本形式有平台式、悬臂式、伸缩式、龙门式等 焊缝成形设备：为防止熔化金属流失、烧穿，并使焊缝 背面成形，经常在焊缝背面加衬垫。 常用设备有铜垫板和焊剂垫。焊剂垫有用于纵缝和环缝的两种形式 焊剂回收输送设备：自动回收并输送焊接过程中的焊剂 2021-7-4 埋弧自动焊-焊剂 熔炼焊剂：按配方比例称出所需原料干混均匀结化 注入冷水或激冷板粒化 干燥、捣碎、过筛 烧结焊剂：各种粉料组分混合均匀加水玻璃调成湿料 7501000烧结 破碎、过筛

16、陶质焊剂：烧结焊剂的湿料制成一定尺寸颗粒 350500烘干 2021-7-4 埋弧自动焊-焊丝 实芯焊丝：将热轧线材拉拔加工生产 制造工艺成熟、质量好。制造工艺成熟、质量好。 表面处理表面处理镀铜，有效防止焊丝锈蚀，改善焊丝的导电性和润滑镀铜，有效防止焊丝锈蚀，改善焊丝的导电性和润滑 性，有利于提高焊接工艺过程的稳定性。性，有利于提高焊接工艺过程的稳定性。 应用广、品种多，满足锅炉、压力容器用钢材的焊接要求。有低应用广、品种多，满足锅炉、压力容器用钢材的焊接要求。有低 锰焊丝、中锰焊丝、锰焊丝、中锰焊丝、 高锰焊丝、高锰焊丝、Mn-MoMn-Mo系列焊丝四种类型。系列焊丝四种类型。 药芯焊丝：

17、将药粉包在薄钢带内卷成不同截面形状或填 充在细管内，经轧拔加工制成。 活性焊丝：向电弧中添加易电离的物质活化剂（如K、 Cs等）。 增加电弧稳定性；减少阻碍熔滴脱落的电磁力，使熔滴易脱落；改 变熔滴过渡性能，不形成大熔滴，呈细熔滴喷射过渡，减少飞溅； 主要用于气体保护焊。 2021-7-4 埋弧自动焊-焊丝 2021-7-4 埋弧自动焊-焊接规范 焊接电流： H=KmI n电弧电压：电弧长度成正比 n焊接速度：熔深和熔宽影响 明显 P101 图图5-27P100 图图5-26 2021-7-4 埋弧自动焊的特点 优点： 效率高效率高 成型好成型好 对人眼伤害小对人眼伤害小 缺点： 焊接过程不可

18、见焊接过程不可见 只能焊平焊或小角度倾斜位置只能焊平焊或小角度倾斜位置 气体保护电弧焊 2021-7-4 气保焊概述 2021-7-4 气体保护电弧焊 定义：气体保护电弧焊(简称气电焊或者气保焊)是一种利 用气体做焊接保护介质的电弧焊。 原理：用气体将电弧、熔化金属与周围的空气隔离，防止 空气与熔化金属发生冶金反应，以保证焊接质量。 保护气体：主要有Ar、He、CO2、N2等。 2021-7-4 与埋弧焊相比，气体保护焊具有以下特点： （1）采用明弧焊，熔池可见性好，适用于全位置焊接，有利 于焊接过程的机械化、自动化。 （2）电弧热量集中，熔池小，热影响区窄，焊件变形小，尤 其适用于薄板焊接。

19、 （3）可焊材料广泛，可用于各种黑色金属和非铁合金的焊接 。 气保焊特点 2021-7-4 气保焊分类 分类依据：焊接过程中电极是否熔化 非熔化极气体保护焊 通常通常用钨棒或钨合金棒作电极，以惰性气体（氩气或氦气）作保用钨棒或钨合金棒作电极，以惰性气体（氩气或氦气）作保 护气体，焊缝填充金属（即焊丝）根据情况另外添加护气体，焊缝填充金属（即焊丝）根据情况另外添加。 应用较广的是应用较广的是钨极氩弧焊钨极氩弧焊。 熔化极气体保护焊 以焊丝作为电极以焊丝作为电极. . 根据采用的保护气不同，可分为熔化极惰性气体保护焊、熔化极根据采用的保护气不同，可分为熔化极惰性气体保护焊、熔化极 活性气体保护焊活

20、性气体保护焊 应用较广的是应用较广的是熔化极氩弧焊、熔化极氩弧焊、COCO2 2气体保护焊气体保护焊。 2021-7-4 熔化极气保焊 采用可熔化的焊丝作电极，与工件之间产生的电弧作热 源，熔化焊丝和母材金属，并利用气体作保护介质，以 形成焊缝的焊接。英文简称GMAW。 2021-7-4 钨极氩弧焊 2021-7-4 钨极氩弧焊 钨极惰性气体保护电弧焊英文简称TIG，国际上应用较广 的焊接方法，中国以氩气作为保护气体，简称氩弧焊， 是国内应用较广的焊接方法，尤其是手工钨极氩弧焊。 高熔点的钍钨棒或铈钨棒作电极，由于钨的熔点高达 3410，焊接时钨棒基本不熔化，只是作为电极起导电 作用，填充金属

21、需另外添加。 钨极氩弧焊是厚壁容器等重要结构打底焊的较好焊接方 法，几乎可以焊接所有的金属。 2021-7-4 钨极氩弧焊设备-1 2021-7-4 钨极氩弧焊设备-2 2021-7-4 钨极氩弧焊电源 直流正接：同样直径的钨极可用较大的电流，电弧稳定 而集中，熔深大、效率高，大多数金属均采用正接。 直流反接：钨极易熔化、烧损，电流小，熔深浅而宽， 一般采用较少。但反接时，有阴极清理作用，有利于铝 、镁及其合金与易氧化的铜合金（铝青铜、铁铜）的焊 接。 交流：特点是负半波（工件为负）时，有阴极清理作用 ，正半波（工件为正）时，钨极不易熔化，许用电流较 大。存在的主要问题是直流分量的产生和电弧燃

22、烧不稳 定。 2021-7-4 2021-7-4 2021-7-4 钨极氩弧焊焊枪 钨极：常用的有纯钨极、钍钨极和铈 钨极三种。 钨的熔点(3410 )及沸点(5900)都很 高，适合作不熔化电极。 2021-7-4 2021-7-4 钨极氩弧焊保护气体 有氩、氦、氩-氦混合气和氩-氢混合气。 氩气与氦气都属于惰性气体，氦气比氩气的电离电压高 、热传导系数大、原子质量轻（密度小），所以两者电 弧特性、工艺性能显著不同，氦气价格昂贵。 2021-7-4 * 保护气体 氩气和氦气 在在氩气中易引弧氩气中易引弧，电弧稳定、柔和，氦气较差；，电弧稳定、柔和，氦气较差； 同样电流和弧长，氦弧的电压明显高

23、于氩弧，所以同样电流和弧长，氦弧的电压明显高于氩弧，所以氦弧的温度高氦弧的温度高， 发热大且集中，这是氦弧的最大特点，同样条件下，钨极氦弧焊的发热大且集中，这是氦弧的最大特点，同样条件下，钨极氦弧焊的 焊接速度比钨极氩弧焊高焊接速度比钨极氩弧焊高30-4030-40，且可获得较大熔深和窄焊道，且可获得较大熔深和窄焊道， 热影响区也显著减小；热影响区也显著减小； 氩气的密度大，易形成良好的保护罩氩气的密度大，易形成良好的保护罩，为了获得同样的保护效果，为了获得同样的保护效果， 氦气的流量必须比氢气大氦气的流量必须比氢气大1-21-2倍；倍； 氩气原子质量大，具有良好的阴极清理作用氩气原子质量大，

24、具有良好的阴极清理作用，氦气则较小。，氦气则较小。 氩-氦混合气体 ：同时具有两者的优点，一般混合气体体 积比例是氦70-80，氩2520。 氩-氢混合气体：可提高电弧电压，从而提高电弧热功率， 增加熔透能力，并有防止咬边、抑制CO气孔的作用。只限 于焊接不锈钢、镍基合金和镍-铜合金，氢在一定含量范围 内对材料不会引起有害影响，常用成分为Ar+15H2。 2021-7-4 氩弧焊焊接规范选择-1 焊接电流种类、极性及大小：根据工件材料选择 电流大小是决定熔深的最主要参数，要根据工件材料、厚度、接电流大小是决定熔深的最主要参数，要根据工件材料、厚度、接 头形式、焊接位置等选择，有时还要考虑焊工技

25、术水平等因素。头形式、焊接位置等选择，有时还要考虑焊工技术水平等因素。 钨极直径及端部形状：根据焊接电流大小、电流种类选 择钨极直径，根据电流种类选用不同的端部形状。 气体流量和喷嘴直径： 一定 条件下，气体流量和喷嘴直径有 一个最佳范围，保护效果最好， 保护区最大。 2021-7-4 氩弧焊焊接规范选择-2 焊接速度：根据工件厚度，并与焊接电流、预热温度配 合以保证所需的熔深和熔宽。 喷嘴与工件距离：一般8-14mm 距离越大，气体保护效果越差，但距离太近，会影响焊 工视线，且容易使钨极与熔池接触，产生夹钨。 P109 图图5-33 2021-7-4 2021-7-4 2021-7-4 20

26、21-7-4 2021-7-4 2021-7-4 钨极氩弧焊的优点 采用纯氩气保护，焊缝金属纯净，特别适合于非铁合 金、不锈钢、钛及钛合金等材料的焊接。 焊接过程稳定，所有焊接参数都能精确控制，明弧操 作，易实现机械化、自动化。 焊缝成形好，特别适合3mm以下的薄板焊接、全位置焊 接和不用衬垫的单面焊双面成形。 钨极脉冲氩弧焊接可焊接0.8mm以下的薄板及某些异种 金属。 2021-7-4 熔化极氩弧焊 2021-7-4 焊丝熔滴过渡 熔化极氩弧焊的一个重要基本问 题是关于熔滴过渡问题。对熔化 极氩弧焊的电弧稳定燃烧、气体 保护效果和焊接质量影响很大。 熔滴过渡就是当电极末端金属(焊 丝或焊条

27、)熔化后主要是以熔滴 状(仅5左右为雾状）形式通过 电弧区过渡到焊缝熔池中去。 根据国际焊接学会的分类，熔化 极气保焊焊丝金属的熔滴过渡类 型主要有自由过渡、短路过渡、 混合过渡。 2021-7-4 自由过渡-滴状过渡 自由过渡：熔滴从焊丝端脱落后，在电弧空间自由运动一 段距离后落入熔池。 滴状过渡：电流小时，熔滴直径焊丝直径，熔滴尺寸足 够大时，依靠重力缩颈拉断，落入熔池 轴向滴状过渡：富氩混合气 保护焊时，溶滴在脱离焊丝 前处于轴向下垂位置，脱离 焊丝后仍沿着轴向落向熔池 非轴向滴状过渡：多原子气 氛中，阻碍熔滴过渡力熔滴 重力，熔滴脱落前就偏离焊 丝轴线，甚至上翘。熔滴脱 离后不能沿焊丝

28、轴向过渡。 2021-7-4 自由过渡-喷射过渡 喷射过渡：熔滴尺寸与焊丝直径相近或更小，电弧力的方 向与熔滴轴向过渡的方向一致，熔滴受电弧力的强制作用 脱离焊丝并有力地过渡到熔池 射滴过渡：熔滴尺寸与焊丝直径相近，焊丝金属以较明显 的分离熔滴形式和较高的加速度沿焊丝轴向射向溶池。 射流过渡：电弧热和电磁力 的作用，焊丝端熔化金属压 成笔尖状，以细小熔滴从液 柱尖端高速沿轴向射入熔池。 熔滴直径很小，过渡频率很 高，像一条流向熔池的金属 流。射流过渡时，熔滴易控 制，电弧燃烧稳定，获得良 好焊缝形状和接头质量 2021-7-4 短路过渡+混合过渡 短路过渡：熔滴在未脱离焊丝端头前就与熔池直接接

29、触， 电弧瞬间熄灭。焊丝端头液体金属靠短路电流产生的电磁 收缩力及液体金属的表面张力被拉入熔池，随后焊丝端头 与熔池分开，电弧重新引燃并加热与熔化焊丝，准备下一 次过渡。 短路过渡时，熔滴的短路过渡频率可达20-200次/s。 混合过渡：一定条件 下，熔滴过渡不是单 一类型，而是自由过 渡与短路过渡的混合。 2021-7-4 影晌焊丝熔滴过渡类型的主要因素 电流的大小：影响熔滴过渡类型的最主要因素。 电源类型：采用直流反接（焊丝接正极），既具有阴极 破碎作用，电弧又比交流电源稳定。 保护气体：在Ar中加入少量O2或CO2和在Ar (20%）+He混 合气体中，可以得到稳定的喷射过渡。 焊丝材料

30、与直径：在反接条件下，焊丝导热性能较强时 ，焊丝端头不易形成笔尖状的液体金属柱，不可能产生 射流过渡。焊丝材料不同临界电流含义也不同。焊丝直 径越小，临界电流越低，越容易实现射流过渡。 焊丝伸出长度：长度增加，有利于熔滴过渡，降低临界 电流值。但过长易使伸长段软化，电弧不稳定。一般伸 出长度范围在12-25mm。 2021-7-4 焊接设备-1 分类：半自动焊和 自动焊 组成：焊接电源、 送丝系统、焊枪（ 手工焊）或行走系 统（自动焊）、供 气系统（同钨极氩 弧焊）和冷却水系 统、控制系统 2021-7-4 焊接设备-2 焊接电源：直流和脉冲电流（脉冲电流熔化极气电焊， MIGP) 采用脉冲电

31、流时更容易实现自动化、全位置焊接采用脉冲电流时更容易实现自动化、全位置焊接 焊接电源提供两个电流，一个是稳定的维弧电流（基值电流），以维持焊接电源提供两个电流，一个是稳定的维弧电流（基值电流），以维持 电弧正常燃烧、不熄灭，在维弧时间内不会产生喷射过渡。另一个是脉电弧正常燃烧、不熄灭，在维弧时间内不会产生喷射过渡。另一个是脉 冲（峰值）电流，它比临界电流高，给熔滴施加一个较大的力促使过渡冲（峰值）电流，它比临界电流高，给熔滴施加一个较大的力促使过渡 。 主要优点是熔滴过渡可控，平均电流比连续电流喷射过渡的临界电流低主要优点是熔滴过渡可控，平均电流比连续电流喷射过渡的临界电流低 ，对母材的热输入

32、低，适合各种材料、各种位置工件的焊接，既可以焊，对母材的热输入低，适合各种材料、各种位置工件的焊接，既可以焊 薄板，又可用于厚板焊接；生产率高、质量好，同时焊接电流调节范围薄板，又可用于厚板焊接；生产率高、质量好，同时焊接电流调节范围 宽，包括从短路过渡到喷射过渡的所有电流区域；但设备较复杂、成本宽，包括从短路过渡到喷射过渡的所有电流区域；但设备较复杂、成本 高，对操作者要求较高。高，对操作者要求较高。 送丝系统：由送丝机（包括电动机、减速器、校直轮、送丝轮）、 送丝软管、焊丝盘等组成。送丝系统有推丝式、拉丝式、推拉式等。 焊枪：半自动焊焊枪和自动焊焊枪 自动焊焊枪载流容量较大（1500A），

33、工作时间长，一般采用内部水冷却 2021-7-4 保护气体和焊丝 保护气体：氩气、氦气及混合气体 焊丝： 成分通常应同母材成分相近成分通常应同母材成分相近 具有良好的焊接工艺性能具有良好的焊接工艺性能+ +保证良好的接头性能保证良好的接头性能 直径一般在直径一般在0.8-2.5mm0.8-2.5mm 2021-7-4 2021-7-4 2021-7-4 2021-7-4 二氧化碳气保焊 2021-7-4 2021-7-4 保护气体 CO2气体气体 来源广、价格低 在0和一个大气压下的CO2气体密度是1.9768g/L，为空 气的1.5倍，所以焊接过程中能有效地排开空气，保护焊 接区域。 要注意

34、其纯度应满足焊接要求： CO2 99，O20.1，H2012gm。 焊缝质量要求高时，纯度也应提高。 2021-7-4 焊丝 选用原则除与非熔化极气保焊(氩弧焊)焊丝有 相同之处外，还要特别注意对焊丝成分的特殊要求： 焊丝必须有足够数量的脱氧元素和能补偿有益元素的烧 损，如Si、Mn等(常选用高Si、高Mn焊丝) 焊丝的含碳量要低，一般要求含碳量小于0.11。 应保证焊丝金属具有满意的力学性能和抗裂性能。 2021-7-4 2021-7-4 焊接规范 CO2气体保护焊的焊接规范包括焊丝直径、焊接电流、电弧 电压、送丝速度、电源极性、焊接速度和保护气流量等。 电弧焊通常都是短路过渡，若想获得稳定

35、的短路过渡，只 有合适的电弧电压和焊接电流匹配，一般电弧电压为18-24V ，焊接电流为80-180A 细丝小电流短路过渡电弧 焊接时气体流量为515 L/min；粗丝大电流潜弧射 滴过渡时气体流量为1020 L/min。 2021-7-4 二氧化碳气保焊的优点 成本低，仅为手工电弧焊和埋弧焊的40%50% ； CO2电弧穿透能力强，熔深大，生产率比手工电弧焊高1 4倍； 焊缝氢含量低，抗氢气孔能力强； 焊丝中Mn含量高，脱硫作用好，因而焊接接头的抗裂性 好。 适合薄板焊接； 易实现全位置焊接； 广泛应用于低碳钢、低合金钢等金属材料的一般结构焊 接。 2021-7-4 二氧化碳气保焊的缺点 在

36、电弧的高温作用下， CO2会分解为CO和O，因而具有较 强的氧化性，会使焊缝增氧，还会使焊缝力学性能下降， 形成气孔，烧损Mn、Si等合金元素，因此在选用焊丝时应 注意； 由于CO2气流的冷却作用及强烈的氧化反应，焊接过程小 易产生金属飞溅，使熔敷系数降低，浪费焊接材料，飞溅 金属黏着导电嘴，引起送丝不畅，电弧不稳。 只适合焊接低碳钢和低合金结构钢，不能用于焊接高合金 钢和非铁合金。重要焊接结构很少采用。 电渣焊 2021-7-4 电渣焊 n电渣焊定义： 利用电流通过液体熔 渣产生的电阻热作热源， 将工件和填充金属熔合成 焊缝的焊接方法。 n焊接过程（三个阶 段）： 引弧造渣阶段、正常 焊接阶

37、段和引出阶段。 合格的焊缝在正常焊 接阶段产生，两端焊缝部 分应割除。 2021-7-4 电渣焊设备 电源：交流电源 为保证稳定的电渣过程，避免产生电弧放电或电渣- 电弧的混合过程，电源的空载电压低、感抗小，为平特 性电源。电渣焊中间无停顿，电源暂载率为100合适 机头：送丝机构、摆动机构和上下行走机构 送丝速度可均匀无级调节；摆动机构是为了扩大单 根焊丝的焊接工件厚度。摆动距离、行走速度均可控制 调整 水冷成形块：与焊接工件一起围组焊缝区，同时提高熔 池金属的冷却速度 一般由紫铜板制成，有固定式和移动式（成形滑块 ） 2021-7-4 焊接材料 电极（焊丝）：注意母材对焊缝的稀释作用 焊缝成分和性能主要由焊丝与母材来决定，焊剂用量很 少，也很少通过焊剂向焊缝金属渗合金。 焊剂：在焊接过程中熔化成熔渣后，渣池具有相当的电 阻而使电能转化成热能以焊接，此热能还有预热作用， 并使熔池金属缓慢冷却，很少有渗合金的作用。 熔渣具有一定的导电性能，粘度太大将在焊缝金属中产 生夹渣和咬肉现象；粘度太小会使熔渣从工件边缘与滑 块间的缝隙中流失，严重时会破坏焊接过程，导致焊接 中断 2021-7-4 焊接规范选择 装配间隙：对接接头及丁字接头的装配，工件装配间隙= 焊缝宽度+焊缝横向收缩量 焊接电流：焊丝送进速度和焊接电流成严格的正比关系 。 由于焊接电流波动较大，在