《焊接成形工艺》ppt课件

1、第三篇第三篇 金属的衔接成型金属的衔接成型n 焊接成型焊接成型 2可以把不同种类的金属结合起来可以把不同种类的金属结合起来 制造双金属构造的零件，例如：蒸煮锅的筒体。制造双金属构造的零件，例如：蒸煮锅的筒体。 把零件或毛坯的不同部分直接焊接起来，例：把零件或毛坯的不同部分直接焊接起来，例：麻花钻、硬质合金车刀。麻花钻、硬质合金车刀。 3可以修补锻件、铸件上的缺陷和部分损坏的可以修补锻件、铸件上的缺陷和部分损坏的零件。零件。第一节第一节 熔化焊熔化焊 一、手工电弧焊一、手工电弧焊 电弧焊是利用电弧释放的热量为热源，电弧焊是利用电弧释放的热量为热源，使焊件和焊条部分熔化构成共同的熔使焊件和焊条部分

2、熔化构成共同的熔池，冷凝后实现焊接的焊接方法。池，冷凝后实现焊接的焊接方法。 一焊接电弧一焊接电弧 电弧是在两电极之间的气体介质内产电弧是在两电极之间的气体介质内产生的一种剧烈而耐久的放电景象。生的一种剧烈而耐久的放电景象。 电弧热量与温度分布电弧热量与温度分布 电弧热量：阳极区产生的较多，约占总热量的电弧热量：阳极区产生的较多，约占总热量的43%，阴极约，阴极约36%，弧柱约，弧柱约21%。 温度：用钢焊条焊钢材时温度：用钢焊条焊钢材时 阳极区阳极区2600K 阴极区阴极区2400K 电弧中心电弧中心6000 8000K电弧的极性电弧的极性 运用直流电源焊接时有正接、反接两种：运用直流电源焊

3、接时有正接、反接两种： 正接：正极接工件正接：正极接工件工件温度可稍高一些。工件温度可稍高一些。 反接：负极接工件反接：负极接工件工件温度可稍低一些。工件温度可稍低一些。 交流焊机、无正反接特点，温度均为交流焊机、无正反接特点，温度均为2500K2500K。 焊机的空载电压就是焊接时引弧电压，普通为焊机的空载电压就是焊接时引弧电压，普通为505090V90V。 电弧稳定熄灭时电压为电弧电压。电弧稳定熄灭时电压为电弧电压。 电弧长度越大，电弧电压也越高，普通为电弧长度越大，电弧电压也越高，普通为161635V35V。二手工电弧焊的焊接过程二手工电弧焊的焊接过程 电弧在焊条与被焊件之间熄灭。 电弧

4、热使工件和焊条熔化构成共同熔池。 电弧热同时使焊条的药 皮熔化或熄灭，构成熔渣 浮在熔池内金属液外表， 并产生大量气流围绕在电 弧周围，可防止空气中氧、 氮的侵入，起维护熔化金 属的作用。 电弧向前挪动，熔池内熔化金属冷却凝固，新电弧向前挪动，熔池内熔化金属冷却凝固，新的熔化不断构成。不断凝固而构成延续的焊缝。的熔化不断构成。不断凝固而构成延续的焊缝。熔渣凝固为渣壳复盖熔渣凝固为渣壳复盖 在焊缝外表，遂焊缝在焊缝外表，遂焊缝 的成型和冷却有着重的成型和冷却有着重 要作用。要作用。三电弧焊的冶金过程特点三电弧焊的冶金过程特点 电弧焊的焊接过程为冶金过程，熔化金属、熔渣和气体三电弧焊的焊接过程为冶

5、金过程，熔化金属、熔渣和气体三者之间发生一系列冶金反响，与普通冶炼过程比较有以下者之间发生一系列冶金反响，与普通冶炼过程比较有以下特点：特点： 1金属元素剧烈蒸发、烧损金属元素剧烈蒸发、烧损-焊接电弧和熔池温度高于焊接电弧和熔池温度高于普通冶炼温度。普通冶炼温度。 2化学成分不够均匀，气体和杂质来不及浮出化学成分不够均匀，气体和杂质来不及浮出-熔池体熔池体积小，液态时间短。积小，液态时间短。 3熔化金属与空气接触，产生氧化物，使钢中合金元素熔化金属与空气接触，产生氧化物，使钢中合金元素C、Si、Mn烧蚀，氮、氢在高温下溶解于液态金属，产生烧蚀，氮、氢在高温下溶解于液态金属，产生氮化物添加焊缝脆

6、性，氢的溶入会引起氢脆化氮化物添加焊缝脆性，氢的溶入会引起氢脆化空气在高空气在高温电弧作用下分解出原子形状的氧、氮、氢。温电弧作用下分解出原子形状的氧、氮、氢。四电焊条四电焊条 手工电弧焊焊条由焊条芯和药皮涂料分组成。 焊条芯：作用： 导电产生电弧； 熔化后作为填充金属进入熔池，是构成焊缝的主要金属资料。 焊条直径是用焊芯直径来表示，普通为26，常用35，最大的为9，最小的为0.4。常用焊条钢芯牌号和成分及用途见表。焊条药皮焊条药皮 主要作用：提高电弧稳定性；防止空主要作用：提高电弧稳定性；防止空气对熔化金属的有害作气对熔化金属的有害作 用；对溶池脱氧，参与合用；对溶池脱氧，参与合金元素，以保

7、证焊缝金属的化学成分和力学性能。金元素，以保证焊缝金属的化学成分和力学性能。焊条的种类、型号和牌号焊条的种类、型号和牌号 焊条有七大类：碳钢焊条有七大类：碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜焊条、铝焊条铸铁焊条、铜焊条、铝焊条 焊条焊条型号型号牌号牌号药皮药皮类型类型焊接电源焊接电源焊接位置焊接位置用途用途E4303J422钛钙型钛钙型 交流或直流交流或直流全位置焊全位置焊接接用于较重要的低碳钢及强度用于较重要的低碳钢及强度等级较低的低合金钢，如等级较低的低合金钢，如09Mn2等。等。J422GM适于海上平台、船舶、工程适于海上平

8、台、船舶、工程机械等表面装饰焊缝的焊接机械等表面装饰焊缝的焊接J422Fe适于较重要的低碳钢结构焊适于较重要的低碳钢结构焊接接E5016J506低氢钾型低氢钾型 交流或直流交流或直流全位置焊全位置焊接接用于中碳钢和低合金钢的焊接如：用于中碳钢和低合金钢的焊接如：16Mn，9Mn2Si。 J422留意：留意： 焊条型号是国家规范中的焊条代号；焊条牌号是焊焊条型号是国家规范中的焊条代号；焊条牌号是焊接行业的焊条代号，留意型号和牌号的对应关系。接行业的焊条代号，留意型号和牌号的对应关系。 按熔渣性质，焊条可分为两类：按熔渣性质，焊条可分为两类： 酸性焊条：药皮熔渣中的酸性氧化物较多，适于各酸性焊条：

9、药皮熔渣中的酸性氧化物较多，适于各种电源，本钱低，但焊缝的塑性、韧性差，操作性种电源，本钱低，但焊缝的塑性、韧性差，操作性好，渗合金作用弱不宜焊接受动载荷和要求高强度好，渗合金作用弱不宜焊接受动载荷和要求高强度的重要构造件的重要构造件 碱性焊条：熔渣中碱性氧化物多，普通采用直流电碱性焊条：熔渣中碱性氧化物多，普通采用直流电源。焊缝塑性、韧性好，抗冲击才干强，价钱较高，源。焊缝塑性、韧性好，抗冲击才干强，价钱较高，操作性差，故只适于焊接重要构造件。操作性差，故只适于焊接重要构造件。焊条选用原那么焊条选用原那么 选用焊条通常是根据焊件化学成分、力学性能、选用焊条通常是根据焊件化学成分、力学性能、抗

10、裂性、耐腐蚀性、以及耐高温性能等要求选用抗裂性、耐腐蚀性、以及耐高温性能等要求选用相应的焊条种类。相应的焊条种类。 (1) 低碳钢、普通低合金钢构件低碳钢、普通低合金钢构件 焊缝与母材等强度。焊缝与母材等强度。 留意：钢材按屈服强度定等级，构造钢焊条的等留意：钢材按屈服强度定等级，构造钢焊条的等级是指焊缝金属抗拉强度最低保证值。级是指焊缝金属抗拉强度最低保证值。 (2) (2) 同一强度等级酸、碱性焊条的选用同一强度等级酸、碱性焊条的选用 碱性焊条：要求塑性好、冲击韧性高、抗碱性焊条：要求塑性好、冲击韧性高、抗裂性好、低温性好。裂性好、低温性好。 酸性焊条：受力不复杂，母材质量较好，酸性焊条：

11、受力不复杂，母材质量较好，尽量选用较廉价的酸性焊条。尽量选用较廉价的酸性焊条。 (3) (3) 低碳钢与低合金钢焊接，按接头中强低碳钢与低合金钢焊接，按接头中强度较低者选焊条。度较低者选焊条。 (4) (4) 铸钢易裂普通应选碱性，且采用适当铸钢易裂普通应选碱性，且采用适当工艺，如预热。工艺，如预热。 (5) (5) 特殊性能要求钢，选相应焊条，以保特殊性能要求钢，选相应焊条，以保证焊缝主要化学成分、性能与母材一样。证焊缝主要化学成分、性能与母材一样。五五 焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 在熔化焊的条件下，焊接接头的组织主要指焊缝在熔化焊的条件下，焊接接头的组织主要指焊缝及焊缝附近的

12、热影响区的组织。及焊缝附近的热影响区的组织。1.焊缝焊缝 焊缝处的金属温度最高，冷却时从熔池壁开场并垂直于池壁方向，最后构成柱状晶粒。但在熔池 中心最后冷却的部分 还聚集了各种杂质。 这部分对焊缝的强度 有很大的影响。特别 是对于窄焊缝，强度 影响更大。2.焊接热影响区焊接热影响区 熔合区、过热区、正火区、部分相变区等。熔合区、过热区、正火区、部分相变区等。 熔合区熔合区 最接近焊缝的部位受高温影响最大。最接近焊缝的部位受高温影响最大。 温度在液相线和固相温度在液相线和固相 线的之间的温度范围线的之间的温度范围 内。冷却后，具有铸内。冷却后，具有铸 态组织和粗大晶粒，态组织和粗大晶粒， 强度、

13、塑性和韧性都强度、塑性和韧性都 下降的特点。焊接接头下降的特点。焊接接头 的裂纹常从这里产生。的裂纹常从这里产生。 过热区过热区 被加热到被加热到Ac3以上以上100200至固相线温度区间。至固相线温度区间。奥氏体晶粒急剧长大，构成过热组织，故塑性、奥氏体晶粒急剧长大，构成过热组织，故塑性、韧性降低，对易淬火钢，此区脆性更大韧性降低，对易淬火钢，此区脆性更大. 正火区正火区 被加热到被加热到Ac1到到Ac3以上以上100200区间。金属区间。金属发生重结晶。冷却后金属晶粒细化得到正火组织。发生重结晶。冷却后金属晶粒细化得到正火组织。其机械性能比母材好。其机械性能比母材好。 部分相变区部分相变区

14、 相当于加热到相当于加热到Ac1Ac3之间的温度范围的金属之间的温度范围的金属是部分相变区。珠光体和部分铁素体发生重结晶是部分相变区。珠光体和部分铁素体发生重结晶转变使晶粒细化，部分铁素体来不及转变，冷却转变使晶粒细化，部分铁素体来不及转变，冷却后晶粒大小不同，因此机械性能稍差。后晶粒大小不同，因此机械性能稍差。 以上四区是焊接热影响区中主要的组织变化区段，以上四区是焊接热影响区中主要的组织变化区段，其中熔合区和过热区对焊接接头组织性能的不利其中熔合区和过热区对焊接接头组织性能的不利影响最为显著，因此在焊接中应尽量减少热影响影响最为显著，因此在焊接中应尽量减少热影响区的范围。区的范围。n 影响

15、热影响区的要素影响热影响区的要素 影响要素：影响要素： 焊接方法：表中列出了不同焊接方焊接方法：表中列出了不同焊接方法焊接低碳钢时，热影响区的平均尺寸数值。由法焊接低碳钢时，热影响区的平均尺寸数值。由表可知，电子束焊接的热影响区最小，埋弧自动表可知，电子束焊接的热影响区最小，埋弧自动焊次之，电渣焊和气焊最宽。焊次之，电渣焊和气焊最宽。 焊接规范：指焊条直径、焊接电流和焊接速焊接规范：指焊条直径、焊接电流和焊接速度的选择。度的选择。同一焊接方法，不同焊接规范，热影响区的大小、同一焊接方法，不同焊接规范，热影响区的大小、组织和性能也不同。组织和性能也不同。够减小焊件受热程度和加快焊接速度的规范都能

16、够减小焊件受热程度和加快焊接速度的规范都能减小热影响区。减小热影响区。接头类型；接头类型； 焊接资料；焊接资料； 焊后冷速；都会焊后冷速；都会对热影响区产生影响。对热影响区产生影响。六六 焊接应力焊接应力 焊接过程中，焊缝被加热处于液态，相邻的金属焊接过程中，焊缝被加热处于液态，相邻的金属加热到很高的温度，然后再快速冷却下来，各点加热到很高的温度，然后再快速冷却下来，各点处温度不同，冷却速度也不一样，在热胀冷缩和处温度不同，冷却速度也不一样，在热胀冷缩和塑性变形的影响下，必将产生内应力、变形或裂塑性变形的影响下，必将产生内应力、变形或裂纹。纹。焊接应力的存在将影响焊接构件的运用性能，承焊接应力

17、的存在将影响焊接构件的运用性能，承载才干大为降低，对于接触腐蚀性介质的焊件，载才干大为降低，对于接触腐蚀性介质的焊件，应力腐蚀景象加剧，减少运用期限。应力腐蚀景象加剧，减少运用期限。假定整条焊缝同时构成，那么应力分布如图示假定整条焊缝同时构成，那么应力分布如图示焊接应力的防止与减小焊接应力的防止与减小 对于接受重载的重要构件、压力容器等，焊接应力的防止和消除： 选择塑性好的资料。 防止焊缝密集交叉，焊缝过长，截面过大。 合理的焊接次序。图 a 为正确。 焊前预热，可减小温差，减少焊接应力焊前预热，可减小温差，减少焊接应力较为效。较为效。 采用小能量焊接方法，或焊后立刻捶击。采用小能量焊接方法，

18、或焊后立刻捶击。 需较彻底地消除焊接应力时，焊后去应需较彻底地消除焊接应力时，焊后去应力退火。力退火。 采用水压实验或振动法消除焊接应力。采用水压实验或振动法消除焊接应力。七焊接变形七焊接变形 焊接变形：由焊接应力引起的变形。焊接变形：由焊接应力引起的变形。 变形种类：变形种类： 收缩变形收缩变形 角变形角变形 弯曲变形弯曲变形 扭曲变形扭曲变形 波浪变形波浪变形 焊件产生变形主要由焊接应力引起的，预防焊接应力的措施对防止焊接变形有时是有效的。 当对焊件的变形有较高的限定时： 构造设计：对称构造或大刚度构造、焊缝对称分布构造。施焊中：采用反变形措施或刚性夹持方法刚性夹持不适于淬硬性较大的钢构造

19、和铸铁件。 变形矫正方法变形矫正方法二、二、 埋弧焊埋弧焊使焊接过程稳定进展。使焊接过程稳定进展。自动焊车：完成等速挪动电弧和自动送丝等动作，自动焊车：完成等速挪动电弧和自动送丝等动作，焊接电流为焊接电流为4001200A。埋弧自动焊的焊接过程与手工电弧焊类似，不同的是用焊丝和焊剂替代焊条。焊接是在焊剂层下自动进展，所以也叫做焊剂层下自动焊。焊接时，焊剂经漏 斗落到焊接区域， 焊丝由焊丝盘经送 丝滚轮、导电嘴进 入焊剂层内，与焊 件触及后自动引燃 电弧。电弧热使焊剂、焊件和焊丝熔化，构成封锁的气电弧热使焊剂、焊件和焊丝熔化，构成封锁的气泡，电弧就在气泡内熄灭。气泡外的液态焊渣把泡，电弧就在气泡

20、内熄灭。气泡外的液态焊渣把空气与电弧、熔池隔开，将弧光遮住。空气与电弧、熔池隔开，将弧光遮住。当焊接小车挪动时，焊剂漏斗、焊丝和电弧一同当焊接小车挪动时，焊剂漏斗、焊丝和电弧一同挪动。在焊接接挪动。在焊接接 头处自动构成整头处自动构成整 齐的焊缝。齐的焊缝。冷凝的焊渣在焊冷凝的焊渣在焊 缝上构成固态渣缝上构成固态渣 壳壳 。二焊丝与焊剂二焊丝与焊剂 埋弧焊丝的作用与焊条作用一样，焊剂的作用和埋弧焊丝的作用与焊条作用一样，焊剂的作用和药皮一样。药皮一样。三埋弧焊特点三埋弧焊特点 1 消费率高消费率高焊接电流大，热量散失少，金属焊接电流大，热量散失少，金属熔化率高，原件焊层少等，消费率比手弧焊高熔

21、化率高，原件焊层少等，消费率比手弧焊高510倍。倍。 2 焊接质量好且稳定。焊接质量好且稳定。 3 节省金属资料，改善劳动强度。节省金属资料，改善劳动强度。 4 由于埋弧焊看不见电弧，不便察看控制熔池由于埋弧焊看不见电弧，不便察看控制熔池情况。情况。 5 只适用于平焊、长直焊缝、圆环焊缝，不适只适用于平焊、长直焊缝、圆环焊缝，不适于狭窄位置焊合薄板焊接。于狭窄位置焊合薄板焊接。 广泛用于锅炉、化工容器、造船机车车辆、起重机等金属构造的大批量消费中。圆环焊缝圆环焊缝长直焊缝长直焊缝三、气体维护焊三、气体维护焊1、氩弧焊、氩弧焊氩弧焊是以氩气作维护气体的电弧焊，焊接氩弧焊是以氩气作维护气体的电弧焊

22、，焊接质量较高。质量较高。按所用的电极不同，氩弧焊可分为不熔化极按所用的电极不同，氩弧焊可分为不熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊两种。氩弧焊和熔化极氩弧焊两种。 1不熔化极氩弧焊不熔化极氩弧焊 是以高熔点的钨棒和焊件为电极。具有很高的发射才干。为了减少钨极耗费，电流密度普通都要加以限制。钨 极氩弧焊可以交直 流两用。除了铝、 镁及其合金的薄焊 件外，普通都用直 流正接。多用来焊 接4以下的薄件。2熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊 是以延续送进的焊丝和焊件为电极。电流密度和气体流量都较大，消费率高，多用于中厚板焊接。消费中多采用直流反接。 对氩气要求纯度99.7以上，焊前必需把接头外表清理干净。氩弧焊与熔渣维

23、护焊相比的优点氩弧焊与熔渣维护焊相比的优点 维护作用好，熔池金属根本不受损害。维护作用好，熔池金属根本不受损害。 焊接质量高焊接质量高电弧稳定，热量集中，熔池电弧稳定，热量集中，熔池小，变形较小，焊缝致密无渣壳，成形美观。小，变形较小，焊缝致密无渣壳，成形美观。 适用性广适用性广可以焊接几乎一切的金属，特可以焊接几乎一切的金属，特别适于焊接易氧化资料。别适于焊接易氧化资料。 明弧可见，操作方便，可以全位置焊接。明弧可见，操作方便，可以全位置焊接。氩弧焊与熔渣维护焊相比的缺陷氩弧焊与熔渣维护焊相比的缺陷 氩气本钱高，设备比较复杂。氩气本钱高，设备比较复杂。 只能在室内进展焊接只能在室内进展焊接以

24、防维护气体被以防维护气体被破坏。破坏。 氩弧焊主要用于焊接铝、镁、钛及其合金，氩弧焊主要用于焊接铝、镁、钛及其合金，低合金钢、耐热合金、不锈钢等。低合金钢、耐热合金、不锈钢等。2.二氧化碳气体维护焊二氧化碳气体维护焊 以以CO2 作为维护气体的电弧焊。焊丝作电极，焊作为维护气体的电弧焊。焊丝作电极，焊丝的送进靠送丝机构实现。丝的送进靠送丝机构实现。 二氧化碳气体维护焊除二氧化碳气体维护焊除 了气瓶、焊柜和送丝结了气瓶、焊柜和送丝结 构外，其他设备和氩弧构外，其他设备和氩弧 焊一样。焊一样。 主要由：焊接电源、控主要由：焊接电源、控 制系统、送丝构造、供制系统、送丝构造、供 气系统和焊柜组成。气

25、系统和焊柜组成。 与手工电弧焊和埋弧自动焊相比的优点与手工电弧焊和埋弧自动焊相比的优点 消费率高消费率高熔敷速度快，焊后无熔渣。熔敷速度快，焊后无熔渣。 焊接本钱低：替代药皮和焊剂大大降低本钱。焊接本钱低：替代药皮和焊剂大大降低本钱。 焊接质量好。焊接质量好。 能全位焊接，明弧可见，操作方便。能全位焊接，明弧可见，操作方便。 适用范围广：焊件薄至适用范围广：焊件薄至1，厚件采用多层焊不，厚件采用多层焊不限。限。 二氧化碳气体维护焊的缺陷及处理方法二氧化碳气体维护焊的缺陷及处理方法 金属的飞溅大，焊缝金属的氧化烧损和气孔等的金属的飞溅大，焊缝金属的氧化烧损和气孔等的较严重。较严重。 但是可以得到

26、处理，例如：但是可以得到处理，例如： 控制焊丝的成分，参与适量的硅和锰，可以减少控制焊丝的成分，参与适量的硅和锰，可以减少或消除焊缝金属的元素烧损和气孔。或消除焊缝金属的元素烧损和气孔。 选择适宜的电源，控制和调理焊接电路参数，采选择适宜的电源，控制和调理焊接电路参数，采用直流反接极性等措施，可以减少焊缝气孔和金用直流反接极性等措施，可以减少焊缝气孔和金属飞溅。同时还能稳定电弧，改善焊接工艺性。属飞溅。同时还能稳定电弧，改善焊接工艺性。四、电渣焊四、电渣焊 利用电流经过熔渣所产生的电阻热作为热源进展焊接的方法。 电渣焊普通都是在直立位置焊接，两个工件接头相距2535mm，固态溶剂熔化后构成的渣

27、池具有较大的电阻。 当电流经过时产生大量当电流经过时产生大量的电阻热，使渣池温度的电阻热，使渣池温度坚持在坚持在17002000焊接时焊丝不断被送进焊接时焊丝不断被送进并被熔化，熔池和渣池并被熔化，熔池和渣池逐渐上升，冷却块也同逐渐上升，冷却块也同时配合上升，从而使立时配合上升，从而使立焊缝由下向上依次构成。焊缝由下向上依次构成。电渣焊特点电渣焊特点 1可一次焊很厚的工件；可一次焊很厚的工件； 2消费率高，本钱低，工件不需求开坡口；消费率高，本钱低，工件不需求开坡口； 3焊缝金属比较纯真；焊缝金属比较纯真； 电渣焊的熔池维护严密，坚持液态的时间较长冶金过电渣焊的熔池维护严密，坚持液态的时间较长

28、冶金过程较完善，熔池中的气体和杂质有充分时间浮出；程较完善，熔池中的气体和杂质有充分时间浮出； 4)焊接后冷却速度较慢，焊接应力较小，相应晶粒焊接后冷却速度较慢，焊接应力较小，相应晶粒粗大。普通要焊后热处置，如正火处置。粗大。普通要焊后热处置，如正火处置。 熔化焊还有真空电子束焊接，激光焊接等焊接方法，熔化焊还有真空电子束焊接，激光焊接等焊接方法，见见P134第二节第二节 压力焊压力焊 一、电阻焊一、电阻焊 电阻焊是利用电流经过接头的接触面及临电阻焊是利用电流经过接头的接触面及临近区域产生的电阻热把焊件加热到塑性形近区域产生的电阻热把焊件加热到塑性形状或部分熔化形状在在压力作用下构成结状或部分

29、熔化形状在在压力作用下构成结实接头的一种压焊法。实接头的一种压焊法。 电阻焊有三种根本类型：点焊、缝焊、对电阻焊有三种根本类型：点焊、缝焊、对焊。焊。 电阻焊特点电阻焊特点 消费率高：焊接时间以秒计消费率高：焊接时间以秒计0.01几十秒，几十秒，因焊接电流较大几千几万安，但焊接电压很因焊接电流较大几千几万安，但焊接电压很低几十几伏。低几十几伏。 不需求填充金属，焊接变形小，焊缝外表平整，不需求填充金属，焊接变形小，焊缝外表平整，可进展流水作业。可进展流水作业。 易于机械化和自动化。易于机械化和自动化。 设备复杂，电能耗费大。设备复杂，电能耗费大。 焊件尺寸及接头方式遭到限制，焊前清理要求焊件尺

30、寸及接头方式遭到限制，焊前清理要求高。高。电阻热计算电阻热计算 一段焊接时间的电阻热可由焦耳一段焊接时间的电阻热可由焦耳楞次定律计算。楞次定律计算。 Q=I2Rt Q电阻焊过程中产生的电阻热电阻焊过程中产生的电阻热J。 I经过焊接区的电流强度经过焊接区的电流强度A。 R两电极间总电阻两电极间总电阻。 T通电时间通电时间s。 由于两焊件的总电阻是有限的，为了使焊件在极由于两焊件的总电阻是有限的，为了使焊件在极短的时间内迅速地加热，以减少散热损失，因此短的时间内迅速地加热，以减少散热损失，因此电阻焊通常运用较大的焊机，以提供较大的电流。电阻焊通常运用较大的焊机，以提供较大的电流。一点焊一点焊 利用

31、柱状电极在两个利用柱状电极在两个焊件接触面间构成点焊件接触面间构成点焊，而将两焊件衔接焊，而将两焊件衔接起来的焊接方法。整起来的焊接方法。整个焊缝是由多个尺寸个焊缝是由多个尺寸不大的单个焊点组成不大的单个焊点组成的。的。每个焊点的焊接过程每个焊点的焊接过程 电极压紧焊件通电加热断电维持原压或增压去压 通电过程中，被压紧的两焊 件之间的贴合面处金属部分 熔化构成“熔核，其周围 的金属那么达塑性形状。 断电后金属在电极压力作用 下，熔核冷却、结晶、去压 后可以得到组织致密的焊点。每个焊点的焊接过程每个焊点的焊接过程 焊完一点后挪动焊件，再焊第二点。两焊点之间应坚持一定间隔，以免焊接第二点，产生分流

32、景象使焊接处电流减小， 影响焊点质量。 不同资料及不同厚度 的工件焊点间最小间 距不同。 点焊接头型式主要为搭接点焊接头型式主要为搭接 点焊主要用于薄板之间，如汽车点焊主要用于薄板之间，如汽车 外壳、客货车箱、圆棒之间如钢外壳、客货车箱、圆棒之间如钢 筋网，圆棒与薄板如螺母和薄板筋网，圆棒与薄板如螺母和薄板 的焊接。每件低碳钢金属厚度由的焊接。每件低碳钢金属厚度由 0.2 0.2至至16 16 。 目前广泛用于汽车、火车、飞机目前广泛用于汽车、火车、飞机 外壳或车厢。钢筋构、电子件管外壳或车厢。钢筋构、电子件管 及仪表等的制造中。可焊接低碳钢、不锈钢、及仪表等的制造中。可焊接低碳钢、不锈钢、钢

33、合金、铝、镁合金等。钢合金、铝、镁合金等。 二缝焊二缝焊 缝焊和点焊过程类似，只是用旋缝焊和点焊过程类似，只是用旋 转的圆盘状滚动电极转的圆盘状滚动电极 替代柱状电替代柱状电 极。盘状电极压紧焊件并滚动，极。盘状电极压紧焊件并滚动， 同时也带动焊件向前挪动配合断同时也带动焊件向前挪动配合断 续通电，构成延续重叠的焊缝。续通电，构成延续重叠的焊缝。 焊点相互重叠焊点相互重叠50以上，密封性以上，密封性 好主要用于要求密封性好的薄壁构造。缝焊只好主要用于要求密封性好的薄壁构造。缝焊只适适 用于用于3mm以下的薄壁构造。以下的薄壁构造。三对焊三对焊 利用电阻热时两个工件在压力下沿整个断面上焊接利用电

34、阻热时两个工件在压力下沿整个断面上焊接起来的一种方法。起来的一种方法。 对焊主要用于刀具、钢筋、管子、钢轨等圆形、方对焊主要用于刀具、钢筋、管子、钢轨等圆形、方形、矩形截面间的焊接。形、矩形截面间的焊接。 根据工艺过程不同，可根据工艺过程不同，可 分为：分为： 电阻对焊、电阻对焊、 闪光对焊。闪光对焊。1.电阻对焊电阻对焊 电阻对焊过程： 压紧对接的焊件通电加热顶锻并断电 去压 通电只把接触面及其临近地域加热至塑性形状，随后用比压紧焊件更大的压 力挤压焊件，叫做顶锻。 顶锻的同时停顿加热，焊 件在顶锻力的作用下逐渐 冷却，可促进金属原子间 的溶解与分散作用，并获 得致密的金属组织。 接头处因顶

35、锻引起的变形而加粗，构成飞边使焊件长度缩短，当缩短至预定长度时取出压力，焊接完成。2.闪光对焊闪光对焊 闪光对焊的过程是闪光对焊的过程是 焊件接通电源两件尚未接触焊件接通电源两件尚未接触 两件接近闪光两件接近闪光 顶锻并断电顶锻并断电去压去压 当两焊件接近时，因端面不是绝当两焊件接近时，因端面不是绝对平整的，只需少量点首先接触。对平整的，只需少量点首先接触。由于电源已通，接触点处就有密由于电源已通，接触点处就有密度很大的电流经过，产生电阻热度很大的电流经过，产生电阻热使金属迅速加热熔化。使金属迅速加热熔化。 熔化的金属由于电磁收缩效应而熔化的金属由于电磁收缩效应而爆裂成微粒，并向外飞溅构成火爆

36、裂成微粒，并向外飞溅构成火花，这就是闪光。闪光使端面变花，这就是闪光。闪光使端面变得较平。焊件不断接近，接触点得较平。焊件不断接近，接触点逐渐增多，延续产生闪光，不断逐渐增多，延续产生闪光，不断继续到整个端面熔化一薄层为止。继续到整个端面熔化一薄层为止。这时端面两侧一定范围内的金属这时端面两侧一定范围内的金属已到达塑性形状，以后的过程和已到达塑性形状，以后的过程和电阻对焊一样。获得的焊件也是电阻对焊一样。获得的焊件也是中间粗大，并带有毛刺。闪光过中间粗大，并带有毛刺。闪光过程就是加热过程。程就是加热过程。 这种焊接方法接头质量较高，常用于受力要求较这种焊接方法接头质量较高，常用于受力要求较高的

37、重要对焊件。焊件可以是同种金属，也可以高的重要对焊件。焊件可以是同种金属，也可以是异种金属。例：铝与铜、钢与铜等。截面可以是异种金属。例：铝与铜、钢与铜等。截面可以小到小到0.01的金属丝，的金属丝， 也可大到也可大到10万的金属万的金属 棒或金属板。棒或金属板。 对焊件的接触端面形对焊件的接触端面形 状和尺寸应根本一致。状和尺寸应根本一致。 这种焊接方法接头质量较高，常用于受力要求较这种焊接方法接头质量较高，常用于受力要求较高的重要对焊件。焊件可以是同种金属，也可以高的重要对焊件。焊件可以是同种金属，也可以是异种金属。例：铝与铜、钢与铜等。截面可以是异种金属。例：铝与铜、钢与铜等。截面可以小

38、到小到0.01的金属丝，的金属丝， 也可大到也可大到10万的金属万的金属 棒或金属板。棒或金属板。 电阻对焊件的接触端电阻对焊件的接触端 面外形和尺寸应根本面外形和尺寸应根本 一致。一致。二、摩擦焊二、摩擦焊 摩擦焊是利用工件之间相互摩擦产生的热量，摩擦焊是利用工件之间相互摩擦产生的热量，同时加压而进展焊接的方法。同时加压而进展焊接的方法。 焊接过程：对工件施以压力并转开工件，产生焊接过程：对工件施以压力并转开工件，产生热量，骤然停顿转动热量，骤然停顿转动 工件并加大压力，使工件并加大压力，使 两焊件产生塑性变形两焊件产生塑性变形 而焊接起来。而焊接起来。 摩擦焊接头质量好而且稳定，可焊同种金

39、属，也摩擦焊接头质量好而且稳定，可焊同种金属，也可焊异种金属，消费率高，电能耗费少，一次性可焊异种金属，消费率高，电能耗费少，一次性投资大。投资大。 摩擦焊广泛用于圆形工摩擦焊广泛用于圆形工 件、棒料及管件类焊接。件、棒料及管件类焊接。 实心焊件的直径为实心焊件的直径为2mm 100mm，管类焊件外，管类焊件外 径最大可达径最大可达150mm。第三节第三节 钎焊钎焊 钎焊是利用熔点比焊件的钎料作为填充金属，加钎焊是利用熔点比焊件的钎料作为填充金属，加热时钎料熔化而将焊件衔接起来的焊接方法。热时钎料熔化而将焊件衔接起来的焊接方法。 一硬钎焊一硬钎焊 钎料熔点在钎料熔点在450450以上，接头强度

40、在以上，接头强度在200Mpa200Mpa以以上。钎料有铜基、银基和镍基等。主要用于受力上。钎料有铜基、银基和镍基等。主要用于受力较大的钢铁和铜合金的焊件，如自行车架、带锯较大的钢铁和铜合金的焊件，如自行车架、带锯锯条等以及工具、刀具的焊接。锯条等以及工具、刀具的焊接。二软钎焊二软钎焊 钎料熔点在钎料熔点在450以下，接头强度较低，普通不超以下，接头强度较低，普通不超越越70MPa。只用于焊接受力不大、任务温度较低的。只用于焊接受力不大、任务温度较低的工件。工件。 常用的钎料是锡铅合金，所以通常称锡焊。常用的常用的钎料是锡铅合金，所以通常称锡焊。常用的焊剂为松香或氯化锌溶液，加热方法有烙铁加热

41、、焊剂为松香或氯化锌溶液，加热方法有烙铁加热、火焰加热电火焰加热电 阻加热、感应加热、炉内加热等。主阻加热、感应加热、炉内加热等。主要用于制造精细仪表、电器部件异种金属构件复杂要用于制造精细仪表、电器部件异种金属构件复杂薄板构件等。薄板构件等。 钎焊普通不适于钢构造件、重载动载零件的焊接。钎焊普通不适于钢构造件、重载动载零件的焊接。 第四节第四节 金属资料的焊接性金属资料的焊接性 一、焊接性的概念一、焊接性的概念 金属资料的焊接性：指被焊金属在一定金属资料的焊接性：指被焊金属在一定的焊接方工艺条件下，获得优质的焊接的焊接方工艺条件下，获得优质的焊接接头的难易程度。接头的难易程度。 同一种金属资

42、料，采用不同的焊接方法，同一种金属资料，采用不同的焊接方法，焊接资料及焊接工艺，焊接性不同。焊接资料及焊接工艺，焊接性不同。一钢材焊接性的估算方法一钢材焊接性的估算方法 碳当量法：影响钢材焊接性的主要要素是化学成碳当量法：影响钢材焊接性的主要要素是化学成分，碳的影响最为明显，其它元素影响可折合成分，碳的影响最为明显，其它元素影响可折合成碳的影响。碳的影响。 计算公式见计算公式见P141P141 C C当当 C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 ( C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 () ) 式中各元素符号为钢中相应元素的质量百分数。式中各元素符号

43、为钢中相应元素的质量百分数。 可焊性的判别可焊性的判别 C当当0.4时：焊接性好。普通焊接工艺条件下，焊时：焊接性好。普通焊接工艺条件下，焊件不会产生裂件不会产生裂 纹。但厚大工件或在低温下焊接时，应纹。但厚大工件或在低温下焊接时，应思索预热。思索预热。 C当当0.40.6时：焊接性较差。钢材塑性下降，时：焊接性较差。钢材塑性下降，有淬硬倾向，焊前工件需求适当预热，焊后缓冷；采有淬硬倾向，焊前工件需求适当预热，焊后缓冷；采取一定的工艺措施才干防止裂纹。取一定的工艺措施才干防止裂纹。 C当当0.6时：焊接性差。钢材塑性较低，淬硬倾向时：焊接性差。钢材塑性较低，淬硬倾向明显，焊前必需预热到较高的温

44、度，焊接时要采取减明显，焊前必需预热到较高的温度，焊接时要采取减少焊接应力和防止开少焊接应力和防止开 裂的工艺措施，焊后要进展适当裂的工艺措施，焊后要进展适当的热处置。的热处置。 注注 意意 当量法估算是粗略的，由于钢材的焊接性当量法估算是粗略的，由于钢材的焊接性还受构造刚度、焊后应力条件、环境温度还受构造刚度、焊后应力条件、环境温度等因数影响。等因数影响。 任务中根据实践情况进展抗裂实验及焊接任务中根据实践情况进展抗裂实验及焊接接头运用焊接性的实验。接头运用焊接性的实验。二小型抗裂实验法二小型抗裂实验法 焊完后在室温下放置焊完后在室温下放置24小时，先检查焊缝及热影小时，先检查焊缝及热影响区

45、有无外表裂纹，再从垂直响区有无外表裂纹，再从垂直 焊缝方向切取厚度为焊缝方向切取厚度为15mm的的 金相磨片两块，进展低倍放大金相磨片两块，进展低倍放大 检查能否存在内裂纹。可初步检查能否存在内裂纹。可初步 评定资料的焊接性。而后调整评定资料的焊接性。而后调整 工艺工艺(如预热、缓冷等如预热、缓冷等)再焊接再焊接 试板，直至不产生裂纹。试板，直至不产生裂纹。二、碳钢的焊接二、碳钢的焊接 一低碳钢的焊接一低碳钢的焊接 含碳量含碳量0.25，焊接性能优良。不需求采取特殊，焊接性能优良。不需求采取特殊的工艺措施，通常在焊后不需求进展热处置。的工艺措施，通常在焊后不需求进展热处置。 厚度厚度50mm的

46、低碳钢构造，常用大电流多层焊，的低碳钢构造，常用大电流多层焊，焊后进展去应力退火。焊后进展去应力退火。 低温下焊接刚度较大的构造时，焊前预热。低温下焊接刚度较大的构造时，焊前预热。 电渣焊后正火处置细化晶粒。电渣焊后正火处置细化晶粒。 低碳钢焊接资料的选择低碳钢焊接资料的选择 采用熔焊法焊接钢构造时，焊接资料及工艺的选采用熔焊法焊接钢构造时，焊接资料及工艺的选择主要应保证焊接接头与工件资料等强度。择主要应保证焊接接头与工件资料等强度。 焊条电弧焊焊接一焊条电弧焊焊接一 般低碳钢构造，可选用：般低碳钢构造，可选用： E4313(J421)、E4303(J422)、 E4320(J424)焊条；焊

47、条； 焊接动载荷构造、复杂构造、或厚板构造时，应焊接动载荷构造、复杂构造、或厚板构造时，应选用：选用： E4316(J426)、 E4315(J427)、 E5015(J507)焊条；焊条； 埋弧焊时，普通采用埋弧焊时，普通采用H08A或或H08MnA焊丝配焊剂焊丝配焊剂431进展焊接。进展焊接。 二中、高碳构造钢的焊接二中、高碳构造钢的焊接 中碳钢含碳量在中碳钢含碳量在0.250.6之间。之间。 随着含碳量的添加，淬硬倾向越加明显，焊接性随着含碳量的添加，淬硬倾向越加明显，焊接性逐渐变差，消费中主要焊接各种中碳钢的铸件和逐渐变差，消费中主要焊接各种中碳钢的铸件和锻件。锻件。 中碳钢的焊接特点

48、：中碳钢的焊接特点：1.热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹中碳钢属淬火钢，热影响区金属被加热超越淬火温度中碳钢属淬火钢，热影响区金属被加热超越淬火温度区段时，受工件低温部分的迅速冷却作用，易出现区段时，受工件低温部分的迅速冷却作用，易出现马氏体等淬硬组织。马氏体等淬硬组织。 2.焊缝金属产生热裂倾向大焊缝金属产生热裂倾向大工件资料含工件资料含C、S、P量远远高于焊芯，工件资料熔化量远远高于焊芯，工件资料熔化进入熔池使焊缝金属含碳量添加，塑性下降。进入熔池使焊缝金属含碳量添加，塑性下降。S、P等杂质存在焊缝及熔合区在相变前易产生裂纹，等杂质存在焊缝及熔合区在相变前易产生

49、裂纹，因此，焊前必需预热，同时减慢热影响区的冷却速因此，焊前必需预热，同时减慢热影响区的冷却速度以免产生淬硬组织。度以免产生淬硬组织。 中、高碳钢焊接资料的选择中、高碳钢焊接资料的选择 中碳钢多用手工电弧焊。厚件采用电渣焊，焊后中碳钢多用手工电弧焊。厚件采用电渣焊，焊后进展热处置。进展热处置。 应采用抗裂性能较好的低氢焊条。应采用抗裂性能较好的低氢焊条。 要求焊缝和工件资料等强度时，要求焊缝和工件资料等强度时， 可选用：可选用： E5016(J506)、E5015(J507)、E6016-D1(J606)、E6015(J607) 焊条，焊条， 不要求等强度时，可选用：不要求等强度时，可选用：E

50、4315(J427)型强度型强度低些的焊条以提高焊缝的塑性。低些的焊条以提高焊缝的塑性。 应选用细焊条、小电流，开坡口应选用细焊条、小电流，开坡口 进展多层焊，进展多层焊，以防止工件资料过多地进入焊缝，同时也可减以防止工件资料过多地进入焊缝，同时也可减小焊接热影响区的宽度。小焊接热影响区的宽度。 高碳钢焊接特点与中碳钢类似，由于含碳量更高碳钢焊接特点与中碳钢类似，由于含碳量更高，焊接性变得更差，预热的温度更高，工艺高，焊接性变得更差，预热的温度更高，工艺措施更严厉实践上，高碳钢的焊接只限于用焊措施更严厉实践上，高碳钢的焊接只限于用焊条电弧焊进展修补任务。条电弧焊进展修补任务。三、合金构造钢的焊

51、接三、合金构造钢的焊接 合金构造钢分为机械制造用合金构造钢强度级合金构造钢分为机械制造用合金构造钢强度级别较高和低合金构造钢强度级别较低两大别较高和低合金构造钢强度级别较低两大类。类。 机械制造用合金构造钢用于焊接构造较少。如需机械制造用合金构造钢用于焊接构造较少。如需焊接，焊接工艺措施与中碳钢根本一样。焊接，焊接工艺措施与中碳钢根本一样。 低合金钢的焊接特点低合金钢的焊接特点 1.热影响区的淬硬倾向热影响区的淬硬倾向 钢中合金元素越多，钢材强度级别越高那么焊后钢中合金元素越多，钢材强度级别越高那么焊后热影响区的淬硬倾向越大。强度级别较大的低合热影响区的淬硬倾向越大。强度级别较大的低合金构造钢

52、淬硬倾向添加，热影响区易产生马氏体金构造钢淬硬倾向添加，热影响区易产生马氏体组织，硬度明显增高，塑性韧性那么下降。组织，硬度明显增高，塑性韧性那么下降。 2.焊接接头的裂纹倾向焊接接头的裂纹倾向 随着钢材强度级别提高产生冷裂纹的倾向加剧。随着钢材强度级别提高产生冷裂纹的倾向加剧。 影响冷裂纹的要素主要由三方面：焊缝的含氢量；影响冷裂纹的要素主要由三方面：焊缝的含氢量；热影响区的含氢量；焊接接头的应力大小。热影响区的含氢量；焊接接头的应力大小。 我国低合金钢产生热裂纹的倾向不大。我国低合金钢产生热裂纹的倾向不大。 低合金钢的焊接工艺低合金钢的焊接工艺 1. 强度级别较低的钢材强度级别较低的钢材

53、在常温下与低碳钢一样。在低温或大刚度、大在常温下与低碳钢一样。在低温或大刚度、大厚度构造进展小焊脚、短焊缝焊接时应防止淬厚度构造进展小焊脚、短焊缝焊接时应防止淬硬组织，要适当增大电流减慢焊接速度、选用硬组织，要适当增大电流减慢焊接速度、选用抗裂性强的低氢焊条，必要时需预热。抗裂性强的低氢焊条，必要时需预热。 对锅炉、受压容器等重要构件，当厚度大于对锅炉、受压容器等重要构件，当厚度大于20mm时，焊后必需退火，以消除应力。时，焊后必需退火，以消除应力。 2 .强度级别较高的低合金钢构件强度级别较高的低合金钢构件 焊前普通均需预热，焊接时，应调整焊接焊前普通均需预热，焊接时，应调整焊接参数以控制热

54、影响区的冷却速度不宜过参数以控制热影响区的冷却速度不宜过 快。快。焊后应进展热处置，以消除内应力。不能焊后应进展热处置，以消除内应力。不能立刻热处置立刻热处置 时，可先进展消氢处置，防止时，可先进展消氢处置，防止因氢引起的冷裂。因氢引起的冷裂。四、四、 铸铁的补焊铸铁的补焊 铸铁的焊接主要是补焊，分为：铸铁的焊接主要是补焊，分为： 热补焊热补焊 预热到预热到600700后施焊，后施焊， 冷补焊冷补焊 预热在预热在400以下，施焊。以下，施焊。五、特殊性能钢的焊接五、特殊性能钢的焊接 一珠光体耐热钢一珠光体耐热钢 常用焊接方法：手工电弧焊、埋弧焊和电渣焊常用焊接方法：手工电弧焊、埋弧焊和电渣焊

55、焊接要点：焊接要点： 成分与低碳钢相近，焊接性也接近成分与低碳钢相近，焊接性也接近 主要问题是冷裂纹、再热裂纹、粗晶区脆化以及主要问题是冷裂纹、再热裂纹、粗晶区脆化以及热影响区的软化热影响区的软化二不锈钢的焊接二不锈钢的焊接 1.1.奥氏体不锈钢的焊接奥氏体不锈钢的焊接 主要问题是热裂纹、脆化、晶间腐蚀和应力腐蚀主要问题是热裂纹、脆化、晶间腐蚀和应力腐蚀开裂开裂 (1)(1)热裂纹热裂纹 含镍量越高，产生热裂倾向越大，越不容易控制含镍量越高，产生热裂倾向越大，越不容易控制 防止措施：严厉限制防止措施：严厉限制S S、P P含量；调整焊缝金属组含量；调整焊缝金属组织，金属合金成分；采用小线能量及小截面焊道。织，金属合金成分；采用小线能量及小截面焊道。六、有色金属的焊接六、有色金属的焊接一铝及铝合金的焊接一铝及铝合金的焊接主要问题是气孔、裂纹及接头性能变化主要问题是气孔、裂纹及接头性能变化(1)(1)铝合金的焊接热裂纹铝合金的焊接热裂纹 防止措施：关键在于选择适宜焊丝，控制焊缝防止措施：关键在于选择适宜焊丝，控制焊缝成分和配以合理规