焊接基础知识

1、.本熔化焊接使被连接的母材表面局部加热熔化成液体，然后冷却结晶成一体的 方法为熔化焊接。熔化焊接的基本方法主要有两种：气焊（以氧乙快或其他可燃气体 燃烧火焰热源）和电弧焊（以气体导电产生的热为热源）。焊机可连续使用的最大电流=本机型额定电流*本机额定负载持续率开平方电弧是一种通过气体放电的现象，在两个电极之间的空气间隙中产生持久而强 烈的放电现象，称为焊接电弧。电弧是目前我们人类所能直接应用的温度最高的热 源，一般自由电弧的弧柱中心温度可达八千度左右，而压缩电弧（等离子电弧）的 弧柱中心温度更是高达一万八千度以上。电弧的引燃可以用如下两种方法：第一种方法是将两电极互相靠近到只有 12mm的间距

2、，这时如果在两电极 间加有很高的电压（约1000V以上），那么在强电场作用下，阴极上的电子即可 以克服阴极内部正电荷对它的静电引力而逸出阴极表面，产生电场导致电子发射， 造成空气中放电而形成电弧，但是这种方法因为电压极高，危险性很大。第二种方法是先将两电极互相接触，然后迅速拉开至3-4mm的距离来引燃电弧，实际上焊接电弧就是利用为种方法来引燃的。例如：首先将通上焊接电源的 焊条未端与焊件表面相接触，然后很快地将焊条拉开至与焊件表面距离3-4mm的间隙，则电弧就在焊条与焊件的间隙中燃烧了。焊接电弧引燃的顺利与否，还与如下几个因素有关：焊接电流强度、电弧中的电离物质、电源的空载电压及其特性 等。如

3、果焊接电流大，电弧中又存在容易电离的元素，电源的空载电压高时，则电 弧的引燃就容易。直流电焊机系列ZX的意思：Z代表整流，X代表下降特性。表示本机器直流 电焊机就是在交流电（220V/380V AC）输入后，先经过变压器把电源的高压变成低 压；再经过焊机内整流部分，将交流电整流成为适合焊接的直流电流（ DC）输 出。一般的硅整流焊机都是直流电焊机，型号一般有 ZXE1 （交直流两用焊机，使 用动铁心无级调节电流）、ZXG （磁放大式无级调节电流）、ZX5 （可控硅无级调 节电流，可远控调节。）、ZX6 （档位调节电流）、ZX7 （逆变式直流电焊机，电 流无级调节，可远控调节）以及 AX系列旋转

4、直流发电电焊机（国家建议淘汰产 品，耗电、噪音都比较大。）等系列，其中除 ZXE1型号使用两相380V交流电以 外，其他都是使用三相380V电源。因直流电焊机的电流流向固定，无交流机的电 流方向频频翻转现象，正常焊接时电流不过零点，所以直流焊机可以使用几乎所有牌号的电焊条，而不会产生交流机焊接碱性低氢型焊条时产生的断弧、喘息、粘条等现象，并且能使用非常小的电流稳定的焊接。交流电焊机就是常见的BX1 （动铁心无级调节电流）、BX3 （动线圈式无级调节电流）、BX6 （抽头档位式调节电 流）以及常见的手提电焊机系列，B代表变压器，X代表下降特性。通常使用两相 380V电源或220V电源。交流电焊机

5、能够使用普通酸性焊条和部分碱性焊条及部 分有色金属和合金焊条，但其焊接电流的稳定性较差，所以在有些焊接场合，比如 使用碱性低氢型焊条和一些合金焊条时，无法正常应用。但是由于交流电焊机的结构简单，价格低廉，所以目前应用还比较广泛。4.交流系列电焊机中的BX1、BX3、BX6等型号相互之间的比较的优点和缺点 是什么？在选择焊接设备时应当注意什么问题？直流焊机系列 ZXE1、ZXG、 ZX5、ZX6、ZX7、AX等型号电焊机，相互之间比较的优点和缺点是什么？答：BX1型电焊机，为动铁心式调节电流方式。可以实现电流的无级调节。BX3型电焊机，为动线圈式调节电流方式。BX6式为线圈中间抽头式调节电流，一

6、般有六-七个档位调节。从电焊机的性能来排序：则 BX3最好，BX1次之，BX6 最差。因为动线圈式调节方式的线路最为复杂，在小电流时可以提高部分空载电 压，同时铁心较大，散热效果很好。所以动线圈式焊机无论大小电流的性能都明显 优于其他两种交流机。而BX6型焊机的结构比较简单，生产的用材要明显少于其 他两种，价格相对低廉。但是由于只有数个档位调节电流，电流调节非常不方便。 尤其电流需要精确调节时，BX6型机器无法满足需要。而BX1型焊机无论性能和 售价都介于以上两者之间；所以在帮用户选择机型时要注意，如果从性能考虑，则排序的顺序应为：BX3-BX1-BX6。而如果从价格低廉来考虑，则排序的顺序

7、为：BX6-BX1-BX3 。一般工业企业在选型时，由于工作量大，焊接要求高，所 以尽量采用BX3、BX1型焊机，而在焊接要求不高，不连续工作的场合，可以采 用BX6型电焊机，目前由于其价格低廉，且设备比较轻便的原因，广泛应用于小 规模制造和维修等民用场合。ZX7型电焊机，为目前最先进的逆变电路构成，机内大部分电路由电子元件组 成，因为高频逆变的交变电流极易通过变压器，所以变压器可做的极小，因此重量 非常轻便，且因为变压器部分的电损较小，所以非常节省电能，一般耗电只需要普 通变压器型焊机（ZXE1、ZX6、ZXG、ZX5等都为变压器机型）的50%以下，重量更是变压器机型的几分之一。同时由于其采

8、用先进的逆变式电子电路，所以性能 更为先进，可调节引弧电流、推力电流、远控、电流智能控制，重量轻，耗电省， 功率因数特别高，目前已经广泛应用于野外作业的行业，同时由于其高效率、低工 耗，性能优异，节省制造用材的特点，成为整个焊接行业的一个发展方向。气保焊机1）生产效率高：因其电弧的穿透力强、熔深大、且焊丝的熔化率高，所以熔敷速度快，生产效率比传统的手工电焊高的多，可以达到 1-3倍，即 在某些场合可相当于原来手工电焊的两个人到四个人的工作量。 CO2焊机最快的 一天可以使用两盘焊丝，大约 40kg。而交流焊机一天最快使用两包左右焊条，约10kg ,且在刨除焊条头，药皮以后，真正使用到焊缝的金属

9、，大约5kg）2）焊接成本低：二氧化碳气体来源广泛，价格低，二氧化碳焊丝的熔敷率远远高 于手工焊，（因不产生焊渣和烟尘，也无须丢弃焊条头，所以基本一吨焊丝可相当 于两吨焊条使用）其焊接成本可比传统手工焊或埋弧焊降低百分之四十到五十。3）能耗低：二氧化碳焊和焊条电弧焊相比，3毫米厚的低碳钢板对接焊缝，二氧化碳焊接每米消耗的电能仅相当于普通手工焊的百分之七十左右。25毫米厚的低碳钢板对接焊缝，二氧化碳焊接每米消耗的电能，仅仅相当于普通手工焊接的百 分之四十。所以二氧化碳焊接是一种非常好的节能焊接方式。4）适应范围广：二氧化碳焊接可适应于空间任意位置焊接；由于二氧化碳在 电弧作用下分解为氧和一氧化碳

10、，在分解时会吸收大量热量，对熔池金属具备冷却 作用。所以二氧化碳焊比手工焊更适合立焊和仰焊位置，熔化的金属不易流淌。同时由于高温时，氧气可以把焊缝金属成分中的部分碳元素和其他有害元素烧 损一部分，因此二氧化碳焊接可以焊接铸铁，在把铸铁中的部分碳及有害元素烧损 之后，焊缝金属性能更接近纯净的钢材，所以焊接后的焊缝的机械强度和韧性有所 提高，脆性下降。并且在焊接时由于二氧化碳分解时吸收热量，可降低焊接热影响 区，减少铸铁的变形裂纹。另外因为二氧化碳的吸热反应，和直流电源小电流稳定性的原因，二氧化碳焊接适应性也非常广泛，可焊接极厚板材和极薄板材，在焊接 0.8-1.0板材时，焊接 的变形极小，且不容

11、易击穿。5）抗锈抗油能力强：对于由锈或油产生的气孔有较强的抵御能力，由于二氧 化碳的氧化作用，可显著降低焊缝含氢量，提高焊缝抗拉强度，减少延迟裂纹和脆 性断裂。二氧化碳焊接是所有焊接方法中焊缝含氢量最低的，因此可代替部分的碱 性低氢型焊条。6）操作简便：焊接时不产生熔渣，焊接后不需清渣。焊接过程中焊接烟尘很 少，相对于手工电焊对焊工身体健康影响较小。二氧化碳属于明弧焊接，焊接过程 中焊工可以直接观察熔池中的铁水流向，不易产生诸如虚焊、假焊等焊接缺陷，便 于操作和学习使用。7）不足之处：在电压电流调节不匹配时焊接飞溅较大，电压电流的调节不易 掌握，但是一般可由下列公式计算近似得出： V （电压）

12、=15+0.051 （电流），小 电流时直接可由此公式得出，但大电流时，最好将所计算出的电压再稍微提高一 点，效果更好。一般首先根据工件和焊丝确定所需电流，再由电流计算所需电压即可。下面是焊丝直径与电流的关系，在此范围内可根据焊丝、工件确定电流： 0.8mm50-120A1.0mm70-180A1.2mm80-350A1.6mm300-500A目前，二氧化碳焊接主要应用于焊接低碳钢和低合金钢，基本使用中、低碳钢 和低合金系列焊条的都可以用二氧化碳焊接来代替，并可以取得比焊条手工焊好的 多的效果。另外要注意的一个问题是：在使用直流电源进行焊接时，由于直流电流本身的 特点，容易造成焊接过程电弧磁偏

13、吹。这一般不属于焊接设备的故障，是由于焊接 时流过焊缝两侧的电流不平均，引起两侧磁场推力不相等而产生电弧偏吹；这可以 通过调节焊接工艺的一些参数和改变操作手法改善，因为磁偏吹的强度和焊接电流 的平方成正比，所以少许减少焊接电流时，磁偏吹现象就可能在很大程度上减轻； 而改变地线接线位置，使焊接时流过焊缝两侧的电流平均，也可很大程度上减少焊 接过程中的偏弧问题。根据焊接时的工艺特点和母材金属所处的状态，可以把 焊接方法分成熔焊、压焊和钎焊三类，金属焊接的分类如下:金属焊援广I焊埋见焊焰焊告离子邮焊气体保护焊W子束焊L激光焊情性气库保护起端活性气的西翻隋I-塔铁钎焊 一生唇针焊 -电阻钎焊 -感应朴

14、辉 一蔡浴轩停 州阜一金属浴焊(懒焊-炉中轩癖摩擦焊点焊-真空轩焊气脚 JI缝焊-超声波轩焊电阻焊-一冷压焊 5对焊L电弧钎焊超声波焊凸焊爆炸炸扩散焊1高螂？表1 3 1 焊接方法分类焊熔焊电弧焊熔化极焊条电弧焊埋弧焊接氮弧焊(MIG)CO2气体保护焊药芯焊丝电弧焊非熔化极鸨极氮弧焊(TIG)原子氢焊等离子弧焊气焊氧-氢焊接氧-乙快焊空气-乙快焊电子束焊电渣焊激光焊铝热焊压焊锻焊摩擦焊扩散焊冷压焊电阻焊超声波焊高频焊爆炸焊钎焊火焰钎焊烙铁钎焊感应钎焊电阻钎焊盐浴钎焊炉中钎焊(注：常见的栓钉焊属于熔焊加压 焊。)表1-4-1常用焊接方法基本特点与应用焊接方法原理特点使用范围熔焊电 弧 焊焊 条

15、电 弧 焊利用焊条与焊件 间的电弧热熔化焊 条和焊件进行手工 焊接机动、灵活、适应性 强，可全位置焊接，设备 简单耐用，维护费低，劳 动强度大,焊接质量受工 人技术水平影响,不稳定在单件、小批生产 和修理中最适用，可 焊3mmz上的碳钢、 低合金钢、不锈钢和 铜、铝等有色金属, 以及铸铁的焊补埋 弧 焊利用焊丝与焊件 间的电弧热熔化焊 丝和焊件进行机械 化焊接，电弧被焊剂 覆盖而与外界隔离焊丝的送进与移动依 据机械进行，生产率图, 焊接质量好且稳定，不能 仰焊和立焊，方动条件好适用于大批量生产 中长直或环行焊缝焊 接，可焊碳钢、合金 钢,某种铜合金等中 厚板结构，只能平 焊、横焊和水平角焊表1

16、-4-1续焊接方法原理特点使用范围熔焊电 弧 焊气 体 保 护CO2 气 体 保 护 焊用二氧化碳保护， 用焊丝做电极的弧焊热量较集中，热影 响区小，艾形小,成本 低，生产率局,易于操 作.飞溅较大，焊缝成 形不够美观，余高大， 设备较复杂，须避风适用于1.6mm以上 由低碳钢、低合金钢 制造的各种金属结构等 离 子 弧 焊利用气体（多为Ar） 和特殊装置压缩电弧 获得高能量密度的等 离子弧进行焊接,电 极有鸨极和熔化极两 种具有Ar弧焊的一些 特点，但等离子弧温度 很高,穿透能力强，可 止面一次焊透双面成 形.电弧挺度好可压缩 成束状焊微型件一次焊透厚度在0.025 6.4mm,低碳 钢8m

17、nmZ内,也适用 于焊接微小精密构件气 体 保 护CO2 气 体 保 护 焊用二氧化碳保护， 用焊丝做电极的弧焊热量较集中，热影 响区小，艾形小,成本 低，生产率局,易于操 作.飞溅较大，焊缝成 形不够美观，余高大， 设备较复杂，须避风适用于1.6mm以上 由低碳钢、低合金钢 制造的各种金属结构等 离 子 弧 焊利用气体（多为Ar） 和特殊装置压缩电弧 获得高能量密度的等 离子弧进行焊接,电 极有鸨极和熔化极两 种具有Ar弧焊的一些 特点，但等离子弧温度 很高,穿透能力强，可 止面一次焊透双面成 形.电弧挺度好可压缩 成束状焊微型件一次焊透厚度在0.025 6.4mm,低碳 钢8mnmZ内,也

18、适用 于焊接微小精密构件电渣焊利用电流通过熔渣 产生的电阻热熔化金 属进行焊接,可熔化 的金属电极有丝状和 板状两种直缝须立焊，任何厚 度/、开坡口一次焊成， 生产率局，但热影响区 宽、晶粒粗大，易生成 过热组织，焊后须正火 处理改善接头组织和 性能适用于厚度25mm 以上的重大型机件的 焊接，直焊碳素钢、 合金钢熔 化 加 压 焊栓钉焊（也 叫螺柱焊）引弧与焊条电弧焊 相似，先将栓钉的尖 端与钢结构接触，通 过强大焊接电流，短 路，瞬间达到高温，焊 枪中磁力提升栓钉、 引弧、产生熔池；之 后，立即释放磁力，利 用弹簧使栓钉压入熔 池，断电后冷却形成 接头.栓钉提升高度 在焊枪中提前调定加热过

19、程是稳定的 电弧燃烧过程，为了防 止空气侵入溶池，恶化 接头质量，要采用陶瓷 环保护.焊接质量可 靠，效率高，无烟雾弧 光,劳动条件好在钢-混凝土结构, 为了提高钢构件与混 凝土间的结合力，多 采用此焊接方法.也 可焊接固定小器具的 受柄、支脚用螺柱 等.可焊材料有碳 钢、高碳钢、低合金 高强度钢、不锈钢和 铝合金1 松再±-焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不 加压力的焊接方法，称为熔焊,熔焊是目前应用最广泛的焊接方法c最常用的 有手工电弧焊，理弧焊，气体保护焊及手工铝 极筑弧焊弧焊等。钎焊采用熔点比母材低的金属材料作钎料，将焊件和 钎料加热到高于钎料熔点，但低于母材熔点的温

20、度，利用毛细作用使液态钎料润湿母材，填充接头 间隙并与母材相互扩散，连接焊件的方法，称为钎 厚。钎焊分为如下两种：U）软钎焊 用熔点低于450笃的钎料（铅、锡 合金为主）进行焊接，接头强度较低。（2）硬钎焊用熔点高于4500C的钎焊（铜、银、银 合金为主）进行焊接，接头强度较高。1、焊条电弧焊用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法， 称为手工焊条电弧焊，简称手弧焊。2、埋弧焊电弧在焊剂层下燃烧，利用电气和机械装置控 制送丝和移动电弧的焊接方法，称为埋弧焊。3、气体保护焊是用外加气体作为电弧介质，并保护电弧、 金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属的电弧焊方法。在 生产中常用的外加气体有氮气、氮气、二氧

21、化碳气、氮加 二氧化碳和氧的混合气体，氮和二氧化碳的混合气体等， 分为熔化极和非熔化极两种。1、焊接电瓠产生电弧是由焊接电源供给的具有一定电压的两电 极间或电极与焊件间，在气体介质中产生的强烈而 持久的放电现象。不同的焊接方法其引燃电弧的方 法不同，引弧方法主要如F两点：(1)接触短路引弧法 这种引弧方法包括两个过程1首先是将焊条或焊丝与焊件接触短路，利用短路产生高温;其次，是在短路以后讯速地将焊条或焊丝拉开，这时在 焊条或焊丝端部与焊件表面之间立即产生一个电压，而 产生焊接电弧。在熔化极电弧焊中，手工电弧焊、埋弧 自动焊和熔化极气体保护焊都采用接触短路引弧法C(2)高频高压引弧法 这种方法用

22、于宵极氨弧焊中，在铛 极和焊件之间留有2-5mm的间隙，然后加2000-3000V的空 载电压，利用高中压直接将空气击穿，引燃电弧c由于 高压电对人身有危险，通常将其频率提高到150 260KHZ,利用高频电强烈的集肤效应，对人身不会造成 危害C2、焊接电弧的极性及其应用(1)焊接电弧的极性 当采用直流弧焊电源时，焊接电 弧极性有正接和反接两种。正接一直流电弧焊时，焊件接电源输出端的正极，电 极接电源输出端负极的接线法，称为直流正接法。反接一直流电弧焊时，焊件接电源输出端的负极，电极接电源输出端正极的接线法，称为直流反接法。注：直流电弧的极性是以焊件为基准的，焊件接正极 为正接，焊件接负极为反

23、接C12）焊接电源极性的心用手工电弧焊中，对于酸性焊条来说，可采用交流也可采 用宜流。采用直流电源时，焊接厚板一般采用正接口因为阳 极区温度比阴极区高，可以获得较大的熔深：焊接薄板时， 采用直流反接，对防止烧穿有利；堆焊时，采用反接其目的 是增加焊条的熔化速度，减少母材的熔深，有利于降低母材 对堆焊层的稀释c对于碱性焊条（低氢钠型焊条）采用直流 反接，电弧燃烧稳定，飞溅少，而且焊接时声音较平静均匀。铝极箍弧悍，一般都采目直流正接.电弧比较稳定，铐极 寿命长；采用反接时，着极因过热而损失严重，使用寿命短。 :熔化极气体保护焊均采用直流反接，电弧稳定，焊丝熔化 速度快熔敷效率高.埋弧焊均采用直流反

24、接，熔深大QWSM/TIG 系列ZX7系歹1KR系列MZ系列LGK系列WSE系列NBC系歹逆变式手工鸨极脉冲氮弧焊机 逆变式直流手工焊机品闸管控制CO2气体保护焊机品闸管控制自动埋弧焊机空气等离子切割机交直流脉冲氮弧焊机CO2气体保护焊机按焊缝的空间位置不同可分为：1、平焊：水平面的焊接。2、立焊：垂直平面，垂直方向上的焊接。3、横焊：垂直平面，水平方向上的焊接。4、仰焊：倒悬平面，水平方向上的焊接。熔化焊的三要5/热源能量要集中，温度要高，以保证金属快速熔化，减小 热影响区。满足要求的热源有电弧、等离子弧、电渣热、 电子束和激光。/熔池的保护可用渣保护、气保护和渣-气联合保护。以防止氧化，

25、并进行脱氧、脱硫和脱磷，给熔池过渡合金元素./填充金属保证焊缝填满及给焊缝带入有益的合金元素，并达到 力学性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊丝。手工电弧焊是利用焊条与工件之间的电弧热，将焊 条和部分工件熔化而形成焊缝的焊接方法电注电弧区域热量分布：阳极区43%.弧柱区21 %,阴极区36%焊接过程的特点：焊接与炼钢相似，是一个冶炼过程。但这个过程比炼钢的时间短得多，有它自己的 一些特点。一、温度高以手工电弧焊为例，其电弧温度高达 60008000C,使焊件与电焊条之间发生强烈熔化和蒸发（熔滴的平均温度达18002400C）,外界的气体 （如：N2、02、H2等）大量的分解溶入熔池，其数量比炼

26、钢要大很多倍，那么凝固 后的金属，有可能产生气孔，使机械性能下降。二、温差大 焊接是局部加热，从冷态开始至加热熔化，熔池的温度可达1700c以上，其周围又是冷态金属，两者温度差巨大，从而使构件产生较大的内应力和变 形，严重者可能产生裂纹，以至断裂。三、熔池小，冷却快由于熔池休积小，手工电弧焊只有 8l 0mm3,自动焊大一些，也不过9-30mm3,焊缝金属从熔化到凝固只有几秒钟，平均冷却速度约在 4100C/秒，比铸锭冷却速高1000倍，在这样短的时间内，冶金反应是不平衡， 也就是说是不完善的。因而，焊缝金属的成份分布不均匀，偏析较大。四、组织差别大焊接时，温度高，液体金属蒸发，化学元素的烧损

27、，有些元素在焊缝金属和基本金属之间相互扩散，近缝区段所处的温度又不同，冷却后焊接接 头的显微组织差别极大，明显的影响焊接接头性能。二、碳素钢的焊接低炭钢焊接材料的选择焊接方法焊接材料应用情况手工电弧焊J421. J422、 J423等一般结构J426. J427. J506、J507等承受动载荷、结构 复杂或厚板重要结 构埋弧焊H08 SEHJ430. H08A SHHJ431一般结构H08MnA 配HJ431重要结构co,气体保 护摩H08Mn2SiA一般结构钢材手工电 弧焊焊 条CO气体保 护焊实心焊 丝埋弧焊焊接材 料牌 号等 级抗拉强 度Re/Mpa屈服强度冲击吸收 功型号示 例型号示例焊剂型号-焊丝 牌号6 <16mm§>50-100mmT/CAk/JQ 23 5A375460235205一一E430fER49-1 F4A0-H08AB2027E4303E4328E4315E4316C027ER50-6D-2027F4A2-H08AQ 29 5A390570295235一一E430fER49-1 ER49-6F5004-H08点、F5004-H08MnAB2034E4328E4315E4316