热加工-焊接课件

1、 焊接是利用加热或压力等手段，借助于金属原子的结合与扩焊接是利用加热或压力等手段，借助于金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固的连接起来。散作用，使分离的金属材料牢固的连接起来。 金属是依靠原子间结合力（金属键）结合在一起的。将被连金属是依靠原子间结合力（金属键）结合在一起的。将被连接的固态金属表面接近到接的固态金属表面接近到 ，就可以在接，就可以在接触面上进行一系列物理化学过程，形成金属键，达到焊接的触面上进行一系列物理化学过程，形成金属键，达到焊接的目的。目的。 焊接方法种类很多，按焊接过程的特点可分为三大类：焊接方法种类很多，按焊接过程的特点可分为三大类： 熔化焊熔化焊 压力焊压

2、力焊 钎焊钎焊 8(35) 10( 35)cmA即钎焊是利用比工件熔点低的钎料，并与工件一起加热，在工件钎焊是利用比工件熔点低的钎料，并与工件一起加热，在工件不熔化的情况下，钎料熔化，填充到工件连接处，与固态被焊不熔化的情况下，钎料熔化，填充到工件连接处，与固态被焊金属相互溶解和扩散，产生结合作用，冷却凝固后，将工件连金属相互溶解和扩散，产生结合作用，冷却凝固后，将工件连接在一起。接在一起。压力焊是对两焊接件的结合初加压，使其紧密接触并产生塑性压力焊是对两焊接件的结合初加压，使其紧密接触并产生塑性变形，促进原子扩散，而连接在一起。一般压力焊都要对工件变形，促进原子扩散，而连接在一起。一般压力焊

3、都要对工件进行加热，以提高金属的塑性，降低变形抗力，常用的压力焊进行加热，以提高金属的塑性，降低变形抗力，常用的压力焊有电阻焊（电焊、缝焊和对焊）、摩擦焊、超声波焊、扩散焊有电阻焊（电焊、缝焊和对焊）、摩擦焊、超声波焊、扩散焊熔化焊是将工件的结合处加热到熔化状态，形成共同的熔池，熔化焊是将工件的结合处加热到熔化状态，形成共同的熔池，冷却结晶后，彼此连接在一起。如电弧焊、气焊、电渣焊、冷却结晶后，彼此连接在一起。如电弧焊、气焊、电渣焊、等离子焊、电子束焊、激光焊等。等离子焊、电子束焊、激光焊等。焊接结构有许多优点焊接结构有许多优点,与铆接结构相比与铆接结构相比,焊接结构一般可节省焊接结构一般可节

4、省1520%的金属的金属,焊接结构还具有好的密封性能。焊接结构还具有好的密封性能。 与整体铸造结构或锻造结构相比，铸与整体铸造结构或锻造结构相比，铸-焊、锻焊、锻-焊联焊联合节构，可以用化大为小，化复杂为简单的方法来制造合节构，可以用化大为小，化复杂为简单的方法来制造产品，以提高工厂生产能力且可保证结构质量。产品，以提高工厂生产能力且可保证结构质量。焊接方法可以制造双金属结构和复合层结构，也可在焊接方法可以制造双金属结构和复合层结构，也可在零件表面堆焊一层特种合金，以提高结构或零件的性零件表面堆焊一层特种合金，以提高结构或零件的性能和使用寿命。能和使用寿命。一、焊接热源一、焊接热源作为焊接的热

5、源应是：热量高度集中，可快速实现焊接过程。作为焊接的热源应是：热量高度集中，可快速实现焊接过程。能满足上述要求的热源目前有：电弧热、化学热、电阻热、等能满足上述要求的热源目前有：电弧热、化学热、电阻热、等离子热、电子束热、激光束热等。离子热、电子束热、激光束热等。目前溶化焊中应用最广泛的热源是电弧热，它是手工电弧焊、目前溶化焊中应用最广泛的热源是电弧热，它是手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊的焊接热源。电弧热又称为焊接电弧埋弧自动焊、气体保护焊的焊接热源。电弧热又称为焊接电弧焊接电弧是在电极之间的气体介质长时间而有力的放电现象，焊接电弧是在电极之间的气体介质长时间而有力的放电现象，也可以说是在

6、局部气体介质中有大量电子流通过的导电现象。也可以说是在局部气体介质中有大量电子流通过的导电现象。电极的一端是工件，另一端是焊条，也可以是焊丝、钨棒等。电极的一端是工件，另一端是焊条，也可以是焊丝、钨棒等。焊接电弧沿长度可以分为三个区域：阳极区、弧柱区和阴极区焊接电弧沿长度可以分为三个区域：阳极区、弧柱区和阴极区电弧引燃后，弧柱中就充满了高温电离气体，放出大量的热和电弧引燃后，弧柱中就充满了高温电离气体，放出大量的热和强烈的光。电弧的热量与焊接电流和电压的乘积成正比，电流强烈的光。电弧的热量与焊接电流和电压的乘积成正比，电流愈大，电弧产生的热量就越多。电弧中三个区域产生的热量是愈大，电弧产生的热

7、量就越多。电弧中三个区域产生的热量是不同的。一般情况下，阳极区产生的热量比较多，约占电弧总不同的。一般情况下，阳极区产生的热量比较多，约占电弧总热量的热量的43%；阴极区放出大量电子，消耗一定能量，所以产生；阴极区放出大量电子，消耗一定能量，所以产生的较少，约占的较少，约占36%；其余；其余21%左右的热量是在弧柱区产生的。左右的热量是在弧柱区产生的。电弧中各区的温度分布是不同的，除了与各区中产生的热量有电弧中各区的温度分布是不同的，除了与各区中产生的热量有关外，还与各区的散热条件及其它因素有关。关外，还与各区的散热条件及其它因素有关。如用钢焊条手工焊接钢材时，阳极区的温度为如用钢焊条手工焊接

8、钢材时，阳极区的温度为2600K，阴极区，阴极区的温度为的温度为2400K，电弧中心区的温度最高可达，电弧中心区的温度最高可达60008000K。以上所述是直流电弧的热量分布情况。由于阳极和阴极的热量以上所述是直流电弧的热量分布情况。由于阳极和阴极的热量和温度有差别，所以当手工电弧焊选用直流电源焊接时，就有和温度有差别，所以当手工电弧焊选用直流电源焊接时，就有极性的选择问题。人为规定，工件接电源的正极，焊条接负极极性的选择问题。人为规定，工件接电源的正极，焊条接负极的接法称为正接法（或直流正接），反之为反接法。的接法称为正接法（或直流正接），反之为反接法。 二、熔焊冶金二、熔焊冶金 熔焊冶金特

9、点熔焊冶金特点 焊接冶金过程是金属在焊接条件下的再熔炼过程。焊接冶金过程是金属在焊接条件下的再熔炼过程。焊接冶金与普通冶金（如炼钢、铸造合金的冶炼）焊接冶金与普通冶金（如炼钢、铸造合金的冶炼）虽有共同之处，但在许多方面有很大差别，主要有虽有共同之处，但在许多方面有很大差别，主要有如下特点：如下特点： 焊接温度高焊接温度高 金属熔池的体积小，保持液态的时间短。金属熔池的体积小，保持液态的时间短。 一般熔化焊是在空气中进行的一般熔化焊是在空气中进行的,如果在无保护的条件下进行如果在无保护的条件下进行 焊接焊接,空气中的氧、氮和氢就会侵入到焊接区，这些气体在空气中的氧、氮和氢就会侵入到焊接区，这些气

10、体在 焊接热源的高温作用下分解成为原子状态的氧、氢、氮。这焊接热源的高温作用下分解成为原子状态的氧、氢、氮。这 些原子状态的气体与液态金属接触，将发生一系列反应。例些原子状态的气体与液态金属接触，将发生一系列反应。例 如氧和钢中的一些元素发生下列反应：如氧和钢中的一些元素发生下列反应： COCOMnOMnO22SiOSiOFeOFeO 熔焊中需采取的工艺措施熔焊中需采取的工艺措施 有效保护，隔离空气有效保护，隔离空气 控制焊缝金属化学成分控制焊缝金属化学成分 进行脱氧和脱硫、磷进行脱氧和脱硫、磷可以向焊条药皮或焊剂中加入合金元素，也可以向焊条可以向焊条药皮或焊剂中加入合金元素，也可以向焊条芯或

11、焊丝中加入合金元素，这些合金元素在焊接过程中芯或焊丝中加入合金元素，这些合金元素在焊接过程中过渡到焊缝金属中。这样，不仅可以补偿焊接过程中合过渡到焊缝金属中。这样，不仅可以补偿焊接过程中合金元素的蒸发、烧损，而且还可以特意加入一些合金元金元素的蒸发、烧损，而且还可以特意加入一些合金元素，以改善焊接金属的力学性能或获得某些特殊的性能。素，以改善焊接金属的力学性能或获得某些特殊的性能。 隔离空气的目的是防止空气对焊接区的有害作用。手隔离空气的目的是防止空气对焊接区的有害作用。手工电弧焊过程中，焊条药皮中的造气物质产生的保护工电弧焊过程中，焊条药皮中的造气物质产生的保护性气体，将空气与焊接区隔离；药

12、皮中的造渣剂熔化性气体，将空气与焊接区隔离；药皮中的造渣剂熔化形成熔渣，覆盖在熔滴和熔池表面，隔离空气，同时形成熔渣，覆盖在熔滴和熔池表面，隔离空气，同时可延缓熔池冷却速度。这种保护称为渣保护。气体保可延缓熔池冷却速度。这种保护称为渣保护。气体保护焊是利用保护性气体形成的保护层来隔绝空气的，护焊是利用保护性气体形成的保护层来隔绝空气的，这种保护称为气保护。此外，还可以在真空条件下进这种保护称为气保护。此外，还可以在真空条件下进行焊接，把空气的有害作用减至最低，如真空电子束行焊接，把空气的有害作用减至最低，如真空电子束焊。焊。 三、焊接接头的金属组织及性能三、焊接接头的金属组织及性能焊缝金属焊缝

13、金属焊缝金属的结晶是从熔池底壁开始的焊缝金属的结晶是从熔池底壁开始的,由于结晶时各个由于结晶时各个方向冷却速度不同方向冷却速度不同,因而形成的晶粒是柱状的因而形成的晶粒是柱状的,柱状晶粒柱状晶粒的成长方向约垂直于熔池底壁。因焊缝的冷却速度快的成长方向约垂直于熔池底壁。因焊缝的冷却速度快,又因焊条药皮中合金元素的渗入又因焊条药皮中合金元素的渗入,使得焊缝金属中锰、使得焊缝金属中锰、硅等合金元素的含量可能比基本金属高，这样焊缝金属硅等合金元素的含量可能比基本金属高，这样焊缝金属的机械性能可不低于基本金属。的机械性能可不低于基本金属。焊接热影响区焊接热影响区熔合区熔合区过热区过热区正火区正火区部分相

14、变区部分相变区过热区紧靠着熔合区，加热温度处于固相线与过热区紧靠着熔合区，加热温度处于固相线与1100C之间。这个区域由于受高温影响，晶粒急剧之间。这个区域由于受高温影响，晶粒急剧长大，冷却后获得晶粒粗大的过热组织，因而其塑长大，冷却后获得晶粒粗大的过热组织，因而其塑性、韧度低。焊接刚度比较大的结构时，常在过热性、韧度低。焊接刚度比较大的结构时，常在过热区产生裂纹。区产生裂纹。 熔合区是焊缝金属与被焊金属的交界区，加热温熔合区是焊缝金属与被焊金属的交界区，加热温度处于液、固相线之间。焊接时，部分金属被加度处于液、固相线之间。焊接时，部分金属被加热溶化，所以又称为半溶化区。该区在化学成分热溶化，

15、所以又称为半溶化区。该区在化学成分和组织性能上都有很大的不均匀性，组织中包括和组织性能上都有很大的不均匀性，组织中包括未溶化但因过热而长大的粗晶组织和部分新结晶未溶化但因过热而长大的粗晶组织和部分新结晶的铸态组织。在各种熔焊中，这个区的范围虽然的铸态组织。在各种熔焊中，这个区的范围虽然很窄，甚至在光学显微镜下也难以分辨出来，但很窄，甚至在光学显微镜下也难以分辨出来，但对焊接接头强度、塑性等有很大的影响，常是产对焊接接头强度、塑性等有很大的影响，常是产生裂纹，造成脆断的发源地。生裂纹，造成脆断的发源地。 部分相变区加热温度范围处于部分相变区加热温度范围处于A3、A1线之间。线之间。这个区中部分金

16、属发生重结晶转变，冷却后得到细这个区中部分金属发生重结晶转变，冷却后得到细晶粒的铁素体和珠光体，而未发生转变的铁素体冷晶粒的铁素体和珠光体，而未发生转变的铁素体冷却后则变为粗大的铁素体。这个区由于金属组织不却后则变为粗大的铁素体。这个区由于金属组织不均匀，晶粒大小不均匀，因而性能也不均匀。均匀，晶粒大小不均匀，因而性能也不均匀。正火区的加热温度范围在正火区的加热温度范围在1100C与与A3线之间。焊线之间。焊接时，这个区的金属发生重结晶（铁素体和珠光体接时，这个区的金属发生重结晶（铁素体和珠光体全部转变为奥氏体），冷却后得到细小而均匀的铁全部转变为奥氏体），冷却后得到细小而均匀的铁素体和珠光体

17、组织，相当于受到了一次正火处理。素体和珠光体组织，相当于受到了一次正火处理。由于组织细小均匀，这个区的力学性能优于被焊金由于组织细小均匀，这个区的力学性能优于被焊金属。属。 热影响区中各区组织变化和分布与热影响区中各区组织变化和分布与被焊金属的化学成分及焊前的热处被焊金属的化学成分及焊前的热处理状态有关。一些不易淬火的钢种理状态有关。一些不易淬火的钢种（如（如16Mn、15MnTi、15MnV）热）热影响区中各区的组织基本与低碳钢影响区中各区的组织基本与低碳钢相同。至于容易淬火的钢种（如中相同。至于容易淬火的钢种（如中碳钢、高碳钢等）热影响区的组织碳钢、高碳钢等）热影响区的组织分布与被焊金属焊

18、前的热处理状态分布与被焊金属焊前的热处理状态有关。如果被焊金属焊前处于正火有关。如果被焊金属焊前处于正火或退火状态，则热影响区中除熔合或退火状态，则热影响区中除熔合区外，在相当于低碳钢的过热区和区外，在相当于低碳钢的过热区和正火区部位将出现马氏体组织，形正火区部位将出现马氏体组织，形成淬火区。成淬火区。对于碳和合金元素的质量分数高，对于碳和合金元素的质量分数高，淬透性较大的钢种，在热影响区中淬透性较大的钢种，在热影响区中出现淬火组织马氏体，塑性、韧度出现淬火组织马氏体，塑性、韧度低，容易产生裂纹。低，容易产生裂纹。改善改善焊接热影响区性能的方法焊接热影响区性能的方法思路：尽可能减小思路：尽可能

19、减小焊接热影响区的范围，以减小对焊焊接热影响区的范围，以减小对焊接接头的不利影响，保证焊接质量。其中熔合区和过接接头的不利影响，保证焊接质量。其中熔合区和过热区对焊接的不利影响最大。热区对焊接的不利影响最大。 方法：合理选择焊接方法（优先选用手工电弧焊、方法：合理选择焊接方法（优先选用手工电弧焊、COCO2 2气体保护焊、氩弧焊）。气体保护焊、氩弧焊）。 采用合理的焊接工艺采用合理的焊接工艺（采用小直径的焊条或焊丝、小电流、多层焊）。（采用小直径的焊条或焊丝、小电流、多层焊）。 焊前预热焊前预热 焊前预热可减少工件焊后的冷却速度，焊前预热可减少工件焊后的冷却速度，防止产生淬硬组织，这对降低工件

20、的裂纹倾向是非常防止产生淬硬组织，这对降低工件的裂纹倾向是非常 有利的。焊后热处理有利的。焊后热处理 焊后焊后热处理是改善和消除焊热处理是改善和消除焊接热影响区常用且有效的工艺措施。可以细化晶粒、接热影响区常用且有效的工艺措施。可以细化晶粒、消除硬化组织。对于低碳钢和低合金钢的重要结构、消除硬化组织。对于低碳钢和低合金钢的重要结构、电渣焊结构，焊后要进行正火处理。对调质钢或淬透性电渣焊结构，焊后要进行正火处理。对调质钢或淬透性大的钢，除根据工件性能要求外，有时还要按被焊金属大的钢，除根据工件性能要求外，有时还要按被焊金属焊前的热处理工艺对工件进行焊后处理，以消除焊接热焊前的热处理工艺对工件进行

21、焊后处理，以消除焊接热影响区。影响区。 四、焊接应力、变形和裂纹四、焊接应力、变形和裂纹焊接应力和变形的产生焊接应力和变形的产生减少焊接变形的工艺方法减少焊接变形的工艺方法加裕量法加裕量法 反变形法反变形法焊接变形的矫正方法焊接变形的矫正方法机械矫正法机械矫正法 火焰加热矫正法火焰加热矫正法 减小和消除焊接应力的措施减小和消除焊接应力的措施 对于低碳钢结构，焊接应力的危害性比较小，但中碳对于低碳钢结构，焊接应力的危害性比较小，但中碳钢、合金钢或铸铁的焊接内应力将使焊缝和热影响区钢、合金钢或铸铁的焊接内应力将使焊缝和热影响区产生裂纹。产生裂纹。 设计上和工艺上采取措施以减少内应力。设计上和工艺上

22、采取措施以减少内应力。 在实际生产中，最有效的减少内应力的方法是在实际生产中，最有效的减少内应力的方法是焊前焊前预热预热，预热温度为，预热温度为150150400C400C。然后焊接。然后焊接。 最常用的也是最有效的方法是对工件进行高温回火最常用的也是最有效的方法是对工件进行高温回火（也称去应力退火）。即将工件均匀加热到（也称去应力退火）。即将工件均匀加热到600600650C650C，保温一段时间，而后缓慢冷却。，保温一段时间，而后缓慢冷却。 工件庞大可采用焊接区域的局部高温回火。工件庞大可采用焊接区域的局部高温回火。焊接裂纹焊接裂纹 热裂纹热裂纹 冷裂纹冷裂纹 防止焊接裂纹的措施防止焊接裂

23、纹的措施 一、手工电弧焊一、手工电弧焊 手工电弧焊的焊接过程手工电弧焊的焊接过程 电焊条电焊条 电焊条的组成电焊条的组成 焊芯焊芯 药皮药皮 焊条分类焊条分类 焊条的选用原则焊条的选用原则作为电极和填充金属作为电极和填充金属在焊接过程中起着极为重要的作用。在焊接过程中起着极为重要的作用。根据被焊金属强根据被焊金属强度（等强度原则）度（等强度原则）根据被焊金属根据被焊金属的特点和工作条件的特点和工作条件根据具体施根据具体施工条件及成本工条件及成本 按照国家标准，手工电弧焊用焊条共分为九大类，按照国家标准，手工电弧焊用焊条共分为九大类，即结构钢焊条（即结构钢焊条（J）、耐热钢焊条（）、耐热钢焊条（

24、R）、不锈钢焊条）、不锈钢焊条（B）、堆焊焊条（）、堆焊焊条（D）、低温焊条（）、低温焊条（W）、铸铁焊条）、铸铁焊条（Z）、镍及镍合金焊条（）、镍及镍合金焊条（N）、铜及铜合金焊条）、铜及铜合金焊条（T）、铝及铝）、铝及铝 合金焊条（合金焊条（L）。其中应用最多的是结）。其中应用最多的是结构钢焊条。构钢焊条。 一般焊条牌号由一个汉字（或拼音字母）和三个数一般焊条牌号由一个汉字（或拼音字母）和三个数字组成，汉字或拼音表示焊条的种类，三位数字中前字组成，汉字或拼音表示焊条的种类，三位数字中前两位数字表示各大类中的若干小类（在各大类中，两两位数字表示各大类中的若干小类（在各大类中，两位数字表示的意

25、义不同），最后一位数字表示焊条药位数字表示的意义不同），最后一位数字表示焊条药皮的类型和适用的焊接电源种类。皮的类型和适用的焊接电源种类。 各大类焊条按主要性能不同再分若干小类，在结各大类焊条按主要性能不同再分若干小类，在结构钢焊条中是按焊缝金属的抗拉强度指标分成各小类构钢焊条中是按焊缝金属的抗拉强度指标分成各小类的。例如，结的。例如，结422的牌号中的牌号中“42”表示焊缝金属的表示焊缝金属的b420MPa420MPa。结构钢焊条常按其药皮溶化后形成熔渣的酸碱度，分结构钢焊条常按其药皮溶化后形成熔渣的酸碱度，分为酸性焊条和碱性焊条两大类。熔渣以酸性氧化物为酸性焊条和碱性焊条两大类。熔渣以酸性

26、氧化物（如（如SiOSiO2 2、TiOTiO2 2、FeOFeO等）为主的，称为酸性焊条，如等）为主的，称为酸性焊条，如牌号中结牌号中结11结结5 5都属于酸性焊条；熔渣以碱都属于酸性焊条；熔渣以碱性氧化物（如性氧化物（如CaOCaO、MgOMgO等等）为主的称为碱性焊条，如）为主的称为碱性焊条，如结结66结结7 7焊条，碱性焊条因焊缝氢的质量分焊条，碱性焊条因焊缝氢的质量分数低而又称为低氢型焊条。数低而又称为低氢型焊条。药皮的主要作用：药皮的主要作用：机械保护作用机械保护作用 利用药皮分解燃烧出的气体和溶化形成的熔利用药皮分解燃烧出的气体和溶化形成的熔渣，隔离空气，防止有害气体侵入到电弧区

27、和熔池中。渣，隔离空气，防止有害气体侵入到电弧区和熔池中。冶金处理作用冶金处理作用 在熔池中熔渣和液态金属发生冶金反应，除在熔池中熔渣和液态金属发生冶金反应，除去有害杂质（如去有害杂质（如O、H、S、P等）并添加有益的合金元素，使等）并添加有益的合金元素，使焊缝金属获得合乎要求的化学成分，满足性能的要求。焊缝金属获得合乎要求的化学成分，满足性能的要求。改善工艺性能改善工艺性能 向药皮中加入一些物质，使电弧容易引燃，向药皮中加入一些物质，使电弧容易引燃，燃烧稳定，飞溅少，并且焊缝成形美观，容易去除渣壳。燃烧稳定，飞溅少，并且焊缝成形美观，容易去除渣壳。手工电弧焊工艺手工电弧焊工艺手工电弧焊操作比

28、较简单，可以焊接各种空间位置的焊手工电弧焊操作比较简单，可以焊接各种空间位置的焊缝，如对接位置的四种空间位置：平焊、立焊、横焊和缝，如对接位置的四种空间位置：平焊、立焊、横焊和仰焊。焊接接头形式有：对节角接和搭接。当被焊工件仰焊。焊接接头形式有：对节角接和搭接。当被焊工件较厚，底部难以加热溶化时，常需将工件边缘加工成一较厚，底部难以加热溶化时，常需将工件边缘加工成一定形状，以便能够焊透，这种焊前准备工作称为开坡口。定形状，以便能够焊透，这种焊前准备工作称为开坡口。焊接规范焊接规范手工电弧焊焊接规范包括：焊条直径、焊接电流、电弧手工电弧焊焊接规范包括：焊条直径、焊接电流、电弧弧长、焊接速度（单位

29、时间内完成的焊缝长度）以及厚弧长、焊接速度（单位时间内完成的焊缝长度）以及厚板多层焊时焊接层数。板多层焊时焊接层数。焊条直径主要根据工件厚度、接头形式，焊缝位置以焊条直径主要根据工件厚度、接头形式，焊缝位置以及焊接层数来选择，工件厚度小于及焊接层数来选择，工件厚度小于4mm4mm时，焊条直径时，焊条直径可在可在36mm36mm范围内选择，多层焊时底层焊缝的焊条应范围内选择，多层焊时底层焊缝的焊条应选用较细的直径的，以后各层可适当增大焊条直径，选用较细的直径的，以后各层可适当增大焊条直径，以提高生产率。立焊、横焊和仰焊时应选择较细直径以提高生产率。立焊、横焊和仰焊时应选择较细直径的焊条。的焊条。

30、 二、埋弧自动焊二、埋弧自动焊 埋弧埋弧电弧埋在焊剂下电弧埋在焊剂下,弧光不外露弧光不外露. 自动焊自动焊引燃电弧引燃电弧,自动送入焊丝自动送入焊丝,移动电弧移动电弧,最后最后灭弧。灭弧。 一一 焊接过程焊接过程 自动焊机头将光焊丝自动送入自动焊机头将光焊丝自动送入,保证弧长保证弧长. 电弧在电弧在焊剂下燃烧焊剂下燃烧,靠焊机移动靠焊机移动(或工件动或工件动). 焊剂从漏斗中焊剂从漏斗中不断流出不断流出,撒在焊丝前工件上撒在焊丝前工件上,焊剂熔化成熔渣焊剂熔化成熔渣,部部分未熔可回收分未熔可回收. 焊丝焊丝-相当于焊芯相当于焊芯.焊剂焊剂-相当于药皮相当于药皮. 二二 特点特点 1 生产率高生

31、产率高, 比手工高比手工高51 生产率高生产率高, 比手工高比手工高510倍倍(V I 不换焊丝不换焊丝) 2 焊接质量高，且稳定。（焊接质量高，且稳定。（1）冷却速度慢，有利）冷却速度慢，有利于气体、杂质上浮。于气体、杂质上浮。 （2）焊区保护好。（）焊区保护好。（3）规范控制好。）规范控制好。 2 焊接质量高，且稳定。焊接质量高，且稳定。 3 节省金属材料。（节省金属材料。（1）没焊条头。（金属飞溅少，）没焊条头。（金属飞溅少，25mm不开坡口。）不开坡口。） 4 劳动条件好。（看不到弧光，焊接烟雾少，机劳动条件好。（看不到弧光，焊接烟雾少，机械操作。）械操作。） 三三 工艺工艺 1 下料

32、，准备坡口，装配要严格准确。下料，准备坡口，装配要严格准确。 2 焊前工件焊缝两侧焊前工件焊缝两侧5060mm内的一切油污、内的一切油污、铁锈除去，以免产生气孔。铁锈除去，以免产生气孔。 3 一般适于长规则平焊、对接、搭接、丁字接头，一般适于长规则平焊、对接、搭接、丁字接头，规则环焊缝。规则环焊缝。 应用：碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢，中、应用：碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢，中、厚板平焊长直缝，大直径厚板平焊长直缝，大直径d250mm环缝。环缝。三、气体保护焊三、气体保护焊氩弧焊氩弧焊 用氩气做保护气体，电弧发生在电极和焊件之间，在电弧用氩气做保护气体，电弧发生在电极和焊件之间，在电弧周围

33、通以氩气。周围通以氩气。 1 不熔化极氩弧焊。电极：钨或钨合金，（熔点：不熔化极氩弧焊。电极：钨或钨合金，（熔点：33803600）只导电产生电弧，必要时需另加焊丝。）只导电产生电弧，必要时需另加焊丝。 （1） 直流正接：直流正接： 阴极阴极3000，阳极，阳极4200钨熔点，钨熔点，钨钨阴极，阴极， 工件工件阳极，以减少钨损耗。阳极，以减少钨损耗。 （2） 交流或直流反接：焊铝镁及其合金，由于在焊件和交流或直流反接：焊铝镁及其合金，由于在焊件和熔池表面易形成熔点很高的氧化物薄膜，阻碍金属熔合和熔池表面易形成熔点很高的氧化物薄膜，阻碍金属熔合和电弧稳定燃烧，所以采用电弧稳定燃烧，所以采用“阳极

34、破碎阳极破碎”用较大氩正离子用较大氩正离子撞击氧化膜，使之破碎以利于焊合，多用交流，电流不能撞击氧化膜，使之破碎以利于焊合，多用交流，电流不能太大，钨极氩弧焊口适用于太大，钨极氩弧焊口适用于6mm薄板。薄板。 2 熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊 用焊丝做电极，并填焊缝，电流可较大，用焊丝做电极，并填焊缝，电流可较大，=325mm均均可焊，多采用直流反接：电弧稳定，自动、半自动焊接。可焊，多采用直流反接：电弧稳定，自动、半自动焊接。 3 特点特点 1）焊区保护，焊接质量好。）焊区保护，焊接质量好。 2） 电弧稳、飞溅少（电弧稳、飞溅少（Ar导热小，电弧热损失少）导热小，电弧热损失少） 3）电弧在压缩气

35、流下燃烧，热量集中，熔池小，热影响）电弧在压缩气流下燃烧，热量集中，熔池小，热影响区小，焊接变形小。区小，焊接变形小。 4）明弧可见，便于操作，可自动全位置焊接。）明弧可见，便于操作，可自动全位置焊接。 5）适于焊各类合金钢，易氧化的有色金属。）适于焊各类合金钢，易氧化的有色金属。 6）焊前工件清理严格，设备价高，氩气贵，成本高。）焊前工件清理严格，设备价高，氩气贵，成本高。 7）只在室内（防保护气流破坏）。）只在室内（防保护气流破坏）。二氧化碳二氧化碳气体保护焊气体保护焊 用用CO2做保护气体，做保护气体， 电极：焊丝电极：焊丝 CO2CO+O2 O2进入熔池，会使进入熔池，会使Fe、C、M

36、n、Si和其和其它合金元素氧化烧损，降低焊缝力学性能，所以用它合金元素氧化烧损，降低焊缝力学性能，所以用Si、Mn较高的焊丝，或合金钢焊丝。较高的焊丝，或合金钢焊丝。 特点：特点：1）成本低，是手工、埋）成本低，是手工、埋40% 2）质量较好，（低）质量较好，（低H，Mn、S，抗裂，热量集中，热，抗裂，热量集中，热影响区小）影响区小） 3）生产率高（自动送焊丝，）生产率高（自动送焊丝，I大，大，v，比手工提高，比手工提高14倍）倍） 4）操作性好（明弧可见，适于各位置）操作性好（明弧可见，适于各位置） 5）飞溅大，弧光强，焊缝不美观，易产生气孔。）飞溅大，弧光强，焊缝不美观，易产生气孔。 应用

37、：低应用：低C钢，低合金钢，钢，低合金钢，=0.84mm，最厚，最厚30mm。四、压焊四、压焊电阻焊电阻焊点焊点焊缝焊缝焊对焊对焊摩擦焊摩擦焊电阻对焊电阻对焊闪光对焊闪光对焊 1 电阻焊电阻焊 利用电流通过焊件接头的接触面及其邻近区域所利用电流通过焊件接头的接触面及其邻近区域所产生的电阻热将焊件局部加热到熔化或塑性状态，产生的电阻热将焊件局部加热到熔化或塑性状态，并在压力下形成焊接接头的焊接方法。并在压力下形成焊接接头的焊接方法。 1 点焊电极：柱状点焊电极：柱状 工件：搭接工件：搭接 2 焊接过程：电极压紧工件焊接过程：电极压紧工件通电加热通电加热 断电断电保持原压力（加大）保持原压力（加大

38、）去压。去压。 分流：两点之间距离小，分流大。分流：两点之间距离小，分流大。 3 特点：生产率高、易自动化、焊接变形小、设特点：生产率高、易自动化、焊接变形小、设备复杂，焊前要严格清理工件表面。备复杂，焊前要严格清理工件表面。 应用：薄件、钢筋应用：薄件、钢筋 4mm。 缝焊缝焊 1 焊接过程：与点焊相似，只是用滚动盘状电极焊接过程：与点焊相似，只是用滚动盘状电极代替柱状电极，形成连续焊点。代替柱状电极，形成连续焊点。 2 特点特点: 由于焊点重迭由于焊点重迭50%以上，故密封性好，但以上，故密封性好，但分流严重，适于分流严重，适于3mm以下薄板。以下薄板。 对焊对焊 利用电阻热使对接接头在整

39、个断面上连接起来的利用电阻热使对接接头在整个断面上连接起来的一种电阻焊方法。一种电阻焊方法。 1 电阻对焊：电阻对焊： （1） 焊接过程：对正、夹紧、予压力焊接过程：对正、夹紧、予压力通电通电塑性状态塑性状态增大压力、断电。增大压力、断电。 （2） 特点：易操作、接头外形光滑、毛刺少、接触面质特点：易操作、接头外形光滑、毛刺少、接触面质量影响焊后质量。量影响焊后质量。 应用：断面简单，（应用：断面简单，（Lord20mm）强度要求不高的件。）强度要求不高的件。 2 闪光对焊：闪光对焊： （1） 焊接过程：对正、通电焊接过程：对正、通电点接触点接触面接触熔化面接触熔化加加压、断电。压、断电。 （

40、2） 特点：接头质量好（飞溅、挤出杂质、夹渣少）、特点：接头质量好（飞溅、挤出杂质、夹渣少）、金属损耗多、工件尺寸留较大余量，毛刺多。金属损耗多、工件尺寸留较大余量，毛刺多。 应用：同种、异种金属均可，形状尽量相同，刀具、钢轨、应用：同种、异种金属均可，形状尽量相同，刀具、钢轨、管子等。管子等。 摩擦焊摩擦焊 利用工件接触摩擦生热，将工件端面加热到塑性状态，然利用工件接触摩擦生热，将工件端面加热到塑性状态，然后在压力下完成焊接。后在压力下完成焊接。 1 焊接过程：加压焊接过程：加压旋转其一，接触的生热旋转其一，接触的生热塑性状态，塑性状态，停转停转加压加压塑性变形，完成焊接。塑性变形，完成焊接

41、。 2 特点：特点： （1）接头质量好（接头杂质、氧化皮挤出、不易产生气）接头质量好（接头杂质、氧化皮挤出、不易产生气孔、夹渣）。孔、夹渣）。 （2）操作简单、易自控、生产率高。）操作简单、易自控、生产率高。 （3）设备简单、耗电少（只有闪光焊）设备简单、耗电少（只有闪光焊1/101/15） （4）焊接金属广泛，尤其性能差别大的异种金属，）焊接金属广泛，尤其性能差别大的异种金属， 如：碳钢如：碳钢+镍基合金、铝镍基合金、铝+钢钢 钎焊钎焊:利用比母材熔点低的钎料熔入接头间利用比母材熔点低的钎料熔入接头间隙完成焊接。隙完成焊接。 硬钎焊：钎料熔点硬钎焊：钎料熔点450以上，接头强度高，以上，接头

42、强度高，铜等。软钎焊：钎料熔点铜等。软钎焊：钎料熔点450以下，接头以下，接头强度低，锡。强度低，锡。 一一 、焊接过程、焊接过程 1 清理工件，搭接清理工件，搭接2 钎料放在装配间隙处钎料放在装配间隙处 3 加热钎料，使之熔化，（毛细作用）使钎加热钎料，使之熔化，（毛细作用）使钎料进入间隙内，与金属相互扩散，凝固形料进入间隙内，与金属相互扩散，凝固形成钎焊接头。成钎焊接头。 二二 、钎剂作用、钎剂作用 1 清除母材表面的氧化膜及其它杂质。清除母材表面的氧化膜及其它杂质。 2 改善钎料流入间隙的性能（湿润性）。改善钎料流入间隙的性能（湿润性）。 3 保护钎料及母材免于氧化，钎剂对焊接质量影保护

43、钎料及母材免于氧化，钎剂对焊接质量影响较大响较大 软：松香、氧化锌等；软：松香、氧化锌等； 硬：硼酸、氧化物。硬：硼酸、氧化物。 三、三、 加热方法：加热方法： 烙铁、火焰、电阻、感应炉。烙铁、火焰、电阻、感应炉。 四、四、 特点：特点： 1 、温度低，变形小；、温度低，变形小； 2 工件尺寸精确；工件尺寸精确； 3、同、异种金属均能焊；、同、异种金属均能焊； 4 设备简单、易控制；设备简单、易控制； 5 接头强度低，耐温差；接头强度低，耐温差； 6 焊前清理严格；焊前清理严格； 7 整体加热，可焊多条焊缝，生产率高整体加热，可焊多条焊缝，生产率高 。 等离子弧焊等离子弧焊 利用一些装置使自由

44、电弧的弧柱受到压缩，弧柱中的气体利用一些装置使自由电弧的弧柱受到压缩，弧柱中的气体就完全电离，产生温度比自由电弧高得多的等离子电弧。就完全电离，产生温度比自由电弧高得多的等离子电弧。 机械压缩（喷嘴压缩）：通入一定压力和流量的氩气或氮机械压缩（喷嘴压缩）：通入一定压力和流量的氩气或氮气时，冷热压缩，气流均匀包围着电弧，使弧柱外围受冷，气时，冷热压缩，气流均匀包围着电弧，使弧柱外围受冷，带电粒子向弧心移动。带电粒子向弧心移动。 电磁压缩：带电粒子在弧柱中的运动，会产生电磁力，使电磁压缩：带电粒子在弧柱中的运动，会产生电磁力，使带电粒子相互靠近。带电粒子相互靠近。 特点：（特点：（1）热力集中，）

45、热力集中，12mm不开坡口，变形小。不开坡口，变形小。 （2） 电流，电弧仍稳定，可焊箔材、薄板。电流，电弧仍稳定，可焊箔材、薄板。 （3） 焊接质量好（电弧稳定，焊接质量好（电弧稳定，Ar保护）保护） 真空电子束焊真空电子束焊 在真空室，利用电子束将金属加热熔化。在真空室，利用电子束将金属加热熔化。 特点：特点：1）能量集中，可达）能量集中，可达200mm，厚件不开坡，厚件不开坡口，不变形。口，不变形。 2）真空中焊，不氧化，焊接质量好。）真空中焊，不氧化，焊接质量好。 3）电子束大小可调，薄件也可焊。）电子束大小可调，薄件也可焊。 应用：焊高熔点金属（钨、钼、钽、铌、钛）。应用：焊高熔点金

46、属（钨、钼、钽、铌、钛）。 缺点：焊件大小受真空室限制。缺点：焊件大小受真空室限制。 激光焊激光焊 利用激光焊接利用激光焊接 主要优点：热量集中，激光可反射、聚焦、改变主要优点：热量集中，激光可反射、聚焦、改变方向，适于不同位置焊接。方向，适于不同位置焊接。 多用焊薄板，细丝。多用焊薄板，细丝。 一、金属材料的焊接性一、金属材料的焊接性 在一定工艺条件下，获得优质焊接接头的能力称在一定工艺条件下，获得优质焊接接头的能力称为金属材料的焊接性。优质的焊接接头是指接头为金属材料的焊接性。优质的焊接接头是指接头无缺陷（如气孔、夹杂或裂纹等），并且接头的无缺陷（如气孔、夹杂或裂纹等），并且接头的力学性能

47、、物理及化学性能等均符合要求。力学性能、物理及化学性能等均符合要求。 金属焊接性反映了该金属对焊接加工的适应性，金属焊接性反映了该金属对焊接加工的适应性，它既是设计结构选材时所考虑的因素，又是确定它既是设计结构选材时所考虑的因素，又是确定焊接方法、制定焊接工艺的重要依据。焊接方法、制定焊接工艺的重要依据。被焊金属的化学成分、工件的厚度、接头形式、被焊金属的化学成分、工件的厚度、接头形式、焊接方法、焊接规范（如焊接电流、电压、速焊接方法、焊接规范（如焊接电流、电压、速度）及其他工艺条件等，其中最基本的是被焊度）及其他工艺条件等，其中最基本的是被焊金属的化学成分。金属的化学成分。 评定金属焊接性主

48、要包括两个方面的内容：评定金属焊接性主要包括两个方面的内容： 一是焊接过程中形成完整焊接接头的能力（结合一是焊接过程中形成完整焊接接头的能力（结合性能），如接头产生各种缺陷（特别是裂纹）的性能），如接头产生各种缺陷（特别是裂纹）的敏感性；敏感性； 二是焊接接头在使用条件下的安全运行的能力二是焊接接头在使用条件下的安全运行的能力（使用性能），如焊接接头的力学性能及其某些（使用性能），如焊接接头的力学性能及其某些特殊性能。特殊性能。 估算钢材可焊性方法估算钢材可焊性方法 C对钢的可焊性影响最显着，因此用碳当量来估算钢对钢的可焊性影响最显着，因此用碳当量来估算钢材的可焊性：材的可焊性： C当量当量C

49、Mn/6（CrMoV）/5（NiCu）/15（%） 式中：式中：C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu为质量百分数为质量百分数上限。上限。 C当量当量0.4% , 塑性好，淬硬性不明显，可焊性优良，塑性好，淬硬性不明显，可焊性优良，不预热。不预热。 C当量当量0.40.6%，淬硬性，淬硬性，可焊性，可焊性，加工艺措，加工艺措施。施。 C当量当量0.6%，塑性，塑性，淬，淬，可，可，工艺措施，热，工艺措施，热处理。处理。 实际，除上述估算外，对新材料还应试验，以合理实际，除上述估算外，对新材料还应试验，以合理制定工艺方案制定工艺方案.二、钢的焊接二、钢的焊接碳钢的焊接碳钢的焊接普通低合金结构普通低

50、合金结构钢的焊接钢的焊接低低碳钢的焊接碳钢的焊接中、高中、高碳钢的焊接碳钢的焊接 一一 、低碳钢、低碳钢 含含C0.25%，塑性好，可焊性好。，塑性好，可焊性好。 手工电弧、埋焊、气体保护焊、电阻焊等。手工电弧、埋焊、气体保护焊、电阻焊等。 一般不需采取特殊工艺措施，一般不需采取特殊工艺措施， 对于对于50mm的结构，尤其的结构，尤其-10以下，需预热以下，需预热50， 焊后去应力退火或正火，防内应力变形、开裂。焊后去应力退火或正火，防内应力变形、开裂。 二二 、中、高碳钢、中、高碳钢 中碳钢中碳钢0.25%0.6%C，随含，随含C增加，淬硬增加，淬硬，主要，主要手弧。手弧。 高碳钢，高碳钢，0.6%C，淬硬性，淬硬性，可，可，手、气。，手、气。 中高碳钢与低碳钢的热影响区不同，其热影响区可中高碳钢与低碳钢的热影响区不同，其热影响区可分成淬火区和部分淬火区。分成淬火区和部分淬火区。 1 焊接特点：焊接特点： （1）接头易产生淬硬组织和冷裂纹，）接头易产生淬硬组织和冷裂纹，M 内应力内应力，易裂。易裂。 （2）焊缝金属热裂倾向较大）焊缝金属热裂倾向较大 中、高碳钢含中、高碳钢含C、P、S均高于焊芯，均高于焊芯，母材熔化母材熔化溶入熔池。溶入熔池。 2 工艺