第一章+异种金属的焊接性(2)--作业

1、【主要内容【主要内容】 焊接的基本理论基础；焊接的基本理论基础； 典型弧焊、压力焊及钎焊的原理、方法及适用场合；典型弧焊、压力焊及钎焊的原理、方法及适用场合； 常用金属材料焊接性、焊接工艺要点；常用金属材料焊接性、焊接工艺要点； 简单介绍粘接技术的一些概念、粘接原理、胶粘简单介绍粘接技术的一些概念、粘接原理、胶粘剂及胶粘工艺剂及胶粘工艺。 【教学内容【教学内容】 熔焊中的电弧焊、气体保护焊熔焊中的电弧焊、气体保护焊( (氩弧焊、氩弧焊、COCO2 2焊焊) )、等离子、等离子弧焊与切割等焊接方法的工艺过程、原理、特点及应用。弧焊与切割等焊接方法的工艺过程、原理、特点及应用。 软钎焊、硬钎焊的工

2、艺过程、原理、特点及应用。软钎焊、硬钎焊的工艺过程、原理、特点及应用。 压力焊中电阻焊（点焊、缝焊和对焊）、摩擦焊的工艺压力焊中电阻焊（点焊、缝焊和对焊）、摩擦焊的工艺过程、原理、特点及应用。过程、原理、特点及应用。【教学目标【教学目标】掌握常用焊接方法的工艺特点及其用途，基本具备选用焊掌握常用焊接方法的工艺特点及其用途，基本具备选用焊接方法的能力。接方法的能力。 电弧焊（电弧焊（- -） 一、焊条电弧焊的基本原理一、焊条电弧焊的基本原理 焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。它利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和焊件熔化，从而获得牢固的焊接接头。焊接过程中：焊接过程

3、中：v 药皮：药皮：不断地分解、熔化而生成气体及熔渣，保护焊条端部、电弧、熔池及其附近区域，防止大气对熔化金属的有害污染。v 焊芯：焊芯：在电弧热作用下不断熔化，进入熔池，成为焊缝的填充金属。 二、焊条电弧焊的特点二、焊条电弧焊的特点 1操作灵活 2待焊接头装配要求低 3可焊金属材料广 4焊接生产率低 5焊缝质量依赖性强三、电焊条三、电焊条 是指在一定长度的金属丝外表层均匀地涂敷一定厚度的具有特殊作用涂料的手工电弧焊焊接材料，简称为“焊条焊条”。1、对电焊条的基本要求、对电焊条的基本要求（1）电弧容易引燃，在焊接过程中能够稳定燃烧；（2）药皮应均匀熔化，无成块脱落现象。其熔化速度稍慢于焊芯的熔

4、化速度，从而有利于金属熔滴过渡；（3）焊接过程中不应有较大烟雾和过多飞溅；（4）保证熔敷金属具有一定的抗裂性以及所需的力学性能和化学成分；（5）焊后焊缝成形正常，焊渣容易清除。2、焊条的功能、焊条的功能 电焊条由焊芯、涂料药皮焊芯、涂料药皮两部分组成。 目前在焊接生产中广泛使用的基本上都是厚药皮焊条厚药皮焊条。 （1）焊芯）焊芯 焊芯：焊芯：是指电焊条用的被药皮包覆的金属芯。 作用：作用： （1）传导电流，产生焊接电弧； （2）焊芯本身熔化形成焊缝中的填充金属。 由于焊芯在电弧高温作用下端部熔化，形成熔滴过渡到熔池中，因此焊芯的成分对焊缝金属的质量和性能有极大影响。 通常所说的焊条规格，实际上

5、是指焊芯直径，如：2、3.2、4、5等，单位是mm。（2）药皮）药皮 焊条药皮：焊条药皮：是指由具有不同物理和化学性质的细粒状物质经粘结均匀包覆在焊芯表面的涂料层。 焊条药皮的作用：焊条药皮的作用：是在焊接过程中形成具有合适的熔点、粘度、密度、碱度等物理化学性能的熔渣，保证电弧稳定燃烧、使熔滴金属容易过渡、在电弧区和熔池周围造成一种气氛保护焊接区域，获得良好的焊缝成形与性能等。 还可通过向药皮中加入脱氧剂、渗合金元素或一定含量的铁粉，满足焊缝金属使用性能或提高熔敷效率的要求。 各种原材料根据其在焊条药皮中的作用可分为：各种原材料根据其在焊条药皮中的作用可分为： 1) 稳弧剂 主要作用是使焊条容

6、易引弧及在焊接过程中保持电弧稳定燃烧。作为稳弧剂的原材料主要是一些含有一定数量低电离电位易电离元素的物质，如长石、水玻璃、金红石、钛白粉、大理石、云母、钛铁矿、还原钛铁矿等。 2) 造渣剂 焊接时能形成具有一定物理化学性能的熔渣，保护焊接熔滴和熔池金属，改善焊缝成形、作为造渣剂的原材料有大理石、萤石、白云石、菱苦土、长石、白泥、云母、石英、金红石、钛白粉、钛铁矿等。 3) 脱氧剂(又称还原剂) 通过焊接过程中的化学冶金反应，降低焊缝金属中的氧含量，提高焊缝金属的性能。脱氧剂主要是含有对氧亲和力大的元素铁合金及其金属粉，常用脱氧剂有锰铁、硅铁、钛铁、铝铁、硅钙合金等。 4) 造气剂 在电弧高温作

7、用下分解出气体，形成保护气氛，保护电弧及熔池金属，防止周围空气中氧和氮的侵入。常用的造气剂有碳酸盐(如大理石、白云石、菱苦土、碳酸钡等)及有机物(如木粉、淀粉、纤维素、树脂等)。 5) 合金剂 用于补偿焊接过程中合金元素的烧损及向焊缝中过渡合金元素，以保证焊缝金属的化学成分及性能。根据需要可选用各种铁合金(如锰铁、硅铁、铬铁、钢铁、钒铁、铌铁、硼铁、稀土硅铁等)或纯金属(如金属锰、金属铬、镍粉、钨粉等)。 6) 增塑剂 主要作用是改善药皮涂料在焊条压涂过程中的塑性、弹性及流动性，提高焊条的压涂质量，使焊条药皮表面光滑面不开裂。通常选用有一定弹性、滑性或吸水后有一定膨胀特性的物料，如云母、白泥、

8、钛白粉、滑石粉、固体水玻璃、纤维素等。 7) 粘结剂 使药皮物料牢固地粘结在焊芯上，并使焊条药皮烘干后具有一定的强度。在焊接冶金过程中不对熔池和焊缝金属产生有害作用。常用粘结剂是水玻璃（钾、钠及其混合水玻璃）及酚醛树脂、树胶等。3、焊条的分类、焊条的分类 电焊条的分类方法很多，可分别按用途、熔渣的酸碱度、焊条药皮的主要成分、焊条性能特征等不同角度对电焊条进行分类。（1 1）按焊芯成分分类）按焊芯成分分类（2）按熔渣的酸碱性分类）按熔渣的酸碱性分类 主要是根据焊接熔渣的碱度，即按熔渣中碱性氧化物与酸性氧化物的比例来划分。 1) 酸性焊条酸性焊条 药皮中含有大量的TiO2、SiO2等酸性造渣物及一

9、定数量的碳酸盐等，熔渣氧化性强，熔渣碱度系数小于1。 酸性焊条焊接工艺性好，电弧稳定，可交、直流两用，飞溅小、熔渣流动性和脱渣性好，熔渣多呈玻璃状，较疏松、脱渣性能好，焊缝外表美观。 酸性焊条的药皮中含有较多的二氧化硅、氧化铁及氧化钛，氧化性较强，焊缝金属中的氧含量较高，合金元素烧损较多，合金过渡系数较小，熔敷金属中含氢量也较高，因而焊缝金属塑性和韧性较低。2) 碱性碱性(低氢型低氢型)焊条焊条 药皮中含有大量的碱性造渣物(大理石、萤石等)，并含有一定数量的脱氧剂和渗合金剂。碱性焊条主要靠碳酸盐(如CaCO3等)分解出CO2作保护气体，弧柱气氛中的氢分压较低，而且萤石中的氟化钙在高温时与氢结合

10、成氟化氢(HF)，降低了焊缝中的含氢量，故碱性焊条又称为低氢型焊条。 碱性渣中CaO数量多，熔渣脱硫的能力强，熔敷金属的抗热裂纹的能力较强。而且，碱性焊条由于焊缝金属中氧和氢含量低，非金属夹杂物较少，具有较高的塑性和冲击韧性。 碱性焊条由于药皮中含有较多的萤石，电弧稳定性差，一般多采用直流反接，只有当药皮中含有较多量的稳孤剂时，才可以交、直流两用。 碱性焊条一般用于较重要的焊接结构，如承受动载荷或刚件较大的结构。（3 3）按焊条药皮类型分类）按焊条药皮类型分类（4）按焊条性能分类）按焊条性能分类 按性能分类的焊条，都是根据其特殊使用性能而制造的专用焊条专用焊条。 如：超低氢焊条、低尘低毒焊条、

11、立向下焊条、躺焊焊条、打底层焊条、高效铁粉焊条、防潮焊条、水下焊条、重力焊条等。 4、焊条的选用及管理、焊条的选用及管理(1) 焊条的选用原则焊条的选用原则 1）按焊件的力学性能、化学成分选用）按焊件的力学性能、化学成分选用 低碳钢、中碳钢和低合金钢一般按焊件的抗拉强度来选用相应强度的焊条，只有在焊接结构刚性大，受力情况复杂时，才选用比钢材强度低一级的焊条。 对于不锈钢、耐热钢、堆焊等焊件选用焊条时，应从保证焊接接头的特殊性能出发，要求焊缝金属化学成分与母材相同或相近。2）酸性焊条）酸性焊条 V.S. 碱性焊条碱性焊条当接头坡口表面难以清理干净时，应采用氧化性强，对铁锈、油污等不敏感的酸性焊条

12、。在容器内部或通风条件较差的条件下，应选用焊接时析出有害气体少的酸性焊条。在母材中碳、硫、磷等元素含量较高时，且焊件形状复杂、结构刚性大和厚度大时，应选用抗裂性好的碱性焊条。当焊件承受振动载荷或冲击载荷时，除保证抗拉强度外，应选用塑性和韧性较好的碱性焊条。在酸性焊条和碱性焊条均能满足性能要求的前提下，应尽量选用工艺性能较好的酸性焊条。3）按简化工艺、生产率和经济性来选用）按简化工艺、生产率和经济性来选用 薄板焊接或定位焊宜采用E4313焊条，焊件不易烧穿且易引弧。 在满足焊件使用性能和焊条操作性能的前提下，应选用规格大、效率高的焊条。 在使用性能基本相同时，应尽量选用价格较低的焊条，降低焊接生

13、产的成本。 (2) 焊条的管理及使用焊条的管理及使用 1）焊条的烘干）焊条的烘干 焊条在存放时会从空气中吸收水分而受潮，会影响工艺性能和焊缝质量，因此焊条(特别是碱性焊条)在使用前必须烘干。一般酸性焊条烘干温度为75150，保温12h；碱性焊条为350 400，保温12h。焊条累计烘干次数一般不宜超过3次。2）焊条的储存保管）焊条的储存保管焊条必须分类、分型号、分规格存放，避免混淆。焊条必须存放在通风良好、干燥的库房内。重要焊接结构使用的焊条，特别是低氢型焊条，最好储存在专用的库房内。库房内应设置温度计、湿度计，室内温度在5以上，相对湿度不超过60。焊条必须放在离地面和墙壁的距离均在0.3m以

14、上的木架上，以防受潮变质。四、焊条电弧焊的设备及工具四、焊条电弧焊的设备及工具 1、常用焊条电弧焊机、常用焊条电弧焊机 目前，我国焊条电弧焊机有三大类：v 弧焊变压器弧焊变压器v 直流弧焊发电机直流弧焊发电机v 弧焊整流器弧焊整流器 2、焊条电弧焊所用工具、焊条电弧焊所用工具（1）电焊钳）电焊钳 电焊钳又称焊把，是用以夹持焊条、传导电流的工具。有300A、500A二两种规格，要求具有良好的绝缘性与隔热能力。焊条位于水平、45。、90。等方向时焊钳都能夹紧焊条，并保证更换焊条安全方便、操作灵活。 （2）面罩和护目镜）面罩和护目镜 它们是防止焊接飞溅、弧光及高温对焊工面部及颈部灼伤的一种工具。面罩

15、一般分为手持式和头盔式两种。 要求选用耐燃或不燃的绝缘材料制成，罩体应遮住焊工的整个面部，结构牢固，不漏光。护目镜按亮度的深浅不同分为6个型号(712号)，号数越大，颜色越深。（3）焊条保温筒）焊条保温筒 使用低氢型焊条焊接重要结构时，焊条必须先进烘箱烘焙，烘干温度和保温时间因材料和季节而异。焊条从烘箱内取出后，应储存在焊条保温筒内，在施工现场逐根取出使用。（4）焊缝接头尺寸检测器）焊缝接头尺寸检测器 用以测量坡口角度、间隙、错边以及余高、焊缝宽度、角焊缝厚度等尺寸。由直尺、探尺和角度规组成。（5）敲渣锤）敲渣锤 用来清除焊渣的一种尖锤，可以提高清渣效率。（6）钢丝刷）钢丝刷 用来清除焊件表面

16、的铁锈、油污等氧化物。（7）气动打渣工具及高速角向砂轮机）气动打渣工具及高速角向砂轮机 用于焊后清渣、焊缝修整及坡口准备。 五、焊接工艺参数的选择五、焊接工艺参数的选择 焊条电弧焊的焊接工艺参数通常包括：焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、电源种类和极性、焊接层数等。 焊接工艺参数选择的正确与否，直接影响焊缝形状、尺寸、焊接质量和生产率，因此选择合适的焊接工艺参数是焊接生产中不可忽视的一个重要问题。1、焊条直径、焊条直径 焊条直径是指焊芯直径。它是保证焊接质量和效率的重要因素。 焊条直径一般根据焊件厚度选择；同时还要考虑接头形式、施焊位置和焊接层数，对于重要结构还要考虑焊接热输入的要求。在

17、一般情况下，焊条直径与焊件厚度之间关系的参考数据。 在板厚相同的条件下，平焊位置的焊接所选用的焊条直径应比其他位置大一些，立焊、横焊和仰焊应选用较细的焊条，一般不超过4.0mm。第一层焊道应选用小直径焊条焊接，以后各层可以根据焊件厚度选用较大直径的焊条。T形接头、搭接接头都应选用较大直径的焊条。2、焊接电源种类和极性的选择、焊接电源种类和极性的选择 用交流电源焊接时，电弧稳定性差。采用直流电源焊接时，电弧稳定、柔顺、飞溅少，但电弧磁偏吹较交流严重。低氢型焊条稳弧性差，通常必须采用直流弧焊电源。用小电流焊接薄板时，也常用直流弧焊电源，因为引弧比较容易，电弧比较稳定。 低氢型焊条用直流电源焊接时，

18、一般要用反接，因为反接的电弧比正接稳定。焊接薄板时，焊接电流小，电弧不稳，因此焊接薄板时，不论用碱性焊条还是用酸性焊条，都选用直流反接。 3、焊接电流、焊接电流 选择焊接电流时，应根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头形式、焊接位置和层数等因素综合考虑。如果焊接电流过小会使电弧不稳，造成未焊透、夹渣以及焊缝成形不良等缺陷。反之，焊接电流过大易产生咬边、焊穿、增加焊件变形和金属飞溅量，也会使焊接接头的组织由于过热而发生变化。所以，焊接时要合理选择焊接电流。 对于一定直径的焊条有一个合适的焊接电流范围。 在相同焊条直径的条件下，平焊时焊接电流可大些，其他位置焊接电流应小些。 在相同条件的情况下，碱

19、性焊条使用的焊接电流一般可比酸性焊条小10左右，否则焊缝中易产生气孔。 总之，在保证不焊穿和成形良好的条件下，应尽量采用较大的焊接电流，并适当提高焊接速度，以提高焊接生产率。4、焊缝层数、焊缝层数 在焊件厚度较大时，往往需要进行多层焊。对于低碳钢和强度等级较低的低合金钢的多层焊时，每层焊缝厚度过大时，对焊缝金属的塑性(主要表现在冷弯上)有不利影响。因此，对质量要求较高的焊缝，每层厚度最好不大于45mm。 焊接层数主要根据焊件厚度、焊条直径、坡口形式和装配间隙等来确定，可作如下近估算： n / d 式中： n为焊接层数； 为焊件厚度(mm)； d为焊条直径(mm)。六、基本操作技能六、基本操作技

20、能 1、引弧、引弧 电弧焊时，引燃焊接电弧的过程叫做引弧。 焊条电弧焊通常采用接触引弧法，它是先将焊条与工件接触形成短路，再拉开焊条引燃电弧的方法。 根据操作手法不同可分为：根据操作手法不同可分为： 垂直引弧（敲击法）：垂直引弧（敲击法）：是使焊条与焊件表面垂直地接触，当焊条的末端与焊件表面轻轻一碰后，便迅速提起焊条，并保持一定距离，而将电弧引燃的方法。 划擦引弧：划擦引弧：与划火柴有些类似，先将焊条末端对准焊件，然后将焊条在焊件表面划擦一下，当电弧引燃后立即将焊条末端与被焊焊件表面距离保持在24mm，电弧就能稳定地燃烧。 以上两种接触式引弧方法中，划擦法比较容易掌握，但在狭小工作面上或不允许

21、焊件面有划痕时，应采用直击法。在使用碱性焊条时，为防止引弧处出现气孔，宜采用划擦法。 引弧的位置应选在焊缝起点前约10mm处。 引燃后将电弧适当拉长并迅速移到焊缝的起点，同时逐渐将电弧长度调到正常范围。 目的是对焊缝起点处起预热作用，以保证焊缝始端熔深正常，并有消除引弧点气孔的作用。焊接试板、引弧板、引出板在焊件上的安装位置1引弧板；2焊件；3焊接试板；4引出板 重要的结构往往需增加重要的结构往往需增加引弧板引弧板2、运条、运条焊接过程中，焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫做运条。运条包括：运条包括： 沿焊条轴线的送进沿焊条轴线的送进1 沿焊缝轴线方向的纵向移动沿焊缝轴线方向的纵向移动3 横向

22、摆动横向摆动2 常用运条方法及适用范围：常用运条方法及适用范围： 3、焊缝的连接、焊缝的连接 由于受焊条长度的限制，焊缝前后两段出现连接接头是不可避免的，但焊缝接头应力求均匀，防止产生过高、脱节、宽窄不一致等缺陷。4、收尾、收尾(熄弧熄弧) 焊缝的收尾：是指一条焊缝焊完后如何收弧(熄弧)。 焊接结束时，如果将电弧突然熄灭，则焊缝表面留有凹陷较深的弧坑，会降低焊缝收尾处的强度，并容易引起弧坑裂纹。过快拉断电弧，液体金属中的气体来不及逸出，还容易产生气孔等缺陷。 为克服弧坑缺陷，可采用下述方法收尾： （1 1）反复填补）反复填补 焊条移到焊缝终点时，在弧坑处反复熄弧、引弧数次，直到填满弧坑为止，此

23、方法适用于薄板和多层焊的底层，不适用于碱性焊条。（2 2）划圈收尾）划圈收尾 焊条移到焊缝终点时，在弧坑处做圆圈运动，直到填满弧坑再拉断电弧，此方法适用于厚板。（3 3）后移收尾）后移收尾 电弧在焊段收尾处停住，同时改变焊条倾斜方向，由后倾改变为前倾，然后慢慢拉断电弧。此法适用于碱性焊条。电弧焊（二）电弧焊（二） 埋弧焊埋弧焊是目前广泛使用的一种生产效率较高的机械化焊接方法。 与焊条电弧焊相比，虽然灵活性差一些，但焊接质量好、效率高、成本低，劳动条件好。 埋弧焊是指电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。分为埋弧自动焊和手工埋弧焊。一、埋弧焊的基本原理一、埋弧焊的基本原理二、埋弧焊的特点二、埋弧焊的

24、特点 1、埋弧焊的优点、埋弧焊的优点 (1) 焊接生产率高焊接生产率高 a. 不存在药皮成分受热分解的限制，所以允许使用比焊条电弧焊大得多的电流； b. 由于焊剂和熔渣的隔热作用，因此使埋弧焊的焊接速度大大提高 (2) 焊缝质量好焊缝质量好 a. 在焊剂与熔渣的保护之中； b. 还原性的气体； c. 较多的时间进行冶金反应，减少了焊缝中产生气孔、裂纹等缺陷的可能性； d. 焊接参数可通过自动调节保持稳定 (3) 焊接成本较低焊接成本较低 a. 埋弧焊使用的焊接电流大，可使焊件获得较大的熔深； b. 金属飞溅极少； c. 埋弧焊的热量集中，热效率高 (4) 劳动条件好劳动条件好 a. 机械化；

25、b. 焊工的劳动条件大为改善 2、埋弧焊的缺点、埋弧焊的缺点 (1) 适用于直焊缝的焊接，仅用于平焊；适用于直焊缝的焊接，仅用于平焊； (2) 不能焊不能焊Al、Mg、Ti等活泼金属；等活泼金属； (3) 只能焊长焊缝；只能焊长焊缝； (4) 只适于厚板；只适于厚板； (5) 对焊件坡口加工与装配要求严。对焊件坡口加工与装配要求严。三、埋弧焊的应用三、埋弧焊的应用 可焊接的钢种有：碳素结构钢、低合金结构钢、可焊接的钢种有：碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及复合钢等。此外用埋弧焊堆焊不锈钢、耐热钢以及复合钢等。此外用埋弧焊堆焊耐热，耐腐蚀合金、或焊接镍基合金、铜基合金等耐热，耐腐蚀合金

26、、或焊接镍基合金、铜基合金等也能获得很好的效果。也能获得很好的效果。应用应用 （1 1） 焊缝类型和焊件厚度焊缝类型和焊件厚度 焊缝可以保持在水平位置或倾斜度不大的焊件，不管是对接、角接和搭接接头，较厚的焊件。 （2 2） 焊接材料种类焊接材料种类 铸铁因不能承受高热输入量引起的热应力，一般不能用埋弧焊焊接。 铝、镁及其合金因没有适用的焊剂，目前还不能使用埋弧焊焊接。 铅、锌等低熔点金属材料也不适合用埋弧焊焊接。 最能发挥埋弧焊快速、高效特点的生产领域，是造船、锅炉、化工容器、大型金属结构和工程机械等工业制造部门。 四、埋弧焊用焊接材料四、埋弧焊用焊接材料 埋弧焊的焊接材料包括焊丝和焊剂焊丝和

27、焊剂。 当被焊材料确定以后，焊缝的化学成分在很大程度当被焊材料确定以后，焊缝的化学成分在很大程度上取决于焊剂和焊丝的选配，因此，正确选配焊剂和焊上取决于焊剂和焊丝的选配，因此，正确选配焊剂和焊丝是埋弧焊工艺的一项重要内容。丝是埋弧焊工艺的一项重要内容。 焊剂的作用焊剂的作用起着隔离空气、保护焊接金属不受空气侵害的作用起着隔离空气、保护焊接金属不受空气侵害的作用对熔化金属进行冶金处理的作用对熔化金属进行冶金处理的作用焊丝的作用焊丝的作用焊接时熔化进入熔池，起到填充和合金化的作用焊接时熔化进入熔池，起到填充和合金化的作用尚未熔化的焊丝还起着导电的作用尚未熔化的焊丝还起着导电的作用1 1、焊剂、焊剂

28、 1) 1) 焊剂的分类焊剂的分类（1 1）按照制造方法分类）按照制造方法分类 熔炼焊剂熔炼焊剂非熔炼焊剂非熔炼焊剂 粘结焊剂粘结焊剂烧结焊剂烧结焊剂 熔炼焊剂熔炼焊剂是将一定比例的各是将一定比例的各种配料放在高温炉内熔炼，种配料放在高温炉内熔炼，然后经过水冷粒化、烘干、然后经过水冷粒化、烘干、筛选而制成的一种焊剂筛选而制成的一种焊剂 。粘结焊剂粘结焊剂是将一定比例的各种是将一定比例的各种粉状配料加入适量粘结剂（如粉状配料加入适量粘结剂（如水玻璃），经过混合搅拌、粒水玻璃），经过混合搅拌、粒化和低温（一般在化和低温（一般在500500以下）以下）烘干而制成的一种焊剂烘干而制成的一种焊剂烧结焊剂

29、烧结焊剂是将一定比例的各种粉状是将一定比例的各种粉状配料加入适量粘结剂（如水玻璃），配料加入适量粘结剂（如水玻璃），经混合搅拌后，在高温（经混合搅拌后，在高温（75075010001000）下烧结成块，然后粉碎、）下烧结成块，然后粉碎、筛选而成的一种焊剂筛选而成的一种焊剂 熔熔炼炼焊焊剂剂化学成分化学成分氧化物性质氧化物性质按按SiO2含量含量按按MnO含量含量按按CaF2含量含量酸性酸性中性中性碱性碱性高硅（大于）高硅（大于）低硅（小于）低硅（小于）中硅（）中硅（）高锰（大于）高锰（大于）中锰（）中锰（）无锰（小于）无锰（小于）低锰（）低锰（）高氟（大于）高氟（大于）低氟（小于）低氟（小于）

30、中氟（）中氟（）化学性质：化学性质：氧化性；弱氧化性；惰性氧化性；弱氧化性；惰性颗粒结构：颗粒结构：玻璃状；结晶状玻璃状；结晶状中性中性碱性碱性非熔炼焊剂非熔炼焊剂（2 2）按照化学成分分类）按照化学成分分类 （3 3）按照焊剂的化学性质分类）按照焊剂的化学性质分类 可以分为氧化性焊剂、弱氧化性焊剂和惰性焊可以分为氧化性焊剂、弱氧化性焊剂和惰性焊剂。剂。（4 4）按照颗粒结构分类）按照颗粒结构分类 可以分为：玻璃状焊剂、结晶状焊剂和浮石状可以分为：玻璃状焊剂、结晶状焊剂和浮石状焊剂等。焊剂等。 2) 2) 对焊剂的要求对焊剂的要求 （1 1）应具有良好的焊接冶金性能，）应具有良好的焊接冶金性能

31、，即与合适的焊丝配即与合适的焊丝配合，焊缝能得到所需要的化学成分，足够低的硫、磷、合，焊缝能得到所需要的化学成分，足够低的硫、磷、氧、氢等杂质含量以及良好的力学性能，并具有较强的氧、氢等杂质含量以及良好的力学性能，并具有较强的抗裂性和抗气孔性。抗裂性和抗气孔性。 （2 2）具有良好的焊接工艺性能，）具有良好的焊接工艺性能，即具有良好的稳弧性、即具有良好的稳弧性、脱渣性、焊缝成形性等。脱渣性、焊缝成形性等。 其它要求，要求焊剂颗粒应具有所要求的尺寸，颗其它要求，要求焊剂颗粒应具有所要求的尺寸，颗粒强度要足够高，吸潮性要小，焊剂中夹杂物含量要少粒强度要足够高，吸潮性要小，焊剂中夹杂物含量要少等。等

32、。2 2、焊丝、焊丝 焊丝主要是按照被焊丝主要是按照被焊材料的种类进行分类，焊材料的种类进行分类，可以分为碳素结构钢焊可以分为碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、丝、合金结构钢焊丝、不锈钢焊丝、有色金属不锈钢焊丝、有色金属焊丝和堆焊用的特殊合焊丝和堆焊用的特殊合金焊丝等。金焊丝等。 焊丝除要求其化学成分焊丝除要求其化学成分符合要求外，还要求其外观符合要求外，还要求其外观质量满足要求，即焊丝直径质量满足要求，即焊丝直径及其偏差应符合相应标准规及其偏差应符合相应标准规定，焊丝表面应无锈蚀、氧定，焊丝表面应无锈蚀、氧化皮等。此外，为了便于机化皮等。此外，为了便于机械送丝，焊丝还应具有足够械送丝，焊丝还应

33、具有足够的挺度。的挺度。3 3、焊剂与焊丝的选配、焊剂与焊丝的选配 1 1）依据被焊材料的类别及对焊接接头性能的要）依据被焊材料的类别及对焊接接头性能的要求求2 2）依据埋弧焊的工艺特点）依据埋弧焊的工艺特点1 1）依据被焊材料的类别及对焊接接头性能的要求）依据被焊材料的类别及对焊接接头性能的要求 这是选配焊剂和焊丝的主要根据。当被焊材料的种类这是选配焊剂和焊丝的主要根据。当被焊材料的种类不同时，或对焊接接头性能的要求不同时，应选择不同的不同时，或对焊接接头性能的要求不同时，应选择不同的焊剂和焊丝组合。焊剂和焊丝组合。（1 1）在焊接低碳钢）在焊接低碳钢和强度等级较低的低和强度等级较低的低合金

34、钢时，应按等强合金钢时，应按等强原则选用与母材相匹原则选用与母材相匹配的焊接材料。配的焊接材料。 （2 2）在焊接低合金）在焊接低合金高强钢时，除要使焊高强钢时，除要使焊缝与母材等强度外，缝与母材等强度外，还要特别注意保证焊还要特别注意保证焊缝的塑性和韧度。缝的塑性和韧度。 高锰高硅焊剂（如高锰高硅焊剂（如HJ431HJ431、HJ433HJ433、HJ430HJ430）+ +低碳钢焊丝（如低碳钢焊丝（如H08AH08A）或含）或含锰的焊丝（如锰的焊丝（如H08MnAH08MnA）中锰、低锰或无锰焊剂中锰、低锰或无锰焊剂+ +含锰量较高含锰量较高的焊丝（如的焊丝（如H08MnAH08MnA、H

35、10Mn2H10Mn2）相配合）相配合 中锰中硅或低锰中硅型焊剂，配中锰中硅或低锰中硅型焊剂，配合相应的合金钢焊丝。当焊接强合相应的合金钢焊丝。当焊接强度级别比较高的钢时，为了得到度级别比较高的钢时，为了得到高韧度，一般选用碱度高的烧结高韧度，一般选用碱度高的烧结焊剂。焊剂。（3 3）在焊接耐热钢、低温钢和耐蚀钢时，除了要使）在焊接耐热钢、低温钢和耐蚀钢时，除了要使焊缝与母材等强度外，还要保证焊缝具有与母材相同焊缝与母材等强度外，还要保证焊缝具有与母材相同或相近的耐热性、耐低温性或耐腐蚀性。或相近的耐热性、耐低温性或耐腐蚀性。可选用中硅可选用中硅或低硅型焊剂与相应的合金钢焊丝相配合。或低硅型焊

36、剂与相应的合金钢焊丝相配合。（4 4）焊接奥氏体或铁素体高合金钢时，主要是保证焊）焊接奥氏体或铁素体高合金钢时，主要是保证焊缝与母材有相近的化学成分，使焊缝具有与母材相匹缝与母材有相近的化学成分，使焊缝具有与母材相匹配的特殊性能（如耐腐蚀性等）。同时也要满足力学配的特殊性能（如耐腐蚀性等）。同时也要满足力学性能和抗裂性能等方面的要求。性能和抗裂性能等方面的要求。2 2）依据埋弧焊的工艺特点）依据埋弧焊的工艺特点 （1 1）稀释率高）稀释率高 在进行不开坡口的对接焊缝单道焊或双面焊，以及开坡口的对接焊缝根部焊道焊接时，由于埋弧焊焊缝熔透深度大，母材熔化量大，焊缝的稀释率高, 选用合金元素含量低于

37、母材的焊丝焊接并不降低焊接接头的强度。例如，焊接不开破口的Q345（16Mn）钢的对接接头时，选用含锰量低于母材的H08MnA焊丝和HJ431焊剂，能够获得足够的接头强度。（2 2）热输入高）热输入高 埋弧焊是一种高效的焊接方法，为了获得高的熔敷率，通常选用大电流焊接，这导致焊接接头的焊接热输入比较大，焊接接头的冷却速度比较慢。带来的后果是焊接接头组织易粗大，强度和韧度降低。 为了提高接头的强度和韧度，在焊接厚板坡口的填充焊道时，应选用合金成分略高于母材的焊丝并配用中性焊剂焊接。（3 3）焊接速度快）焊接速度快 埋弧焊的焊接速度一般为25m/h左右，最高时可达100m/h。 在这种情况下，焊缝

38、良好的成形不仅取决于焊接参数的合理调整，而且取决于焊剂的特性，应选择适宜快速焊的焊剂用于焊接，例如铝钛型的烧结焊剂SJ501、SJ502等。 埋弧焊工艺：焊接过程中的一整套工艺程序及其埋弧焊工艺：焊接过程中的一整套工艺程序及其技术规定。技术规定。 包括：包括：焊接方法，焊前准备加工，装配，焊接设备，焊接顺序，焊接操作； 选择与母材匹配的焊丝与焊剂； 选择正确的焊接工艺参数及热处理规范； 焊后热处理等。五、埋弧焊工艺五、埋弧焊工艺1、焊前准备、焊前准备 焊前准备包括：焊前准备包括： 1）坡口加工）坡口加工 2）待焊部位的清理）待焊部位的清理 将坡口及坡口两侧2050mm区域内的铁锈、氧化皮、油污

39、、水分清理干净。 油污、水分清理方法：一般用氧-乙炔火焰烘烤 铁锈、氧化皮清理方法：砂布、钢丝刷、砂轮机打磨。 喷砂、抛丸。板厚小于14mm12 22 mm大于22mm坡口不开坡口V或U形坡口双V或双U形坡口3）焊接材料的清理与烘干）焊接材料的清理与烘干 焊丝焊丝：一般有防锈铜镀层。使用前去除掉焊丝表面的油及其它污物，以防止氢气孔。 焊剂焊剂：使用前应按要求烘干。酸性焊剂：250C下烘干，保温12小时。高氟焊剂：必须在300C400C下烘干，保温2小时。 烘干后应立即使用。 4 4）焊件的装配）焊件的装配 装配要求：装配要求：间隙均匀、高低平整且不错边。此外，还应注意以下几点：（1） 定位焊缝

40、采用焊条电弧焊或气体保护焊进行焊接，定位焊缝原则上应与母材等强，长度一般应大于30mm。（2） 直缝两端加装引弧板与熄弧板，焊后再割掉，其目的是使焊件上的焊缝截面尺寸保持稳定，并去掉引弧和收弧位置处出现的缺陷。2、焊接工艺参数的选择、焊接工艺参数的选择1）焊接电流）焊接电流 焊接电流是决定焊缝熔深的主要因素。焊接电流与熔深间成正比关系： H = kmIkm为电流系数，决定于电流种类、极性及焊丝直径等。因此，焊接电流应根据熔深要求首先选定。 焊接电流过大：HAZ宽度大，易产生过热组织，接头韧性降低；电流过大还易导致咬边、焊瘤或烧穿等缺陷。 焊接电流过小：易产生未熔合、未焊透、夹渣等缺陷。生产率低

41、， 2）电流种类与极性）电流种类与极性DCRP：熔敷速度稍低，熔深较大。焊接时一般情况下 都采 用直流反接。DCSP：熔敷速度比反接高30%50%，但熔深较浅，熔合比小。特别适合于堆焊堆焊。母材的热裂纹倾向较大时，为了防止热裂，也可采用直流正接。AC： 采用交流进行焊接时，熔深处于直流正接与直流反接之间。3）电弧电压）电弧电压 主要影响熔宽，对熔深的影响很小。为保证电弧的稳定燃烧及合适的焊缝成形系数，电弧电压应与焊接电流保持适当的关系。焊接电流增大时，应适应提高电弧电压。 电弧电压还影响熔敷金属的化学成分。电弧电压增大，焊剂的熔化量增加，过渡到熔敷金属中的合金元素会增加。 4）焊接速度）焊接速

42、度 焊接速度对熔深及熔宽均有明显的影响。焊接速度增大时，熔深、熔宽均减小。因此，为了保证焊透，提高焊接速度时，应同时增大焊接电流及电压。但电流过大、焊速过高时易引起咬边等缺陷。因此焊接速度不能过高。 5）焊丝直径及干伸长度）焊丝直径及干伸长度 电流一定时，焊丝直径越细，熔深越大，焊缝成形系数减小。然而对于一定的焊丝直径，使用的电流范围不宜过大，否则将使焊丝因电阻热过大而发红，影响焊丝的性能及焊接过程的稳定性。 电弧焊（三）电弧焊（三） 气体保护电弧焊气体保护电弧焊用外加气体作为电弧介质并保护电用外加气体作为电弧介质并保护电 弧和焊接区的电弧焊。弧和焊接区的电弧焊。保护气体通常有两种：保护气体通

43、常有两种：v 惰性气体，包括氩弧焊、氦气焊、混合气体保惰性气体，包括氩弧焊、氦气焊、混合气体保护焊等；护焊等；v C0C02 2气体，简称气体，简称C0C02 2焊。焊。 氩弧焊：用氩气保护电弧区和焊接区的弧焊方法。氩弧焊：用氩气保护电弧区和焊接区的弧焊方法。氩弧焊的质量较高：氩弧焊的质量较高：Ar是惰性气体；单原子分子气体。但氩气电离势高，引弧较困难。氩弧一旦引燃，电弧燃烧非常稳定，熔化的焊丝熔滴很容易呈稳定的轴向射流过渡，飞溅极小。 根据所用根据所用电极电极的不同，氩弧焊分为的不同，氩弧焊分为 熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊 非非熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊（一）氩弧焊（一）氩弧焊1、原理、分类及特

44、点、原理、分类及特点（1）原理）原理（2）分类）分类 按操作方式按操作方式钨极氩弧焊分为：钨极氩弧焊分为：a.手工钨极氩弧焊手工钨极氩弧焊焊枪的移动和填充焊丝的添加完全靠操作者手焊枪的移动和填充焊丝的添加完全靠操作者手工操作。工操作。b.自动钨极氩弧焊自动钨极氩弧焊如果工件固定焊枪移动，则焊枪移动和填充焊如果工件固定焊枪移动，则焊枪移动和填充焊丝的送进完全依靠机械自动进行。丝的送进完全依靠机械自动进行。 按焊件电源按焊件电源分为直流和交流钨极氩弧焊分为直流和交流钨极氩弧焊直流焊直流焊又分为直流正接、直流反接和直流脉冲三种；又分为直流正接、直流反接和直流脉冲三种；交交流焊流焊分为正弦波交流、矩形

45、波（方波）交流两种。分为正弦波交流、矩形波（方波）交流两种。 一、钨极氩弧焊一、钨极氩弧焊（非非熔化极氩弧焊）熔化极氩弧焊） 机械保护效果好，机械保护效果好，能有效地隔绝电弧和周围的空气，因而可成功地焊能有效地隔绝电弧和周围的空气，因而可成功地焊接易氧化、氮化及化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金。接易氧化、氮化及化学活泼性强的有色金属、不锈钢和各种合金。 电弧热源与填充焊丝分别控制，易于实现单面焊双面成形，填充焊丝电弧热源与填充焊丝分别控制，易于实现单面焊双面成形，填充焊丝不通过电弧，故不会产生飞溅，不通过电弧，故不会产生飞溅，焊缝金属纯净，焊缝金属纯净，焊缝成形美观，焊缝成形美观，焊接

46、质量焊接质量优良。优良。 电弧稳定，电弧稳定，即使在很小的焊接电流下即使在很小的焊接电流下 （10A10A）时时仍可稳定燃烧，特别仍可稳定燃烧，特别适用于薄板，超薄板的焊接。适用于薄板，超薄板的焊接。 明弧无渣，熔池可见度好，便于控制，易于实现机械化、自动化和明弧无渣，熔池可见度好，便于控制，易于实现机械化、自动化和全全位置焊接位置焊接； 焊接热影响区和变形小。因为电弧在压缩气流下燃烧，热量集中，焊焊接热影响区和变形小。因为电弧在压缩气流下燃烧，热量集中，焊缝周围气流冷却所致。缝周围气流冷却所致。 氩气昂贵，设备造价高，且氩气无脱氧去氢作用，焊前清理要求严格。氩气昂贵，设备造价高，且氩气无脱氧

47、去氢作用，焊前清理要求严格。 只能在室内进行。只能在室内进行。（3）特点）特点各种电流钨极氩弧焊特点及应用各种电流钨极氩弧焊特点及应用阴极清理作用阴极清理作用亦称为亦称为“阴极雾化阴极雾化”或或“阴极破碎阴极破碎”作用，仅在直流反接时才具有的一种去除焊件表面氧化膜作用，仅在直流反接时才具有的一种去除焊件表面氧化膜的作用。的作用。去除氧化膜的机理：去除氧化膜的机理：熔池表面被质量大的正离子撞击，熔池表面被质量大的正离子撞击，致使氧化膜破碎而被去除。致使氧化膜破碎而被去除。多用交流，其负半周可消除氧化铝薄膜；多用交流，其负半周可消除氧化铝薄膜；I I不能太大，不能太大，以防钨合金熔化，钨极氩弧焊口

48、适用于以防钨合金熔化，钨极氩弧焊口适用于4mm4mm薄板。薄板。脉冲钨极氩弧焊还适于焊接脉冲钨极氩弧焊还适于焊接0.8mm0.8mm以下的薄板。以下的薄板。 阴极清理作用阴极清理作用2、应用应用 钨极氩弧焊几乎可焊接所有金属和合金，但对钨极氩弧焊几乎可焊接所有金属和合金，但对于低熔点（低沸点）和易蒸发的于低熔点（低沸点）和易蒸发的PbPb、SnSn、ZnZn则难以则难以焊接。从生产率考虑所焊板材以焊接。从生产率考虑所焊板材以3mm3mm以下为宜。以下为宜。 对于某些厚壁压力容器和管道要求焊透的坡口对于某些厚壁压力容器和管道要求焊透的坡口打底焊、全位置焊和窄间隙焊也可适用。打底焊、全位置焊和窄间

49、隙焊也可适用。 窄间隙焊接窄间隙焊接厚板对接接头，焊前不开坡口厚板对接接头，焊前不开坡口或只开小角度坡口开留有窄而深的间隙，采用气体或只开小角度坡口开留有窄而深的间隙，采用气体保护焊或埋弧多层焊的焊接。保护焊或埋弧多层焊的焊接。 1、原理、原理二、熔化极氩弧焊二、熔化极氩弧焊采用连续送进的焊丝作为电极，采用连续送进的焊丝作为电极，电弧在焊丝和焊件之间燃烧，电弧在焊丝和焊件之间燃烧，焊丝不断熔化，形成熔滴过渡焊丝不断熔化，形成熔滴过渡到熔池中去，待液态金属冷却到熔池中去，待液态金属冷却结晶后形成焊缝。可采用较大结晶后形成焊缝。可采用较大电流，适合焊厚度为电流，适合焊厚度为25mm以以下下的焊件。

50、的焊件。1 1焊件焊件 2 2电弧电弧 3 3焊丝焊丝 4 4焊丝盘焊丝盘 5 5送丝滚轮送丝滚轮 6 6导电嘴导电嘴 7 7保护罩保护罩 8 8保护气体保护气体 9 9熔池熔池 1010焊缝金属焊缝金属2 2、特点、特点优点：优点：v（1 1）MIGMIG焊时，电弧空间无氧化性，能避免氧化，焊接中焊时，电弧空间无氧化性，能避免氧化，焊接中不产生熔渣，在焊丝中不需要加入脱氧剂，可以使用与母不产生熔渣，在焊丝中不需要加入脱氧剂，可以使用与母材同等成分的焊丝进行焊接。材同等成分的焊丝进行焊接。MAGMAG焊氧化性较弱。焊氧化性较弱。v（2 2） 与与COCO2 2电弧焊相比较，熔化极氩弧焊电弧稳定

51、、熔滴电弧焊相比较，熔化极氩弧焊电弧稳定、熔滴过渡稳定，焊接飞溅少，焊缝成形美观。过渡稳定，焊接飞溅少，焊缝成形美观。v（3 3） 与钨极氩弧焊相比较，焊丝和电弧的电流密度大，与钨极氩弧焊相比较，焊丝和电弧的电流密度大，焊丝熔化速度快，熔敷效率高，母材熔深大，焊接变形小，焊丝熔化速度快，熔敷效率高，母材熔深大，焊接变形小，焊接生产率高。焊接生产率高。v（4 4） MIGMIG焊采用焊丝为正的直流电弧焊接铝及铝合金时，焊采用焊丝为正的直流电弧焊接铝及铝合金时，对母材表面的氧化膜有良好的阴极清理作用。对母材表面的氧化膜有良好的阴极清理作用。缺点：缺点：（1 1） 氩气及混合气体比氩气及混合气体比C

52、O2CO2气体的售价高，熔化极气体的售价高，熔化极氩弧焊的焊接成本比氩弧焊的焊接成本比CO2CO2电弧焊的焊接成本高。电弧焊的焊接成本高。（2 2） MIGMIG焊对工件、焊丝的焊前清理要求较高，即焊对工件、焊丝的焊前清理要求较高，即焊接过程对油、锈等污染比较敏感。焊接过程对油、锈等污染比较敏感。3 3、应用、应用vMIGMIG焊几乎可以焊接所有的金属材料，主要用于焊接铝、焊几乎可以焊接所有的金属材料，主要用于焊接铝、镁、铜、钛及其合金，以及不锈钢镁、铜、钛及其合金，以及不锈钢v富氩混合气体保护的富氩混合气体保护的MAGMAG焊可以焊接碳钢和某些低合金钢，焊可以焊接碳钢和某些低合金钢，在要求不

53、高的情况下也可以焊接不锈钢。不能焊接铝、镁、在要求不高的情况下也可以焊接不锈钢。不能焊接铝、镁、铜、钛等容易氧化的金属及其合金。铜、钛等容易氧化的金属及其合金。v广泛应用于汽车制造、工程机械、化工设备、矿山设备、广泛应用于汽车制造、工程机械、化工设备、矿山设备、机车车辆、船舶制造、电站锅炉等行业。机车车辆、船舶制造、电站锅炉等行业。4 4、焊接电源及极性选择、焊接电源及极性选择v一般采用一般采用直流反接直流反接（焊件接负），很少采用直流正接（焊件接负），很少采用直流正接（焊件接正）或者交流电流：（焊件接正）或者交流电流： v（1 1）v（2 2）为了得到稳定的焊接过程和稳定的熔滴过渡过程为了得

54、到稳定的焊接过程和稳定的熔滴过渡过程v（3)3)是在焊接铝、镁及其合金时，也需要利用直流反是在焊接铝、镁及其合金时，也需要利用直流反接时电弧对焊件及熔池表面的氧化膜所具有的阴极清接时电弧对焊件及熔池表面的氧化膜所具有的阴极清理作用。理作用。 PAPKBDCSPBACBDCRPHDCSPHAC40mm的直缝，也可焊环缝和变截面焊缝 电阻焊 与熔焊比较生产率高，接头质量好，焊件尺寸精度高，焊机设备简单，功率小，耗电少 成批大量生产，可焊多种金属，对焊用于焊接杆状零件；点焊用于焊接薄板容器和管道焊接 摩擦焊 与电阻焊比较，生产率高，接头质量好，焊件尺寸精度高，焊机设备简单，功率小，电耗小。 成批大量生产可焊多种金属用于圆形工件棒料及管子的对接 钎焊 与