焊接方法课件

1、焊接方法、操作及变形控制一、焊接的定义与特点1、定义：焊接是利用原子之间的扩散与结合，使分离的金属材料牢固地连接起来，成为一个整体的过程。2、焊接的优点（6点）节省金属材料、减轻结构重量，且经济效益好。焊接结构比铆接结构重量可减轻15%-20%，比铸件轻30%-40%，比锻件轻30%。简化加工与装配工序，生产周期短，生产效率高。结构强度高，接头密封性好。为结构设计提供较大的灵活性。用拼焊的方法可以大大突破铸锻能力的限制。焊接工艺过程易实现机械化和自动化。3、焊接的局限性用焊接方法加工的结构易产生较大的焊接变形和焊接残余应力，从而影响结构的承载能力、加工精度和尺寸稳定性，同时在焊缝与焊件交界处还

2、会产生应力集中，对结构的疲劳断裂有较大的影响。焊接接头中存在着一定数量的缺陷，如裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等。这些缺陷的存在会降低强度，引起应力集中，损坏焊缝致密性，这是造成焊接结构破坏的主要原因之一。焊接接头具有较大的性能不均匀性。由于焊缝的成分及金相组织与母材不同，接头各部位经历的热循环不同，使接头不同区域的性能不同。焊接生产过程中产生高温、强光及一些有毒气体，对人身体有一定损害，因此要加强焊接操作人员的劳动保护。二、焊接方法的分类按工艺特点对焊接进行分类，分为三大类：熔焊、压焊、钎焊。等离子弧焊非熔化极TIG激光焊电子束焊钎焊电渣焊MAG压力焊铝热焊气焊CO2MIG 电弧焊 熔化极

3、手工焊埋弧焊熔化焊接熔焊 所谓熔焊，是指焊接过程中，将焊接接头在高温等的作用下至熔化状态，两个工件熔化的融液发生混合，待温度降低后，熔化部分凝结，两个工件就被牢固的焊在一起，完成焊接的方法。熔焊可以分为：电弧焊、电渣焊、气焊、电子束焊、激光焊等。最常见的电弧焊又可以进一步分为：手工电弧焊（焊条电弧焊）、气体保护焊、埋弧焊、等离子焊等。压焊、钎焊钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。压焊是指利用焊接时施加一定压力而完成焊接的方法，压力焊又称压焊。锻焊、接触焊、摩擦焊、气压焊、

4、冷压焊、爆炸焊属于压焊范畴。对于锅炉压力容器行业，目前主要采用熔化焊。因为它具有强度高、气密、水密性好，材质和板厚选择范围大，工艺成熟，可靠性好等优点。关于氩弧焊需要注意的问题：1)、氩弧焊根据电极是否熔化分为不熔化极氩弧焊及熔化极氩弧焊。2）、不熔化极氩弧焊通常叫钨极氩弧焊，它以钨棒作电极，在氩气保护下，靠钨极与工件间产生的电弧热，熔化基本金属进行焊接。必要时，也可另外填充焊丝。在焊接过程中，钨极不发生明显的熔化和消耗，只起发射电子引燃电弧及传导电流的作用。钨极氩弧焊电弧稳定，可使用小电流焊接薄工件，并可单面焊双面成型，近年在压力容器制造和安装中得到广泛应用。特别是采用钨极氩弧焊打底，然后用

5、手工电弧焊或其它焊接方法形成焊缝，可以避免根部未焊透等缺陷，提高焊接质量。3)、氩弧焊可用于各种焊接接头形式，但不同的接头形式下氩气的保护效果不同。对于对接接头和T字接头，氩气流具有良好的保护效果。但对于对角接接头的保护作用较差，空气容易侵入焊缝区，所以应预加档板以提高氩气流的保护效果。4）、氩弧焊的焊接规范参数主要有焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径、氩气流量、喷嘴直径等，这些规范参数的大小又因焊接形式的不同而不同。其中氩气流量是影响焊接质量的重要因素，氩气流量增大，可以增大气流的刚度，提高抗外界干扰的能力，增强保护效果。但是氩气流量过大时，会产生不规则的紊流，影响电弧稳定，并将空气卷入

6、电弧区，反而降低焊接质量。序焊接方法定义优点缺点备注3埋弧自动焊焊接过程中，主要的焊接操作如引燃及熄灭电弧、送进焊条（焊丝）、移动焊条（焊丝）或工件等都由机械自动完成的，叫自动电弧焊。自动电弧中，电弧被掩埋在焊剂层下面燃烧并实施焊接的，叫埋弧自动焊，或者叫熔剂层下自动焊，通常简称埋弧焊。与手工电弧焊相比 1 埋弧自动焊能采用大的焊接电流，电弧热量集中，熔深大，焊丝可连续送进而不象焊条那样频频更换，因此其生产率比手工电弧焊高510倍。2 由于焊剂和熔渣严密包围着焊接区，空气难于侵入；高的焊接速度减小了热影响区的尺寸；焊剂和熔渣的覆盖减慢了焊缝的冷却速度，这些都有利于使焊接接头获得良好的组织和性能

7、。同时，自动操作使焊接规范参数稳定，焊缝成分均匀，外型光滑美观，因此焊接质量良好、稳定。3 埋弧自动焊热量集中，焊接金属没有飞溅损失，没有废弃的焊条头，工件厚度小时还可以不开坡口，从而可以节省金属材料和电能。4 埋弧自动焊施焊中看不到弧光，焊接烟雾也很少，又是机械自动操作，因而劳动条件得到很大改善。设备比较复杂昂贵；由于电弧不可见，因而对接接头加工与装配要求严格；焊接位置受到一定限制，一般总是在平焊位置焊接。埋弧自动焊用焊丝作为电极和焊接填充金属。焊接时，颗粒状焊剂覆盖着部分焊丝和焊接熔池，电弧基本上是在密封的空穴里燃烧，熔化的焊剂膜可靠地保护着电弧和熔池，使之免受大气的作用，并防止飞溅。埋弧

8、自动焊常用于焊接长的直线焊缝及大直径圆筒容器的环焊缝2 手工电弧焊的焊接位置及特点焊接位置定义：熔焊时，焊接接头所处的空间位置称为焊接位置。七种焊接位置：平焊位置、立焊位置、横焊位置、仰焊位置、平角焊位置、立角焊位置、仰角焊位置。管子环焊缝的焊接位置也有四种基本形式：水平转动、垂直固定、水平固定、450位置。对于不同的焊接位置，采用的焊接方法，选择的焊接规范以及焊工的操作手法都有所不同，焊缝外观成型与内部缺陷的发生也有各自的规律。焊接位置及特点 序焊接位置工艺选择特点备注1平焊可以采用较大直径焊条和较大的焊接电流（焊缝处于水平位置，熔滴主要靠自重过渡，所以操作技术比较容易掌握）1、生产效率高。

9、2、产生的缺陷：A、根部形成未焊透或焊瘤（焊接参数选择或操作不当）B、夹渣（运条及焊接角度不正确熔渣与熔化金属混杂不清 熔渣超前）2立焊选用小直径焊条和较小的焊接电流焊接（V型坡口的立焊，根部焊接是一个关键，要求熔深均匀，保证焊透并没有其它缺陷。）1、焊接时，要注意焊条角度和运条方式，施焊过程中，要严格保持短弧，运条速度要均匀，焊条在坡口两侧要稍有停顿，以保持熔合良好，运条间距不易过大，焊缝表面要求平整，避免呈凸形，否则在焊第二层焊缝时，易产生夹渣和熔合不良等缺陷。2、在焊后面几层时，依次应将前一层焊缝的焊渣清除干净，并检查焊接质量，如有焊瘤应铲平。3、施焊过程中，运条要稳，在焊道中间运条速度

10、要稍快，而在坡口边缘处要稍作停留，注意观察熔池形状，保持熔池呈椭圆形，如果焊道中间运条速度过慢，易造成液态金属下淌，形成凸形不良焊道，会导致焊接下一层焊道时产生未熔合和夹渣等缺陷，焊接盖面焊层时，要注意运条摆动幅度要一致，电弧在坡口边缘要稍有压低和停顿，防止产生咬边等缺陷。序焊接位置工艺选择特点备注3横焊采用短弧焊接，并选用较小直径焊条和较小的焊接电流以及适当的运条方法。（横焊时，由于熔化金属受重力作用，容易下淌而产生咬边、焊瘤及未焊透等缺陷）1、V型坡口对接横焊根部焊缝时要严格采用短弧，运条速度要均匀，并在坡口上侧停留时间稍长些，注意使坡口两侧熔合良好，防止焊缝产生未焊透、焊缝内凹、焊缝下坠

11、或焊瘤等缺陷。2、对板厚超过8mm的板对接横焊时，应采用多层多道焊，这样能更好地防止由于熔化金属下淌而造成焊瘤，保证焊缝成形。焊接过程中应采用短弧焊，运条角度要正确，速度应均匀，并使坡口边缘熔合良好，防止产生咬边、未熔合和焊瘤等缺陷，上、下焊道重叠覆盖2/3以上，以获得较平整美观的焊缝。序焊接位置工艺选择特点备注4仰焊仰焊时焊缝位于燃烧电弧上方。焊工在仰视位置进行焊接，是最难焊的一种焊接位置。由于仰焊时熔化金属在重力的作用下，较易下淌，熔池大小和形状不易控制，易产生夹渣、未焊透、凹陷等缺陷，运条困难，焊缝表面不易焊得平整，因此，焊接时必须正确地选择焊接直径和焊接电流，尽量使用厚药皮焊条和维持最

12、短的电弧，这样有利于熔滴过渡，促使焊缝成形。1、在焊第一层焊缝时，采用直径3.2mm焊条，用直线形或直线往返形运条法。开始焊接时，应用长弧预热起焊处，然后迅速压低电弧于坡口根部，稍停片刻，使根部焊透，再将电弧前移进行正常焊接。在施焊过程中，焊接速度在保证焊透的前提下尽可能快些。以防止熔化金属下淌。第一层焊缝要求平直，避免向下凹出，否则给下一焊层的焊接带来困难。2、在焊后一层焊层时，应将前焊层的焊渣及飞溅清除干净，如有焊瘤需铲平才能进行施焊。第二焊层以后的运条法为仰角。运条时两侧应稍停顿一下，防止咬边，中间快一些，形成较薄焊道，有利于焊缝成形。1、引弧方法 敲击法是一种理想的引弧方法，将焊条垂直

13、与焊件接触形成短路后迅速提起2-4mm的距离后既引燃。敲击法不容易掌握，但在焊接淬硬倾向较大的钢材时最好采用敲击法 划擦法是在焊件表面上划动一下，即可引燃电弧。但容易在焊件表面造成电弧擦伤，所以必须在焊缝前方的坡口内引弧。2、运条方法焊接过程中，焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫做运条。电弧引燃运条时焊条末端有三个基本动作要相互配合，即焊条沿着轴线向溶池迸进 ，焊条沿着焊接方向移动，焊条作横向运动，这三个动作组成焊条有规则的运动，运条方法有很多种，焊工可以根据焊接接头形式、焊接位置、焊条规格、焊接电流和操作熟练程度等因素合理地选择各种运条方法，常用的有锯齿形，正反月牙形，三角形等。运条方法示意

14、图3、施焊接头方法焊条电弧焊时 ，由于受焊条长度的限制在焊接过程中产生焊接接头的情况是不可避免的，常用的施焊接头的连接形式大体可以分为两类：一类是冷接头，即焊缝与焊缝之间的接头连接，另一类为热接头，即焊接过程中由于自己自动断弧或更换焊条时，溶池处在高温红热状态下的接头连接，根据不同的接头可采用不同的操作方法。4、收弧方法收弧是焊接过程中的关键动作，大体可分为两种操作方法，一种是连弧法操作技术中的收弧方法，另一种是断弧法操作技术中的收弧方法，如果操作不当可能会产生弧坑、缩孔和和弧坑、裂纹等焊接缺陷。1）连弧法收弧，连弧焊收弧方法可分为 焊接过程中更换焊条的收弧方法和焊接结束时焊缝收尾处的收弧方法

15、，更换焊条时为了防止产生缩孔，应将电弧慢慢地控向后方坡口一侧的100mm后再衰减熄弧，焊缝收尾处的收弧应将电弧在弧坑处稍做停顿，待弧坑添满后将电弧慢慢拉长，然后熄弧。2）断弧法收弧，采用断弧操作技术时，焊接过程中的每一个动作都是起弧、收弧的动作，收弧时必须将电弧拉向坡口边缘后再熄弧，焊缝收尾处应采取反复断弧的方法填满弧坑。（二）熔化极气体（CO2)保护焊1）焊低碳钢.低合金钢CO2或MAG（Ar 80%；CO220%）。2）不锈钢（Ar 95%；CO2 5%）或（Ar98%；O2 2%）。3）铝及其合金、脱氧铜 硅青铜钛Ar焊.4）药心焊丝时：CO2 MAG或不用气体.5）铜及铜合金（N2，N

16、2和Ar）.1、CO2气保焊机常用的保护气体2、C02气体保护电弧焊的工作原理C02气体保护电弧焊是使用焊丝来代替焊条,经送丝轮通过送丝软管送到焊枪,经导电咀导电,在CO2气氛中,与母材之间产生电弧,靠电弧热量进行焊接。CO2气体在工作时通过焊枪喷嘴，沿焊丝周围喷射出来，在电弧周围造成局部的气体保护层使溶滴和溶池与空气机械地隔离开来，从而保护焊接过程稳定持续地进行，并获得优质的焊缝。3、CO2焊主要规范参数（4）焊接电流（2）焊丝（1）气体（3）干伸长度 （7）极性（6）焊接速度（5）焊接电压 焊接过程中，保持焊丝干伸长度不变是保 证焊接过程稳定性的重要因素之一。 焊接电流一定时，干伸长度的增

17、加，会使焊丝熔化速度增加，但电弧电压下降，电流降低，电弧热量减少。 热量=干伸长度热量+电弧热量过长时：气体保护效果不好，易产生气孔，引弧性能差,电弧不稳,飞溅加大, 熔深变浅，成形变坏.过短时：看不清电弧,喷嘴易被飞溅物堵塞,飞溅大，熔深变深，焊丝易与导电咀粘连. 干伸长度热量电弧热量干伸长度为什麽要求严格R不许变（2）焊接电流焊接电流:根据焊接条件（板厚、焊接位置、焊接速度、材质等参数）选定相应的焊接电流。CO2焊机的焊接电流必须与焊接电压相匹配，要保证送丝速度与焊接电压对焊丝的熔化能力一致，以保证电弧长度的稳定。1.61.21.00.80 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1

18、3 14 m / min A500400300200100焊接电流和送丝速度的关系同一焊丝，电流越大送丝速度越快。电流相同，丝越细送丝速度越快。（3）焊接电压焊接电压即电弧电压: 提供焊接能量。电弧电压越高，焊接能量越大，焊丝熔化速度就越快。 U电弧 = U输出 U损（电缆，接触不良）如果焊机安装符合安装要求的话，损耗电压主要指电缆加长所带来的电压损失，如焊接电缆需要加长，调节焊机输出电压时可参考下表： 焊接电流 电缆长度100A200A300A400A500A10m约1V约1.5V约1V约1.5V约2V15m约1V约2.5V约2V约2.5V约3V20m约1.5V约3V约2.5V约3V约4V2

19、5m约2V约4V约3V约4V约5V 根据焊接条件选定相应板厚的焊接电流，然后根据下列公式计算焊接电压。 300A时: 焊接电压 =( 0.04倍焊接电流 + 20 2)伏 举例1：选定焊接电流200A，则焊接电压计算如下： 焊接电压 = ( 0.04 X 200 + 16 1.5)伏 = ( 8 + 16 1.5)伏 = ( 24 1.5)伏焊接电压的设定电压偏高时:弧长变长,飞溅颗粒变大, 易产生气孔. 焊道宽而平,熔深和余高变小.电压偏低时:焊丝插向母材,飞溅增加,焊道变窄，熔深和余高大. 啪嗒！啪嗒！嘭！嘭！嘭！母材母材焊接电压对焊接效果的影响（4）焊接速度在焊接电压和焊接电流一定的情况

20、下：焊接速度的选择应保证单位时间内给焊缝一定的热量.焊接热量三要素：热量= I 2 R t I 2 ：焊接电流的平方 R: 电弧及干伸长度的等效电阻 t: 焊接速度越快 t 越小半自动：焊接速度为30-60cm/min自动焊：焊接速度可高达250cm/min以上焊接速度过快时:焊道变窄,熔深和余高变小。（5）极 性反极性特点：电弧稳定，焊接过程平稳，飞溅小。正极性特点：熔深较浅，余高较大，飞溅很大，成形不好，焊丝熔化速度快（约为反极性的1.6 倍），只在堆焊时才采用。CO2焊、MAG焊和脉冲MAG焊一般都采用直流反极性。工件焊枪直流反极性接法 KR500AV +工件焊枪直流正极性接法 KR500AV +（6）收 弧收弧：小电流（小于150A）。引弧时防止烧穿工件，焊接结束时填满弧坑。收弧电流 = （0.6-0