mp焊接方法与设备

1、焊接方法与设备第六章 钨极惰性气体保护焊1第七章 等离子弧焊接定义：借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得高能量密度的等离子弧进行焊接的方法（PAW）。2第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的形成等离子弧定义：通过外部拘束使自由电弧的弧柱被强烈压缩所形成的电弧。3第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的形成自由电弧4第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的形成拘束电弧 压缩电弧5第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的形成三种压缩作用：机械压缩效应（前提）热收缩效应（主要原因）电磁收缩效应（必然存在）电弧在三种压缩效应的作用下，直径变小、温度升高、气体的离子化程度提高、能量密度增大。最后形成稳定

2、的压缩电弧。6第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的形成等离子弧的影响因素电流喷嘴孔道形状及尺寸离子气体的种类及流量（H2、N2、Ar）7第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的特性8第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的特性TIG:10000-24000K 104w/cm2PAW:24000-50000K 105w/cm29第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的特性TIG:斑点热量是焊接的主导能量 弧柱的传导辐射对于焊接是次要能量PAW:弧柱高速高温等离子体通过接触传导与辐射可能成为焊接的主要能量 斑点热量降为次要能量10第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的特性挺度好、冲击力大面积

3、变化20%11第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的特性等离子弧的静特性12第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的特性等离子弧的稳定性较好13第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的类型及应用14第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的类型及应用15第一节 等离子弧的形成及特性-等离子弧的类型及应用16第一节 等离子弧的形成及特性-双弧现象及防止17第一节 等离子弧的形成及特性-双弧现象及防止大电流（100-500A）高离子气流量单面焊双面成形控制焊件厚度18第一节 等离子弧的形成及特性-双弧现象及防止危害：破坏稳定性、破坏接头质量降低功率、影响穿透力危害喷嘴19第一节 等离子弧的形成及特

4、性-双弧现象及防止防止措施：正确选择电流气体成分及流量喷嘴尺寸、形状钨极内缩长度、对中喷嘴冷却距离焊件的距离送气方式的改进清理喷嘴20第二节 等离子弧焊-等离子弧焊基本方法21第二节 等离子弧焊-等离子弧焊基本方法小电流（30-100A）低离子气流量混合型等离子弧不形成小孔无尾焰薄焊件22第二节 等离子弧焊-等离子弧焊基本方法23第二节 等离子弧焊-等离子弧焊基本方法微束等离子弧焊接30A的熔入型等离子弧焊接通常称为微束等离子弧焊接小孔径喷嘴1mm以下焊件变极性等离子弧焊脉冲等离子弧焊24第二节 等离子弧焊-等离子弧焊基本方法25第二节 等离子弧焊-等离子弧焊设备2022/9/82626第二节

5、 等离子弧焊-等离子弧焊设备2022/9/82727第二节 等离子弧焊-等离子弧焊设备2022/9/8杨建国2828第三节 等离子弧堆焊与喷涂-堆焊原理2022/9/82929第三节 等离子弧堆焊与喷涂-喷涂原理2022/9/83030第三节 等离子弧堆焊与喷涂-粉末堆焊原理2022/9/83131第四节 等离子弧切割 -切割原理2022/9/83232第四节 等离子弧切割 -切割设备2022/9/8杨建国3333第四节 等离子弧切割 -切割设备34第四节 等离子弧切割 -其他切割方法35第四节 等离子弧切割 -其他切割方法36第十章 其他焊接方法电渣焊螺栓焊电子束焊激光焊接摩擦焊接高频焊接3

6、7第一节 电渣焊38第一节 电渣焊-原理及分类定义：利用电流通过液态熔渣产生的电阻热进行焊接的方法。39第一节 电渣焊-原理及分类40第一节 电渣焊-原理及分类41第一节 电渣焊-原理及分类42第二节 螺柱焊43第二节 螺柱焊-定义及原理将螺柱的一端与板件表面接触，通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一定的压力完成焊接的方法称为螺柱焊。螺栓板接触面电弧熔化区力力44第二节 螺柱焊-特点及分类焊接时间短（1s）熔深浅节省材料设备简单全位置焊接冷却速度快，影响接头延性45第二节 螺柱焊-特点及分类电弧螺柱焊电容储能螺柱焊短周期螺柱焊46第二节 螺柱焊-特点及分类47第二节 螺柱焊-特点及分类48第二节

7、 螺柱焊-特点及分类49第二节 螺柱焊-特点及分类50第二节 螺柱焊-特点及分类51第三节 高能束焊接52第三节 高能束焊接-电子束焊53第三节 高能束焊接-电子束焊电子束极高的功率密度（加速电压：30-150kV,焦点直径小）精确、快速的可控性54第三节 高能束焊接-电子束焊焊接方法的优点：深宽比大速度快、热影响区小、变形小焊缝质量高（真空作用）适应性强（材料，板厚）可达性好可控性好55第三节 高能束焊接-电子束焊焊接方法的缺点设备贵装配严格真空室限制电磁干扰射线56第三节 高能束焊接-激光焊57一、激光焊接原理 热导焊接 深熔焊接 热导焊焊缝 深熔焊焊缝 激光焊接原理及应用58二、激光深熔

8、焊的几何特征、熔池流动、小孔对光吸收 激光深熔焊几何特征1 激光束 2 焊接熔池 3 小孔 4 焊缝宽度 5 熔池深度激光深熔焊腔内液体金属的流动1 激光束 2 小孔后部流动区 3 小孔内流动区 小孔内激光的吸收过程1 激光束 2 等离子体3 熔池后部熔化区4 焊件运动方向 59激光束基本特性 单色性好、方向性好、亮度高、相干性好。1、单色性 激光中单色性最好的是气体激光器产生的激光。 He-Ne激光器产生的632.8nm谱线，线宽只有10-9nm。 普通光源中单色性最好的用来作为长度基准器的氪灯(Kr86)，其谱线宽度为4.710-3nm。 激光的单色性比一般光要高出106107倍以上 .

9、自然光由波场范围较宽的光构成，激光的谱线展宽极小，具有很好的单色性。 单色性决定物质对激光能量的吸收和精细聚焦的可能性；CO2：10.6m CO： 5.4m YAG：1.06m 准分子：0.24m；激光自然光波长能量602、方向性好、亮度高 从光源发出的激光平行传播的程度成为方向性。 激光器输出的光束发散角度很小，可以小于或等于10-310-5弧度。 激光通过直径为D的孔径时，由于衍射会产生一定发散：激光的方向性带来两个结果： 光源表面的亮度高；被照射地方光的照度大。 一个具有10mW功率的He-Ne激光器可产生比太阳高几千倍的亮度，可在屏幕上形成面积很小但照度很大的光斑。613、相干性好 以

10、适当方法将统一光源发出的光分成两束，再 使两束光重 合便产生明暗相间的条纹，这就是 光的干涉。 自然光由无数的原子与分子发射，产生波长各不相同的杂乱光，合成后不能形成整齐有序的大振幅光波。 激光的相位在时间上是保持不变的，合成后能形成相位整齐、规则有序的大振幅光波。 62第三节 高能束焊接-激光焊优点能量集中、热影响区小、应力变形小深宽比大适应性强可达性好、易传输不受电磁干扰不用真空室、无射线63远距离焊接系统原理64激光焊接的主要问题：设备贵反射问题组装定位合金元素的挥发 焊接过程中一些高挥发性的合金元素(如硫和磷)从熔池中挥发出来，会导致气孔的产生，而且有很可能产生咬边。冷却速度非常快 材

11、料的含碳量成为一个非常重要的影响参数，对材料的脆化、微裂纹及疲劳强度都会有影响。65第三节 高能束焊接-激光焊原理自由辐射受激吸收受激辐射条件粒子集居数反转（粒子数反转）66第三节 高能束焊接-激光焊激光的形成过程 工作物质 激励、受激辐射 自激振荡增益 外界能量注入（泵浦） 光学谐振腔 67第三节 高能束焊接-激光焊68CO2激光的产生1. 激光束2. 切向排风机3. 气流方向4. 热交换器5. 后镜6. 折叠镜7. 高频电极8. 输出镜9. 输出窗口 CO2激光器系统 一般气流的流动速度较慢,将热量从放电腔中带走。69YAG激光的产生根据工作物质分类： 红宝石：激活离子Cr3+，波长：69

12、4.3nm，三能级； Nd:YAG：激活离子：Nd，波长：1.06m，四能级； 钕玻璃： 激活离子：Nd，波长:1.06m，四能级 脉冲宽度：100500ns，频率：几百62kHz。 70YAG激光的产生灯泵浦Nd:YAG激光器 大功率激光器中，典型的Nd:YAG棒一般是长150mm，直径710mm。泵浦过程中激光棒发热，限制了每个棒的最大输出功率。单棒Nd:YAG激光器的功率范围约为50800W。 71灯泵浦Nd:YAG体激光器 将几个Nd:YAG棒串联起来可获得高功率的激光束，每个独立的棒可通过透镜引导并规则的排列起来。 目前的Nd:YAG激光器系统多达8个腔。输出4kW功率。 1kW的脉

13、冲Nd:YAG激光器YAG激光的产生72激光TIG复合electrodearclaser beam旁轴激光与TIG复合 双束激光与TIG同轴复合 多电极TIG与激光同轴复合laser beam 1lensarclaser beam 273激光MIG复合利用填丝提高熔深、改善焊缝成型和接头性能。对间隙、错边、对中的适应性更好，可焊接厚板。适合焊接铝合金、镁合金、铜合金材料74激光等离子弧复合加热区更窄，对外界敏感更小，引燃性好。密度更大，弧长更长。可旁轴复合，也可同轴复合。适合薄板对接、高速焊、镀锌板、铝合金焊接。环状电极同轴复合Laser beamPlasma torchPlasma arcW

14、orkpieceLaser beamPlasma torchPlasma arcWorkpiece空心电极同轴复合75激光双电弧复合能量输入比普通激光MIG复合减少，熔深增大。焊接速度更高，焊接过程更稳定。相互之间位置的排布非常重要。尤其适合焊接厚板。激光双MIG复合76第四节 摩擦焊77第四节 摩擦焊定义：在压力作用下，通过待焊界面的摩擦界面及其附近温度升高，材料的变形抗力降低、塑性提高、界面氧化膜破碎，伴随着材料产生塑性变形和流动，通过界面的扩散及再结晶而实现焊接的固态焊接方法78第四节 摩擦焊原理机械能转化为热能塑性变形顶锻保持扩散再结晶79第四节 摩擦焊优点质量好异种金属焊接效率高、质量稳定节电、干净、设备操作简单缺点设备贵非圆构件、薄件80第四节 摩擦焊81第四节 摩擦焊82第四节 摩擦焊83第四节 摩擦焊84第五节 高频焊85第五节 高频焊定义：利用流