常用焊接方法

3.2常用焊接方法1电弧焊利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。3.2常用焊接方法2焊条电弧焊利用焊条与工件间产生的电弧热，将工件和焊条熔化而进行的焊接方法。（利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。）由焊工手工操作焊条焊接，又叫手工电弧焊，应用最广。优点：设备简单，灵活方便，全方位焊接各种不规则焊缝；焊条系列完整，可焊接大多常用金属缺点：焊接厚度一般限于3～20mm手工操作，劳动条件差，生产率低，质量不易保证不宜焊接活泼、难熔及低熔点金属3.2常用焊接方法33.2常用焊接方法焊接电弧静特性曲线的形状弧长对电弧静特性的影响焊接电弧的静特性焊接电弧静态伏安特性是指在一定弧长的稳定状态下电弧电压与电流的关系。下降特性平直特性焊条电弧焊埋弧焊，TIG上升特性熔化极气体保护焊4焊条电弧焊的设备手工焊机，也叫焊接电源。弧焊电源是对焊接电弧提供电能的装置。弧焊工艺对焊接电源有如下的要求：保证引弧容易保证电弧稳定保证焊接规范稳定具有足够宽的焊接规范调节范围3.2常用焊接方法5焊接电源应考虑如下3各方面：电源外特性电源调节性电源动特性此外，对于特殊环境（高原、水下和野外）的适应性。3.2常用焊接方法6电源外特性形状的要求电源外特性（弧焊电源的静特性）：电源内部参数一定的情况下，改变负载时，电源输出的电压的稳定值Uy与输出的电流的稳定值Iy之间的关系曲线——Uy=f(Iy)称为电源的外特性直流时，Uy和Iy为平均值，交流电源则为有效值。3.2常用焊接方法7电弧静特性必须和电源外特性曲线相交，电弧静特性的斜率必须大于电源外特性在工作点的斜率3.2常用焊接方法焊条电弧焊电极尺寸较大，电流密度低。在电弧稳定燃烧的情况下，负载静特性处于水平段。故也要求电源外特性曲线与电弧静特性曲线相交，即要求焊条电弧焊电源具有下降的外特性。从电弧稳定性方面考虑，要求电源外特性为陡降好一些。主要从弧长变化引起电流变化的角度考虑，变化越小，电弧越稳定。8电源空载电压的要求保证引弧容易：引弧时，需要焊条或焊丝与工件接触，因两者之间往往存在锈污等杂质，需要高的空载电压击穿接触面，实现导通；电离在初始阶段需要高的电场等。规则：在保证引弧容易和电弧稳定的条件下，采用尽可能低的空载电压。交流弧焊电源：U0=55~70V直流弧焊电源：U0=45~85V一般规定空载电压不得超过100V，特殊情况下，要超过100V，必须具有自动防触电装置。3.2常用焊接方法93.2常用焊接方法对电源调节特性的要求被焊金属的材料、坡口及厚度不同，要求有不同的焊接工艺参数。手工电弧焊时，电流的调节范围不大，即使焊接电压不变，也能保证良好的焊缝成形。所以，焊条电弧焊电源的调节主要指的是调节焊接电流。电流比较小，空载电压比较低，调节不理想，主要是小电流时，空载电压低，不易引弧和保证电弧稳定燃烧。空载电压不变，依靠调节陡降程度来调节电流，效果比较好。空载电压随着电流的增大而减小。10焊条焊条的组成及作用3.2常用焊接方法11焊条种类及代号按熔渣性质分酸性焊条——工艺性好，交直流均可，但焊缝抗裂性差，焊一般结构钢件，不宜焊接承动载荷和要求高强度的构件。碱性焊条——又称低氢焊条，焊缝力学性高，抗裂性好，但工艺性差，要直流，焊重要结构钢件或合金钢结构按用途分（行业标准JB）结构钢（J结）、不锈钢（G铬、A奥）、铸铁（Z铸）、铝及铝合金（L铝）等十大类焊条，用焊条牌号作为焊条代号，如J422等按成分分（国家标准GB）碳钢（E）、低合金钢（E）、不锈钢（E）、铸铁（EZ）、铝及铝合金（TAl）等七大类焊条，用焊条型号作为焊条代号，如E4303等3.2常用焊接方法123.2常用焊接方法焊条药皮中熔渣酸性和碱性氧化物的比例不同，可分为酸性和碱性氧化物有优良的焊接性能，力学性能不高。酸性焊条：碱性焊条：在熔渣中以酸性氧化物为主（TiO2、SiO2、Fe2O3）在熔渣中以碱性氧化物为主（K2O、Na2O、CaO、MnO）去氧和硫磷能力强、但焊接技术差。133.2常用焊接方法结构钢焊条—J；钼和铬耐热钢焊条—R；低温钢焊条—W；不锈钢焊条—A；堆焊焊条—D；铸铁焊条—Z；镍及镍合金焊条—Ni；铜及铜合金焊条—T；铝及铝合金焊条—L；特殊用途焊条—TSJ422药皮种类（钙钛型）抗拉强度结构钢焊条J507药皮种类（低氢型）抗拉强度结构钢焊条14焊接成形工艺设计焊缝空间位置3.2常用焊接方法15接头与坡口基本形式3.2常用焊接方法16焊接工艺图根据焊接结构设计图，使用规定焊缝符号、画法、标注等画出工艺图，完整表达焊接工艺要求。3.2常用焊接方法173.2常用焊接方法③根据焊接设备、施工条件和焊接技术性能焊条的选用原则——保证焊缝和母材具有相同水平的使用性能①根据母材的化学成分和力学性能②根据焊件的工作条件与结构特点等强度原则同成分原则抗裂性原则抗气性原则低成本原则18焊接工艺参数焊条直径：主要根据焊件厚度选择，焊件愈厚，焊条直径应愈大；焊接电流：主要根据焊条直径选择，焊条直径越大，焊接电流也越大；电弧长度、焊接速度等：根据实际情况掌握。3.2常用焊接方法19埋弧焊以可熔化颗粒状焊剂作为保护介质，电弧掩盖在焊剂层下的一种熔化极电弧焊接方法。（埋弧自动焊）焊剂：相当于药皮，颗粒状埋弧：电弧埋在焊剂层下；自动：焊接过程自动进行。3.2常用焊接方法20埋弧焊焊接过程漏斗将焊剂铺于焊缝位置（40~60mm厚）焊丝在焊剂层下引燃电弧电弧熔化焊丝与工件形成熔池电弧移动使前部熔化后部凝固，焊丝不断送进、补给。1-焊件；2-V形坡口；3-垫板；4-焊剂；5-焊剂斗；6-焊丝7-送丝轮；8-导电器；9-电缆；10-焊丝盘；11-焊剂回收器；12-焊渣；13-焊缝；3.2常用焊接方法21焊接设备埋弧自动焊机：弧焊电源+控制箱+焊车3.2常用焊接方法22埋弧焊特点(1)生产率高；(2)焊接质量好；(3)节省焊接材料；(4)自动化生产，劳动条件好；(5)局限性：只宜平焊，不宜焊薄、短、不规则焊缝；不宜焊接铝、钛等氧化性强的金属；机动灵活性差。3.2常用焊接方法23埋弧焊应用6～60mm的中厚板长直焊缝和直径250mm以上的环焊缝，材料为碳钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢，以及镍、铜合金等。3.2常用焊接方法24埋弧焊焊接材料(1)焊剂——与焊条药皮相似（熔炼焊剂和陶瓷焊剂）(2)焊丝——与焊芯相似3.2常用焊接方法25埋弧焊技术参数埋弧焊的形状表示熔深H，熔宽B，余高a，焊缝成形系数ϕ（B/H），余高系数（B/a）和熔合比ϒ=Am/（Am+Ah）。影响因素：焊接电离，影响熔深；电弧电压，影响熔宽；焊接速度，都有明显的影响；其他条件：电流种类和极性，间隙和坡口，焊丝倾角，工件厚度和倾斜度，焊剂等。3.2常用焊接方法26埋弧焊焊接工艺(1)仔细准备坡口并清理，板厚在20~25mm以下的工件可不开坡口；但在实际生产中，板厚在14~22mm应开Y型坡口，半厚在22~50mm，可开双Y型坡口或U型坡口；(2)焊件间隙均匀、高低平整，要有引弧板和引出板；(3)尽量双面焊，只能单面焊时，采用反面衬垫；(4)正确选配焊丝、焊剂及焊接参数。3.2常用焊接方法27气体保护焊惰性气体保护焊（氩弧焊）钨极氩弧焊（TIG焊）；熔化极氩弧焊（MIG焊）CO2气体保护焊3.2常用焊接方法28气体保护焊的特点用外加气体保护电弧与焊接区的焊接方法。明弧，全方位焊接，焊后无熔渣，适于机械化、自动化。热影响区小，焊件变形小，尤其适于薄板焊接。可焊材料广泛（各种钢铁材料、非铁金属）。3.2常用焊接方法29氩弧焊的特点用惰性气体——氩气（Ar）作保护气体保护作用好，金属飞溅小，焊接质量高；设备复杂，氩气成本高；用于铝合金等非铁金属和合金钢、不锈耐热钢等的焊接。3.2常用焊接方法30钨极氩弧焊（TIG焊）采用钨合金（钨铈、钨钍）制造棒状电极，焊接过程中，钨极只产生电弧，自身不熔化。焊丝通过送丝机构送入电弧区，熔化、焊接。氩气不断从喷嘴排出，保护焊接区。焊钢、钛、铜用直流正接，焊铝、镁用交流。用于0.5～6mm薄板焊接。3.2常用焊接方法31熔化极氩弧焊（MIG焊）焊丝作为电极，焊接过程中，焊丝与工件之间产生电弧，焊丝自身熔化，形成熔池，实现焊接。送丝机构不断将焊丝送入、补给，保证电弧长度。焊接时均采用直流反接，可焊接25mm以下厚度工件。对铝、镁、钛及其合金焊接十分有利。钨极脉冲氩弧焊，调节和控制脉冲电流、基值电流、两电流持续时间，准确改变和控制焊接能量，从而控制焊缝尺寸和质量。3.2常用焊接方法32CO2气体保护焊采用CO2气体作为电弧介质，保护熔滴、熔池和高温焊缝的电弧焊。焊接过程类似于氩弧焊。CO2气体高温下会分解，产生O-2离子，具有氧化性；容易产生气孔。3.2常用焊接方法33CO2气体保护焊特点氧化性与冷却作用强，焊缝力学性能下降，易形成气孔，金属飞溅大。不宜焊接有色金属和高合金钢；CO2气来源广、成本低，CO2电弧穿透力强，生产率高，操作性好，质量较好，接头抗裂性好；采用直流反接；主要用于焊接板厚30mm以下的低碳钢和低合金结构钢，尤其适用于薄板的焊接。3.2常用焊接方法34等离子体弧焊接与切割等离子弧(具有压缩效应的TIG焊)经压缩的能量密度大、弧柱气体完全电离的电弧，温度高达30000K，采用钨电极，氩气保护。等离子弧的产生：喷嘴的机械压缩；通入冷气流（氩气）的热压缩；载流导体电磁收缩效应。焊接时，等离子气体是Ar，保护气体Ar；切割时，等离子气体富氮的氮氢混合气体无保护性气体。3.2常用焊接方法35等离子弧焊分类穿透法与熔透法。大电流等离子弧焊焊接电流30A以上，形成通透的小孔。微束等离子弧焊焊接电流30A以下，形成微小等离子束流。焊接金属薄箔。3.2常用焊接方法36等离子弧焊接用等离子弧焊接，不加填充金属(1)弧柱温高、挺度好，生产率高，＜12mm钢板无坡口与间隙、单面焊、双面成形；(图1)(2)热影响区小，变形小，质量高；(3)微等离子弧焊金属箔，最小厚度0.025mm；(图2)(4)设备复杂、昂贵、成本高；(5)用于Mo、W、Cr、Ti及其合金、耐热钢、不锈钢，合金钢等，及质量要求高的一般钢和有色合金。（图3）3.2常用焊接方法37图13.2常用焊接方法图2图338等离子弧切割用等离子弧切割，速度快，生产率高，切口狭窄，边缘光滑平整，变形小。主要用于难以气割的不锈钢、非铁合金、铸铁等金属材料及非金属材料，也可用于碳钢和低合金钢。3.2常用焊接方法391.非电弧熔焊气焊与气割电子束焊激光焊电渣焊2.压焊电阻焊摩擦焊3.钎焊3.2常用焊接方法401.非电弧熔焊气焊与气割气焊——用气体（氧-乙炔）火焰进行熔焊，焊丝作填充金属，用气焊熔剂保护熔池，去除氧化物等.焊接热影响区宽，变形大，质量差，应用少，用于无电源和野外场合。焊接0.5～3mm碳钢薄板、铝、黄铜等，及铸铁补焊。3.2常用焊接方法41气割——用气体（氧-乙炔）火焰进行燃烧切割。割缝较大，毛糙不平。只能用于低碳钢、中碳钢和低合金结构钢，不能用于铸铁、不锈钢和铜、铝及其合金。3.2常用焊接方法42电子束焊利用经聚焦的高速电子束（高能量密度）在真空下熔焊真空焊接，保护作用好，接头强度高焊速快，焊缝窄而深，热影响区小，焊接变形极小接头无坡口、间隙与填充金属，焊缝光滑整洁适应性强，可焊0.05mm薄件，也可进行深穿入成形焊接适合焊接难熔、活性大的金属设备复杂，成本高，焊件尺寸受真空室限制，辅助时间长3.2常用焊接方法43电子束焊3.2常用焊接方法44激光焊激光聚焦在工件上由光能转为热能进行熔焊，能量密度高。焊速高，光束直径小，接缝间隙、热影响区和变形很小；能穿过透明材料对内部材料焊接；可焊接各种材料；光束可实现弯曲传输，可达性好；设备昂贵，功率较小，焊件厚度受限。

3.2常用焊接方法453.2常用焊接方法46激光焊主要用于电子、仪表的微型器件焊接，及薄壁、细丝件等焊接。可用于切割和打孔，割缝窄而光整。3.2常用焊接方法47电渣焊电流通过液态熔渣产生电阻热进行熔焊。3.2常用焊接方法48焊厚件不开坡口，留25～35mm间隙一次焊成，生产率高，节约金属与工时；焊缝金属纯净，熔池保护严密，停留时间长，自下而上结晶，不易产生气孔、夹渣等；熔池大，冷却慢，焊缝及热影响区宽，晶粒粗大，接头力学性能下降；只能立焊，工件厚度不宜＜30mm。电渣焊特点3.2常用焊接方法49电渣焊主要用于重型机械，制造40～450mm厚锻-焊、铸-焊件，可焊碳钢、低合金钢、高合金钢、有色金属等.3.2常用焊接方法502.压焊压力焊：焊接时，对焊接区施加一定的压力。施加的压力：使接头处局部产生塑性变形，原子通过扩散而结合。压力起主要作用。加热：提高塑性，降低变形抗力，增加原子的活动能力和扩散速度。还可能使工件局部熔化。3.2常用焊接方法51电阻焊利用电流通过焊件接触处产生电阻热，将该处加热到塑性或局部熔化状态，同时通过电极施加压力进行焊接。不需填充金属和焊剂可焊异种金属工作电压很低，没有弧光和有害辐射易于实现自动化设备复杂，耗电大，接头形式受限分点焊、缝焊和对焊三类为了得到足够的热量，需要大电流。Q=I2·R·T3.2常用焊接方法521）点焊利用电阻热熔化母材，形成焊点。采用柱状电极，被焊工件上形成单独的尺寸不大的焊点。焊点处局部熔化，在压力作用下结晶。点焊前，须清除表面氧化物和油污。3.2常用焊接方法53点焊搭接接头形式：薄板搭接接头。3.2常用焊接方法54点焊应用熔核封闭性好，焊点强度高，表面光滑，工件变形小。用于焊接不要求气密的厚度小于3mm的低碳钢、不锈钢等薄板构件，如汽车驾驶室、车厢、飞机等薄板结构。3.2常用焊接方法552）缝焊采用一对连续转动、断续通电的滚轮电极，对焊件加压，并通电加热，滚轮转动，形成一条连续密封焊缝。点焊焊点的连续叠加——焊缝。采用搭接接头，表面光滑平整，具较高强度和气密性。3.2常用焊接方法56缝焊应用用于焊接有气密性要求的厚度小于3mm的薄壁容器，如油箱、管道、小型容器等。3.2常用焊接方法573）对焊对接电阻焊。利用电阻热加热工件接触面，施加压力，使结合面紧密接触，塑性变形、再结晶、原子扩散，而连接。a.电阻对焊b.闪光对焊3.2常用焊接方法58a.电阻对焊

接头处无熔化，只有塑性变形，外观光滑。工件端面要求平整清洁，接头力学性能较低。用于断面简单、截面积小、强度要求不高的碳钢、纯铝等杆件对接。3.2常用焊接方法59电阻对焊接头形式：3.2常用焊接方法60b.闪光对焊接头处有火花溅出与熔化金属挤出。端面清理要求不高，接头力学性能高，但有毛刺且烧损多。用于重要工件对接，材料、尺寸适用围广。3.2常用焊接方法61闪光对焊接头形式：3.2常用焊接方法62摩擦焊利