工程材料及成形工艺基础-常用焊接方法

第十八讲：常用焊接方法

GeneralWaysofWelding一.埋弧自动焊(SubmergedArcWelding)二.气体保护焊(GasShieldingArc

Welding)三.电渣焊(Electro-SlagWelding)四.压焊(PressureWelding)五.钎焊(SolderingWelding)

一.埋弧自动焊SubmergedArcWelding

1．概念：(1)将手弧焊的电弧引燃、焊条送进和移动实现机械化。(2)焊丝代替焊心,颗粒焊剂代替药皮；(3)防止金属液飞溅、电弧热散失和弧光四射。2．工艺要求:埋弧焊的辅助工艺：引户板与引出板：焊剂垫：环缝埋弧焊：（1）埋弧焊电流大，熔深大；

（2）双面施焊可以减小变形；（3）坡口整齐、干净，可以保证焊缝间隙宽窄均匀、无夹渣和气孔；（4）焊前加焊剂垫；3．特点及应用

(CharacteristicsandApplication)

（1）特点：

1）焊缝质量高、稳定；（保护效果好、冶金过程完善和工艺参数自动控制）2）生产率高；（电流大、无需换焊条）

3）节约金属；（不开坡口、无焊条夹头浪费）

4）改善了劳动条件；（无弧光、烟雾少、焊接小车）

5）设备费用高、工艺准备和接头装配严格。（2）应用：适合大量中厚板直长缝、大直径环缝平焊位置对接。二.气体保护焊GasShieldingArcWelding1．概念：气体作保护介质，保护电弧区熔滴和熔池。2．种类：氩弧焊和二氧化碳气体保护焊。

(A)氩弧焊(ArgonArcWelding)（1）氩气：惰性气体，不与金属反应；不溶于金属产生气孔；氩气是单原子气体,电弧稳定，不会因分解而损失热量。氩弧焊有两类：

（2）分类：非熔化极和熔化极氩弧焊。

A.非熔化极氩弧焊(GasTungstenArcWelding)1）需另加填充金属；

2）焊接电流小，以防电极烧损，

适合焊接薄板结构（4-6毫米）；

3）焊钢结构应正接，减小电极烧损；

焊铝、镁等结构应反接，或采用交流电源，以防形成氧化膜。B.熔化极氩弧焊(ArgonMeltingArcWelding)1）用反接法；

2）较大电流，可焊25mm厚工件。（3）氩弧焊要求：焊前认真清理接头污物

(4）特点及应用

(

CharacteristicsandApplication)A.特点：1）保护效果好，焊缝质量优良；2）电弧稳定，焊缝成型美观，无渣壳；3）明弧易操作，可全位置焊接；4）热量集中，热影响区小，变形小；5）氩气价格昂贵。B.应用：适合易氧化有色金属、特殊性能钢（不锈钢、

耐热钢）、重要合金结构钢及稀有金属焊接。

（B）二氧化碳气体保护焊

(CarbondioxideArcWelding)（1）概念：以二氧化碳气体为介质的电弧焊。会引起金属氧化烧损，不能用来焊接

易氧化有色金属和合金钢。（2）焊接工艺:1）防止飞溅，采用反接法；2）填充金属为光焊丝，用较大电流；（3）特点及应用

(CharacteristicsandApplication)

A.特点：1）明弧便于全位置焊接；2）热量集中，热影响区小，变形小；3）生产率高；（自动送丝、无焊渣）4）成本低；（二氧化碳气体便宜）5）该气体有氧化作用，熔滴飞溅大，焊缝成形不美；且烟雾大易产生气孔；还有设备复杂，不便维修。B.应用：适合低碳钢、普通低合金钢小于25mm薄板焊接。小结氩弧焊特点：保护效果好，焊缝质量优良，成型美观。电弧稳定，可实现单面施焊，双面成型。可实现全位置焊接。但，氩气贵，成本高。用于易氧化有色金属和合金钢的焊接。如铝、钛和不锈钢等。飞溅原因：

CO2+Fe=FeO+CO↑

FeO进入熔池和熔滴，与其中碳反应：

FeO+C=Fe+CO

所以：CO在熔池和熔滴内急剧膨胀而爆破，产生飞溅。二氧化碳焊小结：CO2气体密度大，高温下体积膨胀大，保护效果好。但，CO2易分解为CO和O，导致合金元素氧化、熔池金属飞溅和CO气孔。CO2纯度要大于99.8%。防飞溅措施：用含锰硅的焊丝来脱氧和合金化。采用直流反接。采用药芯焊丝。CO2焊成本低、生产率高、焊缝质量较好。用途：用于低碳和低合金结构钢薄板的焊接。三.电渣焊Electro-slagWelding

1．概念：电流通过液态熔渣产生电阻热为热源

的一种熔化焊。2．工艺过程（process)：1）引弧板上放足够颗粒焊剂；2）引弧造渣，深度足够电弧熄灭,进入电渣焊；3）仅适合厚板处于立焊位置对接：单丝不摆可焊40-60mm板；单丝摆动可焊60-150mm板；三丝摆动可焊450mm板。丝极电渣焊：板极电渣焊：电渣焊的准备：电渣焊小结利用电流通过熔渣产生的电阻热为热源，属熔化焊。分丝极、板极、熔嘴和熔管电渣焊。特点：电渣焊的线能量大，加热和冷却速度低，焊缝晶粒粗大，热影响区严重过热。为改善接头力学性能，焊后要正火。3．特点及应用

(theCharacteristicsandApplication)

A．特点：1）厚板对接一次完成，生产率高；2）不开坡口，焊剂消耗少，降低成本；3）熔渣保护效果好：气体、夹渣易上浮,焊缝纯净；4）加热缓慢，热影响区很宽，接头组织粗大，必须焊后正火处理；5）只适合立焊操作。B.应用：焊适合于40mm以上厚板立焊位置对接。四.压焊PressureWelding1．概念：电流通过焊件及接触面产生电阻热，把焊件加热到塑性或局部熔化状态，断电顶锻焊合。2．分类：（1）点焊：圆柱电极，焊接4毫米以下薄板，属于不密封焊；

如：驾驶室焊接，（2）缝焊：圆盘电极，焊接3毫米以下薄板，属于密封焊；如：汽车油箱焊接，（3）对焊：等截面件对接，电阻对焊:适合焊直径小于20mm截面；闪光对焊:适合焊0.01-20000mm2截面。点焊(SpotWelding):

点焊接头形式：JointtypesofSpotWelding缝焊:SeamWelding对焊:3．特点及应用

(CharacteristicsandApplication)A．特点：1）电流大，生产率高；2）加热时间短，变形小；3）无需填充金属；4）易于实现自动化。B．应用：压焊适合于大批量生产。五.钎焊SolderingWelding

1．概念：低于母材熔点的钎料，熔化填充到接头间隙，与母材焊合过程。2．分类：

1）软钎焊Soldering钎料熔点小于450℃；如锡铅（采用松香、氯化锌水溶液为钎剂）接头强度小于70兆帕；适合于受力不大、工作温度不高工件。2）硬钎焊HardSoldering

钎料熔点大于450℃；如铜、银、镍基钎料（硼砂、硼酸、氯化物或氟化物为钎剂）焊接接头强度大于200兆帕；适合受力大工件，如刀具刃部和柄部焊接。3．特点及应用

A．特点：

1）加热温度低，组织性能变化小，变形也小；

2）可实现异种金属的焊接；

3）可整体加热，一次焊完所有焊点，生产率高；

4）接头强度低、清理要求高

5）钎料价格贵。小结：1.硬钎焊钎料熔点450℃以上，接头强度较高，大于200MPa，属这类的钎料有铜基、银基和镍基等。2.软钎焊钎料熔点