第七节焊接成形工艺.ppt

1、机械制造技术基础,第一章 工程材料与热加工基础,第七节 焊接成形工艺,一、焊接基础,二、焊条电弧焊,三、气焊与气割,四、其他焊接方法,一、焊接基础,焊接是通过加热或加压，或两者并用，借助于金属原子的结合和扩散，使分离的材料牢固地连接成一体的工艺方法。,焊接生产的主要优缺点：,（1）与铸钢结构件相比，可节约材料、减轻重量、降低成本； （2）对一些单件大型零件可以以小拼大，简化制造工艺； （3）可修补铸锻件的缺陷和局部损坏的零件，经济意义重大； （4）接头致密性高，连接性能好； （5）容易产生焊接变形、焊接应力及焊接缺陷等。,主要焊接方法,熔焊将两个焊件局部连接处加热至熔化状态，并加入填充金属形成

2、熔池，待其冷却结晶后形成牢固接头的一个整体的焊接方法。 压焊将两个焊件局部连接处施加压力（不论加热与否），使其产生塑性变形，从而焊合成一个整体的焊接方法。 钎焊利用对熔点比焊件低的填充金属钎料的加热熔化（焊件不熔化），填入接头间隙并与母材通过扩散接合成一个整体的焊接方法。,二、焊条电弧焊（手工电弧焊）,（一）焊接电弧,焊条电弧焊利用焊条和焊件之间产生的电弧热量熔化金属的一种焊接方法。,药皮的作用 ： 产生CO2气体覆盖熔池，防止空气中的氧、氮、侵入后生成氧化物、氮化物，烧损有益元素，金属含氧量大大增加，使力学性能降低； 形成熔渣，使有害物及杂质浮于表面容易清除。,用交流电焊接时极性是交替变化的

3、，两极的温度相同，不必考虑正接与反接。,（二）焊条电弧焊设备,主要设备弧焊机（亦称焊接电源）,交流弧焊电源（弧焊变压器）简单、便宜、噪音小、使用可靠、维护方便、应用很广，但电弧不够稳定；,2、常用弧焊电源的类型,直流弧焊电源（直流弧焊发电机）电弧稳定、焊接质量好，但结构复杂、噪音大、价格高、不易维修、已不再生产，（已由整流式直流发电机取代，亦称“弧焊整流器”）。,（三）电焊条,焊芯 传导电源、产生电弧、作填充金属；焊芯是专门冶炼的，C、Si较低，S、P极少，目前常用碳素结构钢焊芯牌号有H08、H08A、H08MnA，常用直径有3.26mm,长度有350450mm；,药皮 稳定燃烧、阻隔空气、添

4、加合金元素、保证焊缝性能；药皮主要由矿石粉和铁合金粉等按一定比例配制而成；,按药皮性质不同结构钢又可分为： 酸性焊条（交直流两用，焊接工艺性能较好，但韧性较差，适用于一般低碳钢和强度较低的低合金钢）； 碱性焊条（脱硫脱磷能力强，焊接接头中含氢很低，又称低氢焊条，焊缝的抗裂性和力学性能良好，但工艺性差，一般用直流电，适用于重要结构（锅炉、压力容器等）的焊接；,（四）焊条电弧焊工艺,搭 接,双U形对接,角 接,平头对接,X形对接,U形对接,T形接,V形对接,（1）接头形式,（2）焊缝空间位置,平 焊,立 焊,横 焊,仰 焊,三、气焊与气割,利用气体火焰来熔化母材和填充金属的焊接方法。,（一）气焊,

5、气焊设备简单，操作灵活方便，不需电源。但火焰温度较低（最高3150），生产率低，工件变形大。一般用于焊接厚度在3mm以下的薄钢板、铜、铝等有色金属及合金，钎焊刀具，铸铁焊补。,加入 焊剂（气焊粉）：去除氧化物，保护熔池，增加金属流动性，改善焊缝成形。,（二）气割,利用火焰将金属预热到燃烧点后，打开压力氧气阀，使高温金属在纯氧中燃烧成熔渣，然后高压氧将其从切口中吹走，从而分离金属的方法。,四、其它焊接方法,（一）埋弧焊,埋弧焊在熔剂层的覆盖下进行电弧焊的焊接方法。,1.质量高 无飞溅，堆层厚,保护好，焊缝美观。,2.生产率高 电流大，不须换焊条。,3.省材料 不开坡口，焊丝利用率高，熔渣可回收。

6、,4.劳动条件好 无弧光，不飞溅，烟雾少。,主要用于平焊；由于电流强度大,不适合焊接厚度小于20mm的薄板.,（二）电渣焊,电渣焊利用电流通过液态熔渣产生的电阻热加热熔化母材与填充金属（电极）的焊接方法。,1、生产率高，成本低：大型厚工件以焊代替铸锻，不开坡口，省工省时省料；,2、焊缝金属纯净质量高：保护好，空气不易进入，熔池存在时间长；低熔点杂质易排出；,3、焊接接头组织粗大，焊后要正火处理；,一般用于板厚40mm以上工件的直缝焊接（直立焊接）。,（三）二氧化碳气体保护焊,是以CO2气体作为保护气体，以焊丝作为电极，靠焊丝与焊件之间产生的电弧熔化金属的焊接方法。,1、生产率高，成本低：CO2

7、气体便宜，成本是埋弧自动焊和手弧焊的40%；焊丝自动送料，电弧热量集中，焊接速度快，；,2、操作性能好： CO2气体保护焊是明弧，焊接过程看得清楚，并且焊接灵活，适合全位置焊接；,3、焊接质量高： CO2气体保护焊焊缝含氢低质量高，并且电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，热影响区小，变形和开裂倾向小；,4、焊缝成形差，飞溅大，烟雾大，设备使用维修不便；,一般用于低碳钢、低级别普通低合金钢的薄板的焊接。,（四）氩弧焊,是以惰性气体氩气作为保护气体的焊接方法。,1、保护效果好，焊缝成形美观，质量优良；,2、电弧稳定，特别是小电流时也很稳定；,3、电弧可见，易于实现全位置焊接；,4、电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，热影响区小，变形和开裂倾向小；,5、氩气价格较高，因此成本高。, 一般适用于焊接易氧化的有色金属和合金钢，如铝、钛和不锈钢的薄板。,（五）电阻焊,是利用电流通过焊件时的电阻热作为热源，将焊件加热到熔化状态，然后在压力作用下形成接头的焊接方法。,点焊适用于焊接各种薄板；缝焊适用于焊接薄形容器和筒体；对焊适用于焊接棒料、型钢和管材。,（六）摩擦焊,摩擦焊是利用两个焊件在压力下进行机械运动所产生的摩擦热作为热源而进行焊接的方法。,一般适用于焊接批量生产的不同材质的棒料、管件或将棒料、管件焊在平板上。,摩