工艺复习[1]-iwe

焊接方法及设备总复习焊接方法及设备这部分可以分两大部分：基础课和主课程。

基础课部分要掌握的有：电工学中的欧姆定律、功率的概念等基本概念；弧焊电源的分类、应用及各种焊接方法的外特性、电焊机的安全电压等；电弧中要掌握的主要是各种熔滴过渡力的作用，电弧偏吹及解决办法；火焰技术在主课程部分的重点内容为气焊及气割的基本概念和应用；基础课程和主课程焊条电弧焊、气体保护焊、埋弧焊要求掌握各种焊接方法的基本过程、焊接保护形式、缺欠形式、填充材料标准等；电阻焊、其它焊接方法、热切割及坡口准备方法、热喷涂技术、焊接机器人、钎焊、塑料焊接、其它连接方法主要掌握基本概念、应用及相关标准。

1 焊接概述包括：焊接基本术语（ISO857）、ISO4063对焊接方法的分类及表示符号、各种焊接方法的焊接过程简介及适用范围 1.1 氧乙炔火焰气焊（G ；311）应用范围：主要用于非合金、低合金钢板和管材的焊接（也可用于铸铁的焊接）板厚：（约从0.8mm ）至6mm用于除立向下以外所有焊接位置的管道工程、车体结构、安装和修理等焊接。

1.2焊条电弧焊（E ；111）应用范围：适用于全位置焊接，工件厚度3㎜以上的低碳钢、低合金钢和高合金钢的连接焊接及堆焊。

1.3钨极惰性气体保护焊（WIG ；141）应用范围：适用于工件厚度0.5～4.0㎜范围内的钢及有色金属全位置连接焊接；以及堆焊。

1.4熔化极气体保护焊（MSG ；MIG 131/MAG 135）应用范围：适于工件厚度0.6～100mm 范围内的全位置连接焊接，以及堆焊。

1.5埋弧焊（UP ；12）应用范围：主要用于工件厚度8㎜以上的碳钢、低合金钢和高合金钢长焊缝的水平位置（包括船形位置）连接焊接；以及用带极堆焊高合金钢的堆焊层。

尤其在容器制造、钢结构、造船工业和车辆制造中获得了广泛的应用。

1.6电阻点焊（RP ；21）适用于工件厚度0.5～3.0㎜范围内的钢板或铝板焊接。

尤其适用于成批生产中。

1.7激光焊（LA ；52）应用范围：它可用于几乎所有焊接，厚度从0.01~200mm 。

1.8电子束焊（EB ；51）应用范围：电子束可用于金属的焊接（一次焊接厚度可达300mm ），也可用于表面处理和打孔等。

2电工学基础、弧焊电源：2.1 欧姆定律: RUI =2.2 功率及功率因数有功功率P 被转换成热量（电弧）或者机械功（马达）的功率，从电网中取出的有功功率是不可逆转的。

视在功率S 电路中总电压和电流有效值之间的乘积定义为电路的视在功率。

无功功率Q 理想电感元件虽然不消耗电能，但它与电源之间不断进行能量互换。

SP==视在功率有功功率ϕcos2.3 焊接电源的分类焊接变压器：抽头式变压器、动铁芯式变压器、磁放大器式变压器焊接整流器：抽头式整流器、动铁芯式整流器、磁放大器式整流器、可控硅整流器、模拟式整流器 晶体管电源：一次脉冲电源、二次脉冲电源（逆变电源） 焊接变流器：三相电动发电机、内燃发电机2.4 电源外特性外特性：电源输出端电压、电流关系曲线。

外特性分为（主要的）：下降外特性－焊条电弧焊、 平特性（恒压外特性）－CO 2气体保护焊、 垂直陡降外特性（横流外特性）－钨极氩弧焊 静特性：焊接过程中电弧两端电压电流关系曲线。

2.5 电源安全表1 事故预防条例BGVD1（VBG 15）空载电压规定值3电弧3.1 电弧是所有电弧焊接方法的能量载体。

3.2 电弧中的带电粒子主要依靠气体空间中气体的电离和电极的电子发射产生。

3.3 电弧区域组成：阳极区温度可达4000℃、阴极区温度可达3600℃、弧柱区温度可达4500～20000℃ 3.4 熔滴过渡力的影响 ——电磁收缩力 ——短路爆破力 ——细熔滴冲击力 ——等离子流力 ——斑点压力 ——表面张力3.5 磁偏吹的产生及预防措施磁场对电弧的影响接线位置对电弧的影响焊接位置对电弧的影响铁磁体对电弧影响4火焰技术：气焊（31、311、312）、气割、火焰校正。

4.1 1:1）4.2 气焊：左焊法、右焊法左焊法：适用于板厚小于3mm 的工件，右焊法：适用于壁厚3mm 以上件 4.3 填充材料标准EN12536（焊丝的化学成分组别见教材IWE ） 例： 焊丝EN12536 O Ⅲ4.4火焰校正火焰矫正要求材料有较高的塑性。

校正方式见教材IWE3.1.1 3/5-4/54.5火焰的其它应用：预热、火焰硬化、火焰加热、火焰喷涂、表面处理4.6切割坡口标准ISO9692可以使用机械加工或热切割工艺加工焊接坡口热切割工艺按能源分类：火焰、等离子、激光不同钢材的火焰切割性切割面质量要求ISO 9013切割面的质量等级将采用下列参数进行分等：——直角和斜角误差u——平均粗糙度R Z5以下参数以目视进行判断：——后拖量——边缘熔化度r切割面质量标记举例例1：ISO 9013-231按ISO 9013标准，u为区域2，R Z5为区域3。

工件尺寸偏差为1级例2：（用文字描述）ISO 9013-342按ISO 9013标准，u为区域3，R Z5为区域4，工件尺寸偏差为2级火焰切割质量的影响因素影响火焰切割质量的影响因素主要包括：气体（压力、流量、混合比、纯度、类型和温度等）、割嘴（结构、寿命和切割角度等）、机械装置（机器结构、寿命和切割速度等）和被切割材料（化学成分、厚度和尺寸精度等）等离子切割的气体：氧气、空气、氮气和氩气等切割气体特性及应用：——氩气+氢气切割高合金钢、有色金属（铝合金、钛、钼等）——氮气切割高合金钢、铝、钛、铜——氧气切割结构钢——压缩空气切割结构钢、铬镍钢——氩气+氮气切割铬镍钢——氩气+氮气+氢气切割铬镍钢——二氧化碳切割高合金钢激光切割适用范围：对于焊接和切割等材料加工，主要采用CO2激光，而激光气是由45%CO2、13.5% N2和82% He 组成的混合气体。

使用激光可切割金属材料、塑料、木材和陶瓷材料。

5 焊条电弧焊（E、111）5.1 工艺特点1）焊条电弧焊设备简单，操作灵活方便，适应性强，可达性好；2) 可焊金属广泛；3) 待焊接头装配要求较低；4) 劳动条件差，熔敷速度慢，生产率低。

5.2 暂载率 %100⋅工作周期焊接时间＝暂载率（ED）例 工作周期包括焊接时间加间歇时间，弧焊电源的工作周期为10分钟，而电阻焊的工作周期为1分钟。

由上述的暂载率公式，可求出许用电流值：%%100ED I I D S ⋅= I S =焊接电流 I D =持续电流带有下降特性的焊条电弧焊电源，通常它的暂载率规定为35%，60%和100%ED 。

5.3 保护型式：气渣联合保护（气渣来源于焊条药皮） 5.4 焊条按药皮类型分为：酸性药皮（A ）、碱性药皮（B ）、金红石药皮（R ）、纤维素药皮（C ），再烘干温度由药皮类型确定一般酸性焊条取70～150℃范围，最高250℃，烘焙l ～l.5h ，碱性焊条取300～400℃范围，保温l ～2h 。

酸性药皮和金红石型药皮——负极性（对应国内直流正接） 碱性和所有高合金钢焊条——正极性（对应国内直流反接） 药皮作用：提高电弧的导电性、造渣、造气、脱氧及合金化 焊条药皮化学成分及性能：1）稳弧剂（钾化合物、金红石）2）渗合金剂（CrO 2,Ti ，Si ，Ni 粉等）3）粘接剂（钾水玻璃、钠水玻璃） 重要焊条药皮类型主要特点A —酸性：形成细熔滴过渡，产生平滑焊缝。

酸性药皮焊条只在定位焊接中使用，有局限性，并且比其他类型药皮焊条更易受影响，而导致硬化裂纹。

B —碱性：焊缝金属的冲击功比较高，特别是在低温状态下；比其他类型药皮更能抵抗裂纹的产生，其焊缝金属的高金属纯度可抗凝固裂纹，同时可减少冷裂纹的发生，在烘干状态下施焊时得到的焊缝金属的扩散氢含量低于其他类型，不超过可允许的上限H=15ml/100g 焊缝金属。

通常碱性药皮焊条适用于除PG 焊外的全位置焊接。

如果附加特殊成分，则适于PG 焊。

C —纤维素：由于强弧特性特别适用于立向下（PG ）焊。

R —金红石：粗大熔滴过渡，适于金属薄板的焊接。

适用于除立向下（PG ）焊外的全位置焊接。

5.5 填充材料（ISO2560-A 碳钢和细晶粒钢焊条电弧焊用药皮焊条--分类体系标记） 例 ISO 2560-A E 46 3 1Ni B 5 4 H5（灰色为强制部分）ISO2560-A 国际标准编号，按照屈服强度和47焦耳冲击功分类； E ： 药皮焊条/焊条电弧焊； 46： 强度和延伸率（见表1）； 3： 冲击属性（见表2）；1Ni ：全焊缝金属的化学成分（见表3）； B ： 焊条药皮类型（5.2焊条）；5： 焊条熔敷率和电流种类（见表4）； 4： 焊接位置（见表5）； H5： 氢含量（见表6）。

5.4 典型的焊接参数举例焊条直径与焊接电流的关系5.5 实例（母材S235 t＝12）ISO 9606-1 111 P BW W01 B t12 PA ss nb6 气体保护焊6.1气体保护焊的分类12保护形式：气体保护（氩气Ar ，氦气He ，氩气和氦气以及氢气H 2的混合气体）适用范围：钨极惰性气体保护焊可以焊接钢和有色金属，适合所有位置上的焊接，较为经济的构件厚度是0.5mm 到5mm ，对于较厚工件，在焊接工艺上只用于打底焊接。

脉冲TIG 焊特点：优点：较低的能量输入、在厚板焊接时具有良好的深/宽比、稳定的电弧、均匀的打底成形、良好定位性、工件变形小、熔池容易控制、良好的弥隙性能；缺点：焊接设备昂贵、参数调整较复杂 电极型式及各自特点：纯钨极、钍钨极、铈钨极 保护气体对熔深的影响：铝的TIG 焊接1） 直流反接：铝合金表面有大量氧化膜，使用直流反接可以利用阴极破碎作用在焊接时去处氧化膜减小产生气孔的倾向。

存在问题：钨极温度较高，易烧损。

2） 交流：焊接时正半波时对熔化表面进行清理，负半波时钨极得到冷却。

3） TIG 焊铝时易产生的缺欠及防止措施TIG 焊铝时产生缺陷及原因和避免措施例 ISO 636-A W 46 3 W3Si1ISO 636-A 国际标准编号，按照屈服强度和47焦耳冲击功分类； W 钨极惰性气保护焊 46 强度和延伸率（见表1） 3 冲击性能（表3）W3Si1 焊棒/焊丝的化学成分（见表2）按照化学成分标记的焊丝，标记方式如下：ISO 636-A W3Si1脉冲钨极惰性气体保护焊优点：较小的能量输入、板厚较大时，焊缝的深宽比较理想、电弧更稳定、均匀的焊缝根部、适用于受限制位置、工件变形较小、焊接熔池形状较好、较好的间隙“搭桥”性。

热丝钨极惰性气体保护焊：焊丝在进入熔池前将焊丝进行预热，减少了电弧熔化焊丝的能量，提高了填充熔敷效率和焊接速度，同时又保持有钨极惰性气体保护焊的高质量焊接，广泛用于表面堆焊或大厚板焊接。