《cc焊接方法》PPT课件_OK

②焊接过程稳定。在氩气中，电弧一旦引燃，电弧燃烧非常稳定， 即使在较低的电弧电压下，氩弧也能稳定燃烧。这是因为氩气的热 导率很小，而且氩是单原子气体，高温时不分解、不吸热，所以在 氩气中燃烧的电弧，热量损失少，电弧作用在电极及熔池上的热和 力基本上是常量；此外，电弧中没有熔滴过渡现象，因而焊接过程 十分稳定。
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4便，对焊接头装配要求较低，适应 性强，可达性好，不受场地和焊接位置的限制，尤其适于结构形 伏复杂、零件小、短焊缝和不规则焊缝的焊接。焊条电弧焊所使 用的设备也相对比较简单，成本较低，操作灵活，便于掌握，维 修方便。焊条电弧焊不需要辅助气体防护，适用于大多数工业用 的金属和合金的焊接。
间引燃电弧3。电弧热使焊件、焊丝和焊剂熔化以
致部分蒸发，金属和焊剂的蒸发气体形成了一个
气泡，电弧就在这个气泡内燃烧。气泡底部是熔
化的焊丝和母材形成的金属熔池4，顶部则是熔融
焊剂形成的液态熔渣5。熔池金属受熔渣和焊剂蒸
气的保护不与空气接触。熔渣层不仅能很好将空
气与电弧和熔池隔离，还能屏蔽有害的弧光辐射。
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埋弧焊的优点
①焊缝质量好。埋弧焊的电弧被掩埋在颗粒状焊剂及其熔渣之下，电 弧及熔池均处在熔渣保护之中，保护效果比气－渣联合保护的焊条电 弧焊好；熔池金属凝固较慢，液体金属和熔化焊剂间的冶金反应充分， 减少了焊缝中产生气孔、裂纹的可能性；电弧区主要成分是CO，焊缝 金属中含氮量和含氧量低；埋弧自动焊大大降低了焊接过程对焊工操 作技能的依赖程度，焊缝化学成分和力学性能的稳定性较好。
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§2.1 焊条电弧焊
焊条电弧焊(SMAW，shielded metal arc welding)是用手 工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，是金属结构生产 中应用最广泛的焊接方法之一。
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焊条电弧焊示意图 1-焊芯 2-药皮 3-保护气 体 4-熔滴 5-焊件 6-熔池
⑤焊接过程便于自动化。由于钨极氩弧焊是明弧焊，无熔滴过渡， 很容易实现机械化和自动化。
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钨极氩弧焊的缺点
①需要高压引弧措施。由于氩气的电离电压较高， 所以钨极氩弧焊的引弧较困难。又不允许钨极与工 件接触，以免污染钨极与工件，因此须采取非接触 式的高压引弧措施，需要专用的非接触式高压引弧 装置。
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§2.2 埋弧焊方法
埋弧焊（Submerged Arc Welding，SAW）是以金 属焊丝与焊件(母材)间所形成的电弧为热源，并 以覆盖在电弧周围的颗粒状焊剂及其熔渣作为保 护的一种电弧焊方法。
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埋弧焊是机械化焊接方法。它由4个部分组 成：①焊接电源接在导电嘴和工件之间用 来产生电弧；②焊丝由焊丝盘经送丝机构 和导电嘴送入焊接区；③颗粒状焊剂由焊 剂漏斗经软管均匀地堆敷到焊缝接口区； ④焊丝及送丝机构、焊剂漏斗和焊接控制 盘等通常装在一台小车上，以实现焊接电 弧的移动。
②生产率高。与焊条电弧焊相比，一方面埋弧焊导电的焊丝长度短而 稳定，不存在焊条药皮受热分解的问题，因此埋弧焊时焊接电流和电 流密度均较焊条电弧焊明显提高；另一方面，焊剂和熔渣的隔热保护 作用使电弧热辐射损失较少，金属飞溅损失也受到有效控制，电弧热 效率大大提高。因此，埋弧焊电弧的熔透能力和焊丝的熔敷速度都大 大提高。
④焊接过程中焊缝不可直接观察。焊接时不能直接观察电 弧与坡口的相对位置，需要采用焊缝自动跟踪装置来保证 焊炬对准焊缝不焊偏。
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埋弧自动焊的分类及应用范围
分类特征 按送丝方式
分类名称 等速送丝埋弧焊 变速送丝埋弧焊
应用范围 细焊丝、大电流密度 粗焊丝、小电流密度
单丝埋弧焊
常规对接、角接、筒体纵 缝、环缝
②对工件清理要求严格。钨极氩弧焊无冶金的脱氧 或去氢措施，因此焊前对工件的除油、去锈及清除 尘垢等准备工作要求严格，否则就会影响焊接质量。
③生产效率较低。由于钨极载流能力较低，钨极氩 弧焊熔深浅，熔敷速度小。与熔化极的各种电弧焊 方法相比，钨极氩弧焊的焊接生产率较低。
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钨极氩弧焊的应用
随着电弧向前移动，电弧力将液态金属推向后方
并逐渐冷却凝固成焊缝6，熔渣则凝固成渣壳8，
覆盖在焊缝表面。焊接时焊丝连续不断地送进，
其端部在电弧热作用下不断的熔化，焊丝送进速
度和熔化速度相互平衡，以保持焊接过程的稳定
进行。
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埋弧焊要求控制焊件的位置，使熔化的焊 剂和焊接熔池在凝固前有合适的位置。平 焊位置或角焊缝的船形焊、斜角焊都可利 用埋弧自动焊进行焊接。焊件位置的调整 可通过各种形式的夹具，如焊接滚轮架、 变位机和翻转机等来完成。
③节省焊接材料。埋弧自动焊使用的焊接电流较大，可使焊件获得较 大的熔深，故埋弧焊的工件可不开或开小坡口，因而减少了焊缝中焊 丝的填充量，也节省了因加工坡口而消耗掉的焊件金属。另外，由于 焊接时金属飞溅极少，又没有焊条头的损失，所以节约了焊接材料。
④劳动条件好。埋弧自动焊实现了焊接过程自动化，操作较简便，从 而减轻了焊工的劳动强度。而且电弧是在焊剂层下燃烧，没有弧光辐 射，放出的烟尘也较少，改善了劳动条件，所以埋弧自动焊成为在电 弧焊方法中操作条件较好的一种方法。
按送丝数目 或形状
按焊缝成形 条件
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双丝埋弧焊
多丝埋弧焊
带极埋弧焊 双面埋弧焊 单面焊双面一次成 形埋弧焊
高生产率对接、角接 螺旋焊管等超高生产率对
接 耐磨、耐蚀合金堆焊
常规对接焊
高生产率对接、难以双面
焊的对接焊
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埋弧自动焊的应用
埋弧焊方法特别适于焊接中厚板、长直焊 缝等大型工件，因此被广泛用于船舶、锅 炉、化工容器、桥梁、起重机械及冶金机 械制造业等。埋弧自动焊可焊接的钢种有 碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐 热钢以及复合钢材等。对于高强度结构钢、 高碳钢、马氏体时效钢和铜合金也可用埋 弧自动焊进行焊接，但是，从接头性能来 看，就不及使用热输入量较小的焊接方法， 如熔化极气体保护电弧焊等。
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埋弧焊的缺点
①施焊受到限制。埋弧焊是依靠颗粒状焊剂堆积形成保护 条件的，而且熔池体积大，液态金属和熔渣的量多，因此， 主要适于水平或倾斜度不大的位置焊接。其它位置的焊接 要采用特殊装置，保证焊剂堆敷在焊接区面不落下来并防 止熔融金属的漏淌，实现埋弧横焊、立焊和仰焊。也有研 究使用磁性焊剂的埋弧横焊与仰焊，但应用均不普遍。
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埋弧焊在汽车中的应用
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§2.3 钨极氩弧焊
钨极氩弧焊（GTAW，Gas Tungsten Arc Welding）是以钨或钨合金（钍钨、铈钨等） 为电极，用氩气作为保护气体的电弧焊方 法，也称钨极氩弧焊（Tungsten Inert Gas Arc Welding）。其焊接系统构成如下图所示。 焊接时，根据需要可以添加或者不添加填 充金属。填充金属通常从电弧的前方加入， 但也可以预置在接头的坡口或间隙之中。 焊接过程可以用手工操作，也可以自动化 运行。
③焊缝成形好。由于焊接过程没有氧的侵入，在液体金属表面上不 发生化学活性反应，因此表面张力较大，熔池金属不易下淌和流失。 在焊接过程中热输入容易调整，特别适宜于薄板的焊接以及全位置 焊接，它也是实现单面焊双面成形的理想方法。焊接时不产生飞溅， 焊缝成形美观。
④具有清除氧化膜的能力。交流钨极氩弧焊在负极性半周时，具有 强烈的清除氧化膜的作用，为铝、镁及其合金的焊接提供了非常有 利的条件。
焊接概论
第二部分：焊接方法
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电弧焊（Arc Welding）是利用电弧作为热源的 熔焊方法，简称弧焊。焊接电弧是一种气体放 电现象，也就是在弧焊电源提供的电压下，使 得电极与电极或电极与工件之间的空气发生电 离、阴极发射电子，从而使电极间的气体导电 的现象。通过这种气体放电，可有效地把电能 转换成焊接过程所需要的热能、机械能和光能， 加热熔化工件进行焊接。该方法是目前应用最 广泛的焊接方法。电弧焊方法有很多，主要有 焊焊条、电钨弧极焊氩、弧埋焊弧、焊等、离氩子弧弧焊焊、等。CO2气体保护
②难以焊接易氧化的金属材料。由于埋弧焊使用的焊剂主 要化成性分 ，为 故M难n以O焊、接SiO铝2等、金镁属等及氧非化金敏属感氧性化强物的，金具属有及一其定合氧金。
③不适于焊接薄板和短焊缝。电弧弧柱的电位梯度较大， 电流小于100A时，电弧稳定性较差，故不适宜焊接厚度在 1mm以下的薄板。由于埋弧自动焊机比较复杂，灵活性差， 埋弧自动焊适于长焊缝的焊接，焊接短焊缝的生产率还不 及焊条电弧焊。
钨极氩弧焊可用于几乎所有金属和合金的焊接， 但由于其成本较高，主要用于不锈钢、高合金 钢、高强钢以及铝、镁、铜、钛等有色金属及 其合金的焊接。钨极氩弧焊生产率虽然不如其 它的电弧焊高，但是容易得到高质量的焊缝， 它特别适宜于薄件、精密零件的焊接。通常采 用I形坡口，可不添加填充金属，在焊接较厚 的工件时，开Y形坡口或双Y形坡口并添加填 充金属。钨极氩弧焊已广泛应用于航空航天、 原子能、化工、纺织、锅炉、压力容器、医疗 器械及炊具等工业部门。
且降低了生产率。焊条电弧焊与自动电弧焊相比，对焊工操作技
术要求高，劳动强度较大，焊工在高温、高热、强烈的弧光辐射
下工作，劳动条件很差。另外，焊条电弧焊不适于对氧的污染非
常敏感金属以及薄板的焊接。
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焊条电弧焊的应用
焊条电弧焊广泛应用于船舶、车辆、桥梁、 建筑、压力容器、石油化工、机械制造等 部门的结构工程和产品制造中。为了提高 焊条电弧焊的生产率，还可采用高效率铁 粉焊条和立向下专用焊条；也可采用特殊 的焊接工艺，如单面焊双面成形焊接法。
7-焊缝 8-熔渣
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焊条（也称电极）和焊件分别接至焊接电源的 两个输出端。焊条与焊件接触以接触引弧方式 引燃电弧，在电弧高温及较大的电弧吹力作用 下，熔化的焊芯端部迅速形成细小的金属熔滴， 过渡到局部熔化的工件表面，融合在一起形成 熔池。焊条熔化后分成两部分：金属焊芯以熔 滴形式向熔池过渡；焊条药皮在熔化过程中产 生一定量的气体和液态熔渣，不仅使熔池和电 弧周围的空气隔绝，而且和熔化了的焊芯、母 材发生一系列冶金反应，保证所形成焊缝的性 能。随着电弧以适当的弧长和速度在工件上不 断地前移，熔池液态金属逐步冷却结晶，形成 焊缝。液态熔渣凝固形成渣壳，覆盖在焊缝表 面上仍起保护作用。
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钨极氩弧焊示意图
1-工件 2-填充金属 3-钨极 4-焊枪 5-焊接电源 6-
控制箱 7-电磁气
8-流量计 9-减压器 10-氩气瓶
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钨极氩弧焊的优点
①保护作用好，焊缝金属纯净。焊接时整个焊接区包括钨极、电弧、 熔池、填充金属丝端部及熔池附近的工件表面均受到氩气的保护， 隔离了周围空气对它们的侵害，避免了焊缝金属的氧化和氮化，同 时也杜绝了氢的来源，因此焊缝金属纯净，含氢量小。
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埋弧焊焊接过程
1-焊剂 2-焊丝 3-电弧 4-熔池
金属 5-熔渣 6-焊缝 7-母材 8-
渣壳
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埋弧自动焊的焊接过程见下图。颗粒状焊剂从焊
剂漏斗经软管流出后，均匀地堆敷在装配好的工
件7上，送丝机构驱动焊丝2连续送进，使焊丝端
部插入覆盖在焊接区的焊剂1中，在焊丝与焊件之
缺点：在目前高效、节能、自动化的时代，焊条电弧焊的应用受
到了限制，主要缺点是焊条电弧焊的生产效率低，劳动条件差。
这是因为：首先，焊条药皮限制了焊接电流和电流密度不能过大，
否则药皮易发红、脱落，失去保护作用，故焊接速度不能过快；
其次，完成一条焊缝往往需要不断更换焊条，对厚板坯需要开坡
口进行多层焊接，这不仅造成焊条的浪费，提高了焊接成本，而
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钨极氩弧焊的分类
钨极氩弧焊可以根据它的工艺特点，进行不 同方式的分类。但是最通常的分类方式是根 据使用的焊接电流种类和极性进行分类。分 为直流钨极氩弧焊、交流钨极氩弧焊及脉冲 钨极氩弧焊等。
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