焊接方法及设备总复习

焊接方法及设备总复习焊接方法及设备总复习包括内容：焊接技术概述、火焰技术*、电工基础、电弧、弧焊电源、焊条电弧焊*、气体保护焊*、埋弧焊*、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: R U I 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 空载电压应用条件电压种类 最大值峰值 （V ） 有效值 a 较高的电气危险性直流 交流 113 68 — 48 b 一般的电气危险性直流 交流 113 113 — 80 c 一般的电气危险性及限制性使用直流 交流113 78— 55d焊枪机械化驱动直流交流141141—100e等离子工艺方法直流交流500———f潜水员水下作业直流交流65不允许—不允许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 火焰分为三种型式：碳化焰（氧气:乙炔＜1:1）、中性焰（氧气:乙炔＝1:1）、氧化焰（氧气:乙炔＞1:1）材料乙炔过剩焰中性焰氧气过剩焰铸铁+ 0 －铜－+ －黄铜－－+铝+ 0 －钢－+ －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焊丝化学成份组别（表1）标准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CO 2激光，而激光气是由5%CO 2、13.5% H 2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,Ti，Si，Ni粉等）23）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直径(d) 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.0长度(l) 250/300 350 350/450 350/450 450 450电流 I (A) 40～80 50～100 90～150 120～200 180～270 220～360经验公式最小（A）最大20×d40×d30×d50×d35×d60×d6 气体保护焊6.1气体保护焊的分类6.2 保护气体分类标准（ISO14175/EN439）符号1）气体一般应用条件备注组别数字代号氧化性惰性还原CO2O2Ar He H2N2R 12其余2）其余2）>0~15>15~35TIG等离子焊根部保护I 123100其余100>0~95MIG、MAG、等离子焊，根部保护M1 1234>0~5>0~5>0~5>0~3>0~3其余2）其余2）其余2）其余2）>0~5MAG弱氧化性强氧化性M2 1234>5~25>0~5>5~25>3~10>3~10>3~10其余2）其余2）其余2）其余2）M3 123>25~50>5~50>10~15>10~15其余2）其余2）其余2）C 12100其余>0~30F 12 0~50100其余等离子切割根部保护1）没有列入表中的特殊混合气体在组别符号前用符号S表示2）氦气替代氩气可达95%6.3 非熔化极气体保护焊－钨极氩弧焊（TIG、141）保护形式：气体保护（氩气Ar，氦气He，氩气和氦气以及氢气H2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。