金属工艺学-4焊接

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4-2 其他焊接方法
粗丝CO2焊（焊丝1.6 5.0mm） CO2保护焊
适合焊 5～30 mm的中厚板
细丝CO2焊（焊丝0.5 1.2mm）
适合焊 0.8 ～ 4.0 mm的薄板
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4-2 其他焊接方法
• 电阻焊：焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头
的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。
焊接电弧正常工作时采用脉冲宽度调制控制方式, 设定逆变频率为20kHZ,并进行恒流外特性控制;系统在 空载时由于采用电压反馈控制使PWM调制器间断地输出 脉冲,间歇振荡的频率低而脉冲宽度窄,不但空载损耗 小,而且使变压器不易饱和。系统对焊接电弧的短路过 程采用了短路分频控制方式,并进行短路电流的控制. 系统采用了小给定值和最小脉宽控制电路。 焊接容易起弧、焊弧稳定、焊接特性好。
★目前主要用于：焊接铝、镁、钛及其合金，也用于
焊接不锈钢、耐热钢、一些重要低合金钢。
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4-2 其他焊接方法
• 二氧化碳气体保护焊
以CO2气体保护熔池的电弧焊。 –以焊丝为电极,可实现自动送进； –焊丝中还需加入硅、锰等脱氧剂, H08MnSiA。
• 特点
–CO2焊成本低、质量好、效率高，可实现自动焊、 全位臵焊。 –主要适用于焊接低碳钢和低合金结构钢的中、薄板 结构，如轿车外壳的拼接等
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面罩的作用是保护焊工的面部免受强烈的
4-1 手弧焊
二、电焊条：焊芯和药皮组成 • 焊芯：起导电和填充焊缝作用，与熔化的母材共同
形成焊缝。
规格:直径1.6mm—8mm之间，常用φ2.5—φ6mm。
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4-1 手弧焊
• 药皮:提高电弧稳定性；防止空气对熔化金属的有害
作用；防止焊缝金属氧化，补充合金元素，以保证焊 缝金属的化学成分和力学性能。
• 硬钎焊
–使用熔点高于450℃的钎料 –焊件接头强度高，工作温度高 –用于受力较大的钢铁件、工具及铝、铜合金件，如 钎焊刀具、自行车架等 –常用钎剂为硼砂、硼酸、氯化物等
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4-2 其他焊接方法
• 软钎焊
–使用熔点低于450℃的钎料 –焊件接头强度低，工作温度低 –用于电子线路元件的连接等 –常用钎剂为松香、氯化锌溶液
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4-1 手弧焊
• 焊钳:焊钳是夹持焊条和传导电流，也被称为焊把.
焊钳要求：导电性能好、重量轻 夹持焊条牢以及装换焊条方便等。
• 面罩和护目镜
电弧光和金属飞溅的灼伤。面罩是由轻而坚韧 的纤维纸板制成的。 护目镜的作用是减弱电弧光的强度，并过 虑红外线和紫外线,清楚地观察焊接熔池的情 况，焊接过程而不会使眼睛受弧光灼伤。
熔焊 电弧焊 气焊 气体 保护焊 电渣焊 Nhomakorabea焊接
压焊 （固相焊） 等离子 弧焊
钎焊
电阻焊
手弧焊
CO2气体 保护焊
电焊
埋弧焊
氩弧焊
缝焊
氢原子焊
对焊
摩擦焊
超声波焊
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4-1 手弧焊
• 手弧焊是熔焊中电弧焊的一种焊接方法 • 熔焊：
焊接过程中，将焊件加热至熔化状态，不 加压力完成的焊接方法通称为熔焊。
• 电弧焊：
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4-1 手弧焊
（2）焊接电流
• 根据焊条直径来确定。焊接电流太小，焊接生产率较低，电弧不稳定， 还可能焊不透工件。焊接电流太大，则会引起熔化金属的严重飞溅，甚 至烧穿工件。 对于焊接一般钢材的工件，焊条直径在3-6mm时，可由下列经验公式求 得焊接电流的参考值:
•
I=(30～55)d
I——焊接电流（A）； d——焊条直径（mm）；
–在实际应用中常见的坡口型式有：
弯边接头：厚度＜3mm的薄件； 平坡口：3--8mm的较薄件； V型坡口：厚度6--20mm的工件（单面焊接）；
X型坡口：厚度12--40mm的工件，对称型与不对称型(双面焊接) U型坡口：厚度20--50mm的工件（单面焊接）； 双U型坡口：厚度30--80mm的工件（双面焊接）。 坡口角度通常取60--70°，采用钝边（也叫做根高）的目的 是防止焊件烧穿，而间隙则是为了便于焊透。
按熔渣性质，焊条可分为两类：
– 酸性焊条：药皮熔渣中的酸性氧化物较多，适于各种电源，
成本低，但焊缝的塑性、韧性稍差，操作性好， 渗合金作用弱不宜焊接受动载荷和要求高强度的 重要结构件 – 碱性焊条：熔渣中碱性氧化物多，一般采用直流电源。焊缝 塑性、韧性好，抗冲击能力强，价格较高，操作性差 只适于焊接重要结构件。
• d.确定焊接工艺参数：焊条直径、焊接电流、焊接速度
根据所焊接工件的材质选择焊条，焊接速度和电弧长度，由焊工 根据焊条牌号和焊缝所在空间的位臵，在施焊过程中调节。
（1）焊条直径
– 为提高生产率，通常选用直径较粗的焊条，一般不大于6mm。 – 工件厚度在4 mm以下的对接焊时，一般均用直径小于等于工件 厚度的焊条。 – 大厚度工件焊接时，一般接头处要开坡口，在焊打底层焊时， 可采用2.5～4mm直径焊条，之后各层可采用5-6 mm直径焊条。 – 立焊时，焊条直径一般不超过5毫米； – 仰焊时则不应超过4毫米。
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4-2 其他焊接方法
• 点焊：焊件装备配成搭接
接头，并压紧在两柱状电极 之间，利用电阻热融化母材 金属，形成焊点的电阻焊方 法。
• 适用焊无气密性要求的薄
板结构，如汽车外壳等；低 、中碳钢、低合金钢、不锈 钢及铝合金等厚度小于6mm 的板料搭接。
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4-2 其他焊接方法
• 缝焊：焊件装配成搭接或
对接接头并臵于两个滚轮电 极之间，滚轮加压焊件并转 动，连续或断续通电，形成 一条焊缝的电阻焊方法。
• 适用焊有气密性要求的薄板
（≤3mm）容器和管道等，如 汽车水箱、油箱。 • 电流大、短时、高效、变形 小；不填充金属、接头平整 、机械自动化。
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4-2 其他焊接方法
• 埋弧自动焊：电弧在焊剂层下燃烧进行焊接。
金 属 工 艺 学
——焊 接
河北理工大学 机械工程学院
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第四章
焊接
• 焊接： 通过加热或加压，或两者并用，并 且用或不用填充金属，使焊件间达到原 子结合的一种加工方法。 • 本质： 通过焊接使焊件达到了原子结合， 从而将原来分开的物体构成一个整体， 这是任何其它连接形式所不具备的。
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第四章 焊接
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4-1 手弧焊
• 交流电焊机：是一个交流变压器，只是次级
的匝数较少，而线径较粗罢了，能够输出低电 压、大电流。
U1/U2=n1/n2
220V,380V
60~70V 20~35V
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4-1 手弧焊
• 直流电焊接：对交流电进行整流而获得直流电一种直 流弧焊电源。（硅整流弧焊机）
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4-1 手弧焊
• 逆变式弧焊整流机
• 压紧、通电、塑变 • 适用焊截面简单的（方
、圆）、直径或边长小于 20 mm且强度要求不高的 杆件、管材等。
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4-2 其他焊接方法
• 闪光对焊： • 通电、靠近、闪电、最 后压紧塑变
• 适用于焊各种大小的等截 面的重要工件，可以是同 种金属或异种金属，尤其 适合细丝的对接或特别粗 大的金属棒、管或异型材 料的对接。如焊接重要的 管道、钢轨、锚链、刀具 、钢筋等。
• 特点：
–焊接质量高，焊缝质量好且稳定，表面光滑美观； –电流大、熔深大，省工省时效率高； –节省焊接材料和电能； –造船、石油、化工容器、管道、锅炉等 –但设备投资较高，且只适用于平焊位臵。
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4-2 其他焊接方法
1-焊件；2-V形坡口；3-垫板；4-焊剂； 5-焊剂斗；6-焊丝 7-送丝轮；8-导电器； 9-电缆；10-焊丝盘；11-焊剂回收器； 12-焊渣；13-焊缝；
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4-2 其他焊接方法
• 钎焊：利用熔点比焊件金属低的填充金属（钎料），
经加热熔化后，将两个焊件在固态下连接起来的焊接方 法。
• 钎焊过程
熔化钎料的填缝过程 钎料组分与母材相互扩散过程
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4-2 其他焊接方法
• 钎剂的作用有:
–去除氧化膜和油污等杂质 –保护母材接触面和钎料不受氧化 –增加钎料的润湿性和毛细流动性
• 此外，电流大小的选择，还与接头型式和焊逢在空间的位臵等因素有关 。立焊、横焊时的焊接电流应比平焊减少10 - 15%；仰焊则减少15 20%。
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4-1 手弧焊
• 操作方法：引弧和运条
–引弧：直击法，划擦法
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4-1 手弧焊
• 运条：熔池、焊缝、横向摆动
基本运条方法
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4-1 手弧焊
四、焊接缺陷
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4-1 手弧焊
• b.焊接前清理焊接表面，以免影响电弧引燃和焊缝质量
• c.焊接位臵：平焊、立焊、横焊和仰焊。
平焊易操作，劳动条件好，生产率高，焊缝质量易保证，所以焊缝布臵应尽可 能放在平焊位臵。立焊、横焊和仰焊时，由于重力作用，被熔化的金属要向下滴落 而造成施焊困难，因此，应尽量避免。
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4-1 手弧焊
–未焊透 –烧穿 –夹渣 –气孔 –裂纹
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4-2 其他焊接方法
一、气焊
利用乙炔和氧混合燃烧所产生的热量使焊件和焊 丝局部熔化进行焊接的方法。
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4-2 其他焊接方法
二、气体保护焊 用外加气体来保护焊接区的电弧焊。 常用保护气体：
–氩气 –氦气 –二氧化碳
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4-2 其他焊接方法
• 氩弧焊:以氩气作保护气体的电弧焊，焊接质量较高。
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4-3 焊接基础知识
• 特点：
–焊件加热温度低、组织和性能变化小 –接头尺寸精确、生产率高 –用于特殊结构件和异种金属焊接，如仪表、航空、 喷气设备和硬质合金刀具的焊接。