第一节 焊接基本概念与方法

第一节 焊接基本概念与方法
一、焊接基本概念 二、熔化焊工艺方法 三、压力焊工艺方法 四、钎焊工艺方法 五、封接与粘结
一、焊接基本概念 （一）金属的连接方法：
（二）焊接的定义：
焊接：是一种永久性连接金属 材料的工艺方法。
焊接的实质：用加热或加压等 手段，借助于金属原子的结合 与扩散作用，使分离的金属材 料牢固地连接起来。
（五）应用
在制造业中，材料焊接技术是 一种十分重要的加工工艺，已广泛 应用于机械制造、造船、海洋开发、 汽车制造、石油化工、航空航天、 原子能、电力、电子技术及建筑等 部门。
（六）焊接的不足：
焊接结构不可拆卸，给维修带 来不便；
焊接结构中会存在焊接应力和 变形；
焊接接头的组织性能往往不均 匀，并会产生焊接缺陷等。
电弧弧柱区的温度高达5000K以上。 阴极区和阳极区的温度较低，分别约为
2400K和2600K。 阴极区和阳极区的几何长度很小，仅为
10ˉ4-10ˉ5cm，但对热量的产生很重要。 在阴极区和阳极区所产生的热量占电弧
产热的近80％。 弧柱区产生的热量仅约占20％。
（2）焊条在电弧下的熔化及焊缝的成形过程。
②焊条系列完整，可焊大多数金属材料； ③焊条载流能力有限（电流为20-500A），焊
接厚度在3-20mm之间，生产率较低； ④焊接质量很大程度上取决于焊工的操作技能；
⑤焊工需要在高温、尘雾环境下工作， 劳动条件差，强度大；
⑥不适合焊接一些活泼金属、难熔金 属及低熔点金属。
（3）工艺参数：主要包括焊条牌号和 直径、电流（电源）种类和极性、 焊接电流大小、焊接层（道）次等。
2、埋弧自动焊：
在焊接过程中，焊接电弧将焊剂、 焊丝及工件焊接处熔化后形成熔池， 熔池冷却后形成焊缝。液态熔渣形 成焊渣，焊后履盖在焊缝表面起保 护焊缝的作用。
（1）埋弧自动焊的焊接过程
1-焊接小车 2-控制盘 3-焊丝盘 4-焊剂漏斗 5-焊接机头 6-焊剂 7-渣壳 8-焊缝 9-焊接电缆 10-焊接电源 11-控制箱
埋弧自动焊焊接过程纵截面图 1-焊丝 2-电弧 3-焊件 4-熔池 5-焊缝 6-渣壳
7-液态熔渣 8-焊剂
（2）埋弧自动焊的特点：
优点：
①生产率高
焊接电流比手工电弧焊时大得多， 可以高达1000A，一次熔深大；
焊接速度大，且焊接过程可连续进 行，无需频繁更换焊条，因此生产 率比手工电弧焊高5～20倍。
常见的熔焊方法有气焊、电弧焊、电 渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光 焊等。
2)压焊
在焊接过程中无论加热与否，均需 要加压的焊接方法。
常见的压焊有电阻焊、摩擦焊、冷 压焊、扩散焊、爆炸焊等。
（四）焊接的特点：
节省金属材料，结构重量轻。 以小拼大、化大为小，制造重型、复杂的
机器零部件，简化铸造、锻造及切削加工 工艺，获得最佳技术经济效果。 焊接接头具有良好的力学性能和密封性。 能够制造双金属结构，使材料的性能得到 充分利用。
②焊接质量好
熔渣对熔化金属的保护严密，冶金反 应较彻底，且焊接工艺参数稳定，焊 缝成形美观，焊接质量稳定。
③劳动条件好
焊接时没有弧光辐射，焊接烟尘小， 焊接过程自动进行。
缺点：
①一般只适用于水平位置的长直焊缝 和直径250mm以上的环形焊缝，焊接 的钢板厚度一般在6～60mm；
②适焊材料局限于钢、镍基合金、铜 合金等；
③不能焊接铝、钛等活泼金属及其合 金。
（3）埋弧焊焊接材料：焊剂和焊丝 ①焊剂： 分类：熔炼（多数）和非熔炼焊剂。 作用：主要起保护作用，还可起脱
氧、去硫、渗合金等冶金处理作用。 焊剂牌号：为“焊剂” 或大写拼音
“HJ”和三个数字表示，如“焊剂 430”或“HJ430”。
②焊丝： 直径1.6～6mm的实芯焊丝； 起电极和填充金属以及脱氧、去硫、
单面焊时，为防 止烧穿、保证焊 缝的反面成形， 应采用反面衬垫， 衬垫的形式有焊 剂垫、钢垫板， 或手工焊封底。
由于埋弧焊在引弧和熄弧处电弧不 稳定，为保证焊缝质量，焊前应在 焊缝两端接上引弧板和熄弧板，焊 后去除。
渗合金等冶金处理作用。 其牌号与焊条焊芯同属一个国家标
准(GB1300)。 为了获得高质量的埋弧焊焊缝，必
须正确选配焊丝和焊剂。
（4）埋弧自动焊工艺
对于厚度在14mm以下的板材，可以 不开坡口一次焊成；
双面焊时，不开坡口的可焊厚度达 28mm；
当厚度较大时，为保证焊透，最常 采用的坡口型式为Y型坡口和X型坡 口。
（三）焊接的分类：
焊接方法种类繁多，而新的方法仍在 不断涌现。
根据焊接过程中加热程度和工艺特点 的不同，焊接方法可以分为三大类： 熔化焊（液相）、压力焊（固相）、 钎焊（固相兼液相）。
1）熔焊：
将工件焊接处局部加热到熔化状态， 形成熔池（通常还加入填充金属）， 冷却结晶后形成焊缝，被焊工件结合 为不可分离的于对电弧与焊缝的保 护方法的不同，电弧焊可分为以下 三种：
（1）手工电弧焊 （2）埋弧自动焊 （3）气体保护焊
１、手工电弧焊：
定义：焊工手工操作焊条进行焊接的电 弧焊 。
（1）手工电弧焊焊接过程
（2）手工电弧焊的主要特点有：
①设备简单，应用灵活方便，可以进行各种位 置及各种不规则焊缝的焊接；
二、熔化焊工艺方法
1、定义：利用局部加热的方法,将工件的
焊接处加热到熔化状态,形成熔池，然后 冷却结晶，形成焊缝的焊接方法 。 2、分类：由于所用热源的不同分为： （1）气焊 （2）电弧焊 （3）激光焊 （4）激光切割 （5）电子束焊 （6）电渣焊（7）等离子弧焊
3、电弧焊
1）定义：是在具有一定电压的两电极间或电 极与焊件间，气体介质产生强烈而持久的 放电现象。
2）电弧的实质：气体放电
在两极间电压作用下，使带电离子作定向 运动，两个电极间的气体中能连续不断地 通过很大的电流，从而形成的电弧。
电弧导电时，产生大量的热量，同时发出 强烈的弧光。
（1）电弧的构造 阴极区、阳极区、弧柱区
电弧的构造 1-电极 2-直流电源 3-弧柱区 4-工件
5-阳极区 6-阴极区