焊接基础知识学习材料

焊接工艺基础知识学习材料

一、焊接工艺简介

1、焊接的定义:

焊接是通过加热或者加压，或者两者并用；用或不用填充材料；使两分离的金属表面达到原子间的结合，形成永久性连接的一种工艺方法。

2、焊接的本质:

金属等固体所以能保持固定的形状是因为其内部原子之间距（晶格）十分小，原子之间形成牢固的结合力。除非施加足够的外力破坏这些原子间结合力，否则，一块固体金属是不会变形或分离成两块的。要使两个分离的金属构件连接在一起，从物理本质上来看就是要使这两个构件的连接表面上的原子彼此接近到金属晶格距离。

3、焊接方法分类:

手工电弧焊

气体保护焊

气焊

电渣焊焊

电弧焊

焊焊

接

分

类

锡焊

激光钎焊

铜钎焊

公司常用焊接方法为：

3.1、压力焊如：电阻焊

2气体保护焊（CO

2

纯度≥99.5%）

3.2富氩混合气体保护焊（80%Ar+20%CO

2

）

4、焊接车间员工劳保用品穿戴标准:

焊接车间员工的日常劳保用品包括:工作帽、耳塞、工作服、工作衬衫、围裙、劳保手套、工作裤、钢头劳保鞋等，具体穿戴要求详见下图。

二、二氧化碳气体保护焊

1、CO2气体保护焊原理:

1.1、CO2气体保护焊是采用CO2气体作为保护介质，焊接时，CO2气体通过焊枪的喷嘴，沿

焊丝的周围喷射出来，在电弧周围形成气体保护层，机械地将焊接电弧与空气隔离开来，从而避免了有害气体的侵入，保证焊接过程的稳定以获得优质的焊缝。

其工作原理如下图：

1.2、CO2

2、设备简介:

CO2气体保护焊焊接设备示意图如下：

3、工艺参数：

CO2气体保护焊主要焊接工艺参数：电源极性、焊丝直径、焊接电流、电弧电压、气体流量、焊接速度、焊丝干伸长度、焊接回路电感等。

3.1、电源极性：CO2气体保护焊一般采用直流反接法（DCRP）：即焊件接负极，焊丝接正极。

3.2、焊丝直径：焊丝直径有ф0.8、ф0.9、ф1.0、ф1.2、ф1.4 、ф1.6等等，焊丝直径

的选择是以工件厚度、焊接位置及生产率的要求为依据。CO2气体保护焊的分类中有细丝和粗丝之分，对1-4mm钢板进行全位置焊接时，可采用细丝，当钢板厚度大于4mm时，则采用粗丝。公司常用的焊丝主要是ф1.0、ф1.2的镀铜实芯焊丝。

3.3、电弧电压：CO2气体保护焊中，选择电弧电压最为重要。在一定的焊丝直径及焊接电流

（送丝速度）下，电弧电压过低，电弧引燃困难，焊接过程不稳定；电弧电压过高，则由短路过渡转变成大颗粒的长弧过渡，使焊接过程也不稳定，熔深浅，易导致未融合（假焊、虚焊）。只有电弧电压与焊接电流匹配得较合适时，才能获得稳定的焊接过程，并且飞溅小，焊缝成型好。

3.4、焊接电流：焊接电流是CO2气体保护焊的重要规范参数，焊接电流的大小应根据工件的

厚度、坡口形状、焊丝直径等来选择，焊接电流对焊缝的形状尺寸有较大的影响，当焊丝直径不变时，提高焊接电流，熔深相应增加，熔宽略有增加，焊丝的熔化速度也相应地提高，可以提高生产率，但不能任意使用大电流，因为电流过大可造成焊缝成形不良和烧穿现象，并且大电流带来的大线能量输入母材，会导致母材晶体组织粗大，抗拉强度相应下降。在焊接电流小于250A时为短路过渡，电弧电压按U=（0.04I+16）±1.5取；在焊接电流大于250A时为颗粒过渡，电弧电压按U=（0.04I+20）±1.5取。焊接电流与焊接电压匹配的经验公式：当I=100A时，U=19V。I每增加20A，U增加1V。如I=200A，U=19+（200—100）*1/20=24（V）.

建议使用的焊接参数范围如下：（各焊接工艺工程师应当根据本事业部焊接的破口形式，母材厚度、母材材质、焊接设备、焊丝直径等要素制定适合的焊接工艺参数及焊接方法，具体焊接参数应当有工艺人员自行试验获得）

3.5、气体流量：应根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等来选择，细丝小规

范短路过渡焊接时，气流量通常为（5∽15）L/min.中等规范时大约为20L/min. CO2气体的流量，主要是对保护性能有影响，当CO2气体流量太大时，气体冲击熔池，冷却作用加强，并且使保护气体流量紊乱，而破坏了保护作用，使焊缝容易产生气孔。同时对熔池的氧化性增加，飞溅增加，焊缝表面也不光泽。CO2气体流量太小时，气体挺度不够，降低了对熔池的保护作用，而且容易产生气孔等缺陷。因此CO2气体流量在进行选择时可参考下表:

3.6、焊接速度：焊接速度增大，焊缝宽度降低，焊缝余高及熔深也有一定减少。焊接速度过

快，会引起咬边；焊接速度过慢，易产生烧穿和焊缝组织粗大等缺陷。在选择焊接速度

时，不应追求过高的焊接速度，而应首先考虑到焊接质量，随着焊接速度的增大，熔宽降低，熔深和加强高也有一定的减少。当焊接速度过快时则气体保护作用受到破坏，同时焊缝的冷却速度加快，降低了焊缝的塑性，并使焊缝成形不好，易出现咬肉等缺陷。

当焊接速度过慢时，熔宽过大，熔池变大热量集中，容易出现烧穿或焊缝组织粗大等缺陷，选择时可参考下表:

3.7、焊丝干伸长度：是指焊丝从导电嘴端部到工件的长度。焊丝干伸长度太长，气体保护效

果差，中间焊丝被加热变红，挺度下降，焊丝爆断以致飞溅增大；焊丝干伸长度太短，熔池不易观察，焊接飞溅易堵住喷嘴，导致气体不流畅，而且焊丝易回烧，烧坏导电嘴。

细焊丝（如ф0.8）选的K值偏大些，反之，则选的K值偏小些。但一般不宜超过15mm(ф≤1.2mm的情况下)。随着伸出长度的增加，焊丝的预热状态电阻值急剧增加，因此，焊丝熔化加快，提高了生产率，但是，当焊丝伸出长度过大时，焊丝容易发生过热而成段熔断，焊接过程不稳定，飞溅严重，焊缝成形不良以及气体对熔池的保护作用减弱，而且使熔深减少，焊缝加强高明显增大，当伸出长度过小时，则焊接电流较大，短路频率较高，并缩短了喷嘴装到工件之间的距离，使飞溅金属容易堵塞喷嘴，影响保护气体流通，在一般情况下，焊丝伸出长度参考如下公式选择:

L(伸出长度)= （10∽15）d(焊丝直径)

3.8、二次回路电感：焊接直径较小时要求焊接回路电感较小，而焊接直径较大时要求焊接回

路电感较大。

4、常见质量问题:

4.1、CO2气体保护焊焊接质量包括表面质量和内在质量。表面质量指的是外观质量；内在质

量主要针对焊缝的强度而言。

4.2、熔化焊常见缺陷定义；

4.2.1、未焊透：熔焊时，接头根部未完全焊透的现象。

4.2.2、未熔合：熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未能完全熔化结合的部分叫

未熔合。

4.2.3、烧穿：熔焊时熔化金属自焊缝背面流出，形成穿孔的现象叫烧穿。

4.2.4、咬边：在沿着焊趾的母材部位，烧熔形成凹陷或沟槽的现象叫咬边。

4.2.5、焊瘤：熔焊时熔化金属流淌到焊缝以外未熔合的母材上形成金属瘤的现象叫焊瘤。

4.2.6、凹坑：焊后在焊缝表面或背面形成的低于母材表面的局部低洼部分。

4.2.7、塌陷：单面熔化焊时，由于焊接工艺不当，造成焊缝金属过量透过背面，使焊缝正