金属工艺学课件第四章焊接

（2）埋弧焊（焊剂层下焊接） 埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。
1).过程：在焊缝处堆放焊剂→焊丝送入电弧区→选定的弧长 →电弧燃烧→焊机带动焊丝匀速前移（或工件匀速运动）
2）.埋弧焊特点： ①生产效率高。 ②焊接质量好且稳定。 ③节省金属材料。 ④改善了劳动条件。
图5-3 埋弧焊原理
3）.埋弧焊的焊丝与焊剂 焊丝作用相当于焊芯，焊剂作用相当于焊条药皮。
一、熔焊:利用各种热源将构
件的连接部分加热，使之熔化
并熔合在一起，待其冷却凝固
—
后形成焊缝从而将构件连接起
来的焊接方法。
电
源
电弧焊 电弧焊是利用电弧来
加热和熔化金属的。
+
(1)焊条电弧焊 利用电弧产生的热量熔 化被焊金属(母材)和焊 条的一种手工操作的焊 接方法。
焊条作用 ： 1.作为电极 2.作为填充金属 3.形成熔渣、产生大量的保护性气体
金属工艺学课件第四章焊接
焊接：利用加热或加压，或两者并用的手段，借助原子间 的扩散和结合，使分离的金属牢固地连接起来。
粘接：将相同或不同的构件牢固地粘合在一起的连接方法。
特点：
下料阶段：
化大为小
焊接
化复杂为简单 粘接
拼小成大 拼简单成复杂
4.1焊接（welding）
焊接性 （1）工艺焊接性 （2）使用焊接性
三、钎焊：利用熔点比焊件低的钎料作填充金属，加热时钎料 熔化而将焊件连接起来的焊接方法。
1.原理：表面清理好的焊件→搭接形式接头→钎料放在接头的 间隙附近或接头的间隙中→加热T>T钎料熔点，钎料熔化（工件 不熔化）并渗入到接头间隙中→液态钎料与工件金属相互溶解 扩散→冷凝后即形成钎焊接头。
2.分类:
3.对焊：利用电阻热使两个工件在整个接触面上焊接起来的一 种方法。 （1）电阻对焊：端面清洁，光滑，无毛刺，用于焊接断面简 单，直径小于20mm和强度要求不高的工件。
（2）闪光对焊：焊件接头质 量好，强度高，但金属损耗 较大，常用于重要工件的焊 接。
接头形式：对接接头，接头 断面尽量相同。 广泛用于刀具、钢筋、锚炼、 自行车车圈。钢轨和管道的 焊接。
③热量集中，焊接速度快，焊接热 影响区较窄，工件变形小。
④适用于各类合金钢、不锈钢、有 色金属（铝、镁、钛等），稀有金 属（锆、钼、钽等）的焊接。
2. CO2气体保护焊： 1）原理：焊丝经软导管、导电嘴送出→从喷嘴中喷出CO2气 体→保卫焊丝端部及熔池 （引燃电弧） 2）特点： ①成本低。
②生产率高。
过程：柱状电极压紧在工件上→接通电流→接触处温度升高熔化（液态熔 核）→断电→继续保持压力或加大压力→液态熔核在压力下凝固结晶，形 成焊点。
2.缝焊
原理：用旋转的圆盘状滚动电极代替柱状电极，精 确控制通、断电时间，形成连续重叠焊点。
特点及应用：
（1）分流现象严重，电流约为点焊时的1.5～2倍 （2）密封性好，用于制造有密封性要求的薄壁结构， 如油箱、小型容器和管道等。只适用于厚度在3mm 以下的薄板结构。
件需填充焊丝（图5-5a）焊接厚度6mm以下的工件。 ② 熔化极氩弧焊：连续送进焊丝（电极），不需填充金属，可用较大
电流，焊接厚度为25mm以下的工件，图5-5 b。
图5-5 氩弧焊示意图
氩弧焊特点及使用范围：
①电弧燃烧稳定，飞溅小，焊缝致 密、成形美观，焊接质量好；
②有气体保护，明弧可见，便于操 作。
① 机械压缩效应 ② 热压缩效应 ③ 电磁压缩效应 特点：
① 能量密度大，温度高，穿透 能力强，效率高。
② 电流很小时（0.1A），电弧 仍很稳定，可焊很薄的箔材。 应用：铜合金，合金钢，钨，钼， 钴，钛等金属焊件
图5-6 等离子弧发生装置原理图
二、压焊
压焊是一种必须对焊件施加压力而完成焊接的方法。
焊丝作用：作为电极；作为填充金属
焊剂作用： 焊剂熔化→熔渣→保护焊缝 焊剂蒸发→熔渣泡→ a隔绝空气，防止熔滴外溅 b减少电弧热能损失，阻止弧光四射
（3）气体保护焊
气体保护电弧焊是利用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的 电弧焊方法。
1.氩弧焊 ① 不熔化极氩弧焊：电极：钨棒（导电和产生电极的作用），较厚工
电阻焊：利用电流通过焊件及其接触处产生的电阻热，将焊件 局部加热到塑性或熔化状态，然后在压力下形成焊接接头的焊 接方法。 焊件接触处 电阻热 塑性变形或熔化 压力 焊点
1.点焊：利用柱 状电极加压通电， 在搭接工件接触 面之间焊成一个 个焊点的焊接方 法。
图5-7点焊示意图
接头形式： 搭接接头
应用：S<4mm的 薄板冲压结构及 线材的焊接，制 造汽车、车厢， 飞机等薄壁结构 及罩壳和轻工、 生活用品等。
③操作性能好。
④质量较好。
缺点：CO2气体有氧化作用，应使用 含锰、硅较高的焊丝或含有相应合金
元素的合金焊丝。熔滴飞溅较为严重， 焊缝外形不够光滑，容易产生气孔。
应用：造船，机车车辆，汽车，农业 机械，主要用于焊接30mm以下厚度的 低碳钢和部分低合金结构钢焊接。
图5-4 CO2气体保护焊
（4）等离子弧焊 等离子弧：自由电弧经“压缩效应”压缩，弧中气体完全电离， 形成温度更高的等离子弧。 原理：在钨极和工件之间加一较高电压，经高频振荡使气体电 离形成电弧。
硬钎焊：钎料熔点高于450°C，焊接接头强度在200MPa以上。
硬钎焊主要用于受力较大的钢铁铜合金结构件、工具以及刀具 的焊接。
软钎焊：钎料熔点低于450°C，焊接接头强度一般不超过 70MPa。常用钎料是锡合金，所以通称锡焊。主要用于受力不 大的常温工作的仪表、导电元件的连接。
当 Ceq>0.6%时，钢材塑性较差。淬硬和冷裂倾向严重，焊接 性很差，焊前需要高温预热，焊接时要采取减少焊接应力和防 止裂纹的工艺措施，焊后需要进行适当热处理等。
常用焊接方法:
熔焊(fusion welding) 压焊(pressure welding) 钎焊(brazing)
电弧焊 气焊 电子束焊 激光焊 等
焊接性的估算方法:
碳钢及低合金结构钢的碳当量经验公式：
Ceq
C
ห้องสมุดไป่ตู้Mn 6
Cr
Mo V 5
Ni Cu (%) 15
经验：
当 Ceq<0.4%时，塑性良好，热影响区淬硬和冷裂倾向小， 焊接性优良，一般焊件不会产生裂纹。
当 Ceq =0.4~0.6%时，塑性下降，淬硬及冷裂倾向明显，焊接性 较差。焊前适当预热，焊后缓慢冷却。