第五章 常见熔化焊方法

4.接头 1）将待接接头处用角向磨光机打磨成斜面。 2）在斜面顶部引弧，引燃电弧后，将电弧移至斜面底部，转一圈返回引弧处后 再继续向左焊接， 5.定位焊 应保证定位焊缝的质量。 （1）中厚板对接定位焊缝 工件两端应装引弧、收弧板。
（2）薄板对接定位焊缝
5.3钨极惰性气体保护焊 5.3.1 TIG焊的特点及应用 • 钨极惰性气体保护电弧焊是指使用纯钨或活化钨作电极的非熔化极惰性气体 保护焊方法，简称TIG焊。 一、TIG焊的过程 • TIG焊是在惰性气体的保护下，利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填 充焊丝形成焊缝的焊接方法。 分手工和自动两种 采用氩气为保护气体
图5-8 运条的基本动作 1一焊条送进 2一焊条摆动 3一沿焊缝移动
五、焊缝的接头 1.中间接头 后焊的焊缝从先焊的焊缝尾部开始焊接 2.相背接头 两焊缝的起头相接 3.相向接头 是两条焊缝的收尾相接 4.分段退焊接头 是先焊焊缝的起头和后焊的收尾相接
图5-9 焊缝接头的四种情况
三、 定位焊与定位焊缝 焊前为固定焊件的相对位置进行的焊接操作叫定位焊，俗称点固焊。 • 焊接定位焊缝时必须注意以下几点： • 1）必须按照焊接工艺规定的要求焊接定位焊缝。 • 2）定位焊缝必须保证熔合良好。 • 3）定位焊缝的长度、余高度、间距有要求。 • 4）定位焊缝不能焊在焊缝交叉处或焊缝方向发生急剧变化的地方。 • 5）为防止焊接过程中工件裂开，应尽量避免强制装配。 • 6）定位焊后必须尽快焊接，避免中途停顿或存放时间过长。
图5-22 TIG焊示意图
二、TIG焊的特点 1、可焊金属多 2、适应能力强 3、焊接生产率第 4、生产成本较高 三、TIG焊的应用 • TIG焊几乎可用于所有钢材、有色金属及其合金的焊接，特别适合于化学性质 活泼的金属及其合金。 • 易实现单面焊双面成形。
5.3.2 TIG焊的电流种类和极性 一、直流TIG焊 • 1．直流正极性法 • 焊件接电源正极，钨极接电源负极。 • 由于钨极熔点很高，热发射能力强，电弧中带电粒子绝大多数是从钨极上以 热发射形式产生的电子。这些电子撞击焊件释放出全部动能和位能，产生大 量热能加热焊件，从而形成深而窄的焊缝。 • 特点： • 1）熔池深而窄，焊接生产率高，焊件的收缩应力和变形都小。 • 2）钨极许用电流大，寿命长。 • 3）电弧引燃容易，燃烧稳定。 • 2．直流反极性法 • 直流反极性时焊件接电源负极，钨极接正极。这时焊件和钨极的导电和产热 情况与直流正极性时相反。
5-熔池 6-母材 7-焊缝
8-渣壳
5.1.2 坡口形式和焊接位置 1.接头和坡口形式 焊条电弧焊常用的基本接头有对接、搭接、角接和T形接头
图5-2 焊接接头基本形式 a）对接 b）搭接 c）角接 d）T形
2.焊接位置 • 熔焊时，被焊焊件接缝所处的空间位置，称为焊接位置。
• • • • • • • • •
• 二、交流TIG焊 • 交流TIG焊时，电流极性每半个周期交换一次，因而兼备了直流正极性法和直 流反极性法两者的优点。 • 但是，由于交流电弧每秒钟要100次过零点，加上交流电弧在正负半周里导电 情况的差别，又出现了交流电弧过零点后复燃困难和焊接回路中产生直流分 量的问题。 • 必须采取适当的措施才能保证焊接过程的稳定进行。
• 2）焊丝伸出长度 • 一般焊丝伸出长度越长，飞溅率越高。 • 3）焊枪角度。焊枪垂直时飞溅量最少，倾斜角度越大，飞溅越多。焊枪前倾 或后倾最好不超过20°。 • （2）细滴过渡时在CO2中加入Ar气， CO2气体的物理性质决定了电弧的斑点压 力较大，这是CO2焊产生飞溅的最主要原因。 • （3）短路过渡时限制金属液桥爆断能量 • 1）在焊接回路中串接附加电感 • 电感越大，短路电流增长速度越小。焊丝直径不同，串接相同的电感值时， 短路电流增长速度不同。 • 2）电流切换法 • 在每个熔滴过渡过程中，液桥缩颈达到临界尺寸之前，允许短路电流有较大 的自然增长，以产生足够的电磁收缩力。 • 3）电流波形控制法。
• 综上所述，TIG焊既可以使用交流电流也可以使用直流电流进行焊接，对于直 流电流还有极性选择的问题。焊接时应根据被焊材料来选择适当的电流和极 性。
5.3.3 TIG焊工艺 一、焊前清理 • 1．清除油污、灰尘 • 常用汽油、丙酮等有机溶剂清洗焊件与焊丝表面。 • 2．清除氧化膜 • 常用的方法有机械清理和化学清理两种，或两者联合进行。
第5章 常用熔化焊方法
第5章 常用熔化焊方法
5.1 焊条电弧焊 焊条电弧焊是利用手工操纵焊条进行 焊接的一种电弧焊方法。 5.1.1 焊条电弧焊特点 优点 • 1.设备简单维护方便 • 2.操作灵活 • 3.应用范围广 缺点 图5-1 焊条电弧焊过程示意图 1.对焊工要求高 l-药皮 2-焊芯 3-保护气 4-电弧 9-熔渣 10-熔滴 2.劳动条件差
（2）划擦法 与擦火柴相似
图5-6直击法引弧
二、运条 1.运条的基本动作； （1）焊条沿轴线向熔池方向送进 （2）焊条沿焊接方向的纵向移动 （3）焊条的横向摆动 2.运条方法 选用时应根据接头的形式、装配间隙、焊缝 的空间位置、焊条直径与性能。焊接电流及 焊工技术水平等方面而定。 三、焊缝的起头 焊缝的起头是指刚开始焊接处的焊缝。 四、焊缝的收尾 焊缝的收尾是指一条焊缝焊完后如何收弧。 反复断弧法、划圈收尾法、转移收尾法
5.2 二氧化碳气体保护焊 5.2.1 CO2焊特点 一、CO2焊的实质 CO2气体保护电弧焊是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊方法。 二、CO2焊的特点 优点： 1、焊接生产率高 2、焊接成本低 3、焊接变形小 4、焊接品质较高 5、使用范围广 6、操作简单 图5-10 CO2焊的原理示意图 1-直流电源 2-送丝机构 3-焊枪4-焊丝盘 5- CO2气瓶 6-焊件 缺点：飞溅大，设备复杂， 抗风差，不可焊易氧化有色金属。
二、CO2焊的气孔及防止 1．CO气孔 这类气孔通常出现在焊缝的根部或近表面的部位，且多呈针尖状。 CO气孔产生的主要原因是焊丝中脱氧剂不足，并且含C量过多。 2．氮气孔 N2气孔常出现在焊缝近表面的部位，呈蜂窝状分布。 氮气孔产生的主要原因是保护气层遭到破坏，使大量空气侵入焊接区。 3．氢气孔 氢气孔产生的主要原因是，熔池在高温时溶入了大量氢气，在结晶过程中又不能 充分排出，留在焊缝金属中成为气孔。 氢的来源是焊件、焊丝表面的油污、铁锈以及CO2气体中所含的水分。
• 三、CO2焊的应用 • 1、用于低碳钢，低合金钢等黑色金属。 • 2、用于对焊缝性能要求不高的不锈钢焊件。 • 3、用于耐磨零件的堆焊，铸钢件补焊，电铆焊等。 5.2.2 CO2焊的冶金特性 一、合金元素的氧化与脱氧 1．合金元素的氧化 具有很强的氧化性 2．氧化反应的结果 会产生烧损、气孔、飞溅等。 3．CO2焊的脱氧 • 可以加入一定量的Si和Mn 等合金元素。
（1）平焊位置 焊缝倾角0° 焊缝转角90°的焊接位置称为平焊位置 （2）横焊位置 焊缝倾角0°，180°；焊缝转角0°，180°的对接位置称为横焊位置 （3）立焊位置 焊缝倾角90°（立向上），270°（立向下）的焊接位置称为立焊位置 （4）仰焊位置 对接焊缝倾角0°，180°；转角270°的焊接位置称为仰焊位置。
5.1.3 焊接参数的选择 1.焊条种类和牌号的选择 焊接一般碳钢和低合金结构钢主要是按等强度原则选择焊条的强度级别，一般 选用酸性焊条，重要结构选用碱性焊条。 2.焊接电源种类和极性的选择 低氢型焊条必须采用直流反接外，所有酸性焊条通常采用交流或直流电源均 可以进行焊接。当选用直流电源时，焊接厚板用直流正接,焊薄板用直流反接。 3.焊条直径的选择
1
I形 b＝0 I形 b＝0～1
平 立 平 立
1 1 1
1 .6
1
4～6
2 .4
1 .6
1～2
6～10
板厚/mm
坡口形式
焊接位置
焊道层数
Байду номын сангаас
钨极直径
焊丝直径
氩气流量
/A
／（mm· min-1）
100～120 80～120 100～150 80～120
/mm
/mm
／（L· min-1）
3 .2
I形 b＝0～2 I形 B=0～2 Y形
三、CO2焊的飞溅及防止 1．飞溅产生的原因 1）气体爆炸引起的飞溅。 2）由电弧斑点压力而引起的飞溅。 3）短路过渡时由于液态小桥爆断引起的飞溅。 4）当焊接参数选择不当时，也会引起飞溅。 2．减少金属飞溅的措施 （1）正确选择焊接参数 1）焊接电流与电弧电压
图5-11 CO2焊飞溅损失与电流的关系 1-短路过渡区 2-混合过渡区 3-细滴过渡区
平 立 平 立
2
105～150
2 .4
2～3 .2
6～10
表5-1 焊条直径与焊件厚度的关系
工件厚度 焊条直径 2 2 3 3.2 4～5 3.2～4 6～12 4～5 ＞13 4～6
4.焊接电流的选择 （1）焊条直径 焊条直径越粗，熔化焊条所需的热量越大，必须增大焊接电流。 （2）焊接位置 在平焊位置焊接时，可选择偏大些的焊接电流。横焊、立焊、仰焊位置焊接时， 焊接电流应比平焊位置小10％～20％。 （3）焊道层次 打底，小电流 填充，大电流 盖面，稍小电流
二、基本操作技术 1.引弧 采用碰撞引弧法 2.焊接 采用左向焊法，沿焊接方向均匀移动 （1）焊薄板或打底焊的焊接参数 （2）焊接中厚板的填充层和盖面层的焊接参数 3.收弧 1）CO2气体保护焊机有弧坑控制电路时，当焊枪在收弧处停止前进，同时接通此 电路，焊接电流与电弧电压自动变小，待熔池填满时断电。 2）若焊机没有弧坑控制电路时，在收弧处焊枪停止前进，并在熔池未凝固时， 反复断弧，引弧几次，直至弧坑填满为止。
5.2.3 CO2焊工艺 1. 短路过渡CO2焊 主要用于焊接薄板及全位置焊接。 主要的焊接工艺参数有：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度等。 2. 细滴过渡CO2焊 焊丝的熔化金属以细滴形式进行过渡，所以电弧穿透力强，母材熔深大。 适合于进行中等厚度及大厚度焊件的焊接。 5.2.4 CO2焊操作技术 一、操作时注意事项 1.正确的持枪姿势 2.保持焊枪与工件合适的相对位置 图5-13 正确持枪姿势 3.保持焊枪匀速向前移动 4.焊枪的横向摆幅一致
二、焊接工艺参数的影响及选择 1．焊接工艺参数对焊缝成形和焊接过程的影响 • （1）焊接电流 焊接电流是TIG焊的主要参数。在其他条件不变的情况下，电 弧能量与焊接电流成正比；焊接电流越大，可焊接的材料厚度越大。 • （2）电弧电压（或电弧长度） 当弧长增加时，电弧电压即增加，焊缝熔宽c 和加热面积都略有增大。
• • • •
• •
• • •
（3）焊接速度 焊接时，焊缝获得的热输入反比于焊接速度。 （4）填丝速度与焊丝直径 一般焊丝直径大时送丝速度慢，焊接电流、焊接速度、接头间隙大时，送丝 速度快。 （5）保护气体流量和喷嘴直径 无论是气体流量q或是喷嘴直径D，在一定条件下，都有一个最佳值（M点）， 在这个最佳值时，气体保护有效直径Dy最大，其保护效果最佳。 （6）电极直径和端部形状 原则上应尽可能选择小的电极直径来承担所需要的焊接电流。 TIG焊应根据焊接电流大小来确定钨极的形状。
5.电弧电压 电弧电压主要影响焊缝的宽窄，电弧电压越高，焊缝越宽。 6.焊接速度 焊接速度就是单位时间内完成焊缝的长度。 7.焊接层数的选择 在厚板焊接时，必须采用多层焊或多层多道焊。多层焊的前一条焊道对后一 条焊道起预热作用，而后一条焊道对前一条焊道起热处理作用
5.1.4 焊条电弧焊操作技术 一、引弧 1.不接触引弧 利用高频高压使电极末端与工件间的气体导电产生电弧。 2.接触引弧 先使电极与工件短路，再拉开电极引燃电弧。 （1）直击法
• 2．焊接参数的选择
板厚/mm
坡口形式
焊接位置
焊道层数
焊接电流 /A 50～80 50～80 80～120 80～120 焊接电流
焊接速度 ／（mm· min-1） 100～120 80～100 100～120 80～100 焊接速度
钨极直径 /mm
焊丝直径 /mm
氩气流量 ／（L· min-1）