气焊气割及其它焊接方法

图11-5 钨极氩弧焊示意图
1) 钨极氩弧焊的特点 钨极氩弧焊具有如下优点：
(1) 保护效果好，焊接质量高。氩气是惰性气体，既不与 任何金属反应，也不溶于任何金属，焊接过程基本上是金属熔 化和结晶的简单过程。
(2) 焊接变形小。与气焊相比，钨极氩弧焊焊接电弧热量 集中、温度高，所以焊接热影响区窄，焊接变形小。
(3) 电弧稳定。由于氩气热导性差，对电弧的冷却作用小， 因而电弧稳定。在各种气体保护焊中，氩弧的稳定性最好。
其缺点如下：
(1) 成本较高。由于氩气和钨极价格高，钨极氩弧焊的焊 接成本高。目前一般只用于打底焊、不锈钢和有色金属的焊接。
(2) 不宜焊接厚板。由于钨极载流量有限，使电弧功率受 到限制，致使焊接熔深小，焊接速度低，因此钨极氩弧焊一般 只适宜焊接厚度小于6 mm的工件。
2) CO2气体保护焊的应用
CO2气体保护焊主要用于焊接低碳钢、低合金钢的焊接。 还可以焊接对焊缝要求不高的不锈钢。另外，CO2气体保护焊 还可以用于堆焊、铸钢件的焊补以及电铆焊等。
2．钨极氩弧焊
钨极氩弧焊通常又叫TIG焊或非熔化极氩弧焊，是利用氩 气保护的一种气体保护焊，其焊接过程如图11-5所示。在焊接 过程中，从喷嘴中喷出的氩气排开空气，在焊接区造成一个 保护层，在氩气的保护下，电弧在钨极(金属钨或其合金棒)和 工件之间燃烧。
(5) 对气孔敏感性大。埋弧焊由于熔池较深，因此对气孔 敏感性大。
2．埋弧焊的应用
埋弧焊是现代工业制造中最常用的一种自动电弧焊方法。 埋弧焊主要焊接各种钢板结构，可焊接碳素结构钢、低合金高 强钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢及复合钢等。此外，用 埋弧焊堆焊耐磨、耐蚀合金或焊接镍基合金及铜合金也是比较 理想的。
(3) 氩弧的紫外线强。氩弧产生的紫外线约为手工电弧焊 的5～30倍，对焊工有害。
2) 钨极氩弧焊的应用
几乎所有的金属都可用钨极氩弧焊焊接，特别适宜焊接 化学性质活泼的金属，常用于铝、镁、铜、钛及其合金、不 锈钢、高温合金等的焊接。
3．熔化极氩弧焊
使用熔化电极的氩弧焊叫熔化极氩弧焊，简称MIG焊。 如图11-6所示，焊接过程中焊丝在送丝滚轮的作用下通向焊接 区，与母材产生电弧，熔化焊丝和母材形成熔池，氩气从喷 嘴中喷出形成保护。
.3 其他焊接方法
.3.1 埋弧焊
埋弧焊是一种生产效率较高的机械化焊接方法，全称为埋 弧自动焊，又称焊剂层下自动电弧焊。焊接时，焊机机头上的 送丝机构将焊丝送入电弧区，电弧在焊剂下燃烧，小车带动焊 丝均匀沿坡口移动(或机头不动，工件运动)。在焊丝前面，焊 剂从漏斗中不断流出覆盖在待焊部位。埋弧焊过程如图11-3所 示。
图11-3 埋弧焊的纵截面示意图
1. 埋弧焊的特点 埋弧焊的主要优点如下：
(1) 焊接质量高。由于熔渣的保护效果好，焊缝中的含氮 量和含氧量大大降低；由于自动化水平较高，对工人的技术水 平要求不高，焊缝成分稳定，焊接质量高。
(2) 生产效率高。一方面由于焊丝导电长度缩短，可以提 高电流和电流密度；另一方面由于焊剂及熔渣的隔热作用，电 弧基本没有热的辐射散失，热量集中，飞溅也小。一般不开坡 口，单面一次焊接熔深可达20 mm。以厚度为8～10 mm钢板对 接焊为例，单丝埋弧焊接速度可达30～50 m/h，而手工电弧焊 则只有6～8 m/h。
埋弧焊可以应用于造船、锅炉、化工容器、桥梁、起重机 械、冶金机械等行业中。
.3.2 气体保护焊(CO2、氩气) 1．Hale Waihona Puke BaiduO2气体保护焊
CO2气体保护焊是20世纪50年代初期发展起来的焊接方法， 其焊接过程如图11-4所示。在焊接过程中，焊丝在送丝机构的 推动下进入焊接区，CO2气体从喷嘴中喷出，排开空气形成保 护。由于CO2气体保护焊具有很多优点，迅速获得广泛应用。
其缺点如下：
(1) 飞溅大。CO2气体保护焊过程中，由于CO2气体的导热 性好，高温分解吸热以及电弧气氛的氧化性等因素，使CO2气 体保护焊焊接飞溅大。CO2气体保护焊的飞溅是由CO2气体本 身的性质决定的，而且焊丝越粗，飞溅越大。
(2) 合金元素的烧损严重。由于在焊接时电弧中存在着大 量具有氧化性的CO2、CO和O2，因此合金元素的烧损比较严重。 所以必须使用含有高合金化和脱氧剂元素的焊丝。焊接低碳钢 和合金结构钢时，常用H08Mn2SiA焊丝。
(2) 难以焊接氧化性强的金属。由于埋弧焊用焊剂主要是 MnO、SiO2等金属及非金属氧化物，因此难以焊接铝、钛等活 泼性强的金属及合金。
(3) 只适用于长焊缝的焊接。由于调整时间长，设备较复 杂，灵活性差，短焊缝的焊接体现不出埋弧焊生产率高的优点。
(4) 不适宜薄板焊接。由于埋弧焊焊接电弧的电场强度大， 电流小于100 A时，电弧不稳定，因此，埋弧焊不适宜焊接厚 度小于1 mm的薄板。
(3) 工人劳动条件好。埋弧焊的电弧是埋在焊剂下面的。 当焊丝在母材上引燃电弧时，电弧热使母材、焊丝和焊剂熔化 和蒸发，蒸汽形成一个气泡，电弧就在这一气泡内燃烧，所以 埋弧焊的电弧不可见，没有弧光辐射。另一方面，埋弧焊由于 自动化水平高，降低了工人的劳动强度。
埋弧焊的缺点如下：
(1) 主要适用于水平面(或接近水平面)焊缝的焊接。由于埋 弧焊是依靠颗粒状焊剂堆积形成焊接及保护条件的，因此正常 情况下不采取特殊工艺措施，难以实现横、立、仰焊。
(3) 焊缝抗锈能力强。由于CO2气体高温分解出的氧原子可 以与氢结合成不溶于液态金属的氢氧根离子，因此CO2气体保 护焊的焊缝含氢量低，抗裂性能好。
(4) 焊后不需清渣。CO2气体保护焊焊后无渣，又是明弧， 便于监控。
(5) 适用范围广。CO2气体保护焊可以全位置焊接；可以焊 接1 mm左右厚度的薄板，最厚几乎可以不受限制(多层焊)。
图11-4 CO2气体保护焊示意图
1) CO2气体保护焊的特点 CO2气体保护焊的优点如下：
(1) 焊接生产率高。CO2电弧的穿透力强，熔深大而且焊丝 的熔化率高，焊接生产率可比手弧焊高1～3倍。
(2) 焊接成本低。由于CO2价格便宜，加之CO2气体保护焊 的焊接能耗低，因此CO2气体保护焊的焊接成本只有埋弧焊和 手弧焊的一半左右。