电焊工培训(基础知识)课件

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7.对焊
对焊接头形式
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• 电阻对焊机
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8.高频感应热： 对于有磁性的金属 材料可 利用高频感应所产生的二次电流 作为热源，在局部集中加热，实 现高速焊接。如高频焊管等。
国家职业资格培训教程
焊 工
（基础知识）
焊接概述
随着社会生活和科学技术的发 展，焊接已成为机械制造工业部门 和修理行业中重要的加工工艺，也 是现代工业生产中不可缺少的加工 方法。
• 第一节
•
焊接的物理实质
在机械制造中需要把两个或两个以上零 件按一定的形式和位置连接在一起。
• 连接特点： • 1. 临时性连接：不毁坏零件拆卸。 • 2. 永久性连接：毁坏零件后拆卸。
– 还原反应产生大量的热能，无需外部的能源， 就能熔化金属，可以用来焊接钢轨
• 优点
– 这些原料完全彻底地和合金元素混合在一起 形成铝热剂，它可以组成与钢轨化学、冶金、 和机械方面相匹配的焊接接头
• 过程 –铝热剂被投入到一个耐 火坩埚中，用点火器点 燃，开始铝热反应。 –反应结束后，液态钢自 动从坩埚底部释放到耐 火模具，从而连接钢轨 的两端。 –模具带有几何形状特征， 能控制铸造和固化的过 程。 –当铝热钢冷却下来后， 进行进一步的热处理来 提高它的机械特性。
• 固相焊接：
• 指压力焊，是焊接时必须使用 压力，使待焊部位的表面在固态下 达到紧密接触，并使待焊表面的温 度升高（一般低于材料的熔点）， 通过调解温度、压力和时间，造成 接头处材料进行扩散，实现原子间 的结合。它包括电阻焊、磨擦焊、 超声波焊等。
• 固-液相焊接：
• 待焊表面并不直接接触，通过 两者毛细间隙中的中间液相联系。 在待焊的同质或异质材质固态母材 与中间液相之间存在两个固-液界 面，由于固液相间能充分进行扩散， 可实现原子间的结合。
手弧焊
常用焊接方法特点和应用
焊接方法 特点 与手弧焊比： ①生产率高，成本低 ②质量稳定，成型美 观 ③劳动条件好，对焊 工操作技术要求 低 ④适应性差，一般只 能平焊 ⑤设备复杂，且需工 艺装备 应用 成批生产、中厚 板、长直焊缝和 较大直径（一般 300mm以上）环 缝的平焊
埋弧自动焊
常用焊接方法特点和应用
•
从发展的趋势来看，焊接技 术逐步向高效率、高质量、低成 本、自动化、低消耗方向发展。 焊接热源要能量高度集中，快速 实现焊接过程，并保证得到致密 而强韧的焊缝和热影响区。
熔化焊的基本方法（热源种类） 1.气焊
气焊是利用可燃气体和助燃气体混合燃烧的 火焰去熔化工件接缝处的金属和焊丝，而达到金 属间牢固连接的方法。利用化学反应能转变成热 能的一种熔化焊接方法。设备简单、操作方便、 实用性强等特点。在各工业部门的制造和维修中
钎焊：
采用比母材熔点低的金属材料作 钎料，在加热温度高于钎料低于母 材熔点的情况下，利用液态钎料润 湿母材，填充接头间隙，并与母材 相互扩散实现连接焊件的方法。
它包括硬钎焊、软钎焊等。 如：真空钎焊、火焰钎焊、感应钎焊等。
• 钎焊焊接过程示意图－毛细管作用
钎焊分类
• 硬钎焊
– 450℃以上、接头强度200MPa以上
熔化焊接 电弧焊 气焊 压力焊 铝热焊 电渣焊 激光焊 电子束焊 非熔化极 熔化极 手工焊 CO2
埋弧焊
MAG MIG TIG 等离子弧焊
钎焊
• 焊接分类
• 一、冶金角度分： • 液相焊接： • 指熔化焊，利用热源加热侍 焊部位，使之发生熔化，利用液相 的相溶，达到原子间的结合。它包 括电弧焊、电渣焊、气焊、电子束 焊、激光焊等。
– 自行车架、工具、刀具
• 软钎焊
– 450℃以下、接头强度70MPa以下 – 仪表、导电元件、各种低载荷构件
• 加热方式
– 烙铁、火焰、电阻、感应
钎焊的常见接头形式
钎焊接头的比较
金属切削刀具的钎焊
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选择焊接方法
• • • • • • • • 自行车车架 钢窗 家用液化气罐主缝 自行车圈 电子线路板 锅炉壳体 钢轨对接 不锈钢储罐 硬钎焊（盐浴） 硬钎焊、对焊、电弧焊 缝焊 缝焊外边、闪光对焊 软钎焊 埋弧焊、电渣焊 闪光对焊、铝热焊 等离子弧焊接、氩弧焊
真空电 子束 焊接
12.激光束： 通过受激辐射而使放射增 强的光即激光，经过聚焦产生 能量高度集中的激光束作为热 源。
激光焊接
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13.超声波 焊机
•
焊接冶金及金属焊接性的特点
• 以熔化焊为例，焊接过程经过了 加热—熔化—冶金反应—结晶—固态相变— 接头。 特点： • 1、焊接热过程 • 贯穿整个焊接过程，决定焊接应力、 应变、冶金反应、结晶、相变。 • 2、焊接化学冶金过程 • 熔化金属、熔渣、气相进行系列的 化学冶金反应。 • 焊接时金属结晶和相变过程
9.摩擦热： 由机械摩擦而产生的热能 作为热源。
摩擦焊
摩擦焊的接头形式
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10.等离子焰： 电弧放电或高频放电产生高 度电离的离子流，它本身携带大 量的热能和动能，利用这种能量 进行焊接。
11.电子束： 利用高压高速运动的电子 在真空中猛烈轰击金属局部表 面，使这种动能转化为热能作 为热源。
CO2气体 保护焊
常用焊接方法特点和应用
焊接方法 特点 与电弧焊比： ①厚大截面可一次焊 成，生产率高 ②接头金属组织粗大 ，焊后要正火 应用 板厚≥40mm的直 缝，也可焊环缝 和变截面焊缝
电渣焊
常用焊接方法特点和应用
焊接方法 特点 与熔焊比： ① 生产率高 ② 焊接变形小 ③ 设备复杂，投资 大 ④ 电源功率大 应用 ① 成批大量生产 ② 可焊异种金属 ③ 对焊用于焊接杆 状零件；点焊用于 焊接薄板壳体；缝 焊用于薄壁容器和 管道焊接
焊接的实质: （不可拆卸的连接）
通过加热或加压（或两者并用）， 用或不用填充金属，使焊件形成原子间结 合的一种连接方法。
焊接的特点及应用
• 焊接生产的特点： • 优点是：连接性能好；省工省料成本低；重量 轻；可简化工艺。 • 缺点是：不可拆卸；焊接接头组织和性能要变 坏；要产生焊接应力、变形和缺陷。 • 焊接生产的应用：
连接技术综述
• 通过机械、物理和化学方法，以及冶 金方式，将多个零件连接成一个整体，并 保持相互位置的工艺方法 • 机械连接
– 可拆卸连接/不可拆卸连接
• 物理化学方法
– 钎焊/粘接
• 冶金方式：
—焊接
机械连接－可拆卸连接
机械连接－不可拆卸连接
铆接
焊接
• 焊接三个要点：
• 一是材料，可以是金属、非金属；可以 是同种材料、异种材料。 • 二是达到原子间的结合。 • 三是永久性。
熔焊的保护措施
• 1.真空保护焊接 • 2.气体保护焊接 • 3.熔渣保护焊接
压力焊：
通过对焊件施加压力（加 热或不加热）来完成焊接的方 法。
它包括爆炸焊、冷压焊、摩擦 焊、扩散焊、超声波焊、高频焊和 电阻焊等。 接触焊：点焊、对焊、闪光焊、缝 焊等。
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焊接钢轨
铝热焊设备
铝 热焊 设备
铝热剂的其它用途
• 冶炼难熔金属 • 军事用途
– 在炮弹导弹弹头一但装进铝热剂成分，可极 大地提高杀伤力。
– 在前苏联科学家编写的《火箭炮》一书中， 谈到火箭炮弹头装药就有铝热剂的成分。 – 在中国人民革命军事博物馆里，展品中就有 美军的钢盔、卡宾枪、被烧熔在一起，除了 火箭弹以外，其它炸弹没有如此大的能量。
关于铝热剂
• 什么是铝热剂
– 通常把铝粉和氧化铁的混合物叫铝热剂 – 用某些金属氧化物(如V2O5，Cr2O3，MnO2 等)代替氧化铁也可以做铝热剂
• 有什么特性
– 难熔的金属氧化物与混合物中的铝反应时放 出大量热
焊接Βιβλιοθήκη Baidu轨
• 原理
– 铝热反应公式示例：使用铝粉可还原氧化铁
• Fe2O3 + 2 Al = 2Fe + Al2O3
4.电阻热： 利用电流通过导体时产生的 电阻热作为热源。
5.点焊
• 局部高温焊合 • 分流现象 • 焊点的分布最小距离限制
• 电阻点焊机
点焊的接头形式
• • • • • 硬规范 软规范 电极压力 表面清洗 接头形式
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6.缝焊
焊接方法 特点 ①焊接质量优良 ②小电流时电弧也很 稳定，易控制背 面成型 ③可全位置焊 ④氩气贵，成本高 应用
①铝、钛及其合金、 不锈钢等合金钢 ②打底焊 ③管子焊接 ④薄板
氩弧焊
常用焊接方法特点和应用
焊接方法 特点 应用 ①成本低（CO2气体 ①碳钢和强度级别 便宜） 较低的普通低合 ②生产率高(电流密 金钢 度大) ②宜焊薄板，也可 ③焊薄板变形小 焊中厚板 ④可全位置焊 ③单件小批、短曲 ⑤有氧化性 焊缝用半自动CO2 ⑥成型较差，飞溅大 焊；成批生产、 ⑦设备使用维修不便 长直缝和环缝用 CO2自动焊
电阻焊
常用焊接方法特点和应用
焊接方法 特点 与熔焊比： ① 焊接变形小，尺 寸精确 ② 生产率高，易实 现机械化、自动化 ③ 可焊异种金属和 异种材料 ④ 可焊某些复杂的 特殊结构，如蜂窝结 构 ⑤ 接头强度低，工 作温度低 应用 ① 电子元件、线路 ② 仪器仪表及精密 机械部件 ③ 异种金属和材料 ④ 复杂的、难以焊 接的特殊结构
得到广泛的使用。
可燃气体主要有乙炔、液化石油气（丙烷、
丁烷、丙烯等）和氢气；助燃气体有氧气。
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2.电弧热：
利用气体介质放电过程所 产生的热能作为焊接热源。
3.化学热： 利用可燃和助燃气体或铝、 镁热剂进行化学反应时所产生的 热能作为热源。
• 二、从焊接方法上分： • 熔化焊：
• 将焊件接头加热至熔化状态，不加压 力完成焊接的方法。 • 它包括气焊、电弧焊、电渣焊、激光 焊、电子束焊、等离子弧焊、堆焊和铝热 焊等。
焊接热源种类及其特性
热源的发展 上个世纪80年代发现碳弧焊； 1891年金属极电弧焊； 本世纪初薄皮焊条电弧焊和氧乙炔气焊； 30年代，厚皮焊条电弧焊、氢原子焊、氦气保护焊； 40年代，埋弧焊和电阻焊； 50年代，CO2气体保护焊和电渣焊； 60年代，电子束焊和等离子弧焊与切割； 70年代，激光焊焊接与切割； 80年代，逐步完善电子束焊接和激光焊接工程； 90年代，寻找新能源，如太阳能、微波等。
常用焊接方法特点和应用
焊接方法 特点 ①熔池温度、大小易 控制，各种焊接位 置均易单面焊透； ②焊接质量较差； ③焊接变形大； ④生产率低； ⑤设备较简单，不需 电源，野外施工方 便。 应用 ①1~3mm薄板； ②铸铁补焊； ③管子焊接； ④野外施工； ⑤黄铜焊接
气焊
常用焊接方法特点和应用
焊接方法 特点 与气焊比： ①焊接质量好； ②焊接变形小 ③生产率高 与埋弧自动焊比： ④设备简单 ⑤适应性强，可焊各 种空间位置和短 、曲焊缝 应用 ①单件小批生产； ②板厚一般≥3mm。 1~2mm也可焊， 但质量不易保证 ③全位置焊 ④短、曲焊缝
– 制造金属结构 – 机器零部件和工具 – 修补
焊接与铆接相比
优点： 缺点： 1、节约金属材料，便于 1.焊接结构的应力集中比 制造双金属 结构。 较大。 2、减轻结构重量,以小 2.有较大的焊接应力和变 拼大，化复 杂为简单。 形。 3、构件质量高,产品密 3.焊缝中存在一定数量的 封性好。 焊接缺陷。 4、焊接的材料厚度不受 4.焊接结构具有较大的性 限制。 能不均匀性。 5、减轻劳动强度、提高 5.焊接接头的整体性。 生产力。
焊接的应用
• 1、制造金属结构 • 2、制造金属零件或毛坯 • 3、连接电器导线
第二节
焊接方法分类
• 金属连接的障碍 • 金属表面只有个别微观点接触； • 材料表面存在着氧化膜、油、杂质、污 物、锈等。 • 解决的方法 • 加热（加热到熔化状态）——熔化焊 • 加压（加热或不加热）——压力焊
焊接方法分类