常用焊接热源
气焊
气焊气焊，利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火焰为热源，熔化焊件和焊接材料使之达到原子间结合的一种焊接方法。
助燃气体主要为氧气，可燃气体主要采用乙炔、液化石油气等。
所使用的焊接材料主要包括可燃气体、助燃气体、焊丝、气焊熔剂等。
特点设备简单不需用电。
设备主要包括氧气瓶、乙炔瓶(如采用乙炔作为可燃气体)、减压器、焊枪、胶管等。
由于所用储存气体的气瓶为压力容器、气体为易燃易爆气体，所以该方法是所有焊接方法中危险性最高的之一。
氧气瓶的外面为蓝色，金属中金银材料最好但较贵且质量重，其次为铜，其氧化性较弱，铜的氢氧化物为蓝色。
所以氧气瓶的颜色该为蓝色。
利用气体燃烧的火焰作为热源的焊接方法。
乙炔(C2H2)是最常用的可燃气体。
氧和乙炔燃烧的化学过程是2C2H2+O2→4CO+2H2+3O2+热量→4CO2+2H2O+热量。
形成的火焰可调节成4种形式，分别适用于不同金属和合金的焊接（见表）。
氧乙炔火焰生成的氢和二氧化碳对熔化金属有一定的保护作用。
气焊一般是手工操作，常用于焊接 6毫米以下的薄板和小直径管材以及修补焊接。
气焊适用于多种金属材料的焊接，设备简单、成本低廉、焊炬操作灵便，在小批量薄件（最薄 0.5毫米）焊接、全位置安装焊（如锅炉低压管安装）和修补焊等方面应用较普遍。
优点1、设备简单、费用低、移动方便、使用灵活。
2、通用性强，对铸铁及某些有色金属的焊接有较好的适应性。
3、由于无需电源，因而在无电源场合和野外工作时有实用价值。
缺点1、生产效率较低。
气焊火焰温度低，加热速度慢。
2、焊接后工件变形和热影响区较大，加热区域宽，焊接热影响区宽，焊接变形大。
3、焊接过程中，熔化金属受到的保护差，焊接质量不易保证。
4、较难实现自动化。
使用材料1、气焊丝气焊时，焊丝不断地送入熔池内，并与熔化的基本金属熔合形成焊缝。
焊缝的质量在很大程度上与气焊丝的化学成分和质量有关。
常用气焊丝的型号和用途如下：1）结构钢焊丝一般低碳钢焊件采用的焊丝有H08A；重要的低碳钢焊件用H08Mn和H08MnA；中强度焊件用H15A；强度较高的焊件用H15Mn。
下列焊接方法中热源类型
下列焊接方法中热源类型
以下是常见的焊接方法的热源类型：
1. 熔化极焊接：电弧热是主要的热源，通过电弧的高温将焊丝和母材熔化，形成焊接接头。
2. 非熔化极焊接：等离子弧是主要的热源，等离子弧具有高温、高能量密度的特点，可以熔化金属进行焊接。
3. 激光焊接：激光光束是主要的热源，激光光束具有高能量密度、高温度的特点，可以将金属材料熔化或汽化，形成焊接接头。
4. 电子束焊接：电子束是主要的热源，电子束具有高能量密度、高温度的特点，可以将金属材料熔化或汽化，形成焊接接头。
5. 电阻焊：电流通过金属材料产生的电阻热是主要的热源，电阻热可以将金属材料加热至熔化或半熔化状态，形成焊接接头。
以上内容仅供参考，具体请查阅关于焊接方法的资料或者咨询焊接技术人员了解详细情况。
第二讲 焊接热源
第二讲焊接热源教学目的：掌握焊缝、母材、热影响区、熔合区、焊接接头的定义、焊接接头组成及焊接热源的种类和要求。
教学重点：相关概念及焊接热源。
教学难点：相关概念及焊接热源。
教学方法：讲述法课时分配：2课时教学内容：一、相关概念：1、焊缝：焊接时，焊件或同焊接材料被加热到高温而熔化，冷却后所形成的结合部分。
2、母材：焊件材料。
3、热影响区：由于局部加热，焊缝邻近区域的母材势必会因热量的传导而受影响。
母材因受热的影响（但未熔化）而发生组织与力学性能变化的区域。
4、熔合线（熔合区）：焊缝与热影响区的交界线5、焊接接头：焊缝、热影响区与熔合区共同构成焊接接头。
焊接冶金过程：在熔焊过程中，随着温度的变化，焊缝区要发生熔化、化学反应、凝固及固态相变一系列过程；这些变化总称为焊接冶金过程。
二、焊接热源对焊接热源的要求：温度高而且加热面积小的热源，才能使局部迅速升温，且传递向母材内部的热量损失少。
常用的焊接热源：电弧、化学反应热、等离子弧、激光束、电子束等。
其中电弧应用最为广泛。
对焊接热源的希望：加热面积小，单位面积功率大，同时在正常焊接条件下能达到较高的温度。
焊接热源所输出的功率在实际应用中并不能全部有效利用，而且有一部分损失。
一般来说，热源越集中，热量损失越少，利用率就越高。
但是由于影响热源能利用的因素很多，一般情况下，往往不考虑能量损失。
其功率为：W=UI（以电弧为例）三、作业：1、解释：焊缝；母材；热影响区；熔合线。
2、画出焊接接头示意图。
并解释3、常用焊接热源有哪些？对其有何要求和希望？。
焊工工艺学第五版教学课件第一章 焊接技术概述
焊接技术的应用 a）多丝埋弧焊 b）焊接机器人在汽车制造业中的应用 c）三峡水轮机转轮 d）北京奥运会主体育场“鸟巢”
§1-1 焊接技术及发展概况
四、焊接技术的应用与发展
已广泛应用于航空、石油化工机械、矿山机械、起重机械、建筑 及国防等各工业部门，并成功地完成了不少重大产品的焊接，如直径为 15.7 m 的大型球形容器、万吨级远洋考察船“远望号”。
31 第 一 章 焊 接 技 术 概 述
正常焊接时的电弧 a）焊条与焊件垂直 b）焊条与焊件倾斜
§1-2 常用焊接热源
4．焊接电弧的稳定性 但在实际焊接中，由于电弧周
围气流的干扰、磁场的作用或焊条 偏心的影响，会使电弧中心偏离电 极轴线的方向，这种现象称为电弧 偏吹，如图2所示为磁场作用引起 的电弧偏吹。
第一章 焊接技术概述
1 第一章 焊接技术概述
§1-1 焊接技术及发展概况
在工业生产中，经常需要将两个或两个以上的零件按一定的形式 和位置连接起来，根据连接的特点，可以将其分为两大类：一类是可拆 卸连接，即不必毁坏零件就可以进行拆卸，如螺纹连接、键连接等；另 一类是永久性连接，只有在毁坏零件后才能进行拆卸，如铆接、焊接等， 其中应用最广泛的是焊接。据不完全统计，全世界年钢产量的50% 要经 过焊接加工出成品。
（1）弧焊电源的影响 （2）焊接电流的影响 （3）焊条药皮或焊剂的影响
30 第 一 章 焊 接 技 术 概 述
§1-2 常用焊接热源
4．焊接电弧的稳定性
（4）焊接电弧偏吹的影响 在正常情况下焊接时，电弧的 中心线总是保持着沿焊条（丝）电 极的轴线方向。即使当焊条（丝） 与焊件有一定倾角时，电弧也会跟 着电极轴线的方向而改变，如图所 示。
15 第 一 章 焊 接 技 术 概 述
焊接基本知识
⑶ 手工电弧焊焊条
• 涂有药皮的供手弧焊用的熔化电极称为焊条
• 焊条的组成及作用
焊芯
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
焊缝的填充材料 — 填充焊缝 电极传导电流 — 导电
焊条
药皮
保护的作用 稳定电弧的作用 冶金的作用 掺合金的作用 改善焊接的工艺性能
焊条芯 药皮
• 焊条药皮的组成物按其作用分为：稳弧剂、造气剂、造渣 剂、脱氧剂、合金剂、粘结剂、稀渣剂、增塑剂。
焊接的优点： 1）连接性能好，密封性好，承压能力高 ； 2）省料，重量轻，成本低； 3）加工装配工序简单，生产周期短 ； 4）易于实现机械化和自动化。
缺点： 1）焊接结构是不可拆卸的，更换修理不便 ； 2）要产生焊接残余应力和焊接变形； 3）会产生焊接缺陷，如裂纹、未焊透、夹渣、气孔等。
焊接的分类：
第二节 焊接接头
一、焊接接头的形式
• 按焊缝本身截面形式不同分为：对接焊缝、角焊缝 对接焊缝
被连接板件1
对接焊缝
名称
被连接板件2
角焊缝
特点
对接焊缝
板边要精加工（包括坡口、矫正缝距），施工不便，但用料 经济，传力平顺，无显著应力集中，承受动荷载有利
角焊缝
板边不必精加工（不需要坡口、矫正缝距），施工方便，但 有显著应力集中，传力不平顺，采用搭接接头时，需要有一 定的搭接长度，用料不经济
隙则是为了便于焊透。
三、焊接接头金属的组织与性能
1. 熔焊过程冶金特点: 熔池金属温度高于一般冶金温度,(2000k)使金属元素强
烈蒸发、烧损。
熔池金属冷却快，处于液态的时间短(10s)化学成分不均 匀；焊缝区易产生气孔、夹渣等缺陷。
空气对焊缝的影响严重
焊接热源
焊接热源模型摘要：根据目前焊接工作者的实践和共识,所谓的焊接热源模型,可以认为是对作用于焊件上的、在时间域和空间域上的热输入分布特点的一种数学表达。
到目前为止,用于焊接数值模拟中的所有焊接热源模型大都不随时间而发生变化,也就是认为在焊接进行过程中热源模型是不发生变化的,即静态焊接热源模型。
而动态焊接热源模型,其热输入是随着焊接的进行而发生变化的。
关键字：热源模型、高斯热源、双椭球热源、模型参数一、焊接热源模型种类及其参数在焊接尤其是熔化焊中,其热过程贯穿整个焊接过程的始终,一切熔化焊的物理化学过程都是在热过程中发生和发展的。
焊接温度场不仅决定焊接应力场和应变场,还与冶金、结晶及相变过程有着紧密的联系。
焊接温度场内包含着焊接接头质量及性能的充分信息, 始终是焊接发展中的最基本课题之一。
按照热源作用方式的不同，可以将焊接热源当作集中热源、平面分布热源、体积分布热源来处理。
当关心的工件部位离焊缝中心线比较远时，可以近似将焊接热源当作集中热源来处理。
对于一般的电弧焊，焊接电弧的热流是分布在焊件上一定的作用面积内，可以将其作为平面分布热源。
但对于高能束焊接，由于产生较大的焊缝深宽比，说明焊接热源的热流沿工件厚度方向施加很大的影响，必须按某种恰当的体积分布热源来处理。
1.1焊接模型特点1.焊接热源的特点：(1)能量密度高度集中;(2)快速实现焊接过程；(3)保证高质量的焊缝和最小的焊接热影响区。
2.焊接热源的种类：(1)电弧焊：气体介质中的电弧放电 (2)化学热：可燃气体 (3)电阻热：电阻焊、电渣焊 (4)高频感应热：磁性的金属高频感应产生二次电流作为热源 (5)摩擦热：机械高速摩擦 (6)电子束：高速运动的电子轰击 (7)等离子焰：电弧或高频放电—离子流 (8)激光束：激光聚焦3.热源的形式（从热传导的角度来考虑）：(1)点热源（三维）—厚大焊件焊接 (2)线热源（二维）—薄板焊接 (3)面热源（一维）—细棒摩擦焊4.焊接热源模型的概念：根据目前焊接工作者的实践和共识 ,所谓的焊接热源模型 ,可以认为是对作用于焊件上的、在时间域和空间域上的热输入分布特点的一种数学表达。
1_焊接概念及焊接原理
二、焊接热源及焊接方法
电弧热：利用气体介质中的电弧放电过程所产生的热能作为 热源（手工电弧焊、氩弧焊、埋弧焊、TIG/MIG、MAG等） 化学热：利用可燃气体（液化气、乙炔）或铝、镁热剂与氧 或氧化物发生强烈反应时所产生的热能作为热源（气焊、热 剂焊） 电阻热：利用电流通过导体及其界面时所产生的电阻热作为 焊接热源（电阻焊和电渣焊、高频感应热） 摩擦热：由机械高速摩擦所产生的热能作为热源（摩擦焊、 搅拌摩擦焊） 电子束：在真空中利用高压下高速运动的电子猛烈轰击金数 局部表面，使动能转换为热能（电子束焊） 激光束：利用受激辐射而增强的光，经聚焦产生能量高度集 中的激光束作为焊接热源（激光焊接与切割） 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，利用该能量可作为焊接热源。
§1.2.2 焊接化学冶金
熔焊时，焊接区内的各种物质，即液态金 属、熔渣和气相之间在高温下进行的极为 复杂的物理化学变化的过程，称为焊接化 学冶金过程。焊接化学冶金过程对焊缝金 属的成分、性能、焊接缺陷（如气孔、裂 纹等）以及焊接工艺性能都有重要的影响。
一、焊接化学冶金的特点 1、焊接区金属的保护 必要性：如果在空气中不采用任何保护方式进行焊接， 主要带来两方面的问题。 （1）焊接工艺性能差 光焊丝无保护焊接时电弧空间电离 度低，电弧不稳定，飞溅大，焊缝表面质量差，焊缝易产 生各类气孔。 （2）焊缝金属成分和性能变化大 光焊丝无保护焊接所得 到的焊缝金属与母材和焊丝相比，其成分和性能都发生了 较大变化。因高温熔化的金属与周围空气中的气体发生剧 烈反应，使焊缝金属中氧和氮的含量显著增加，而锰、碳 等合金元素由于蒸发和烧损而减少，这使得焊缝金属的塑 性和韧性显著降低，但由于氮的强化作用，焊缝金属强度 的变化不大。
焊接的一般知识
焊接的一般知识LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】焊接的一般知识焊接是用加热或加压，或加热又加压的方法，在使用或不使用填充金属的情况下，使两块金属连接在一起的一种加工工艺方法。
各种类型的焊接方法都是为适应生产的需要而发展起来的。
随着现代科学技术的发展，将继续不断地出现新的焊接方法，现有的方法也将取得新的改进和应用。
熔焊是在焊接过程中，将焊件接头加热到熔化状态，不加压力完成焊接的方法。
它是最基本的焊接工艺方法，在焊接生产中占主导地位。
压焊是在焊接过程中，不论是加热或不加热，必须对焊件施加压力完成焊接的方法。
钎焊采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，但低于母材熔点的温度，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。
1 金属学基础铁-碳合金相图铁-碳合金相图见图1。
1.1.1铁-碳合金相图中特性点及含义见表1。
1.1.2铁-碳合金相图中特性线及含义见表2。
表1 铁-碳合金相图中特性点及含义点符号 温度℃ 含碳% 含 义 A* 1538 0 纯铁的熔点（凝固点） B* 1495 包晶反应时液态合金的浓度 C* 1148 共晶点L （A+Fe3C ） E* 1148 碳在γ—Fe 中的最大溶解度 G 912 0 Α-Fe γ-Fe 同素异构转变点 H 1495 碳在δ—Fe 中的最大溶解度 J 1495 包晶点 N 1394 0 Γ-Fe δ-Fe 同素异构转变点 P* 727 碳在α—Fe 中的最大溶解度Q ~600 0℃时碳在α-Fe 中的最大溶解度 S* 727 共析点各线符号 含义（按冷却叙述，加热为可逆的）ABC （ACD ） 液相线。
在此线以上合金为液体。
液体开始结晶AHJECF （AECF ） 固相线。
在此线以下合金为固体。
液体结晶结束GS 冷却时，自奥氏体开始析出铁素体，即γ→Fe →α→Fe 的开始线，常用A3线表示ES 碳在γ—Fe 中的溶解度线，常用Acm 表示ECF 共晶转变线，L （A+Fe3C ）1.2.1 金属材料力学性能名称及含义金属材料力学性能名称及含义见表5。
焊接基础知识-焊接方法的简介
GTAW焊常用于焊接不锈钢和铝、镁、铜合金等非铁金属的薄板。相较于手工电弧焊 和气体保护金属极电弧焊，它更易于控制焊接处，提高焊接品质。然而，GTAW焊较为 复杂、难以精通，而且焊接速度明显比其他焊接法缓慢。另一种类似于GTAW焊的焊接 法：等离子弧焊，使用些微不同的焊炬，制造出更集中的焊接电弧，因此常被使用于自 动化工艺
钨极氩弧焊: 简介
钨极气体保护焊简称TIG或GTAW。属于非熔化极气体保护焊，是利用钨电极与工件之 间的电弧使金属熔化而形成焊缝。焊接中钨极不熔化，只起电极作用，电焊柜的喷嘴送 进氦气或氩气，起保护电极和熔池的作用，还可根据需要另外添加填充金属。是连接薄 板金属和打底焊的一种极好的焊接方法。 特点
等离子弧焊:是利用等离子弧作为热源的焊接方法。气体由电弧加热产生离解，在高 速通过水冷喷嘴时受到压缩，增大能量密度和离解度，形成等离子弧。它的稳定性、 发热量和温度都高的气体和它周围的保护气体一般用氩。根据各种工件的材料性质，也有使用氦、氮、 氩或其中两者混合的混合气体的。
（4）激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引，可放置在离工件适当之距离，且可 在工件周围的机具或障碍间再导引，其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥。
（5）工件可放置在封闭的空间（经抽真空或内部气体环境在控制下）。 （6）激光束可聚焦在很小的区域，可焊接小型且间隔相近的部件， （7）可焊材质种类范围大，亦可相互接合各种异质材料。 （8）易于以自动化进行高速焊接，亦可以数位或电脑控制。 （9）焊接薄材或细径线材时，不会像电弧焊接般易有回熔的困扰。 （10）不受磁场所影响（电弧焊接及电子束焊接则容易），能精确的对准焊件
焊接热源
熔焊焊接热源熔焊焊接热源的种类主要有焊接电弧、焊接熔渣和气体火焰三大类。
1、焊接电弧它是一种强烈而持久的气体放电现象。
其最高温度在弧柱中央，可达5000-50000K(包括等离子弧)。
2、焊接熔渣当电流通过焊接熔渣时产生的电阻热则成为电渣焊的热源。
其最高温度在电极末端的渣池中，可达到1600-2000℃。
3、气体火焰是可燃气体与氧气发生强烈燃烧反应时形成的火焰。
其最高温度在焰心前端1~2mm处，对于氧乙炔焰可达3150℃，氧丙烷焰可达2800℃。
手工电弧焊基本知识1888年，俄罗斯发明了手工电弧焊接技术，使用无药皮的裸露金属棒来产生保护气体。
直到20世纪初，在瑞典发明卡尔伯格过程（Kjellberg process）和Quasi-arc方法传入英国后，药皮焊条才开始发展起来。
值得注意的是，由于成本较高，刚开始人们不怎么使用药皮焊条。
但是随着人们对好的焊缝质量需求的日益增长，手工电弧也开始使用药皮焊条。
金属棒（焊条）和工件之间形成的电弧会熔化金属棒和工件的表面，形成焊接熔池。
同时，金属棒上熔化的药皮会形成气体和熔渣，保护焊接熔池不受周围空气的影响。
因为熔渣会冷却、凝固，所以一旦焊缝焊完（或在熔敷下个焊道前）就必须从焊道上清除熔渣。
在焊钳更换新焊条前，手工电弧焊过程只能完成短焊缝的焊接。
焊缝熔深浅，熔敷质量取决于焊工技能。
1. 电弧焊的基本知识：利用电弧作为焊接热源的熔焊方法，称为电弧焊。
1）焊接电弧焊接电弧是在焊条端部与焊件之间的空气电离区内产生的一种强烈而持久的放电现象，实质上，电弧是在一定条件下电荷通过两电极间气体空间的一种导电过程。
2) 焊接电弧构造：焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。
焊接技术原理
焊接技术原理
焊接技术是一种将两个或多个金属材料通过熔融加热并填充金属或非金属材料，使其结合在一起的加工方法。
焊接工艺的实现基于以下几个原理：
1. 熔化原理：焊接过程中，通过热源将金属材料或填充材料加热到熔化温度，使其变成液体状态。
常用的热源有火焰、电弧、激光等。
熔化的金属材料会融合在一起，形成连续的焊接接头。
2. 扩散原理：当两个金属材料接触并在一定温度下加压时，原子之间会发生扩散，相互交换位置并形成金属键。
这种扩散现象使得焊接接头的结合更加牢固。
3. 冷却原理：在金属材料熔化后，焊接接头会通过冷却过程逐渐凝固。
冷却过程中，焊接接头的原子重新排列，结晶形成新的晶粒结构。
冷却速度会对晶粒的尺寸和形态产生影响，进而影响焊接接头的力学性能。
4. 填充原理：某些情况下，需要使用填充材料来填充焊缝或修补缺陷，以增强焊接接头的强度和完整性。
填充材料通常是与基材相容的金属或非金属材料，可通过熔融或涂覆等方式添加到焊缝中。
5. 保护原理：焊接过程中，由于金属在高温下容易与空气中的氧气和氮气反应，产生氧化和氮化物，导致焊接接头质量下降。
为了保护焊接接头，常使用保护措施，如惰性气体保护、药芯焊丝等，将接头与空气隔离，减少气氛污染。
综上所述，焊接技术的原理主要包括熔化、扩散、冷却、填充和保护等方面。
通过掌握这些原理并合理运用各种焊接工艺，可以实现高质量、可靠的金属材料连接。
焊工工艺学第五版教学课件第五章 金属熔焊过程
压力为0.1 MPa 时氢和氮在铁中的溶解度
§5-2 焊接化学冶金过程
2．氢对焊缝金属的作用 （2）氢对焊接质量的影响 1）形成气孔。 2）产生白点和氢脆。 3）产生冷裂纹。
29 第 五 章 金 属 熔 焊 过 程
§5-2 焊接化学冶金过程
2．氢对焊缝金属的作用
缝中含氮量的主要措施。 2）采取正确的焊接工艺措施，如尽量 采用短弧焊接，因为电弧越长，氮侵入熔池越多，焊缝中的含氮量越
高。此外，采用直流反接比直流正接可减少焊缝中的含氮量。
32 第 五 章 金 属 熔 焊 过 程
§5-2 焊接化学冶金过程
4．焊缝金属中硫、磷的危害及控制 （1）硫、磷的来源 焊缝中的硫、磷主要来自母材、焊丝、药皮、焊剂等材料。 （2）硫、磷的危害 硫、磷是焊缝中的有害杂质。硫化物共晶、磷化物共晶的熔点见表。
液体熔滴看成是由许多载流导体组 成的，如图中箭头所示，这样熔滴 就会受到由四周向中心的径向收缩 力，称为电磁压缩力。
14 第 五 章 金 属 熔 焊 过 程
电磁力在熔滴上的压缩作用 F—电磁压缩力
§5-1 焊条、焊丝及母材的熔化
2．熔滴过渡的作用力 （4）斑点压力 焊接电弧中的带电微粒（电子
和正离子）在电场的作用下分别向 阳极和阴极运动，撞击在两极的斑 点上而产生的机械压力称为斑点压 力，如图所示。
熔渣中有大量的碱性氧化物CaO、MnO 等，既能进行熔渣脱硫和脱磷，同 时又可进行元素脱硫。
35 第 五 章 金 属 熔 焊 过 程
§5-2 焊接化学冶金过程
四、焊缝金属合金化
1．焊缝金属合金化的目的
（1）补偿焊接过程中由于合金元素氧化 和蒸发等造成的损失，以保证焊缝金属的成分、组织和性能符合预 定的要求。 （2）通过向焊缝金属中渗入母材中不含或少含的合金元素，以满足 焊件对焊缝金属的特殊要求。 （3）消除焊接工艺缺欠，改善焊缝金属的组织和性能。
第一单元 焊接热过程
第一单元焊接热过程模块一焊接热过程及其特点大家好，上节课咱们研究了焊接过程的实质—使两个分开的物体（焊件）达到原子结合；焊接与其他连接方法的区别；焊接方法的分类等。
这节课咱们来研究下焊接热过程及其特点还有焊接热源。
焊接热过程及其特点一、焊接的一般过程（绘制板对接平面图、绘制P5 图1-1）一般焊接部位须经历加热--熔化—冶金反应—凝固结晶—固态相变—形成接头等过程，也可归纳成三个互相交错进行而又彼此联系的过程。
详细讲述焊接热过程、冶金过程、焊接时金属的结晶和相变过程。
焊接热过程在焊接热源作用下金属局部被加热与熔化，同时出现热量的传播和分布的现象，而且这种现象贯穿整个焊接过程的始终，这就是焊接热过程。
二、焊接热过程的特点1）焊接热量集中作用在焊件连接部位，而不是均匀加热整个焊件。
2）热作用的瞬时性，焊接时，热源以一定速度移动，焊件上任一点受热的作用都具瞬时性，即随时间而变。
三、焊接热过程对焊接质量的影响1）焊接热过程决定了焊接熔池的温度和存在时间。
2）在焊接热过程中，由于热传导的作用，近缝区可能产生淬硬、脆化或软化现象。
3）焊接是不均匀加热和冷却的过程。
4）焊接热过程对焊接生产率发生影响。
模块二焊接热源焊接需要外加能量，对于熔焊主要是热能。
现代焊接发展趋势是逐步向高质量、高效率、低劳动强度和低能耗的方向发展。
用于焊接的热量总是希望高度集中，能快速完成焊接过程，并能保证得到热影响区最窄及焊缝致密的接头。
1、常用的焊接热源焊接热源的性质与功率，决定了焊接加热的速度、加热的温度和加热的范围，将直接影响焊接质量和生产率。
因此，不断研制和开辟新的热源，对焊接技术的发展有重要作用。
生产中常用的焊接热源有以下几种：(1)电弧热电弧热利用熔化或不熔化的电极与焊件之间的电弧所产生的热量进行焊接。
电弧是目前应用最广的焊接热源。
(2)化学热化学热利用可燃性气体（如乙炔、液化石油气等）燃烧时放出的热量，或热剂（由一定成分的铝粉或镁粉、氧化铁粉、铁屑或铁合金等按一定比例配制而成）在一定温度下进行反应所产生的热量进行焊接。
金属熔焊原理题库及答案
绪论（一）填空1.焊接是通过（）或（），或两者并用，并且用或不用（），使焊件间达到（）的一种加工方法。
2.焊接与其他金属连接方法最根本的区别在于，通过焊接，两个焊件不仅在宏观上建立了（），而且在微观上形成了( )。
3.按焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为（）、（）和（）三大类。
4.熔焊是指（）的焊接方法。
5.压焊就是在焊接过程中，无论加热与否，必须（）。
（二)简答焊接过程的实质是什么?（三）分析讨论本教材的学习目标及重点是什么？答案（一）1．加热加压填充材料原子间结合2．永久性连接原子间距离缩小3．熔焊压焊钎焊4．在焊接过程中，将待焊处的母材熔化，但不加压以形成焊缝5．对焊件施加一定压力以完成焊接的方法（二）使两个分开的物体（焊件）达到原子结合。
第一单元焊接热过程综合知识模块一焊接热过程及其特点（一）填空1.在焊接热源作用下（ ),同时出现（）现象，而且这种现象贯穿整个焊接过程的始终，这就是焊接热过程。
2.在焊接条件下，热源离开后被熔化的金属便快速连续冷却，并发生（）和（）过程，最后形成（）。
（二）简答1.焊接热过程的两个基本特点是什么？2.焊接热过程对焊接质量主要有哪几个方面的影响？答案（一）1．金属局部被加热与熔化热量的转播与分布2．结晶相变焊缝（二）1．集中热、瞬时热。
2．焊缝质量；导致近缝区发生组织与性能变化；导致应力集中与焊接变形；影响焊接生产率。
综合知识模块二焊接热源（一）填空1.焊接热源主要的三个特征是（）、（）和( )。
2.在焊接过程中由热源所产生的热量并不是全部被利用，而是有一部分热量损失于（），即焊件吸收到的热量（）热源所提供的热量。
我们把焊件（包括母材与填充金属）所吸收的热量叫做( )。
3.理想的热源应该是具有（）、（）、（）等特点。
（二）简答1.生产中常用的焊接热源有哪些？2.比较电弧焊与电渣焊的焊接热源的特点及热效率。
（三）分析讨论分析各种焊接方法所用的焊接热源的特点，讨论一下不同的焊接热源的热效率。
焊接基础知识焊接的种类和应用
保
如铝、镁、钛及其合
护
金、耐热钢、不锈钢
焊
等。为了预防保护气 流破环，同步为降低
焊接成本，氩弧焊应
尽量在室内进行。
技术发展部
工艺室
三、焊接旳种类及应用
二氧化碳气体保护焊
气 1、定义：利用CO2作为保护气体旳气体保护焊。
体
保
知识点补充：
护
NBC-250 N MAG MIG焊机
焊
B 半自动焊 C 二氧化碳焊机
焊
电弧焊措施。
条
电
弧
焊
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工艺室
三、焊接旳种类及应用
2、优点：
焊条电弧焊具有设备
简朴，操作灵活，成
焊
本低。
条
缺陷：
电
有强烈弧光和烟尘污 染，劳动条件差，生
弧
产率低，焊缝质量依
焊
赖性强（依赖于焊工
旳操作技能及现场发
挥），质量不稳定。
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工艺室
三、焊接旳种类及应用
3、应用：
广泛用于造船、锅炉
气体保护焊 等离子弧焊
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工艺室
三、焊接旳种类及应用
定义：气体保护电弧焊用外加气体作为电弧介质并保 护电弧和焊接区旳电弧焊。
气
体
两种应用较为普遍旳气保焊
保
护
氩弧焊
焊
二氧化碳气体保护焊
技术发展部
工艺室
三、焊接旳种类及应用
氩弧焊
1、定义：氩弧焊是使用氩气作为保护气体旳气体保护焊。
气 体 保 护 焊
激 2、原理：
光
利用激光器受激产生 旳激光束，经过聚焦系统
焊 聚焦到十分微小旳焦点，
焊接冶金学——基本原理
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焊接冶金学——基本原理
1.4 焊接热循环 weld thermal cycle
➢ 焊接热循环的主要参数
① 加热速度 ② 加热的最高温度 ③ 在相变温度以上的停留时间 ④ 冷却速度或冷却时间
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•焊接热循环的参数
焊接冶金学——基本原理
1.4 焊接热循环 weld thermal cycle
化问题。
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焊接冶金学——基本原理
1.1 焊接过程分析
Ø 焊接过程
– 热源加热→熔化→冶金反应→
•加热过程
结晶→固态相变→接头（冷却而形成）
Ø 焊接热过程的特点
1. 局部性——加热和冷却过程极不均匀 2. 瞬时性——1800K/s 3. 热源是运动的 4. 焊接传热过程的复合性
•冷却过程
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1.2 焊接热源 welding heat source
➢ 热源在焊件上的分布
➢ 热流密度的分布
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•q:电弧的有效功率 •qm:加热斑点中心的最大比热流
•dH:回执斑点直径
•加热斑点的比热流分布---立体高斯锥体
焊接冶金学——基本原理
1.2 焊接热源 welding heat source
1.3 焊接温度场 field of weld temperature
➢ 焊条电弧焊时，焊接 电弧做为热源，对焊 条和母材进行加热
•焊接熔池形状示意图
➢ 在焊接热源作用下， 母材上所形成的具有 一定几何形状的液态 金属部分称为熔池
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1.3 焊接温度场 field of weld temperature
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1）电弧静特性曲线 电弧静特性曲线分为三个不同的区域，当电流较小时，电弧静特性 属下降特性区，即随着电流的增加和电压减小，当电流稍大时，电弧静 特性属平特性区，即电流变化时，电压几乎不变，当电流较大时， 电
弧静特性属上升特性区，电压随电流的增加而升高。
2）电弧静特性曲线的应用 焊条电弧焊、埋弧焊一般工作在静特性的平特性区。
第一，导线接线位置引起的磁偏吹。
第二， 铁磁物质引起的磁偏吹。
第三，电弧运动至焊件端部时引起的磁偏吹。
2）防止或减少焊接电弧偏吹的措施 ①焊接时，在有条件情况下尽量使用交流电源焊接。 ②调整焊条角度，可以使焊条偏吹的方向转向熔池。
③采用短弧焊接的方法。 ④改变焊件上导线接线部位或在焊件两侧同时接地线，可减少因导线接
线位置引起的磁偏吹。
⑤在焊缝两端各加一小块附加钢板（引弧板及引出板），使电弧两侧 的磁力线分布均匀并减少热对流的影响，以克服电弧偏吹。
⑥在露天操作时，如果有大风则必须用挡板遮挡，对电弧进行保护。 在管子焊接时，必须将管口堵住，以防止气流对电弧的影响，在焊接间隙 较大的对接焊缝时，可在接缝下面加垫板。以防止热对流引起的电弧偏吹。
§3－1 常用焊接热源
一、焊接热源
二、焊接电弧
由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与母材间，在气 体介质中产生的强烈而持久的放电现象，称为焊接电弧。
焊条电弧焊电弧示意图
１. 焊接电弧产生的条件
气体电离和阴极电子发射是焊接电弧产生和维持的两个必要条件。
２. 焊接电弧的引燃方法
通常，把造成两电极间气体发生电离和阴极发射电子而引起电弧燃烧 的过程称为焊接电弧的引燃（引弧）。
钨极氩弧焊、等离子弧焊一般也工作在平特性区。 熔化极氩弧焊、CO2气体保护焊和熔化极活性气体保护焊（MAG焊）
基本上工作在上升特性区。
电弧静特性曲线与电弧长度密切相关，当电弧长度增加时，电弧电 压升高，其静特性曲线的位置也随之上升。
不同电弧长度的电弧静特性曲线
4. 焊接电弧的稳定性
焊接电弧的稳定性是指电弧保持稳定燃烧（不产生断弧、飘移和偏 吹等）的程度。
（1）弧焊电源的影响 （2）焊接电流的焊接电弧偏吹的影响
正常焊接时的电弧 a) 焊条与焊件垂直 b) 焊条与焊件倾斜 磁场作用引起的电弧偏吹
1）焊接电弧偏吹的原因 ①焊条偏心产生的偏吹
焊条偏心产生的偏吹 a) 焊条药皮偏心 b) 焊条药皮偏心引起的偏吹
②电弧周围气流产生的偏吹 ③焊接电弧的磁偏吹
⑦采用小电流焊接。
（1）接触引弧
划擦法引弧
直击法引弧
（2）非接触引弧 引弧时，电极与工件之间保持一定间隙，然后在电极和工件之间施以
高电压击穿间隙使电弧引燃，这种引弧方式称为非接触引弧。 非接触引弧需利用引弧器才能实现，根据工作原理又分为高频高压引
弧和高压脉冲引弧两种。
3. 焊接电弧的构造及静特性
（1）焊接电弧的构造 焊接电弧可分为阴极区、阳极区和弧柱三部分。
焊接电弧的构造 1-焊条 2-阴极区 3-弧柱 4-阳极区 5-焊件
（2）焊接电弧的静特性 在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接 电流与电弧电压变化的关系称为电弧静特性，一般也称伏—安特性，表示
它们关系的曲线叫作电弧的静特性曲线。
普通电阻静特性与电弧的静特性 1-普通电阻静特性 2-电弧的静特性