安裝工程精講班講義：焊接及其分類(lèi)特點(diǎn)

1、安裝工程精講班講義：焊接及其分類(lèi)特點(diǎn)焊接焊接是通過(guò)加熱或加壓或二者并用的方法，將兩種或兩種以上的同種或異種材料，通過(guò)原子或分子之間的結(jié)合和擴(kuò)散連接成一體的工藝過(guò)程，可以連接金屬材料和非金屬材料。(一)焊接的分類(lèi)及特點(diǎn)按照焊接過(guò)程中金屬所處的狀態(tài)及工藝的特點(diǎn)，可以將焊接方法分為熔化焊(熔焊)、壓力焊(壓焊)和釬焊三大類(lèi)。如圖2.1.1所示。圖2.1.1焊接方法的分類(lèi)1.熔化焊熔化焊是利用局部加熱的方法將連接處的金屬加熱至熔化狀態(tài)，然后冷卻結(jié)晶成一體的焊接方法，可形成牢固的焊接接頭。(1)氣焊。氣焊主要應(yīng)用于薄鋼板、低熔點(diǎn)材料(有色金屬及其合金)、鑄鐵件和硬質(zhì)合金刀具等材料的焊接，以及磨損、報(bào)廢車(chē)

2、件的補(bǔ)焊、構(gòu)件變形的火焰矯正等。氣焊的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單(氧氣瓶、乙炔瓶、回火保險(xiǎn)器、焊炬、減壓器、氧氣、乙炔、輸送管等)使用靈活;對(duì)鑄鐵及一些有色金屬的焊接有較好的適應(yīng) 性;在電力供應(yīng)不足的地方需要焊接時(shí)，氣焊可以發(fā)揮更大的作用。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率較低;焊接后工件變形和熱影響區(qū)較大;較難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。(2)電弧焊。它的原理是利用電弧放電(俗稱(chēng)電弧燃燒)所產(chǎn)生的熱量將焊條與工件互相熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固接頭的焊接過(guò)程。1)手工焊條電弧焊(簡(jiǎn)稱(chēng)手弧焊)。手弧焊可以進(jìn)行平焊、立焊、橫焊和仰焊等多位置焊接。手弧焊的主要優(yōu)點(diǎn)：操作靈活，可以在任何有電源的地方進(jìn)行維修及安裝中短縫的焊接作業(yè)。特別適

3、用于難以達(dá)到部位的焊接。設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便，無(wú)論采用交流弧焊機(jī)或直流弧焊機(jī)，焊工都能很容易地掌握，而且使用方便、簡(jiǎn)單、投資少。應(yīng)用范圍廣。選擇合適的焊條可以焊接多種常用的金屬材料，如碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及合金?？蛇m用于各種厚度和各種結(jié)構(gòu)形狀的焊接。手弧焊的主要缺點(diǎn)有;焊接生產(chǎn)效率低。這是焊條電弧焊最根本的缺點(diǎn)。由于焊條長(zhǎng)度有限，焊接電流的選擇受到很大的限制;其次需要更換焊條、清除焊渣等輔助時(shí)間延長(zhǎng) 了焊接周期;加之焊條電弧焊是一種淺熔焊接法，厚度大于5mm對(duì)接接頭必須開(kāi)坡口及背面清根，以完成全焊透的接頭。所以焊條電弧焊是一種低效率焊接法。勞動(dòng)條件差。焊工勞動(dòng)強(qiáng)度大，還會(huì)受到弧光輻射、

4、煙塵、臭氧、氮氧化合物、氟化物等有毒物質(zhì)的危害。焊接質(zhì)量不夠穩(wěn)定。焊接質(zhì)量受焊工的操作技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、情緒的影響。2)埋弧焊。埋弧焊的主要優(yōu)點(diǎn)是：熱效率較高，熔深大，工件的坡口可較小，減少了填充金屬量。焊接速度高，當(dāng)焊接厚度為810mm的鋼板時(shí)，單絲埋弧焊速度可達(dá) 5080cm/min。焊接質(zhì)量好，焊劑的存在不僅能隔開(kāi)熔化金屬與空氣的接觸，而且使熔池金屬較慢地凝固，減少了焊縫中產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷的可能性。在有風(fēng)的環(huán)境中焊接時(shí)，埋弧焊的保護(hù)效果勝過(guò)其它焊接方法。埋弧焊的缺點(diǎn)有：由于采用顆粒狀焊劑，這種焊接方法一般只適用于水平位置焊縫焊接。難以用來(lái)焊接鋁、鈦等氧化性強(qiáng)的金屬及其合金。由于不能直接觀(guān)察

5、電弧與坡口的相對(duì)位置，容易焊偏。只適于長(zhǎng)焊縫的焊接。不適合焊接厚度小于1mm的薄板。由于埋弧焊熔深大，生產(chǎn)效率高，機(jī)械化操作的程度高，因而適于焊接中厚板結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)焊縫和大直徑圓筒的環(huán)焊縫，尤其適用于大批量生產(chǎn)。(3)氣體保護(hù)電弧焊(氣電焊)。用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)的電弧焊稱(chēng)為氣體保護(hù)電弧焊，簡(jiǎn)稱(chēng)氣電焊。氣電焊與其它焊接方法相比，具有以下特點(diǎn)：1)電弧和熔池的可見(jiàn)性好，焊接過(guò)程中可根據(jù)熔池情況調(diào)節(jié)焊接參數(shù);2)焊接過(guò)程操作方便，沒(méi)有熔渣或很少有熔渣，焊后基本上不需清渣;3)電弧在保護(hù)氣流的壓縮下熱量集中，焊接速度較快，熔池較小，熱影響區(qū)窄，焊件焊后變形小;可以焊接薄板;4)可以焊

6、接化學(xué)活潑性強(qiáng)和易形成高熔點(diǎn)氧化膜的鎂、鋁、鈦及其合金;5)有利于焊接過(guò)程的機(jī)械化和自動(dòng)化，特別是空間位置的機(jī)械化焊接;6)在室外作業(yè)時(shí)，需設(shè)擋風(fēng)裝置，否則氣體保護(hù)效果不好，甚至很差;7)電弧的光輻射很強(qiáng);8)焊接設(shè)備比較復(fù)雜，比焊條電弧焊設(shè)備價(jià)格高。1) 鎢極惰性氣體保護(hù)焊(TIG焊接法)。由于采用非熔化鎢極和惰性氣體保護(hù)，使這種焊接方法具有下列優(yōu)點(diǎn)：鎢極不熔化，只起導(dǎo)電和產(chǎn)生電弧作用，比較容易維持電弧的長(zhǎng)度，焊接過(guò)程穩(wěn)定，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化;保護(hù)效果好，焊縫質(zhì)量高?？珊附踊瘜W(xué)活潑性強(qiáng)的有色金屬、不銹鋼、耐熱鋼等和各種合金;對(duì)于某些黑色和有色金屬的厚壁重要構(gòu)件(如壓力容器及管道)，為了保證高的焊接

7、質(zhì)量，也采用鎢極惰性氣體保護(hù)焊。一般不采用直流反接。焊接鋁、鎂及其合金時(shí)，則采用交流電源或直流反接。鎢極惰性氣體保護(hù)焊的缺點(diǎn)有：熔深淺，熔敷速度小，生產(chǎn)率較低。只適用于薄板(6mm以下)及超薄板材料焊接。氣體保護(hù)幕易受周?chē)鷼饬鞯母蓴_，不適宜野外作業(yè)。惰性氣體(氬氣、氦氣)較貴，生產(chǎn)成本較高。2)熔化極氣體保護(hù)焊(MIG或MAG焊)。MIG(MAG)焊的特點(diǎn)：和TIG焊一樣，它幾乎可以焊接所有的金屬，尤其適合于焊接有色金屬、不銹鋼、耐熱鋼、碳鋼、合金鋼等材料。焊接速度較快，熔敷效率較高，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。MIG焊可直流反接，焊接鋁、鎂等金屬時(shí)有良好的陰極霧化作用，可有效去除氧化膜，提高了接頭的焊接質(zhì)

8、量。不采用鎢極，成本比TIG焊低。由于氬為惰性氣體，不與任何物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以對(duì)焊絲及母材表面的油污、鐵銹等較為敏感，容易產(chǎn)生氣孔，焊前必須仔細(xì)清理焊絲和工件。2) CO2 氣體保護(hù)焊。主要優(yōu)點(diǎn)：焊接生產(chǎn)效率高。焊接變形小、焊接質(zhì)量較高。適用范圍廣。焊接成本低。焊接時(shí)電弧為明弧焊，可見(jiàn)性好，操作簡(jiǎn)便，容易掌握。不足之處：焊接飛濺較大，焊縫表面成形較差。不能焊接容易氧化的有色金屬?？癸L(fēng)能力差，給室外作業(yè)帶來(lái)一定困難。很難用交流電源進(jìn)行焊接，焊接設(shè)備比較復(fù)雜。(4)等離子弧焊。等離子弧焊與鎢極惰性氣體保護(hù)焊相比，有以下特點(diǎn)：1)等離子弧能量集中、溫度高，焊接速度快，生產(chǎn)率高。2)穿透能力強(qiáng)，對(duì)

9、于大多數(shù)金屬在一定厚度范圍內(nèi)都能獲得鎖孔效應(yīng)，可一次行程完成8mm以下直邊對(duì)接接頭單面焊雙面成型的焊縫。焊縫致密，成形美觀(guān)。3)電弧挺直度和方向性好，可焊接薄壁結(jié)構(gòu)(如1mm以下金屬箔的焊接)。4)設(shè)備比較復(fù)雜、費(fèi)用較高，工藝參數(shù)調(diào)節(jié)匹配也比較復(fù)雜。2.壓力焊3.釬焊釬焊是采用熔點(diǎn)低于焊件(母材)的釬料與焊件一起加熱，使釬料熔化(焊件不熔化)后，依靠釬料的流動(dòng)充填在接頭預(yù)留空隙中，并與固態(tài)的母材相互擴(kuò)散、溶解，冷卻后實(shí)現(xiàn)焊接的方法。釬焊接頭一般強(qiáng)度較低，耐熱性差。釬焊可用于各種黑色及有色金屬和合金以及異種金屬的聯(lián)接，適宜于小而薄和精度要求高的零件。(1)釬焊的分類(lèi)(2)釬焊的優(yōu)點(diǎn)1)對(duì)母材的物

10、理化學(xué)性能通常沒(méi)有明顯的不利影響(加熱溫度一般遠(yuǎn)低于母材的熔點(diǎn));2)釬焊溫度低，可對(duì)焊件整體加熱，引起的應(yīng)力和變形小，容易保證焊件的尺寸精度;3)有對(duì)焊件整體加熱的可能性，可用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、開(kāi)敞性差的焊件，并可一次完成多縫多零件的連接;4)容易實(shí)現(xiàn)異種金屬、金屬與非金屬的連接;5)對(duì)熱源要求較低，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單。(3)釬焊的缺點(diǎn)：1)釬焊接頭的強(qiáng)度一般比較低、耐熱能力差;2)多采用搭接接頭形式，增加了母材消耗和結(jié)構(gòu)重量。例題1. 在焊接方法分類(lèi)中，屬于熔化焊的有( )。A.電阻焊B.氣焊C.電渣焊D.電子束焊答案：B C D例題2. 與熔化極氣體保護(hù)焊相比，鎢極氬弧焊所不同的特點(diǎn)是()A.可進(jìn)行

11、各種位置的焊接B.可焊接化學(xué)活潑性強(qiáng)的有色金屬C.可焊接有特殊性能的不銹鋼D.熔深淺，熔敷速度小答案：D解析：本題考點(diǎn)是鎢極氬弧焊與熔化極氣體保護(hù)焊性能比較。鎢極惰性氣體保護(hù)焊具有下列優(yōu)點(diǎn)：不和金屬反應(yīng)，并自動(dòng)清除工件表面氧化膜的作用，可焊接化學(xué)活潑性強(qiáng)的有色金屬、不銹鋼、耐熱鋼等和各種合 金;適用于薄板及超薄板材料焊接;可進(jìn)行各種位置的焊接，也是實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形的理想方法。不足之處是熔深淺，熔敷速度小，生產(chǎn)率較低;其微粒有可能進(jìn) 入熔池，造成污染(夾鎢);惰性氣體(氬氣、氦氣)較貴，生產(chǎn)成本較高。熔化極氣體保護(hù)焊與鎢極氣體保護(hù)焊不同的是，作為焊極的焊絲在焊接過(guò)程中熔化為液態(tài)金屬，填充在焊縫

12、處。因此其除具備不熔化極氣體保護(hù)焊的主要 優(yōu)點(diǎn)(可進(jìn)行各種位置的焊接;適用于有色金屬、不銹鋼、耐熱鋼、碳鋼、合金鋼絕大多數(shù)金屬的焊接)外，同時(shí)也具有焊接速度較快，熔敷效率較高等優(yōu)點(diǎn)。該題是逆向思維的考核，教材是熔化極氣體保護(hù)焊與鎢極氬弧焊的性能比較，但考核的鎢極氬弧焊與熔化極氣體保護(hù)焊性能比較。所以第一二者共有特性不能選，第二“不同的是”的內(nèi)容反過(guò)來(lái)。所以答案為B。例題3.埋弧焊是工業(yè)生產(chǎn)中常用的焊接方法，其主要優(yōu)點(diǎn)有()。A.熱效率較高，工件坡口可較小B.焊接速度快，生產(chǎn)效率高C.焊接中產(chǎn)生氣孔、裂縫的可能性較小D.適用于各種厚度板材的焊接答案：ABC解析：本題考點(diǎn)是焊接方法，具體為埋弧焊的特點(diǎn)與用途。埋弧焊的主要優(yōu)點(diǎn)是： 熱效率較高，熔深大，工件的坡口可較小，減少了填充金屬量; 焊接速度高，當(dāng)焊接厚度為810mm的鋼板時(shí)，單絲埋弧焊速度可達(dá) 5080cm/min; 焊劑的存在不僅能隔開(kāi)熔化金屬與空氣的接觸，而且使熔