常用的焊接方法課件

1/9/20232:17PM1/7/20231:07PM11/9/20232:17PM14.1手工電弧焊和埋弧焊14.2氣體保護(hù)焊14.3電渣焊14.4等離子弧焊與切割14.5壓力焊14.6釬焊

第14章常用焊接方法

作業(yè)：P20814.1、14.21/7/20231:07PM14.1手工電弧焊和埋弧21/9/20232:17PM14.1手工電弧焊和埋弧焊手工電弧焊的原理圖特點(diǎn)：手工電弧焊具有設(shè)備簡(jiǎn)單，應(yīng)用靈活方便，可焊各種金屬等優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)率不如機(jī)械化的電弧焊高，焊縫質(zhì)量也不太穩(wěn)定。14.1手工電弧焊應(yīng)用范圍和作用：電弧焊是目前中應(yīng)用最普遍的方法，尤其適用于操作不便的場(chǎng)合和短小焊縫的焊接，如在修理工作中更為方便。1/7/20231:07PM14.1手工電弧焊和埋弧31/9/20232:17PM14.1.2埋弧焊埋弧焊的原理及特點(diǎn)埋弧自動(dòng)焊是用焊劑進(jìn)行渣保護(hù)，焊絲為一電極在焊劑層下引燃電弧燃燒。熱效率高；焊絲為連續(xù)的盤狀焊絲，可連續(xù)饋電；焊接無飛濺，可實(shí)現(xiàn)大電流高速焊接，生產(chǎn)率高；金屬利用率高，焊接質(zhì)量好，勞動(dòng)條件好。埋弧焊適于平直長(zhǎng)焊縫和環(huán)焊縫的焊接。1/7/20231:07PM14.1.2埋弧焊埋弧焊的41/9/20232:17PM埋弧自動(dòng)焊工序埋弧焊的工藝焊前準(zhǔn)備板厚小于14mm時(shí)，可不開坡口；板厚為14～22mm時(shí)，應(yīng)開Y型坡口；板厚為22～50mm時(shí)，可開雙Y型或U型坡口。

Y型和雙Y型坡口的角度為50°～60°。

焊縫間隙應(yīng)均勻，焊直縫時(shí)，應(yīng)安裝引弧板和熄弧板，以防止起弧和熄弧時(shí)產(chǎn)生的氣孔、夾雜、縮孔、縮松等缺陷進(jìn)入工件焊縫之中1/7/20231:07PM埋弧自動(dòng)焊工序埋弧焊的工藝51/9/20232:17PM平板對(duì)接焊

一般采用雙面焊，可不留間隙直接進(jìn)行雙面焊接，也可采用打底焊或焊劑墊或墊板。為提高生產(chǎn)率，也可采用水冷銅成型底板進(jìn)行單面焊雙面成型。

環(huán)焊縫焊接環(huán)焊縫時(shí)，焊絲起弧點(diǎn)應(yīng)與環(huán)的中心線偏離一距離e，以防止熔池金屬的流淌。一般偏離距離為

20~40mm，直徑小于250mm的環(huán)縫一般不采用埋弧自動(dòng)焊。

多絲埋弧焊同時(shí)有兩個(gè)以上焊絲起焊接，焊接速度高，焊縫成型好。前一電弧保證熔深，后續(xù)電弧調(diào)節(jié)熔寬，使熔池形狀及焊縫成型較為合理。1/7/20231:07PM平板對(duì)接焊環(huán)焊縫61/9/20232:17PM埋弧焊的應(yīng)用

埋弧焊主要用于壓力容器的環(huán)縫焊和直縫焊，鍋爐冷卻壁的長(zhǎng)直焊縫焊接，船舶和潛艇殼體的焊接，起重機(jī)械（行車）和冶金機(jī)械（高爐爐身）的焊接。1/7/20231:07PM埋弧焊的應(yīng)用71/9/20232:17PM14.2氣體保護(hù)焊14.2.1氬弧焊

利用氬氣保護(hù)電弧熱源及焊縫區(qū)進(jìn)行焊接。鎢極氬弧焊以鎢釷合金和鎢鈰合金為陰極，利用鎢合金熔點(diǎn)高，發(fā)射電子能力強(qiáng)，陰極產(chǎn)熱少，鎢極壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，形成不熔化極氬弧焊。1－焊絲或電流；2－導(dǎo)電嘴；3－；4－噴嘴；5－進(jìn)氣管；6－填充焊絲；7－氬氣流；8－電??；9－工件1/7/20231:07PM14.2氣體保護(hù)焊14.281/9/20232:17PM熔化極氬弧焊以焊絲為一電極（正極），工件為另一電極（負(fù)極），焊絲熔滴通常呈很細(xì)顆粒的“噴射過渡”進(jìn)入熔池，所用電流比較大，生產(chǎn)率高。板厚8mm以上的鋁容器。為使電弧穩(wěn)定，熔化極氬弧焊通常采用直流反接。1/7/20231:07PM熔化極氬弧焊91/9/20232:17PM氬弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用機(jī)械保護(hù)效果很好，焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良，焊縫成型美觀。電弧穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型?？扇恢米詣?dòng)焊接。氬氣貴，成本高。氬弧焊主要用于易氧化的有色金屬和合金鋼的焊接。如鋁、鈦和不銹鋼等。氬弧焊工藝過程1/7/20231:07PM氬弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用氬弧焊工藝101/9/20232:17PMCO2焊時(shí)的飛濺

CO2+Fe=FeO+CO↑

FeO進(jìn)入熔池和熔滴，與熔池和熔滴中的碳反應(yīng)：

FeO+C=Fe+CO生成的CO在熔池和熔滴內(nèi)體積急劇膨脹而爆破，導(dǎo)致飛濺。14.2.2二氧化碳焊

以CO2為保護(hù)氣體，用焊絲為電極引燃電弧，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)焊或自動(dòng)焊。

CO2氣體

CO2氣體密度大，高溫體積膨脹大，保護(hù)效果好。但CO2在高溫下易分解為CO和O，導(dǎo)致合金元素的氧化，熔池金屬的飛濺和CO氣孔。焊接用CO2純度要大于99.8%。1/7/20231:07PMCO2焊時(shí)的飛濺14.2.2111/9/20232:17PM防止飛濺的措施CO2焊成本低，生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量較好，主要用于低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄板的焊接。

采用藥芯焊絲。

采用含硅、錳、鈦、鋁的焊絲，防止鐵的氧化。

為使電弧穩(wěn)定，飛濺少，CO2焊采用直流反接。CO2焊常用H08Mn2SiA焊絲來進(jìn)行脫氧，合金化。1/7/20231:07PM防止飛濺的措施CO2焊成本低121/9/20232:17PM14.3電渣焊

利用電流通過熔渣時(shí)產(chǎn)生的電阻熱加熱和熔化焊絲和母材來進(jìn)行焊接的一種熔化焊方法。分為絲極、板極、熔嘴和熔管電渣焊。電渣焊的結(jié)晶特點(diǎn)電渣焊工藝過程

在焊接低碳鋼時(shí)焊縫和近縫區(qū)產(chǎn)生粗大的魏氏組織。為了改善焊接接頭的力學(xué)性能，焊后要進(jìn)行（正火）熱處理。

電渣焊的線能量大，加熱和冷卻速度低，高溫停留時(shí)間長(zhǎng)，所以電渣焊焊縫的一次結(jié)晶晶粒為粗大的樹枝狀組織，熱影響區(qū)也嚴(yán)重過熱。1/7/20231:07PM14.3電渣焊131/9/20232:17PM電渣焊工藝特點(diǎn)

廣泛用于鍋爐制造，重型機(jī)械和石油化工等行業(yè)。電渣焊除焊接碳鋼、低合金、中合金鋼和高合金鋼以及鑄鐵外，也可用來焊接鋁及鋁合金、鎂合金、鈦及鈦合金和銅。

焊后冷卻速度慢，焊接應(yīng)力小。但熱影響區(qū)寬，晶粒粗大，要進(jìn)行焊后熱處理。

電渣焊時(shí)，一般不需預(yù)熱。用電渣焊焊接易淬火鋼時(shí)，產(chǎn)生淬火裂紋的傾向小。

電渣焊焊縫產(chǎn)生氣孔，夾渣的傾向性較低。電渣焊時(shí)金屬熔池的凝固速率低，熔池中的氣體和雜質(zhì)較易浮出。

電渣焊可一次焊接很厚的工件，故焊接生產(chǎn)率高、成本低。1/7/20231:07PM電渣焊工藝特點(diǎn)141/9/20232:17PM14.4等離子弧焊與切割

利用機(jī)械壓縮效應(yīng)、熱壓縮效應(yīng)和電磁收縮效應(yīng)將電弧壓縮為細(xì)小的等離子體。等離子弧可用于焊接和切割。1/7/20231:07PM14.4等離子151/9/20232:17PM等離子弧焊過程等離子弧焊接工藝穿孔型等離子弧焊接

在大電流(100～300A)和大的離子氣流量的工藝參數(shù)條件下,利用穿孔焊接可在不用襯墊的情況下實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。1/7/20231:07PM等離子弧焊過程等離子弧焊接工161/9/20232:17PM熔入型等離子弧焊接

當(dāng)?shù)入x子弧的離子氣流量較小時(shí)，穿孔效應(yīng)消失，稱為熔入型等離子弧焊。熔入型等離子弧焊適用薄板，多層焊縫的蓋面及角焊縫的焊接，填加或不加填充焊絲，優(yōu)點(diǎn)是焊速較快。微束等離子弧焊接

15～30A以下的熔入型等離子弧焊接通常稱為微束等離子弧焊接。除此之外還有脈沖等離子弧焊接，熔化極等離子弧焊接和變極性等離子弧焊接。1/7/20231:07PM熔入型等離子弧焊接微束等離子171/9/20232:17PM等離子弧切割等離子弧切割通常采用氮和壓縮空氣作離子氣，將切口金屬熔化并吹除。切割速度提高，切口質(zhì)量也很好。等離子弧切割低碳鋼的厚度為0.6～80mm。1/7/20231:07PM等離子弧切割181/9/20232:17PM等離子弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用等離子弧能量密度大，弧柱溫度高，穿透能力強(qiáng)。10～12mm厚鋼材可不開坡口，一次焊透雙面成型，焊接速度快，生產(chǎn)率高，應(yīng)力變形小。電流小到0.1A時(shí)，電弧仍能穩(wěn)定燃燒，能保持良好的挺直度與方向性，所以可焊接很薄的箔材。等離子弧焊接在國(guó)防工業(yè)及尖端技術(shù)所用的銅合金、合金鋼、鎢、鉬、鈷、鈦等金屬的焊接。如鈦合金導(dǎo)彈殼體、波紋管及膜盒、微型繼電器、電容器的外殼封焊以及飛機(jī)上一些薄壁容器均可用等離子弧焊接。但等離子弧焊接設(shè)備比較復(fù)雜，氣體耗量大，只宜于室內(nèi)焊接。1/7/20231:07PM等離子弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用191/9/20232:17PM

電子束焊電子束焊接過程電子束焊是利用高速運(yùn)動(dòng)的電子撞擊工件時(shí)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能將焊縫熔化進(jìn)行的熔化焊方法。電子束焊一般不加填充金屬，如要求焊縫有突出表面的堆高可在接縫預(yù)加墊片。對(duì)接縫間隙為0.1倍的板厚，一般不能超過0.2mm。1/7/20231:07PM電子束焊電子束焊接過程201/9/20232:17PM電子束焊的特點(diǎn)及應(yīng)用保護(hù)效果好，焊縫質(zhì)量高，適用范圍廣。能量密度大，穿透能力強(qiáng)，可焊接厚大截面工件和難熔金屬。加熱小，焊接變形小。電子束焊成本高，主要用于微電子器件焊裝、導(dǎo)彈外殼的焊接、核電站鍋爐汽包和精度要求高的齒輪等的焊接。1/7/20231:07PM電子束焊的特點(diǎn)及應(yīng)用211/9/20232:17PM14.5壓力焊

壓力焊是指通過加熱等手段使金屬達(dá)到塑性狀態(tài)，加壓使其產(chǎn)生塑性變形、再結(jié)晶和擴(kuò)散等作用，使兩個(gè)分離表面的原子接近到晶格距離（0.3～0.5nm)，形成金屬鍵，從而獲得不可拆卸接頭的一類焊接方法。

熱源形式為：電阻熱、高頻熱、摩擦熱等。

力的形式為：靜壓力、沖擊力（鍛壓力）和爆炸力等。

壓力焊為：冷壓焊、擴(kuò)散焊和熱壓焊

壓力焊動(dòng)畫模擬1/7/20231:07PM14.5壓力焊221/9/20232:17PM14.5.1電阻焊1．電阻焊的原理及過程

電阻焊是利用電阻熱為熱源，并在壓力下通過塑性變形和再結(jié)晶而實(shí)現(xiàn)焊接的。

（1）熱源

電阻熱：Q=I×IRt,其中電流和時(shí)間是外因，而電阻是內(nèi)因。焊接區(qū)的總電阻為：R=Rc+2Rew+2Rw。其中Rc為焊件接觸電阻，Rew為電極與焊件間的接觸電阻，Rw為焊件電阻。1/7/20231:07PM14.5.1電阻焊1231/9/20232:17PM影響接觸電阻的因素：

工件表面狀態(tài)表面愈粗糙、氧化愈嚴(yán)重、接觸電阻愈大。

電極壓力壓力愈高、接觸電阻愈小。

焊前預(yù)熱焊前預(yù)熱將會(huì)使接觸電阻大大下降。

（2）力靜壓力用來調(diào)整電阻大小，改善加熱。產(chǎn)生塑性變形或在壓力下結(jié)晶。沖擊力（鍛壓力）用來細(xì)化晶粒，焊合缺陷等。1/7/20231:07PM影響接觸電阻的因素：工件241/9/20232:17PM電阻點(diǎn)焊熔核形成過程（3）電阻焊過程

預(yù)壓、通電加熱、在壓力下冷卻結(jié)晶或塑性變形和再結(jié)晶。1/7/20231:07PM電阻點(diǎn)焊熔核形成過程（3）251/9/20232:17PM2．電阻點(diǎn)焊

電阻點(diǎn)焊是用圓柱電極壓緊工件，通電、保壓獲得焊點(diǎn)的電阻焊方法。

點(diǎn)焊主要用于汽車、飛機(jī)等薄板結(jié)構(gòu)的大批量生產(chǎn)。1/7/20231:07PM2．電阻點(diǎn)焊電阻點(diǎn)261/9/20232:17PM點(diǎn)焊時(shí)的熔核偏移

在焊接不同厚度或不同材料時(shí)，因薄板或?qū)嵝院玫牟牧?，吸熱少，而散熱快，?dǎo)致熔核偏向厚板或?qū)岵畹牟牧系默F(xiàn)象稱為熔核偏移。防止熔核偏移的措施

采用特殊電極和工藝墊片的措施。點(diǎn)焊工藝參數(shù)

點(diǎn)焊的工藝參數(shù)為電流、壓力和時(shí)間。大電流，短時(shí)間稱為強(qiáng)規(guī)范。小電流，長(zhǎng)時(shí)間稱為弱規(guī)范。1/7/20231:07PM點(diǎn)焊時(shí)的熔核偏移271/9/20232:17PM3．電阻縫焊

縫焊是連續(xù)的點(diǎn)焊過程，它是用連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的盤狀電極代替了柱狀電極，焊后獲得相互重疊的連續(xù)焊縫。

縫焊分流嚴(yán)重，通常采用強(qiáng)規(guī)范焊接，焊接電流比點(diǎn)焊大1.5～2倍。

縫焊主要用于低壓容器，如汽車、摩托車的油箱、氣體靜化器等的焊接。1/7/20231:07PM3．電阻縫焊

縫焊281/9/20232:17PM4．對(duì)焊

（1）電阻對(duì)焊

先將工件夾緊并加壓，然后通電使接觸面溫度達(dá)到塑性溫度(950～1000℃)。在壓力下塑變和再結(jié)晶形成固態(tài)焊接接頭。電阻對(duì)焊要求對(duì)接處焊前嚴(yán)格清理，所焊截面積較小，一般用于鋼筋的對(duì)接焊。1/7/20231:07PM4．對(duì)焊（1）電阻對(duì)焊291/9/20232:17PM（2）閃光對(duì)焊先通電，后接觸，因個(gè)別點(diǎn)接觸，個(gè)別點(diǎn)通過的電流密度很高，可使其瞬間熔化或汽化，形成液態(tài)過梁。電磁收縮力和電磁引力及斥力而使過梁爆破飛出，形成閃光。閃光一方面排除了氧化物和雜質(zhì)，另一方面使對(duì)口處的溫度迅速升高。閃光對(duì)焊主要用于鋼軌、錨鏈、管子等的焊接，也可用于異種金屬的焊接。因接頭中無過熱區(qū)和鑄態(tài)組織，所以性能高。1/7/20231:07PM（2）閃光對(duì)焊閃光對(duì)焊主要用301/9/20232:17PM14.5.2摩擦焊1.摩擦焊的工藝過程原理

摩擦焊是利用焊件接觸面相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使端部達(dá)到塑性狀態(tài)，然后迅速頂鍛，完成焊接的一種壓焊方法。接頭的焊接質(zhì)量好、穩(wěn)定，其廢品率是閃光對(duì)焊的1%左右。適于焊接異種鋼和異種金屬，如碳素結(jié)構(gòu)鋼-高速鋼、銅-不銹鋼、鋁-銅、鋁-鋼等。2.摩擦焊具有以下優(yōu)點(diǎn)：1/7/20231:07PM14.5.2摩擦焊1311/9/20232:17PM焊件尺寸精度高，可以實(shí)現(xiàn)直接裝配焊接。焊接生產(chǎn)率高，是閃光焊的4～5倍。三相負(fù)載均衡，節(jié)能，改善了三相供電電網(wǎng)的供電條件。與閃光對(duì)焊比較，節(jié)省電能80%～90%左右。由于摩擦焊金屬焊接變形小，接頭焊前不需特殊清理，接頭上的飛邊有時(shí)可以不必去除，焊接不需要填充材料和保護(hù)氣體，加工成本顯著降低。摩擦焊機(jī)容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化；操作技術(shù)簡(jiǎn)單，容易掌握。摩擦焊的工作場(chǎng)地衛(wèi)生，沒有火花，弧光；沒有有害氣體，有利于環(huán)境保護(hù)，適于設(shè)置在自動(dòng)生產(chǎn)線上。1/7/20231:07PM焊件尺寸精度高，可以實(shí)現(xiàn)直接321/9/20232:17PM14.6釬焊

釬焊、封接與粘接工藝是一種物理和化學(xué)連接。它是在低于構(gòu)件熔點(diǎn)的溫度下，采用填縫材料，在液態(tài)下充填縫隙，通過毛細(xì)作用及表面化學(xué)反應(yīng)，待填縫材料結(jié)晶或固化后，將兩個(gè)分離的表面連接形成不可拆接頭。1/7/20231:07PM14.6釬焊331/9/20232:17PM14.6.1釬焊

釬焊:是利用熔點(diǎn)比焊件低的釬料作填充金屬，適當(dāng)加熱后，釬料熔化而將處于固態(tài)的焊件連接起來的一種焊接方法。1/7/20231:07PM14.6.1釬焊341/9/20232:17PM銅管軟、硬釬焊1．硬釬焊

釬料熔點(diǎn)在450℃以上，接頭強(qiáng)度較高，都在200MPa以上，屬于這類的釬料有銅基、銀基和鎳基等。2．軟釬焊釬料熔點(diǎn)為450℃以下，接頭強(qiáng)度較低，一般不超過70MPa，所以只用于釬焊受力不大、工作溫度較低的工件。常用的釬料是錫鉛合金，所以通稱錫焊。1/7/20231:07PM銅管軟、硬釬焊1．硬釬焊351/9/20232:17PM

釬焊過程中，一般都需要使用釬劑。釬劑的作用是：清除被焊金屬表面的氧化膜及其它雜質(zhì)，改善釬料流入間隙的性能（即潤(rùn)濕性），保護(hù)釬料及焊件不被氧化，因此釬劑對(duì)釬焊質(zhì)量影響很大。

軟釬焊時(shí)，常用的釬劑為松香或氯化鋅溶液。

硬釬焊時(shí)，釬劑種類較多，主要由硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等組成，應(yīng)根據(jù)釬料種類選擇應(yīng)用。硬釬焊過程軟釬焊過程1/7/20231:07PM釬焊過程中，一般361/9/20232:17PM釬焊表面處理釬焊過程中，一般都需要使用釬劑。釬劑的作用是：清除被焊金屬表面的氧化膜及其它雜質(zhì)，改善釬料流入間隙的性能（即潤(rùn)濕性），保護(hù)釬料及焊件不被氧化，因此釬劑對(duì)釬焊質(zhì)量影響很大。軟釬焊時(shí)，常用的釬劑為松香或氯化鋅溶液。

硬釬焊釬劑種類較多，主要由硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等組成，應(yīng)根據(jù)釬料種類選擇應(yīng)用。1/7/20231:07PM釬焊表面處理釬焊過程中，一般371/9/20232:17PM表面浸潤(rùn)差浸潤(rùn)差浸潤(rùn)好1/7/20231:07PM表面浸潤(rùn)差浸潤(rùn)差浸潤(rùn)好381/9/20232:17PM

①釬焊過程中，工件加熱溫度較低，因此組織和力學(xué)性能變化很小，變形也小。接頭光滑平整，工件尺寸精確。②釬焊可以焊接性能差異很大的異種金屬，對(duì)工件厚度差也沒有嚴(yán)格限制。

③對(duì)工件整體加熱釬焊時(shí)，可同時(shí)釬焊由多條（甚至上千條）接縫組成的復(fù)雜形狀構(gòu)件，生產(chǎn)率很高。④釬焊設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)投資費(fèi)用少。釬焊不適于一般鋼結(jié)構(gòu)和重載動(dòng)載機(jī)件的焊接。釬焊主要用于制造精密儀表、電氣零部件、異種金屬構(gòu)件以及某些復(fù)雜薄板結(jié)構(gòu)，如夾層構(gòu)件和汽車水箱散熱器等，也常用于釬焊各類導(dǎo)線與硬質(zhì)合金刀具。1/7/20231:07PM

①釬焊過程中，工件加391/9/20232:17PM硬釬焊實(shí)例返回1/7/20231:07PM硬釬焊實(shí)例返回401/9/20232:17PMCO2氣體保護(hù)效果怎樣？為什么CO2氣體保護(hù)可除氫，而易產(chǎn)生飛濺？焊縫系數(shù)對(duì)宏觀偏析和結(jié)晶裂紋有何影響？一般應(yīng)選擇多大的焊縫系數(shù)才比較合適？指出低碳鋼和合金鋼（退火態(tài)）的熱影響區(qū)的組織有何異同，怎樣防止合金鋼的焊接裂紋？試述熱裂紋及冷裂紋的特征，形成原因及防止措施。

思考題1/7/20231:07PMCO2氣體保護(hù)效果怎樣？為什411/9/20232:17PM1/7/20231:07PM421/9/20232:17PM14.1手工電弧焊和埋弧焊14.2氣體保護(hù)焊14.3電渣焊14.4等離子弧焊與切割14.5壓力焊14.6釬焊

第14章常用焊接方法

作業(yè)：P20814.1、14.21/7/20231:07PM14.1手工電弧焊和埋弧431/9/20232:17PM14.1手工電弧焊和埋弧焊手工電弧焊的原理圖特點(diǎn)：手工電弧焊具有設(shè)備簡(jiǎn)單，應(yīng)用靈活方便，可焊各種金屬等優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)率不如機(jī)械化的電弧焊高，焊縫質(zhì)量也不太穩(wěn)定。14.1手工電弧焊應(yīng)用范圍和作用：電弧焊是目前中應(yīng)用最普遍的方法，尤其適用于操作不便的場(chǎng)合和短小焊縫的焊接，如在修理工作中更為方便。1/7/20231:07PM14.1手工電弧焊和埋弧441/9/20232:17PM14.1.2埋弧焊埋弧焊的原理及特點(diǎn)埋弧自動(dòng)焊是用焊劑進(jìn)行渣保護(hù)，焊絲為一電極在焊劑層下引燃電弧燃燒。熱效率高；焊絲為連續(xù)的盤狀焊絲，可連續(xù)饋電；焊接無飛濺，可實(shí)現(xiàn)大電流高速焊接，生產(chǎn)率高；金屬利用率高，焊接質(zhì)量好，勞動(dòng)條件好。埋弧焊適于平直長(zhǎng)焊縫和環(huán)焊縫的焊接。1/7/20231:07PM14.1.2埋弧焊埋弧焊的451/9/20232:17PM埋弧自動(dòng)焊工序埋弧焊的工藝焊前準(zhǔn)備板厚小于14mm時(shí)，可不開坡口；板厚為14～22mm時(shí)，應(yīng)開Y型坡口；板厚為22～50mm時(shí)，可開雙Y型或U型坡口。

Y型和雙Y型坡口的角度為50°～60°。

焊縫間隙應(yīng)均勻，焊直縫時(shí)，應(yīng)安裝引弧板和熄弧板，以防止起弧和熄弧時(shí)產(chǎn)生的氣孔、夾雜、縮孔、縮松等缺陷進(jìn)入工件焊縫之中1/7/20231:07PM埋弧自動(dòng)焊工序埋弧焊的工藝461/9/20232:17PM平板對(duì)接焊

一般采用雙面焊，可不留間隙直接進(jìn)行雙面焊接，也可采用打底焊或焊劑墊或墊板。為提高生產(chǎn)率，也可采用水冷銅成型底板進(jìn)行單面焊雙面成型。

環(huán)焊縫焊接環(huán)焊縫時(shí)，焊絲起弧點(diǎn)應(yīng)與環(huán)的中心線偏離一距離e，以防止熔池金屬的流淌。一般偏離距離為

20~40mm，直徑小于250mm的環(huán)縫一般不采用埋弧自動(dòng)焊。

多絲埋弧焊同時(shí)有兩個(gè)以上焊絲起焊接，焊接速度高，焊縫成型好。前一電弧保證熔深，后續(xù)電弧調(diào)節(jié)熔寬，使熔池形狀及焊縫成型較為合理。1/7/20231:07PM平板對(duì)接焊環(huán)焊縫471/9/20232:17PM埋弧焊的應(yīng)用

埋弧焊主要用于壓力容器的環(huán)縫焊和直縫焊，鍋爐冷卻壁的長(zhǎng)直焊縫焊接，船舶和潛艇殼體的焊接，起重機(jī)械（行車）和冶金機(jī)械（高爐爐身）的焊接。1/7/20231:07PM埋弧焊的應(yīng)用481/9/20232:17PM14.2氣體保護(hù)焊14.2.1氬弧焊

利用氬氣保護(hù)電弧熱源及焊縫區(qū)進(jìn)行焊接。鎢極氬弧焊以鎢釷合金和鎢鈰合金為陰極，利用鎢合金熔點(diǎn)高，發(fā)射電子能力強(qiáng)，陰極產(chǎn)熱少，鎢極壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，形成不熔化極氬弧焊。1－焊絲或電流；2－導(dǎo)電嘴；3－；4－噴嘴；5－進(jìn)氣管；6－填充焊絲；7－氬氣流；8－電??；9－工件1/7/20231:07PM14.2氣體保護(hù)焊14.2491/9/20232:17PM熔化極氬弧焊以焊絲為一電極（正極），工件為另一電極（負(fù)極），焊絲熔滴通常呈很細(xì)顆粒的“噴射過渡”進(jìn)入熔池，所用電流比較大，生產(chǎn)率高。板厚8mm以上的鋁容器。為使電弧穩(wěn)定，熔化極氬弧焊通常采用直流反接。1/7/20231:07PM熔化極氬弧焊501/9/20232:17PM氬弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用機(jī)械保護(hù)效果很好，焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良，焊縫成型美觀。電弧穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型。可全位置自動(dòng)焊接。氬氣貴，成本高。氬弧焊主要用于易氧化的有色金屬和合金鋼的焊接。如鋁、鈦和不銹鋼等。氬弧焊工藝過程1/7/20231:07PM氬弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用氬弧焊工藝511/9/20232:17PMCO2焊時(shí)的飛濺

CO2+Fe=FeO+CO↑

FeO進(jìn)入熔池和熔滴，與熔池和熔滴中的碳反應(yīng)：

FeO+C=Fe+CO生成的CO在熔池和熔滴內(nèi)體積急劇膨脹而爆破，導(dǎo)致飛濺。14.2.2二氧化碳焊

以CO2為保護(hù)氣體，用焊絲為電極引燃電弧，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)焊或自動(dòng)焊。

CO2氣體

CO2氣體密度大，高溫體積膨脹大，保護(hù)效果好。但CO2在高溫下易分解為CO和O，導(dǎo)致合金元素的氧化，熔池金屬的飛濺和CO氣孔。焊接用CO2純度要大于99.8%。1/7/20231:07PMCO2焊時(shí)的飛濺14.2.2521/9/20232:17PM防止飛濺的措施CO2焊成本低，生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量較好，主要用于低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄板的焊接。

采用藥芯焊絲。

采用含硅、錳、鈦、鋁的焊絲，防止鐵的氧化。

為使電弧穩(wěn)定，飛濺少，CO2焊采用直流反接。CO2焊常用H08Mn2SiA焊絲來進(jìn)行脫氧，合金化。1/7/20231:07PM防止飛濺的措施CO2焊成本低531/9/20232:17PM14.3電渣焊

利用電流通過熔渣時(shí)產(chǎn)生的電阻熱加熱和熔化焊絲和母材來進(jìn)行焊接的一種熔化焊方法。分為絲極、板極、熔嘴和熔管電渣焊。電渣焊的結(jié)晶特點(diǎn)電渣焊工藝過程

在焊接低碳鋼時(shí)焊縫和近縫區(qū)產(chǎn)生粗大的魏氏組織。為了改善焊接接頭的力學(xué)性能，焊后要進(jìn)行（正火）熱處理。

電渣焊的線能量大，加熱和冷卻速度低，高溫停留時(shí)間長(zhǎng)，所以電渣焊焊縫的一次結(jié)晶晶粒為粗大的樹枝狀組織，熱影響區(qū)也嚴(yán)重過熱。1/7/20231:07PM14.3電渣焊541/9/20232:17PM電渣焊工藝特點(diǎn)

廣泛用于鍋爐制造，重型機(jī)械和石油化工等行業(yè)。電渣焊除焊接碳鋼、低合金、中合金鋼和高合金鋼以及鑄鐵外，也可用來焊接鋁及鋁合金、鎂合金、鈦及鈦合金和銅。

焊后冷卻速度慢，焊接應(yīng)力小。但熱影響區(qū)寬，晶粒粗大，要進(jìn)行焊后熱處理。

電渣焊時(shí)，一般不需預(yù)熱。用電渣焊焊接易淬火鋼時(shí)，產(chǎn)生淬火裂紋的傾向小。

電渣焊焊縫產(chǎn)生氣孔，夾渣的傾向性較低。電渣焊時(shí)金屬熔池的凝固速率低，熔池中的氣體和雜質(zhì)較易浮出。

電渣焊可一次焊接很厚的工件，故焊接生產(chǎn)率高、成本低。1/7/20231:07PM電渣焊工藝特點(diǎn)551/9/20232:17PM14.4等離子弧焊與切割

利用機(jī)械壓縮效應(yīng)、熱壓縮效應(yīng)和電磁收縮效應(yīng)將電弧壓縮為細(xì)小的等離子體。等離子弧可用于焊接和切割。1/7/20231:07PM14.4等離子561/9/20232:17PM等離子弧焊過程等離子弧焊接工藝穿孔型等離子弧焊接

在大電流(100～300A)和大的離子氣流量的工藝參數(shù)條件下,利用穿孔焊接可在不用襯墊的情況下實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。1/7/20231:07PM等離子弧焊過程等離子弧焊接工571/9/20232:17PM熔入型等離子弧焊接

當(dāng)?shù)入x子弧的離子氣流量較小時(shí)，穿孔效應(yīng)消失，稱為熔入型等離子弧焊。熔入型等離子弧焊適用薄板，多層焊縫的蓋面及角焊縫的焊接，填加或不加填充焊絲，優(yōu)點(diǎn)是焊速較快。微束等離子弧焊接

15～30A以下的熔入型等離子弧焊接通常稱為微束等離子弧焊接。除此之外還有脈沖等離子弧焊接，熔化極等離子弧焊接和變極性等離子弧焊接。1/7/20231:07PM熔入型等離子弧焊接微束等離子581/9/20232:17PM等離子弧切割等離子弧切割通常采用氮和壓縮空氣作離子氣，將切口金屬熔化并吹除。切割速度提高，切口質(zhì)量也很好。等離子弧切割低碳鋼的厚度為0.6～80mm。1/7/20231:07PM等離子弧切割591/9/20232:17PM等離子弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用等離子弧能量密度大，弧柱溫度高，穿透能力強(qiáng)。10～12mm厚鋼材可不開坡口，一次焊透雙面成型，焊接速度快，生產(chǎn)率高，應(yīng)力變形小。電流小到0.1A時(shí)，電弧仍能穩(wěn)定燃燒，能保持良好的挺直度與方向性，所以可焊接很薄的箔材。等離子弧焊接在國(guó)防工業(yè)及尖端技術(shù)所用的銅合金、合金鋼、鎢、鉬、鈷、鈦等金屬的焊接。如鈦合金導(dǎo)彈殼體、波紋管及膜盒、微型繼電器、電容器的外殼封焊以及飛機(jī)上一些薄壁容器均可用等離子弧焊接。但等離子弧焊接設(shè)備比較復(fù)雜，氣體耗量大，只宜于室內(nèi)焊接。1/7/20231:07PM等離子弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用601/9/20232:17PM

電子束焊電子束焊接過程電子束焊是利用高速運(yùn)動(dòng)的電子撞擊工件時(shí)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能將焊縫熔化進(jìn)行的熔化焊方法。電子束焊一般不加填充金屬，如要求焊縫有突出表面的堆高可在接縫預(yù)加墊片。對(duì)接縫間隙為0.1倍的板厚，一般不能超過0.2mm。1/7/20231:07PM電子束焊電子束焊接過程611/9/20232:17PM電子束焊的特點(diǎn)及應(yīng)用保護(hù)效果好，焊縫質(zhì)量高，適用范圍廣。能量密度大，穿透能力強(qiáng)，可焊接厚大截面工件和難熔金屬。加熱小，焊接變形小。電子束焊成本高，主要用于微電子器件焊裝、導(dǎo)彈外殼的焊接、核電站鍋爐汽包和精度要求高的齒輪等的焊接。1/7/20231:07PM電子束焊的特點(diǎn)及應(yīng)用621/9/20232:17PM14.5壓力焊

壓力焊是指通過加熱等手段使金屬達(dá)到塑性狀態(tài)，加壓使其產(chǎn)生塑性變形、再結(jié)晶和擴(kuò)散等作用，使兩個(gè)分離表面的原子接近到晶格距離（0.3～0.5nm)，形成金屬鍵，從而獲得不可拆卸接頭的一類焊接方法。

熱源形式為：電阻熱、高頻熱、摩擦熱等。

力的形式為：靜壓力、沖擊力（鍛壓力）和爆炸力等。

壓力焊為：冷壓焊、擴(kuò)散焊和熱壓焊

壓力焊動(dòng)畫模擬1/7/20231:07PM14.5壓力焊631/9/20232:17PM14.5.1電阻焊1．電阻焊的原理及過程

電阻焊是利用電阻熱為熱源，并在壓力下通過塑性變形和再結(jié)晶而實(shí)現(xiàn)焊接的。

（1）熱源

電阻熱：Q=I×IRt,其中電流和時(shí)間是外因，而電阻是內(nèi)因。焊接區(qū)的總電阻為：R=Rc+2Rew+2Rw。其中Rc為焊件接觸電阻，Rew為電極與焊件間的接觸電阻，Rw為焊件電阻。1/7/20231:07PM14.5.1電阻焊1641/9/20232:17PM影響接觸電阻的因素：

工件表面狀態(tài)表面愈粗糙、氧化愈嚴(yán)重、接觸電阻愈大。

電極壓力壓力愈高、接觸電阻愈小。

焊前預(yù)熱焊前預(yù)熱將會(huì)使接觸電阻大大下降。

（2）力靜壓力用來調(diào)整電阻大小，改善加熱。產(chǎn)生塑性變形或在壓力下結(jié)晶。沖擊力（鍛壓力）用來細(xì)化晶粒，焊合缺陷等。1/7/20231:07PM影響接觸電阻的因素：工件651/9/20232:17PM電阻點(diǎn)焊熔核形成過程（3）電阻焊過程

預(yù)壓、通電加熱、在壓力下冷卻結(jié)晶或塑性變形和再結(jié)晶。1/7/20231:07PM電阻點(diǎn)焊熔核形成過程（3）661/9/20232:17PM2．電阻點(diǎn)焊

電阻點(diǎn)焊是用圓柱電極壓緊工件，通電、保壓獲得焊點(diǎn)的電阻焊方法。

點(diǎn)焊主要用于汽車、飛機(jī)等薄板結(jié)構(gòu)的大批量生產(chǎn)。1/7/20231:07PM2．電阻點(diǎn)焊電阻點(diǎn)671/9/20232:17PM點(diǎn)焊時(shí)的熔核偏移

在焊接不同厚度或不同材料時(shí)，因薄板或?qū)嵝院玫牟牧?，吸熱少，而散熱快，?dǎo)致熔核偏向厚板或?qū)岵畹牟牧系默F(xiàn)象稱為熔核偏移。防止熔核偏移的措施

采用特殊電極和工藝墊片的措施。點(diǎn)焊工藝參數(shù)

點(diǎn)焊的工藝參數(shù)為電流、壓力和時(shí)間。大電流，短時(shí)間稱為強(qiáng)規(guī)范。小電流，長(zhǎng)時(shí)間稱為弱規(guī)范。1/7/20231:07PM點(diǎn)焊時(shí)的熔核偏移681/9/20232:17PM3．電阻縫焊

縫焊是連續(xù)的點(diǎn)焊過程，它是用連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的盤狀電極代替了柱狀電極，焊后獲得相互重疊的連續(xù)焊縫。

縫焊分流嚴(yán)重，通常采用強(qiáng)規(guī)范焊接，焊接電流比點(diǎn)焊大1.5～2倍。

縫焊主要用于低壓容器，如汽車、摩托車的油箱、氣體靜化器等的焊接。1/7/20231:07PM3．電阻縫焊

縫焊691/9/20232:17PM4．對(duì)焊

（1）電阻對(duì)焊

先將工件夾緊并加壓，然后通電使接觸面溫度達(dá)到塑性溫度(950～1000℃)。在壓力下塑變和再結(jié)晶形成固態(tài)焊接接頭。電阻對(duì)焊要求對(duì)接處焊前嚴(yán)格清理，所焊截面積較小，一般用于鋼筋的對(duì)接焊。1/7/20231:07PM4．對(duì)焊（1）電阻對(duì)焊701/9/20232:17PM（2）閃光對(duì)焊先通電，后接觸，因個(gè)別點(diǎn)接觸，個(gè)別點(diǎn)通過的電流密度很高，可使其瞬間熔化或汽化，形成液態(tài)過梁。電磁收縮力和電磁引力及斥力而使過梁爆破飛出，形成閃光。閃光一方面排除了氧化物和雜質(zhì)，另一方面使對(duì)口處的溫度迅速升高。閃光對(duì)焊主要用于鋼軌、錨鏈、管子等的焊接，也可用于異種金屬的焊接。因接頭中無過熱區(qū)和鑄態(tài)組織，所以性能高。1/7/20231:07PM（2）閃光對(duì)焊閃光對(duì)焊主要用711/9/20232:17PM14.5.2摩擦焊1.摩擦焊的工藝過程原理

摩擦焊是利用焊件接觸面相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使端部達(dá)到塑性狀態(tài)，然后迅速頂鍛，完成焊接的一種壓焊方法。接頭的焊接質(zhì)量好、穩(wěn)定，其廢品率是閃光對(duì)焊的1%左右。適于焊接異種鋼和異種金屬，如碳素結(jié)構(gòu)鋼-高速鋼、銅-不銹鋼、鋁-銅、鋁-鋼等。2.摩擦焊具有以下優(yōu)點(diǎn)：1/7/20231:07PM14.5.2摩擦焊1721/9/20232:17PM焊件尺寸精度高，可以實(shí)現(xiàn)直接裝配焊接。焊接生產(chǎn)率高，是閃光焊的4～5倍。三相負(fù)載均衡，節(jié)能，改善了三相供電電網(wǎng)的供電條件。與閃光對(duì)焊比較，節(jié)省電能80%～90%左右。由于摩擦焊金屬焊接變形小，接頭焊前不需特殊清理，接頭上的飛邊有時(shí)可以不必去除，焊接不需要填充材料和保護(hù)氣體，加工成本顯著降低。摩擦焊機(jī)容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化；操作技術(shù)簡(jiǎn)單，容易掌握。摩擦焊的工作場(chǎng)地衛(wèi)生，