第二節(jié)焊接方法及工藝演示文稿

第二節(jié)焊接方法及工藝演示文稿14六月2023當前第1頁\共有82頁\編于星期三\8點14六月2023優(yōu)選第二節(jié)焊接方法及工藝當前第2頁\共有82頁\編于星期三\8點（1）導電；（2）作為焊縫的填充金屬（1）穩(wěn)弧；（2）保護焊接區(qū)；（造氣、造渣）（3）冶金處理；（滲加合金元素、脫氧脫硫）焊芯的作用藥皮的作用a)光焊絲焊接的焊縫b)帶藥皮焊條焊接的焊縫固態(tài)渣殼液態(tài)熔渣焊縫熔池金屬熔滴

焊條藥皮焊條芯氣體牌號：H08，H08A，H08MnA當前第3頁\共有82頁\編于星期三\8點十大類：結(jié)構(gòu)鋼焊條；（J）鉬及鉻鉬耐熱鋼焊條；（R）低溫鋼焊條；（W）不銹鋼焊條；（G，A）堆焊焊條；（D）鑄鐵焊條；（Z）鎳及鎳合金焊條；（Ni）

銅及銅合金焊條；（T）鋁及鋁合金焊條；（L）特殊用途焊條；（TS）2）電焊條的種類及牌號當前第4頁\共有82頁\編于星期三\8點焊條型號與牌號表示焊條E表示熔敷金屬抗拉強度MPa的最小值表示焊條藥皮類型及采用的電源類型表示焊條適用的焊條位置焊條型號是國家標準中的焊條代號（GB/T5117-1995)焊條牌號是焊條行業(yè)統(tǒng)一的焊條代號如E4303、E5015當前第5頁\共有82頁\編于星期三\8點具體牌號表示：焊縫金屬最小抗拉強度大寫拼音字母表示大類；如“J”，表示結(jié)構(gòu)鋼焊條；“A”：表示鉻鎳不銹鋼焊條表示藥皮類型和所需電源類型；0~7“2”表示“鈦鈣型藥皮，交直流兩用”“7”表示“低氫型藥皮，直流電源”“J422”表示結(jié)構(gòu)鋼焊條，焊縫抗拉強度≥420MPa，鈦鈣型藥皮，交直流兩用“J507”表示結(jié)構(gòu)鋼焊條，焊縫抗拉強度≥500MPa，低氫型藥皮，直流電源兩種常用焊條：當前第6頁\共有82頁\編于星期三\8點3）酸性焊條與堿性焊條的特點

酸性焊條工藝性能較好，但焊縫性能較差，可適用各種電源，適合于一般結(jié)構(gòu)的焊接；堿性焊條工藝性能較差，但焊縫性能較好，對銹、油、水敏感性大，易出氣孔。一般用直流電源，適用于重要的結(jié)構(gòu)。

熔渣以酸性氧化物為主（如SiO2、TiO2、Fe2O3）的焊條叫酸性焊條；熔渣以堿性氧化物為主（如CaO、FeO、MnO、Na2O）的焊條叫堿性焊條；當前第7頁\共有82頁\編于星期三\8點酸性焊條與堿性焊條的特點比較

酸性焊條堿性焊條熔渣呈酸性熔渣呈堿性保護氣體是H2與CO，H2占50%左右保護氣體是CO與CO2，H2<5%電弧穩(wěn)定，交直流兩用藥皮中氟化物惡化電弧穩(wěn)定性，需用直流焊接；藥皮中增加穩(wěn)弧劑后，方可交直兩用焊接電流大，焊縫成型好焊接電流小，焊縫成型差對水銹產(chǎn)生氣孔的敏感性不大，焊條焊前一般不需烘干對水銹產(chǎn)生氣孔的敏感性較大，焊條在焊前應(yīng)經(jīng)烘干，而后放保溫筒中保存使用焊接時煙塵較少焊接時煙塵稍多，產(chǎn)生HF有毒氣體藥皮氧化性強，易燒蝕有用合金藥皮成分有還原性，合金燒蝕少，脫硫脫磷能力差，抗裂性差有較多的CaO，脫硫脫磷能力強，抗裂性好焊縫中含氫量高，易生“白點”降低塑性焊縫含氫量低焊縫沖擊性能一般焊縫沖擊性能（尤其是低溫沖擊性能）較高工藝性能較好工藝性能較差焊接質(zhì)量較好焊接質(zhì)量較差用于一般鋼結(jié)構(gòu)用于重要結(jié)構(gòu)當前第8頁\共有82頁\編于星期三\8點4）電焊條選用原則（1）等強度原則焊縫強度=母材強度根據(jù)鋼材強度等級選焊條注意：鋼材強度等級與焊條等級含義不同Q235J422屈服強度235MPa抗拉強度420MPa選“J300”？完全錯誤正確選擇：查出材料抗拉強度，再選焊條（2）等成分原則對特殊用鋼（不銹鋼、耐熱鋼等）應(yīng)使焊縫金屬主要合金成分與母材相同。當前第9頁\共有82頁\編于星期三\8點

（3）抗裂性要求

對于焊接或使用中容易產(chǎn)生裂紋的結(jié)構(gòu)，選用堿性焊條

（4）抗氣孔要求

對于難以焊前清理，容易產(chǎn)生氣孔的焊接，選用酸性焊條

（5）低成本要求在酸性、堿性焊條都能滿足要求時，一般選用酸性焊條。酸性焊條與堿性焊條的選用原則質(zhì)量要求高，選堿性質(zhì)量要求一般，選酸性當前第10頁\共有82頁\編于星期三\8點例1：某構(gòu)件受力一般，用Q235（抗拉強度400MPa）焊接而成，在下列焊條中選用哪一種？例2：某構(gòu)件受力較復雜，用Q235（抗拉強度400MPa）焊接而成，在下列焊條中選用哪一種？例3：某構(gòu)件受力一般，用09Mn2（抗拉強度450MPa）焊接而成，在下列焊條中選用哪一種？例4：某構(gòu)件受力復雜，用09Mn2（抗拉強度450MPa）焊接而成，在下列焊條中選用哪一種？J422J427J502J507J427J422J507J502J507J502J422J422J427J427J502J507當前第11頁\共有82頁\編于星期三\8點兩種鋼焊接，按強度低的選焊條。J422J502

鑄鋼焊接，一般應(yīng)選堿性焊條。J507J502

例Q235與16Mn的焊接。特殊性能鋼材的焊接，選專用焊條。

例不銹鋼的焊接。另外：當前第12頁\共有82頁\編于星期三\8點2.焊條電弧焊工藝（1）接頭形式與坡口序號示意圖適用板厚焊縫名稱卷邊對接焊縫（喇叭型）11~3平對焊縫（I形焊縫）23~8V形焊縫33~26對接接頭焊接接頭當前第13頁\共有82頁\編于星期三\8點序號示意圖適用板厚焊縫名稱4單邊V形焊縫5620~6020~603~26U形焊縫單邊U形焊縫（J型焊縫）對接接頭當前第14頁\共有82頁\編于星期三\8點序號示意圖適用板厚焊縫名稱7X形焊縫89>1240~6012~60雙U形焊縫K形焊縫對接接頭當前第15頁\共有82頁\編于星期三\8點填角焊開槽焊塞焊開槽焊搭接接頭當前第16頁\共有82頁\編于星期三\8點填角焊雙面開坡口單面開坡口注意：使用中盡量避免單面角焊縫MPPMT形接頭當前第17頁\共有82頁\編于星期三\8點種類特點種類特點簡單，但強度低強度較大強度大，美觀強度大，美觀易裝配，經(jīng)濟易裝配，經(jīng)濟有準確直角，剛度大焊縫多，不合理角接頭當前第18頁\共有82頁\編于星期三\8點（2）焊縫的空間位置（a）平焊（b）立焊（c）橫焊（d）仰焊當前第19頁\共有82頁\編于星期三\8點（3）焊條電弧焊的焊接參數(shù)焊條直徑；焊接電流；電弧長度；焊接速度等2.焊條電弧焊工藝a）焊條直徑主要根據(jù)工件厚度來選擇。b）電流過小，易造成焊縫夾渣，焊不透等缺陷；電流過大，易造成焊縫咬邊、燒穿等缺陷。c）焊接速度過快，易造成未焊透、夾渣等缺陷；焊接速度過慢，熱影響區(qū)加寬，變形加大d）電弧長度在焊接過程中盡量保持一致。電弧過長，則電弧燃燒不穩(wěn)定，減小熔深，增加飛濺，空氣易侵入。當前第20頁\共有82頁\編于星期三\8點二、埋弧焊(submergedarcwelding)

埋弧焊時，采用不切斷的盤狀焊絲，配用一種顆粒狀的焊劑，以代替手弧焊時的焊條。焊接過程中，焊劑不斷撒在焊件接縫上及其近旁地區(qū)。焊絲末端伸入焊劑內(nèi)并與焊件之間產(chǎn)生電弧。由于電弧被焊劑層所覆蓋，焊工看不到電弧，故稱埋弧焊，即電弧在焊劑層下燃燒的電弧焊。埋弧焊時，全部焊接操作包括引弧、焊絲下送和弧長調(diào)節(jié)、焊絲前移以及焊縫收尾等全部由機械來完成的稱自動埋弧焊(automaticsubmergedarcwelding)。若引弧和焊絲送進由機械來完成，而電弧操縱由手工完成的稱半自動埋弧焊(semi-automaticsubmergedarcwelding)。當前第21頁\共有82頁\編于星期三\8點1.埋弧自動焊的焊接過程

埋弧自動焊設(shè)備及其工作情況1—車架；2—立柱；3—橫架；4—操縱盤；5—焊絲盤；6—焊接機頭；7—焊劑漏斗；8—焊縫；9—渣殼；10—焊劑；11—焊接電纜；當前第22頁\共有82頁\編于星期三\8點AVI1.埋弧自動焊的焊接過程動畫當前第23頁\共有82頁\編于星期三\8點2.埋弧自動焊的特點及適用范圍生產(chǎn)率高原因：可用大電流焊接；節(jié)省更換焊條時間焊接質(zhì)量高原因：保護嚴密；冶金過程較完善；氣體與雜質(zhì)易浮出；焊接規(guī)范自動控制調(diào)整節(jié)省金屬材料原因：熱量集中，熔深大，薄件可不開坡口；沒有焊條頭的浪費；飛濺小當前第24頁\共有82頁\編于星期三\8點改善勞動條件原因：無弧光；煙霧少；自動焊接設(shè)備費用大適用：長直線焊縫；工藝準備復雜大直徑環(huán)形焊縫環(huán)縫縱縫AVI2.埋弧自動焊的特點及適用范圍動畫應(yīng)用當前第25頁\共有82頁\編于星期三\8點三、氣體保護焊gasshieldedarcwelding利用某種氣體作為保護介質(zhì)的焊接方法當前第26頁\共有82頁\編于星期三\8點1.氬弧焊(argonarcwelding)非熔化極氬弧焊（TIG焊)+_噴嘴導電嘴鎢極填充焊絲進氣管氬氣流工件Ar

當前第27頁\共有82頁\編于星期三\8點

熔化極氬弧焊（MIG焊）+_噴嘴導電嘴送絲輥輪

焊絲進氣管氬氣流工件ArAVI當前第28頁\共有82頁\編于星期三\8點氬弧焊的特點及適用范圍保護性極佳原因：氬氣是惰性氣體，既不與金屬起化學反應(yīng)，又不溶于金屬引起氣孔電弧穩(wěn)定，飛濺小，成形美觀容易實現(xiàn)全位置焊接原因：電弧在氣流壓縮下燃燒，熱量集中，熔池較小焊接熱影響區(qū)較窄，工件焊后變形小當前第29頁\共有82頁\編于星期三\8點氬弧焊的特點及適用范圍氬氣價格較高只能在室內(nèi)無風處使用焊件接頭表面清理要求較高原因：氬氣只起保護作用，焊接過程中沒有冶金反應(yīng)適用：易氧化的有色金屬（鋁、鎂及其合金）、稀有金屬（鈦、鉬、鎬、鉭等及其合金）、高強度合金鋼及一些特殊性能鋼（不銹鋼、耐熱鋼）當前第30頁\共有82頁\編于星期三\8點脈沖氬弧焊：采用可控的脈沖電流代替一般氬弧焊的連續(xù)恒定電流。脈沖電流通過時，形成脈沖電弧，焊件上產(chǎn)生一個點狀熔池，脈沖電流停歇時，熔池冷卻結(jié)晶形成一個焊點。在脈沖電流停歇期間，電源仍向電弧提供一個數(shù)值很小的基值電流以維持電弧連續(xù)燃燒和使下一個脈沖電弧復燃。隨著脈沖過程的重復進行，焊件上可形成一個由許多焊點互相搭接而成的鏈狀焊縫。很重要特點：可焊很薄的金屬，例如熔化極脈沖氬弧焊可焊1～4mm的鋼板，鎢極脈沖氬弧焊可焊厚度小于0.8mm（甚至可達0.1mm）的薄板。逆變控制超小型脈沖氬弧焊機當前第31頁\共有82頁\編于星期三\8點2.二氧化碳氣體保護焊

(carbondioxidearcwelding)以CO2作為保護氣體的電弧焊AVI

當前第32頁\共有82頁\編于星期三\8點成本低操作性能好原因：明弧可見；焊位不限生產(chǎn)率高原因：電流密度大，熱量集中；無須清渣質(zhì)量較好飛濺大，焊縫成形不夠光滑抗風能力差CO2保護焊的特點及適用范圍當前第33頁\共有82頁\編于星期三\8點適用：低碳鋼和部分低合金結(jié)構(gòu)鋼保護氣體有氧化性原因：在電弧高溫下能分解為CO和O，CO2使鋼中的碳、錳、硅及其它合金元素燒損為保證焊縫的性能，須采用含錳、硅較高的焊絲或含有相應(yīng)合金元素的合金鋼焊絲常用焊絲：H08MnSiAH08Mn2SiA用于低碳鋼用于低合金鋼CO2保護焊的特點及適用范圍當前第34頁\共有82頁\編于星期三\8點某廠生產(chǎn)液化氣鋼瓶試驗結(jié)果比較表以日產(chǎn)1300個，年產(chǎn)33萬個計算，除去X光檢驗、燒漆等費用，焊接方法生產(chǎn)費用（元/瓶）2.3埋弧自動焊等離子弧打底，埋弧焊蓋面CO2氣體保護焊1.910.36試驗合格率92%95%100%采用二氧化碳保護焊比埋弧焊節(jié)省費用359370元二氧化碳氣體保護焊應(yīng)用實例當前第35頁\共有82頁\編于星期三\8點焊接方法節(jié)約工時（小時/件）CO2氣體保護焊節(jié)電（度/件）325001.9節(jié)約費用合計（萬元）某廠生產(chǎn)掘進機機架效益結(jié)果(與手工電弧焊比）二氧化碳氣體保護焊應(yīng)用實例當前第36頁\共有82頁\編于星期三\8點某公司焊接轉(zhuǎn)窯環(huán)縫效率比較表焊接方法使用工人數(shù)6手工電弧焊CO2氣體保護焊404每日班次31602總工時二氧化碳氣體保護焊應(yīng)用實例當前第37頁\共有82頁\編于星期三\8點某廠為驗證二氧化碳焊接鋼瓶質(zhì)量，作了如下試驗：焊接前，分別在一個鋼瓶接頭某些部位做了處理，（1）內(nèi)外涂50毫米鐵銹（2）涂用過的臟油泥（3）涂水100毫米長（4）涂機油20毫米和50毫米長各一段這些部位均做有標記。焊后，X光檢驗合格；水壓爆破試驗，破口發(fā)生在母材。二氧化碳氣體保護焊應(yīng)用實例當前第38頁\共有82頁\編于星期三\8點四、等離子弧焊接與切割一、等離子弧的概念

充分電離了的氣體稱等離子體。普通焊接電弧的弧柱就是一種等離子體，但其徑向不受外界約束，故稱自由電弧。等離子弧是由普通電弧經(jīng)壓縮、集中而獲得的溫度更高（達15000~30000K）能量更集中的熱源，因此又稱壓縮電弧。當前第39頁\共有82頁\編于星期三\8點壓縮氣體噴嘴工件等離子弧鎢極電阻高頻震蕩器直流電源冷卻水冷卻水等離子弧是通過機械壓縮效應(yīng)、熱收縮效應(yīng)和電磁收縮效應(yīng)得到的。當前第40頁\共有82頁\編于星期三\8點等離子弧分剛性弧和柔性弧兩種柔性弧：產(chǎn)生于采用較大直徑噴嘴、小的氣體流量時。等離子焰沖力較小，主要用于焊接。剛性?。寒a(chǎn)生于采用小直徑噴嘴、大的氣體流量時。等離子焰自噴嘴噴出的速度很高，具有很大的沖力。這種等離子弧主要用于切割。切割AVI當前第41頁\共有82頁\編于星期三\8點按電流大小，等離子弧焊(plasmaarcwelding)可分為兩類：大電流等離子弧焊用于焊接2.5mm厚以上的金屬。微束等離子弧焊用于焊接薄板及箔材。與氬弧焊比較，等離子弧焊有以下優(yōu)點：當焊接10~12mm的金屬時可不開坡口、不加填充金屬，一次焊透兩面成形；焊接速度快，熱影響區(qū)、焊接應(yīng)力與變形皆?。豢珊附咏饘俨?；不足：設(shè)備復雜；只能在室內(nèi)焊接；當前第42頁\共有82頁\編于星期三\8點五、電渣焊(ESW)(electro-slagwelding)

電渣焊是利用電流通過液態(tài)熔渣產(chǎn)生的電阻熱作為熱源進行焊接的方法動畫當前第43頁\共有82頁\編于星期三\8點1.厚工件可一次焊成；應(yīng)用：適用于焊接厚度30mm以上的厚板或大截面結(jié)構(gòu)，在重型機械、船舶、壓力容器等制造業(yè)中應(yīng)用。2.免開坡口，節(jié)省材料，降低成本，提高生產(chǎn)率；3.熔池保護嚴密，冶金反應(yīng)完全，雜質(zhì)利于浮出，焊縫金屬純凈；4.焊速低，冷卻慢，焊接應(yīng)力小，但晶粒粗大，焊后常需正火處理以細化晶粒；電渣焊的特點：當前第44頁\共有82頁\編于星期三\8點六、激光焊接

利用激光器受激產(chǎn)生的激光束，通過聚焦系統(tǒng)可聚焦到十分微小的焦點（光斑）上，當調(diào)焦到焊件接縫時，光能轉(zhuǎn)化為熱能，使金屬熔化形成焊接接頭。

激光焊接可分為脈沖激光點焊和連續(xù)激光焊接兩種。目前脈沖激光點焊已得到廣泛應(yīng)用。脈沖激光點焊主要適于0.5mm以下金屬薄板或直徑0.6mm以下金屬絲的焊接。連續(xù)激光焊接需用大功率的二氧化碳氣體激光器。影像當前第45頁\共有82頁\編于星期三\8點激光焊接的特點：

（1）能量釋放極其迅速，既提高了生產(chǎn)率，且被焊材料不易氧化，因此可在大氣中進行焊接。

（2）能量密度很高，熱量集中，作用時間很短。所以焊接熱影響區(qū)極小，焊件不變形，特別適用于熱敏感材料的焊接。

（3）激光束可用反射鏡或偏轉(zhuǎn)棱鏡將其在任何方向上彎曲或聚焦，可以用光纖引到難以接近的部位。激光還可以通過透明材料壁進行聚焦，因此可以焊接一般焊法難以接近或無法安置的焊點。

（4）可焊絕緣材料、異種金屬、金屬與非金屬。應(yīng)用：微型、精密、排列非常密集的焊件；熱敏感材料當前第46頁\共有82頁\編于星期三\8點七、電阻焊(RW)

利用電流通過焊件及接觸處所產(chǎn)生的電阻熱、將焊件局部加熱到塑性狀態(tài)或熔化狀態(tài)，然后在壓力下形成焊接接頭的焊接方法電阻焊分：點焊、縫焊、對焊三種(resistancewelding)當前第47頁\共有82頁\編于星期三\8點1.點焊(spotwelding)

焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點的電阻焊方法。點焊機動畫影像當前第48頁\共有82頁\編于星期三\8點

主要用于薄板沖壓件的焊接，板厚一般為0.05～6mm。點焊焊件接頭均采用搭接。點焊接頭型式

點焊廣泛用于汽車、飛機、電子、儀表和日常生活用品的生產(chǎn)。點焊應(yīng)用當前第49頁\共有82頁\編于星期三\8點2.縫焊

焊件裝配成搭接接頭，并置于兩滾輪電極之間，滾輪加壓焊件并轉(zhuǎn)動，斷續(xù)送電，從而獲得一條連續(xù)焊縫的電阻焊方法。常用于焊接各類有密封性要求的薄板容器和管道等，如油箱、罐體、連接管等。縫焊AVI(seamwelding)縫焊機動畫應(yīng)用當前第50頁\共有82頁\編于星期三\8點

焊件以對接的形式利用電阻熱在整個接觸面上被焊接起來的電阻焊3.對焊對焊電阻對焊閃光對焊當前第51頁\共有82頁\編于星期三\8點(upsetbuttwelding)電阻對焊AVI電阻對焊特點:設(shè)備和操作簡便，接頭外形光滑無毛刺，但焊接接頭要求較嚴格，且接頭力學性能較差。應(yīng)用：適用于焊接斷面緊湊，直徑小于20mm的強度要求不高的低碳鋼棒料和管子，以及直徑小于8mm的非鐵金屬（如純鋁）棒料和管子。動畫電阻對焊應(yīng)用當前第52頁\共有82頁\編于星期三\8點閃光對焊(flashbuttwelding)閃光對焊AVI閃光對焊應(yīng)用特點：接頭夾渣少、質(zhì)量高、力學性能好；待焊端面不需清理；適應(yīng)性較強。但其接頭有毛刺，金屬消耗較多，勞動條件差，焊后需清理。應(yīng)用：適用于承受較大載荷零件或重要零件的焊接，如鉆頭、刀具、鋼軌和大型管道等。動畫當前第53頁\共有82頁\編于星期三\8點對焊接頭型式當前第54頁\共有82頁\編于星期三\8點八、摩擦焊(FW)

利用焊件接觸端面相對旋轉(zhuǎn)運動中相互摩擦所產(chǎn)生的熱量，使端部達到熱塑性狀態(tài)，然后迅速頂鍛，完成焊接的一種壓焊方法。(frictionwelding)動畫影像當前第55頁\共有82頁\編于星期三\8點摩擦焊接頭型式桿—桿桿—管管—管桿—板管—管管—板摩擦焊應(yīng)用實例當前第56頁\共有82頁\編于星期三\8點九、釬焊(soldering)

利用熔點比焊件低的釬料作填充金屬，適當加熱后，釬料熔化而將處于固態(tài)的焊件聯(lián)接起來的一種焊接方法。釬焊分:硬釬焊釬料熔點在450℃以上，接頭強度較高軟釬焊釬料熔點在450℃以下，接頭強度較低釬焊AVI釬焊電子元器件釬焊電冰箱冷凝器釬焊自行車車架應(yīng)用影像當前第57頁\共有82頁\編于星期三\8點釬焊接頭型式板料搭接錯誤錯誤當前第58頁\共有82頁\編于星期三\8點套件鑲接錯誤釬焊接頭型式當前第59頁\共有82頁\編于星期三\8點十、真空電子束焊接

電子束發(fā)生器中的陰極加熱到一定的溫度時逸出大量電子，電子在高壓電場中被加速，通過電磁透鏡聚焦后，形成能量密集度極高的電子束。當電子束轟擊焊接表面時，電子的動能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽购附蛹慕Y(jié)合處的金屬熔融，當焊件移動時，在焊件結(jié)合處形成一條連續(xù)的焊縫。對于真空電子束焊機，要焊接的工件置于真空室中，一般