第四篇(焊接)

1、教教 學(xué)學(xué) 重重 點(diǎn)點(diǎn) 焊接的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用，焊接的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用， 焊條電弧焊，常用金屬材料的焊接。焊條電弧焊，常用金屬材料的焊接。 教教 學(xué)學(xué) 難難 點(diǎn)點(diǎn) 第四篇第四篇 焊接焊接 焊接應(yīng)力與變形。焊接應(yīng)力與變形。 焊接焊接 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 方法方法 熔焊熔焊 將待焊處母材金屬熔化以形成焊縫的焊接將待焊處母材金屬熔化以形成焊縫的焊接 壓焊壓焊 焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱 或不加熱），以完成焊接的方法?；虿患訜幔?，以完成焊接的方法。 釬焊釬焊 釬焊是硬釬焊和軟釬焊的總稱。采用比母釬焊是硬釬焊和軟釬焊的總稱。采用比母 材金屬熔點(diǎn)低的金屬

2、（稱為釬料），將焊件和材金屬熔點(diǎn)低的金屬（稱為釬料），將焊件和 釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材熔化溫度，釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材熔化溫度， 利用利用液態(tài)釬料液態(tài)釬料填充接頭間隙并與固態(tài)母材通過填充接頭間隙并與固態(tài)母材通過 擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。 通過加熱或加壓，或者兩者并用，選用或不用填充材料，借通過加熱或加壓，或者兩者并用，選用或不用填充材料，借 助于金屬原子擴(kuò)散和結(jié)合，使分離的材料牢固地連接在一起助于金屬原子擴(kuò)散和結(jié)合，使分離的材料牢固地連接在一起 的加工方法。的加工方法。 主要焊接方法主要焊接方法 壓力焊壓力焊 摩擦焊摩擦焊 超聲波焊超聲波焊 爆炸焊爆

3、炸焊 擴(kuò)散焊擴(kuò)散焊 高頻焊高頻焊 釬焊釬焊 軟釬焊軟釬焊 硬釬焊硬釬焊 熔熔 焊焊 電弧焊電弧焊 電渣焊電渣焊 等離子弧焊等離子弧焊 電子束焊電子束焊 激光焊激光焊 手弧焊手弧焊 氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 埋弧焊埋弧焊 電阻焊電阻焊 u焊接主要用于制造各種金屬構(gòu)件，如建筑結(jié)構(gòu)、船體、車焊接主要用于制造各種金屬構(gòu)件，如建筑結(jié)構(gòu)、船體、車 輛、鍋爐及各種壓力容器。輛、鍋爐及各種壓力容器。 u焊接也常用于制造機(jī)械零件，如重型機(jī)械的機(jī)架、底座、焊接也常用于制造機(jī)械零件，如重型機(jī)械的機(jī)架、底座、 箱體、軸、齒輪等。箱體、軸、齒輪等。 焊接的特點(diǎn)焊接的特點(diǎn) u焊接與鉚接等其他加工方法相比，具有減輕結(jié)構(gòu)重量，焊

4、接與鉚接等其他加工方法相比，具有減輕結(jié)構(gòu)重量， 節(jié)省材料；節(jié)省材料； u生產(chǎn)效率高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；生產(chǎn)效率高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化； u接頭密封性好，力學(xué)性能高；接頭密封性好，力學(xué)性能高； u工作過程中無噪音等優(yōu)點(diǎn)。工作過程中無噪音等優(yōu)點(diǎn)。 u引起焊接接頭組織、性能的變化，同時(shí)焊件還會(huì)產(chǎn)生引起焊接接頭組織、性能的變化，同時(shí)焊件還會(huì)產(chǎn)生 較大的應(yīng)力和變形。較大的應(yīng)力和變形。 焊接的應(yīng)用焊接的應(yīng)用 氣門芯氣門芯 一、手工電弧焊一、手工電弧焊 第二節(jié)第二節(jié) 手工電弧焊與氣焊手工電弧焊與氣焊 u使用設(shè)備簡單，操作靈活方便，能夠適應(yīng)各種條件下使用設(shè)備簡單，操作靈活方便，能夠適應(yīng)各種條件下 的焊接

5、，熔焊中應(yīng)用最廣泛的一種焊接方法。的焊接，熔焊中應(yīng)用最廣泛的一種焊接方法。 u焊條電弧焊要求操作者技術(shù)水平較高，生產(chǎn)率較低，焊條電弧焊要求操作者技術(shù)水平較高，生產(chǎn)率較低， 勞動(dòng)條件較差。勞動(dòng)條件較差。 手工電弧焊是手工電弧焊是熔焊熔焊一種一種, ,是利用電弧產(chǎn)生的熱量來熔化焊是利用電弧產(chǎn)生的熱量來熔化焊 條和部分工件，從而使兩塊金屬連成一體的手工操作的條和部分工件，從而使兩塊金屬連成一體的手工操作的 焊接方法。焊接方法。 特點(diǎn)特點(diǎn) （一）過程（一）過程 u 電弧熱，將工件熔化而進(jìn)行焊接的；電弧熱，將工件熔化而進(jìn)行焊接的； u 在電弧的吹力作用下，被焊金屬上形成了凹坑（在電弧的吹力作用下，被焊金

6、屬上形成了凹坑（熔池）熔池）。 u 焊條的端部在電弧的作用下不斷被熔化焊條的端部在電弧的作用下不斷被熔化, ,形成熔滴，焊條金屬熔滴借重力形成熔滴，焊條金屬熔滴借重力 和電弧氣體吹力的作用逐漸過渡到熔池當(dāng)中和電弧氣體吹力的作用逐漸過渡到熔池當(dāng)中, ,隨著電弧的向前移動(dòng)隨著電弧的向前移動(dòng), ,熔池尾熔池尾 部液態(tài)金屬逐步冷卻結(jié)晶部液態(tài)金屬逐步冷卻結(jié)晶, ,最終形成焊縫。最終形成焊縫。 u 電弧熱還使焊條的藥皮熔化或燃燒。藥皮燃燒后與液體金屬起物理化學(xué)作電弧熱還使焊條的藥皮熔化或燃燒。藥皮燃燒后與液體金屬起物理化學(xué)作 用，形成的熔渣和氣體可防止空氣中氧、氮的侵入，保護(hù)熔化金屬的作用。用，形成的熔渣

7、和氣體可防止空氣中氧、氮的侵入，保護(hù)熔化金屬的作用。 焊接時(shí)焊接時(shí), ,先將焊條與焊件瞬時(shí)接先將焊條與焊件瞬時(shí)接 觸觸, ,發(fā)生短路發(fā)生短路. .強(qiáng)大的短路電流流經(jīng)強(qiáng)大的短路電流流經(jīng) 少數(shù)幾個(gè)接觸點(diǎn)少數(shù)幾個(gè)接觸點(diǎn), ,致使接觸點(diǎn)處溫致使接觸點(diǎn)處溫 度急劇升高并熔化度急劇升高并熔化, ,甚至部分發(fā)生甚至部分發(fā)生 蒸發(fā)。當(dāng)焊條迅速提起時(shí)，焊條頭蒸發(fā)。當(dāng)焊條迅速提起時(shí)，焊條頭 溫度已升得很高，在兩電極間的電溫度已升得很高，在兩電極間的電 場場作用下，產(chǎn)生了作用下，產(chǎn)生了熱電子發(fā)射。熱電子發(fā)射。 飛速的電子撞擊焊條端頭與焊件間的空氣，使之電離成飛速的電子撞擊焊條端頭與焊件間的空氣，使之電離成正離子正離

8、子 和負(fù)離子和負(fù)離子。電子和負(fù)離子流向正極，正離子流向負(fù)極。這些。電子和負(fù)離子流向正極，正離子流向負(fù)極。這些帶帶 電質(zhì)點(diǎn)的定向運(yùn)動(dòng)電質(zhì)點(diǎn)的定向運(yùn)動(dòng)形成了焊接電弧。形成了焊接電弧。 電弧的形成 62 （二）焊接電?。ǘ┖附与娀?1 1、電弧的產(chǎn)生、電弧的產(chǎn)生 焊接電弧分三個(gè)區(qū)域，焊接電弧分三個(gè)區(qū)域，陰陰 極區(qū)，陽極區(qū)和弧柱區(qū)極區(qū)，陽極區(qū)和弧柱區(qū)。 各區(qū)域的熱量是不同的。各區(qū)域的熱量是不同的。 陰極區(qū)：陰極區(qū)：熱量約占電弧總熱量約占電弧總 熱量的熱量的3636； 陽極區(qū)：陽極區(qū)：熱量約占電弧總熱量約占電弧總 熱量的熱量的4343； 弧柱區(qū)：弧柱區(qū)：熱量約占電弧總熱量約占電弧總 熱量的熱量的212

9、1。 2、電弧的組成及熱量分布 用碳鋼焊條焊接鋼時(shí)，陽極區(qū)約為用碳鋼焊條焊接鋼時(shí)，陽極區(qū)約為2600K2600K ，陰極區(qū)約為，陰極區(qū)約為 2400K2400K ，弧柱的溫度約為（，弧柱的溫度約為（6000600080008000）K K （2)2)交流電源焊接交流電源焊接時(shí)，不存在正、反接問題。時(shí)，不存在正、反接問題。 3、電弧的極性及應(yīng)用、電弧的極性及應(yīng)用 （1)1)直流電源焊接直流電源焊接 正接法正接法：焊件接電源正極，焊條接負(fù)極。：焊件接電源正極，焊條接負(fù)極。 反接法反接法：焊件接電源負(fù)極，焊條接正極。：焊件接電源負(fù)極，焊條接正極。 選擇極性時(shí)，主要根據(jù)焊條的性質(zhì)與焊件的厚度。選擇極性

10、時(shí)，主要根據(jù)焊條的性質(zhì)與焊件的厚度。 正接時(shí)，工件上熱量較大，可保證有較大的熔深正接時(shí)，工件上熱量較大，可保證有較大的熔深, ,用于厚件用于厚件 焊接；反接法用于薄板和有色金屬焊接。焊接；反接法用于薄板和有色金屬焊接。 電極材料、氣體介質(zhì)與弧長一定的情況下，電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)，電極材料、氣體介質(zhì)與弧長一定的情況下，電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)， 焊接電流與電弧電壓焊接電流與電弧電壓之間的變化關(guān)系，稱為電弧的靜特性之間的變化關(guān)系，稱為電弧的靜特性 （伏（伏- -安特性），用靜特性曲線來表示。安特性），用靜特性曲線來表示。 4、電弧的靜特性 u當(dāng)當(dāng)I I焊 焊（ （30305050）A A時(shí)，電弧時(shí)，電弧 電壓電壓

11、U U弧 弧隨焊接電流 隨焊接電流I I焊 焊的增大而急 的增大而急 劇下降；劇下降； u當(dāng)當(dāng)I I焊 焊增大到一定值（ 增大到一定值（ 30A30A 50A50A ）后，電弧電壓不再隨）后，電弧電壓不再隨I I焊 焊而 而 變化，曲線接近水平。變化，曲線接近水平。 u當(dāng)電弧的弧長增大時(shí)，電弧電當(dāng)電弧的弧長增大時(shí)，電弧電 壓相應(yīng)的增大，電弧越短，電壓壓相應(yīng)的增大，電弧越短，電壓 越低。越低。 u正常焊接時(shí)，弧長約為（正常焊接時(shí)，弧長約為（2 24 4） mmmm，電弧電壓為（，電弧電壓為（16163535）V V （二）手工電弧焊設(shè)備（二）手工電弧焊設(shè)備 手工電弧焊的主要設(shè)備是弧焊機(jī)，實(shí)際上是

12、一種弧焊電源。手工電弧焊的主要設(shè)備是弧焊機(jī)，實(shí)際上是一種弧焊電源。 按產(chǎn)生的電流種類不同，分為直流弧焊機(jī)和交流弧焊機(jī)。按產(chǎn)生的電流種類不同，分為直流弧焊機(jī)和交流弧焊機(jī)。 ）直流弧焊機(jī)）直流弧焊機(jī) 直流弧焊機(jī)分直流弧焊機(jī)分焊接發(fā)電機(jī)焊接發(fā)電機(jī)和和弧焊整流器弧焊整流器兩部分。兩部分。 （）焊接發(fā)電機(jī)（）焊接發(fā)電機(jī) 焊接發(fā)電機(jī)由焊接發(fā)電機(jī)由交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)和和直流電焊發(fā)電機(jī)直流電焊發(fā)電機(jī)同軸組裝而同軸組裝而 成。采用焊接發(fā)電機(jī)焊接時(shí)電弧穩(wěn)定，能適應(yīng)各種焊條，但結(jié)成。采用焊接發(fā)電機(jī)焊接時(shí)電弧穩(wěn)定，能適應(yīng)各種焊條，但結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，噪音大，成本高。焊接發(fā)電機(jī)適用于構(gòu)復(fù)雜，噪音大，成本高。焊接發(fā)電機(jī)適用于

13、小電流焊接小電流焊接。 （2 2）弧焊整流器）弧焊整流器 弧焊整流器是一種將交流電通過整流器轉(zhuǎn)換為直流電的弧焊整流器是一種將交流電通過整流器轉(zhuǎn)換為直流電的 直流弧焊機(jī)?；『刚髌鳑]有旋轉(zhuǎn)部分，結(jié)構(gòu)簡單，噪音小，直流弧焊機(jī)?；『刚髌鳑]有旋轉(zhuǎn)部分，結(jié)構(gòu)簡單，噪音小， 維修容易，使用已趨普遍。維修容易，使用已趨普遍。 ）交流弧焊機(jī)）交流弧焊機(jī) 符合焊接要求的降壓變壓器。工作原理：符合焊接要求的降壓變壓器。工作原理：通過改變次級線通過改變次級線 圈抽頭的接法和可動(dòng)鐵芯的位置，對焊接電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。圈抽頭的接法和可動(dòng)鐵芯的位置，對焊接電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。 結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低廉，節(jié)省電能，使用可靠，結(jié)構(gòu)

14、簡單，制造方便，成本低廉，節(jié)省電能，使用可靠， 維修方便。缺點(diǎn)是電弧不夠穩(wěn)定。交流弧焊機(jī)是一種常用的維修方便。缺點(diǎn)是電弧不夠穩(wěn)定。交流弧焊機(jī)是一種常用的 焊條電弧焊設(shè)備。焊條電弧焊設(shè)備。 ）焊鉗和面罩）焊鉗和面罩 焊鉗是用來焊鉗是用來夾持焊條和傳遞電流夾持焊條和傳遞電流的。面罩是用來保的。面罩是用來保 護(hù)眼睛和面部，以避免弧光傷害。護(hù)眼睛和面部，以避免弧光傷害。 （三）電焊條（簡稱焊條）（三）電焊條（簡稱焊條） （1 1）電焊條的組成及其作用）電焊條的組成及其作用 手工焊焊條由手工焊焊條由焊芯和涂料焊芯和涂料（藥皮）組成。（藥皮）組成。 焊芯焊芯焊芯是焊條中被藥皮包覆的金屬芯。它起焊芯是焊條中

15、被藥皮包覆的金屬芯。它起導(dǎo)電和填充導(dǎo)電和填充 金屬金屬的作用。焊芯用鋼絲通常采用焊接專用鋼絲。的作用。焊芯用鋼絲通常采用焊接專用鋼絲。 焊芯牌號：焊芯牌號：H+H+材料牌號材料牌號（H08H08，H08Mn2SiH08Mn2Si） 藥皮藥皮藥皮是壓涂在焊芯表面的涂料層。它起藥皮是壓涂在焊芯表面的涂料層。它起穩(wěn)弧、造氣、穩(wěn)弧、造氣、 造渣、脫氧、粘結(jié)等作用造渣、脫氧、粘結(jié)等作用。藥皮必須含有。藥皮必須含有造氣劑造氣劑和和 造渣劑造渣劑。還應(yīng)含有。還應(yīng)含有穩(wěn)弧劑穩(wěn)弧劑和和合金化劑合金化劑，以及，以及脫氧劑脫氧劑、 脫硫劑脫硫劑和和去氫劑去氫劑等。等。 （2 2）電焊條的分類與牌號）電焊條的分類與牌

16、號 根據(jù)藥皮的性質(zhì)及其作用，焊條分為：酸性焊條和堿性焊條。根據(jù)藥皮的性質(zhì)及其作用，焊條分為：酸性焊條和堿性焊條。 酸性焊條：酸性焊條：藥皮熔渣中的酸性氧化物比堿性氧化物多。具有藥皮熔渣中的酸性氧化物比堿性氧化物多。具有良良 好的工藝性能好的工藝性能，交直流電源交直流電源均可使用均可使用，但焊縫的力學(xué)性能，尤，但焊縫的力學(xué)性能，尤 其是塑性、韌度，不如用堿性焊條焊接的焊縫好，故其是塑性、韌度，不如用堿性焊條焊接的焊縫好，故用于用于一般一般 結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)件的焊接。的焊接。 堿性焊條：堿性焊條：工藝性能差工藝性能差，要求用，要求用直流電源直流電源施焊，但焊接施焊，但焊接質(zhì)量好質(zhì)量好， 用于用于重要的結(jié)

17、構(gòu)件重要的結(jié)構(gòu)件及及焊接性較差金屬焊接性較差金屬的焊接。的焊接。 電焊條的分類電焊條的分類 碳鋼焊條碳鋼焊條 低合金鋼焊條低合金鋼焊條 不銹鋼焊條不銹鋼焊條 堆焊焊條堆焊焊條 鑄鐵焊條鑄鐵焊條 鎳及鎳合金焊條鎳及鎳合金焊條 銅及銅合金焊條銅及銅合金焊條 鋁及鋁合金焊條鋁及鋁合金焊條 特殊用途焊條特殊用途焊條 焊條的型號與牌號焊條的型號與牌號 GB 5117GB 51171995 1995 規(guī)定了碳鋼焊條型號編制方法。規(guī)定了碳鋼焊條型號編制方法。 E 4 3 1 5 表示焊條表示焊條 第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置 “0” 和和“1”表示全位置焊接表示全位置焊接 “2”

18、表示平焊，平角焊表示平焊，平角焊 “4”表示向下立焊表示向下立焊 第三位和第四位數(shù)字，第三位和第四位數(shù)字， 表示焊接電流種類和藥皮類型表示焊接電流種類和藥皮類型 表示焊條藥皮為低氫鈉型（表示焊條藥皮為低氫鈉型（15），）， 并可采用直流反接焊接并可采用直流反接焊接 第一位和第二位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉第一位和第二位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉 強(qiáng)度最小值強(qiáng)度最小值b430MPa 一種焊條型號有不同工藝性能的幾種牌號一種焊條型號有不同工藝性能的幾種牌號 如如J427J427和和J427NiJ427Ni，同屬于，同屬于E4315E4315焊條型號。焊條型號。 （3 3）電焊條的選用原則）電焊條的選用原則 等

19、強(qiáng)度原則等強(qiáng)度原則：低碳鋼和普通低合金鋼構(gòu)件，一般都要求：低碳鋼和普通低合金鋼構(gòu)件，一般都要求 焊縫金屬與母材等強(qiáng)度，焊縫金屬與母材等強(qiáng)度， 因此可根據(jù)鋼材強(qiáng)度等級來選因此可根據(jù)鋼材強(qiáng)度等級來選 用相應(yīng)的焊條。用相應(yīng)的焊條。 同一強(qiáng)度等級的酸性焊條和堿性焊條的選用。主要應(yīng)考同一強(qiáng)度等級的酸性焊條和堿性焊條的選用。主要應(yīng)考 慮：慮：焊接件的結(jié)構(gòu)形狀、鋼板厚度、載荷性質(zhì)和抗裂性焊接件的結(jié)構(gòu)形狀、鋼板厚度、載荷性質(zhì)和抗裂性 能而定能而定。 低碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接，可按某一種鋼接頭中強(qiáng)度低碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接，可按某一種鋼接頭中強(qiáng)度 較低的鋼材來選用相應(yīng)的焊條。較低的鋼材來選用相應(yīng)的焊條。 鑄鋼件

20、含碳量高、厚度大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜鑄鋼件含碳量高、厚度大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)選堿性焊條并，應(yīng)選堿性焊條并 預(yù)熱。預(yù)熱。 焊接不銹鋼或耐熱鋼等有特殊性能要求的鋼材，應(yīng)選用焊接不銹鋼或耐熱鋼等有特殊性能要求的鋼材，應(yīng)選用 相應(yīng)的專用焊條。相應(yīng)的專用焊條。 （四）手弧焊工藝（四）手弧焊工藝 1 1）接頭形式及坡口）接頭形式及坡口 根據(jù)焊接的結(jié)構(gòu)形狀、厚度及工作條件，可選擇不同的接頭根據(jù)焊接的結(jié)構(gòu)形狀、厚度及工作條件，可選擇不同的接頭 類型及坡口。類型及坡口。 焊接接頭類型焊接接頭類型分為分為 焊件開坡口的焊件開坡口的目的目的在于保證焊透，增加接頭強(qiáng)度，在于保證焊透，增加接頭強(qiáng)度， （2 2）焊縫的空間位置）焊縫的

21、空間位置 施施 焊焊 時(shí)時(shí) 焊焊 縫縫 在在 空空 間間 的的 位位 置置 （3 3）焊接規(guī)范）焊接規(guī)范 焊接時(shí)，影響焊接質(zhì)量與生產(chǎn)效率的工藝參數(shù)，焊接時(shí)，影響焊接質(zhì)量與生產(chǎn)效率的工藝參數(shù)， 主要是主要是焊條直徑與焊接電流焊條直徑與焊接電流 焊條直徑焊條直徑 由工件厚度、焊縫位置和焊接層數(shù)等因素確定；由工件厚度、焊縫位置和焊接層數(shù)等因素確定； 選用較大直徑的焊條，能提高生產(chǎn)率；選用較大直徑的焊條，能提高生產(chǎn)率； 但如用過大直徑的焊條，會(huì)造成未焊透和焊縫成形不良。但如用過大直徑的焊條，會(huì)造成未焊透和焊縫成形不良。 一般情況下，焊件厚度一般情況下，焊件厚度4mm4mm時(shí)，焊條直徑等于焊件厚度；時(shí)，

22、焊條直徑等于焊件厚度； 4mm4mm時(shí)，焊條直徑為（時(shí)，焊條直徑為（4 46）mmmm。 仰焊時(shí)，焊條直徑一般不超過仰焊時(shí)，焊條直徑一般不超過4mm4mm 焊接電流焊接電流 電流太大，焊條熔化過快，金屬飛濺加劇，可能燒穿焊件；電電流太大，焊條熔化過快，金屬飛濺加劇，可能燒穿焊件；電 流過小，電弧不穩(wěn)定，造成焊不透，生產(chǎn)率降低。一般焊接電流過小，電弧不穩(wěn)定，造成焊不透，生產(chǎn)率降低。一般焊接電 流主要由焊條直徑和焊縫位置確定流主要由焊條直徑和焊縫位置確定 I IK Kd d 式中：式中： I I焊接電流，焊接電流，A A； d d焊條直徑，焊條直徑，mmmm； K K經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般

23、為25256060； 平焊時(shí)平焊時(shí)K K取較大值；立、橫、仰焊時(shí)取較小值。取較大值；立、橫、仰焊時(shí)取較小值。 使用堿性焊條時(shí)焊接電流要比使用酸性焊條時(shí)略小。增大焊使用堿性焊條時(shí)焊接電流要比使用酸性焊條時(shí)略小。增大焊 接電流能提高生產(chǎn)率，但電流過大，易造成焊縫咬邊和燒穿等接電流能提高生產(chǎn)率，但電流過大，易造成焊縫咬邊和燒穿等 缺陷；焊接電流過小缺陷；焊接電流過小, ,使生產(chǎn)率降低，并易造成夾渣、未焊透使生產(chǎn)率降低，并易造成夾渣、未焊透 等缺陷。等缺陷。 二、氣焊二、氣焊 （一）氣焊的實(shí)質(zhì)、特點(diǎn)及應(yīng)用（一）氣焊的實(shí)質(zhì)、特點(diǎn)及應(yīng)用 氣焊是利用氣焊是利用氣體火焰氣體火焰作為熱源的焊接方法。常用氧作為熱

24、源的焊接方法。常用氧- -乙炔火乙炔火 焰作為熱源。焰作為熱源。 氣焊加熱過程比較平穩(wěn)、緩慢，生產(chǎn)率不高。氣焊加熱過程比較平穩(wěn)、緩慢，生產(chǎn)率不高。 氣焊的熱影響區(qū)大，焊后工件變形較大，火焰對熔池保護(hù)差，氣焊的熱影響區(qū)大，焊后工件變形較大，火焰對熔池保護(hù)差， 焊接質(zhì)量不高。焊接質(zhì)量不高。 主要用于焊接厚度主要用于焊接厚度3mm3mm的薄鋼板、有色金屬及其合金，以的薄鋼板、有色金屬及其合金，以 及鑄鐵的焊補(bǔ)。及鑄鐵的焊補(bǔ)。 65 （二）氧（二）氧- -乙炔焰乙炔焰 乙炔與氧混合所形成的火焰，由焰心、內(nèi)焰和外焰組成乙炔與氧混合所形成的火焰，由焰心、內(nèi)焰和外焰組成 65 距內(nèi)焰末端（距內(nèi)焰末端（2 2

25、4）mmmm處溫度最高，可達(dá)處溫度最高，可達(dá)31503150，為，為焊接區(qū)焊接區(qū) 根據(jù)氧與乙炔體積的混合比例，火焰分為根據(jù)氧與乙炔體積的混合比例，火焰分為中性焰、碳化焰中性焰、碳化焰和和 氧化焰氧化焰三種。三種。 65 中性焰中性焰 當(dāng)氧與乙炔體積混合比為當(dāng)氧與乙炔體積混合比為1.11.11.21.2時(shí)，時(shí)， 燃燒所形成的火焰，稱為中性焰這種火焰對焊燃燒所形成的火焰，稱為中性焰這種火焰對焊 件無化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)用最廣，用于焊接碳鋼、紫件無化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)用最廣，用于焊接碳鋼、紫 銅和低合金結(jié)構(gòu)鋼。銅和低合金結(jié)構(gòu)鋼。 碳化焰碳化焰 當(dāng)氧與乙炔體積混合比為當(dāng)氧與乙炔體積混合比為1.11.1時(shí)，燃時(shí)，燃 燒

26、所形成的火焰，稱為碳化焰?；鹧嬷杏羞^剩燒所形成的火焰，稱為碳化焰。火焰中有過剩 的乙炔，燃燒不完全。適用于焊接高碳鋼、鑄的乙炔，燃燒不完全。適用于焊接高碳鋼、鑄 鐵、硬質(zhì)合金與鎂合金等。鐵、硬質(zhì)合金與鎂合金等。 氧化焰氧化焰 當(dāng)氧與乙炔體積混合比為當(dāng)氧與乙炔體積混合比為1.21.2時(shí)，燃時(shí)，燃 燒所形成的火焰稱為氧化焰?；鹧嬷杏羞^剩的燒所形成的火焰稱為氧化焰?；鹧嬷杏羞^剩的 氧，對熔池金屬有強(qiáng)烈的氧化作用，適合焊接氧，對熔池金屬有強(qiáng)烈的氧化作用，適合焊接 黃銅與鍍鋅鐵板。黃銅與鍍鋅鐵板。 （三）氣焊設(shè)備（三）氣焊設(shè)備 氣焊所用設(shè)備有氧氣焊所用設(shè)備有氧 化瓶、乙炔瓶、減化瓶、乙炔瓶、減 壓器和焊

27、炬等。這壓器和焊炬等。這 些設(shè)備用軟管連接，些設(shè)備用軟管連接， 形成工作系統(tǒng)。形成工作系統(tǒng)。 65 氧化瓶氧化瓶是儲(chǔ)存高壓氧氣的容器，有無縫鋼管制造，表面涂天藍(lán)色。使用時(shí)，應(yīng)避免撞是儲(chǔ)存高壓氧氣的容器，有無縫鋼管制造，表面涂天藍(lán)色。使用時(shí)，應(yīng)避免撞 擊和溫度過高。擊和溫度過高。 乙炔瓶乙炔瓶時(shí)表面涂白色的無縫鋼管瓶，瓶內(nèi)裝有浸滿丙酮的多孔充填物，以溶解乙炔。時(shí)表面涂白色的無縫鋼管瓶，瓶內(nèi)裝有浸滿丙酮的多孔充填物，以溶解乙炔。 使用時(shí)，融入丙酮的乙炔通過瓶閥壓力降低而不斷逸出。使用時(shí)，融入丙酮的乙炔通過瓶閥壓力降低而不斷逸出。 減壓器減壓器，又叫氧氣表。作用是氧氣瓶的輸出壓力降低為工作壓力，并保

28、持焊接過程中，又叫氧氣表。作用是氧氣瓶的輸出壓力降低為工作壓力，并保持焊接過程中 氧氣壓力不變氧氣壓力不變 焊炬焊炬，又叫焊槍。是將乙炔與氧氣均勻混合，并調(diào)節(jié)火焰正常燃燒的氣焊工具。每支，又叫焊槍。是將乙炔與氧氣均勻混合，并調(diào)節(jié)火焰正常燃燒的氣焊工具。每支 焊炬?zhèn)溆泻妇鎮(zhèn)溆? 5個(gè)孔徑不同的焊嘴，以便用于焊接不同厚度的焊件。個(gè)孔徑不同的焊嘴，以便用于焊接不同厚度的焊件。 （四）氣焊工藝（四）氣焊工藝 氣焊焊縫空間位置也分為氣焊焊縫空間位置也分為平、橫、立、仰平、橫、立、仰四種。四種。 接頭類型以接頭類型以對接對接為主。為主。 焊接低碳鋼用的焊絲為普通的低碳鋼絲，不用焊劑（藥）。焊接低碳鋼用的焊

29、絲為普通的低碳鋼絲，不用焊劑（藥）。 氣焊工藝氣焊工藝 （1 1）確定乙炔的消耗量）確定乙炔的消耗量 焊接碳鋼時(shí)，可按下列公式計(jì)算焊接碳鋼時(shí)，可按下列公式計(jì)算 V=V=（100100150150） 式中式中 V V乙炔消耗量（乙炔消耗量（L/hL/h） 鋼板厚度（鋼板厚度（mmmm） 計(jì)算出乙炔消耗量后，可選擇相應(yīng)的焊具及其焊嘴號計(jì)算出乙炔消耗量后，可選擇相應(yīng)的焊具及其焊嘴號 65 （2 2）施焊方法）施焊方法 按焊炬與焊絲沿焊縫移動(dòng)方向的不同，分為左焊法和右焊法。按焊炬與焊絲沿焊縫移動(dòng)方向的不同，分為左焊法和右焊法。 左焊法左焊法是焊絲與焊炬同時(shí)向左移動(dòng)，火焰指向待焊部分的操作是焊絲與焊炬同

30、時(shí)向左移動(dòng)，火焰指向待焊部分的操作 方法。便于方法。便于觀察熔池與焊件表面的加熱觀察熔池與焊件表面的加熱情況，但熱量情況，但熱量散失大，散失大， 冷卻較快，焊縫易氧化，適用于焊接冷卻較快，焊縫易氧化，適用于焊接5mm5mm以下的薄鋼板和低熔點(diǎn)以下的薄鋼板和低熔點(diǎn) 的金屬。的金屬。 右焊法右焊法是焊絲與焊炬同時(shí)向右移動(dòng)，火焰指向已焊部分的操作是焊絲與焊炬同時(shí)向右移動(dòng)，火焰指向已焊部分的操作 方法。對方法。對熔池保護(hù)好，焊縫冷卻緩慢，熱量利用率高。但是，熔池保護(hù)好，焊縫冷卻緩慢，熱量利用率高。但是， 不易掌握，主要用于焊接厚度為不易掌握，主要用于焊接厚度為5mm5mm以上的鋼結(jié)構(gòu)焊件。以上的鋼結(jié)構(gòu)

31、焊件。 65 第三節(jié) 熔焊冶金原理 熔焊的本質(zhì)及特點(diǎn)熔焊的本質(zhì)及特點(diǎn) 熔化焊的本質(zhì)是小熔熔化焊的本質(zhì)是小熔 池熔煉與鑄造，是金池熔煉與鑄造，是金 屬熔化與結(jié)晶的過程。屬熔化與結(jié)晶的過程。 熔池存在時(shí)間短，溫熔池存在時(shí)間短，溫 度高；冶金過程進(jìn)行度高；冶金過程進(jìn)行 不充分，氧化嚴(yán)重；不充分，氧化嚴(yán)重； 熱影響區(qū)大。熱影響區(qū)大。 冷卻速度快，結(jié)晶后冷卻速度快，結(jié)晶后 易生成粗大的柱狀晶。易生成粗大的柱狀晶。 熔化焊的三要素熔化焊的三要素 熱源熱源 能量要集中，溫度要高。以保證金屬快速熔化，減小能量要集中，溫度要高。以保證金屬快速熔化，減小 熱影響區(qū)。滿足要求的熱源有電弧、等離子弧、電渣熱、熱影響區(qū)

32、。滿足要求的熱源有電弧、等離子弧、電渣熱、 電子束和激光。電子束和激光。 熔池的保護(hù)熔池的保護(hù) 可用渣保護(hù)、氣保護(hù)和渣可用渣保護(hù)、氣保護(hù)和渣- -氣聯(lián)合保護(hù)。以防止氧化，氣聯(lián)合保護(hù)。以防止氧化， 并進(jìn)行脫氧、脫硫和脫磷，給熔池過渡合金元素。并進(jìn)行脫氧、脫硫和脫磷，給熔池過渡合金元素。 填充金屬填充金屬 保證焊縫填滿及給焊縫帶入有益的合金元素，并達(dá)到保證焊縫填滿及給焊縫帶入有益的合金元素，并達(dá)到 力學(xué)性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊絲。力學(xué)性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊絲。 電弧焊的冶金過程特點(diǎn)：電弧焊的冶金過程特點(diǎn)： 電弧和熔池金屬溫度高于一般的冶煉溫度。使金屬元素電弧和熔池金屬溫度

33、高于一般的冶煉溫度。使金屬元素 強(qiáng)烈蒸發(fā)，并使電弧區(qū)的氣體分解成原子狀態(tài)，增大了強(qiáng)烈蒸發(fā)，并使電弧區(qū)的氣體分解成原子狀態(tài)，增大了 氣體的活潑性，導(dǎo)致金屬燒損或形成有害雜質(zhì)。氣體的活潑性，導(dǎo)致金屬燒損或形成有害雜質(zhì)。 金屬熔池體積小，熔池四周是冷金屬，熔池處于液態(tài)的金屬熔池體積小，熔池四周是冷金屬，熔池處于液態(tài)的 時(shí)間很短，一般在秒左右。導(dǎo)致各種化學(xué)反應(yīng)難以時(shí)間很短，一般在秒左右。導(dǎo)致各種化學(xué)反應(yīng)難以 達(dá)到平衡狀態(tài)，化學(xué)成分不夠均勻，氣體和雜質(zhì)來不及達(dá)到平衡狀態(tài)，化學(xué)成分不夠均勻，氣體和雜質(zhì)來不及 浮出易產(chǎn)生氣孔和夾雜等缺陷。浮出易產(chǎn)生氣孔和夾雜等缺陷。 熔池不斷更新，有害氣體容易進(jìn)入熔池，形成

34、氧化物、熔池不斷更新，有害氣體容易進(jìn)入熔池，形成氧化物、 氣孔雜質(zhì)等缺陷。氣孔雜質(zhì)等缺陷。 焊劑是由焊劑是由SiO2，MnO、MgO及及CaF等組成的硅酸鹽。等組成的硅酸鹽。 焊劑保護(hù)的效果焊劑保護(hù)的效果 形成熔融的液態(tài)焊劑薄膜，使熔池與空氣隔絕，大大減形成熔融的液態(tài)焊劑薄膜，使熔池與空氣隔絕，大大減 少焊縫中的含氣量，提高焊縫韌性。少焊縫中的含氣量，提高焊縫韌性。 延長熔池存在時(shí)間，加強(qiáng)了冶金反應(yīng)，有利于氣孔、夾延長熔池存在時(shí)間，加強(qiáng)了冶金反應(yīng)，有利于氣孔、夾 渣的析出。渣的析出。 （一）（一） 熔池的保護(hù)熔池的保護(hù) 渣保護(hù)渣保護(hù) 為了使熔池與空氣隔離，為了使熔池與空氣隔離， 可在熔池上覆蓋

35、一層熔渣可在熔池上覆蓋一層熔渣 一方面防止金屬氧化和吸氣一方面防止金屬氧化和吸氣 另一方面向熔池過渡合金元另一方面向熔池過渡合金元 素，提高焊縫性能素，提高焊縫性能 同時(shí)，還可以減少散熱，提同時(shí)，還可以減少散熱，提 高生產(chǎn)率，防止強(qiáng)光輻射高生產(chǎn)率，防止強(qiáng)光輻射 氣保護(hù)氣保護(hù) 用于保護(hù)熔池和溶滴的氣用于保護(hù)熔池和溶滴的氣 體應(yīng)是惰性氣體，并在高體應(yīng)是惰性氣體，并在高 溫下不分解，或是低氧化溫下不分解，或是低氧化 性的不溶于金屬液體的雙性的不溶于金屬液體的雙 原子氣體原子氣體( (如如ArAr或或COCO2 2) )。 噴嘴結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能使氣體噴嘴結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能使氣體 以層流流出。以層流流出。 COC

36、O2 2氣體氣體 CO2CO2為無色無味氣體，密度是空氣的為無色無味氣體，密度是空氣的1.51.5倍，在常溫下很倍，在常溫下很 穩(wěn)定，但在高溫下易分解。穩(wěn)定，但在高溫下易分解。 CO2CO2氣體密度大，受熱后體積膨脹大，所以在隔離空氣保氣體密度大，受熱后體積膨脹大，所以在隔離空氣保 護(hù)焊接熔池和電弧方面，效果良好。護(hù)焊接熔池和電弧方面，效果良好。 但但CO2CO2氣體為氧化性氣體，在高溫下將分解為氣體為氧化性氣體，在高溫下將分解為COCO和和O O2 2： COCO2 2 CO + OCO + O2 2 二氧化碳在高溫時(shí)有強(qiáng)烈的氧化性。二氧化碳在高溫時(shí)有強(qiáng)烈的氧化性。 氬氣氬氣 氬氣為惰性氣體

37、，高溫下不溶入液態(tài)金屬，也不與金屬氬氣為惰性氣體，高溫下不溶入液態(tài)金屬，也不與金屬 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，氬氣是一種理想的保護(hù)氣體。發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，氬氣是一種理想的保護(hù)氣體。 由于氬弧溫度高，因此一旦引燃，電弧就很穩(wěn)定。由于氬弧溫度高，因此一旦引燃，電弧就很穩(wěn)定。 氬弧焊一般要求氬氣純度達(dá)氬弧焊一般要求氬氣純度達(dá)99.9%99.9%，我國生產(chǎn)的工業(yè)純，我國生產(chǎn)的工業(yè)純 氬，其純度可達(dá)氬，其純度可達(dá)99.9%99.9%，完全合乎氬弧焊的要求。，完全合乎氬弧焊的要求。 氬弧焊對焊前的除油、去銹、去水等準(zhǔn)備工作要求嚴(yán)格，氬弧焊對焊前的除油、去銹、去水等準(zhǔn)備工作要求嚴(yán)格， 否則就會(huì)影響焊縫質(zhì)量。否則

38、就會(huì)影響焊縫質(zhì)量。 渣渣- -氣聯(lián)合保護(hù)氣聯(lián)合保護(hù) 利用渣的良好的冶金反應(yīng)利用渣的良好的冶金反應(yīng) 和焊縫成型特點(diǎn)以及氣體和焊縫成型特點(diǎn)以及氣體 的優(yōu)良電弧熱效率和穩(wěn)弧的優(yōu)良電弧熱效率和穩(wěn)弧 作用，可獲得良好的熔池作用，可獲得良好的熔池 保護(hù)效果。如焊條的藥皮保護(hù)效果。如焊條的藥皮 及二氧化碳加藥芯。及二氧化碳加藥芯。 用焊接方法連接的接頭稱焊接接頭，簡稱用焊接方法連接的接頭稱焊接接頭，簡稱接頭接頭。焊。焊 接時(shí)，電弧沿著工件逐漸移動(dòng)并對工件進(jìn)行局部加熱。接時(shí)，電弧沿著工件逐漸移動(dòng)并對工件進(jìn)行局部加熱。 因此在焊接過程中，焊縫及其附近的母材經(jīng)歷了一個(gè)加因此在焊接過程中，焊縫及其附近的母材經(jīng)歷了一

39、個(gè)加 熱和冷卻的過程。由于溫度的分布不均勻，焊縫受到一熱和冷卻的過程。由于溫度的分布不均勻，焊縫受到一 次復(fù)雜的冶金過程，焊縫附近區(qū)域受到一次不同規(guī)范的次復(fù)雜的冶金過程，焊縫附近區(qū)域受到一次不同規(guī)范的 熱處理，所以引起相應(yīng)的組織和性能變化，從而直接影熱處理，所以引起相應(yīng)的組織和性能變化，從而直接影 響焊接質(zhì)量。離焊縫越遠(yuǎn)的點(diǎn)，被加熱的溫度越低；反響焊接質(zhì)量。離焊縫越遠(yuǎn)的點(diǎn)，被加熱的溫度越低；反 之，被加熱的溫度就越高。之，被加熱的溫度就越高。 （二）焊接接頭的組織與性能（二）焊接接頭的組織與性能 焊接熱循環(huán)是在焊接熱源焊接熱循環(huán)是在焊接熱源 作用下，焊接接頭上某點(diǎn)作用下，焊接接頭上某點(diǎn) 的溫度

40、隨時(shí)間的變化。如的溫度隨時(shí)間的變化。如 圖所示。圖所示。 焊接熱循環(huán)的特點(diǎn)是加熱焊接熱循環(huán)的特點(diǎn)是加熱 和冷卻速度很快，對易淬和冷卻速度很快，對易淬 火鋼，易導(dǎo)致馬氏體相變；火鋼，易導(dǎo)致馬氏體相變； 對其它材料，易產(chǎn)生焊接對其它材料，易產(chǎn)生焊接 變形、應(yīng)力及裂紋。變形、應(yīng)力及裂紋。 1 1、焊接熱循環(huán)、焊接熱循環(huán) 焊接接頭由焊縫區(qū)、熔合區(qū)、熱影響區(qū)三部分組成的。焊接接頭由焊縫區(qū)、熔合區(qū)、熱影響區(qū)三部分組成的。 焊縫區(qū)焊縫區(qū)在焊接接頭橫截面上測量的焊縫金屬的區(qū)域。在焊接接頭橫截面上測量的焊縫金屬的區(qū)域。 熔合區(qū)熔合區(qū)熔合線兩側(cè)有一個(gè)很窄的焊縫與熱影響區(qū)的過渡區(qū)。熔合線兩側(cè)有一個(gè)很窄的焊縫與熱影響

41、區(qū)的過渡區(qū)。 熱影響區(qū)熱影響區(qū)受焊接熱循環(huán)的影響，焊縫附近的母材因焊接熱作受焊接熱循環(huán)的影響，焊縫附近的母材因焊接熱作 用發(fā)生組織或性能變化的區(qū)域用發(fā)生組織或性能變化的區(qū)域 2 2、焊接接頭的組成、焊接接頭的組成 3 3、焊縫的組織和性能、焊縫的組織和性能 熱源移走后，熔池焊熱源移走后，熔池焊 縫中的液體金屬立刻開縫中的液體金屬立刻開 始始冷卻結(jié)晶冷卻結(jié)晶，以垂直熔，以垂直熔 合線的方式向熔池中心合線的方式向熔池中心 生長為柱狀樹枝晶。生長為柱狀樹枝晶。 低熔點(diǎn)物質(zhì)將會(huì)被推低熔點(diǎn)物質(zhì)將會(huì)被推 向焊縫最后結(jié)晶部位，向焊縫最后結(jié)晶部位， 形成成分偏析。形成成分偏析。 在低碳鋼焊接接頭中，熔合區(qū)很窄

42、，但因強(qiáng)度、塑性和韌性都在低碳鋼焊接接頭中，熔合區(qū)很窄，但因強(qiáng)度、塑性和韌性都 下降，而且此處接頭斷面變化，引起應(yīng)力集中，在很大程度上下降，而且此處接頭斷面變化，引起應(yīng)力集中，在很大程度上 決定焊接接頭的性能。決定焊接接頭的性能。 由于熱影響區(qū)各點(diǎn)由于熱影響區(qū)各點(diǎn) 溫度不同，熱影響溫度不同，熱影響 區(qū)可分為過熱區(qū)、區(qū)可分為過熱區(qū)、 正火區(qū)和部分相變正火區(qū)和部分相變 區(qū)等。區(qū)等。過熱區(qū)過熱區(qū)，對，對 焊接接頭有不利影焊接接頭有不利影 響，應(yīng)使之盡可能響，應(yīng)使之盡可能 減小。減小。 熔合區(qū)熔合區(qū)成分不成分不 均，組織為粗大的均，組織為粗大的 過熱組織或淬硬組過熱組織或淬硬組 織，是焊接接頭中織，是

43、焊接接頭中 的最差的部位。的最差的部位。 4 4、熱影響區(qū)及熔合區(qū)的組織與性能、熱影響區(qū)及熔合區(qū)的組織與性能 （1 1）熔合區(qū)）熔合區(qū) 也稱半熔化區(qū)，化學(xué)成分不均勻，金屬組織晶粒粗大，也稱半熔化區(qū)，化學(xué)成分不均勻，金屬組織晶粒粗大， 其力學(xué)性能最差。其力學(xué)性能最差。 （2 2）熱影響區(qū)）熱影響區(qū) 由于熱影響區(qū)各點(diǎn)溫度不同，熱影響區(qū)可分為過熱區(qū)、由于熱影響區(qū)各點(diǎn)溫度不同，熱影響區(qū)可分為過熱區(qū)、 正火區(qū)和部分相變區(qū)等。正火區(qū)和部分相變區(qū)等。 ）過熱區(qū)）過熱區(qū)。焊接時(shí)被加熱到。焊接時(shí)被加熱到Ac3Ac3以上以上100100200200至至 固相線溫度區(qū)間，奧氏體晶粒急劇長大，冷卻后產(chǎn)生晶粒固相線溫度

44、區(qū)間，奧氏體晶粒急劇長大，冷卻后產(chǎn)生晶粒 粗大的過熱組織。因而其塑性及韌性很低，容易產(chǎn)生焊接粗大的過熱組織。因而其塑性及韌性很低，容易產(chǎn)生焊接 裂紋。裂紋。 ）正火區(qū)）正火區(qū)。被加熱到。被加熱到Ac3Ac3至至Ac3Ac3以上以上100100200200區(qū)間，區(qū)間， 金屬發(fā)生重結(jié)晶，冷卻后得到均勻而細(xì)小的鐵素體和珠光金屬發(fā)生重結(jié)晶，冷卻后得到均勻而細(xì)小的鐵素體和珠光 體組織，其力學(xué)性能優(yōu)于母材。體組織，其力學(xué)性能優(yōu)于母材。 被加熱到被加熱到Ac1Ac1Ac3Ac3溫度區(qū)間，珠光體和部分鐵素體發(fā)溫度區(qū)間，珠光體和部分鐵素體發(fā) 生重結(jié)晶，晶粒細(xì)化；部分鐵素體來不及轉(zhuǎn)變。冷卻后晶生重結(jié)晶，晶粒細(xì)化；

45、部分鐵素體來不及轉(zhuǎn)變。冷卻后晶 粒大小不均勻，其力學(xué)性能較差。粒大小不均勻，其力學(xué)性能較差。 綜上所述，熔合區(qū)和過熱區(qū)是焊接接頭中比較薄弱的部分，綜上所述，熔合區(qū)和過熱區(qū)是焊接接頭中比較薄弱的部分， 對焊接質(zhì)量影響最大。因此在焊接過程中盡可能減小其寬對焊接質(zhì)量影響最大。因此在焊接過程中盡可能減小其寬 度。度。 焊接接頭組織和性能的好壞主要與焊接材料、焊接方法焊接接頭組織和性能的好壞主要與焊接材料、焊接方法 和焊接工藝有關(guān)，其中焊接工藝是影響焊接接頭組織和性和焊接工藝有關(guān)，其中焊接工藝是影響焊接接頭組織和性 能的主要因素。能的主要因素。 ）部分相變區(qū)）部分相變區(qū) 一、埋弧自動(dòng)焊一、埋弧自動(dòng)焊 埋

46、弧焊是指電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。埋弧焊是指電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。 埋弧自動(dòng)焊是埋弧焊的一種自動(dòng)化焊接方法埋弧自動(dòng)焊是埋弧焊的一種自動(dòng)化焊接方法 第四節(jié)第四節(jié) 常用焊接方法常用焊接方法 埋弧焊的工藝埋弧焊的工藝 焊前準(zhǔn)備焊前準(zhǔn)備 板厚小于板厚小于14mm14mm時(shí)，可不開坡口；時(shí)，可不開坡口； 板厚為板厚為141422mm22mm時(shí)，應(yīng)開時(shí)，應(yīng)開Y Y型坡口；型坡口； 板厚為板厚為222250mm50mm時(shí)，可開雙時(shí)，可開雙Y Y型或型或U U型坡口。型坡口。 Y Y型和雙型和雙Y Y型坡口的角度為型坡口的角度為50506060。 焊縫間隙應(yīng)均勻，焊直縫時(shí)，應(yīng)安裝焊縫間隙應(yīng)

47、均勻，焊直縫時(shí)，應(yīng)安裝引弧板和熄弧板引弧板和熄弧板， 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)入工件焊縫之中進(jìn)入工件焊縫之中 埋弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用埋弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用 埋弧自動(dòng)焊因電弧在焊劑包圍下燃燒，所以熱效率埋弧自動(dòng)焊因電弧在焊劑包圍下燃燒，所以熱效率 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，濺，可實(shí)現(xiàn)大電流高速焊接，生產(chǎn)率高；金屬利用率， 焊接質(zhì)量好，勞動(dòng)條件好。埋弧焊適于成批生產(chǎn)中焊接質(zhì)量好，勞動(dòng)條件好。埋弧焊適于成批生產(chǎn)

48、中平平 直長焊縫和較大直徑環(huán)縫的平焊直長焊縫和較大直徑環(huán)縫的平焊。因此，被廣泛用于。因此，被廣泛用于 大型容器和鋼結(jié)構(gòu)焊接生產(chǎn)中。大型容器和鋼結(jié)構(gòu)焊接生產(chǎn)中。 鎢極氬弧焊的特點(diǎn)是用鎢作為電極。鎢的熔點(diǎn)較高。鎢極在焊鎢極氬弧焊的特點(diǎn)是用鎢作為電極。鎢的熔點(diǎn)較高。鎢極在焊 接時(shí)不熔化，僅起產(chǎn)生電弧、發(fā)射電子的作用。焊接時(shí)，在鎢極與接時(shí)不熔化，僅起產(chǎn)生電弧、發(fā)射電子的作用。焊接時(shí)，在鎢極與 工件之間建立電弧，填充焊縫的焊絲從一側(cè)進(jìn)入。鎢極氬弧焊一般工件之間建立電弧，填充焊縫的焊絲從一側(cè)進(jìn)入。鎢極氬弧焊一般 用于焊接用于焊接4mm4mm以下的薄板。鎢極氬弧焊正極的發(fā)熱量和溫度高于負(fù)以下的薄板。鎢極氬弧

49、焊正極的發(fā)熱量和溫度高于負(fù) 極。為了避免鎢極過熱，除了焊鋁合金以外，鎢極氬弧焊都采用直極。為了避免鎢極過熱，除了焊鋁合金以外，鎢極氬弧焊都采用直 流正接。流正接。 67 動(dòng) 畫： 鎢 極 氬 弧 焊 1 1、氬弧焊、氬弧焊 以氬氣作為保護(hù)氣體的電弧焊。分以氬氣作為保護(hù)氣體的電弧焊。分鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊 和熔化極氬弧焊和熔化極氬弧焊 二、氣體保護(hù)焊二、氣體保護(hù)焊 熔化極氬弧焊熔化極氬弧焊 以焊絲為一電極（正極），工件為另一電極（負(fù)極），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)顆粒的焊絲熔滴通常呈很細(xì)顆粒的“噴射過渡噴射過渡”進(jìn)入熔池，所進(jìn)入熔池，所 用電流比較大，生

50、產(chǎn)率高。用電流比較大，生產(chǎn)率高。 板厚板厚8mm8mm以上的鋁容器。為使電弧穩(wěn)定，熔化極氬弧焊以上的鋁容器。為使電弧穩(wěn)定，熔化極氬弧焊 通常采用通常采用直流反接直流反接，這對于焊鋁工件正好有，這對于焊鋁工件正好有“陰極破碎陰極破碎” 作用。作用。 氬弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用氬弧焊的特點(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)量優(yōu)良，焊縫機(jī)械保護(hù)效果很好，焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量優(yōu)良，焊縫 成型美觀。成型美觀。 電弧穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型。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?？扇恢米詣?dòng)焊接。 氬氣貴，成本高。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、

51、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。鈦和不銹鋼等。 2、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊（簡稱CO2焊） 以以COCO2 2為保護(hù)氣體，用焊絲為電極引燃電弧，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)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。焊或自動(dòng)焊。 COCO2 2氣體氣體 COCO2 2氣體密度大，高溫體積膨脹大，保護(hù)效果好。但氣體密度大，高溫體積膨脹大，保護(hù)效果好。但 COCO2 2在高溫下易分解為在高溫下易分解為COCO和和O O2 2，導(dǎo)致合金元素的氧化，熔池金，導(dǎo)致合金元素的氧化，熔池金 屬的飛濺和屬的飛濺和COCO氣孔。焊接用氣孔。焊接用COCO2 2純度要大于純度要大于99

52、.8%99.8%。 COCO2 2焊時(shí)的飛濺焊時(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)：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)致飛濺在熔池和熔滴內(nèi)體積急劇膨脹而爆破，導(dǎo)致飛濺。 防止飛濺的措施防止飛濺的措施 COCO2 2焊常用焊常用H08Mn2SiAH08Mn2SiA焊絲來進(jìn)行脫氧，合金化。焊絲來進(jìn)行脫氧，合金化。 采用短路過渡和細(xì)顆粒過渡。采用短路過渡和細(xì)顆粒過渡。 為使電弧穩(wěn)定，飛濺少，為使電弧穩(wěn)定，飛濺少，COCO2 2焊采用焊采用直流反接直流反接。 采用含

53、硅、錳、鈦、鋁的焊絲，防止鐵的氧化。采用含硅、錳、鈦、鋁的焊絲，防止鐵的氧化。 采用藥芯焊絲。采用藥芯焊絲。 COCO2 2焊的特點(diǎn)及應(yīng)用焊的特點(diǎn)及應(yīng)用 COCO2 2焊成本低，生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量較好，主要用于低焊成本低，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。碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄板的焊接。 三、三、 電渣焊電渣焊 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。和熔管電渣焊。 電渣焊的結(jié)晶特點(diǎn)電渣焊的結(jié)

54、晶特點(diǎn) 電渣焊的線能量大，加熱和冷卻速度低，高溫停留時(shí)間電渣焊的線能量大，加熱和冷卻速度低，高溫停留時(shí)間 長，所以電渣焊焊縫的一次結(jié)晶晶粒為粗大的樹枝狀組織，長，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。焊后要進(jìn)行（正火）熱處理。熱影響區(qū)也嚴(yán)重過熱。焊后要進(jìn)行（正火）熱處理。 電渣焊中心偏析電渣焊中心偏析 電渣焊時(shí)，焊縫成型系數(shù)為熔池寬度與深度之比。焊縫成電渣焊時(shí)，焊縫成型系數(shù)為熔池寬度與深度之比。焊縫成 型系數(shù)越小，則表征焊縫中一次結(jié)晶晶粒主軸與焊縫軸線近于型系數(shù)越小，則表征焊縫中一次結(jié)晶晶粒主軸與焊縫軸線近于 垂直，焊縫中心偏析越嚴(yán)重，產(chǎn)生中心熱裂紋的敏感性越大

55、。垂直，焊縫中心偏析越嚴(yán)重，產(chǎn)生中心熱裂紋的敏感性越大。 電渣焊時(shí)的成型系數(shù)一般為電渣焊時(shí)的成型系數(shù)一般為2 24 4左右，以左右，以防止中心偏析防止中心偏析。 電渣焊的特點(diǎn)極應(yīng)用電渣焊的特點(diǎn)極應(yīng)用 電渣焊與一般電弧焊相比有如下優(yōu)點(diǎn)電渣焊與一般電弧焊相比有如下優(yōu)點(diǎn)： 電渣焊可一次焊接很厚的工件，故焊接生產(chǎn)率高。電渣焊可一次焊接很厚的工件，故焊接生產(chǎn)率高。 電渣焊只需留有一定的間隙而不開坡口，焊接過程中焊劑、電渣焊只需留有一定的間隙而不開坡口，焊接過程中焊劑、 焊絲和電能的消耗量均比埋弧焊低，而且工件厚度越大效果焊絲和電能的消耗量均比埋弧焊低，而且工件厚度越大效果 越明顯。越明顯。 電渣焊時(shí)金屬

56、熔池的凝固速率低，熔池中的氣體和雜質(zhì)較易電渣焊時(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，故電渣焊焊縫產(chǎn)生氣孔，夾渣的傾向性較低。浮出，故電渣焊焊縫產(chǎn)生氣孔，夾渣的傾向性較低。 渣池的熱容量大，對電流的波動(dòng)敏感性小，電流密度可在較渣池的熱容量大，對電流的波動(dòng)敏感性小，電流密度可在較 大的范圍內(nèi)變化（大的范圍內(nèi)變化（0.20.2300 300 ）。）。 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。淬火裂紋的傾向小。 2 /mmA 廣泛用于鍋爐制造，重型機(jī)械和石油化工等行業(yè)。電渣焊廣泛用于鍋爐制造，重型機(jī)械和

57、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。可用來焊接鋁及鋁合金、鎂合金、鈦及鈦合金和銅。 電阻焊是利用接觸電阻熱將接頭加熱到塑性或熔電阻焊是利用接觸電阻熱將接頭加熱到塑性或熔 化狀態(tài)，再通過電極施加壓力，形成原子間結(jié)合的焊化狀態(tài)，再通過電極施加壓力，形成原子間結(jié)合的焊 接方法。接方法。 由于材料的接觸電阻很小。所以電阻焊所用的電由于材料的接觸電阻很小。所以電阻焊所用的電 流很大（幾千到幾十萬安培）。流很大（幾千到幾十萬安培）。 四、電阻焊四、電阻焊 電阻焊可分為

58、點(diǎn)焊、縫焊、對焊。電阻焊可分為點(diǎn)焊、縫焊、對焊。 點(diǎn)焊點(diǎn)焊 電阻點(diǎn)焊是指將焊件裝配成搭接接頭，電阻點(diǎn)焊是指將焊件裝配成搭接接頭， 并壓緊在兩極間，并壓緊在兩極間， 利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點(diǎn)的電阻焊接方法。由利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點(diǎn)的電阻焊接方法。由 于焊接處熔化的金屬不與外界空氣接觸，所以焊接強(qiáng)度高，于焊接處熔化的金屬不與外界空氣接觸，所以焊接強(qiáng)度高， 工件表面光滑，變形較小。工件表面光滑，變形較小。 電阻點(diǎn)焊主要用于板厚小于電阻點(diǎn)焊主要用于板厚小于 4mm 4mm 的薄板結(jié)構(gòu)，特殊情況可達(dá)的薄板結(jié)構(gòu)，特殊情況可達(dá) 10mm 10mm 。電阻點(diǎn)焊廣泛用。電阻點(diǎn)焊廣泛用 于制造汽

59、車車箱、飛機(jī)外殼和儀表等輕型結(jié)構(gòu)。于制造汽車車箱、飛機(jī)外殼和儀表等輕型結(jié)構(gòu)。 點(diǎn)焊接頭形式點(diǎn)焊接頭形式 縫焊縫焊 縫焊過程與點(diǎn)焊相似都屬于搭接電阻焊?？p焊過程與點(diǎn)焊相似都屬于搭接電阻焊。 縫焊一般只適用于焊接縫焊一般只適用于焊接3mm3mm以下的薄板結(jié)構(gòu)，如油箱、煙道以下的薄板結(jié)構(gòu)，如油箱、煙道 焊接等。焊接等。 （1 1）電阻對焊）電阻對焊 先將工件夾緊并加壓，然后通電使接觸面溫度達(dá)到塑先將工件夾緊并加壓，然后通電使接觸面溫度達(dá)到塑 性溫度性溫度(950(9501000)1000)。在壓力下塑變和再結(jié)晶形成固態(tài)。在壓力下塑變和再結(jié)晶形成固態(tài) 焊接接頭（圖焊接接頭（圖12-77a12-77a）

60、。電阻對焊要求對接處焊前嚴(yán)格清）。電阻對焊要求對接處焊前嚴(yán)格清 理，所焊截面積較小，理，所焊截面積較小，一般用于鋼筋的對接焊。一般用于鋼筋的對接焊。 對焊對焊 （2 2）閃光對焊）閃光對焊 閃光對焊是兩焊件先不接觸，接通電源，再移動(dòng)閃光對焊是兩焊件先不接觸，接通電源，再移動(dòng) 焊件使之接觸。由于工件表面不平，接觸點(diǎn)少，其電焊件使之接觸。由于工件表面不平，接觸點(diǎn)少，其電 流密度很大，接觸點(diǎn)金屬迅速達(dá)到熔化、蒸發(fā)、爆破，流密度很大，接觸點(diǎn)金屬迅速達(dá)到熔化、蒸發(fā)、爆破， 以火化形式從接觸處飛射出來，形成以火化形式從接觸處飛射出來，形成“閃光閃光”，閃光，閃光 一方面排除了氧化物和雜質(zhì)，另一方面使對口處