金屬工藝學(xué)—4焊接

1、金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 1 第四篇第四篇 焊接焊接 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)： 深刻地理解焊接工程的基本理論；深刻地理解焊接工程的基本理論； 對(duì)焊接接頭的組織與性能、焊接應(yīng)力與變形的形成過程對(duì)焊接接頭的組織與性能、焊接應(yīng)力與變形的形成過程 有清楚的認(rèn)識(shí)；有清楚的認(rèn)識(shí)； 掌握防止和消除焊接變形的常用方法。掌握防止和消除焊接變形的常用方法。 第第13章章 焊接工藝基礎(chǔ)焊接工藝基礎(chǔ) 13.1 概述概述 13.2 電弧焊工藝基礎(chǔ)電弧焊工藝基礎(chǔ) 13.3 焊接接頭的組織與性能焊接接頭的組織與性能 13.4 焊接應(yīng)力與變形焊接應(yīng)力與變形 作業(yè)：作業(yè)

2、：P199 13.1、 13.4、 13.7 2021-7-25 2 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 3 焊接：焊接：通過通過加熱或加壓加熱或加壓，或兩者兼用，并且用或不用填充，或兩者兼用，并且用或不用填充 金屬，使分離的兩部分金屬形成金屬，使分離的兩部分金屬形成原子間結(jié)合原子間結(jié)合的一種工藝方法。的一種工藝方法。 焊接是一種焊接是一種永久永久連接金屬材料的工藝方法。連接金屬材料的工藝方法。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 一、焊接成形的特點(diǎn)一、焊接成形的特點(diǎn) 1 1重量輕，節(jié)省材料。重量輕，節(jié)省材料。 2 2生產(chǎn)率高，生產(chǎn)周期短，勞動(dòng)強(qiáng)度低，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。生產(chǎn)率高，生產(chǎn)周期短，

3、勞動(dòng)強(qiáng)度低，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 3 3可實(shí)現(xiàn)異種金屬的連接?？蓪?shí)現(xiàn)異種金屬的連接。 4 4可進(jìn)行組合件的生產(chǎn)?？蛇M(jìn)行組合件的生產(chǎn)。 5 5焊接應(yīng)力變形大，接頭易產(chǎn)生裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。焊接應(yīng)力變形大，接頭易產(chǎn)生裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 4 二、焊接成形的分類二、焊接成形的分類 1. 熔化焊：熔化焊：把焊件連接處把焊件連接處局部加熱到熔化狀態(tài)局部加熱到熔化狀態(tài)，然后，然后冷卻凝固冷卻凝固成成 一體，不加壓力完成的焊接方法。一體，不加壓力完成的焊接方法。 2. 壓力焊：壓力焊：在焊接過程中必須在焊接過程中必須對(duì)焊件施加壓力對(duì)焊件施加壓力（加熱或

4、不加熱）（加熱或不加熱） 的焊接方法。的焊接方法。 3. 釬焊：釬焊：在焊接過程中在焊接過程中采用低熔點(diǎn)的填充金屬（釬料）熔化采用低熔點(diǎn)的填充金屬（釬料）熔化后，后， 與固態(tài)母材相互擴(kuò)散與固態(tài)母材相互擴(kuò)散，冷凝后實(shí)現(xiàn)連接的焊接方法。，冷凝后實(shí)現(xiàn)連接的焊接方法。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 5 壓力焊壓力焊 摩擦焊摩擦焊 超聲波焊超聲波焊 爆炸焊爆炸焊 擴(kuò)散焊擴(kuò)散焊 感應(yīng)焊感應(yīng)焊 釬焊釬焊 軟釬焊軟釬焊 硬釬焊硬釬焊 熔熔 化化 焊焊 電弧焊電弧焊 電渣焊電渣焊 高能高能束束焊焊 化學(xué)熱焊化學(xué)熱焊 手工電弧焊手工電弧焊 氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 埋弧焊埋弧焊 電阻焊電阻焊

5、等離子弧焊等離子弧焊 電子束焊電子束焊 激光焊激光焊 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 6 三、各種焊接方法的特征三、各種焊接方法的特征 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 7 氣門芯氣門芯 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 8 第二節(jié)第二節(jié) 電弧焊工藝基電弧焊工藝基 礎(chǔ)礎(chǔ) 1、焊接電弧的概念、焊接電弧的概念 在焊條末端和工件兩極之間的在焊條末端和工件兩極之間的氣體介質(zhì)氣體介質(zhì)中，產(chǎn)生強(qiáng)烈而中，產(chǎn)生強(qiáng)烈而 持久的持久的放電現(xiàn)象放電現(xiàn)象。 電弧形成條件電弧形成條件：（1）使氣體電離；使氣體電離； （2）陰極發(fā)射電子。）陰極發(fā)射電子。 2、

6、電弧的構(gòu)造及熱量分布、電弧的構(gòu)造及熱量分布 陰極區(qū)：陰極區(qū)：2400k 36% 陽極區(qū)：陽極區(qū)：2600k 42% 弧柱區(qū)：弧柱區(qū)： 50008000k 21% 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 9 3、電弧的極性、電弧的極性 （1）直流電源）直流電源正接正接：正極接工件正極接工件，工件溫度稍高。，工件溫度稍高。 直流電源直流電源反接反接：負(fù)極接工件負(fù)極接工件，工件溫度稍低。，工件溫度稍低。 對(duì)薄板的焊接，可采用對(duì)薄板的焊接，可采用反接反接。 （2）交流焊機(jī)無正反接特點(diǎn)交流焊機(jī)無正反接特點(diǎn)，兩極溫度均為，兩極溫度均為2500K。 （3）適當(dāng)?shù)目蛰d電壓以保證）適當(dāng)?shù)目蛰d電壓以

7、保證引弧引弧，一般為，一般為5090V。 （4）提供電弧工作電壓，保證電弧穩(wěn)定燃燒。）提供電弧工作電壓，保證電弧穩(wěn)定燃燒。 電弧長度越大，電弧工作電壓也越高，一般為電弧長度越大，電弧工作電壓也越高，一般為16 35V。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 10 4. 電弧焊冶金過程電弧焊冶金過程 （1 1）在電弧高溫作用下，工件和）在電弧高溫作用下，工件和 焊條同時(shí)產(chǎn)生局部熔化，形成焊條同時(shí)產(chǎn)生局部熔化，形成熔熔 池池。 （2 2）電弧的移動(dòng)形成動(dòng)態(tài)熔池，）電弧的移動(dòng)形成動(dòng)態(tài)熔池， 熔池熔池前部的加熱融化前部的加熱融化與與后部的順后部的順 序冷卻結(jié)晶序冷卻結(jié)晶，形成完整的焊縫

8、。，形成完整的焊縫。 （3 3）藥皮熔化藥皮熔化進(jìn)入熔池發(fā)生冶金反應(yīng)進(jìn)入熔池發(fā)生冶金反應(yīng)形成形成熔渣熔渣 構(gòu)成渣殼保護(hù)；構(gòu)成渣殼保護(hù)；藥皮分解藥皮分解CO2,CO,H2CO2,CO,H2等氣體等氣體圍繞在圍繞在 電弧和熔池周圍電弧和熔池周圍保護(hù)熔化熔池。保護(hù)熔化熔池。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 11 5. 電弧焊冶金特點(diǎn)電弧焊冶金特點(diǎn) 電弧焊冶金反應(yīng)的本質(zhì)是電弧焊冶金反應(yīng)的本質(zhì)是小熔池熔煉與鑄造小熔池熔煉與鑄造，是金屬熔，是金屬熔 化與結(jié)晶的過程。化與結(jié)晶的過程。 熔池存在時(shí)間短，溫度高；冶金過程進(jìn)行不充分，氧化熔池存在時(shí)間短，溫度高；冶金過程進(jìn)行不充分，氧化 嚴(yán)重

9、；熱影響區(qū)大。嚴(yán)重；熱影響區(qū)大。 冷卻速度快，結(jié)晶后易生成粗大的柱狀晶；有害氣體容冷卻速度快，結(jié)晶后易生成粗大的柱狀晶；有害氣體容 易進(jìn)入熔池，形成氧化物、氣孔等缺陷，使焊縫金屬的塑易進(jìn)入熔池，形成氧化物、氣孔等缺陷，使焊縫金屬的塑 性、韌性下降。性、韌性下降。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 7/25/2021 7:43 PM 6.6.熔化焊的三要素熔化焊的三要素 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

10、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。 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、電渣熱影響區(qū)。滿足要求的熱源有電弧、等離子弧、電渣 熱、電子束和激光。熱、電子束和激光。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 13 焊芯焊芯 藥皮藥皮 氧化鈦型；氧化鈦型；氧化鈦鈣型； 鈦鐵礦型；氧化鈦型；纖維素型；鈦鐵礦型；氧化鈦型；纖維素型； 低氫鉀

11、型；低氫鈉型； 石墨型；鹽基型。石墨型；鹽基型。 藥皮的種類：藥皮的種類： 焊縫的焊縫的填充材料填充材料 填充焊縫填充焊縫 保護(hù)焊縫和焊接過程保護(hù)焊縫和焊接過程 控制焊縫金屬的化學(xué)成分控制焊縫金屬的化學(xué)成分 穩(wěn)定電弧穩(wěn)定電弧 電極電極傳導(dǎo)電流傳導(dǎo)電流 導(dǎo)電導(dǎo)電 電焊條電焊條 焊芯焊芯 藥皮藥皮 7.電焊條的組成及作用電焊條的組成及作用 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 14 J 5 0 7 藥皮種類（低氫鈉型）藥皮種類（低氫鈉型） 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度500MPa 結(jié)構(gòu)鋼焊條結(jié)構(gòu)鋼焊條 藥皮種類（氧化鈣鈦型）藥皮種類（氧化鈣鈦型） 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度420MPa 結(jié)構(gòu)鋼焊條結(jié)構(gòu)鋼

12、焊條 8.電焊條的分類電焊條的分類 結(jié)構(gòu)鋼焊條結(jié)構(gòu)鋼焊條J； 鉬和鉻耐熱鋼焊條鉬和鉻耐熱鋼焊條R； 低溫鋼焊條低溫鋼焊條W； 不銹鋼焊條不銹鋼焊條A； 堆焊焊條堆焊焊條D； 鑄鐵焊條鑄鐵焊條Z； 鎳及鎳合金焊條鎳及鎳合金焊條Ni ； 銅及銅合金焊條銅及銅合金焊條T； 鋁及鋁合金焊條鋁及鋁合金焊條L； 特殊用途焊條特殊用途焊條TS J 4 2 2 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 15 酸性焊條：酸性焊條： 堿性焊條：堿性焊條： 在熔渣中以酸性氧化物為主在熔渣中以酸性氧化物為主 （TiOTiO2 2、SiOSiO2 2、FeFe2 2OO3 3） 在熔渣中以堿性氧化物為主在熔

13、渣中以堿性氧化物為主 （K K2 2OO、NaNa2 2OO、CaOCaO、MnOMnO） 9. 9. 電焊條的選用電焊條的選用 () 等強(qiáng)度原則等強(qiáng)度原則：低碳鋼和普通低合金鋼構(gòu)件，一般都要求焊縫金屬：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，與母材等強(qiáng)度， 因此可根據(jù)鋼材強(qiáng)度等級(jí)來選用相應(yīng)的焊條。因此可根據(jù)鋼材強(qiáng)度等級(jí)來選用相應(yīng)的焊條。 () 同一強(qiáng)度等級(jí)的酸性焊條和堿性焊條的選用。主要應(yīng)考慮：同一強(qiáng)度等級(jí)的酸性焊條和堿性焊條的選用。主要應(yīng)考慮：焊接焊接 件的結(jié)構(gòu)形狀、鋼板厚度、載荷性質(zhì)和抗裂性能而定；件的結(jié)構(gòu)形狀、鋼板厚度、載荷性質(zhì)和抗裂性能而定； () 低碳鋼與低合金

14、結(jié)構(gòu)鋼焊接，可按某一種鋼接頭中強(qiáng)度較低的鋼低碳鋼與低合金結(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。材來選用相應(yīng)的焊條。 () 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。用焊條。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 16 第三節(jié)第三節(jié) 焊接接頭的組織與性能焊接接頭的組織與性能 焊縫區(qū)焊縫區(qū) 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū) 1 1） 焊縫區(qū)焊縫區(qū) 2 2） 焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū) 焊接熱循環(huán)的特點(diǎn)是加熱和冷卻速度很快，對(duì)易淬火鋼，易導(dǎo)焊接熱循環(huán)的特點(diǎn)是加熱和冷卻速度很快，對(duì)易淬火鋼，

15、易導(dǎo) 致馬氏體相變；對(duì)其它材料，易產(chǎn)生焊接變形、應(yīng)力及裂紋。致馬氏體相變；對(duì)其它材料，易產(chǎn)生焊接變形、應(yīng)力及裂紋。 1、焊接熱循環(huán)、焊接熱循環(huán) 2、焊接接頭金屬組織與性能的變化、焊接接頭金屬組織與性能的變化 焊接接頭焊接接頭 熔池金屬冷卻結(jié)晶所形成的鑄態(tài)組織。熔池金屬冷卻結(jié)晶所形成的鑄態(tài)組織。 焊縫兩側(cè)的母材，由于焊接熱的作用，其組織和性焊縫兩側(cè)的母材，由于焊接熱的作用，其組織和性 能發(fā)生變化的區(qū)域。能發(fā)生變化的區(qū)域。 熱影響區(qū)包括：熱影響區(qū)包括：熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 17 熔合區(qū)熔合區(qū)

16、是焊縫和母材金屬的交界區(qū)。是焊縫和母材金屬的交界區(qū)。 0.1-1mm） 加熱溫度：加熱溫度： T液液T固固 熔合區(qū)成分不均，組織為粗大的熔合區(qū)成分不均，組織為粗大的 過熱組織或淬硬組織，過熱組織或淬硬組織，是焊接接頭是焊接接頭 中的最差的部位。中的最差的部位。強(qiáng)度、塑性、韌強(qiáng)度、塑性、韌 性極差，是裂紋和局部脆斷的發(fā)源性極差，是裂紋和局部脆斷的發(fā)源 地。地。 過熱區(qū)過熱區(qū) 在熱影響區(qū)內(nèi)具有過熱組織或晶粒顯著粗大的區(qū)域。在熱影響區(qū)內(nèi)具有過熱組織或晶粒顯著粗大的區(qū)域。 （1-3mm） 加熱溫度：加熱溫度：T固固1100 力學(xué)性能較母材稍差。力學(xué)性能較母材稍差。 塑性和韌性很低，是裂紋的發(fā)源地。塑性

17、和韌性很低，是裂紋的發(fā)源地。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 18 正火區(qū)正火區(qū) 在熱影響區(qū)內(nèi)相當(dāng)于受到正火處理的區(qū)域。（在熱影響區(qū)內(nèi)相當(dāng)于受到正火處理的區(qū)域。（1.2-4mm） 加熱溫度：加熱溫度：1100 AC3 力學(xué)性能優(yōu)于母材力學(xué)性能優(yōu)于母材。 部分相變區(qū)部分相變區(qū) 在熱影響區(qū)內(nèi)發(fā)生部分相變的區(qū)域。在熱影響區(qū)內(nèi)發(fā)生部分相變的區(qū)域。 加熱溫度：加熱溫度：AC3AC1 力學(xué)性能較母材稍差。力學(xué)性能較母材稍差。 力學(xué)性能最差的區(qū)域：力學(xué)性能最差的區(qū)域：熔合區(qū)和過熱區(qū)熔合區(qū)和過熱區(qū) 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 7/25/2021 7:43 PM 焊縫的組織和性能焊縫

18、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始縫中的液體金屬立刻開始 冷卻結(jié)晶冷卻結(jié)晶，以垂直熔合線，以垂直熔合線 的方式向熔池中心生長為的方式向熔池中心生長為 柱狀樹枝晶。柱狀樹枝晶。 低熔點(diǎn)物質(zhì)將會(huì)被推向低熔點(diǎn)物質(zhì)將會(huì)被推向 焊縫最后結(jié)晶部位，形成焊縫最后結(jié)晶部位，形成 成分偏析。成分偏析。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 20 第四節(jié)第四節(jié) 焊接應(yīng)力與變形焊接應(yīng)力與變形 焊接應(yīng)力狀態(tài)：焊接應(yīng)力狀態(tài)： 焊縫區(qū)域焊縫區(qū)域拉應(yīng)力拉應(yīng)力 兩側(cè)冷金屬兩側(cè)冷金屬壓應(yīng)力壓應(yīng)力 焊接變形： 焊件整體縮短 L l 一、焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因一、焊接應(yīng)力與

19、變形產(chǎn)生的原因 根本原因根本原因：焊件在焊接過程中受到局部加熱和快速冷卻。：焊件在焊接過程中受到局部加熱和快速冷卻。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 21 二、焊接變形的基本形式二、焊接變形的基本形式 1.1.收縮變形收縮變形2.2.角變形角變形3.3.彎曲變形彎曲變形 4.4.扭曲變形扭曲變形5.5.波浪形變形波浪形變形 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 22 不正確不正確正確正確 三、焊接應(yīng)力與變形的防止三、焊接應(yīng)力與變形的防止 1）設(shè)計(jì)時(shí)，焊縫不要密集交叉，截面和長度也應(yīng)盡可能小。）設(shè)計(jì)時(shí)，焊縫不要密集交叉，截面和長度也應(yīng)盡可能小。 金屬工藝學(xué)第

20、四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 23 1 1 2 2 2）合理選擇焊接順序。）合理選擇焊接順序。 盡量保證焊縫能自由收縮盡量保證焊縫能自由收縮 （先自由后約束）（先自由后約束） （） （） （） 1 1 2 2 3 3 4 4 1 4 3 2 1 1 2 23 3 4 4 1 2 3 4 5 6 1 4 5 2 3 6 1 2 3 4 使其變形能相互抵消或減弱使其變形能相互抵消或減弱 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 24 4）采用小能量、多層焊）采用小能量、多層焊 5）焊前預(yù)熱（）焊前預(yù)熱（150 350 ） 6）焊后熱處理（去應(yīng)力退火）：可消除應(yīng)力）焊后熱處理

21、（去應(yīng)力退火）：可消除應(yīng)力80%左右。左右。 3）反變形法）反變形法 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 25 7）采用焊前剛性固定法。）采用焊前剛性固定法。 8）焊接變形的矯正。）焊接變形的矯正。 機(jī)械矯正 火焰矯正 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 26 減少焊接應(yīng)力考慮，拼焊如減少焊接應(yīng)力考慮，拼焊如 圖圖1 1所示的鋼板時(shí)，應(yīng)怎樣確所示的鋼板時(shí)，應(yīng)怎樣確 定焊接順序？試在圖中標(biāo)出，定焊接順序？試在圖中標(biāo)出， 并說明理由。并說明理由。 圖圖1 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 27 減少焊接應(yīng)力考慮，拼焊如減少焊接應(yīng)力考慮，拼焊如

22、 圖圖1 1所示的鋼板時(shí)，應(yīng)怎樣確所示的鋼板時(shí)，應(yīng)怎樣確 定焊接順序？試在圖中標(biāo)出，定焊接順序？試在圖中標(biāo)出， 并說明理由。并說明理由。 圖圖1 先焊成三個(gè)長條，然先焊成三個(gè)長條，然 后再焊在一起。即先焊后再焊在一起。即先焊1- 2，1-3，4-5，6-7，然后，然后 再焊兩個(gè)長縫再焊兩個(gè)長縫 。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 28 第一節(jié)第一節(jié) 手工電弧焊手工電弧焊 一、手工電弧焊的特點(diǎn)一、手工電弧焊的特點(diǎn) 1 . 1 . 設(shè)備簡單、應(yīng)用靈活方便。設(shè)備簡單、應(yīng)用靈活方便。 2 . 2 . 勞動(dòng)條件差、生產(chǎn)率低、質(zhì)量不穩(wěn)定。勞動(dòng)條件差、生產(chǎn)率低、質(zhì)量不穩(wěn)定。 二、手工電

23、弧焊焊接過程二、手工電弧焊焊接過程 引弧引弧 形成熔池形成熔池形成焊縫形成焊縫 焊接過程冶金特點(diǎn)：焊接過程冶金特點(diǎn)： 1 . 1 . 熔池金屬溫度高于一般冶金溫度熔池金屬溫度高于一般冶金溫度 2 . 2 . 熔池金屬冷卻快，處于液態(tài)的時(shí)間短熔池金屬冷卻快，處于液態(tài)的時(shí)間短 2000k 使金屬元素強(qiáng)烈蒸發(fā)、燒損。使金屬元素強(qiáng)烈蒸發(fā)、燒損。 10s 化學(xué)成分不均勻；焊縫區(qū)易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。化學(xué)成分不均勻；焊縫區(qū)易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 29 第二節(jié)第二節(jié) 埋弧焊埋弧焊 一、埋弧焊的原理及特點(diǎn)一、埋弧焊的原理及特點(diǎn) 埋弧自動(dòng)焊是用焊劑進(jìn)行渣

24、保護(hù)，焊絲為一電極在焊劑層下引燃電弧燃埋弧自動(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。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，可燒。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；焊接無飛濺，可實(shí)現(xiàn)大電流高速焊接，生產(chǎn)率高；金屬利用率，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， 焊接質(zhì)量好，勞動(dòng)條件好。焊接質(zhì)量好，勞動(dòng)條件好。埋弧焊適于平直長焊縫和環(huán)焊縫的焊接。埋弧焊適于平直長焊縫和環(huán)焊縫的焊接。 1.設(shè)備及焊接過程設(shè)備及焊接過程 焊接電源焊接電源 控制箱控制箱 焊接小車焊接小車 焊接熱源：焊接熱源：電弧

25、熱電弧熱 溶池保護(hù)：溶池保護(hù)：焊劑（氣、渣）焊劑（氣、渣） 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 30 板厚小于板厚小于14mm時(shí)，可不開坡口；時(shí)，可不開坡口； 板厚為板厚為1422mm時(shí)，應(yīng)開時(shí)，應(yīng)開Y型坡口；型坡口； 板厚為板厚為2250mm時(shí)，可開雙時(shí)，可開雙Y型或型或U型坡口。型坡口。 Y型和雙型和雙Y型坡口的角度為型坡口的角度為50 60 二、埋弧自動(dòng)焊工藝二、埋弧自動(dòng)焊工藝 1）焊前準(zhǔn)備）焊前準(zhǔn)備 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 31 2)2)采取防漏措施采取防漏措施 雙面焊；手工電弧焊封底；焊劑雙面焊；手工電弧焊封底；焊劑 墊；采用鎖底坡口；

26、水冷銅墊板。墊；采用鎖底坡口；水冷銅墊板。 3)3)要有引弧板和引出板要有引弧板和引出板 環(huán)焊縫：環(huán)焊縫：焊絲起弧點(diǎn)應(yīng)與環(huán)的中心偏離焊絲起弧點(diǎn)應(yīng)與環(huán)的中心偏離 一定距離一定距離a a；（；（a=2040mma=2040mm）。直徑）。直徑 小于小于250mm250mm一般不采用埋弧焊。一般不采用埋弧焊。 焊縫間隙應(yīng)均勻，焊直縫時(shí)，焊縫間隙應(yīng)均勻，焊直縫時(shí)， 應(yīng)安裝應(yīng)安裝引弧板和熄弧板引弧板和熄弧板，以防，以防 止起弧和熄弧時(shí)產(chǎn)生的氣孔、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)入夾雜、縮孔、縮松等缺陷進(jìn)入 工件焊縫之中工件焊縫之中 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25

27、 32 1 1）生產(chǎn)率高（手弧焊的）生產(chǎn)率高（手弧焊的510510倍）倍） 2 2）焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定。）焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定。 3 3）節(jié)約金屬材料、生產(chǎn)成本低。）節(jié)約金屬材料、生產(chǎn)成本低。 4 4）勞動(dòng)條件好。）勞動(dòng)條件好。 5 5）只能在水平位置焊接。）只能在水平位置焊接。 應(yīng)用：應(yīng)用： 主要用于較厚鋼板的主要用于較厚鋼板的長直焊縫長直焊縫和較大直徑的和較大直徑的環(huán)形焊縫環(huán)形焊縫焊焊 接。接。 如壓力容器的如壓力容器的環(huán)焊縫和直焊縫環(huán)焊縫和直焊縫、鍋爐冷卻壁的長直焊縫、鍋爐冷卻壁的長直焊縫、 船舶和潛艇殼體、其重機(jī)械、冶金機(jī)械（高爐爐身）等的焊船舶和潛艇殼體、其重機(jī)械、冶金機(jī)械（高爐爐身）等的

28、焊 接。接。 三、三、 埋弧自動(dòng)焊工藝特點(diǎn)埋弧自動(dòng)焊工藝特點(diǎn) 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 33 第三節(jié)第三節(jié) 氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 一、一、 氬弧焊氬弧焊 利用利用氬氣氬氣作為保護(hù)性介質(zhì)的作為保護(hù)性介質(zhì)的電弧焊電弧焊方法。方法。 焊接熱源：焊接熱源：電弧熱電弧熱保護(hù)介質(zhì)：保護(hù)介質(zhì)：ArAr ArAr 不與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不產(chǎn)生夾渣缺陷不產(chǎn)生夾渣缺陷 不溶解于液體金屬中不溶解于液體金屬中不產(chǎn)生氣孔缺陷不產(chǎn)生氣孔缺陷 比重大于空氣（比重大于空氣（25%25%） 1 1）非熔化極氬弧焊）非熔化極氬弧焊 適于適于6mm6mm以下工件的焊接以下工件的焊接 鎢

29、極氬弧焊鎢極氬弧焊 以鎢釷合金和鎢鈰合金為陰極，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)，利用鎢合金熔點(diǎn)高，發(fā)射電子能力強(qiáng)， 陰極產(chǎn)熱少，鎢極壽命長的特點(diǎn)，形陰極產(chǎn)熱少，鎢極壽命長的特點(diǎn)，形 成不熔化極氬弧焊。成不熔化極氬弧焊。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 34 2 2）熔化極氬弧焊）熔化極氬弧焊 25mm25mm以下的工件以下的工件 以焊絲為一電極（正極），工件為另一電極（負(fù)極），焊絲以焊絲為一電極（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，所用電流比較大，進(jìn)入熔池，所用電流比較

30、大， 生產(chǎn)率高。生產(chǎn)率高。 板厚板厚8mm以上的鋁容器。為使電弧穩(wěn)定，熔化極氬弧焊通常以上的鋁容器。為使電弧穩(wěn)定，熔化極氬弧焊通常 采用采用直流反接直流反接，這對(duì)于焊鋁工件正好有，這對(duì)于焊鋁工件正好有“陰極破碎陰極破碎”作用。作用。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 35 3 3）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)效果好，焊縫金屬純凈，焊縫成形美觀，機(jī)械保護(hù)效果好，焊縫金屬純凈，焊縫成形美觀， 焊接質(zhì)量優(yōu)良。焊接質(zhì)量優(yōu)良。 電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小。電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小。 焊接熱影響區(qū)和變形小。焊接熱影響區(qū)和變形小。 可進(jìn)行全位置焊接?？蛇M(jìn)行全位置焊接。 氬氣昂貴

31、，設(shè)備造價(jià)高。氬氣昂貴，設(shè)備造價(jià)高。 應(yīng)用：應(yīng)用：適用所有金屬材料的焊接。適用所有金屬材料的焊接。 適用于易氧化的有色金屬及合金鋼材料的焊接。如：適用于易氧化的有色金屬及合金鋼材料的焊接。如： 鋁、鎂、鈦及其合金和耐熱鋼、不銹鋼等。鋁、鎂、鈦及其合金和耐熱鋼、不銹鋼等。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 36 焊接熱源：焊接熱源：電弧熱電弧熱保護(hù)介質(zhì)：保護(hù)介質(zhì)：COCO2 2 COCO2 2 與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生夾渣缺陷產(chǎn)生夾渣缺陷 溶解于液體金屬中溶解于液體金屬中產(chǎn)生產(chǎn)生 CO CO 氣孔缺陷氣孔缺陷 比重大于空氣（比重大于空氣（25%25%） 氧化嚴(yán)

32、重；氧化嚴(yán)重； 氣孔傾向大（氣孔傾向大（COCO）；）； 飛濺嚴(yán)重。飛濺嚴(yán)重。 二、二、 CO2CO2氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 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)致飛在熔池和熔滴內(nèi)體積急劇膨脹而爆破，導(dǎo)致飛濺。濺。 以以CO2氣體作為保護(hù)性介質(zhì)的電弧焊方法。氣體作為保護(hù)性介質(zhì)的電弧焊方法。 1) 存在問題存在問題 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 37 防止飛濺的措施防止飛濺的措施 CO2焊常用焊常用H08Mn2S

33、iA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，CO2焊采用焊采用直流反接直流反接。 采用含硅、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。 CO2焊成本低，生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量較好，主要用于低碳鋼焊成本低，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。和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄板的焊接。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 38 2 2）COCO2 2氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)及應(yīng)用氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)及應(yīng)用 生產(chǎn)率高

34、（是手弧焊的生產(chǎn)率高（是手弧焊的13倍）。倍）。 成本低（是手弧焊的成本低（是手弧焊的40%）。）。 焊接熱影響區(qū)和變形小。焊接熱影響區(qū)和變形小。 可進(jìn)行全位置焊接?？蛇M(jìn)行全位置焊接。 飛濺嚴(yán)重，焊縫成形差。飛濺嚴(yán)重，焊縫成形差。 應(yīng)用：應(yīng)用： 適用于低碳鋼和強(qiáng)度級(jí)別不高的適用于低碳鋼和強(qiáng)度級(jí)別不高的低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄 板的焊接板的焊接。 目前廣泛用于造船、機(jī)車車輛、汽車制造、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。目前廣泛用于造船、機(jī)車車輛、汽車制造、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 39 利用電流通過液態(tài)熔渣時(shí)產(chǎn)生的電阻熱，同時(shí)加熱熔化利用電流通過液態(tài)熔渣時(shí)

35、產(chǎn)生的電阻熱，同時(shí)加熱熔化 焊絲和金屬母材的焊接方法。焊絲和金屬母材的焊接方法。 第四節(jié)第四節(jié) 電電渣渣焊焊 焊接熱源：焊接熱源：電阻熱電阻熱保護(hù)介質(zhì)：保護(hù)介質(zhì)：液態(tài)熔渣液態(tài)熔渣 1. 1. 焊接過程焊接過程 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 40 2 2、焊接特點(diǎn)及應(yīng)用、焊接特點(diǎn)及應(yīng)用 1）大厚度工件可一次焊成。）大厚度工件可一次焊成。 2）生產(chǎn)率高，成本低。）生產(chǎn)率高，成本低。 3）焊接質(zhì)量好。）焊接質(zhì)量好。 不易產(chǎn)生夾渣、氣孔等缺陷。不易產(chǎn)生夾渣、氣孔等缺陷。 4）熱影響區(qū)大。）熱影響區(qū)大。焊后熱處理。焊后熱處理。 應(yīng)用應(yīng)用: : 適用于碳鋼、合金鋼、不銹鋼等材料；適

36、用于碳鋼、合金鋼、不銹鋼等材料； 適用于厚大工件。厚度大于適用于厚大工件。厚度大于40mm的大型結(jié)構(gòu)件。的大型結(jié)構(gòu)件。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 41 第五節(jié)第五節(jié) 等離子弧焊等離子弧焊 利用利用機(jī)械壓縮效應(yīng)機(jī)械壓縮效應(yīng)（電弧通過噴嘴細(xì)小孔道時(shí)的被迫收縮）、（電弧通過噴嘴細(xì)小孔道時(shí)的被迫收縮）、 熱壓縮效應(yīng)熱壓縮效應(yīng)（在冷氣流的強(qiáng)迫冷卻下，帶電粒子流（在冷氣流的強(qiáng)迫冷卻下，帶電粒子流離子和電離子和電 子子往弧柱中心集中）和往弧柱中心集中）和電磁收縮效應(yīng)電磁收縮效應(yīng)（弧柱帶電粒子的電流（弧柱帶電粒子的電流 線為平行電流線，相互磁場作用使電流線產(chǎn)生相互吸引而收縮）線為平

37、行電流線，相互磁場作用使電流線產(chǎn)生相互吸引而收縮） 將電弧壓縮為細(xì)小的等離子體將電弧壓縮為細(xì)小的等離子體。 等離子弧溫度高達(dá)等離子弧溫度高達(dá)24000K 以上，能量密度可達(dá)以上，能量密度可達(dá)105 106W/cm2，因而可一次性熔，因而可一次性熔 化較厚的材料?；^厚的材料。等離子弧可等離子弧可 用于焊接和切割。用于焊接和切割。 等離子弧的形成等離子弧的形成 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 42 等離子弧焊接工藝等離子弧焊接工藝 穿孔型等離子弧焊接最穿孔型等離子弧焊接最 適用于焊接適用于焊接38 mm 不不 銹鋼，銹鋼，12mm以下鈦合以下鈦合 金，金，2-6mm低碳鋼或

38、低低碳鋼或低 合金鋼，以及銅、黃銅、合金鋼，以及銅、黃銅、 鎳及鎳基合金的對(duì)接縫。鎳及鎳基合金的對(duì)接縫。 可實(shí)現(xiàn)不開坡口，不加可實(shí)現(xiàn)不開坡口，不加 填充金屬，不用襯墊的填充金屬，不用襯墊的 單面焊雙面型。厚度大單面焊雙面型。厚度大 于上述范圍時(shí)可采用于上述范圍時(shí)可采用Y 型坡口多層焊。型坡口多層焊。 在大電流在大電流(100300A)和大的離子氣流量的工藝參數(shù)條件下和大的離子氣流量的工藝參數(shù)條件下, 利用穿孔焊接可利用穿孔焊接可在不用襯墊的情況下實(shí)現(xiàn)在不用襯墊的情況下實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形單面焊雙面成形，因，因 而受到特別重視。而受到特別重視。 1、穿孔型等離子弧焊接、穿孔型等離子弧焊接 金屬工藝

39、學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 43 2、熔入型等離子弧焊接、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，等離子當(dāng)?shù)入x子弧的離子氣流量較小時(shí)，穿孔效應(yīng)消失，等離子 弧焊接同鎢極氬弧焊相似，稱為熔入型等離子弧焊。熔入型等弧焊接同鎢極氬弧焊相似，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。不加填充焊絲，優(yōu)點(diǎn)是焊速較快。 由于噴嘴的拘束作用和維弧電流的同時(shí)存在，小電流的等由于噴嘴的拘束作用和維弧電流的同時(shí)存在，小電流的等 離子弧可以十分穩(wěn)定

40、，目前已成為焊接金屬薄箔的有效方法。離子弧可以十分穩(wěn)定，目前已成為焊接金屬薄箔的有效方法。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 44 3、微束等離子弧焊接、微束等離子弧焊接 151530A30A以下的熔入型等離子弧焊接通常稱為微束等離以下的熔入型等離子弧焊接通常稱為微束等離 子弧焊接。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。接和變極性等離子弧焊接。 4、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。特別是

41、空氣等離弧切割，近年來受到國內(nèi)外的屬熔化并吹除。特別是空氣等離弧切割，近年來受到國內(nèi)外的 重視。由于空氣等離子弧的熱焓值高，加上氧和金屬相互作用重視。由于空氣等離子弧的熱焓值高，加上氧和金屬相互作用 過程中放熱，切割速度提高，切口質(zhì)量也很好。等離子弧切割過程中放熱，切割速度提高，切口質(zhì)量也很好。等離子弧切割 低碳鋼的厚度為低碳鋼的厚度為0.680mm。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 45 5、等離子弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用、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)。等離子弧能量密度大，弧柱溫度高，穿透能力強(qiáng)。1010 12mm12mm厚鋼材可不開坡口，

42、一次焊透雙面成型，焊接速度厚鋼材可不開坡口，一次焊透雙面成型，焊接速度 快，生產(chǎn)率高，應(yīng)力變形小。快，生產(chǎn)率高，應(yīng)力變形小。 電流小到電流小到0.1A0.1A時(shí)，電弧仍能穩(wěn)定燃燒，能保持良好的挺時(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。直度與方向性，所以可焊接很薄的箔材。 等離子弧焊接在生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用，特別是國防工業(yè)及等離子弧焊接在生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用，特別是國防工業(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、微型繼屬的焊接。如鈦合金導(dǎo)彈殼體、波紋管及膜盒、微型繼

43、電器、電容器的外殼封焊以及飛機(jī)上一些薄壁容器均可電器、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。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。內(nèi)焊接。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 46 第六節(jié)第六節(jié) 壓力焊壓力焊 壓力焊：壓力焊：通過加壓、或同時(shí)加熱加壓，使焊件產(chǎn)生塑性通過加壓、或同時(shí)加熱加壓，使焊件產(chǎn)生塑性 變形，并經(jīng)再結(jié)晶和擴(kuò)散作用，使兩部分金屬達(dá)到原子間的變形，并經(jīng)再結(jié)晶和擴(kuò)散作用，使兩部分金屬達(dá)到原子間的 結(jié)合，實(shí)現(xiàn)連接的焊接方法。結(jié)合，實(shí)現(xiàn)連接的焊接方法。 一、一

44、、 電阻焊電阻焊 對(duì)組合焊件經(jīng)電極加壓，利用電流通過焊接接頭的接觸對(duì)組合焊件經(jīng)電極加壓，利用電流通過焊接接頭的接觸 面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱，實(shí)現(xiàn)焊接。面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱，實(shí)現(xiàn)焊接。 點(diǎn)焊點(diǎn)焊 1. 點(diǎn)焊點(diǎn)焊 焊接時(shí)電極壓緊工件，接通電流，電阻焊接時(shí)電極壓緊工件，接通電流，電阻 熱使局部金屬熔化形成熔核，斷電后繼續(xù)保熱使局部金屬熔化形成熔核，斷電后繼續(xù)保 持壓力或加大壓力，使熔核凝固形成焊點(diǎn)。持壓力或加大壓力，使熔核凝固形成焊點(diǎn)。 電極壓力電極壓力 焊接電流（適中）焊接電流（適中） 通電時(shí)間通電時(shí)間 影響焊接質(zhì)量的主要因素影響焊接質(zhì)量的主要因素 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021

45、-7-25 47 2. 縫焊縫焊 太近太近分流現(xiàn)象嚴(yán)重分流現(xiàn)象嚴(yán)重 太遠(yuǎn)太遠(yuǎn)強(qiáng)度不夠強(qiáng)度不夠 焊點(diǎn)距離焊點(diǎn)距離 和點(diǎn)焊過程相似，只是用旋轉(zhuǎn)的圓盤狀滾和點(diǎn)焊過程相似，只是用旋轉(zhuǎn)的圓盤狀滾 動(dòng)電極代替柱狀電極。盤狀電極壓緊焊件并動(dòng)電極代替柱狀電極。盤狀電極壓緊焊件并 滾動(dòng)，同時(shí)也帶動(dòng)焊件向前移動(dòng)配合斷續(xù)通滾動(dòng)，同時(shí)也帶動(dòng)焊件向前移動(dòng)配合斷續(xù)通 電，形成連續(xù)重疊的焊縫。電，形成連續(xù)重疊的焊縫。 應(yīng)用：要求密封性好的應(yīng)用：要求密封性好的3mm以下的薄壁結(jié)構(gòu)。以下的薄壁結(jié)構(gòu)。 如：密封的容器（油箱、水箱等）、管道等。如：密封的容器（油箱、水箱等）、管道等。 太近太近分流現(xiàn)象嚴(yán)重分流現(xiàn)象嚴(yán)重 太遠(yuǎn)太遠(yuǎn)強(qiáng)度

46、不夠強(qiáng)度不夠 焊點(diǎn)距離焊點(diǎn)距離 縫焊縫焊 點(diǎn)焊接頭形式點(diǎn)焊接頭形式 分流現(xiàn)象：分流現(xiàn)象：一個(gè)點(diǎn)焊好后，焊另一個(gè)點(diǎn)，一個(gè)點(diǎn)焊好后，焊另一個(gè)點(diǎn)， 有一部分電流流經(jīng)已焊好的點(diǎn)處的現(xiàn)象。有一部分電流流經(jīng)已焊好的點(diǎn)處的現(xiàn)象。 應(yīng)用：主要適用于薄板搭接接頭。應(yīng)用：主要適用于薄板搭接接頭。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 48 3. 對(duì)焊對(duì)焊 主要用于棒料的對(duì)接。主要用于棒料的對(duì)接。 1）電阻對(duì)焊）電阻對(duì)焊 應(yīng)用：用于斷面簡單，直徑應(yīng)用：用于斷面簡單，直徑 （或邊長）小于（或邊長）小于20mm或強(qiáng)度或強(qiáng)度 要求不太高的工件。要求不太高的工件。 2）閃光對(duì)焊）閃光對(duì)焊 應(yīng)用：應(yīng)用：用于重

47、要工件的焊接。用于重要工件的焊接。 可焊相同金屬，可焊相同金屬， 也可焊異種金也可焊異種金 屬（鋁屬（鋁鋼、鋁鋼、鋁銅等）。銅等）。 工件直徑：工件直徑：0.01mm200mm。 對(duì)焊對(duì)焊 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 49 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。壓焊方法。 二、摩擦焊二、摩擦焊 1、摩擦焊焊接過程、摩擦焊焊接過程 2、 摩擦焊接頭型式摩擦焊接頭型式 3、 特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)及

48、應(yīng)用 質(zhì)量穩(wěn)定；質(zhì)量穩(wěn)定； 不需填充金屬及焊劑；不需填充金屬及焊劑； 生產(chǎn)率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。生產(chǎn)率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 應(yīng)用：應(yīng)用：適用于黑色金屬、有色金屬；適用于黑色金屬、有色金屬； 也適用于特種材料、異種材料焊接。也適用于特種材料、異種材料焊接。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 50 2. 硬釬焊硬釬焊 釬料的熔點(diǎn)在釬料的熔點(diǎn)在450 以上。以上。 接頭強(qiáng)度高，在接頭強(qiáng)度高，在200MPa以上，工作溫度較高。以上，工作溫度較高。 1. 軟釬焊軟釬焊 釬料的熔點(diǎn)在釬料的熔點(diǎn)在450 以下。以下。 接頭強(qiáng)度低，一般為接頭強(qiáng)度低，一般為60190MPa，工作溫度低于，工作溫

49、度低于100 將將釬料釬料熔化，利用液態(tài)釬料濕潤母材，填充接頭間熔化，利用液態(tài)釬料濕潤母材，填充接頭間 隙并與母材隙并與母材相互擴(kuò)散相互擴(kuò)散，冷凝后實(shí)現(xiàn)連接的焊接方法。，冷凝后實(shí)現(xiàn)連接的焊接方法。 第七節(jié)第七節(jié) 釬焊釬焊 一、釬焊的種類一、釬焊的種類 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 51 連接連接 填充填充 軟釬料：軟釬料：錫鋁合金（焊錫）錫鋁合金（焊錫） 硬釬料：硬釬料：鋁基、銅基、銀基、鎳基合金等。鋁基、銅基、銀基、鎳基合金等。 2. 2. 溶劑溶劑 溶劑的作用溶劑的作用 清理作用清理作用 降低表面張力降低表面張力 保護(hù)作用保護(hù)作用 去除表面氧化皮去除表面氧化皮 改善

50、液態(tài)釬料對(duì)焊件的濕潤改善液態(tài)釬料對(duì)焊件的濕潤 性，增強(qiáng)毛細(xì)管作用。性，增強(qiáng)毛細(xì)管作用。 二、釬料和溶劑二、釬料和溶劑 1. 1. 釬料釬料 釬料的種類釬料的種類 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 52 2. 2. 可焊同種、異種金屬和厚薄懸殊的工件?？珊竿N、異種金屬和厚薄懸殊的工件。 3. 3. 生產(chǎn)率高。易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。生產(chǎn)率高。易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 4. 4. 設(shè)備簡單，生產(chǎn)投資費(fèi)用少。設(shè)備簡單，生產(chǎn)投資費(fèi)用少。 應(yīng)用：應(yīng)用：主要焊接精密、微型、復(fù)雜、多焊縫異種金屬主要焊接精密、微型、復(fù)雜、多焊縫異種金屬 的焊接。的焊接。 目前：目前：軟釬焊廣泛用于電子、電器、儀表等行業(yè)

51、；硬釬焊軟釬焊廣泛用于電子、電器、儀表等行業(yè)；硬釬焊 用于硬質(zhì)合金刀具、鉆探鉆頭、換熱器的焊接。用于硬質(zhì)合金刀具、鉆探鉆頭、換熱器的焊接。 1.1. 加熱溫度低，接頭組織、性能變化小；焊接變形小，加熱溫度低，接頭組織、性能變化??；焊接變形小， 工件尺寸精確。工件尺寸精確。 三、釬焊的特點(diǎn)及應(yīng)用三、釬焊的特點(diǎn)及應(yīng)用 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 53 電子束焊接過程電子束焊接過程 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。為熱能將焊縫熔化進(jìn)行的熔化焊方法。 為擴(kuò)大電子束焊的應(yīng)用范

52、圍，先后研制出了低真空電子束為擴(kuò)大電子束焊的應(yīng)用范圍，先后研制出了低真空電子束 焊和非真空電子束焊，為防止電子槍的污染，采用氦氣隔焊和非真空電子束焊，為防止電子槍的污染，采用氦氣隔 離電子槍與工作室，使電子束能在大氣中進(jìn)行焊接。離電子槍與工作室，使電子束能在大氣中進(jìn)行焊接。 電子束焊一般不加填充金屬，如要求焊縫有突出表面的堆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，一般不倍的板厚，一般不 能超過能超過0.2mm。 第九節(jié)第九節(jié) 電子束焊電子束焊 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 54

53、電子束焊的特點(diǎn)及應(yīng)用電子束焊的特點(diǎn)及應(yīng)用 保護(hù)效果好，焊縫質(zhì)量高，適用范圍廣。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。金屬。 加熱小，焊接變形小。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。的焊接、核電站鍋爐汽包和精度要求高的齒輪等的焊接。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 55 第十節(jié)第十節(jié) 激光弧激光弧 1 1激光焊接過程激光焊接過程 利用光學(xué)系

54、統(tǒng)將激光聚焦成微小光斑，使其能量密度達(dá)到利用光學(xué)系統(tǒng)將激光聚焦成微小光斑，使其能量密度達(dá)到 1013W/cm21013W/cm2，從而使材料熔化焊接。激光焊分為脈沖和連續(xù)，從而使材料熔化焊接。激光焊分為脈沖和連續(xù) 激光焊，脈沖激光焊主要用于微電子工業(yè)中的薄膜、絲、集激光焊，脈沖激光焊主要用于微電子工業(yè)中的薄膜、絲、集 成電路內(nèi)引線和異材焊接。連續(xù)激光焊可焊較厚的板材，接成電路內(nèi)引線和異材焊接。連續(xù)激光焊可焊較厚的板材，接 縫間隙很小。縫間隙很小。 2激光焊的特點(diǎn)激光焊的特點(diǎn) 高能高速焊，無焊接變形。高能高速焊，無焊接變形。 靈活性大。靈活性大。 生產(chǎn)率高，材料不易氧化。生產(chǎn)率高，材料不易氧化。

55、 設(shè)備復(fù)雜，目前主要用于薄板和微型件的焊接。設(shè)備復(fù)雜，目前主要用于薄板和微型件的焊接。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 56 一、可焊性的概念一、可焊性的概念 金屬材料的可焊性，是指在一定焊接工藝條件下，金屬獲金屬材料的可焊性，是指在一定焊接工藝條件下，金屬獲 得得優(yōu)質(zhì)焊接接頭優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度，即金屬材料在一定的焊接工藝的難易程度，即金屬材料在一定的焊接工藝 條件下，表現(xiàn)出條件下，表現(xiàn)出“好焊好焊”和和“不好焊不好焊”的差別。的差別。 碳當(dāng)量法碳當(dāng)量法：碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼的碳當(dāng)量：碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼的碳當(dāng)量經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式為：為： 15 )()( 5 )()()(

56、6 )( )()( CuwNiwVwMowCrwMnw CwCEw 第一節(jié)第一節(jié) 金屬材料的焊接性金屬材料的焊接性 二、鋼的可焊性評(píng)定二、鋼的可焊性評(píng)定 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 57 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)： C C當(dāng)量當(dāng)量0.4%0.4%時(shí)，鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，時(shí)，鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯， 可焊性良好可焊性良好。在一般的焊接工藝條件下，焊件不會(huì)產(chǎn)生。在一般的焊接工藝條件下，焊件不會(huì)產(chǎn)生 裂縫，但對(duì)厚大工件或低溫下焊接時(shí)應(yīng)考慮預(yù)熱。裂縫，但對(duì)厚大工件或低溫下焊接時(shí)應(yīng)考慮預(yù)熱。 C C當(dāng)量當(dāng)量=0.4%=0.4%0.6%0.6%時(shí)，鋼材塑性下降，淬硬傾向

57、明時(shí)，鋼材塑性下降，淬硬傾向明 顯，顯，可焊性較差可焊性較差。焊前工件需要適當(dāng)預(yù)熱，焊后應(yīng)注意。焊前工件需要適當(dāng)預(yù)熱，焊后應(yīng)注意 緩冷，要采取一定的焊接工藝措施才能防止裂縫。緩冷，要采取一定的焊接工藝措施才能防止裂縫。 C C當(dāng)量當(dāng)量0.6%0.6%時(shí)，鋼材塑性較低，淬硬傾向很強(qiáng)，時(shí)，鋼材塑性較低，淬硬傾向很強(qiáng)， 可焊性不好可焊性不好。焊前工件必須預(yù)熱到較高溫度，焊接時(shí)要。焊前工件必須預(yù)熱到較高溫度，焊接時(shí)要 采取減少焊接應(yīng)力和防止開裂的工藝措施，焊后要進(jìn)行采取減少焊接應(yīng)力和防止開裂的工藝措施，焊后要進(jìn)行 適當(dāng)?shù)臒崽幚?，才能保證焊接接頭質(zhì)量。適當(dāng)?shù)臒崽幚恚拍鼙ＷC焊接接頭質(zhì)量。 金屬工藝學(xué)第四

58、篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 58 第二節(jié)第二節(jié) 碳鋼的焊接碳鋼的焊接 1. 1. 低碳鋼的焊接低碳鋼的焊接 低碳鋼：低碳鋼： C0.25%C0.25%C CE E 0.4% 0.4%焊接性良好。焊接性良好。 使用任何一種焊接方法和最普通的焊接工藝都能獲得優(yōu)使用任何一種焊接方法和最普通的焊接工藝都能獲得優(yōu) 質(zhì)焊接接頭。只在下列情況下需采取相應(yīng)措施：質(zhì)焊接接頭。只在下列情況下需采取相應(yīng)措施： （1）在零度以下的）在零度以下的低溫環(huán)境低溫環(huán)境中中焊接焊接厚件厚件時(shí)時(shí) ，應(yīng)預(yù)熱焊件。，應(yīng)預(yù)熱焊件。 （2）厚度大于厚度大于 50 mm 時(shí)，時(shí)，常用大電流多層焊常用大電流多層焊，焊后應(yīng)進(jìn)行焊后

59、應(yīng)進(jìn)行 消除內(nèi)應(yīng)力退火消除內(nèi)應(yīng)力退火。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 59 2. 2. 中碳鋼的焊接中碳鋼的焊接 中碳鋼：中碳鋼：C0.250.60%C0.250.60% 焊接性由良好焊接性由良好 較差較差。 C CE E 0.4% C 0.60%C0.60%焊接性差焊接性差。C CE E 0.60% 0.60% 問題問題 焊縫區(qū)易產(chǎn)生熱裂紋焊縫區(qū)易產(chǎn)生熱裂紋 熱影響區(qū)易熱影響區(qū)易產(chǎn)生淬硬組織甚至導(dǎo)致冷裂紋產(chǎn)生淬硬組織甚至導(dǎo)致冷裂紋 措施措施 焊前預(yù)熱（焊前預(yù)熱（250350 250350 ），焊后緩冷。），焊后緩冷。 選用低氫型焊條。選用低氫型焊條。 焊件開坡口，且采

60、用細(xì)焊條、小電流、多層焊。焊件開坡口，且采用細(xì)焊條、小電流、多層焊。 高碳鋼一般不用于焊接結(jié)構(gòu)，只用于修補(bǔ)。高碳鋼一般不用于焊接結(jié)構(gòu)，只用于修補(bǔ)。 金屬工藝學(xué)第四篇第四篇 焊接焊接 2021-7-25 61 第三節(jié)第三節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 普通低合金結(jié)構(gòu)鋼：普通低合金結(jié)構(gòu)鋼： 低強(qiáng)度普通低合金結(jié)構(gòu)鋼：低強(qiáng)度普通低合金結(jié)構(gòu)鋼： 高強(qiáng)度普通低合金結(jié)構(gòu)鋼：高強(qiáng)度普通低合金結(jié)構(gòu)鋼： s s400MPa400MPa C CE E 0.4% 400MPa400MPa C CE E 0.4%0.5% 0.4%0.5% 焊接性良好。焊接性良好。 焊接性較差。焊接性較差。1