焊接技術(shù)與連接成型(帶動畫)

1、第三章 連接成形 緒論緒論 3.1 3.1 焊接成形基礎(chǔ)焊接成形基礎(chǔ) 3.2 3.2 焊接成形方法焊接成形方法 3.3 3.3 特種焊接與切割技術(shù)特種焊接與切割技術(shù) 3.4 3.4 常用工程材料的焊接常用工程材料的焊接 3.5 3.5 焊接件生產(chǎn)與檢驗（實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容焊接件生產(chǎn)與檢驗（實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容） 3.6 3.6 膠接與機械連接膠接與機械連接 連接成形是將若干個構(gòu)件連接為一體的成形方法，按其連接成形是將若干個構(gòu)件連接為一體的成形方法，按其機理不同，可分為焊接、膠接和機械連接等三大類，如下列機理不同，可分為焊接、膠接和機械連接等三大類，如下列框圖所示，框圖所示，也可按課本（也可按課本（P90）分

2、為機械、物理化學(xué)和冶金）分為機械、物理化學(xué)和冶金連接。連接。熔焊熔焊壓焊壓焊釬焊釬焊連連接接 成成形形焊接焊接膠接膠接機械連接機械連接螺栓連接螺栓連接鉚接鉚接緒論焊焊 接接 焊接是利用局部加熱或加壓，或兩者并用，并焊接是利用局部加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使分離的兩部分通過且用或不用填充材料，使分離的兩部分通過原子的原子的擴散與結(jié)合擴散與結(jié)合而形成永久性連接的一種工藝方法。而形成永久性連接的一種工藝方法。 * *（4 4）重量輕、省料、省工、成本低重量輕、省料、省工、成本低:比鉚接可節(jié)省材料比鉚接可節(jié)省材料10%20%；（5）便于實現(xiàn)機械化和自動化。）便于實現(xiàn)機械化和自動化。

3、不足：不足：（1 1）焊接結(jié)構(gòu)）焊接結(jié)構(gòu)不可拆卸不可拆卸，修理和更換不方便。，修理和更換不方便。（2 2）易產(chǎn)生焊接易產(chǎn)生焊接應(yīng)力應(yīng)力、變形、變形、裂紋、未焊透、夾渣、氣孔裂紋、未焊透、夾渣、氣孔等等焊接缺陷焊接缺陷。（3 3）焊接接頭的組織和性能較差焊接接頭的組織和性能較差。焊接的特點焊接的特點：（1 1）成形方便：）成形方便：能短時間內(nèi)生產(chǎn)出復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)。能短時間內(nèi)生產(chǎn)出復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)。（2 2）適應(yīng)性強：）適應(yīng)性強：能生產(chǎn)各種型號、批量設(shè)備。能生產(chǎn)各種型號、批量設(shè)備。* *（3 3）連接性能好）連接性能好: :焊縫可滿足各種性能要求。焊縫可滿足各種性能要求。焊接方法分三大類：焊接方法分

4、三大類：（1）熔焊）熔焊 指焊接過程中將焊件加熱至熔化狀態(tài)，不指焊接過程中將焊件加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力而完成焊接的方法。熔焊適用于各種金屬和合金加壓力而完成焊接的方法。熔焊適用于各種金屬和合金的焊接加工，常見的熔焊方法有氣焊、電弧焊、電渣焊的焊接加工，常見的熔焊方法有氣焊、電弧焊、電渣焊等。等。（2）壓焊）壓焊 指焊接過程中對焊件施加壓力（加熱或不指焊接過程中對焊件施加壓力（加熱或不加熱）而完成焊接的方法。壓焊適用于加熱）而完成焊接的方法。壓焊適用于塑性較好塑性較好的金屬的金屬材料的焊接，常見的壓焊方法有電阻焊、摩擦焊等。材料的焊接，常見的壓焊方法有電阻焊、摩擦焊等。（3）釬焊）釬焊 指將比

5、母材（被焊接的材料的總稱）熔點指將比母材（被焊接的材料的總稱）熔點低的填充金屬（稱作釬料）熔化之后填充工件接頭間隙，低的填充金屬（稱作釬料）熔化之后填充工件接頭間隙，并與固態(tài)母材相互擴散以實現(xiàn)連接的焊接方法。釬焊不并與固態(tài)母材相互擴散以實現(xiàn)連接的焊接方法。釬焊不僅適合于同種材料的焊接加工，也適合于異種金屬或異僅適合于同種材料的焊接加工，也適合于異種金屬或異類材料的焊接。類材料的焊接。3-1 焊接成形基礎(chǔ) 3.1.1 熔焊冶金過程及其特點熔焊冶金過程及其特點 3.1.2 焊接接頭的組織和性能焊接接頭的組織和性能 3.1.3 焊接應(yīng)力與變形焊接應(yīng)力與變形 3.1.4 焊接裂紋焊接裂紋 3.1.5

6、材料的焊接性材料的焊接性 3 3.1.1 .1.1 熔焊冶金過程及其特點熔焊冶金過程及其特點 特點特點冶金冶金條件差條件差：焊接熔池易暴露，周圍焊接熔池易暴露，周圍空氣空氣易發(fā)生各種冶金易發(fā)生各種冶金反應(yīng)。反應(yīng)。冶金反應(yīng)冶金反應(yīng)溫度高溫度高：金屬燒損金屬燒損 （C、Si、Mn）熔池體積小，熔池體積小，散熱快散熱快，冶金，冶金過程短過程短：易出現(xiàn)成分易出現(xiàn)成分偏析，渣、氣等不易排除；偏析，渣、氣等不易排除； 熔焊冶金熔焊冶金特點特點 ：焊縫焊縫區(qū)的區(qū)的化學(xué)化學(xué)冶金過程冶金過程 氣體和合金，在氣體和合金，在焊接熔池中產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)冶金反應(yīng)。焊接熔池中產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)冶金反應(yīng)。 熱影響區(qū)熱影響區(qū)的的物

7、理物理冶金過程冶金過程 熱影響區(qū)的組熱影響區(qū)的組織和性能發(fā)生了變化織和性能發(fā)生了變化 冶金過冶金過程包括程包括1 1、熔焊冶金熔焊冶金過程和特點過程和特點：在熔焊過程中，焊接接頭金屬在熔焊過程中，焊接接頭金屬將發(fā)生將發(fā)生 一系列的物理、化學(xué)反應(yīng)，稱為熔焊冶金過程一系列的物理、化學(xué)反應(yīng)，稱為熔焊冶金過程。 （化學(xué)冶金過程）（化學(xué)冶金過程）空氣空氣易發(fā)生各種冶金易發(fā)生各種冶金反應(yīng)，反應(yīng)，O、N、H+Fe、C、Si、Mn、Cr、S、p；溫度高溫度高，金屬燒損金屬燒損 ；冶冶金金過程短過程短，易出現(xiàn)成分易出現(xiàn)成分偏析，渣、氣偏析，渣、氣等不易排除，如等不易排除，如Fe4N,H脆。脆。 為了保證焊縫質(zhì)量

8、，采取的工藝措施：為了保證焊縫質(zhì)量，采取的工藝措施：1、機械保護：氣、渣，清理銹、水、油，烘干焊條等；、機械保護：氣、渣，清理銹、水、油，烘干焊條等；2、清除已進入熔池的有害元素：如、清除已進入熔池的有害元素：如Mn、Si鐵等合金，置換鐵等合金，置換 Fe元素；元素；3、彌補燒損：如加入錳鐵等，提高焊縫性能。、彌補燒損：如加入錳鐵等，提高焊縫性能。 造氣、造渣、滲合金；脫氧、脫氫、去造氣、造渣、滲合金；脫氧、脫氫、去SP。 1 1）電焊條的組成：）電焊條的組成：如圖如圖4.2.54.2.5所示。所示。 圖圖4.2.5 4.2.5 電焊條示意圖電焊條示意圖2 2、焊接材料焊接材料 電焊條電焊條（

9、即涂有藥皮的供焊條電弧焊用（即涂有藥皮的供焊條電弧焊用的熔化電極）的熔化電極）是焊條電弧焊的重要焊接材料。是焊條電弧焊的重要焊接材料。 焊芯是焊芯是電 焊 條電 焊 條中 被 藥中 被 藥皮 包 覆皮 包 覆的 金 屬的 金 屬芯。芯。作為電極，作為電極，產(chǎn)生電?。划a(chǎn)生電??；作為填充作為填充金屬，與母金屬，與母材共同組成材共同組成焊縫金屬；焊縫金屬；添加合金添加合金元素。元素。作用作用改善焊接改善焊接工藝性；工藝性；機械保護作機械保護作用；用；冶金冶金化學(xué)作用。化學(xué)作用。藥皮是藥皮是壓涂在壓涂在焊芯表焊芯表面的涂面的涂料層。料層。主要主要作用作用焊芯焊芯藥皮藥皮電電焊焊條條藥皮藥皮：造氣、造渣

10、、滲合金；脫氧、脫氫、去造氣、造渣、滲合金；脫氧、脫氫、去SP；稀渣、穩(wěn)弧稀渣、穩(wěn)弧。焊接材料焊接材料2 2）焊條的分類、牌號及型號）焊條的分類、牌號及型號 分類：分類：按用途可分為非合金鋼焊條、低合金鋼焊按用途可分為非合金鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合金焊條、鋁及鋁合金焊條、銅及銅合金焊條，特殊金焊條、鋁及鋁合金焊條、銅及銅合金焊條，特殊用途焊條等；按熔渣性質(zhì)可分為酸性焊條和堿性焊用途焊條等；按熔渣性質(zhì)可分為酸性焊條和堿性焊條條 。 牌號及型號：牌號及型號：電焊條牌號是焊條行業(yè)統(tǒng)一的代號，電焊條牌號是焊條行業(yè)統(tǒng)一的代

11、號，而焊條型號是國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的代號。而焊條型號是國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的代號。 電焊條的電焊條的型號型號用用“字母（大寫）字母（大寫）”表示。表示。電焊條的電焊條的牌號牌號用用“符號（或漢字）符號（或漢字）”表示。表示。 碳鋼電焊條的型號用碳鋼電焊條的型號用字母（大寫）字母（大寫）”表示；表示； 字母字母表示焊條類型（詳見表表示焊條類型（詳見表4.2.1）；）； 前兩位數(shù)字：前兩位數(shù)字：表示熔敷金屬抗拉強度最小值的十表示熔敷金屬抗拉強度最小值的十分之一，單位為分之一，單位為Mpa； 第三位數(shù)字；表示焊條適用的焊接位置（第三位數(shù)字；表示焊條適用的焊接位置（0和和1表表示焊條適于全位置焊接，示焊條適于全位置

12、焊接，2表示適于平焊及平角焊，表示適于平焊及平角焊，4表示適于向下立焊），表示適于向下立焊）， 后兩位數(shù)字的組合表示焊接電源種類及藥皮類型。后兩位數(shù)字的組合表示焊接電源種類及藥皮類型。如：如：E5015表示焊縫金屬抗拉強度不低于表示焊縫金屬抗拉強度不低于500MPa，適于全位置焊接，藥皮類型為低氫鈉型，電流種類為適于全位置焊接，藥皮類型為低氫鈉型，電流種類為直流反接。直流反接。 電焊條的牌號用電焊條的牌號用“符號（或漢字）符號（或漢字）”表示；表示； 符號表示焊條的類型（詳見表符號表示焊條的類型（詳見表4.2.1）； 前兩位數(shù)字表示各大類中的若干小類（結(jié)前兩位數(shù)字表示各大類中的若干小類（結(jié)構(gòu)鋼

13、焊條表示焊縫金屬抗拉強度最小值的十分構(gòu)鋼焊條表示焊縫金屬抗拉強度最小值的十分之一，單位為之一，單位為MPa）；）； 最后一位數(shù)字表示藥皮類型及焊接電源。最后一位數(shù)字表示藥皮類型及焊接電源。 如：如：J422表示表示結(jié)構(gòu)鋼焊條結(jié)構(gòu)鋼焊條焊縫金屬抗拉強度不焊縫金屬抗拉強度不低于低于420MPa，藥皮類型為氧化鈦鈣型，電源藥皮類型為氧化鈦鈣型，電源為直流或交流電源。為直流或交流電源。3）焊條的選用原則）焊條的選用原則 選用焊條通常是選用焊條通常是根據(jù)焊件根據(jù)焊件化學(xué)成分、力學(xué)性能、抗裂性、化學(xué)成分、力學(xué)性能、抗裂性、耐腐蝕性以及高溫性能等耐腐蝕性以及高溫性能等要求要求，選用相應(yīng)的焊條種類。再考，選用

14、相應(yīng)的焊條種類。再考慮焊接結(jié)構(gòu)形狀、受力情況、焊接設(shè)備條件和焊條售價來選慮焊接結(jié)構(gòu)形狀、受力情況、焊接設(shè)備條件和焊條售價來選定具體型號。定具體型號。兩種焊條特點兩種焊條特點1、從力學(xué)性能考慮：、從力學(xué)性能考慮： 酸性焊條氧化性強，焊縫質(zhì)量差；酸性焊條氧化性強，焊縫質(zhì)量差；2、從焊接工藝考慮：、從焊接工藝考慮： 酸性焊條穩(wěn)弧性好，飛濺小，易脫渣，焊縫處理要求不嚴(yán)酸性焊條穩(wěn)弧性好，飛濺小，易脫渣，焊縫處理要求不嚴(yán)格，交、直流均可；格，交、直流均可；3、從經(jīng)濟性考慮：、從經(jīng)濟性考慮： 酸性焊條價格便宜酸性焊條價格便宜。選擇選擇（按鋼種）：（按鋼種）：1、低碳鋼低碳鋼和和普通低合金鋼普通低合金鋼：焊縫

15、與母材等強度，按鋼材：焊縫與母材等強度，按鋼材強度等級選相應(yīng)強度級別的焊條，注意：鋼材按屈服強強度等級選相應(yīng)強度級別的焊條，注意：鋼材按屈服強度定等級，結(jié)構(gòu)鋼焊條等級按是指焊縫金屬抗拉強度最度定等級，結(jié)構(gòu)鋼焊條等級按是指焊縫金屬抗拉強度最低保證值；低保證值；不同鋼種的接頭不同鋼種的接頭，按較低強度者選用焊條，按較低強度者選用焊條，提高提高塑韌性。塑韌性。2、 鑄鋼鑄鋼含炭量一般較大，且形狀復(fù)雜，厚度較大，焊接時含炭量一般較大，且形狀復(fù)雜，厚度較大，焊接時易產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋，用堿性焊條。易產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋，用堿性焊條。3、不銹、耐熱鋼不銹、耐熱鋼等用專用焊條。等用專用焊條。4、受力復(fù)雜、高溫高壓受力

16、復(fù)雜、高溫高壓，應(yīng)選用堿性焊條。，應(yīng)選用堿性焊條。 3.1.2 焊接接頭的組織和性能 （物理冶金過程） 焊接接頭是由相互聯(lián)系，而在組織和性能上又有區(qū)別焊接接頭是由相互聯(lián)系，而在組織和性能上又有區(qū)別的三部分所組成，包括的三部分所組成，包括焊縫區(qū)、熔合區(qū)和熱影響區(qū)。焊縫區(qū)、熔合區(qū)和熱影響區(qū)。 圖圖4.1.2 4.1.2 焊接接頭組織變化示意圖焊接接頭組織變化示意圖 一、焊接工件上溫度一、焊接工件上溫度的變化與分布（熱循的變化與分布（熱循環(huán)）環(huán)） 焊接時，電弧沿著工件焊接時，電弧沿著工件逐漸移動并對工件進行局逐漸移動并對工件進行局部加熱。因此在焊接過程部加熱。因此在焊接過程中，焊縫及其附近的金屬中，

17、焊縫及其附近的金屬都是由常溫狀態(tài)開始被加都是由常溫狀態(tài)開始被加熱到較高的溫度，然后再熱到較高的溫度，然后再逐漸冷卻到常溫。但隨著逐漸冷卻到常溫。但隨著各點金屬所在位置的不同，各點金屬所在位置的不同，其最高加熱溫度是不同的。其最高加熱溫度是不同的。圖圖43給出了焊接時焊件給出了焊接時焊件橫截面上不同點的溫度變橫截面上不同點的溫度變化情況。最高溫度不同，化情況。最高溫度不同，達到最高溫度的時間也不達到最高溫度的時間也不同。同。1.焊縫區(qū)焊縫區(qū) 熔焊焊縫的組熔焊焊縫的組織為柱狀鑄態(tài)織為柱狀鑄態(tài)組織組織,其結(jié)晶示其結(jié)晶示意圖如意圖如3.1.1所所示示. 以低碳鋼為例說明焊縫和焊縫附近區(qū)域由于受到電弧不

18、同程度的加熱而產(chǎn)生的組織與性能的變化。圖圖3.1.1焊縫金屬結(jié)晶示意圖焊縫金屬結(jié)晶示意圖圖圖3.1.13.1.1焊縫金屬結(jié)晶示意圖焊縫金屬結(jié)晶示意圖由于熔池由于熔池冷卻冷卻速度較速度較快快, ,所以所以柱狀晶柱狀晶粒較粒較細小細小，加上焊接材料加上焊接材料滲入的合金滲入的合金如如MnMn、SiSi等高于母材等高于母材，使，使得焊縫金屬的力學(xué)性能一得焊縫金屬的力學(xué)性能一般不低于母材性能，但易般不低于母材性能，但易產(chǎn)生裂紋。產(chǎn)生裂紋。焊縫的結(jié)晶是從熔池底壁開始向中心成長的。焊縫的結(jié)晶是從熔池底壁開始向中心成長的。因結(jié)晶時各個方因結(jié)晶時各個方向的冷卻速度不同，從而形成向的冷卻速度不同，從而形成柱狀的

19、鑄態(tài)組織柱狀的鑄態(tài)組織，由鐵素體和少，由鐵素體和少量珠光體所組成。因結(jié)晶是從熔池底部的半熔化區(qū)開始逐次進量珠光體所組成。因結(jié)晶是從熔池底部的半熔化區(qū)開始逐次進行的，行的，低熔點低熔點的硫磷的硫磷雜質(zhì)和雜質(zhì)和氧化鐵等易偏析物集中在焊氧化鐵等易偏析物集中在焊縫中心區(qū)，縫中心區(qū)，將影響焊縫的力將影響焊縫的力學(xué)性能。因此，應(yīng)慎重選用學(xué)性能。因此，應(yīng)慎重選用焊條或其它焊接材料。焊條或其它焊接材料。2.熔合區(qū)熔合區(qū) 又稱半熔化又稱半熔化區(qū)區(qū) 是焊縫與母材是焊縫與母材交接的過渡區(qū)，交接的過渡區(qū)，組織由粗大的過組織由粗大的過熱組織熱組織-粗晶粗晶和和部分新結(jié)晶的部分新結(jié)晶的鑄鑄態(tài)組織態(tài)組織構(gòu)成。該構(gòu)成。該區(qū)很

20、窄，化學(xué)成區(qū)很窄，化學(xué)成分和組織不均勻，分和組織不均勻，接頭斷面變化，接頭斷面變化，應(yīng)力集中應(yīng)力集中，因此，因此，強度低，脆性大，強度低，脆性大，是焊接接頭中最是焊接接頭中最薄弱的部位之一。薄弱的部位之一。 3 3 熱影響區(qū)熱影響區(qū) 是指焊縫兩側(cè)因焊接熱作用沒有熔化但發(fā)生是指焊縫兩側(cè)因焊接熱作用沒有熔化但發(fā)生組織和性能變化的區(qū)域。對于低碳鋼，熱影響區(qū)可分為過熱區(qū)、組織和性能變化的區(qū)域。對于低碳鋼，熱影響區(qū)可分為過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。正火區(qū)和部分相變區(qū)。 （1 1）過熱區(qū)：）過熱區(qū)：組織為粗大的過組織為粗大的過熱組織，塑性和熱組織，塑性和韌性較差。韌性較差。（2 2）正火區(qū)：組）正火區(qū)：組

21、織為正火組織，織為正火組織，力學(xué)性能優(yōu)于母力學(xué)性能優(yōu)于母材。材。（3 3）部分相變區(qū)：）部分相變區(qū)：晶粒大小不均勻，晶粒大小不均勻，力學(xué)性力學(xué)性能較差。能較差。 二、影響焊接接頭質(zhì)量的因素分析二、影響焊接接頭質(zhì)量的因素分析 焊接熱影響區(qū)的大小和組織性能變化的程度，決定于焊接焊接熱影響區(qū)的大小和組織性能變化的程度，決定于焊接方法方法（如書（如書P95-96表表3-4）、焊接參數(shù)、接頭形式和焊后冷卻）、焊接參數(shù)、接頭形式和焊后冷卻速度等因素。速度等因素。 1、焊接材料：焊芯、焊絲、藥皮、焊劑；、焊接材料：焊芯、焊絲、藥皮、焊劑； 2、焊接方法：熱源溫度高低、熱量集中程度，如激光焊、焊接方法：熱源溫

22、度高低、熱量集中程度，如激光焊熱量集中，熱影響區(qū)小；熔池保護如：氬弧焊；熱量集中，熱影響區(qū)小；熔池保護如：氬弧焊； 3、焊接工藝：電流、電壓、焊接速度、線能量等直接影、焊接工藝：電流、電壓、焊接速度、線能量等直接影響接頭熱量大??；熔合比（坡口大小、形狀等）影響焊縫金響接頭熱量大?。蝗酆媳龋ㄆ驴诖笮?、形狀等）影響焊縫金屬成分，如：高碳鋼屬成分，如：高碳鋼 “I”型坡口焊縫碳含量過高，易裂；型坡口焊縫碳含量過高，易裂； 4、焊后熱處理：正火細化晶粒，退火降低應(yīng)力。、焊后熱處理：正火細化晶粒，退火降低應(yīng)力。 焊接熱影響區(qū)在電弧焊焊接接頭中是焊接熱影響區(qū)在電弧焊焊接接頭中是不可避不可避免免的。用的。用

23、焊條電弧焊或埋弧焊焊條電弧焊或埋弧焊方法焊接方法焊接一般低碳一般低碳鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)時，因熱時，因熱影響區(qū)較窄，危害性較小影響區(qū)較窄，危害性較小，焊后，焊后不進行不進行熱處理熱處理即可使用。但對即可使用。但對重要重要的的碳鋼構(gòu)件碳鋼構(gòu)件、合金鋼構(gòu)件或用電渣焊焊接的構(gòu)件合金鋼構(gòu)件或用電渣焊焊接的構(gòu)件，則必須注意，則必須注意熱影響區(qū)帶來的不利影響。為消除其影響，一般熱影響區(qū)帶來的不利影響。為消除其影響，一般采用焊后采用焊后正火處理正火處理，使焊縫和焊接熱影響區(qū)的組，使焊縫和焊接熱影響區(qū)的組織轉(zhuǎn)變成為織轉(zhuǎn)變成為均勻的細晶均勻的細晶結(jié)構(gòu)，以改善焊接接頭的結(jié)構(gòu)，以改善焊接接頭的性能。性能。 對對焊后不能焊后

24、不能進行進行熱處理的金屬材料或構(gòu)件熱處理的金屬材料或構(gòu)件，則，則只能只能在在正確選擇正確選擇焊接方法焊接方法與焊接與焊接工藝工藝上來減少焊接熱影響區(qū)的范上來減少焊接熱影響區(qū)的范圍。圍。3 3.1.3 .1.3 焊接應(yīng)力與變形焊接應(yīng)力與變形1 1、焊接應(yīng)力與變形的影響、焊接應(yīng)力與變形的影響( (書中書中3.2.4.2)3.2.4.2)：易引起焊接裂紋；易引起焊接裂紋；降低結(jié)構(gòu)的使用性能；降低結(jié)構(gòu)的使用性能；影響結(jié)構(gòu)的精度。影響結(jié)構(gòu)的精度。影影響響2 2、焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因：、焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因： 當(dāng)焊縫及其相鄰區(qū)金屬處于加熱階段時都會膨脹，但受到當(dāng)焊縫及其相鄰區(qū)金屬處于加熱階段時都會

25、膨脹，但受到焊件冷金屬的阻礙，不能自由伸長而受壓，形成壓應(yīng)力。該壓焊件冷金屬的阻礙，不能自由伸長而受壓，形成壓應(yīng)力。該壓應(yīng)力使處于塑性狀態(tài)的金屬產(chǎn)生壓縮變形。隨后再冷卻到室溫應(yīng)力使處于塑性狀態(tài)的金屬產(chǎn)生壓縮變形。隨后再冷卻到室溫時，其收縮又受到周邊冷金屬的阻礙，不能縮短到自由收縮所時，其收縮又受到周邊冷金屬的阻礙，不能縮短到自由收縮所應(yīng)達到的位置，因而產(chǎn)生應(yīng)達到的位置，因而產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力殘余拉應(yīng)力(焊接應(yīng)力焊接應(yīng)力)。下圖所示為。下圖所示為平板對接焊縫和圓筒環(huán)形焊縫的焊接應(yīng)力分布狀況。平板對接焊縫和圓筒環(huán)形焊縫的焊接應(yīng)力分布狀況。 圖圖4.1.3 4.1.3 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變

26、形2 2、焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因：、焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因： 焊后殘留在焊件內(nèi)的應(yīng)力和變形稱為焊接焊后殘留在焊件內(nèi)的應(yīng)力和變形稱為焊接殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力和焊接殘余和焊接殘余變形變形。焊接應(yīng)力和焊接變形總是同時存在。焊接應(yīng)力和焊接變形總是同時存在。 對于承受重載的重要結(jié)構(gòu)件、壓力容器等，焊接應(yīng)力必須加以對于承受重載的重要結(jié)構(gòu)件、壓力容器等，焊接應(yīng)力必須加以防止和消除。防止和消除。焊焊接接時時焊縫和近縫區(qū)：焊縫和近縫區(qū)：產(chǎn)生壓應(yīng)產(chǎn)生壓應(yīng)力，同時產(chǎn)生壓縮變形。力，同時產(chǎn)生壓縮變形。近縫區(qū)兩側(cè)：近縫區(qū)兩側(cè)：產(chǎn)生拉應(yīng)力產(chǎn)生拉應(yīng)力。焊縫和近縫區(qū)：焊縫和近縫區(qū)：產(chǎn)生產(chǎn)生拉應(yīng)力拉應(yīng)力。兩側(cè)：兩側(cè)：產(chǎn)生壓應(yīng)力

27、。產(chǎn)生壓應(yīng)力。冷冷卻卻時時3 3、焊接應(yīng)力的減少和消除、焊接應(yīng)力的減少和消除（3.2.4.43.2.4.4）：）：考察由設(shè)計考察由設(shè)計 焊接整個過程。焊接整個過程。 設(shè)計（設(shè)計（* * * *下述下述 其他弄懂為什么，看懂圖其他弄懂為什么，看懂圖）、）、焊接方法、參數(shù)（電流）、焊接方法、參數(shù)（電流）、順序順序、預(yù)熱、錘擊、退火。、預(yù)熱、錘擊、退火。首先，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)選用首先，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)選用塑性好的材料塑性好的材料;滿足需要時，滿足需要時，接頭剛性要小；接頭剛性要小；盡量減少焊縫盡量減少焊縫數(shù)量數(shù)量和和尺寸，尺寸，并避免焊縫并避免焊縫密集密集（均（均勻）和勻）和交叉（交叉（ 少、小、短、不

28、交叉、不密集少、小、短、不交叉、不密集）；）；合理的合理的焊接方法（釬焊、焊條電弧焊）焊接方法（釬焊、焊條電弧焊）焊接焊接參數(shù)參數(shù)（電流、電壓、焊接速度、線能量（如激光）、焊條直徑等電流、電壓、焊接速度、線能量（如激光）、焊條直徑等）；）； 采用合理的焊接采用合理的焊接順順序，序，使焊縫使焊縫自由收縮自由收縮（先橫后縱，先內(nèi)后（先橫后縱，先內(nèi)后外）；外）；加熱減應(yīng)區(qū)（加熱減應(yīng)區(qū)（預(yù)預(yù)熱熱）；）；錘擊焊縫；錘擊焊縫；相似相似 預(yù)熱（預(yù)熱（相似相似）和和后熱后熱（加熱到（加熱到200-200-350350保溫保溫2-6h，主，主要消要消H）。）。去應(yīng)力退火：加熱去應(yīng)力退火：加熱溫度為溫度為5006

29、50，可進行整可進行整 體或局部去體或局部去應(yīng)力退火。應(yīng)力退火。（1010）機械拉伸法：機械拉伸法：對對焊件施加載荷，使焊縫焊件施加載荷，使焊縫區(qū)產(chǎn)生區(qū)產(chǎn)生塑性塑性拉伸如：壓拉伸如：壓力容器的水壓試驗。力容器的水壓試驗。溫差拉伸法：溫差拉伸法：利用利用溫差使焊縫兩側(cè)金屬受溫差使焊縫兩側(cè)金屬受熱膨脹以對焊縫區(qū)進行熱膨脹以對焊縫區(qū)進行拉伸，使其產(chǎn)生拉伸拉伸，使其產(chǎn)生拉伸塑塑性性變形，減少或消除應(yīng)變形，減少或消除應(yīng)力。力。振動法：振動法：通過激振通過激振器使焊接結(jié)構(gòu)發(fā)生共振器使焊接結(jié)構(gòu)發(fā)生共振產(chǎn)生循環(huán)應(yīng)力來降低或產(chǎn)生循環(huán)應(yīng)力來降低或消除內(nèi)應(yīng)力。消除內(nèi)應(yīng)力。 相似相似，錘，錘擊擊伸長，塑性變形伸長，塑

30、性變形.圖圖4.1.7 溫度拉伸法示意圖溫度拉伸法示意圖 1噴水排管；噴水排管；2焊件；焊件；3、4氧乙炔焰炬氧乙炔焰炬4 4、焊接變形的防止和矯正、焊接變形的防止和矯正（3.2.4.33.2.4.3）：）：（1 1）焊接變形）焊接變形的基本形式（如的基本形式（如圖圖4.1.44.1.4所示）所示）基基本本形形式式收縮變形收縮變形角變形角變形彎曲變形彎曲變形扭曲變形扭曲變形波浪變形波浪變形圖圖4.1.4 4.1.4 焊接變形焊接變形 （2 2）防止焊接變形的措施）防止焊接變形的措施：1 1）在結(jié)構(gòu)設(shè)計上：）在結(jié)構(gòu)設(shè)計上：2 2）在工藝上：）在工藝上：反變形法反變形法 ；結(jié)構(gòu)對稱結(jié)構(gòu)對稱、剛度要

31、大剛度要大盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，合理地安排盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，合理地安排焊縫位置；焊縫位置； （少、（少、小、小、短、短、對稱、對稱、不交叉、不交叉、不密集）；不密集）；合理選用焊縫的截面形狀，厚大截面兩面合理選用焊縫的截面形狀，厚大截面兩面開開坡口，對稱坡口，對稱；*結(jié)構(gòu)設(shè)計上結(jié)構(gòu)設(shè)計上其他看懂圖。其他看懂圖。 下頁圖下頁圖 反變形法示例反變形法示例 a)預(yù)置反變形；預(yù)置反變形；b）塑性塑性預(yù)彎反變預(yù)彎反變形；形； c）強制預(yù)彎反變形（）強制預(yù)彎反變形（1螺旋夾頭）。螺旋夾頭）。 焊件產(chǎn)生變形主要是由焊接應(yīng)力引起的，預(yù)防焊接應(yīng)力的焊件產(chǎn)生變形主要是由焊接應(yīng)力引起的，預(yù)防焊接應(yīng)力的措

32、施，除措施，除和自由伸縮外，都對防止焊接變形有效。和自由伸縮外，都對防止焊接變形有效。也可加余量法也可加余量法（像機床導(dǎo)軌鑄造時那樣）（像機床導(dǎo)軌鑄造時那樣） ；2 2）在工藝上：）在工藝上：剛性固定法剛性固定法 ；合理選用焊接方法合理選用焊接方法和焊接規(guī)范和焊接規(guī)范 ；選選用合理的裝配焊接用合理的裝配焊接順序；順序；預(yù)熱以減預(yù)熱以減少溫差；少溫差；捶擊高捶擊高溫焊縫使其伸長。溫焊縫使其伸長。圖圖4.1.9 剛性固定法防止角度變形示例剛性固定法防止角度變形示例a）用夾具夾緊凸緣）用夾具夾緊凸緣 b）用壓鐵壓緊薄板）用壓鐵壓緊薄板1固定夾固定夾 2壓鐵壓鐵 3焊件焊件 4平臺平臺5定位焊點定位焊

33、點（3 3）矯正焊接變形的方法：）矯正焊接變形的方法：機械矯形既可矯正變形，也機械矯形既可矯正變形，也可降低應(yīng)力，但對塑性差的可降低應(yīng)力，但對塑性差的材料不宜采用此法。材料不宜采用此法。矯矯形形方方法法機械矯形機械矯形火焰矯形火焰矯形火焰矯形可采用一般的氣焊火焰矯形可采用一般的氣焊炬，此法雖可矯正變形，但炬，此法雖可矯正變形，但不能消除應(yīng)力，對易淬硬材不能消除應(yīng)力，對易淬硬材料和脆性材料不宜采用此法。料和脆性材料不宜采用此法。 3 3.1.4 .1.4 焊接裂紋焊接裂紋（暫略）（暫略）熱裂紋熱裂紋（在固相線附近高溫下產(chǎn)生的裂紋）（在固相線附近高溫下產(chǎn)生的裂紋）限制母材和焊接限制母材和焊接材料的

34、材料的低熔點雜質(zhì)；低熔點雜質(zhì)；提高焊縫成形系提高焊縫成形系數(shù)（即焊道的寬度數(shù)（即焊道的寬度與計算厚度之比）；與計算厚度之比）；細化細化焊縫焊縫晶粒，晶粒，減少偏析減少偏析 ；減少焊接應(yīng)力減少焊接應(yīng)力（預(yù)熱）；（預(yù)熱）；操作上填滿弧坑。操作上填滿弧坑。產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因防止措施防止措施 2 2、冷裂紋、冷裂紋（在馬氏（在馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度以下體開始轉(zhuǎn)變溫度以下產(chǎn)生的裂紋）產(chǎn)生的裂紋）最常見的冷裂紋為延遲裂紋。冷裂最常見的冷裂紋為延遲裂紋。冷裂紋的特征為無分支、穿晶開裂、斷紋的特征為無分支、穿晶開裂、斷口表面無氧化色等?？诒砻鏌o氧化色等。產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因 焊接接頭存焊接接頭存在淬硬組織；焊接

35、接頭氫含在淬硬組織；焊接接頭氫含量較高；較大的焊接拉應(yīng)力量較高；較大的焊接拉應(yīng)力減少氫來源減少氫來源。用堿性焊條，要烘干，接頭要清潔；。用堿性焊條，要烘干，接頭要清潔；避免產(chǎn)生淬硬組織避免產(chǎn)生淬硬組織，如采用焊前預(yù)熱、焊后緩冷，如采用焊前預(yù)熱、焊后緩冷的方法；的方法； 降低焊接應(yīng)力降低焊接應(yīng)力，采用合理的焊接工藝規(guī)范和焊，采用合理的焊接工藝規(guī)范和焊后熱處理等后熱處理等 ；焊后立即進行消氫處理焊后立即進行消氫處理（即加熱到即加熱到250，保溫，保溫一定時間，使焊縫金屬中的擴散氫逸出金屬表面），一定時間，使焊縫金屬中的擴散氫逸出金屬表面），減少氫的危害。減少氫的危害。防止措施防止措施 3-2 焊接

36、成形方法 3 3.2.1 .2.1 熔焊熔焊 3 3.2.2 .2.2 壓焊和釬焊壓焊和釬焊1.1.焊條電弧焊焊條電弧焊2.2.埋弧焊埋弧焊3.3.氣體保護電弧焊氣體保護電弧焊4.4.氣焊氣焊5.5.電渣焊電渣焊3.2.1 熔 焊 熔焊熔焊 指焊接過程中將焊件指焊接過程中將焊件加熱至熔化加熱至熔化狀態(tài)，而完狀態(tài)，而完成焊接的方法。熔焊在焊接生產(chǎn)中成焊接的方法。熔焊在焊接生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位占主導(dǎo)地位，適，適用于各種金屬和合金的焊接加工，常見的熔焊方法用于各種金屬和合金的焊接加工，常見的熔焊方法有電弧焊、氣焊、和電渣焊等。有電弧焊、氣焊、和電渣焊等。 焊 條 電 弧 焊焊 條 電 弧 焊（習(xí)慣稱為手

37、弧焊）（習(xí)慣稱為手弧焊）是以焊接是以焊接電弧為熱電弧為熱源，源，利用手工操作利用手工操作焊條進行焊接的方焊條進行焊接的方法。焊接過程如圖法。焊接過程如圖3.2.1所示。所示。圖圖3.2.1 3.2.1 焊條電弧焊示意圖焊條電弧焊示意圖1.1.焊條電弧焊焊條電弧焊（日常電路的電蝕現(xiàn)象，由俄羅斯人發(fā)明）（日常電路的電蝕現(xiàn)象，由俄羅斯人發(fā)明）（1）焊接電弧）焊接電弧 指在電極與工件間的氣體介指在電極與工件間的氣體介質(zhì)中發(fā)生的強烈、持久的氣體放電現(xiàn)象。質(zhì)中發(fā)生的強烈、持久的氣體放電現(xiàn)象。1 1）焊接電弧的產(chǎn)生焊接電弧的產(chǎn)生 產(chǎn)生過程如圖產(chǎn)生過程如圖3.2.23.2.2所示。所示。圖圖3.2.2 3.2

38、.2 焊接電弧的產(chǎn)生焊接電弧的產(chǎn)生 電極與工件接觸電極與工件接觸 產(chǎn)生產(chǎn)生短路電流短路電流 金屬熔化、蒸發(fā)、金屬熔化、蒸發(fā)、汽化為氣體，產(chǎn)生電子逸出和氣體電離汽化為氣體，產(chǎn)生電子逸出和氣體電離 陰極產(chǎn)生熱電子陰極產(chǎn)生熱電子發(fā)射發(fā)射 提起電極，形成電場提起電極，形成電場 自由電子高速飛出，撞擊空自由電子高速飛出，撞擊空隙氣體使其隙氣體使其部分部分電離電離 帶電質(zhì)點定向運動，帶電質(zhì)點定向運動，相互碰撞相互碰撞和和復(fù)復(fù)合合，產(chǎn)生大量熱和弧光，產(chǎn)生大量熱和弧光 形成電弧。形成電弧。 焊接電弧焊接電弧2）焊條電弧焊的焊接過程焊條電弧焊的焊接過程 焊條電弧焊的焊接過程如圖所示（幻燈片P43）。電弧在焊條與

39、被焊工件之間燃燒，電弧熱使工件和焊芯同時熔化 形成熔池，同時也使焊條的藥皮熔化和分解。藥皮熔化后與液態(tài)金屬發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，所形成的熔渣不斷從熔池中浮起；藥皮受熱分解產(chǎn)生大量的CO2、CO和H2（有時要消H）等保護氣體，圍繞在電弧周圍，熔渣和氣體能防止空氣中氧和氮的侵入，起保護熔化金屬的作用。3 3）焊接電弧的構(gòu)成及熱量分布（如圖焊接電弧的構(gòu)成及熱量分布（如圖3.2.33.2.3所示）所示） 圖圖3.2.3 3.2.3 焊接電弧的構(gòu)成焊接電弧的構(gòu)成焊焊接接電電弧弧陰極區(qū)陰極區(qū)陽極區(qū)陽極區(qū)弧柱區(qū)弧柱區(qū)陰極區(qū)很窄，發(fā)射電子，陰極區(qū)很窄，發(fā)射電子，溫度約為溫度約為2400K2400K?；≈行膮^(qū)弧柱

40、中心區(qū)溫度約為溫度約為600060008000K8000K。陽極區(qū)比陰極區(qū)寬，陽極區(qū)比陰極區(qū)寬，溫度約為溫度約為2600 K2600 K。圖圖3.2.4 3.2.4 直流電源的正接與反接直流電源的正接與反接4 4）正接與反接（正接與反接（如圖如圖3.2.43.2.4所示所示） 正接正接反接反接指工件接陽極，焊條接陰極，適用于焊接指工件接陽極，焊條接陰極，適用于焊接較厚較厚的工件。的工件。指工件接陰極，焊條接陽極，適用于焊接指工件接陰極，焊條接陽極，適用于焊接非鐵金屬及合金薄鋼板，以免非鐵金屬及合金薄鋼板，以免燒穿燒穿焊件。焊件。問題：問題：1、交流電那極溫度高？2、工件一般應(yīng)用那種接法？ 3、

41、交流比直流電弧穩(wěn)定嗎？ 焊條電弧焊焊條電弧焊設(shè)備投資小，工藝適應(yīng)性強設(shè)備投資小，工藝適應(yīng)性強（如平、立、橫、（如平、立、橫、仰和不規(guī)則焊縫等）；仰和不規(guī)則焊縫等）； 但焊接質(zhì)量取決于工人的技術(shù)水平，不穩(wěn)定；但焊接質(zhì)量取決于工人的技術(shù)水平，不穩(wěn)定； 生產(chǎn)率也不高；生產(chǎn)率也不高； 飛濺、四射的弧光和散熱使用于加熱和熔化金屬的熱量只飛濺、四射的弧光和散熱使用于加熱和熔化金屬的熱量只有有6585%、產(chǎn)生的有毒氣體對工人的健康是有害的。因此，、產(chǎn)生的有毒氣體對工人的健康是有害的。因此，發(fā)明了埋弧自動焊（也稱發(fā)明了埋弧自動焊（也稱熔劑層下電弧焊熔劑層下電弧焊）。）。 研究思路：研究思路：簡單地用一種機械代

42、替人來引弧和運條？簡單地用一種機械代替人來引弧和運條？-不不停換焊條停換焊條不換焊條可以嗎？不換焊條可以嗎？-想到買來的鐵絲、細鋼筋都是成想到買來的鐵絲、細鋼筋都是成卷的卷的藥皮是脆性的，怎么辦？藥皮是脆性的，怎么辦？-將藥皮和焊絲分開將藥皮和焊絲分開焊劑撒在焊劑撒在焊弧上，撲滅焊弧焊弧上，撲滅焊弧-事先在焊縫上鋪設(shè)一層焊劑，讓焊絲在焊基事先在焊縫上鋪設(shè)一層焊劑，讓焊絲在焊基層下燃燒。層下燃燒。2、埋弧焊、埋弧焊 埋弧焊，多為埋弧自動焊：指利用連續(xù)送進的焊絲在焊劑埋弧焊，多為埋弧自動焊：指利用連續(xù)送進的焊絲在焊劑層下產(chǎn)生電弧而自動進行焊接的方法。是生產(chǎn)效率較高的機械層下產(chǎn)生電弧而自動進行焊接的

43、方法。是生產(chǎn)效率較高的機械化焊接方法之一?；附臃椒ㄖ?。一、一、埋弧焊的焊接過埋弧焊的焊接過程程送絲入弧區(qū)、保持定送絲入弧區(qū)、保持定弧長、弧在劑下燃、弧長、弧在劑下燃、焊絲（或工件）勻速焊絲（或工件）勻速移、焊劑前方撒。移、焊劑前方撒。部分焊劑熔化形成熔部分焊劑熔化形成熔渣覆蓋焊縫表面，未渣覆蓋焊縫表面，未熔化焊劑回收利用。熔化焊劑回收利用。電弧燃燒焊劑融化成電弧燃燒焊劑融化成稀渣并于熔池金屬發(fā)稀渣并于熔池金屬發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)。生物理化學(xué)反應(yīng)。1-焊件；2-V形坡口；3-墊板；4-焊劑；5-焊劑斗；6-焊絲7-送絲輪；8-導(dǎo)電器；9-電纜；10-焊絲盤；11-焊劑回收器；12-焊渣；13-焊

44、縫；埋弧焊的工藝過程示意圖 其中部分焊劑被蒸發(fā)，生成的氣體將電弧周圍的溶渣排其中部分焊劑被蒸發(fā)，生成的氣體將電弧周圍的溶渣排開開封閉的熔渣泡。有黏度，能承受一定壓力，使熔化金屬與封閉的熔渣泡。有黏度，能承受一定壓力，使熔化金屬與空氣隔離（空氣隔離（保護作用保護作用），并阻止金屬熔滴向外飛濺，），并阻止金屬熔滴向外飛濺，減少熱減少熱能損失，阻止弧光四射。能損失，阻止弧光四射。比較手工電比較手工電弧焊：弧焊：板板厚厚焊條直焊條直徑徑電流太電流太大則大則條發(fā)紅。條發(fā)紅。這里無藥皮這里無藥皮散熱好、焊散熱好、焊絲導(dǎo)電的長絲導(dǎo)電的長度短，度短， 允允許提高電流許提高電流密度；密度； 密密度導(dǎo)致電弧度導(dǎo)致

45、電弧吹力增大。吹力增大。 因此，埋弧焊熔池深度很大。板厚小于很大。板厚小于25可可不開坡口。不開坡口。二、埋弧焊的特點二、埋弧焊的特點（每一點由焊接過程進行考察）（每一點由焊接過程進行考察）(2)生產(chǎn)率高生產(chǎn)率高 （原因？）熔深大，熔深大，2025mm以下的工件以下的工件可可不開坡口進行焊接，不開坡口進行焊接，節(jié)節(jié)省了開坡省了開坡口時間口時間；更更換焊條換焊條的的時間時間； 減少熔滴向外飛濺和弧減少熔滴向外飛濺和弧光四射，光四射，降低熱能損失降低熱能損失； 無藥皮、焊絲導(dǎo)電長度短，無焊無藥皮、焊絲導(dǎo)電長度短，無焊條發(fā)紅缺陷，條發(fā)紅缺陷，埋弧焊的電流電流常用到1 000A以上以上，比焊條電弧焊高

46、6-8倍，所以埋弧焊比焊條電弧焊提高生產(chǎn)率提高生產(chǎn)率510倍。倍。(1)焊接質(zhì)量高而且穩(wěn)定焊接質(zhì)量高而且穩(wěn)定 埋弧焊焊劑供給充足，焊接焊接參數(shù)參數(shù)能能自動控制調(diào)整自動控制調(diào)整，焊接質(zhì)量高而且穩(wěn)定，焊接質(zhì)量高而且穩(wěn)定，焊縫成形美觀；焊縫成形美觀；電弧區(qū)電弧區(qū)保護嚴(yán)密保護嚴(yán)密，渣、氣、，渣、氣、熔渣泡，熔渣泡，侵害小侵害小；保護保護嚴(yán)密，嚴(yán)密，熔池熔池保持液態(tài)時間較長保持液態(tài)時間較長，冶金，冶金過程進行得較為完善，過程進行得較為完善，氣氣體與體與雜質(zhì)易于浮出。雜質(zhì)易于浮出。 一般情況下，這一類特點問題：把握 “優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗”，再加一條： 勞動條件； 其他。其中 是基本的答案。(3) 改善了勞

47、動條件改善了勞動條件 無弧光，無弧光，無飛濺，無飛濺，煙霧煙霧 少，少，自動化。焊接時只要焊工調(diào)整、管理焊機自動化。焊接時只要焊工調(diào)整、管理焊機 就可自動進行焊接，勞動條件得到很大改善。就可自動進行焊接，勞動條件得到很大改善。(4)節(jié)省金屬材料節(jié)省金屬材料 埋弧焊熱量集中，埋弧焊熱量集中， 熔深大，熔深大，20 25mm以下的工件以下的工件可可不開坡口不開坡口進行焊接；進行焊接；而且而且 沒有焊條頭沒有焊條頭的浪費；的浪費；飛濺很小飛濺很?。凰阅芄?jié)省大；所以能節(jié)省大 量金屬材料。量金屬材料。圖圖3.2.6 3.2.6 埋弧焊示意圖埋弧焊示意圖焊接設(shè)備焊接設(shè)備 焊機，控制箱和焊接焊機，控制箱和

48、焊接小車。小車。 不同牌號焊絲不能混用。以防產(chǎn)生氣孔等缺陷。不同牌號焊絲不能混用。以防產(chǎn)生氣孔等缺陷。 三、焊接材料三、焊接材料 焊絲和焊焊絲和焊劑劑。 1）焊絲）焊絲 作用與焊芯相同作用與焊芯相同。 2.2.埋弧焊埋弧焊埋弧焊設(shè)備埋弧焊設(shè)備埋弧焊焊絲埋弧焊焊絲2 2）焊劑）焊劑( (簡介簡介) ) 即焊接時所用的溶劑，即焊接時所用的溶劑， 其作用為保其作用為保護焊縫和對焊縫進行脫氧和滲合金護焊縫和對焊縫進行脫氧和滲合金；按制造方法不同分：按制造方法不同分：焊劑的分類：焊劑的分類：按化學(xué)成分不同分按化學(xué)成分不同分: :主要起保護作用，國內(nèi)目前使用主要起保護作用，國內(nèi)目前使用的絕大多數(shù)為熔煉焊劑

49、。的絕大多數(shù)為熔煉焊劑。熔煉焊劑熔煉焊劑非熔煉焊劑非熔煉焊劑（ 又 稱 陶 質(zhì)（ 又 稱 陶 質(zhì)焊劑）焊劑）焊焊劑劑除保護作用外，還有冶金處理作用。除保護作用外，還有冶金處理作用。焊焊劑劑無錳焊劑；低無錳焊劑；低錳焊劑；中錳錳焊劑；中錳焊劑；高錳焊焊劑；高錳焊劑劑；一般焊劑在使用前必須在一般焊劑在使用前必須在250250下烘干，并保溫下烘干，并保溫1 12 2小時左右，小時左右，保溫、烘干后立即使用。保溫、烘干后立即使用。四、埋弧焊工藝四、埋弧焊工藝（1）焊前準(zhǔn)備）焊前準(zhǔn)備清潔清潔 焊接前，應(yīng)將焊縫兩側(cè)5060mm內(nèi)的一切污垢與鐵銹除掉，以免產(chǎn)生氣孔; 坡口坡口 25可不開，為保證焊接質(zhì)量，1

50、0可開坡口，對接對接厚20mm以下工件時以下工件時，可以采用單面焊接單面焊接。如果設(shè)計上有要求(如鍋爐或容器)也可雙面焊也可雙面焊接，工件厚度超過20mm時，可進行雙面焊接，或采用開坡口單面焊接。； 25時，Y坡口； 50，X或U； 50雙U。由于引弧處和斷弧處質(zhì)量不易保證，焊前應(yīng)在接縫兩端焊上引弧板與引出板引弧板與引出板(圖416)，焊后再去掉。埋弧焊一般在平焊位置埋弧焊一般在平焊位置焊接，焊接，用以焊接對接接用以焊接對接接頭的頭的長直線長直線焊縫和焊縫和環(huán)形環(huán)形焊縫。焊縫。（2）為了保持焊縫成形和為了保持焊縫成形和防止燒穿，防止燒穿，生產(chǎn)中常采用各種類型生產(chǎn)中常采用各種類型的的焊劑墊和墊板

51、焊劑墊和墊板(圖圖417)，或者先用焊條電弧焊封底。也可采或者先用焊條電弧焊封底。也可采用鎖底坡口；高生產(chǎn)率時，也可用水冷銅成型底板。用鎖底坡口；高生產(chǎn)率時，也可用水冷銅成型底板。（3）環(huán)焊縫環(huán)焊縫（一般直徑大于（一般直徑大于250） 焊接簡體對接焊縫時焊接簡體對接焊縫時(圖圖418)，工件以一定的焊接速度旋轉(zhuǎn)，焊絲位置不動。為防止，工件以一定的焊接速度旋轉(zhuǎn)，焊絲位置不動。為防止熔池金屬流失，焊絲位置應(yīng)逆旋轉(zhuǎn)方向偏離焊件中心線一定距熔池金屬流失，焊絲位置應(yīng)逆旋轉(zhuǎn)方向偏離焊件中心線一定距離離a，其大小視筒體直徑與焊接速度等而定。，其大小視筒體直徑與焊接速度等而定。3.氣體保護電弧焊（氣體保護電弧

52、焊（簡稱氣體保護焊）簡稱氣體保護焊） 埋弧焊因焊劑問題，不能全方位焊不能全方位焊，而且，無論是焊條電弧焊還是埋弧焊，保護氣體保護氣體（堿性焊條CO、CO2;酸性CO、H2。）會發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)會發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致保護不力。保護不力。問題：所選氣體必須滿足的條件問題：所選氣體必須滿足的條件不易發(fā)生反應(yīng)；不溶解進入熔池；不易吸熱。 常用的惰性氣體是氬氣，可保護電極和熔池金屬不受空氣的有害作用。在高溫下，氬氣不不與金屬起化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)，也不溶不溶于金屬，因此氬弧焊的質(zhì)量比較高。Ar價格低于價格低于He，電弧穩(wěn)定，但，電弧穩(wěn)定，但He溫度高。溫度高。 Ar+ He（10%）。）。氣體保護電弧焊氣

53、體保護電弧焊：是指利用外加氣體作電弧介質(zhì)來保：是指利用外加氣體作電弧介質(zhì)來保 護電弧和焊接區(qū)的電弧焊方法。護電弧和焊接區(qū)的電弧焊方法。采用采用明弧明弧焊，適用于焊，適用于全全位置位置焊接，有利于焊接過焊接，有利于焊接過程的程的機械化和自動化機械化和自動化。外加外加有壓有壓保護氣體，熱保護氣體，熱量集中，量集中，變形小變形小，尤其適尤其適用于用于薄板薄板焊接。焊接?？捎糜诟鞣N黑色金屬和可用于各種黑色金屬和非鐵合金的焊接。非鐵合金的焊接。特特點點惰性氣體惰性氣體活性氣體（活性氣體（CO2）保保護護氣氣體體氬弧焊氬弧焊方方法法二氧化碳氣體保護焊二氧化碳氣體保護焊鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊熔化極氬弧焊熔化極

54、氬弧焊鎢極脈沖氬弧焊鎢極脈沖氬弧焊 （1 1）氬弧焊）氬弧焊 以氬氣作為保護氣體的氣體保護焊方以氬氣作為保護氣體的氣體保護焊方法。氬弧焊按照電極材料不同分為不熔化極（法。氬弧焊按照電極材料不同分為不熔化極（鈰鎢極鈰鎢極）氬弧焊和熔化極氬弧焊，如圖氬弧焊和熔化極氬弧焊，如圖3.2.73.2.7所示。所示。 1 1）鎢極氬?。╂u極氬弧焊焊 指采用高指采用高熔點的鎢的合熔點的鎢的合金（鈰鎢）棒金（鈰鎢）棒作電極的惰性作電極的惰性氣體保護焊，氣體保護焊，又稱又稱TIGTIG焊。焊。如圖如圖3.2.7a3.2.7a）所示。所示。圖圖3.2.7 3.2.7 氬弧焊示意圖氬弧焊示意圖明弧明弧操作，操作，好控

55、制好控制，易實現(xiàn)機械化和自動化；，易實現(xiàn)機械化和自動化；電流小，電流小，適用于焊接厚度適用于焊接厚度6mm6mm以下薄板以下薄板, ,生產(chǎn)率低生產(chǎn)率低；焊接焊接鋼鋼件時，多采用直流正接，以減少鎢極燒損；件時，多采用直流正接，以減少鎢極燒損；焊接焊接鋁、鎂鋁、鎂及其合金時，應(yīng)采用交流電源或直流反及其合金時，應(yīng)采用交流電源或直流反接，以便獲得接，以便獲得“陰極破碎陰極破碎”（也叫陰極霧化）作用；（也叫陰極霧化）作用；焊厚件需加填充金屬；焊厚件需加填充金屬；鎢極鎢極氬弧氬弧焊焊特特點點2 2）熔化極氬弧焊）熔化極氬弧焊 指用連續(xù)送進的金屬焊絲作電極指用連續(xù)送進的金屬焊絲作電極并兼作填充金屬的隋性氣體

56、保護焊，簡稱并兼作填充金屬的隋性氣體保護焊，簡稱MIGMIG焊。如焊。如圖圖3.2.73.2.7（b b）。）。 特特點點焊接電流大，生產(chǎn)率焊接電流大，生產(chǎn)率高，適宜焊接厚度在高，適宜焊接厚度在25mm以下的中厚板；以下的中厚板；常采取直流反接；常采取直流反接；結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。3 3）鎢極脈沖氬弧焊（）鎢極脈沖氬弧焊（PC-TIGPC-TIG） 采用可控的脈采用可控的脈沖電流來加熱工件的氬弧焊方法。沖電流來加熱工件的氬弧焊方法。( (輸入能量小輸入能量小) )適于焊接適于焊接0.10.15mm5mm的鋼材或管材，實現(xiàn)單面焊的鋼材或管材，實現(xiàn)單面焊雙面成形，而且適合于

57、各種空間位置的焊接；雙面成形，而且適合于各種空間位置的焊接；易調(diào)節(jié)參數(shù)、能量、焊縫高溫下的停留時間，易調(diào)節(jié)參數(shù)、能量、焊縫高溫下的停留時間，適合于易淬硬鋼和高強鋼的焊接；適合于易淬硬鋼和高強鋼的焊接；焊接質(zhì)量穩(wěn)定，焊接接頭質(zhì)量高。焊接質(zhì)量穩(wěn)定，焊接接頭質(zhì)量高。 特特點點因成本問題，適用于焊接因成本問題，適用于焊接易氧化易氧化的非鐵合金的非鐵合金和合金鋼；和合金鋼；適用于單面焊雙面成形，如打底焊和管子焊適用于單面焊雙面成形，如打底焊和管子焊接；接；適用于薄板焊接。適用于薄板焊接。氬氬弧弧焊焊應(yīng)應(yīng)用用氬弧焊設(shè)備和焊接材料：氬弧焊設(shè)備和焊接材料：焊機和焊絲焊機和焊絲 總結(jié)：總結(jié)：由于氬氣價格較高，氬

58、弧焊目前主要用于由于氬氣價格較高，氬弧焊目前主要用于焊接鋁、鎂、鈦及其合金，也用于焊接不銹鋼、耐熱焊接鋁、鎂、鈦及其合金，也用于焊接不銹鋼、耐熱鋼和一部分重要的低合金結(jié)構(gòu)鋼焊件。鋼和一部分重要的低合金結(jié)構(gòu)鋼焊件。工藝特點：工藝特點：（1）焊薄板（不熔化極）焊薄板（不熔化極） 卷邊、母材夾條或焊絲卷邊、母材夾條或焊絲夾條，也可像氣焊一樣，手拿焊絲。夾條，也可像氣焊一樣，手拿焊絲。（2）電流較?。ú蝗刍瘶O一般焊薄板，小于）電流較?。ú蝗刍瘶O一般焊薄板，小于4） 防防鎢極燒損。鎢極燒損。（3）鋁、鎂及合金焊接時用直流反接或交流焊接，）鋁、鎂及合金焊接時用直流反接或交流焊接，使正離子撞擊破碎氧化膜，以

59、利融合。使正離子撞擊破碎氧化膜，以利融合。（4）其他材料用正接，減少鎢極損耗。）其他材料用正接，減少鎢極損耗。氬弧焊焊機氬弧焊焊機氬弧焊焊絲氬弧焊焊絲1）特點：）特點：（2 2）COCO2 2氣體保護焊氣體保護焊 利用利用COCO2 2作為保護氣體的一種熔化極氣體保護焊。作為保護氣體的一種熔化極氣體保護焊。 焊接成本低，焊接成本低，是埋弧是埋弧焊、焊條電弧焊焊、焊條電弧焊40%40%；生產(chǎn)率高，生產(chǎn)率高，自動化；自動化；變形小，變形小，焊接質(zhì)量好；焊接質(zhì)量好；明弧焊接，明弧焊接，易于控制，易于控制，適于全位置焊接；適于全位置焊接；優(yōu)優(yōu)點點 適用于低碳鋼和強度級別不高的普通低合金鋼的焊接，適用于

60、低碳鋼和強度級別不高的普通低合金鋼的焊接，常用的焊絲為常用的焊絲為H08Mn2SiA。2）應(yīng)用：）應(yīng)用：飛濺大，焊縫成形差；飛濺大，焊縫成形差；設(shè)備使用與維修不便；設(shè)備使用與維修不便；易產(chǎn)生氣孔；易產(chǎn)生氣孔；合金元素易氧化、燒損，不宜焊接非鐵金屬及合金和高合合金元素易氧化、燒損，不宜焊接非鐵金屬及合金和高合金鋼。金鋼。缺點缺點（與氬弧焊比）：（與氬弧焊比）： 由于由于C02的氧化的氧化作用，熔滴飛濺較為嚴(yán)重，因此作用，熔滴飛濺較為嚴(yán)重，因此焊縫成形不夠光滑。另外，如果控制或操作不當(dāng)，焊縫成形不夠光滑。另外，如果控制或操作不當(dāng)，容易產(chǎn)生容易產(chǎn)生氣孔氣孔。COCO2 2氣體保護焊焊接設(shè)備氣體保護焊