工程基礎焊接篇

1、焊 接【焊接在機械制造中是一種十分重要的加工工藝。據工業(yè)發(fā)達國家統(tǒng)計，每年用于制造焊接結構的鋼材占鋼總產量的70左右。焊接不僅能解決各種鋼材的連接，而且還能解決有色金屬和鈦、鋯等特種金屬材料的連接。焊接既能連接異種金屬，又能連接厚薄相差懸殊的金屬。因而己廣泛地應用于機械、汽車、船舶、石油化工、電力、建筑、原子能、海洋工程、宇航工程、電子技術等工業(yè)部門?！恳?、焊接過程的物理本質焊接是兩種或兩種以上同種或異種材料通過原子或分子之間的結合和擴散連接成一體的工藝過程。促使原子或分子之間產生結合和擴散的方法是加熱或加壓，或同時加熱又加壓?！緝刹牧显又g不能產生結合和擴散的主要原因是材料的連接表面有氧化

2、膜、水和油等吸附層以及兩材料原子之間尚未達到產生結合力的距離，對金屬而言該距離約35A(1A10-7mm)。焊接時，加熱、加壓可以破壞連接表面的氧化膜，產生塑性變形以增加接觸面，使原子間達到產生結合力和擴散的條件?！慷?、焊接的分類：熔焊、壓焊和釬焊（一）、熔焊 在連接部位需加熱至熔化狀態(tài)，一般不加壓。熔焊屬液相焊接，除了被連接的(同質或異質)母材外，還可以填加同質或異質的填充材料共同構成統(tǒng)一的液相物質，冷凝后形成起連結母材作用的焊縫。常用的填充材料是焊條或焊絲。熔焊又分為1、 氣焊：利用氧氣和可燃氣體混合燃燒的火焰熔化母材和焊絲進行焊接。氣體混合方式有氧氫、氧乙炔、空氣乙炔等?！練夂甘抢煤秆?/p>

3、噴出的氧、乙炔 (或液化石油氣)火焰燃燒產生的高溫，將兩焊接件的接縫處熔化形成熔池、然后不斷地向熔池填充焊絲，使接縫處熔合體，冷卻后形成焊縫。其特點是火焰溫度可以調節(jié)，熱量不夠集中，熱影響區(qū)較廣，生產效率低?！繗夂缚蓱糜诘吞间?、不銹鋼薄板的焊接和有色金屬的焊接?！粳F代工程材料切割的方法很多，大致可歸納為冷切割和熱切割兩大類。冷切割是在常溫下利用機械能使材料分離，最常見的是剪切、鋸切(如條鋸、圓片鋸、砂片鋸等)、銑切等，也包括近年發(fā)展的水射流切割；熱切割是利用熱能使材料分離，最常見的是氣體火焰切割，等離子弧切割和激光切割等，由于切割時都伴隨有熱過程，故統(tǒng)稱為熱切割?，F代焊接生產中鋼材的切割主要

4、采用熱切割，熱切割幾乎可以切割所有工程材料?！垦跞細饣鹧鏆飧睿簹飧钍抢脷怏w火焰的熱能將工件切割處預熱到一定溫度后，噴出高速切割氧流，使金屬燃燒并放出熱量而實現熱切割的方法?！酒胀ǖ吞间撝院们懈畈⑶仪懈钯|量好，這是因為燃燒生成的氧化物熔點低于鋼本身，同時燃燒熱能將其加熱到熔融狀態(tài)，然后被氣流吹掃干凈。氧燃氣火焰切割不銹鋼（不銹鋼是鉻含量大于12的合金鋼的總稱，它在空氣作用下能保持金屬光澤，也就是具有不生銹的特性）時，主要困難是切口表面形成高熔點的氧化鉻，它阻止金屬的燃燒生成Fe2O3和Fe3O4，造成不能連續(xù)切割的困難。為了順利地切割不銹鋼，除了具有足夠純的、有一定壓力的氧氣和良好的切割風

5、線(即要有足夠長而有力的圓柱狀的切割氧氣流)外，還要采取一些特殊的工藝措施?！?、 電弧焊：主要利用電弧產生的熱能來熔化焊接材料和母材，達到連接金屬的目的?！倦娀‘a生原理：電弧是各種弧焊方法的熱源，是在兩電極之間的氣體介質產生強烈而持久的放電現象。（自由電子得到能量，擺脫電極表面約束，形成電子發(fā)射）】分為焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊。（1）焊條電弧焊（即手工電弧焊）：【特點是機動、靈活、適應性強，設備簡單，維護費低，勞動強度大，焊接質量受工人技術水平影響，不穩(wěn)定?！吭趩渭∨a和修理中最適用，可焊3mm以上的碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和同、鋁等有色金屬?！竞感臼请娀〉囊粋€極，藥皮對熔滴和熔池起

6、保護作用，防止氧化。低壓高流，焊接電壓為1640V，電流為20500A，產生的熱能為I2R，所以增大電流可以顯著增大產生的熱能?！浚?）埋弧焊：電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法。（3）氣體保護焊：氣體保護焊是以金屬焊絲作電極，熔化的焊絲進入熔池與母材融合，并用惰性氣體（氬、氦或氬氦混合）、CO2等作保護氣的電弧焊。使用保護氣體是為了防止熔融態(tài)的焊絲和母材受到空氣中其它氣體的侵蝕。保護氣為氬、氦或氬氦混合氣體時，最適于焊接易氧化的鋁、銅、鈦及其合金，也可用于鋼材，如不銹鋼、耐熱鋼等的焊接（不銹鋼雕塑品使用的是氬弧焊），可焊厚度在0.5mm以上。當保護氣為惰性氣體和少量氧化性氣體(如O2、CO2或

7、其混合氣體)時，用于黑色金屬材料的焊接?！炯尤肷倭垦趸詺怏w的目的，是在不改變或基本上不改變惰性氣體電弧特性的條件下，進一步提高電弧穩(wěn)定性，改善焊縫成形和降低電弧輻射強度?！緾O2氣體保護焊，簡稱CO2焊。CO2獲取容易，價格低廉，生產率高，易操作，但是焊縫成形不夠美觀。CO2氣體保護焊是黑色金屬材料最重要的焊接方法之一，適用于板厚1.6mm以上由低碳鋼、低合金鋼制造的各種金屬結構。3、電子束焊：利用加速和聚焦的電子束轟擊位于真空或非真空的焊件所產生的熱進行焊接。主要用于要求高質量產品的焊接，可焊很薄的精密器件，也可以焊接厚達300mm的構件。4、激光焊：將激光束投射到焊件上，光能轉化為熱能熔

8、化焊件進行焊接，最適于精密器件的焊接。5、電渣焊6、鋁熱焊（二）、壓焊 必須施加壓力，加熱是為了加速實現焊接。壓焊屬同相焊接，若需加熱，其溫度通常低于母材的熔點，一般不使用填充材料。 電阻焊為壓焊中最重要的一種，電阻焊是工件組合后通過電極施加壓力，利用電流流過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產生的電阻熱進行焊接的方法。 電阻焊有兩大顯著特點：一是焊接的熱源是電阻熱，故稱電阻焊；二是焊接時需施加壓力，故屬于壓焊。按工藝特點分電阻焊有點焊、凸焊、縫焊、對接焊。1、點焊：兩棒狀銅合金電極將焊件壓緊后通電（低壓高流）加熱，在焊件之間生成橢球狀的點狀焊縫?！景垂╇姺绞讲煌?，點焊分單面點焊和雙面點焊，前者只從工件一

9、側供電，后者從工件兩側供電。按一次形成焊點的數量分有單點焊和多點焊。多點焊時使用兩對以上的電極，在同一工序上完成多個焊點的焊接。每一個焊點可以根據需要一次連續(xù)通電，或多次通電完成焊接，前者稱單脈沖焊，后者稱多脈沖焊?！奎c焊的接頭形式必須是搭接。應用：低碳鋼薄壁（t 3mm）沖壓結構，也可焊鋁、鎂及其合金，適于大批量生產?！驹诒“宓臎_壓焊接構件中，點焊的應用十分廣泛。往往是將比較簡單的沖壓件通過點焊而組合成復雜的部件?，F代的汽車制造中大量使用點焊，一輛普通的轎車至少有5000個焊點，例如國產帕薩特B5車身焊點有5892個。家用電冰箱、洗衣機等的外殼也都采用沖壓點焊的結構。在航天飛行器和飛機的制造

10、中，點焊可用于鋁合金、低合金鋼或鈦合金等制成的零部件的組裝加工?！?、縫焊：縫焊原理與點焊相同，區(qū)別在于縫焊是以圓盤狀銅合金電極(又稱滾輪電極)代替點焊的棒狀電極?！竞附訒r，滾輪電極壓緊工件的同時，并作滾動。使工件產生移動。電極在滾動過程中通電，每通一次電就在工件間形成一個焊點。連續(xù)通電，在工件間便出現相互重疊的焊點，從而形成連續(xù)的焊縫。】縫焊接頭也是搭接形式，由于焊縫是焊點的連續(xù)，所以用于焊接要求氣密或液密的薄壁容器，如油箱、水箱等。3、凸焊：是點焊的一種變型。焊接前首先在一個工件上預制凸點(或凸環(huán)等)，焊接時在電極壓力下電流集中從凸點通過，電流密度很大，凸點很快被加熱、變形和熔化而形成焊點

11、。在汽車、飛機、儀器、無線電等工業(yè)部門應用較多，如緊固件、金屬網的焊接和無線電元器件的封裝等。4、對接焊：焊接時將焊件置于夾具(電極)中夾緊，并使兩焊件端面壓緊，然后通電加熱；當焊件端面及附近金屬被加熱到一定溫度時，斷電并突然增大壓力進行頂鍛、兩工件使在固態(tài)下對接起來?！倦娮鑼傅慕宇^表面較光滑，無毛刺。但高溫時對接的端面易受空氣侵蝕，形成夾雜而降低接頭力學性能。若質量要求較高時，則在保護氣（如氬氣、氮氣等）中進行焊接?！拷宇^形式多為對接，焊件斷面形狀一般是圓形，如軸、桿、管子等，在鋼筋、管道、拉桿、小鏈環(huán)等的生產中使用。(三)、釬焊：是采用比母材熔點低的金屬材料作釬料，利用加熱成液態(tài)的釬料填

12、充接頭間隙，并與母材相互擴散，實現連接焊件的焊接方法。在釬焊中，當釬料的熔點溫度高于450攝氏度時稱為硬釬焊，當釬料的熔點溫度低于450攝氏度時稱為軟釬焊。釬焊時母材不熔化，只熔化起連接作用的釬料?！锯F焊適用范圍極廣，可以釬焊的材料有同種金屬、異種金屬、金屬與非金屬、非金屬與非金屬?！库F焊最適于薄件、小件、精密件或形狀復雜而多釬縫的焊件的焊接。最宜于采用搭接接頭的結構形式，因為釬縫強度較母材低，往往是通過擴大搭接面積來提高接頭的承載能力?！锯F焊應用領域很多。在國防和尖端技術部門中，如噴氣發(fā)動機、火箭發(fā)動機、原子能設備制造中都大量采用釬焊技術。在機電制造業(yè)中，釬焊技術己用于制造硬質合金刀具、鉆探鉆頭、換熱器、散熱器、自行車車