焊接基礎(chǔ)知識

1、焊接基礎(chǔ)知識主講人：符辰堅(jiān)第1頁第一節(jié)：概述一、焊接的定義及分類一、焊接的定義及分類焊接焊接通過加熱或加壓，或通過加熱或加壓，或兩者并用，用或不用填充材兩者并用，用或不用填充材料，使焊件達(dá)到結(jié)合的一種料，使焊件達(dá)到結(jié)合的一種加工工藝方法。加工工藝方法。 金屬連接 可拆卸連接 （螺栓連接、鍵連接等） 永久性連接鉚接 焊接 加熱加壓實(shí)現(xiàn)方式1.焊接的定義第2頁2.焊接的分類焊焊接接的的分分類類壓焊 對焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。（鍛焊、電阻焊、摩擦焊和氣壓焊、冷壓焊、爆炸焊等）釬焊 熔化焊 將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，然后冷卻結(jié)晶成一體的方法。采用熔點(diǎn)低于焊件(母材)的釬料與焊件

2、一起加熱，使釬料熔化(焊件不熔化)后，依靠釬料的流動充填接頭預(yù)留空隙中，并與固態(tài)的母材相互擴(kuò)散、溶解，冷卻后實(shí)現(xiàn)焊接的方法。第3頁第3頁第4頁二、焊接的特點(diǎn)二、焊接的特點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn) 1)焊接可節(jié)省金屬材料，接頭強(qiáng)度高與鉚接相比，焊接可以節(jié)省金屬材料，從而減輕了結(jié)構(gòu)的重量；與粘接相比，焊接具有較高的強(qiáng)度，焊接接頭的承載能力可以達(dá)到與焊件材料相同的水平。2)焊接工藝過程比較簡單，生產(chǎn)率高焊接既不需像鑄造那樣要進(jìn)行制作木型、造砂型、熔煉、澆鑄等一系列工序，也不像鉚接那樣要開孔、制造鉚釘并加熱等，因而縮短了生產(chǎn)周期。第5頁 3)焊接接頭質(zhì)量好 焊接接頭不僅強(qiáng)度高，而且其它性能(物理性能、耐熱性能、耐腐蝕

3、性能及密封性)都能夠與焊件材料相匹配。 4)焊接方法利用率高 焊接可以化大為小，并能將不同材料連接成整體制造雙金屬結(jié)構(gòu)；還可將不同種類的毛坯連成鑄一焊、鑄一鍛一焊復(fù)合結(jié)構(gòu)，從而充分發(fā)揮材料的潛力，提高設(shè)備利用率，用較小的設(shè)備制造出大型的產(chǎn)品。第6頁2.缺點(diǎn) (1)由于施工和管理的不善，容易產(chǎn)生各種焊接缺陷。 (2)焊后未經(jīng)熱處理的焊接構(gòu)件，有較大的殘余變形和殘余應(yīng)力。 (3)焊接過程中，往往產(chǎn)生大量的光輻射，有害氣體和煙塵，不利于焊工的身體健康。 實(shí)際應(yīng)用中，要楊長避短，對材料、焊機(jī)、施工方法、質(zhì)量檢查、性能保證等，要具備充分的有關(guān)焊接知識和技術(shù)水平。第7頁第二節(jié)：電阻焊電阻焊屬于壓焊范疇，其

4、中主要包裹點(diǎn)焊、凸焊、縫焊、對焊等方式，在次我們主要介紹點(diǎn)焊、凸焊。一、電阻點(diǎn)焊原理一、電阻點(diǎn)焊原理點(diǎn)焊是將被焊工件壓緊于兩電極之間，并通以電流，利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱將其加熱到熔化或塑性狀態(tài)，使之形成金屬結(jié)合的一種方法。第8頁二、電阻點(diǎn)焊設(shè)備二、電阻點(diǎn)焊設(shè)備電阻點(diǎn)焊機(jī)是由變壓器、控制器和帶有可更換電極臂的槍組成。 第9頁 變壓器是將低電流強(qiáng)度的220V或380V的電壓變?yōu)?5V的高電流強(qiáng)度的焊接電壓。 可以調(diào)節(jié)變壓器輸出焊接電流的強(qiáng)弱，并可以調(diào)節(jié)出精確的焊接電流通電時間。在焊接時間內(nèi)，焊接電流被接通并通過被焊接的金屬板，然后電流被切斷。焊接電流的大小由金屬板的厚度和電極

5、臂長度來決定。 3. 3.焊槍焊槍 焊槍通過電極臂向被焊接技術(shù)施加擠壓力，并流入焊接流。焊接開關(guān)電極電極臂第10頁二、電阻點(diǎn)焊焊接三要素二、電阻點(diǎn)焊焊接三要素 電阻點(diǎn)焊的三個基本要素分別為電極壓力、電流和時間。 兩個金屬板件直接的焊接機(jī)械強(qiáng)度與焊槍電極施加在金屬板上的力有直接的關(guān)系。焊槍電極的壓力太小、電流過大都會產(chǎn)生焊接飛濺物，導(dǎo)致焊接接頭強(qiáng)度降低。焊槍電極壓力太大會使焊點(diǎn)過小，并降低焊接部位的機(jī)械強(qiáng)度。焊槍壓力過高會使電極頭壓入被焊金屬，壓入深度過大使焊接質(zhì)量降低。焊點(diǎn)被電極壓入的深度不能超過板厚的一半。 第11頁2. 2.焊接電流焊接電流 給金屬板加壓后，強(qiáng)電流流過焊槍電極，然后流入兩個

6、金屬板件。在金屬板的結(jié)合處電阻值最大，電阻熱使溫度迅速上升，電流不斷流過，金屬便熔化并熔合在一起，電流太大或壓力太小，將會產(chǎn)生內(nèi)部飛濺物。如果適當(dāng)減小電流強(qiáng)度或增加壓力，使焊接濺出物減小到最小值。第12頁 電流停止后，焊接部位熔化的金屬開始冷卻，凝固的金屬形成圓而平的焊點(diǎn)。對焊點(diǎn)施加的壓力合適，焊點(diǎn)的結(jié)構(gòu)緊密，有很高的機(jī)械強(qiáng)度。加壓時間是一個重要因素，時間太短會使金屬熔合不夠緊密。第13頁三、焊接循環(huán)三、焊接循環(huán) 點(diǎn)焊和凸焊時焊接循環(huán)F-電極壓力 I-焊接電流 t1-預(yù)壓時間 t2-通電時間 t3-維持時間 t4-休止時間點(diǎn)焊和凸焊的焊接循環(huán)由四個基本階段組成，如右圖所示。1、預(yù)壓時間t1-從

7、電極開始下降到焊接電流接通這段時間。這一時間為了確保通電前電極能壓緊焊件，使焊件之間緊密接觸。2、通電加熱時間t2-焊接電流通過焊件產(chǎn)生熔核的時間。3、維持時間t3-焊接電流切斷后電極壓力繼續(xù)保持一段時間，在此期間，熔核冷卻結(jié)晶。4、休止時間t4由電極開始提升到電極再次下降，準(zhǔn)備在下一個焊點(diǎn)處壓緊焊件時間。第14頁四、電阻點(diǎn)焊質(zhì)量四、電阻點(diǎn)焊質(zhì)量點(diǎn)焊通常采用搭接接頭和折邊接頭。接頭可以由兩個過兩個以上等厚或不等厚的焊件組成。在設(shè)計(jì)點(diǎn)焊接頭盒結(jié)構(gòu)時，應(yīng)遵循如下原則：1、焊點(diǎn)到焊件邊緣距離不宜過小。邊距最小值取決于被焊金屬的種類、焊件厚度和焊接規(guī)范，對于屈服強(qiáng)度較高的金屬、薄板或用強(qiáng)規(guī)范焊接焊接時

8、可取較小值。2、應(yīng)有足夠的搭接量，一般搭接量是可取邊距的兩倍。3、為了限制分流，應(yīng)有合適的點(diǎn)距，其最小值與焊件厚度、金屬的導(dǎo)電率、表面清潔度以及熔核的直徑有關(guān)。4、裝配間隙必須盡可能小。因?yàn)榭繅毫οg隙將消耗一部分電極壓力，使實(shí)際的電極壓力降低。同時必須方便地抵達(dá)焊接部位，即電極的可達(dá)性要好。點(diǎn)焊接頭設(shè)計(jì)第15頁第16頁點(diǎn)焊質(zhì)量八種缺陷虛焊虛焊 無熔核或熔核尺寸小于規(guī)定值無熔核或熔核尺寸小于規(guī)定值。 虛焊第17頁焊點(diǎn)熔核尺寸測量方法：(D+d)/2熔核規(guī)定值序號序號其中較薄的板材厚度其中較薄的板材厚度mm焊核的直徑要求焊核的直徑要求mm10.70.84.021.01.24.531.41.65

9、.041.82.05.652.06.3第18頁焊點(diǎn)穿孔焊點(diǎn)穿孔 焊點(diǎn)中含有穿透整個焊點(diǎn)的通孔焊點(diǎn)中含有穿透整個焊點(diǎn)的通孔。若發(fā)現(xiàn)焊點(diǎn)表面存在較深裂紋或凹坑，則可通若發(fā)現(xiàn)焊點(diǎn)表面存在較深裂紋或凹坑，則可通 過過背光法背光法檢測是否存在通孔檢測是否存在通孔焊點(diǎn)穿孔焊點(diǎn)裂紋焊點(diǎn)裂紋 焊點(diǎn)周圍有裂紋。焊點(diǎn)周圍有裂紋。a.圍繞焊點(diǎn)圓周有裂紋則不可不可接受接受;b.焊點(diǎn)表面由電極加壓產(chǎn)生的焊點(diǎn)表面裂紋(但非較大較深的裂縫)可以接受可以接受。第19頁第20頁 電極加壓形成的焊點(diǎn)未被金屬板材邊緣所包含電極加壓形成的焊點(diǎn)未被金屬板材邊緣所包含第21頁壓痕過深壓痕過深 焊點(diǎn)造成任一板材壓痕超過焊點(diǎn)造成任一板材壓痕

10、超過5050A/B50%B或者是C/D50%D第22頁板材扭曲板材扭曲 焊點(diǎn)造成板材表面扭曲超過焊點(diǎn)造成板材表面扭曲超過2525 變形超過變形超過25度度第23頁7 7、位置偏差：、位置偏差： 與標(biāo)準(zhǔn)焊點(diǎn)位置的距離超過與標(biāo)準(zhǔn)焊點(diǎn)位置的距離超過10mm10mm。標(biāo)準(zhǔn)焊點(diǎn)位置標(biāo)準(zhǔn)焊點(diǎn)位置實(shí)際焊點(diǎn)位置實(shí)際焊點(diǎn)位置第24頁8 8、漏焊：、漏焊： 實(shí)際焊點(diǎn)數(shù)量少于規(guī)定焊點(diǎn)數(shù)量。實(shí)際焊點(diǎn)數(shù)量少于規(guī)定焊點(diǎn)數(shù)量。漏焊第25頁點(diǎn)焊質(zhì)量檢查焊點(diǎn)質(zhì)量的檢驗(yàn)可采用目測檢驗(yàn)和破壞性實(shí)驗(yàn)。目測檢驗(yàn)是通過外觀判斷焊接質(zhì)量，而破壞性實(shí)驗(yàn)用于檢驗(yàn)焊接強(qiáng)度。 除用眼看和手摸來檢驗(yàn)焊接表面處的粗糙度外，還應(yīng)檢驗(yàn)焊接位置、焊點(diǎn)數(shù)量、

11、焊點(diǎn)間距、壓痕、氣孔和濺出物。 1、非 破壞性試驗(yàn)1、焊點(diǎn)外觀顏色分3圈；（有些電流大一點(diǎn)的只有兩圈）2、焊點(diǎn)較焊件平面有壓痕、圓度良好；3、焊核區(qū)表面光滑，無分層、甚至飛濺；顏色深黑（熱影響區(qū)）顏色灰色顏色淺黑（焊核區(qū)）第26頁鑿檢：鑿檢： 將專用鑿子在離焊點(diǎn)將專用鑿子在離焊點(diǎn)3 3 10mm10mm處插入至與處插入至與 被檢查的焊點(diǎn)內(nèi)端齊平，被檢查的焊點(diǎn)內(nèi)端齊平， 上上 下扳動鑿子以檢查焊點(diǎn)是否虛焊。下扳動鑿子以檢查焊點(diǎn)是否虛焊。 拔出鑿子，用錘子還原零件。拔出鑿子，用錘子還原零件。鑿子焊件錘子非破壞性檢查非破壞性檢查第27頁2、 破壞性試驗(yàn)撕裂實(shí)驗(yàn) 撕裂后應(yīng)在其中一個焊片上留有一個大于焊

12、點(diǎn)直徑的孔。 撕裂后撕裂后破洞焊核與板材連接在一起第28頁撕裂實(shí)驗(yàn) 撕裂后兩焊件焊接區(qū)只有焊接痕跡，而無破洞，則焊接強(qiáng)度不夠。 第29頁1、凸焊不允許有焊堆、焊渣、未焊透等焊接缺陷；焊后，外觀質(zhì)量不允許出現(xiàn)有偏焊、漏焊、焊錯的現(xiàn)象；焊后保證熔核均勻；2、凸焊件不允許開焊，凸焊的強(qiáng)度應(yīng)滿足工藝要求，采用扭矩扳手、套管等相關(guān)工具，進(jìn)行檢測凸焊焊接強(qiáng)度扭矩值。M5 30(N.m) M6 30(N.m) M8 40(N.m)M10 50(N.m) M11 55(N.m) M12 60(N.m) 第二節(jié)：電阻焊凸焊不帶螺紋的凸焊件，其強(qiáng)度要達(dá)到采用套管套住凸焊件。使套管傾斜15度，不開裂。第30頁第三節(jié)

13、：二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊一、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊原理一、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊原理二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊是利用二氧化碳作為保護(hù)氣體的熔化極電弧焊接方法。這種以二氧化碳?xì)怏w作為保護(hù)介質(zhì)，使電弧及熔池與周圍空氣隔離，防止空氣中氧、氮、氫對熔滴和熔池金屬的有害作用，從而獲得優(yōu)良的機(jī)械保護(hù)性能。 第31頁一、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊設(shè)備一、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊設(shè)備半自動二氧化碳保護(hù)焊設(shè)備由焊接電源、送絲機(jī)構(gòu)、焊槍、供氣系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)裝置及控制系統(tǒng)等幾部分組成。焊接電源送絲機(jī)構(gòu)供氣系統(tǒng) KR200AV焊槍送絲電機(jī)電磁氣閥遙控盒氣管流量計(jì)工件六芯電纜正極電纜負(fù)極電纜焊接電源A配電箱+_集中供氣接入點(diǎn)詳

14、圖詳圖第33頁三、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊主要規(guī)范參數(shù)三、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊主要規(guī)范參數(shù)6 氣體4 干伸長度2 焊接電壓7 極性3 焊接速度1 焊接電流5 焊絲第34頁焊接電流:根據(jù)焊接條件（板厚、焊接位置、焊接速度、材質(zhì)等參數(shù)）選定相應(yīng)的焊接電流。CO2焊機(jī)調(diào)電流實(shí)際上是在調(diào)整送絲速度。焊接電壓既電弧電壓: 提供焊接能量。電弧電壓越高，焊接能量越大，焊絲熔化速度就越快，焊接電流也就越大電壓偏高時:弧長變長,飛濺顆粒變大, 易產(chǎn)生氣孔. 焊道變寬,熔深和余高變小.電壓偏低時:焊絲插向母材,飛濺增加,焊道變窄，熔深和余高大。啪嗒！啪嗒！嘭！嘭！嘭！母材母材母材電壓偏高電壓偏低第35頁焊接速度：

15、焊接速度過快時:焊道變窄,熔深和余高變小。干伸長度：焊接過程中，保持焊絲干伸長度不變是保 證焊接過程穩(wěn)定性的重要因素之一。過長時：氣體保護(hù)效果不好，易產(chǎn)生氣孔，引弧性能差,電弧不穩(wěn),飛濺加大, 熔深變淺，成形變壞.過短時：看不清電弧,噴嘴易被飛濺物堵塞,飛濺大，熔深變深，焊絲易與導(dǎo)電咀粘連.焊接電流一定時，干伸長度的增加，會使焊絲熔化速度增加，但電弧電壓下降，電流降低，電弧熱量減少。 熱量=干伸長度熱量+電弧熱量干伸長度工件導(dǎo)電咀第35頁焊絲：因CO2是一種氧化性氣體，在電弧高溫區(qū)分解為一氧化碳和氧氣，具有強(qiáng)烈的氧化作用，使合金元素?zé)龘p，所以CO2焊時為了防止氣孔，減少飛濺和保證焊縫較高的機(jī)械

16、性能，必須采用含有S i、M n等脫氧元素的焊絲。 CO2焊使用的焊絲既是填充金屬又是電極，所以焊絲既要保證一定的化學(xué)性能和機(jī)械性能，又要保證具有良好的導(dǎo)電性能和工藝性能。CO2焊絲分為實(shí)芯焊絲和藥芯焊絲兩種.第37頁二氧化碳?xì)怏w 作用：隔離空氣并作為電弧的介質(zhì)。 純度：純度要求大于 99.5%，含水量小于0.05%。 性質(zhì)：無色，無味，無毒，是空氣密度的1.5倍，比水輕。 存儲：瓶裝液態(tài)，每瓶內(nèi)可裝入(25 - 30)Kg液態(tài)CO2。 加熱：氣化過程中大量吸收熱量，因此流量計(jì)必須加熱。 容量：每公斤液態(tài)CO2可釋放509升氣體，一瓶液態(tài)二氧化 碳可釋放15000升左右氣體，約可使用10-16小時。 流量：小于350A焊機(jī)：氣體流量為15-20升/分 大于350A焊機(jī)：氣體流量