第二節(jié)其它常用焊接方法

1、第二節(jié)其它常用焊接方法二、常見焊接方法的工藝與特點(diǎn) 1埋弧焊的工藝與特點(diǎn)埋弧焊的縱截面示意圖 埋弧焊的縱截面圖送絲方向焊接方向渣池焊劑渣殼焊絲熔深電弧溶池焊縫焊件（1）埋弧自動焊的工藝焊絲：相當(dāng)于手工電弧焊焊條鋼芯，具有引弧和填充金屬的作用；焊劑：相當(dāng)于手工電弧焊焊條藥皮，起隔離空氣，保護(hù)熔池和焊縫金屬，并起一系列冶金作用。焊劑的分類：熔煉焊劑：含有Mn、Si、Ca、Mg、Al、Ba、Fe等金屬氧化物和硅酸鹽，具有化學(xué)成分均勻，焊劑顆粒強(qiáng)度大，不易吸收水分，可回收重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)；燒結(jié)焊劑：具有渣殼薄，利于脫渣，焊劑的密度小，便于吸抽自動回收的優(yōu)點(diǎn)，其綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于同類型的熔煉焊劑；陶質(zhì)焊

2、劑：用礦石、鐵合金及粘接劑按一定的比例配制成顆粒狀焊劑，這類焊劑易于向焊縫金屬補(bǔ)充或添加合金元素。但顆粒強(qiáng)度較低，容易吸潮。所焊鋼號焊接材料焊絲牌號焊劑牌號Q235、Q25520、25、20gH08A、H08MnAHJ431SJ50116Mn、16MnCu09Mn2、09MnVH08MnAH10Mn2HJ431、SJ501HJ23015MnV、15MnTi15MnVCu、16MnNbH10Mn2H08MnMoAHJ431、SJ301HJ350、SJ30112CrMo、15CrMoH08CrMoAHJ350、SJ30112CrMoVH08CrMoVAHJ350、SJ3011Cr18Ni900Cr

3、19Ni110Cr19Ni11Ti0Cr17Ni12Mo2H0Cr18Ni9H00Cr19Ni9H1Cr19Ni10NbH0Cr19Ni11Mo3HJ260HJ260HJ260HJ260常用碳鋼、低合金鋼和不銹鋼埋弧焊焊材選用實(shí)例 埋弧焊適于長直焊縫或較大直徑環(huán)形焊縫的焊接。 埋弧焊的工藝 坡口尺寸和接縫裝配間隙要求嚴(yán)格，坡口表面和接縫區(qū)應(yīng)去除氧化皮、銹斑和油污，以免產(chǎn)生氣孔。 當(dāng)焊件厚度20mm時，可進(jìn)行雙面焊接，也可采用開坡口單面焊接。 埋弧焊的引弧板和引出板焊接時引弧處和斷弧處質(zhì)量不易保證，常在焊縫兩端添加引弧板和引出板，焊后去除。圖4-7 埋弧焊的引弧板和引出板引弧板引出板埋弧焊的襯墊

4、焊接襯墊可防止電流過大而燒穿焊件 。銅襯墊 陶瓷襯墊焊劑襯墊圖4-8 埋弧焊的襯墊圓筒體零件的焊接圖4-9 環(huán)縫埋弧焊示意圖aa圓筒體環(huán)形焊縫對接時，焊絲位置如圖4-9所示，偏移量a與筒體直徑、焊接速度和焊接電流有關(guān)。 （2）埋弧自動焊的特點(diǎn) .焊接效率高，焊接的電流大，不用換焊條.焊縫金屬的力學(xué)性能高，質(zhì)量好，表面美觀；.熔深較大，不開或少開坡口，省材、省工時、成本低；.看不見弧光，煙霧少，勞動強(qiáng)度??；.適于焊接大尺寸規(guī)則焊縫的平焊。但設(shè)備復(fù)雜，不能立焊和仰焊，不適于復(fù)雜焊縫的焊接。2氣體保護(hù)焊的工藝與特點(diǎn) 以氣體作為保護(hù)介質(zhì)進(jìn)行的電弧焊是氣體保護(hù)焊的最大特點(diǎn)。 （1）氬弧焊以氬氣作為保護(hù)氣

5、體的氣體保護(hù)焊。 根據(jù)使用電極的不同，氬弧焊可分為熔化極氬弧焊和不熔化極（鎢極）氬弧焊兩種。 熔化極氬弧焊焊絲自動送進(jìn)，既作為電極，又不斷熔化進(jìn)入熔池。保護(hù)氣體從噴嘴中噴出保護(hù)焊接區(qū)域，因而能獲得優(yōu)質(zhì)的焊縫。焊接電流較大，常用于焊接較厚的焊件。鎢極氬弧焊用高熔點(diǎn)的鎢或鎢合金作為電極，焊絲作為添加金屬。鎢極和母材間產(chǎn)生電弧，焊嘴中噴出的保護(hù)氣體對焊接區(qū)域進(jìn)行保護(hù)。為減小電極損耗，焊接電流不宜太大，適于焊接厚度為0.56mm的薄板。 氬弧焊的特點(diǎn)： .焊縫質(zhì)量高，表面美觀；.電弧穩(wěn)定，金屬的飛濺少，表面無熔渣；.明弧焊，適于全位置焊接；.弧熱集中，焊接熱影響區(qū)小，焊接應(yīng)力和變形小。但設(shè)備和控制系統(tǒng)

6、比較復(fù)雜，焊接成本較高。適于有色金屬，不銹、耐蝕耐熱鋼，低合金鋼和稀有金屬的焊接。（2）CO2氣體保護(hù)焊 焊絲作為電極，電弧引燃后，焊絲端部、電弧及熔池被CO2氣體所包圍，可防止空氣對液態(tài)金屬的有害作用，熔池凝固后形成焊縫。 但CO2高溫分解為CO和O，與熔池中的鐵、碳及其它合金元素發(fā)生作用，造成氣孔和液態(tài)金屬的飛濺，合金元素的燒損。 CO2氣體保護(hù)焊CO2氣體保護(hù)焊的特點(diǎn) ：、焊接電流大，焊接速度快，且焊后不需要清渣，故其焊接效率高；、焊接接頭抗裂性好，裂紋傾向性小；、明弧焊，適于全位置焊接；、CO2成本低于Ar，因而焊接成本低于氬弧焊；、弧熱集中，焊接熱影響區(qū)小，致使焊件變形??；但焊縫合金

7、元素有一定的燒損，易產(chǎn)生氣孔，飛濺大，表面不夠光滑。CO2氣體保護(hù)焊的應(yīng)用：主要用于低碳鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的焊接。焊接厚度可達(dá)25mm，尤其適宜薄板（0.84mm）的焊接。廣泛應(yīng)用于造船、汽車、機(jī)車車輛、農(nóng)業(yè)機(jī)械等行業(yè)。3電阻焊的工藝與特點(diǎn) 定義：電阻焊是焊件組合后，通過電極施加壓力，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱，將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態(tài)，然后形成焊接接頭的焊接方法。 分類：電阻焊分為對焊、點(diǎn)焊和縫焊三種形式。 （1）點(diǎn)焊 點(diǎn)焊是焊件裝配成搭接接頭，利用柱狀電極加壓通電，產(chǎn)生電阻熱熔化焊件金屬，形成熔核（焊點(diǎn)）的電阻焊方法 點(diǎn)焊示意圖F冷卻水電極電極熔核焊件冷卻水溫

8、度熔點(diǎn)t/C分流現(xiàn)象分流現(xiàn)象：當(dāng)焊接第二點(diǎn)時，已成焊點(diǎn)會導(dǎo)通電流，造成功率損耗。使焊接處的電流減小，影響焊接質(zhì)量。電阻點(diǎn)焊接頭的最小點(diǎn)距見表46。L表46 電阻點(diǎn)焊接頭的最小點(diǎn)距工件厚度/mm 點(diǎn)距/mm 結(jié)構(gòu)鋼耐熱合金鋁合金0.5108151.01210151.51412202.01614253.02018304.0242235點(diǎn)焊接頭形式點(diǎn)焊接頭形式（2）縫焊 焊件裝配成搭接或?qū)咏宇^并置于兩滾輪電極之間，滾輪加壓焊件并轉(zhuǎn)動，帶動焊件向前移動，連續(xù)或斷續(xù)送電，利用電阻熱熔化焊件金屬，形成一連串焊點(diǎn)的電阻焊方法。 縫焊的特點(diǎn)：縫焊時，焊點(diǎn)相互重疊50%以上時，具有良好的密封性。但引縫焊分流嚴(yán)

9、重，焊接相同厚度的焊件，焊接電流約為點(diǎn)焊的1.52.0倍，壓力約為點(diǎn)焊的1.21.6倍。因此，要求使用大功率焊機(jī)。 縫焊示意圖縫焊的應(yīng)用縫焊主要用于焊縫規(guī)則，厚度3mm以下有密封性要求的薄壁結(jié)構(gòu)。如飛機(jī)和汽車的油箱、各種容器、鋼制散熱器等。 （3）對焊 定義：對焊是使兩個被焊零件沿整個接觸面焊合的電阻焊工藝。 、電阻對焊將焊件裝配成對接接頭，使其斷面緊密接觸，利用電阻加熱至塑性狀態(tài)，然后迅速施加頂鍛力完成焊接的電阻焊。固定電極移動電極加壓(a) 電阻對焊電阻對焊的特點(diǎn)：電阻對焊操作簡單，接頭外形勻稱。但焊前對焊接表面清理要求高，否則焊接質(zhì)量難以保證。適宜于焊接斷面緊湊、強(qiáng)度要求不高，直徑（或邊

10、長）小于20mm低碳鋼棒料和管材，或小于8mm的非鐵金屬棒料和管材的焊接。 、閃光對焊 焊件裝配成對接接頭，接通電源，并使其斷面逐漸移近至局部接觸，在電阻加熱下使斷面金屬熔化并飛出，形成閃光，直至端部在一定深度范圍內(nèi)達(dá)到預(yù)定溫度時，迅速施加頂鍛力完成焊接的電阻焊。 固定電極移動電極加壓(b) 閃光對焊閃光對焊的特點(diǎn)：、接頭中夾渣少，焊接質(zhì)量好，接頭強(qiáng)度高；、焊前對焊件端面的清理要求不嚴(yán)，可以焊接截面形狀復(fù)雜或具有不同截面的焊件；、但缺點(diǎn)是閃光對焊金屬損耗大，焊后接頭毛刺需要加工清理，勞動條件差；、常用于受力較大的重要工件的焊接；、可焊接同種金屬，也可焊接異種金屬，如鋁-銅、鋁-鋼等。 對焊的接

11、頭形式及應(yīng)用電阻對焊和閃光對焊兩母材截面應(yīng)相同或相近，見圖。 對焊主要用于焊接鉆頭、刀具、鋼軌、鋼筋、輪圈、鏈條、石油鉆桿、銅鋁過渡接頭等的焊接。 對焊接頭形式4電渣焊 電渣焊是利用電流通過熔渣所產(chǎn)生的電阻熱熔化焊絲和母材而形成焊縫的一種焊接方法。能將任何厚度的焊件在垂直位置以一次行程完成全厚度焊縫的焊接。 電渣焊的特點(diǎn)：、一次焊接很厚的工件，生產(chǎn)率高； 、不需開坡口，省工、省料、省焊劑，成本低； 、焊縫金屬保持液態(tài)的時間長，使金屬液體中的氣體和雜質(zhì)能較充分析出，缺陷少； 、焊接熱量較大，散熱較慢，晶粒粗大，沖擊韌性下降，需正火。 電渣焊的應(yīng)用：電渣焊適于焊接40450mm的厚板，一般用于直縫

12、，也可用于環(huán)縫焊接。用于制造鍛焊、鑄焊結(jié)構(gòu)件，如大噸位的壓力機(jī)和重型機(jī)床的機(jī)座、大型水輪機(jī)的轉(zhuǎn)子等。廣泛用于鍋爐、壓力容器、鍛壓機(jī)械、重型機(jī)械和船舶機(jī)械等行業(yè)?？梢院附痈鞣N碳鋼、低合金鋼、中合金鋼、鎳鉻不銹鋼和鋁等。 5等離子弧焊與切割 利用某些裝置使自由電弧的弧柱受到壓縮，使弧柱氣體完全電離，產(chǎn)生比自由電弧溫度高、能量密度大、流焰可控的等離子弧。借助水冷噴嘴對電弧的約束作用，獲得較高能量密度的等離子弧進(jìn)行焊接的方法稱為等離子弧焊。 圖432 等離子弧發(fā)生裝置示意圖1直流電源；2高頻振蕩器；3冷卻水；4噴嘴；5鎢極；6Ar或N2；7等離子??；8焊件；9電阻345671298等離子弧發(fā)生裝置示意

13、圖1、機(jī)械壓縮效應(yīng)2、熱壓縮效應(yīng)3、電磁壓縮效應(yīng)等離子弧的壓縮效應(yīng)：（1）機(jī)械壓縮效應(yīng)：電弧通過噴嘴通道噴出時，其截面受到了約束，通道對電弧產(chǎn)生壓縮作用；（2）熱壓縮效應(yīng)：水冷噴嘴使弧柱外層冷卻，迫使帶電粒子向弧柱中心移動，弧柱被進(jìn)一步壓縮；（3）電磁壓縮效應(yīng)：定向運(yùn)動的帶電粒子流在弧柱中的運(yùn)動可看成是無數(shù)根相互平行的載流導(dǎo)體，在弧柱電流本身產(chǎn)生的磁場作用下，產(chǎn)生的電磁力使弧柱又進(jìn)一步被壓縮。 等離子弧焊的特點(diǎn)：（1）等離子弧挺直，使焊接電弧穩(wěn)定，在0.1A電流時仍能穩(wěn)定燃燒。（2）因而穿透力強(qiáng)，除了能夠焊接和切割厚大板材外，還可以焊接箔材。（3）焊接速度快，生產(chǎn)率高，焊縫的寬度和高度均勻一致

14、，焊縫表面光潔，焊接變形小。 但的焊接設(shè)備復(fù)雜，價格較高，氣體流速高，消耗保護(hù)氣體量大。6摩擦焊圖4.17 摩擦焊a）主軸旋轉(zhuǎn)F1F2d）保壓c）制動頂鍛F1F2b）施加摩擦壓力F2F1摩擦焊的特點(diǎn)： 、焊件接觸表面的氧化膜和雜質(zhì)被清除，接頭組織致密，無氣孔、夾渣等缺陷，接頭質(zhì)量好。、焊件焊后的幾何尺寸（同軸度和焊件長度）精度高，零件可在加工后進(jìn)行裝配焊接。、焊接操作簡單，無需焊接材料，容易實(shí)現(xiàn)自動控制，生產(chǎn)率高。、能耗低，耗電量僅為閃光對焊的1/101/15。、應(yīng)用范圍廣，不僅焊接同種金屬，也可焊接異種金屬。摩擦焊接頭形式 圖4-11 摩擦焊接頭形式 管管 管管 桿管 桿桿 管板 桿板7釬焊 釬焊是利用熔點(diǎn)比焊件低的金屬作為釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材的熔化溫度，釬料熔化并潤濕釬焊面，依靠兩者的擴(kuò)散形成釬焊焊接接頭的方法。 熔化的釬料釬焊的分類：（1）硬釬焊 釬料熔點(diǎn)在450C以上，接頭強(qiáng)度在200MPa以上。如銅