焊工工藝學(xué)教學(xué)(全部)課件

1、焊工工藝學(xué)教師講義第一章 焊接的基本知識第一節(jié) 焊接的概念和焊接方法的分類一、焊接的概念金屬焊接是指通過適當(dāng)?shù)氖侄?，如通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料， 使兩個分離的金屬物體（同種金屬或異種金屬）產(chǎn)生原子（分子）間結(jié)合而連接成一體的連接方法。焊接不僅可以解決各種鋼材的連接，而且還可以解決鋁、銅等有色金屬及鈦、鋯等特種金屬材料的連接，因而廣泛應(yīng)用于國民生產(chǎn)與人民生活的各個方面。二、常用焊接方法簡介按焊接過程中金屬所處的狀態(tài)不同，可以把焊接方法劃分為三大類，即熔焊、壓焊和釬焊。一、焊條的組成與作用 焊條由兩部分組成，表面的藥皮與內(nèi)部的焊芯組成，如圖1-1所示。 圖1-1第二節(jié) 焊條

2、 二、焊條的分類、型號與選用 1.焊條的分類 （1）按用途分類。按原國家機械工業(yè)委員會在焊接材料產(chǎn)品樣本中分為10大類：結(jié)構(gòu)鋼焊條（J）、鉬及鉻鉬耐熱鋼焊條（R）、低溫鋼焊條（W）、不銹鋼焊條（鉻不銹鋼焊條G、鉻鎳不銹鋼焊條A）、堆焊焊條（D）、鑄鐵焊條（Z）、鎳及鎳合金焊條（Ni）、銅及銅合金焊條（T）、鋁及鋁合金焊條（L）、特殊用途焊條（TS）。 （2）藥皮熔化后熔渣酸堿性分類。按熔渣酸堿性可分為：酸性焊條（熔渣酸堿度小于1.5）與堿性焊條（熔渣酸堿度大于1.5）兩類。 二、焊條的分類、型號與選用 2.焊條的型號 （1）碳鋼焊條型號表示。 （2）低合金鋼焊條型號表示。 根據(jù)國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，

3、低合金鋼焊條型號用字母“E”與4位數(shù)字表示。 （3）不銹鋼焊條型號表示。不銹鋼焊條表示舉例如圖1-2與圖1-3所示。 圖1-2 不銹鋼焊條型號 圖1-3 不銹鋼焊條型號 3.焊條的牌號 焊條的牌號是根據(jù)焊條的主要用途及性能特點對焊條產(chǎn)品具體命名的，并由焊條廠制定。 焊條牌號是用1個漢語拼音字母及漢字與3位數(shù)字表示，拼音字母或漢字表示焊條各大類，后面的3位數(shù)字中，前兩位數(shù)字表示各大類中的若干小類，第三位數(shù)字表示各種焊條牌號的藥皮類型及焊接電源種類，其含義見表1-4。 4.焊條規(guī)格 常用焊條的直徑和長度規(guī)格見表 1-5. 第三節(jié) 電焊機的型號及分類 一、電焊機的組成及作用 電焊機一般由大功率電源變

4、壓器（10KW以上）、電抗器、引線電纜及焊鉗等組成。 電源變壓器的作用是將電網(wǎng)電壓降到60-70V低壓，供安全操作用。 二、電焊機代表符號 電焊機的代表符號見表 1-6。 三、型號編制舉例 AX-320為具有下降外特性的直流弧焊發(fā)電機，額定焊接電流為320A。 ZX5-400為具有下降外特性晶閘管弧焊整流器，額定焊接電流為400A。 ZX7-400為具有下降外特性逆變式弧焊整流焊機，額定焊接電流為400A。 四、電焊機的分類 電焊機是焊接用的主要設(shè)備，電焊機具體分類如圖1-4所示。 圖1-4 電焊機的分類 第四節(jié) 焊接設(shè)備的選用 一、焊條電弧焊對焊機的要求 （1）要求焊機能承受焊接回路短時間的

5、持續(xù)短路，能限制短路電流值，使之不超過焊接電流的50%，防止焊接因短路過熱而燒壞。 （2）具有良好的動特性。短路時，電弧、電壓等于零，要求恢復(fù)到工作電壓的時間不超過0.05s。 （3）具有足夠的電流調(diào)節(jié)范圍和功率。 二、 弧焊電源 按弧焊電源輸出的焊接電流波形形狀將弧焊電源分為交流弧焊電源、直流弧焊電源和脈沖弧焊電源三種類型。每種類型的弧焊電源，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點不同又可分為多種形式。如圖1-5所示。 二、 弧焊電源 圖1-5 弧焊電源的種類 三、焊條電弧焊設(shè)備 1.焊條電弧焊的型號 圖1-6 焊條電弧焊的型號的編制次序 2.焊條電弧焊設(shè)備焊條電弧焊設(shè)備的選用原則見表1-8。 四、埋弧焊設(shè)備 1.

6、埋弧焊機的分類 埋弧焊機的分類見表1-9。2.埋弧焊機的組成完整的自動埋弧焊機一般包括弧焊電源、送絲機構(gòu)、行走機構(gòu)、控制箱(盒)、焊(槍)頭調(diào)整機構(gòu)和易損件及輔助裝置等組成。 3.埋弧焊機實例 ZD5-1000/1250晶閘管控制自動埋弧機,其中,Z代表弧焊整,D代表多特性;5代表晶閘管式,1000代表額定電流（1000）;可焊材料：碳鋼、合金鋼、不銹鋼;焊接厚度：適合4mm以上厚度的材料;焊接位置：平板對接、T型角焊縫、船型角焊縫、圓周焊縫.使用行業(yè)：鋼結(jié)構(gòu)、造船、鐵路、電建、冶金、鍋爐、壓力容器等。五、熔化極氣體保護焊設(shè)備 圖1-7 氣電立焊擺動機構(gòu) 六、等離于弧焊設(shè)備 圖1-8 等離子弧

7、焊設(shè)備組成 七、激光焊接設(shè)備 激光焊接設(shè)備主要由激光器、導(dǎo)光系統(tǒng)、焊接機和控制系統(tǒng)組成。 CO2氣體激光器和YAG固體激光器兩種。兩者優(yōu)缺點比較見表1-11。 八、焊接設(shè)備的選用原則 （1）根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)所選用材料的厚度、所需焊機容量等選用相應(yīng)的焊接設(shè)備。 （2）根據(jù)焊條類型、母材材質(zhì)、焊接結(jié)構(gòu)選擇弧焊設(shè)備。 （3）選用焊接設(shè)備時，應(yīng)注意觀察該設(shè)備銘牌上所標(biāo)注的額定焊接電流值。 （4）根據(jù)綜合情況選擇焊接設(shè)備。第二章 氣焊與氣割第一節(jié) 氣體火焰一、氣焊與氣割使用的氣體 二、氣體火焰 生產(chǎn)中所采用的可燃氣體多數(shù)是采用乙炔氣體，助燃氣體采用氧氣，乙炔與氧氣混合燃燒產(chǎn)生的火焰稱為氧-乙炔焰。1.火焰的

8、種類及特點根據(jù)氧氣與乙炔的不同混合比例所產(chǎn)生的火焰分為：中性焰、碳化焰和氧化焰等，3種火焰的形式如圖2-1所示。 圖2-1 氣體火焰2.各種火焰的獲得氧氣與乙炔不同的混合比例燃燒所產(chǎn)生的火焰也不同，為了獲得最好的焊接或切割效果，就需要根據(jù)不同工作條件調(diào)節(jié)正確氣體火焰。（1）碳化焰 （2）中性焰 （3）氧化焰 3.氣體火焰異?，F(xiàn)象與解決辦法在現(xiàn)場工作中，氣體火焰隨時可能發(fā)生異?，F(xiàn)象，這里列出常見異?，F(xiàn)象及解決方案。（1）火焰熄滅或火焰強度不夠.產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有：乙炔管道內(nèi)有水；壓力調(diào)節(jié)器性能不良；回火保險性能不良。解決辦法：清理乙炔皮管，排除集水；更換壓力調(diào)節(jié)器；調(diào)整好回火保險器的水位。

9、（2）回火時有爆破聲 。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有：焊嘴或氣割火焰噴嘴堵塞或嘴的孔徑擴大與變形；氣體流量不足；混合氣體未完全排除；乙炔壓力過低。解決辦法：清理焊嘴或氣割火焰噴嘴及射吸管積碳，更換焊嘴或氣割火焰噴嘴；排除皮管中的水；排除焊炬或氣割炬內(nèi)的空氣；檢查乙炔發(fā)生器。（3）氧氣倒流 產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有：火焰噴嘴堵塞，焊炬損壞無射吸力。解決辦法：清理焊嘴；更換或修理焊炬。（4）回火有異樣聲響并伴有焊炬或氣割炬手把發(fā)燙 產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能有：乙炔供給不足；射吸力降低；焊嘴或氣割火焰噴嘴離工件太近；焊嘴或氣割火焰噴嘴過熱、孔道污物堵塞、擴大、變形。解決辦法：檢查乙炔供給系統(tǒng)；檢查焊炬或氣

10、割炬；使焊嘴或氣割火焰噴嘴與工件保持適當(dāng)距離；關(guān)閉氧氣、乙炔，水冷焊炬或氣割炬。 第二節(jié) 氣焊 氣焊是用氣體火焰為熱源的一種焊接方法。應(yīng)用最多的是以乙炔氣作燃料的氧乙炔火焰焊接。由于設(shè)備簡單，操作方便，但氣焊加熱速度及生產(chǎn)率較低，熱影響區(qū)較大，且容易引起較大的變形。氣焊可用于很多黑色金屬、有色金屬及合金的焊接。一般適用于維修及單件薄板焊接。一、氣焊的設(shè)備氣焊是利用氣體燃燒所產(chǎn)生的高溫火焰來進行焊接的，如圖2-2所示?；鹧嬉环矫姘压ぜ宇^的表層金屬熔化，同時把金屬焊絲熔入接頭的空隙中，形成金屬熔池。當(dāng)焊炬向前移動，熔池金屬隨即凝固成為焊縫，使工件的兩部分牢固地連接成為一體。 1-焊絲 2-焊嘴

11、3-工件 圖2-2 氣焊（1）氧氣瓶。氧氣瓶是運送和存儲高壓氧氣的容器，常用的 容積為40L，工作壓力為15MPa，其結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。 圖2-3 氧氣瓶與溶解乙炔氣瓶 2.乙炔發(fā)生裝置或存儲器 （1）乙炔發(fā)生器，如圖2-4所示。 圖2-4 乙炔發(fā)生器（2）溶解乙炔氣瓶，如圖2-3（b)所示。（3）減壓器，如圖2-5所示。（4）回火保險器。 圖2-5 減壓器 （5）焊矩，如圖2-6所示。 圖2-6 氧-乙炔射吸式焊炬 1.氣焊工藝（1）焊絲和焊劑。氣焊所用的焊絲是沒有藥皮的金屬絲；其成分與工件基本相同，原則上要求焊縫與工件達到相等的強度。焊絲的直徑是根據(jù)工件的厚度而定。焊接厚度為 3 mm以

12、下的工件時，所用的焊絲直徑與工件的厚度基本相同。焊接較厚的工件時，焊絲直徑應(yīng)小于工件厚度。焊絲直徑一般不超過 6 mm。 焊接合金鋼、鑄鐵和有色金屬時，熔池中容易產(chǎn)生高熔點的穩(wěn)定氧化物，如 Cr2O3、SiO2和Al2O3等，使焊縫中夾渣。故在焊接時，使用適當(dāng)?shù)暮竸膳c這類氧化物結(jié)成低熔點的熔渣，以利浮出熔池。 二、氣焊工藝常用焊劑型號及性能見表2-4。（2）氣焊工藝參。氣焊的接頭型式和焊接空間位置等工藝問題的考慮，與焊條電弧焊基本相同，詳見第二章焊條電弧焊講解內(nèi)容。氣焊的焊接規(guī)范則主要是確定焊絲的直徑、火焰類型及火焰能率、焊嘴的大小以及焊嘴對工件的傾斜角度、焊接速度等。不同材料氣焊時K值見

13、表2-5。 焊嘴的選擇見表2-6。夾角的選擇見表2-7與圖2-7所示。 圖2-7 工件厚度與焊嘴傾角關(guān)系 2.氣焊基本操作（1）基本操作。 焊矩握法。 點火、調(diào)節(jié)火焰與滅火。 左焊法與右焊法，如圖2-8所示。 圖2-8 左焊法與右焊法 （2）平焊、立焊、橫焊、仰焊操作。 平焊。平焊操作圖如圖2-9所示。圖2-9 平焊立焊。立焊操作如圖2-10所示。 圖2-10 立焊 橫焊。橫焊操作如圖2-11所示。 圖2-11 橫焊 仰焊。仰焊操作如圖2-12所示。 圖2-12 仰焊一、氣割過程 利用可燃氣體同氧混合燃燒所產(chǎn)生的火焰分離材料的熱切割，又稱氧氣切割或火焰切割。氣割時，火焰在起割點將材料預(yù)熱到燃點

14、，然后噴射氧氣流，使金屬材料劇烈氧化燃燒，生成的氧化物熔渣被氣流吹除，形成切口，只要把割炬向前移動，就能把工件連續(xù)切開。氣割設(shè)備主要是割炬和氣源。割炬是產(chǎn)生氣體火焰?zhèn)鬟f和調(diào)節(jié)切割熱能的工具其結(jié)構(gòu)影響氣割速度和質(zhì)量。采用快速割嘴可提高切割速度，使切口平直，表面光潔。氣割過程如圖2-13所示。 第三節(jié) 氣割 1-割縫 2-割嘴 3-氧氣流 4-工件 5-氧氣物 6-預(yù)熱火焰 圖2-13 氣割過程氣割的條件包括：一、金屬的燃點應(yīng)低于其熔點；二、金屬氧化物的熔點應(yīng)低于金屬的熔點。常用金屬及其氧化物熔點，見表2-8。二、氣割條件 三、氣割工藝 1.氣割割炬（1）手工氣割割矩，如圖2-14所示。1-割嘴

15、2-割嘴螺母 3-割嘴接頭 4-氧氣接頭螺紋 5-氧氣螺母 6-氧氣皮管接頭 7-乙炔接頭螺紋 8-乙炔螺母 9-乙炔皮管接頭 圖2-14 割炬（2）機械氣割工具。GCD2-100A半自動氣割機如圖2-15所示。數(shù)控龍門式火焰切割機如圖2-16所示。 圖2-15 GCD2-100A半自動氣割機 圖2-16 數(shù)控龍門式火餡切割機 2.氣割工藝參數(shù)（1）氣割割嘴到工件表面的距離（L）（2）預(yù)熱時間（3）氣割時氧氣的壓力（4）氣割速度（5）割嘴與被割件的傾角。 一、氣焊與氣割的安全分析 氣焊與氣割所應(yīng)用的乙炔、液化石油氣、氫氣和氧氣等都是易燃易爆氣體；氧氣瓶、溶解乙炔氣瓶、液化石油氣瓶和乙炔發(fā)生器都

16、屬于壓力容器。在焊接燃料容器和管道時，還會遇到其他許多易燃易爆氣體和壓力容器接觸，同時又使用明火，如果焊接設(shè)備的安全裝置有缺陷，或者違反安全操作規(guī)程，都可能造成爆炸和火災(zāi)。在氣焊與氣割火焰的作用下，尤其是氣割時氧氣射流的噴射，使火星、熔滴和溶渣四處飛濺，容易造成人員灼燙；較大的火星，熔滴和熔渣能飛到距操作點5米以外的地方，若引燃易燃易爆物品，可造成火災(zāi)和爆炸。高處作業(yè)時，還存在高處墜落以及落下的火星引燃地面的可燃物品。 第四節(jié) 氣焊與氣割作業(yè)安全技術(shù)二、氣焊與氣割作業(yè)安全規(guī)定 （1）焊接工、切割工必須參加消防培訓(xùn)，經(jīng)考試取得合格證后，方能上崗作業(yè)。（2）在氧氣瓶嘴上安裝減壓器之前，應(yīng)進行短時間

17、吹除，以防瓶嘴堵塞。（3）乙炔發(fā)生器內(nèi)、氧氣瓶嘴部和開氧氣瓶的扳手上均不得沾有油脂。（4）乙炔發(fā)生器（溶解乙炔氣瓶）和氧氣瓶均應(yīng)距明火10米以上。 （5）乙炔發(fā)生器與焊炬之間均應(yīng)有可靠的回火防止器。 （6）乙炔發(fā)生器和氧氣瓶均應(yīng)放置在空氣流通的地方，不得在烈日下曝曬，不得靠近火源與其它熱源。（7）開啟電石桶時，不得猛力敲打，以防止發(fā)生火花而引起爆炸。（8）使用焊割炬前，必須檢查噴射情況是否正確。（9）在通風(fēng)不良的地點或在容器內(nèi)作業(yè)時，焊割炬應(yīng)先在外面點好火。（10）點火時應(yīng)開乙炔少許，點燃后迅速調(diào)節(jié)氧氣和乙炔氣，按工作需要選取火焰。11操作完畢后，停止使用焊炬與割炬時，應(yīng)先關(guān)乙炔閥，后關(guān)氧氣閥

18、，以防止火焰倒吸或焊、割炬內(nèi)產(chǎn)生煙灰。（11）對可燃氣體的容器、管道進行焊、割時，可將惰性氣體（如氮氣、二氧化碳）、蒸汽或水注入焊、割的容器、管道內(nèi)，把殘存在里面的可燃氣體置換出來。（12）在易燃易爆生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)動火，應(yīng)按規(guī)定辦理動火審批手續(xù)。（13）氣焊與電焊在同一點作業(yè)時，氧氣瓶應(yīng)墊有絕緣物，以防止氣瓶帶電。（14）工作結(jié)束后，應(yīng)將乙炔發(fā)生器內(nèi)的電石籃取出，并將容器沖洗干凈。（15）工作結(jié)束后，應(yīng)將乙炔發(fā)生器內(nèi)的電石籃取出 ，并將容器清洗干凈；將焊、割矩掛在安全的地方，并把所有的閥門關(guān)閉，嚴(yán)防漏氣。第三章 焊條電弧焊第一節(jié) 焊條電弧焊的原理和特點 一、焊條電弧焊的原理 焊條電弧焊回路由焊接電

19、源、焊接電弧、焊接電纜、焊鉗、焊條、工件構(gòu)成。其中焊接電源是焊條電弧焊的主要設(shè)備，其作用是為焊接電弧穩(wěn)定燃燒提供合適的電弧電壓和焊接電流。焊接電弧是負載、是在焊條端部和工件之間建立的穩(wěn)定燃燒的電弧。焊接電纜是用于連接焊接電源、焊鉗和工件。二、焊條電弧焊的焊接過程焊條電弧焊的焊接過程如圖3-1所示 。 圖3-1 焊條電弧焊的焊接過程 三、焊條電弧焊的基本操作焊條電弧焊是在面罩下觀察和進行操作的。由于視野不清，工作條件較差。因此要保證焊接質(zhì)量，不僅要求有較為熟練的操作技術(shù)，還應(yīng)注意力高度集中。焊條電弧焊的基本操作包括引弧、運條及收尾等基本操作。1.引弧 引弧是焊接過程中反復(fù)進行的動作，引弧技術(shù)的好

20、壞直接影響到焊接的質(zhì)量。（1）焊條與工件表面接觸要輕微，運動的速度要適中。（2）焊條提起的高度應(yīng)控制在3mm-4mm。（3）引弧應(yīng)在離焊縫起點10mm處的待焊部位上，電弧引燃后移至焊縫起點處，再沿焊接方向進行繼續(xù)焊接。2.運條運條是焊接過程中最重要的環(huán)節(jié)，它直接影響焊縫的外表成形和內(nèi)在質(zhì)量。電弧引燃后，一般情況下焊條有三個基本運動（如圖3-2所示）。 圖3-2 焊條有三個基本運動四、焊條電弧焊的特點（1）對待焊接頭的裝配要求較低。（2）易于通過改變工藝操作來控制焊接變形和改善接頭應(yīng)力狀況。（3）焊接1mm以下的薄板不宜用焊條電弧焊。（4）能焊多種材料的金屬。（5）與氣體保護焊、埋弧焊等焊接方法

21、比較，生產(chǎn)成本較低。（6）生產(chǎn)效率較低，焊工勞動強度較大。（7）對焊工的操作技術(shù)水平要求較高。一、焊接接頭類型焊接接頭即用焊接方法聯(lián)結(jié)的接頭。在焊條電弧焊中，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀、材料厚度和工件質(zhì)量要求的不同，需要采用不同型式的接頭進行焊接。焊接接頭主要有四種類型，即對接接頭、搭接接頭、T型接頭和角接接頭，如圖4-3所示。 圖3-3 焊接接頭的基本類型 第二節(jié) 焊接接頭類型及焊縫型式 1.對接接頭 兩工件端面相對平行的接頭稱為對接接頭。這種接頭能承受較大的載荷，是焊接結(jié)構(gòu)中最常用的一種接頭型式，接頭上應(yīng)力分布比較均勻，容易保證焊接質(zhì)量，但對焊前準(zhǔn)備和裝配質(zhì)量要求相對較高。2.角接接頭兩工件端面間構(gòu)

22、成大于30，小于135夾角的接頭稱為角接接頭。角接接頭便于組裝、能獲得美觀的外形、但焊縫的承載能力不高，所以通常只起連接作用，不能用來傳遞工作載荷，一般多用于箱形構(gòu)件等不重要的焊接結(jié)構(gòu)中。3.搭接接頭兩工件重疊放置或兩工件表面之間的夾角不大于30構(gòu)成的端部接頭稱為搭接接頭。搭接接頭便于組裝，常用于對焊前準(zhǔn)備和裝配要求簡單的結(jié)構(gòu)，但焊縫受剪切力作用，應(yīng)力分布不均，承載能力較低，且結(jié)構(gòu)重量大，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡量避免采用塔接接頭。 4 .T型接頭 一工件端面與另一工件表面構(gòu)成直角或近似直角的接稱為T型接頭。這種接頭承受動載荷的能力較強，在船體結(jié)構(gòu)中約有70%的焊縫都采用T型接頭。另外也常應(yīng)用于機床焊

23、接的結(jié)構(gòu)中。 二、焊接接頭的組織和性能 焊接接頭由焊縫金屬、熔合區(qū)和焊接熱影響區(qū)組成 。 1.焊接接頭的組織和性能 焊縫金屬是由母材和焊條熔化形成的熔池冷卻結(jié)晶而成的。 2.焊接接頭的組織和性能 根據(jù)加熱溫度可以分為熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火區(qū)、不完全結(jié)晶區(qū)和再結(jié)晶區(qū)等。 三、焊接坡口的形式 1.焊接坡口的形式 常用的形式有I型、V型、X型、Y型、雙Y型、帶鈍邊U型、雙U型、J型坡口。 2.焊條電弧焊常用的坡口形式 焊條電弧焊常用的坡口形式有不開破口、Y型坡口、雙Y型坡口和U型坡口等。 四、焊接位置 1.焊接位置 熔焊時，工件焊逢所處的空間位置，叫做焊接位置。按照焊逢在空間的位置不同，焊接方法可分為

24、平焊、立焊、橫焊和仰焊，如圖3-9所示。 圖3-6 4種焊接方法 2.各種焊接位置的操作技術(shù) （1）平焊典型的操作方法，如圖3-7所示。 圖3-7 平焊典型的操作方法 （2）立焊時的焊接角度 ，如圖3-8所示。 圖3-8 立焊時的焊接角度 （3）不開坡口對接橫焊的焊條角度 ，如圖3-9所示。 圖3-9 不開坡口對接橫焊的焊條角度 五、焊接襯墊與引出板 1.焊接襯墊 背面要求焊透、但施焊又有困難的接頭，可采用焊接襯墊。使用焊接襯墊目的是為了避免在施焊第一層熔敷金屬時，該層熔化金屬從接頭根部穿漏。 常用的襯墊有襯條、銅襯墊，打底焊縫和非金屬襯墊等。 2.引出板 引出板是為了填滿焊縫兩端的坡口須使用

25、的金屬附件，實際上引出板是使坡口延長到焊件接縫以外的工具，如圖3-15所示。結(jié)構(gòu)重要的焊縫一般都需要使用引出板。 六、焊接缺陷 1.咬邊 由于操作不正確，或焊接工藝參數(shù)選擇不正確，在沿著母材部位燒熔形成的溝槽或凹陷，稱為咬邊。圖3-15 引出板 2.氣孔 焊接時，熔池中的氣體在凝固時未能逸出而殘留在焊縫中所形成的空穴，稱為氣孔。 3.未焊透 焊接時，焊接接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，稱為未焊透。 4.未熔合 熔焊時，焊道與焊道之間或焊道與母材之間，未完全熔化結(jié)合的部分，稱為未熔合。 5.燒穿 焊接過程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷，稱為燒穿。 6.焊瘤 焊接過程中，熔化金屬流淌到焊縫之

26、外未熔化的母材上所形成的金屬瘤，稱為焊瘤。 七、焊縫型式 焊縫是指焊接后工件中所形成的結(jié)合部分。 1.焊縫的形式 焊逢按照結(jié)合形式，可分為對接焊逢、角焊逢、塞焊逢和端接焊逢。 2 .焊縫成形系數(shù) 熔焊時，在單道焊縫橫截面上焊縫寬度（c）與焊縫計算厚度（s）的比值稱為焊縫成形系數(shù)，即：焊縫成形系數(shù)用 C/S表示。焊縫成形系數(shù)的大小直接影響到焊縫的質(zhì)量。焊縫成形系數(shù)小時就會形成窄而深的焊縫，但在焊縫中心由于區(qū)域偏析會聚集較多的雜質(zhì)，抗熱裂紋性能差，所以焊縫形成系數(shù)值又不能太小。 第三節(jié) 焊縫符號和焊接方法代號 一、焊縫符號 為了使焊接結(jié)構(gòu)圖樣清晰，并減輕繪圖工作量，一般不按圖示法畫出焊縫，而是采用

27、一些符號對焊縫進行標(biāo)注。在圖樣上標(biāo)注焊接方法、焊縫型式和焊縫尺寸的代號稱為焊縫符號。根據(jù)GB324-88焊縫符號表示法的規(guī)定，焊縫符號一般由基本符號與指引線組成。必要時還可以加上輔助符號、補充符號和焊縫尺寸符號。 1.基本符號 表示焊縫橫截面形狀的符號稱為基本符號，常用的基本符號見表3-2（摘錄 GB/T 3241988）。 2.指引線 指引線一般由帶有箭頭的箭頭線和兩條基準(zhǔn)線（一條為細實線，另一條為虛線）兩部分組成，如圖3-22所示。 圖3-22 指引線的組成 3.輔助符號 表示焊縫表面形狀特征的符號稱為輔助符號，見表3-3。焊縫表面的形狀不需要確切地說明時，可以不用輔助符號。 4.補充符號

28、 補充符號是為了補充說明焊縫的某種特征而采用的符號，見表3-4。5.焊縫尺寸符號焊縫尺寸符號的表示，見表3-5。 二、焊接方法代號 1.基本符號相對基準(zhǔn)線的位置 基本符號相對基準(zhǔn)線的位置，如圖3-24所示。 圖3-24 基本符號相對基準(zhǔn)線的位置 2.焊逢尺寸符號標(biāo)注位置 焊逢尺寸符號標(biāo)注位置如圖3-25所示。 圖3-22 焊縫尺寸符號標(biāo)注位置 三、焊接方法在圖樣的表示 幾種主要焊接方法的數(shù)字表示見表3-6。 一、焊前準(zhǔn)備1 .焊前清理2.焊條烘干3 .基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作二、焊接工藝參數(shù) 焊接工藝參數(shù)（過去又稱焊接規(guī)范）是指焊接時，為保證焊接質(zhì)量而選定的各物理量的總稱。焊條電弧焊的焊接工藝參數(shù)主要包括

29、焊條直徑、焊接電流、電弧長度、焊接速度和預(yù)熱溫度等。 第四節(jié) 焊接工藝參數(shù) 1.焊條直徑 根據(jù)工件厚度選擇焊接直徑時，可參考表3-7。 2.焊接電流 常用的各種直徑的焊條所合適的焊接電流值見表3-8。 3.電弧電壓 電弧電壓主要由電弧長度決定。 4.焊接速度 焊接速度是指焊接過程中焊條沿焊接方向移動的速度，即單位時間內(nèi)完成的焊逢長度。 5.焊縫層數(shù) 焊逢層數(shù)視工件厚度而定。焊逢層數(shù)越多，越有利于提高焊逢金屬的塑性和韌性。 6.預(yù)熱溫度 預(yù)熱是指焊前對工件整體或局部進行適當(dāng)加熱的工藝措施。 7.后熱與焊后熱處理 焊后立即對工件的局部或全部進行加熱或保溫，使其緩冷的工藝措施稱為后熱。后熱的目的是避

30、免形成硬脆組織，使擴散氫逸出焊逢表面，從而防止產(chǎn)生裂紋。一、焊條電弧堆焊的基本知識1.焊條電弧堆焊的作用焊條電弧堆焊是用焊接的方法在工件的任意部位焊敷一層具有一定性能的特殊合金面的焊接工藝。其目的不是為了連接工件，而是要提高工作面的耐磨損、耐腐蝕、耐熱等性能。另外對提高工件的使用壽命，合理使用材料，提高產(chǎn)品性能，降低成本有顯著的經(jīng)濟效益。但堆焊工作及工作條件十分復(fù)雜，堆焊時必須根據(jù)不同要求選用合適的焊條；即不同的工件和堆焊焊條要采用不同的堆焊工藝，才能獲得滿意的堆焊效果。2.焊接缺陷最常見的焊接缺陷是開裂。3.預(yù)熱溫度預(yù)熱溫度依據(jù)所用焊條的碳當(dāng)量來估算。第五節(jié) 焊條電弧堆焊 4.影響堆焊效果的

31、因素 堆焊效果指焊層硬度、耐熱及耐磨等性能，其性能好壞與下列因素有關(guān)： （1）焊接電流大小、電弧長短。電流大、電弧長，但合金元素易燒損，反之，電流小更有利合金元素過渡。 （2）預(yù)熱溫度和緩冷條件都決定堆焊層的質(zhì)量，因此一定要嚴(yán)格把握這兩個條件。 二、焊條電弧堆焊的特點 焊條電弧堆焊設(shè)備簡單靈活、應(yīng)用廣泛、成本低，但生產(chǎn)效率比較低、勞動條件差。適合小批量的中小型零件的堆焊。第四章 金屬熔化焊焊條、焊絲的熔化與過渡特性以及熔池的物理參數(shù)，不僅對焊接工藝和生產(chǎn)率有很大影響，而且對焊接冶金也有顯著影響，同時在冶煉條件方面給焊接冶金帶來許多特點。一、焊條、焊絲的熔化幾種國產(chǎn)焊條熔化系數(shù)與熔敷系數(shù)的實測數(shù)

32、據(jù)見表4-1。 第一節(jié) 焊條、焊絲及母材的熔化 二、母材的熔化與熔池的形成1.母材的熔化電弧焊時，母材局部熔化所需熱量主要依靠電弧中陽極區(qū)(正接時)或陰極區(qū)(反接時)析出的那一部分，大約占電弧總熱量的50以上，如圖4-2所示焊條電弧焊的熱量分配。 圖4-2 焊條電弧焊的熱量分配2.熔池的形狀與焊縫的形成（1）熔池的形成。（2）焊逢的形成。焊接化學(xué)冶金是研究在熔化焊接過程中所發(fā)生的“氣體熔渣金屬”之間的物理、化學(xué)變化，熔化金屬的結(jié)晶凝固，以及由于焊接熱循環(huán)造成的焊接熱影響區(qū)內(nèi)金屬的組織和性能的變化。 一、焊接化學(xué)冶金反應(yīng)特點 無保護焊低碳鋼時焊縫與母材性能比較見表4-2。 第二節(jié) 焊接化學(xué)冶金過

33、程 幾乎每一種熔焊方法都是為了加強對焊接區(qū)保護而發(fā)展和完善起來的。表4-3歸納了目前熔焊方法中采用的幾種保護方式。除自保護外，其余都是把空氣與焊接區(qū)機械地隔離開來。 二、氣相對金屬的作用 氮在鐵中的溶解度與溫度的關(guān)系，如圖4-4所示。 圖4-4 氮在鐵中的溶解度與溫度的關(guān)系 二、氣相對金屬的作用 各種元素對1600時氮在鐵中的溶解度的影響 圖4-5 各種元素對1600時氮在鐵中的溶解度的影響 焊條電弧焊時電弧電壓讀焊縫含氧和氮量的影響，如圖4-6所示。 圖4-6 焊條電弧焊時電弧電壓讀焊縫含氧和氮量的影響 一、焊縫金屬結(jié)晶特點 熔池結(jié)晶示意如圖4-7所示。 圖4-7 熔池結(jié)晶示意第三節(jié) 焊縫結(jié)

34、晶過程 二、熔池結(jié)晶的一般規(guī)律 1.形成晶核 形成晶核的熱力學(xué)條件是由過冷度而造成的自由能降低 ；形成晶核的動力學(xué)條件是自由能降低的程度。 2.晶核長大 依附于母材精?，F(xiàn)成表面而形成共同精粒的凝固方式，稱為外延結(jié)晶或聯(lián)生結(jié)晶，如圖4-8所示。 圖4-8 外延結(jié)晶示意 三、二次結(jié)晶 一次結(jié)晶結(jié)束后，熔池就轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w的焊縫。高溫的焊縫金屬冷卻到室溫時，要經(jīng)過一系列的組織相變過程，這種相變過程稱為焊縫金屬的二次結(jié)晶。 低碳鋼焊縫金屬二次結(jié)晶結(jié)束時，其組織為鐵素體加珠光體。由鐵碳合金狀態(tài)圖可知，其中鐵素體約占82%，珠光體約占18%，焊縫金屬的硬度約為83HBS。 四、焊縫金屬的凝固 由于柱狀晶的生長

35、速度很快，熔池中即使存在著難熔質(zhì)點，也很難作為晶核長大成等軸晶粒。這樣，焊縫就具有柱狀晶特征，如圖4-9所示。 圖4-9 熔合區(qū)母材晶粒上正在生長的柱狀晶 焊接（或切割）過程中，緊靠焊縫的母材因受熱影響（但未熔化）而發(fā)生金相組織力性能變化的區(qū)域稱為焊接熱影響區(qū)（HAZ）。熔焊時，焊接接頭由兩個相互聯(lián)系、而其組織和性能又有區(qū)別的兩個部分，即焊縫區(qū)和熱影響區(qū)所組成。焊接熱影響區(qū)分為熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火區(qū)和不完全重結(jié)晶區(qū)，如圖4-10和圖4-11所示。 實踐表明，焊接接頭的質(zhì)量不僅決定于焊縫區(qū)，并且在相當(dāng)程度上還決定于熱影響區(qū)，有時熱影響區(qū)存在的問題比焊縫區(qū)還要復(fù)雜，特別是合金鋼焊接時更是如此。所以

36、，研究、掌握熱影響區(qū)在焊接過程中組織和性能的變化，有著十分重要的意義。 第四節(jié) 焊接熱影響區(qū)組織與性能 1-焊縫，2-熔合區(qū)，3-熱影響區(qū)，4-母材 圖4-10 焊接接頭示意 1-熔合區(qū) 2-過熱區(qū) 3-正火區(qū) 4-不完全重結(jié)晶區(qū) 圖4-11 熱影響區(qū)示意 一、焊接熱循環(huán)特點 在焊接熱流作用時,焊件上某一點P的溫度隨時間的變化過程叫作焊接熱循環(huán)。如圖4-12所示為單道焊接的熱循環(huán)特性 。 Tmax峰值溫度，tH在某一高溫TH以上的停留時間， c在某一溫度Tc時的瞬時冷卻速度 圖4-12 單道焊接的熱循環(huán)特性 二、焊接熱循環(huán)條件下的金屬組織轉(zhuǎn)變特點 （1）加熱速度對相變點的影響 。 （2）加熱速

37、度對奧氏體（A）均質(zhì)化影響 。 （3）近縫區(qū)的晶粒長大 在焊接條件下,近縫區(qū)由于強烈過熱使晶粒發(fā)生嚴(yán)重長大,影響焊接接頭塑性,韌性,韌性產(chǎn)生熱裂紋,冷裂紋。 不易淬火鋼，如低碳鋼和合金元素較少的低合金高強鋼（16Mn、15MnTi、15MnV鋼），在固態(tài)下合金中除了有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變外，還有成分變化和第二相析出，即共析轉(zhuǎn)變和Fe3C的析出，其焊接熱影響區(qū)可分為過熱區(qū)、重結(jié)晶區(qū)、不完全重結(jié)晶區(qū)和再結(jié)晶區(qū)等4個區(qū)段，如圖4-13所示。 （a)熱影響區(qū)的組織分布，（b）鐵碳相圖，(c）熱循環(huán) （圖中Tm峰值溫度，Tc-晶粒長大溫度） 圖4-13 焊接熱影響區(qū)的溫度分布與狀態(tài)圖關(guān)系一、材料的匹配所謂等強度

38、就是焊縫與母材的抗拉強度相等或相近，選用焊條應(yīng)選擇焊條抗拉強度與母材相同或稍高的，但是焊縫強度并不是比母材越高越好，因為焊縫強度的提高其塑性就會有所下降，反而對焊縫有害；對強度不等的兩種金屬的焊接，可按強度級別低的一側(cè)母材選用焊條。化學(xué)成分相近原則。 二、控制熔合比熔合比取決于焊接方法、母材性質(zhì)、接頭形式和板厚、工藝參數(shù)、焊接材料種類等因素。焊接工藝條件對低碳鋼熔合比的影響見表4-2。第五節(jié) 控制和改善焊接接頭性能的方法 三、焊接工藝方法的選用 每種焊接工藝方法都具有自身特點，采用不同的工藝方法也必將導(dǎo)致焊接接頭性能的不同，在焊接時我們應(yīng)根據(jù)具體使用與生產(chǎn)實際需要選用適合的焊接工藝方法。 1.

39、氣焊 2.焊條電弧焊 3.埋弧自動焊 4.氬弧焊 5 .CO2氣體保護焊 四、焊接工藝措施 1.預(yù)熱溫度 2.后熱與焊后熱處理 3.焊縫層數(shù)第五章 埋弧焊一、埋弧焊的組成埋弧焊的組成，如圖5-1所示。 圖5-1 埋弧焊的組成第一節(jié) 埋弧焊的組成 二、埋弧焊的焊接過程 埋弧焊的基本原理如圖5-2所示。 當(dāng)埋弧焊焊接過程中的焊絲送進和焊絲沿焊縫向前移動兩種操作均由焊機自動完成時，這就是埋弧自動焊。埋弧自動焊的焊接過程如圖5-3所示。 三、埋弧焊焊縫的形成 焊接前，先把大約40-60mm厚的焊劑鋪撒在焊縫上。焊接時，焊絲與焊件之間的電弧，就完全淹埋在40-60mm厚的焊劑層下燃燒。 埋弧焊焊逢的形成

40、過程如圖5-4所示。 四、埋弧焊的分類 埋弧焊按焊接過程中機械化程度分為自動埋弧焊和半自動埋弧焊。 按焊絲的數(shù)目分為單絲埋弧焊和多絲埋弧焊。單絲埋弧焊在生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍，只使用一根焊絲；后者則采用雙絲、三絲和更多焊絲，其目的是為了改善焊縫成形、提高生產(chǎn)率。 按送絲方式可分為等速送絲埋弧焊和變速送絲埋強焊。 按電極形狀分為絲極埋弧焊、帶板埋弧焊和帶極埋弧焊。 五、埋弧焊的特點 （1）焊接電流比焊條電弧焊大得多，可以高達1000A，效率高。 （2）因熔池較大，20mm-25mm以下的工件可不開坡口進行焊接，節(jié)省金屬材料。由于電弧被焊劑保護著，使電弧的熱得到充分利用，從而節(jié)省了電能。 （3）焊接速度

41、快，且焊接過程可連續(xù)進行，無需頻繁更換焊條，因此生產(chǎn)率比手工電弧焊高5-20倍。電弧區(qū)保護嚴(yán)密，熔池保持液態(tài)時間較長，焊接工藝參數(shù)穩(wěn)定，焊縫成形美觀，焊接質(zhì)量穩(wěn)定。 （4）焊劑的保護效果好，特別是在有風(fēng)的環(huán)境中施焊時效果更好。 （5）特別適于焊接大型工件的直縫和環(huán)縫。而且多數(shù)采用機械化焊接，生產(chǎn)率高。 （6）沒有弧光輻射、煙霧少，改善了勞動條件，可進行自動焊接。 （7）薄板焊接難度較大，且不適于焊接厚度小于1mm的薄板。 （8）設(shè)備費用較貴，工藝裝備較復(fù)雜。 六、埋弧焊的操作過程 埋弧焊操作過程包括引燃電弧、焊接和熄弧三個階段，若要實現(xiàn)埋弧焊焊接過程的自動化，則這三個階段的操作必須通過機電控制

42、系統(tǒng)來自動地完成。 在引燃電弧中，一般操作是先使焊絲與焊件短路接觸，焊機啟動后焊絲立即自動地向上回抽而引燃電弧。 電弧引燃后，要求焊機能自動地按預(yù)先選定的焊接電流、電弧電壓、焊接速度等工藝參數(shù)進行焊接，要保證這些工藝參數(shù)在整個焊接過程中保持穩(wěn)定。 焊接即將結(jié)束時，要求焊機能先停止送絲。再切斷焊接電源，即熄弧。這樣操作后既能填滿弧坑，又不致使焊絲與焊件粘住。埋弧焊使用的焊接材料包括焊絲和焊劑。 一、焊絲同一電流使用較小直徑的焊絲時，可獲得加大焊縫熔深、減小熔寬的效果。當(dāng)工件裝配不良時，宜選用較粗的焊絲。國產(chǎn)鋼焊絲標(biāo)準(zhǔn)直徑及允許偏差,見表5-4。第二節(jié) 埋弧焊的焊接材料 當(dāng)工件裝配不良時，宜選用較

43、粗的焊絲。另外，焊絲表面最好鍍銅（鍍銅層既可起防銹作用，又可改善焊絲與導(dǎo)電嘴的接觸狀況）。但抗腐蝕和核反應(yīng)堆材料焊接用的焊絲是不允許鍍銅的。 各種直徑的普通鋼焊絲埋弧焊使用的電流范圍，見表5-5。一定直徑的焊絲，使用的電流有一定范圍，使用電流越大，熔敷率越高。而同一電流使用較小直徑的焊絲時，可獲得小熔寬焊縫的效果。 二、焊劑 1.埋焊劑的分類 通常按化學(xué)性質(zhì)、顆粒結(jié)構(gòu)等分類，具體分類如圖5-6所示。 圖5-6 焊劑的分類 2.埋焊劑的作用 熔煉焊劑主要起保護作用，非熔煉焊劑除了保護作用外，還可以起脫氧、去硫、滲合金等冶金處理作用。我國目前使用的絕大多數(shù)焊劑是熔煉焊劑?？傮w來說，弧焊焊劑在焊接過

44、程中起隔離空氣、保護焊縫金屬不受空氣侵害和參與熔池金屬冶金反應(yīng)的作用。 3.埋焊劑的型號 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鋼用焊劑型號的標(biāo)注方法如圖5-11所示。 圖5-11 鋼用焊劑型號的標(biāo)注方法 牌號前“ HJ ”表示埋弧焊用熔煉焊劑。其標(biāo)注方法如圖5-12。牌號中第一位數(shù)字表示焊劑中氧化錳的含量；牌號中第二位數(shù)字表示二氧化硅、氟化鈣的含量；牌號中第三位數(shù)字表示同一類型焊劑的不同牌號，按 0、1、2 9 順序編排。同一牌號生產(chǎn)兩種顆粒度時，在細顆粒焊劑號后面加。 圖5-12 熔煉焊劑的標(biāo)注方法 三、焊絲及焊劑的選配 焊絲和焊劑是埋弧焊的焊接材料。從普通碳素鋼到高級鎳合金等多種金屬材料的焊接都可以通過選用焊絲和

45、焊劑的配合來進行埋弧焊接。 低碳鋼的焊接可選用高錳高硅型焊劑，同時配合H08MnA焊絲，或選用低錳、無錳型焊劑配H08MnA和H10MnZ焊絲。 低合金高強度鋼的焊接可選用中錳中硅或低錳中硅型焊劑配合與鋼材強度相匹配的焊絲。 耐熱鋼、低溫鋼的焊接可選用中硅或低硅型焊劑配合相應(yīng)的合金鋼焊絲。 鐵素體、奧氏體等高合金鋼，為了降低合金元素的燒損及摻加較多的合金元素，一般選用堿度較高的熔煉焊劑或燒結(jié)、陶質(zhì)焊劑。 國產(chǎn)焊劑使用范圍及配用焊絲見表5-12。 表5-12 國產(chǎn)焊劑使用范圍及配用焊絲 一、影響焊縫形狀與性能的因素埋弧焊時，影響焊縫形狀和性能的因素主要有焊接工藝參數(shù)、焊接工藝條件和結(jié)構(gòu)等三個方面

46、。1.焊接工藝參數(shù)的影響影響埋弧焊焊逢形狀和性能的因素主要有焊絲直徑、焊接電流、焊接電壓和焊接速度等。2.埋弧焊技術(shù)（1）對接焊逢雙面焊（2）多層焊（3）筒體對接環(huán)逢焊（4）角逢焊第三節(jié) 埋弧焊工藝 3.結(jié)構(gòu)因素的影響 結(jié)構(gòu)因素對焊縫形狀和性能的影響主要是指接頭形式、坡口形狀、裝配間隙和工件厚度等的影響。 （1）接頭形式。埋弧焊接頭是根據(jù)焊件厚度、材料特點和埋弧焊工藝特點綜合考慮后進行設(shè)計的。常用的接頭形式有對接接頭、T形接頭、搭接接頭和角接頭。 （2）坡口形狀。埋弧焊最經(jīng)濟的焊接方法是不開坡口的設(shè)計，又叫I形坡口的接頭設(shè)計。這樣的接頭如果采用單道焊接的話，通過調(diào)節(jié)裝配間隙和背面加不加襯墊，就

47、可焊接不同厚度范圍的鋼板。 （3）裝配間隙。如果不留間隙和背面不加襯墊進行單面單道焊，一般最高可焊14mm；進行雙面單道焊一般可焊16mm的鋼板。如果留一定間隙且背面采用某種形式的襯墊，單面單道焊的厚度可達12mm以上，隨間隙加大一次可焊的厚度也隨之增加。 （4）引弧板與引出板。和焊條電弧焊一樣在直的接縫始、末端焊接前要裝配一塊金屬板，開始焊接用的板稱引弧板（見圖5-25），結(jié)束焊接用的板稱引出板，用后再把它們割掉。 通常始焊和終焊處容易產(chǎn)生如焊瘤、弧坑等焊接缺陷。為了避免這些缺陷落在接頭的始末端，獲得正常尺寸的焊縫截面、保證焊縫質(zhì)量穩(wěn)定均勻，通常要使用引弧板和引出板把焊縫兩端向外延長。 （5

48、）工件厚度及散熱條件。板厚及散熱條件對焊縫熔寬和余高也有顯著影響。 二、埋弧焊常見缺陷及防止 由于所用焊接工藝參數(shù)不當(dāng)，埋弧焊時可能產(chǎn)生的主要缺陷除了熔透不足、燒穿、成形不良、咬邊、未焊透外，還有氣孔、裂紋、夾渣等。埋弧焊缺陷產(chǎn)生原因和防止方法見表5-21，第六章 氣體保護焊 一、氣體保護焊原理 非熔化極氣體保護焊的焊接過程，如圖6-1所示。 圖6-1 非熔化極氣體保護焊的焊接過程第一節(jié) 氣體保護焊的原理及特點 二、氣體保護焊分類 （1）按保護氣體不同可分為：二氧化碳氣體保護焊、氬弧焊、氦弧焊、氮弧焊、氫原子弧焊及混合氣體保護焊。 （2）按電極材料的不同，氣體保護電弧焊可分為兩大類：一類是非熔

49、化極氣體保護焊；另一類是熔化極氣體保護焊，以焊絲作為電極。 （3）按機械化程度不同可分為：手工氣體保護焊、半自動氣體保護焊與自動氣體保護焊。 三、保護氣體種類及用途 焊接時用的保護氣體主要有Ar、He、CO2、N2、（H2）及混合氣體等。 一、CO2氣體保護焊原理及特點 1. CO2氣體保護焊原理 CO2氣體保護焊示意圖，如圖6-2所示。 圖 6-2 CO2氣體保護焊示意圖 第二節(jié) 二氧化碳氣體保護電弧 2 .CO2氣體保護焊特點 （1）CO2氣體保護焊由于電弧穿透能力強，能形成較大接頭熔深，焊絲熔化率高；生產(chǎn)效率比手工電弧焊高13倍。 （2）二氧化碳氣體價廉易得，而且消耗電能少，是一種既經(jīng)濟

50、，又便于自動化生產(chǎn)的焊接方法。一般情況下，二氧化碳氣體保護焊的成本僅為手工電弧焊的37%42%，為埋弧焊的40%。 （3）CO2與手工電弧焊相比，CO2氣體保護焊設(shè)備復(fù)雜，費用較高，操作不夠靈活。 （4）純C02焊在一股工藝范圍內(nèi)不能達到射流過渡，實際上常用短路過渡和滴狀過渡，加入混合氣體后才有可能獲得射流過渡；CO2氣體呈噴射狀，有助于熔滴過渡，飛濺較多。 二、CO2氣體保護焊冶金特點 C02焊接過程在冶金方面主要表現(xiàn)在 C02是一種氧化性氣體，在高溫時進行分解，具有強烈的氧化作用，易造成合金元素氧化燒損或產(chǎn)生氣孔與飛濺。 1.直接氧化 2.間接氧化 3 .氣孔 在熔池金屬內(nèi)部存在有溶解不了

51、的或過飽和的氣體，當(dāng)這些氣體來不及從熔池中逸出時，便隨熔池的結(jié)晶凝固，而留在焊縫內(nèi)形成氣孔。 C02焊時氣流對焊縫有冷卻作用，又無熔渣覆蓋，故熔池冷卻快。此外，所用的電流密度大，焊縫窄而深，氣體逸出路程長，于是增加了產(chǎn)生氣孔的可能性。 可能產(chǎn)生的氣孔有三種；一氧化碳氣孔、氫氣孔和氮氣孔。4 .熔滴過渡方式CO2氣體保護焊中，為獲得穩(wěn)定的焊接過程，要選用合適的熔滴過渡形式。熔滴過渡形式有：細顆粒過渡、排斥過渡、爆炸過渡和短路過渡，幾種過渡形態(tài)如圖6-3。一般采用短路過渡和細顆粒過渡兩種過渡形式。 圖6-3 CO2幾種熔滴過渡形式 5.飛濺問題 在CO2焊中，大部分焊絲熔化金屬可過渡到熔池，有一部

52、分焊絲熔化金屬飛向熔池之外，飛到熔池之外的金屬稱為飛濺。特別是粗焊絲CO2氣體保護焊大參數(shù)焊接時，飛濺更為嚴(yán)重，飛濺率可達20%以上，這時就不可能進行正常焊接工作了。 飛濺是有害的，飛濺金屬粘到導(dǎo)電嘴和噴嘴內(nèi)壁上，會造成送絲和送氣不暢而影響電強穩(wěn)定和降低保護作用，惡化焊縫成形；粘到焊件表面上又增加焊后清理工序；它不但降低焊接生產(chǎn)率，增加了焊絲及電能消耗，影響焊接質(zhì)量，而且使勞動條件變差。 引起金屬飛濺的原因很多，大致有以下兩個方面： （1）熔滴自由過渡時的飛濺 （2）熔滴短路過渡時的飛濺 三、 CO2氣體保護焊材料及設(shè)備 1 .CO2氣體保護焊用材料 （1）保護氣體 C02。CO2氣體的性質(zhì)，

53、純CO2是無色、無味的氣體，密度為 1.98kgm3，比空氣重（空氣為1.29kgm3），是空氣的1.5倍。 （2）焊絲。C02焊用的焊絲對化學(xué)成分有特殊要求，主要是： 焊絲內(nèi)必須含有足夠數(shù)量的脫氧元素，以減少焊縫金屬中的含氧量和防止產(chǎn)生氣孔； 焊絲的含碳量要低。通常要求 (c)O11，以減少氣孔和飛濺； 要保證焊縫具有滿意的力學(xué)性能和抗裂性能。 2 .CO2氣體保護焊焊接設(shè)備 CO2焊是熔化極氣體保護電弧焊方法之，設(shè)備組成如圖6-5所示，焊接設(shè)備及附件如圖6-6所示。 1-CO2氣瓶 2-預(yù)熱器 3-高壓干燥器 4-氣體減壓閥 5-氣體流量計 6-低壓干燥器 7-氣閥 8-送絲機構(gòu) 9-焊槍

54、 10-可調(diào)電感 11-焊接電源 12 -工件 圖6-5 CO2氣體保護焊焊接設(shè)備組成 圖6-6 CO2氣體保護焊焊接設(shè)備及附件 （1）焊接電源。 焊接電源的負載狀態(tài)不斷地在負載、短路、空截三態(tài)間轉(zhuǎn)換。C02電弧的靜特性是上升的，所以須選用平（恒壓）的和下降外特性的電源 。 （2）送絲機構(gòu)。送絲機構(gòu)通常是由送絲機、送絲軟管、焊絲盤等組成，幾種送絲方式如圖6-7所示。 1-電動機 2-焊絲盤 3-送絲滾輪 4-送絲軟管 5-焊槍 圖6-7 幾種送絲方式示意圖 (3)焊槍。焊槍的作用是導(dǎo)電、導(dǎo)絲和導(dǎo)氣。半自動焊槍有鵝徑式（圖6-8）和手槍式兩種。 1-噴嘴 2-鵝頸管 3-焊把 4-扳機開關(guān) 5-

55、導(dǎo)電嘴 6-電纜 圖6-8 鵝頸式焊槍示意（4）供氣裝置。CO2保護焊供氣裝置組成，如圖6-9所示。 1-鋼瓶 2-預(yù)熱器 3-高壓干燥器 4-減壓閥 5-氣體流量計 6-電磁氣閥 圖6-9 CO2保護焊供氣裝置 四、CO2氣體保護焊的焊接工藝參數(shù) 二氧化碳氣體保護焊的工藝參數(shù)包括電源極性、焊絲直徑、電弧電壓、焊接電流、氣體流量、焊接速度、焊絲伸出長度、直流回路電感等。 1.電源極性 二氧化碳氣體保護焊焊接一般材料時，采用直流反接；在進行高速焊、堆焊和鑄鐵補焊時，應(yīng)采用直流正接。 2.焊絲直徑 二氧化碳氣體保護焊的焊絲直徑一般可根據(jù)焊接工件特點進行選擇。 3.電弧電壓和焊接電流 對于一定直徑的

56、焊絲來說，在二氧化碳氣體保護焊中，采用較低的電弧電壓，較小的焊接電流焊接時，焊絲熔化所形成的熔滴把母材和焊絲連接起來，呈短路狀態(tài)稱為短路過渡。 4.氣體流量 氣體流量應(yīng)隨焊接電流的增大、焊接速度的增加和焊絲伸出長度的增加而加大。一般二氧化碳氣體流量的范圍為825Lmin 5.焊接速度 隨著焊接速度的增大，則焊縫的寬度、余高和熔深都相應(yīng)地減小。 6.焊絲伸出長度 焊接時焊絲伸出導(dǎo)電嘴的長度叫焊絲伸出長度。焊絲伸出長度增加，則使焊絲的電阻值增加，造成焊絲熔化速度加快。 7.直流回路電感 在焊接回路中，為使焊接電弧穩(wěn)定和減少飛濺，一般需串聯(lián)合適的電感。串聯(lián)電感值大時，短路電流增長速度太慢，就會引起大

57、顆粒的金屬飛濺和焊絲成段炸斷，造成熄弧或使起弧變得困難；串聯(lián)電感值太小時，短路電流增長速度太快，會造成很細顆粒的金屬飛濺，使焊縫邊緣不齊，成形不良。 氬弧焊是利用氬氣作為保護介質(zhì)的一種電弧焊方法。如圖6-10所示為氬弧焊示意圖。 1-焊件 2-熔滴 3-氬氣 4、10-噴嘴 5、11-氬氣噴管 6-熔化極焊絲 7、9-導(dǎo)電嘴 8-非熔化極鎢絲 12-焊絲 圖6-10 氬弧焊示意第三節(jié) 氬弧焊 一、非熔化極氬弧焊（TIG焊） 1.非熔化極氬弧焊原理及特點 非熔化極氬弧焊常采用熔點較高的釷鎢棒或鈰鎢棒作為電極，所以又叫鎢極氬弧焊。焊接過程如圖6-11所示。 1-噴嘴 2-鎢極 3-電弧 4-焊縫

58、5-焊件 6-熔池 7-填充焊絲 8-惰性氣體 圖6-11 非熔化極氬弧焊 2.分類 根據(jù)焊接電流的不同TIG焊接又可分為直流TIG焊接與交流TIG焊接。 （1）直流TIG焊接 以直流電弧焊接電源作為焊接電源，以電極為負極、母材為正極的焊接方法，廣泛應(yīng)用于不銹鋼、鈦、銅以及銅合金等的焊接。 （2）交流TIG焊接 以交流電弧焊接電源為焊接電源，電極、母材正負極性相互變化。直流反接方式時，具有陰極破碎作用，可清除工件表面的氧化膜。鋁及鋁合金表面有一層致密得氧化膜（Al2O3，熔點2050，鋁的熔點只有660）覆蓋在熔池表面，容易造成夾渣及未熔合等缺陷，可利用反極性的陰極破碎作用加以清除。但直流反接

59、時，鎢極燒損嚴(yán)重，一般采用交流電弧焊接。交流電弧焊接一般應(yīng)用于鋁、鎂等的焊接。 3.保護氣體 用于TIG 焊的保護氣體大致有三種。使用最廣泛的是氬氣。因此，通常我們習(xí)慣把TIG焊簡稱氬弧焊。其次是氦(He)氣，由于氦氣比較稀缺，提煉困難，價格昂貴，國內(nèi)用得極少。最后一種是混合氣體，由兩種不同成分的氣體按一定的配比混合后使用。 4.焊接材料 （1）鎢極。鎢極作為氬弧焊的電極，對它的基本要求是：發(fā)射電子能力要強；耐高溫而不易熔化燒損；有較大的許用電流。 （2）焊絲。用于TIG 焊的焊絲與二氧化碳氣體保護焊的焊絲要求相同，詳細講解請參看二氧化碳氣體保護焊章節(jié)。 5.焊接設(shè)備 （1）焊接電源。 （2）

60、焊槍，如圖6-12所示。 圖6-12 焊槍 6.鎢極氬弧焊的工藝參數(shù) 鎢極氬弧焊的工藝參數(shù)主要包括： （1）焊接電流種類及大小。 （2）鎢極直徑及端部形狀。 （3）氣體流量和噴嘴直徑。 （4）焊接速度。 （5）噴嘴與工件的距離。 7.TIG焊的工藝特點 （1）接頭及坡口的形式。 （2）鎢極氬弧焊有三種引弧方法。 接觸短路引弧法. 高頻高壓引弧法. 高壓脈沖引弧法. (3)坡口的形狀和尺寸取決于工件的材料、厚度的工作要求。 二、熔化極氬弧焊（MIG焊） 1. MIG焊原理及特點 焊接過程可采用自動或半自動方式，如圖6-15所示。 圖6-15 熔化極氬弧焊示意（自動焊） 2.焊接設(shè)備 熔化極氬弧焊