焊接工藝介紹的課件

1、2022/8/12焊接基礎：焊接工藝介紹2022/8/121課程介紹前言緒論第一章：電阻焊第二章：CO2氣體保護焊第三章：電阻焊第四章：安全操作要求前言為了提高公司班組長級別的技術技能及管理水平，公司特意組織此次培訓，希望大家能在此次培訓中學習到有益的知識能夠為大家進行此次焊接技術的相關培訓，我倍感榮幸，不足之處還請大家批評指正，謝謝緒論英文名稱：welding 中文名稱：焊接 定義：焊接是被焊工件的材質（同種或異種），通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質達到原子間的結合而形成永久性連接的工藝過程。焊接的定義焊接過程中，工件和焊料在高溫熱源的作用下熔化形成熔融區(qū)域，熔池

2、冷卻凝固后便形成材料之間的連接。這一過程中，通常還需要施加壓力。焊接的能量來源有很多種，包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。焊接的發(fā)展經(jīng)歷焊接技術是隨著金屬的應用而出現(xiàn)的，古代的焊接方法主要是鑄焊、釬焊和鍛焊。中國商朝制造的鐵刃銅鉞，就是鐵與銅的鑄焊件。春秋戰(zhàn)國時期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤龍，是分段釬焊連接而成的。古代焊接技術長期停留在鑄焊、鍛焊和釬焊的水平上，使用的熱源都是爐火，溫度低、能量不集中，無法用于大截面、長焊縫工件的焊接，只能用以制作裝飾品、簡單的工具和武器。 19世紀初，英國的戴維斯發(fā)明用電弧和氧乙炔焰作為焊接高溫熱源；18851887年,俄國的別納爾多斯發(fā)明碳

3、極電弧焊鉗；1900年又出現(xiàn)了鋁熱焊。 20世紀初，碳極電弧焊和氣焊得到應用，同時還出現(xiàn)了薄藥皮焊條電弧焊，電弧比較穩(wěn)定，焊接熔池受到熔渣保護，焊接質量得到提高，使手工電弧焊進入實用階段，電弧焊從20年代起成為一種重要的焊接方法。 在此期間，美國的諾布爾利用電弧電壓控制焊條送給速度，制成自動電弧焊機，從而成為焊接機械化、自動化的開端。1930年美國的羅賓諾夫發(fā)明使用焊絲和焊劑的埋弧焊，焊接機械化得到進一步發(fā)展。40年代，為適應鋁、鎂合金和合金鋼焊接的需要，鎢極和熔化極惰性氣體保護焊相繼問世。 焊接的發(fā)展經(jīng)歷1951年蘇聯(lián)的巴頓電焊研究所創(chuàng)造電渣焊，成為大厚度工件的高效焊接法。1953年，蘇聯(lián)的

4、柳巴夫斯基等人發(fā)明二氧化碳氣體保護焊，促進了氣體保護電弧焊的應用和發(fā)展，如出現(xiàn)了混合氣體保護焊、藥芯焊絲氣渣聯(lián)合保護焊和自保護電弧焊等。 1957年美國的蓋奇發(fā)明等離子弧焊；40年代德國和法國發(fā)明的電子束焊，也在50年代得到實用和進一步發(fā)展；60年代又出現(xiàn)激光焊等離子、電子束和激光焊接方法的出現(xiàn)，標志著高能量密度熔焊的新發(fā)展，大大改善了材料的焊接性，使許多難以用其他方法焊接的材料和結構得以焊接。 其他的焊接技術還有1887年，美國的湯普森發(fā)明電阻焊，并用于薄板的點焊和縫焊；縫焊是壓焊中最早的半機械化焊接方法，隨著縫焊過程的進行，工件被兩滾輪推送前進；二十世紀世紀20年代開始使用閃光對焊方法焊接

5、棒材和鏈條。至此電阻焊進入實用階段。1956年，美國的瓊斯發(fā)明超聲波焊；蘇聯(lián)的丘季科夫發(fā)明摩擦焊；1959年，美國斯坦福研究所研究成功爆炸焊；50年代末蘇聯(lián)又制成真空擴散焊設備。工藝簡單，易于實現(xiàn)價格低廉，成本低性能可靠，可大規(guī)模使用可以實現(xiàn)自動化焊接的特點金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。 熔焊 熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。 焊接分類焊接電弧焊電渣焊激光焊等離子焊電子束焊鑄 焊氣 焊熔化焊手工電弧焊埋弧焊氣體保護焊

6、壓焊 壓焊是在加壓條件下，使兩工件在固態(tài)下實現(xiàn)原子間結合，又稱固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊，當電流通過兩工件的連接端時，該處因電阻很大而溫度上升，當加熱至塑性狀態(tài)時，在軸向壓力作用下連接成為一體。 電阻焊冷壓焊高頻焊超聲波焊擴散焊爆炸焊摩擦焊壓力焊對焊點焊縫焊釬焊 釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于工件熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕工件，填充接口間隙并與工件實現(xiàn)原子間的相互擴散，從而實現(xiàn)焊接的方法。 釬焊軟釬焊硬釬焊本公司常用的焊接方式焊接區(qū)使用的電阻焊吊鉤焊接使用的CO2氣體保護焊維修使用的焊條手工焊第一章：電阻焊第一節(jié)：電阻焊簡介1、概念： 電

7、阻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), 形成金屬結合的一種方法。電阻焊的顯著優(yōu)點 ： 熔核形成時,始終被塑性環(huán)包圍,熔化金屬與空氣隔絕,冶金過程簡單. 加熱時間短,熱量集中,故熱影響區(qū)小,變形與應力也小,通常在焊后不必安排校正和熱處理工序. 不需要焊絲,焊條,等填充金屬,以及氧,乙炔,氬氣等焊接材料,焊接成本低. 操作簡單,易于實現(xiàn)機械化和自動化,改善了勞動條件. 生產(chǎn)率高,且無噪音及有害氣體,在大批量生產(chǎn)中,可以和其他制造工序一起編到組裝線上,但閃光對焊因有火花噴濺,需要隔離.2、電阻焊特點電阻焊的缺點：目前還缺乏

8、可靠的無損檢測方法,焊接質量只能靠編工藝試樣和工件的破壞性試驗來檢查,以及靠各種監(jiān)控技術來保證. 縫焊的搭接接頭不僅增加了構件的重量,且因在兩板間熔核周圍形成尖角,致使接頭的抗拉強度和疲勞強度均較低. 設備功率大,機械化,自動化程度較高,使設備成本較高,維修較困難,并且常用的大功率單相交流焊機不利于電網(wǎng)的正常運行對參數(shù)波動敏感，很小的變量會導致很明顯的焊縫狀態(tài)變化第二節(jié)：電阻焊原理（一）電阻熱的產(chǎn)生 1、電阻熱電阻焊的熱源：Q=I2Rt 2、影響產(chǎn)熱的因素： 電阻 焊件本身電阻RW=L/s其中是一個重要參數(shù)且會隨溫度的升高而增大。 接觸電阻RC（可從R =L/s進行解釋） 當表面清理十分潔凈時

9、，RC僅在通電開始極短的時間內(nèi)存在，隨后會迅速消失。但它在焊接時間很短的情況下（如焊薄鋁），對熔核的形成和焊點強度的穩(wěn)定性仍有顯著影響。 一、電阻熱及影響因素焊接電流焊接電流（密度）對產(chǎn)熱的影響比電阻和時間兩者都大，在焊接過程中是一個必須嚴格控制的參數(shù)。通電時間與焊接電流在一定范圍內(nèi)可互為補充電極壓力對總電阻R影響大，壓力增大，R減小。電極材料及端面形狀主要是電阻率和導熱性焊件表面狀況主要影響接觸電阻。徹底清理工件表面是保證獲得優(yōu)質接頭的必要條件。（二）溫度分布： 點（凸）焊中心高，四周低二、熱平衡及溫度分布（一）熱平衡：熱量小部分（1030%）有用，大部分散失，其中主要通過電極的熱傳導而散失

10、。焊接循環(huán)由四個基本階段組成。1預壓時間由電極開始下降到焊接電流開始接通的時間。這一時間是為了確保在通電之前電極壓緊工件，使工件間由有適當?shù)膲毫Α?焊接時間焊接電流通過工件并產(chǎn)生熔核的時間。3維持時間焊接電流切斷后，電極壓力繼續(xù)保持的時間。在此時間內(nèi)，熔核凝固并冷卻至具有足夠的強度。4休止時間由電極開始提起到電極再次開始下降，準備在下一個待焊點壓緊工件的時間。休止時間只適用于焊接循環(huán)重復進行的場合。 三、（點焊）焊接循環(huán)硬規(guī)范（強規(guī)范）:大電流、短時間軟規(guī)范（弱規(guī)范）：小電流、長時間四、電阻焊對金屬的要求主要從下列各項指標進行評定：1、材料的導電性和導熱性導電性和導熱性越高，焊接性越差。2、材

11、料的高溫強度高溫（0.50.7Tm）屈服強度越高，焊接性越差。3、材料的塑性溫度范圍塑性溫度范圍越窄，對參數(shù)波動越敏感，焊接性越差。4、材料對熱循環(huán)的敏感性敏感性越強，焊接性越差。另外，熔點高、線膨脹系數(shù)大、易形成致密氧化膜的金屬，其焊接性一般較差。按焊接接頭的不同分類： 點焊 縫焊 凸焊 對焊五、電阻焊的分類點焊時,工件只在有限的接觸面上,即所謂”點”上被焊接起來,并形成扁球形的熔核.點焊又可以分為單點焊和多點焊,多點焊時,使用兩對以上的電極,在同一工序內(nèi)形成多個熔核.凸焊是點的一種變形.在一個工件上有預制的凸點.凸焊時,一次可在接頭處形成一個或多個熔核第三節(jié) 點焊、凸焊一、點焊（spot

12、welding）點焊是一種高速、經(jīng)濟的連接方法。它適用于制造可以采用搭接接頭、不要求氣密、厚度小于3mm的沖壓、軋制的薄板構件。點焊有時也用于連接厚度6mm的金屬板，但與熔焊的對接相比較，點焊的承載能力低，搭接接頭增加了構件的重量和成本，且需要昂貴的特殊焊機，因而是不經(jīng)濟的。1. 點焊接頭的形成過程點焊循環(huán)：預壓 通電 鍛壓 休止（可以是復雜的循環(huán)圖）2. 點焊接設計接頭形式： 搭接 折邊接頭設計時應注意考慮：點距、邊距、搭接量、分流、裝配間隙等。二、凸焊（projection welding）凸焊是點焊的一種特殊形式。在焊接過程中充分利用“凸點”的作用，使焊接易于達成且表面平整無壓痕（如圖）

13、 。凸焊的特點：多個焊點可同時焊接，生產(chǎn)率高；小電流焊接可以可靠地形成小熔核；凸點位置、尺寸準確，強度均勻；壓痕淺，電極磨損少；焊前對表面質量要求（比點焊）低。缺點是結構需要有凸點（往往需要專門沖制）、電極復雜，需要高電極壓力、高精度大功率焊機。焊前清理：由于工件表面上的氧化物、污垢、水和其他雜質增大了接觸電阻。過厚的氧化物層甚至會使電流不能通過。局部的導通，由于電流密度過大，則會產(chǎn)生飛濺和表面燒損。氧化物層的不均勻性還會影響各個焊點加熱的不一致，引起焊接質量的波動。因此，徹底清理工件表面式保證獲得優(yōu)質接頭的必要條件。清理方法分機械清理和化學清理兩種。 常用的機械清理方法有噴砂、噴丸、拋光以及

14、用砂布、鋼絲刷清理等?；瘜W清理包括酸性腐蝕液清洗等不同的金屬和合金采用不同的清理方法。三、點（凸）焊工藝工藝參數(shù)及選擇： 電極壓力：取決于被焊金屬的性能、凸點尺寸和一次焊成的凸點數(shù)量，應使凸點在達到焊接溫度時被完全壓潰，并使工件貼合緊密。焊接時間：確定合適的電極壓力和焊接電流后，再調(diào)節(jié)焊接時間。通常凸焊的焊接時間比點焊長，而電流比點焊小，多點凸焊的時間應適當稍長。焊接電流：一般比點焊的小。應采用在合適的電極壓力下不致于擠出過多金屬的最大電流。由于材料、結構和凸點的不同，凸焊的焊接工藝參數(shù)差異較大，建議參考相關手冊上的數(shù)據(jù)來確定焊接工藝參數(shù)，必要時作適當調(diào)整。其它工藝措施：電極：通常采用2類電極

15、合金，3類電極合金亦可。常用平面電極，電極接觸面直徑不小于凸點直徑的2倍。焊接模具和夾具：凸焊通常需要模具和夾具的配合。模具用于保持和夾緊工件于適當位置，同時也作電極；夾具是不導電的輔助定位裝置（小工件的電極和定位夾具可合二為一，而大工件的模具和夾具則很復雜）。通常是根據(jù)工件的材料和厚度，參考該種材料的焊接條件表選取。首先確定電極的端面形狀和尺寸，其次初步選定電極壓力和焊接時間，然后調(diào)節(jié)焊接電流，以不同的電流焊接試樣。經(jīng)檢驗熔核直徑符合要求后，再在適當?shù)姆秶鷥?nèi)調(diào)節(jié)電極壓力、焊接時間和電流，進行試樣的焊接和檢驗，直到焊點質量完全符合技術條件所規(guī)定的要求為止。以試樣選擇工藝參數(shù)時，要充分考慮試樣和

16、工件在分流、鐵磁性物質影響以及裝配間隙方面的差異，并適當加以調(diào)整。點焊工藝參數(shù)之間互相影響，而且還受外界因素（如材料、結構、設備等）的影響，參數(shù)之間要合理匹配，比較復雜，所以，已將焊接參數(shù)標準化，可查閱相關手冊、必要時加以修正而得。點擊參看點（凸）焊工藝參數(shù)選擇示例點焊質量的檢驗最常用的檢驗試樣的方法是撕開法。優(yōu)質焊點的標志是：在撕開試樣的一片上有圓孔，而另一片上有圓凸臺。厚板或淬火材料有時不能撕出圓孔和凸臺，但可通過剪切的斷口判斷熔核的直徑，必要時，還需進行低倍測量、拉伸試驗和X射線檢驗等，以判定熔透率、抗剪強度和有無縮孔、裂紋等缺陷。 異種材料及不等厚板點焊的工藝措施： 不等厚及異種材料焊

17、接時、熔核偏向（產(chǎn)熱多、散熱難）一邊調(diào)整原則：增加薄料或導電、熱好工件的產(chǎn)熱，減小其散熱。具體方法：薄件一側電極端面小直徑 薄件一側同導熱性較差之合金作電極材料 采用工藝墊片 采用硬規(guī)范第四節(jié)：常用材料的點焊評定電阻焊焊接性的主要指標是：1材料的導電性和導熱性，電阻率小而熱導率大的金屬需使用大功率焊機，焊接性較差。2材料的高溫強度，強度越大，點焊時易產(chǎn)生飛濺、縮孔、裂紋等缺陷，需要大的電極壓力，故焊接性差。3材料的塑性溫度范圍，范圍較窄的金屬（如鋁合金），對焊接工藝參數(shù)的波動敏感，對焊機的要求高，焊接性差。4材料對熱循環(huán)的敏感性，有淬火傾向的，易產(chǎn)生淬硬組織，冷裂紋；與易熔雜質形成的熔點共晶鎢

18、物的合金易產(chǎn)生熱裂紋。因此需要采用特殊的 工藝，焊接性差。5熔點高、線膨脹系數(shù)大、易形成致密氧化膜的金屬焊接性差。低碳鋼的點焊低碳鋼的電阻率適中，需要的焊機功率不大；塑性溫度區(qū)寬，易于獲得所需要的塑性變形而不必使用很大的電極壓力；碳與微量元素的含量低，無高熔點氧化物，一般不產(chǎn)生淬火組織或夾雜物；結晶溫度區(qū)間窄、高溫強度低。熱膨脹系數(shù)小因而開裂傾向小、具有良好的焊接性，其焊接電流、電極壓力、和通電時間等工藝參數(shù)具有較大的調(diào)解范圍。不銹鋼的點焊不銹鋼的電阻率高、導熱性差，因此與低碳鋼相比，可采用較小的焊接電流和較短的焊接時間。這類材料有較高的高溫強度，必須采用較高的電極壓力，以防止產(chǎn)生縮孔、裂紋等

19、缺陷。不銹鋼的熱敏感性強，通常采用較短的焊接時間、強有力的內(nèi)部和外部水冷卻，并且要準確的控制加熱時間和焊接電流，以防止熱影響區(qū)晶粒長大和出現(xiàn)晶間腐蝕現(xiàn)象。馬氏體不銹鋼由于有淬火傾向，點焊時，要采取較長焊接時間。為了消除淬硬組織，組好采用焊后回火的雙脈沖點焊，點焊時一般不采用電極的外部水冷卻，以免因淬火而產(chǎn)生裂紋。鍍層鋼板的點焊焊接時的主要問題：1表層容易破壞，失去原有鍍層的作用。2電極易與鍍曾粘附，破壞電極，3與低碳鋼相比，適用的焊接工藝參數(shù)比較窄，易于形成未焊透和飛濺，因而要精確控制工藝參數(shù)。4鍍層金屬的熔點通常比低碳鋼的低，加熱時先熔化的鍍層金屬使得兩板間的接觸面積擴大，電流密度減小，且電流場分布不