焊接工藝介紹的課件

1、2022/8/12焊接基礎(chǔ)：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(hù)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(zhǎng)級(jí)別的技術(shù)技能及管理水平，公司特意組織此次培訓(xùn)，希望大家能在此次培訓(xùn)中學(xué)習(xí)到有益的知識(shí)能夠?yàn)榇蠹疫M(jìn)行此次焊接技術(shù)的相關(guān)培訓(xùn)，我倍感榮幸，不足之處還請(qǐng)大家批評(píng)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(zhì)（同種或異種），通過(guò)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(zhì)達(dá)到原子間的結(jié)合而形成永久性連接的工藝過(guò)程。焊接的定義焊接過(guò)程中，工件和焊料在高溫?zé)嵩吹淖饔孟氯刍纬扇廴趨^(qū)域，熔池

2、冷卻凝固后便形成材料之間的連接。這一過(guò)程中，通常還需要施加壓力。焊接的能量來(lái)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(shù)是隨著金屬的應(yīng)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(guó)商朝制造的鐵刃銅鉞，就是鐵與銅的鑄焊件。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)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(shù)長(zhǎng)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(wú)法用于大截面、長(zhǎng)焊縫工件的焊接，只能用以制作裝飾品、簡(jiǎn)單的工具和武器。 19世紀(jì)初，英國(guó)的戴維斯發(fā)明用電弧和氧乙炔焰作為焊接高溫?zé)嵩矗?8851887年,俄國(guó)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(jì)初，碳極電弧焊和氣焊得到應(yīng)用，同時(shí)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(hù)，焊接質(zhì)量得到提高，使手工電弧焊進(jìn)入實(shí)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(guó)的諾布爾利用電弧電壓控制焊條送給速度，制成自動(dòng)電弧焊機(jī)，從而成為焊接機(jī)械化、自動(dòng)化的開端。1930年美國(guó)的羅賓諾夫發(fā)明使用焊絲和焊劑的埋弧焊，焊接機(jī)械化得到進(jìn)一步發(fā)展。40年代，為適應(yīng)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(hù)焊相繼問(wèn)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?xì)怏w保護(hù)焊，促進(jìn)了氣體保護(hù)電弧焊的應(yīng)用和發(fā)展，如出現(xiàn)了混合氣體保護(hù)焊、藥芯焊絲氣渣聯(lián)合保護(hù)焊和自保護(hù)電弧焊等。 1957年美國(guó)的蓋奇發(fā)明等離子弧焊；40年代德國(guó)和法國(guó)發(fā)明的電子束焊，也在50年代得到實(shí)用和進(jìn)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(biāo)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(jié)構(gòu)得以焊接。 其他的焊接技術(shù)還有1887年，美國(guó)的湯普森發(fā)明電阻焊，并用于薄板的點(diǎn)焊和縫焊；縫焊是壓焊中最早的半機(jī)械化焊接方法，隨著縫焊過(guò)程的進(jìn)行，工件被兩滾輪推送前進(jìn)；二十世紀(jì)世紀(jì)20年代開始使用閃光對(duì)焊方法焊接

5、棒材和鏈條。至此電阻焊進(jìn)入實(shí)用階段。1956年，美國(guó)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(guó)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(kuò)散焊設(shè)備。工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)價(jià)格低廉，成本低性能可靠，可大規(guī)模使用可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接的特點(diǎn)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(guò)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(shí)，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(dòng)，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(hù)焊

6、壓焊 壓焊是在加壓條件下，使兩工件在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合，又稱固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對(duì)焊，當(dāng)電流通過(guò)兩工件的連接端時(shí)，該處因電阻很大而溫度上升，當(dāng)加熱至塑性狀態(tài)時(shí)，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(kuò)散焊爆炸焊摩擦焊壓力焊對(duì)焊點(diǎn)焊縫焊釬焊 釬焊是使用比工件熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于工件熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕工件，填充接口間隙并與工件實(shí)現(xiàn)原子間的相互擴(kuò)散，從而實(shí)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(hù)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(jiǎn)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(jié)合的一種方法。電阻焊的顯著優(yōu)點(diǎn) ： 熔核形成時(shí),始終被塑性環(huán)包圍,熔化金屬與空氣隔絕,冶金過(guò)程簡(jiǎn)單. 加熱時(shí)間短,熱量集中,故熱影響區(qū)小,變形與應(yīng)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(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化,改善了勞動(dòng)條件. 生產(chǎn)率高,且無(wú)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(duì)焊因有火花噴濺,需要隔離.2、電阻焊特點(diǎn)電阻焊的缺點(diǎn)：目前還缺乏

8、可靠的無(wú)損檢測(cè)方法,焊接質(zhì)量只能靠編工藝試樣和工件的破壞性試驗(yàn)來(lái)檢查,以及靠各種監(jiān)控技術(shù)來(lái)保證. 縫焊的搭接接頭不僅增加了構(gòu)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(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度均較低. 設(shè)備功率大,機(jī)械化,自動(dòng)化程度較高,使設(shè)備成本較高,維修較困難,并且常用的大功率單相交流焊機(jī)不利于電網(wǎng)的正常運(yùn)行對(duì)參數(shù)波動(dòng)敏感，很小的變量會(huì)導(dǎo)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(gè)重要參數(shù)且會(huì)隨溫度的升高而增大。 接觸電阻RC（可從R =L/s進(jìn)行解釋） 當(dāng)表面清理十分潔凈時(shí)

9、，RC僅在通電開始極短的時(shí)間內(nèi)存在，隨后會(huì)迅速消失。但它在焊接時(shí)間很短的情況下（如焊薄鋁），對(duì)熔核的形成和焊點(diǎn)強(qiáng)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(duì)產(chǎn)熱的影響比電阻和時(shí)間兩者都大，在焊接過(guò)程中是一個(gè)必須嚴(yán)格控制的參數(shù)。通電時(shí)間與焊接電流在一定范圍內(nèi)可互為補(bǔ)充電極壓力對(duì)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(dǎo)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(zhì)接頭的必要條件。（二）溫度分布： 點(diǎn)（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(guò)電極的熱傳導(dǎo)而散失

10、。焊接循環(huán)由四個(gè)基本階段組成。1預(yù)壓時(shí)間由電極開始下降到焊接電流開始接通的時(shí)間。這一時(shí)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(dāng)?shù)膲毫Α?焊接時(shí)間焊接電流通過(guò)工件并產(chǎn)生熔核的時(shí)間。3維持時(shí)間焊接電流切斷后，電極壓力繼續(xù)保持的時(shí)間。在此時(shí)間內(nèi)，熔核凝固并冷卻至具有足夠的強(qiáng)度。4休止時(shí)間由電極開始提起到電極再次開始下降，準(zhǔn)備在下一個(gè)待焊點(diǎn)壓緊工件的時(shí)間。休止時(shí)間只適用于焊接循環(huán)重復(fù)進(jìn)行的場(chǎng)合。 三、（點(diǎn)焊）焊接循環(huán)硬規(guī)范（強(qiáng)規(guī)范）:大電流、短時(shí)間軟規(guī)范（弱規(guī)范）：小電流、長(zhǎng)時(shí)間四、電阻焊對(duì)金屬的要求主要從下列各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)定：1、材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性越高，焊接性越差。2、材

11、料的高溫強(qiáng)度高溫（0.50.7Tm）屈服強(qiáng)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(duì)參數(shù)波動(dòng)越敏感，焊接性越差。4、材料對(duì)熱循環(huán)的敏感性敏感性越強(qiáng)，焊接性越差。另外，熔點(diǎn)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(diǎn)焊 縫焊 凸焊 對(duì)焊五、電阻焊的分類點(diǎn)焊時(shí),工件只在有限的接觸面上,即所謂”點(diǎn)”上被焊接起來(lái),并形成扁球形的熔核.點(diǎn)焊又可以分為單點(diǎn)焊和多點(diǎn)焊,多點(diǎn)焊時(shí),使用兩對(duì)以上的電極,在同一工序內(nèi)形成多個(gè)熔核.凸焊是點(diǎn)的一種變形.在一個(gè)工件上有預(yù)制的凸點(diǎn).凸焊時(shí),一次可在接頭處形成一個(gè)或多個(gè)熔核第三節(jié) 點(diǎn)焊、凸焊一、點(diǎn)焊（spot

12、welding）點(diǎn)焊是一種高速、經(jīng)濟(jì)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(gòu)件。點(diǎn)焊有時(shí)也用于連接厚度6mm的金屬板，但與熔焊的對(duì)接相比較，點(diǎn)焊的承載能力低，搭接接頭增加了構(gòu)件的重量和成本，且需要昂貴的特殊焊機(jī)，因而是不經(jīng)濟(jì)的。1. 點(diǎn)焊接頭的形成過(guò)程點(diǎn)焊循環(huán)：預(yù)壓 通電 鍛壓 休止（可以是復(fù)雜的循環(huán)圖）2. 點(diǎn)焊接設(shè)計(jì)接頭形式： 搭接 折邊接頭設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意考慮：點(diǎn)距、邊距、搭接量、分流、裝配間隙等。二、凸焊（projection welding）凸焊是點(diǎn)焊的一種特殊形式。在焊接過(guò)程中充分利用“凸點(diǎn)”的作用，使焊接易于達(dá)成且表面平整無(wú)壓痕（如圖）

13、 。凸焊的特點(diǎn)：多個(gè)焊點(diǎn)可同時(shí)焊接，生產(chǎn)率高；小電流焊接可以可靠地形成小熔核；凸點(diǎn)位置、尺寸準(zhǔn)確，強(qiáng)度均勻；壓痕淺，電極磨損少；焊前對(duì)表面質(zhì)量要求（比點(diǎn)焊）低。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)需要有凸點(diǎn)（往往需要專門沖制）、電極復(fù)雜，需要高電極壓力、高精度大功率焊機(jī)。焊前清理：由于工件表面上的氧化物、污垢、水和其他雜質(zhì)增大了接觸電阻。過(guò)厚的氧化物層甚至?xí)闺娏鞑荒芡ㄟ^(guò)。局部的導(dǎo)通，由于電流密度過(guò)大，則會(huì)產(chǎn)生飛濺和表面燒損。氧化物層的不均勻性還會(huì)影響各個(gè)焊點(diǎn)加熱的不一致，引起焊接質(zhì)量的波動(dòng)。因此，徹底清理工件表面式保證獲得優(yōu)質(zhì)接頭的必要條件。清理方法分機(jī)械清理和化學(xué)清理兩種。 常用的機(jī)械清理方法有噴砂、噴丸、拋光以及

14、用砂布、鋼絲刷清理等。化學(xué)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(diǎn)（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(diǎn)尺寸和一次焊成的凸點(diǎn)數(shù)量，應(yīng)使凸點(diǎn)在達(dá)到焊接溫度時(shí)被完全壓潰，并使工件貼合緊密。焊接時(shí)間：確定合適的電極壓力和焊接電流后，再調(diào)節(jié)焊接時(shí)間。通常凸焊的焊接時(shí)間比點(diǎn)焊長(zhǎng)，而電流比點(diǎn)焊小，多點(diǎn)凸焊的時(shí)間應(yīng)適當(dāng)稍長(zhǎng)。焊接電流：一般比點(diǎn)焊的小。應(yīng)采用在合適的電極壓力下不致于擠出過(guò)多金屬的最大電流。由于材料、結(jié)構(gòu)和凸點(diǎn)的不同，凸焊的焊接工藝參數(shù)差異較大，建議參考相關(guān)手冊(cè)上的數(shù)據(jù)來(lái)確定焊接工藝參數(shù)，必要時(shí)作適當(dāng)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(diǎn)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(dāng)位置，同時(shí)也作電極；夾具是不導(dǎo)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(fù)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(shí)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(yàn)熔核直徑符合要求后，再在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)調(diào)節(jié)電極壓力、焊接時(shí)間和電流，進(jìn)行試樣的焊接和檢驗(yàn)，直到焊點(diǎn)質(zhì)量完全符合技術(shù)條件所規(guī)定的要求為止。以試樣選擇工藝參數(shù)時(shí)，要充分考慮試樣和

16、工件在分流、鐵磁性物質(zhì)影響以及裝配間隙方面的差異，并適當(dāng)加以調(diào)整。點(diǎn)焊工藝參數(shù)之間互相影響，而且還受外界因素（如材料、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等）的影響，參數(shù)之間要合理匹配，比較復(fù)雜，所以，已將焊接參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，可查閱相關(guān)手冊(cè)、必要時(shí)加以修正而得。點(diǎn)擊參看點(diǎn)（凸）焊工藝參數(shù)選擇示例點(diǎn)焊質(zhì)量的檢驗(yàn)最常用的檢驗(yàn)試樣的方法是撕開法。優(yōu)質(zhì)焊點(diǎn)的標(biāo)志是：在撕開試樣的一片上有圓孔，而另一片上有圓凸臺(tái)。厚板或淬火材料有時(shí)不能撕出圓孔和凸臺(tái)，但可通過(guò)剪切的斷口判斷熔核的直徑，必要時(shí)，還需進(jìn)行低倍測(cè)量、拉伸試驗(yàn)和X射線檢驗(yàn)等，以判定熔透率、抗剪強(qiáng)度和有無(wú)縮孔、裂紋等缺陷。 異種材料及不等厚板點(diǎn)焊的工藝措施： 不等厚及異種材料焊

17、接時(shí)、熔核偏向（產(chǎn)熱多、散熱難）一邊調(diào)整原則：增加薄料或?qū)щ?、熱好工件的產(chǎn)熱，減小其散熱。具體方法：薄件一側(cè)電極端面小直徑 薄件一側(cè)同導(dǎo)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(diǎn)焊評(píng)定電阻焊焊接性的主要指標(biāo)是：1材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，電阻率小而熱導(dǎo)率大的金屬需使用大功率焊機(jī)，焊接性較差。2材料的高溫強(qiáng)度，強(qiáng)度越大，點(diǎn)焊時(shí)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(duì)焊接工藝參數(shù)的波動(dòng)敏感，對(duì)焊機(jī)的要求高，焊接性差。4材料對(duì)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(zhì)形成的熔點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)焊低碳鋼的電阻率適中，需要的焊機(jī)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(wú)高熔點(diǎn)氧化物，一般不產(chǎn)生淬火組織或夾雜物；結(jié)晶溫度區(qū)間窄、高溫強(qiáng)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(shí)間等工藝參數(shù)具有較大的調(diào)解范圍。不銹鋼的點(diǎn)焊不銹鋼的電阻率高、導(dǎo)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(shí)間。這類材料有較高的高溫強(qiáng)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(qiáng)，通常采用較短的焊接時(shí)間、強(qiáng)有力的內(nèi)部和外部水冷卻，并且要準(zhǔn)確的控制加熱時(shí)間和焊接電流，以防止熱影響區(qū)晶粒長(zhǎng)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(diǎn)焊時(shí)，要采取較長(zhǎng)焊接時(shí)間。為了消除淬硬組織，組好采用焊后回火的雙脈沖點(diǎn)焊，點(diǎn)焊時(shí)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(diǎn)焊焊接時(shí)的主要問(wèn)題：1表層容易破壞，失去原有鍍層的作用。2電極易與鍍?cè)掣剑茐碾姌O，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(diǎn)通常比低碳鋼的低，加熱時(shí)先熔化的鍍層金屬使得兩板間的接觸面積擴(kuò)大，電流密度減小，且電流場(chǎng)分布不