機(jī)械制造基礎(chǔ)-焊接-1

機(jī)械制造(jīxièzhìzào)基礎(chǔ)

ECUST精品資料本兩節(jié)課的重要(zhòngyào)問題焊接的功能？焊接后對焊接接頭的組織和性能有何影響？焊接應(yīng)力和變形如何產(chǎn)生的？如何消除和預(yù)防？怎樣選用(xuǎnyòng)焊條？針對焊條電弧焊的缺點(diǎn)，其他焊接方式有何特點(diǎn)？精品資料第四篇焊接(hànjiē)焊接：永久性連接金屬材料的工藝方法(fāngfǎ)。實(shí)質(zhì)：利用加熱或加壓，或兩者并用的手段，借助原子間的擴(kuò)散和結(jié)合，使分離的金屬牢固地連接起來。特點(diǎn)：下料階段：化大為小化復(fù)雜為簡單焊接:拼小成大拼簡單成復(fù)雜內(nèi)容：電弧焊其它常用焊接方法(fāngfǎ)常用金屬材料的焊接焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精品資料電弧焊焊接電?。ㄈ刍傅哪茉矗┒x：由焊接電源供給、具有一定電壓的兩極間或電極與母材間的氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈(qiánɡliè)而持久的放電現(xiàn)象，稱為焊接電弧。組成：由陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱三部分組成。特性：焊接電弧的熱量與焊接電流的平方和電壓的乘積成正比，電流愈大，產(chǎn)生的總熱量愈大。精品資料電弧焊焊接電弧(diànhú)電弧(diànhú)中陽極區(qū)和陰極區(qū)的溫度因電極材料不同而有所不同。用鋼焊條焊接鋼材時(shí)，陽極區(qū)溫度約為2600K，陰極區(qū)約為2400K，電弧(diànhú)中心區(qū)溫度最高，可達(dá)6000～8000K。一般情況下，電弧熱量在陽極區(qū)產(chǎn)生的較多，約占總熱量的43％；陰極區(qū)因放出大量的電子，消耗了一部分能量，所以產(chǎn)生的熱量相對較少，約占36％；其余(qíyú)21％左右的熱量是在弧柱中產(chǎn)生的。焊條電弧焊只有65％～85％的熱量用于加熱和熔化金屬，其余(qíyú)的熱量則散失在電弧周圍和飛濺的金屬滴中。精品資料電弧焊焊接電弧的正接法和反接法由于電弧產(chǎn)生的熱量在陽極和陰極上有一定差異及其它一些原因，使用直流電源焊接時(shí)，有正接和反接兩種接線方法。正接是將工件接到電源的正極，焊條（或電極）接到負(fù)極；反接是將工件接到電源的負(fù)極，焊條（或電極）接到正極。特性：正接時(shí)工件的溫度相對(xiāngduì)高一些。如果焊接時(shí)使用的是交流弧焊機(jī)（弧焊變壓器），因?yàn)殡姌O每秒鐘正負(fù)變化達(dá)一百次之多，所以兩極加熱溫度一樣，都在2500K左右，因而不存在正接和反接問題。圖4-2直流電源時(shí)的正接與反接精品資料電弧焊焊接接頭的組織和性能(xìngnéng)焊接工件上的溫度變化與分布離焊縫越近的點(diǎn)，被加熱的溫度越高；越遠(yuǎn)的點(diǎn),被加熱的溫度越低。在焊接過程中，焊縫的形成是一次冶金過程，焊縫附近區(qū)域金屬相當(dāng)于受到一次不同規(guī)范的熱處理，必然會產(chǎn)生相應(yīng)的組織與性能(xìngnéng)的變化。圖4-3焊縫區(qū)各點(diǎn)溫度變化情況精品資料電弧焊焊接接頭的組織與性能以低碳鋼為例說明焊縫和焊縫附近區(qū)域由于受到電弧不同程度(chéngdù)的加熱而產(chǎn)生的組織與性能的變化。如圖，左側(cè)下部是焊件的橫截面，上部是相應(yīng)各點(diǎn)在焊接過程中被加熱的最高溫度曲線（并非某一瞬時(shí)該截面的實(shí)際溫度分布曲線）。圖中1、2、3等各段金屬組織的獲得．可用右側(cè)所示的部分鐵一碳含金狀態(tài)圖來對照分析。

圖4-4低碳鋼焊接接頭的組織精品資料電弧焊焊接接頭的組織(zǔzhī)與性能1.焊縫焊縫的結(jié)晶將影響焊縫的力學(xué)性能，應(yīng)慎重選用焊條或其它焊接材料。焊接時(shí)，焊接材料的滲合金作用，焊縫金屬中錳、硅等合金元素含量可能比母材（即焊件）金屬高，焊縫金屬的性能可能不低于母村金屬的性能。2．焊接熱影響區(qū)（1）熔合區(qū)熔化的金屬凝固成鑄態(tài)組織(zǔzhī)，因加熱溫度過高而成為過熱粗晶，易引起應(yīng)力集中，所以熔合區(qū)在很大程度上決定著焊接接頭的性能（2）過熱區(qū)奧氏體晶粒急劇長大，形成過熱組織(zǔzhī)，故塑性及韌性降低。對于易淬火硬化鋼材，此區(qū)脆性更大。

精品資料電弧焊焊接接頭的組織(zǔzhī)與性能2．焊接熱影響區(qū)（3）正火區(qū)加熱時(shí)金屬發(fā)生重結(jié)晶，轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的奧氏體晶粒。冷卻后得到均勻而細(xì)小的鐵素體和珠光體組織(zǔzhī)，其力學(xué)性能優(yōu)于母材。（4）部分相變區(qū)珠光體和部分鐵素體發(fā)生重結(jié)晶，轉(zhuǎn)變成細(xì)小的奧氏體晶粒。部分鐵素體不發(fā)生相變，但其晶粒有長大趨勢。冷卻后晶粒大小不均，因而力學(xué)性能比正火區(qū)稍差。焊接熱影響區(qū)的大小和組織(zǔzhī)性能變化的程度，決定于焊接方法、焊接參數(shù)、接頭形式和焊后冷卻速度等因素。精品資料電弧焊改善焊接熱影響區(qū)組織和性能的方法低碳鋼的焊接結(jié)構(gòu)，用手工電弧焊或埋弧自動焊時(shí)，熱影響區(qū)尺寸較小，對焊接產(chǎn)品質(zhì)量影響較小，焊后可不進(jìn)行熱處理；對于低合金鋼焊接結(jié)構(gòu)或用電渣焊焊接的結(jié)構(gòu)，熱影響區(qū)較大，焊后必須進(jìn)行處理，通常(tōngcháng)可用正火的方法，細(xì)化晶粒，均勻組織，改善焊接接頭的質(zhì)量；對于焊后不能進(jìn)行熱處理的焊接結(jié)構(gòu)，只能通過正確選擇焊接方法，合理制定焊接工藝來減小熱影響區(qū)，以保證焊接質(zhì)量。精品資料電弧焊焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生：加熱時(shí)，焊縫區(qū)金屬的熱膨脹量較大，并受兩側(cè)(liǎnɡcè)金屬所制約不能自由伸長而被塑性壓縮，向厚度方向展寬；冷卻時(shí)，同樣受兩側(cè)(liǎnɡcè)金屑制約而不能自由收縮，各部分收縮不一致，導(dǎo)致焊縫區(qū)乃至整個(gè)焊件產(chǎn)生應(yīng)力和變形。焊接應(yīng)力：焊接構(gòu)件由焊接而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。焊接變形：焊后焊件殘留的變形。圖4.5對接焊縫、圓筒環(huán)形焊縫的焊接應(yīng)力分布 精品資料電弧焊焊接應(yīng)力和變形焊接應(yīng)力：（1）產(chǎn)生的原因：加熱不均勻（非平衡加熱）及冷卻(lěngquè)不均勻（非平衡冷卻(lěngquè)）（2）應(yīng)力分布：平板對接焊縫圖4.5,a,b圓筒環(huán)形焊縫圖4.5.c（3）焊接次序?qū)?yīng)力的影響：圖4.6（4）減小應(yīng)力的措施：①合理的焊接次序，合理選材②焊前預(yù)熱，減弱各部位溫差，從而顯著減小焊接應(yīng)力，350～400℃圖4.8平板焊接的反變形。③焊后熱處理：去應(yīng)力退火，加熱到600～650℃，保溫1小時(shí)以上，緩冷圖4-6焊接次序(cìxù)對應(yīng)力的影響精品資料電弧焊焊接變形收縮變形：焊縫縱向、橫向收縮，使構(gòu)件縱向、橫向尺寸減小。角變形：Y型坡口對接時(shí)，焊接次序不合理，焊縫橫向收縮不均勻引起的變形。彎曲變形：焊縫不對稱(duìchèn)，工藝不合理，焊接T形梁時(shí)，由于焊縫布置不對稱(duìchèn)，焊縫縱向收縮引起的變形。扭曲變形：焊接工字梁時(shí)，由于焊接順序和焊接方向不合理引起的變形。波浪變形：焊接薄板時(shí)，由于焊縫收縮使薄板局部產(chǎn)生較大壓力而失去穩(wěn)定引起的變形。精品資料電弧焊預(yù)防變形的措施圖4.9防止(fángzhǐ)殼體焊接局部塌陷的反變形①焊前措施：反變形法：圖4.8～9加裕量法：補(bǔ)償焊后收縮，下料裕量0.1～0.2％圖4.10X型坡口焊接次序剛性夾持法：夾持，點(diǎn)固（塑性好的材料）圖4.8平板焊接的反變形

圖4.9防止殼體焊接局部塌陷的反變形

精品資料電弧焊預(yù)防變形的措施合理的焊接次序：圖4.10～11，構(gòu)件對稱兩側(cè)都有焊縫(hànfénɡ)，應(yīng)使兩側(cè)焊縫(hànfénɡ)的收縮能互相抵消或減弱圖4.11梁的焊接次序

精品資料電弧焊②焊后措施：機(jī)械矯正法：利用機(jī)械外力作用來矯正變形，如輥床，壓力機(jī)，矯直機(jī)圖4.12火焰加熱矯正法：氧—乙炔火焰加熱壓應(yīng)力處（考經(jīng)驗(yàn)）冷卻收縮，消除變形圖4.13反變形法3.焊接裂紋：（1）原因焊接應(yīng)力過大材料成分：S、P（2）預(yù)防選用堿性(jiǎnxìnɡ)焊條，預(yù)熱，合理次序，小能量焊接圖4.12圖4.13精品資料電弧焊四.焊條電弧焊用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的方法(fāngfǎ)。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，操作靈活，成本低。缺點(diǎn)：有強(qiáng)烈的弧光和煙塵，勞動條件差，生產(chǎn)率低，對工人技術(shù)水平要求高，焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。適用：單件小批量生產(chǎn)，焊接碳素鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼及鑄鐵的補(bǔ)焊等。精品資料電弧焊一、焊條電弧焊的焊接過程電弧在焊條與被焊工件之間燃燒，電弧熱使工件和焊芯同時(shí)(tóngshí)熔化形成熔池。當(dāng)電弧向前移動時(shí)，工件和焊條不斷熔化匯成新的熔池。原來的熔池則不斷冷卻凝固，構(gòu)成連續(xù)的焊縫。覆蓋在焊縫表面的熔渣也逐漸凝固成為固態(tài)渣殼。這層熔渣和渣殼對焊縫成形的好壞和減緩金屬的冷卻速度有著重要的作用。焊縫質(zhì)量由很多因素決定，如母材金屬和焊條的質(zhì)量、焊前的清理程度、焊接時(shí)電弧的穩(wěn)定情況、焊接參數(shù)、焊接操作技術(shù)、焊后冷卻速度以及焊后熱處理等。精品資料電弧焊焊條電弧焊焊接(hànjiē)過程焊條涂有藥皮的供手工電弧焊用的熔化電極，由藥皮和焊芯兩部分組成。焊芯：在焊接(hànjiē)過程中既是導(dǎo)電的電極，同時(shí)本身又熔化作為填充金屬，與熔化的母材共同形成焊縫金屬。藥皮：壓涂在焊芯表面的涂料層，主要作用是在焊接(hànjiē)過程中造氣造渣，起保護(hù)作用，防止空氣進(jìn)入焊縫，防止焊縫高溫金屬不被空氣氧化。精品資料電弧焊焊條的分類（按熔渣的化學(xué)性質(zhì)分）酸性焊條優(yōu)點(diǎn)：焊渣呈玻璃狀，易脫渣；工藝性能較好，電弧穩(wěn)定。缺點(diǎn)：力學(xué)性能，尤其是塑性和韌性差，抗裂性低。典型型號：E4303堿性焊條優(yōu)點(diǎn)：焊接(hànjiē)金屬塑性、韌性好，抗裂性強(qiáng)，合金元素?fù)p失少。缺點(diǎn)：對油、銹、污敏感；電弧不穩(wěn)定；熔渣為結(jié)晶狀，不易脫渣。焊條的分類（按用途分）精品資料本兩節(jié)課主要(zhǔyào)問題怎樣(zěnyàng)選用焊條？針對焊條電弧焊的缺點(diǎn)，其他焊接方式有何特點(diǎn)？是不是所有材料都能通過焊接而成形?在焊件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足哪些要求?精品資料電弧焊焊條的選用（按強(qiáng)度等級和化學(xué)成分選用）焊接一般結(jié)構(gòu)。如低碳鋼、低合金鋼結(jié)構(gòu)件時(shí)，一般選用與焊件強(qiáng)度等級相同的焊條，而不考慮化學(xué)成分相同或相近。焊接異種結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，按強(qiáng)度等級低的鋼種選用焊條。焊接特殊性能鋼種，如不銹鋼、耐熱鋼時(shí)，應(yīng)選用與焊件化學(xué)成分相同或相近的特種焊條。焊件的碳、硫、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大時(shí)，應(yīng)選用堿性焊條。焊接鑄造碳鋼或合金鋼時(shí)，因?yàn)?yīnwèi)碳和合金元素較高，鑄件厚度、剛度較大，形狀復(fù)雜，應(yīng)選用堿性焊條。精品資料電弧焊焊條的選用（按焊件的工作條件選用）焊接承受動載、交變載荷及沖擊載荷的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選(yīnɡxuǎn)用堿性焊條。焊接承受靜載的結(jié)構(gòu)件時(shí)，可選用酸性焊條。焊接表面帶有油、銹、污等結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選(yīnɡxuǎn)用酸性焊條。焊接在特殊條件（腐蝕、高溫）下工作的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選(yīnɡxuǎn)用特殊用途焊條。精品資料電弧焊焊條(hàntiáo)的選用（按焊件的形狀、剛度及焊接位置選用）厚度、剛度大、形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，應(yīng)選用堿性焊條(hàntiáo)。厚度、剛度不大，形狀一般，尤其是均可采用平焊的結(jié)構(gòu)件，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)乃嵝院笚l(hàntiáo)。除平焊外，立焊、橫焊、仰焊等焊接位置的結(jié)構(gòu)件，應(yīng)選用全位置焊條(hàntiáo)。精品資料埋弧焊1.埋弧焊過程（原理見圖4.15）：在焊縫處堆放(duīfànɡ)焊劑→焊絲送入電弧區(qū)→選定的弧長→電弧燃燒→焊機(jī)帶動焊絲勻速前移（或工件勻速運(yùn)動）工件熔化→較大體積熔池→焊縫→焊絲體積可達(dá)20cm3焊劑熔化→熔渣→保護(hù)焊縫焊劑蒸發(fā)→熔渣泡→隔絕空氣，防止熔滴外濺減少電弧熱能損失，阻止弧光四射圖4.15埋弧焊原理

精品資料埋弧焊埋弧焊的特點(diǎn)生產(chǎn)率高焊接電流可達(dá)1000A以上（是焊條電弧焊的6～8倍），焊接速度快。生產(chǎn)率提高5-10倍（不必更換焊條頭）。焊接質(zhì)量好且穩(wěn)定焊劑供給充足，電弧區(qū)保護(hù)嚴(yán)密。熔池保持液態(tài)時(shí)間長，冶金過程比較充分，氣體及雜質(zhì)易于浮出。焊接參數(shù)可自動控制調(diào)整。焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定，焊縫成形美觀。節(jié)省金屬材料埋弧焊熱量集中，焊件熔深較大，可以不開坡口或開小坡口，減少(jiǎnshǎo)了焊絲的填充量，節(jié)省因開坡口而消耗掉的焊件材料。金屬飛濺小，無焊條頭。改善了勞動條件看不到弧光，煙霧也少，可自動控制。適應(yīng)性差只焊平焊位置，不能焊空間位置焊縫和不規(guī)則焊縫。設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資大，裝備要求高，調(diào)整等工作量大。精品資料埋弧焊埋弧焊材料焊絲作用：除了作電極和填充材料外，還可以起到滲合金(héjīn)、脫氧、去硫等冶金作用。焊劑相當(dāng)于焊條藥皮。分熔煉焊劑和非熔煉焊劑，非熔煉焊劑又分燒結(jié)焊劑和粘結(jié)焊劑。作用：熔煉焊劑主要起保護(hù)作用。非熔煉焊劑除保護(hù)作用外，還有冶金處理作用。精品資料埋弧焊埋弧焊工藝（1）工件的下料仔細(xì)、準(zhǔn)備坡口和裝配（點(diǎn)焊固定）（2）焊縫兩側(cè)50～60mm以內(nèi)，去除油污、鐵銹（3）工件厚，S<20～25mm時(shí)單面焊，S>20～25mm時(shí)，雙面焊（或開坡口單面焊接）（4）焊接前在焊縫兩端焊上引弧板與引出(yǐnchū)板，（圖4.16）（保證引弧處和斷弧處質(zhì)量）（5）防止燒穿和保持焊劑，焊接第一條焊道時(shí)，在焊縫下面放置焊劑墊和墊板（圖4.17）（6）大直徑（＞250mm）筒體環(huán)焊縫時(shí)，防止熔池金屬流失，焊絲位置應(yīng)逆旋轉(zhuǎn)方向偏離焊件中心線一定距離α，（圖4.18）。其大小視筒體直徑與焊接速度等而定。圖4.16圖4.17圖4.18精品資料氣體(qìtǐ)保護(hù)焊氬弧焊以氬氣（惰性氣體）作為保護(hù)氣體的電弧焊。（1）不熔化極氬弧焊：電極：鈰鎢棒不熔化，較厚工件需填充(tiánchōng)焊絲（圖4.19a）焊接厚度6mm以下的工件。（2）熔化極氬弧焊：連續(xù)送進(jìn)焊絲（電極），不需填充(tiánchōng)金屬，可用較大電流，焊接厚度為25mm以下的工件，圖4.19(b)。圖4.19氬弧焊示意圖 精品資料氣體(qìtǐ)保護(hù)焊氬弧焊特點(diǎn)：機(jī)械保護(hù)效果好，焊縫金屬純凈，成形美觀，質(zhì)量好。電弧穩(wěn)定，小電流時(shí)也很穩(wěn)定。熔池溫度容易控制，單面焊雙面成形。采用氣體(qìtǐ)保護(hù)，電弧可見(稱為明弧)，易實(shí)現(xiàn)全位置自動焊接。電弧在氣流壓縮下燃燒，熱量集中，熔池小，焊速快，熱影響區(qū)小，焊接變形小。氫氣價(jià)格較高，因此成本較高。精品資料氣體(qìtǐ)保護(hù)焊二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊以二氧化碳作為保護(hù)氣體，以焊絲作電極，以自動或半自動方式進(jìn)行焊接。特點(diǎn)：成本低焊接成本僅是埋弧自動焊和手工電弧焊的40％左右。生產(chǎn)率高焊絲送進(jìn)自動化，電流密度大，電弧熱量集中，焊接速度快。焊后沒有熔渣，不需清渣，比手工電弧焊提高生產(chǎn)率1一3倍。操作性能好電弧是明弧，可清楚看到焊接過程。焊接質(zhì)量較好電弧在氣流壓縮下燃燒，熱量集中，熱影響區(qū)較小，變形和開裂(kāiliè)傾向也小。焊縫成形差飛濺大。煙霧較大，控制不當(dāng)易產(chǎn)生氣孔。設(shè)備使用和維修不便送絲機(jī)構(gòu)容易出故障，需要經(jīng)常維修。精品資料等離子弧焊接(hànjiē)與切割等離子電弧:使自由電弧的弧柱受到壓（稱為壓縮效應(yīng)），產(chǎn)生溫度比自由電弧高得多的等離子弧。(1)機(jī)械壓縮效應(yīng)：是使經(jīng)高頻振蕩使氣體產(chǎn)生電離形成的電弧通過噴嘴細(xì)孔道，弧柱被強(qiáng)迫壓縮。(2)熱壓縮效應(yīng)：是水冷噴嘴以及通入一定壓力的冷氣（氬氣、氮?dú)猓┦闺娀⊥鈱永鋮s，迫使帶電粒子流（離子和電子）向弧柱中心收縮。(3)磁壓縮效應(yīng)：是無數(shù)根平行導(dǎo)線（帶電粒子在弧柱中的運(yùn)動）所產(chǎn)生的自身(zìshēn)磁場，使這些導(dǎo)線相互吸引，電弧被進(jìn)一步壓縮。電弧在上述三種效應(yīng)的作用下，被壓縮得很細(xì)，能量高度集中，弧柱內(nèi)的氣體完全電離為電子和離子，稱為等離子弧，其溫度高達(dá)

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K以上。圖4.22等離子弧發(fā)生裝置原理圖 精品資料等離子弧焊接(hànjiē)與切割等離子電弧:離子弧用于切割時(shí)，稱為等離子弧切割。比氧氣切割效率高1—3倍，可以切割不銹鋼、銅、鋁及其合金、難熔的金屬和非金屬材料。等離子弧用于焊接時(shí)，稱為等離子弧焊接。等離子弧焊特點(diǎn)：(1)等離子弧焊除具有氬弧焊的優(yōu)點(diǎn)(壓縮(yāsuō)效應(yīng)的鎢極氬弧焊)(2)等離子弧能量密度大，弧柱溫度高，穿透能力強(qiáng)，因此焊接厚度10—12mm的鋼材可不開坡口，一次焊透雙面成形。等離子弧焊的焊接速度高，生產(chǎn)率高，焊后的焊縫寬度和高度較均勻一致，焊縫表面光潔。（3）當(dāng)電流小到0.1A時(shí)，電弧仍能穩(wěn)定燃燒，并保持良好的挺直度和方向性，故等離子弧焊可焊接很薄的箔材。精品資料微型(wēixíng)計(jì)算機(jī)在電弧焊中的應(yīng)用利用微型計(jì)算機(jī)可以對焊接電流、電壓、焊接速度、氣體流量和壓力等參數(shù)進(jìn)行快速綜合運(yùn)算分析和控制，也可對各種焊接過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，并已總結(jié)出焊接不同材料。不同板厚的最佳參數(shù)方程與圖表。利用微型計(jì)算機(jī)監(jiān)控氣體保護(hù)焊焊接質(zhì)量(zhìliàng)的示意圖(圖4-23):功能:微型計(jì)算機(jī)可以儲存有關(guān)生產(chǎn)技術(shù)的操作程序、焊接程序、焊接參數(shù)調(diào)整程序等。原理:微型計(jì)算機(jī)從焊接執(zhí)行情況與參數(shù)中提取信息，而后在微型計(jì)算機(jī)中進(jìn)行對比，再通過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器控制電源、送絲機(jī)構(gòu)、氣流閥、伺服機(jī)構(gòu)等及時(shí)反饋，調(diào)整操作與參數(shù)，從而確保焊接質(zhì)量。輸出裝置中還可以設(shè)有電視監(jiān)視、打印、錄像等，以便記錄質(zhì)量情況，指示監(jiān)測結(jié)果。精品資料微型(wēixíng)計(jì)算機(jī)在電弧焊中的應(yīng)用焊接機(jī)器人:特點(diǎn):具有手工操作所固有的靈活性，如果要焊接機(jī)器人去焊接另一種產(chǎn)品，只要對它重新示教就可以了。焊接機(jī)器人用于大量生產(chǎn)的焊接生產(chǎn)自動線，為實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)自動化開辟了新的道路。優(yōu)點(diǎn):（1）能代替人在危險(xiǎn)(wēixiǎn)、污染或特殊情況下進(jìn)行焊接，例如在高溫、高壓、易爆、有毒、水下、放射性等條件下進(jìn)行焊接。（2）能代替人從事簡單而單調(diào)重復(fù)的焊接工作，可解放工人從事其它更復(fù)雜的勞動。（3）焊接工作具有相當(dāng)高的重復(fù)再現(xiàn)精度，不會發(fā)生人所常有的誤動作，能保證焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠。（4）具有相當(dāng)高的運(yùn)動精度和焊接參數(shù)控制精度，可實(shí)現(xiàn)超小型焊件的精密焊接。精品資料其他(qítā)常用焊接方法一、電阻焊利用電流通過焊件及其接觸處產(chǎn)生的電阻熱，將焊件局部加熱刀塑性或熔化狀態(tài)，然后(ránhòu)在壓力下形成焊接接頭的焊接方法。焊件接觸處電阻熱塑性變形或熔化壓力焊點(diǎn)圖4.24點(diǎn)焊示意圖

1.點(diǎn)焊：利用柱狀電極加壓通電，在搭接工件接觸面之間焊成一個(gè)個(gè)焊點(diǎn)的焊接方法，如圖4.24所示。過程：柱狀電極壓緊在工件上→接通電流→接觸處溫度升高熔化（液態(tài)熔核）→斷電→繼續(xù)保持壓力或加大壓力→液態(tài)熔核在壓力下凝固結(jié)晶，形成焊點(diǎn)當(dāng)焊接下一個(gè)焊點(diǎn)時(shí)，有一部分電流會流經(jīng)已焊好的焊點(diǎn)，稱為分流現(xiàn)象，因此兩個(gè)相鄰焊點(diǎn)之間應(yīng)有一定距離。工件厚度↑，導(dǎo)電性↑，分流現(xiàn)象越嚴(yán)重，點(diǎn)間距↑精品資料影響點(diǎn)焊質(zhì)量(zhìliàng)的主要因素有焊接電流、通電時(shí)間、電極壓力及工件表面清理情況等。根據(jù)焊接時(shí)間的長短和電流大小，常把點(diǎn)焊焊接規(guī)范分為硬規(guī)范和軟規(guī)范。硬規(guī)范是指在較短時(shí)間內(nèi)通以大電流的規(guī)范。它的生產(chǎn)率高，焊件變形小，電極磨損慢，但要求設(shè)備功率大，規(guī)范應(yīng)控制精確。適合焊接導(dǎo)熱性能較好的金屬。軟規(guī)范是指在較長時(shí)間內(nèi)通以較小電流的規(guī)范。它的生產(chǎn)率低，但可選用功率小的設(shè)備焊接較厚的工件，更適合焊接有淬硬傾向的金屬。點(diǎn)焊電極壓力應(yīng)保證工件緊密接觸順利通電，同時(shí)依靠壓力消除熔核凝固時(shí)可能產(chǎn)生的縮孔和縮松。其他常用焊接(hànjiē)方法精品資料其他常用焊接(hànjiē)方法1.點(diǎn)焊：接頭形式：搭接接頭應(yīng)用：S<4mm的薄板沖壓結(jié)構(gòu)及線材的焊接，制造汽車(qìchē)、車廂，飛機(jī)等薄壁結(jié)構(gòu)及罩殼和輕工、生活用品等。精品資料其他(qítā)常用焊接方法2.縫焊原理：用旋轉(zhuǎn)的圓盤狀滾動電極代替柱狀電極，精確控制通、斷電時(shí)間，形成連續(xù)重疊焊點(diǎn)，圖4.24特點(diǎn)及應(yīng)用：（1）分流現(xiàn)象嚴(yán)重，電流約為點(diǎn)焊時(shí)的1.5-2倍（2）密封性好，用于制造有密封性要求(yāoqiú)的薄壁結(jié)構(gòu)，如油箱、小型容器和管道等。只適用于厚度在3mm以下的薄板結(jié)構(gòu)。精品資料其他(qítā)常用焊接方法3.對焊：利用電阻熱使兩個(gè)工件在整個(gè)接觸面上焊接起來的一種方法。（1）電阻對焊：兩個(gè)工件接頭平滑→施加預(yù)壓力→端面緊密接觸，壓緊→通電→產(chǎn)生電阻熱使工件接觸處迅速加熱到塑性狀態(tài)→接頭產(chǎn)生塑性變形而焊接起來。圖4.27（a）端面清潔，光滑，無毛刺，用于焊接斷面簡單，直徑小于20mm和強(qiáng)度要求不高的工件。（2）閃光對焊：先通電，接頭不平，點(diǎn)接觸，接觸點(diǎn)金屬(jīnshǔ)迅速熔化，蒸發(fā)。在蒸汽壓力和電磁力作用下，液體金屬(jīnshǔ)發(fā)生爆破，以火花形式從接觸處飛出而形成“閃光”。繼續(xù)送進(jìn)工件，保持一定閃光時(shí)間，待焊件端面全部加熱熔化時(shí)，迅速對焊件施加頂鐓力，并切斷電源，焊件在壓力作用下產(chǎn)生塑性變形而焊在一起。圖4.27（b）精品資料其他(qítā)常用焊接方法閃光對焊焊件接頭質(zhì)量好，強(qiáng)度高，但金屬損耗較大，常用于重要工件的焊接。推薦的接頭形式：對接接頭，圖4.28，接頭斷面盡量相同(xiānɡtónɡ)。廣泛用于刀具、鋼筋、錨煉、自行車車圈。鋼軌和管道的焊接精品資料其他常用(chánɡyònɡ)焊接方法二.摩擦焊：利用工件間相互摩擦產(chǎn)生的熱量，同時(shí)加壓而進(jìn)行焊接的方法。摩擦焊的特點(diǎn)：（1）在摩擦焊過程中，焊件接觸表面的氧化膜與雜質(zhì)被清除，因此接頭(jiētóu)組織致密，不易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷，接頭(jiētóu)質(zhì)量好而且穩(wěn)定。（2）可焊接的金屬范圍較廣，不僅可焊同種金屬，也可以焊接異種金屬。（3）焊接操作簡單，不需焊接材料，容易實(shí)現(xiàn)自動控制，生產(chǎn)率高。（4）電能消耗少（只有閃光對焊的1/10～1/15）。（5）設(shè)備復(fù)雜，一次性投資大。精品資料其他(qítā)常用焊接方法三.釬焊：利用熔點(diǎn)比焊件低的釬料作填充金屬，加熱時(shí)釬料熔化而將焊件連接起來的焊接方法。1.原理：表面清理好的焊件→搭接形式接頭→釬料放在接頭的間隙附近或接頭的間隙中→加熱T>T釬料熔點(diǎn)，釬料熔化（工件不熔化）并滲入到接頭間隙中→液態(tài)釬料與工件金屬相互溶解擴(kuò)散(kuòsàn)→冷凝后即形成釬焊接頭。2.分類:硬釬焊：釬料熔點(diǎn)高于450°C，焊接接頭強(qiáng)度在200MPa以上。常用釬料有鎳基、鋁基、銀基和銅基等硬釬焊主要用于受力較大的鋼鐵銅合金結(jié)構(gòu)件、工具以及刀具的焊接。軟釬焊：釬料熔點(diǎn)低于450°C，焊接接頭強(qiáng)度一般不超過70MPa。3.釬焊的接頭形式板料搭接和套接。接頭有較大釬接面，間隙適當(dāng)。圖4.28釬焊的接頭形式

精品資料其他(qítā)常用焊接方法常用釬料是錫鉛合金，所以通稱錫焊。主要用于受力不大的常溫工作的儀表、導(dǎo)電元件的連接。釬劑：去除釬料及被焊金屬表面的氧化膜、油污，改善釬料的潤濕性，保護(hù)釬料及焊件不被氧化。軟釬焊：松香、氧化鋅溶液硬釬焊：硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等4.加熱方式：火焰加熱、電阻加熱、感應(yīng)加熱、爐內(nèi)加熱、鹽浴加熱以及烙鐵加熱等，烙鐵加熱加熱溫度低，只適用于軟釬焊。5.特點(diǎn)及應(yīng)用范圍：①工件加熱溫度低，組織和力學(xué)性能變化小，變形也小。接頭光滑平整，工件尺寸精確。②可以焊接(hànjiē)性能差異很大的異種金屬，對工件厚度的差別沒有嚴(yán)格的限制。③復(fù)雜形狀構(gòu)件，生產(chǎn)率高（可同時(shí)焊接(hànjiē)上千條焊縫）④設(shè)備簡單，投資少⑤接頭強(qiáng)度尤其是動載強(qiáng)度低，耐熱性差，且焊前清理及組裝要求較高。精品資料其他常用(chánɡyònɡ)焊接方法四.電渣焊：利用電流通過熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源進(jìn)行焊接的方法。焊接過程如圖，兩個(gè)工件1的接頭相距25～35mm。固態(tài)熔劑熔化后形成的渣池3具有較大的電阻，當(dāng)電流通過時(shí)產(chǎn)生大量電阻熱，使渣池溫度保持在1700～2000℃。焊絲(hànsī)2和工件1被渣池加熱熔化而形成金屬熔池4。工件待焊端面兩側(cè)各裝有冷卻銅滑塊5，這樣可使液態(tài)熔渣及金屬熔池不會外流。冷卻水從滑塊內(nèi)部流過，迫使熔池冷卻并凝固成為焊縫6。從而使立焊縫由下向上順次形成。精品資料其他(qítā)常用焊接方法四.電渣焊特點(diǎn)：（1）可一次焊接很厚的工件。（2）生產(chǎn)率高，成本低。焊接厚度在40mm以上的工件，即使采用埋弧焊也必須開坡口進(jìn)行多層焊。而電渣焊對任何厚度的工件都不需開坡口，只要使焊接端面之間保持25～35mm的間隙，就可一次焊成。因此生產(chǎn)率高、消耗的焊接材料較少、成本低。（3）焊縫金屬比較純凈。（4）焊后冷卻速度較慢，焊接應(yīng)力較小。因而(yīnér)適合于焊接塑性稍差的中碳鋼與合金結(jié)構(gòu)鋼工件。一般要進(jìn)行焊后熱處理。如正火處理，以改善其性能。精品資料其他(qítā)常用焊接方法五.真空電子束焊接：原理圖4—34:電子槍、工件及夾具(jiājù)全部裝在真空室內(nèi)。電子槍由加熱燈絲、陰極、陽極及聚集裝置等組成。當(dāng)陰極被燈絲加熱到2600K時(shí)，能發(fā)出大量電子。這些電子在陰極與陽極（焊件）間的高壓作用下，射向焊件表面使焊件金屬迅速熔化，甚至氣化,適當(dāng)移動焊件，即能得到要求的焊接接頭。真空電子束焊接的特點(diǎn)：（1）由于在真空中焊接，焊件金屬無氧化、無氨化。無金屬電極用污，從而保證了焊縫金屬的高純度。（2）熱源能量密度大，熔深大，速度快，焊縫深而窄，能單道焊厚件。焊接熱影響區(qū)很小，基本上不產(chǎn)生焊接變形，從而防止難熔金屬熔接時(shí)產(chǎn)生的裂紋及泄漏。（3）厚件也不必開坡口，焊接時(shí)一般不必另填金屬。（4）電子束參數(shù)可在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，而且焊接過程的控制靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。精品資料其他常用(chánɡyònɡ)焊接方法六.激光焊接：原理:利用激光器受激產(chǎn)生的激光束，通過聚焦系統(tǒng)可聚焦到十分微小的焦點(diǎn)，其能量密度(mìdù)大于105W/cm2。當(dāng)調(diào)焦到焊件接縫時(shí)，光能轉(zhuǎn)換為熱能，使金屬熔化形成焊接接頭。激光焊接的特點(diǎn)：(1)激光輻射的能量釋放極其迅速，點(diǎn)焊過程只有幾毫秒。這不僅提高了生產(chǎn)率，而且被焊材料不易氧化。因此可以在大氣中進(jìn)行焊接，不需要?dú)怏w保護(hù)或真空環(huán)境。(2)激光焊接的能量密度很高，熱量集中，作用時(shí)間很短。所以焊接熱影響區(qū)極小，焊件不變形，特別適用于熱敏感材料的焊接。（3）可以焊接一般焊法難以接近或無法安置的焊點(diǎn)。（4）激光可對絕緣材料直接焊接，焊接異種金屬材料也比較容易，甚至能把金屬與非金屬焊在一起。精品資料常用(chánɡyònɡ)金屬材料的焊接金屬材料的焊接性金屬焊接性金屬材料對焊接加工的適應(yīng)性，即金屬在一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。包括：工藝性能，即在一定工藝條件下，焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，尤其是出現(xiàn)裂紋的可能性；使用(shǐyòng)性能，即焊接接頭在使用(shǐyòng)中的可靠性，包括力學(xué)性能及耐熱、耐蝕等特殊性能。精品資料常用(chánɡyònɡ)金屬材料的焊接金屬材料的焊接性金屬焊接性的評定包括估算或試驗(yàn)方法。用碳含量法估鋼材焊接性（碳當(dāng)量法）

當(dāng)CE<0.4％時(shí)，焊接性良好；CE=0.4％～0.6％時(shí)，焊接性較差，冷裂傾向明顯，需要預(yù)熱并采取其它工藝(gōngyì)措施防止裂紋；當(dāng)CE>0.6％時(shí)，焊接性差，冷裂傾向嚴(yán)重，需要較高的預(yù)熱溫度和嚴(yán)格的工藝(gōngyì)措施。精品資料常用(chánɡyònɡ)金屬材料的焊接金屬材料的焊接性小型抗裂試驗(yàn)法評定不同拘束形式的接頭產(chǎn)生裂紋的傾向。評定方法:周圍固定焊縫冷卻到常溫以后，按實(shí)際產(chǎn)品的焊接工藝進(jìn)行單層焊或多層焊。焊完后在室溫下放置24h，先檢查焊縫及熱影響區(qū)有無表面裂紋，再從垂直焊縫方向切取厚度(hòudù)為15mm的金相磨片兩塊，進(jìn)行低倍放大檢驗(yàn)是否存在內(nèi)裂紋。精品資料常用(chánɡyònɡ)金屬材料的焊接低碳鋼的焊接可以采用各種焊接方法。中、高碳鋼的焊接焊條電弧焊、電渣焊特點(diǎn)：熱影響區(qū)易產(chǎn)生淬硬組織(zǔzhī)和冷裂紋焊縫金屬產(chǎn)生熱裂紋傾向較大精品資料常用(chánɡyònɡ)金屬材料的焊接低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接(hànjiē)一般用焊條電弧焊和埋弧自動焊。特點(diǎn)：熱影響區(qū)淬硬傾向鋼中含碳及合金元素越多，鋼材強(qiáng)度級別越高，焊后熱影響區(qū)的淬硬傾向越大。強(qiáng)度級別較大的低合金鋼，淬硬傾向增加，熱影響區(qū)易產(chǎn)生馬氏體組織，硬度提高，塑性和韌性下降。焊接(hànjiē)接頭的裂紋傾向影響因素有：焊縫及熱影響區(qū)的含氫量；熱影響區(qū)的淬硬程度；焊接(hànjiē)接頭的應(yīng)力大小。精品資料常用(chánɡyònɡ)金屬材料的焊接鑄鐵的焊補(bǔ)一般采用手工電弧焊、氣焊。熱焊焊前將工件整體或局部預(yù)熱到600～700°C，焊后緩慢冷卻。優(yōu)點(diǎn)：可防止出現(xiàn)白口(báikǒu)組織和裂紋，焊補(bǔ)質(zhì)量較好。焊后可機(jī)械加工。缺點(diǎn)：生產(chǎn)率低，成本較高，勞動強(qiáng)度差。冷焊一般不預(yù)熱或較低溫度預(yù)熱（400°C以下）。常用手工電弧焊，依靠焊條來防止白口(báikǒu)和裂紋。優(yōu)點(diǎn)：方便靈活，生產(chǎn)率高，成本低，勞動條件好，可用于一些非加工面的焊補(bǔ)。精品資料常用(chánɡyònɡ)金屬材料的焊接非鐵金屬及其合金的焊接鋁及鋁合金的焊接純鋁、鋁錳合金、鋁鎂合金及鑄鋁。焊接特點(diǎn)：極易氧化易氧化生成氧化鋁，組織致密，熔點(diǎn)高，阻礙熔合，易形成夾雜而脆化。形成氣孔液態(tài)鋁吸收大量的氫，冷卻時(shí)，產(chǎn)生氣孔。電源功率大且易變形鋁導(dǎo)熱系數(shù)(xìshù)大，需大功率電源；鋁線膨脹系數(shù)(xìshù)大，易產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形，甚至開裂。特殊工藝措施鋁在高溫時(shí)強(qiáng)度很低，容易引起焊縫塌陷，常需采用墊板。精品資