工程材料及成形工藝基礎(chǔ)-常用焊接方法

第十八講：常用焊接方法

GeneralWaysofWelding一.埋弧自動焊(SubmergedArcWelding)二.氣體保護(hù)焊(GasShieldingArc

Welding)三.電渣焊(Electro-SlagWelding)四.壓焊(PressureWelding)五.釬焊(SolderingWelding)

一.埋弧自動焊SubmergedArcWelding

1．概念：(1)將手弧焊的電弧引燃、焊條送進(jìn)和移動實現(xiàn)機(jī)械化。(2)焊絲代替焊心,顆粒焊劑代替藥皮；(3)防止金屬液飛濺、電弧熱散失和弧光四射。2．工藝要求:埋弧焊的輔助工藝：引戶板與引出板：焊劑墊：環(huán)縫埋弧焊：（1）埋弧焊電流大，熔深大；

（2）雙面施焊可以減小變形；（3）坡口整齊、干凈，可以保證焊縫間隙寬窄均勻、無夾渣和氣孔；（4）焊前加焊劑墊；3．特點及應(yīng)用

(CharacteristicsandApplication)

（1）特點：

1）焊縫質(zhì)量高、穩(wěn)定；（保護(hù)效果好、冶金過程完善和工藝參數(shù)自動控制）2）生產(chǎn)率高；（電流大、無需換焊條）

3）節(jié)約金屬；（不開坡口、無焊條夾頭浪費）

4）改善了勞動條件；（無弧光、煙霧少、焊接小車）

5）設(shè)備費用高、工藝準(zhǔn)備和接頭裝配嚴(yán)格。（2）應(yīng)用：適合大量中厚板直長縫、大直徑環(huán)縫平焊位置對接。二.氣體保護(hù)焊GasShieldingArcWelding1．概念：氣體作保護(hù)介質(zhì)，保護(hù)電弧區(qū)熔滴和熔池。2．種類：氬弧焊和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。

(A)氬弧焊(ArgonArcWelding)（1）氬氣：惰性氣體，不與金屬反應(yīng)；不溶于金屬產(chǎn)生氣孔；氬氣是單原子氣體,電弧穩(wěn)定，不會因分解而損失熱量。氬弧焊有兩類：

（2）分類：非熔化極和熔化極氬弧焊。

A.非熔化極氬弧焊(GasTungstenArcWelding)1）需另加填充金屬；

2）焊接電流小，以防電極燒損，

適合焊接薄板結(jié)構(gòu)（4-6毫米）；

3）焊鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)正接，減小電極燒損；

焊鋁、鎂等結(jié)構(gòu)應(yīng)反接，或采用交流電源，以防形成氧化膜。B.熔化極氬弧焊(ArgonMeltingArcWelding)1）用反接法；

2）較大電流，可焊25mm厚工件。（3）氬弧焊要求：焊前認(rèn)真清理接頭污物

(4）特點及應(yīng)用

(

CharacteristicsandApplication)A.特點：1）保護(hù)效果好，焊縫質(zhì)量優(yōu)良；2）電弧穩(wěn)定，焊縫成型美觀，無渣殼；3）明弧易操作，可全位置焊接；4）熱量集中，熱影響區(qū)小，變形?。?）氬氣價格昂貴。B.應(yīng)用：適合易氧化有色金屬、特殊性能鋼（不銹鋼、

耐熱鋼）、重要合金結(jié)構(gòu)鋼及稀有金屬焊接。

（B）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊

(CarbondioxideArcWelding)（1）概念：以二氧化碳?xì)怏w為介質(zhì)的電弧焊。會引起金屬氧化燒損，不能用來焊接

易氧化有色金屬和合金鋼。（2）焊接工藝:1）防止飛濺，采用反接法；2）填充金屬為光焊絲，用較大電流；（3）特點及應(yīng)用

(CharacteristicsandApplication)

A.特點：1）明弧便于全位置焊接；2）熱量集中，熱影響區(qū)小，變形?。?）生產(chǎn)率高；（自動送絲、無焊渣）4）成本低；（二氧化碳?xì)怏w便宜）5）該氣體有氧化作用，熔滴飛濺大，焊縫成形不美；且煙霧大易產(chǎn)生氣孔；還有設(shè)備復(fù)雜，不便維修。B.應(yīng)用：適合低碳鋼、普通低合金鋼小于25mm薄板焊接。小結(jié)氬弧焊特點：保護(hù)效果好，焊縫質(zhì)量優(yōu)良，成型美觀。電弧穩(wěn)定，可實現(xiàn)單面施焊，雙面成型。可實現(xiàn)全位置焊接。但，氬氣貴，成本高。用于易氧化有色金屬和合金鋼的焊接。如鋁、鈦和不銹鋼等。飛濺原因：

CO2+Fe=FeO+CO↑

FeO進(jìn)入熔池和熔滴，與其中碳反應(yīng)：

FeO+C=Fe+CO

所以：CO在熔池和熔滴內(nèi)急劇膨脹而爆破，產(chǎn)生飛濺。二氧化碳焊小結(jié)：CO2氣體密度大，高溫下體積膨脹大，保護(hù)效果好。但，CO2易分解為CO和O，導(dǎo)致合金元素氧化、熔池金屬飛濺和CO氣孔。CO2純度要大于99.8%。防飛濺措施：用含錳硅的焊絲來脫氧和合金化。采用直流反接。采用藥芯焊絲。CO2焊成本低、生產(chǎn)率高、焊縫質(zhì)量較好。用途：用于低碳和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄板的焊接。三.電渣焊Electro-slagWelding

1．概念：電流通過液態(tài)熔渣產(chǎn)生電阻熱為熱源

的一種熔化焊。2．工藝過程（process)：1）引弧板上放足夠顆粒焊劑；2）引弧造渣，深度足夠電弧熄滅,進(jìn)入電渣焊；3）僅適合厚板處于立焊位置對接：單絲不擺可焊40-60mm板；單絲擺動可焊60-150mm板；三絲擺動可焊450mm板。絲極電渣焊：板極電渣焊：電渣焊的準(zhǔn)備：電渣焊小結(jié)利用電流通過熔渣產(chǎn)生的電阻熱為熱源，屬熔化焊。分絲極、板極、熔嘴和熔管電渣焊。特點：電渣焊的線能量大，加熱和冷卻速度低，焊縫晶粒粗大，熱影響區(qū)嚴(yán)重過熱。為改善接頭力學(xué)性能，焊后要正火。3．特點及應(yīng)用

(theCharacteristicsandApplication)

A．特點：1）厚板對接一次完成，生產(chǎn)率高；2）不開坡口，焊劑消耗少，降低成本；3）熔渣保護(hù)效果好：氣體、夾渣易上浮,焊縫純凈；4）加熱緩慢，熱影響區(qū)很寬，接頭組織粗大，必須焊后正火處理；5）只適合立焊操作。B.應(yīng)用：焊適合于40mm以上厚板立焊位置對接。四.壓焊PressureWelding1．概念：電流通過焊件及接觸面產(chǎn)生電阻熱，把焊件加熱到塑性或局部熔化狀態(tài)，斷電頂鍛焊合。2．分類：（1）點焊：圓柱電極，焊接4毫米以下薄板，屬于不密封焊；

如：駕駛室焊接，（2）縫焊：圓盤電極，焊接3毫米以下薄板，屬于密封焊；如：汽車油箱焊接，（3）對焊：等截面件對接，電阻對焊:適合焊直徑小于20mm截面；閃光對焊:適合焊0.01-20000mm2截面。點焊(SpotWelding):

點焊接頭形式：JointtypesofSpotWelding縫焊:SeamWelding對焊:3．特點及應(yīng)用

(CharacteristicsandApplication)A．特點：1）電流大，生產(chǎn)率高；2）加熱時間短，變形小；3）無需填充金屬；4）易于實現(xiàn)自動化。B．應(yīng)用：壓焊適合于大批量生產(chǎn)。五.釬焊SolderingWelding

1．概念：低于母材熔點的釬料，熔化填充到接頭間隙，與母材焊合過程。2．分類：

1）軟釬焊Soldering釬料熔點小于450℃；如錫鉛（采用松香、氯化鋅水溶液為釬劑）接頭強(qiáng)度小于70兆帕；適合于受力不大、工作溫度不高工件。2）硬釬焊HardSoldering

釬料熔點大于450℃；如銅、銀、鎳基釬料（硼砂、硼酸、氯化物或氟化物為釬劑）焊接接頭強(qiáng)度大于200兆帕；適合受力大工件，如刀具刃部和柄部焊接。3．特點及應(yīng)用

A．特點：

1）加熱溫度低，組織性能變化小，變形也??；

2）可實現(xiàn)異種金屬的焊接；

3）可整體加熱，一次焊完所有焊點，生產(chǎn)率高；

4）接頭強(qiáng)度低、清理要求高

5）釬料價格貴。小結(jié)：1.硬釬焊釬料熔點450℃以上，接頭強(qiáng)度較高，大于200MPa，屬這類的釬料有銅基、銀基和鎳基等。2.軟釬焊釬料熔點