焊接是一種永久性連接金屬材料的工藝方法課件

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Defense

Techaolagy焊接技術(shù)重點(diǎn)焊接的特點(diǎn)、分類(lèi)及應(yīng)用，焊條電弧焊，常用金屬材料的焊接。教學(xué)重點(diǎn)第一節(jié)

焊

接

概

述焊接是一種永久性連接金屬材料的工藝方法。焊接過(guò)程的實(shí)質(zhì)是用加熱或加壓等手段，借助于金屬原子的

結(jié)合與擴(kuò)散作用，使分離的金屬材料牢固地連接起來(lái)。圓防科學(xué)技衍大學(xué)National

UniversityofDefenseTechnology2焊接在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要地作用，在制造大型結(jié)構(gòu)或復(fù)雜地機(jī)器部件時(shí)，更顯優(yōu)越，因?yàn)樗梢杂没鬄樾?，?/p>

復(fù)雜為簡(jiǎn)單地方法準(zhǔn)備坯料，然后用逐次裝配焊接地方法拼小成大，這是其他工藝方法難以做到的。圖防科學(xué)技衍大學(xué)National

UniversityofDefenseTechnology3硬釬焊(鹽浴)硬釬焊、對(duì)焊、電弧焊縫焊縫焊外邊、閃光對(duì)焊軟釬焊埋弧焊、電渣焊閃光對(duì)焊、鋁熱焊等離子弧焊接、氬弧焊·自行車(chē)車(chē)架·

鋼窗·家用液化氣罐主縫·自行車(chē)圈·電子線路板·鍋爐殼體·鋼軌對(duì)接·不銹鋼儲(chǔ)罐圓防科學(xué)技衍大學(xué)National

UniversityofDefenseTechnology焊接方法應(yīng)用41、

焊接的特點(diǎn)與分類(lèi)1)焊接的特點(diǎn)焊接與鉚接等其他加工方法相比，具有減輕結(jié)構(gòu)重

量，節(jié)省材料；生產(chǎn)效率高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；接頭密封性好，力學(xué)性能高；工作過(guò)程中無(wú)噪音等優(yōu)點(diǎn)。其不足之處是會(huì)引起焊接接頭組織、性能的變化，同時(shí)

焊件還會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力和變形。2)焊接的應(yīng)用焊接主要用于制造各種金屬構(gòu)件，如建筑結(jié)構(gòu)、船體、車(chē)輛、鍋爐及各種壓力容器。此外，焊接也常用于制造機(jī)械零件，如重型機(jī)械的機(jī)架、底座、箱體、軸、

齒輪等。國(guó)防科學(xué)技衍大學(xué)National

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DefenseTechnology第二節(jié)

焊接工藝基礎(chǔ)氣

焊電渣焊電弧焊電子束焊激光焊等離子弧焊電阻焊摩擦焊爆炸焊擴(kuò)散焊冷壓焊超聲波焊軟釬焊硬釬焊3)焊接方法的分類(lèi)(★)

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UniversityofDefenseTechnology焊條電弧焊埋弧焊氣體保護(hù)焊自動(dòng)半自動(dòng)CO?

焊氨弧焊電阻點(diǎn)輝縫

焊對(duì)

焊錫

焊銅

焊銀

焊電阻對(duì)煙閃光對(duì)焊金屬主要焊接方法分類(lèi)-壓焊--釬焊-熔焊-國(guó)防科學(xué)技衍大學(xué)NationalUniversity

of

Defeese

Techaology2、

焊接接頭的組織與性能1)焊縫的組織與性能用焊接方法連接的接頭稱(chēng)焊接接頭，簡(jiǎn)稱(chēng)接頭。焊接時(shí)，電弧沿著工件逐漸移動(dòng)并對(duì)工件進(jìn)行局部加熱。因此在焊接過(guò)程中，焊縫及其附近的母材經(jīng)歷了一個(gè)加熱和冷卻的過(guò)程。由于溫度的分布不均勻，焊縫受到一次復(fù)雜的冶金過(guò)程，焊縫附近區(qū)域受到一次不同規(guī)范的熱處理，所以引起相應(yīng)的組織和性能變化，從而直接影響

焊接質(zhì)量。離焊縫越遠(yuǎn)的點(diǎn)，被加熱的溫度越低；反之，

被加熱的溫度就越高。正火區(qū)和部分相變區(qū)等。(1)過(guò)熱區(qū)。焊接時(shí)被加熱到Ac3

以上100~200℃至固相線溫度區(qū)間，奧氏體晶粒急劇長(zhǎng)大，冷卻后產(chǎn)生晶粒粗大的過(guò)熱組織。因而其塑性及韌性很低，容易

產(chǎn)生焊接裂紋。(2)正火區(qū)。被加熱到Ac3

至Ac3

以上100～200℃

區(qū)間，金屬發(fā)生重結(jié)晶，冷卻后得到均勻而細(xì)小的鐵素體

和珠光體組織，其力學(xué)性能優(yōu)于母材。2)熱影響區(qū)及熔合區(qū)的組織與性能(1)熔合區(qū)也稱(chēng)半熔化區(qū)，化學(xué)成分不均勻，金屬組織晶粒粗大，

其力學(xué)性能最差。(2)熱影響區(qū)由于熱影響區(qū)各點(diǎn)溫度不同，熱影響區(qū)可分為過(guò)熱區(qū)、(3)部分相變區(qū)被加熱到Ac1～Ac3溫度區(qū)間，珠光體和部分鐵素體發(fā)生重結(jié)晶，晶粒細(xì)化；部分鐵素體來(lái)不及轉(zhuǎn)變。冷卻后晶粒大小不均勻，其力學(xué)性能較差。綜上所述，熔合區(qū)和過(guò)熱區(qū)是焊接接頭中比較薄弱的部分，

對(duì)焊接質(zhì)量影響最大。因此在焊接過(guò)程中盡可能減小其寬

度。焊接接頭組織和性能的好壞主要與焊接材料、焊接方法

和焊接工藝有關(guān)，其中焊接工藝是影響焊接接頭組織和性

能的主要因素國(guó)防科學(xué)技衍大學(xué)National

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DefenseTechaology|手工電弧焊具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活，成本低等優(yōu)點(diǎn)，且焊接性好，對(duì)焊接接頭的裝配尺寸無(wú)特殊要求，可在各種條件下進(jìn)行各種位置的焊接，適于多種鋼

材和有色金屬等是生產(chǎn)

中應(yīng)用最廣的焊接方法。手工電弧焊時(shí)有強(qiáng)烈弧光和煙塵污染，焊接質(zhì)量不夠穩(wěn)定，

焊縫短而不連續(xù)，焊縫寬度不均，勞動(dòng)條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低，對(duì)工人技術(shù)水平要求較高。圓防科學(xué)技衍大學(xué)National

UniversityolfDelenseTechnology11手工電弧焊2.電源種類(lèi)(1)交流弧焊機(jī)它是一種特殊的降壓

變壓器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲小、成本低，效率高，

使用和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，是手工電弧焊中應(yīng)用最廣泛的一種供電設(shè)備。但是

需注意：交流弧焊機(jī)電弧

穩(wěn)定性較差。國(guó)防科學(xué)技衍大學(xué)National

UniversityofDefenseTechnology13直流電焊機(jī)的特點(diǎn)是直流電弧燃燒穩(wěn)定，所以用小電流焊接時(shí)常選用。在焊接合金鋼、不銹鋼等材質(zhì)工件時(shí)，也常選用直流電源。直流電源根據(jù)接工件電極的不同，分為正接和反接兩種接法。直流正接是指工件接正極，焊條接負(fù)極(厚板、酸性焊條)。直流反接是指工件接負(fù)極，焊條接正極(薄板、堿性低氫焊條、低合金鋼和鋁合金)。圓防科學(xué)技衍大學(xué)National

UniversityofDefnseTachaologyb)反接a)正接15正接和反接時(shí)，焊接電弧的形狀不一樣。顯然，只有采用直流焊接電源時(shí)，才有正接和反接兩種接線法，交流焊接電源

由于正、負(fù)極在不斷地交替，所以不存在極性問(wèn)題?！?/p>

焊件極性的選擇原則：·1、焊條電弧焊使用堿性低氫焊條時(shí)，

一律采用反接。若采

用正接，則電弧燃燒不穩(wěn)定電弧聲音很暴燥，發(fā)出強(qiáng)烈的嘶嘶

聲飛濺很大，并且極容易產(chǎn)生氣孔。使用酸性焊條時(shí)，極性對(duì)

電弧的穩(wěn)定燃燒影響不大?！?/p>

同樣道理，埋弧焊若使用直流電源施焊時(shí)，

一般也采用反接?！?/p>

2、鎢極氬弧焊焊接鋼、黃銅時(shí)，

一律采用正接。因?yàn)殛帢O的發(fā)熱量遠(yuǎn)小于陽(yáng)極，所以用直流正接電源時(shí)，鎢極接負(fù)極，發(fā)熱量小，不易過(guò)熱，鎢極壽命長(zhǎng)，同樣直徑的鎢極可以采用

較大的焊接電流。同時(shí)正接時(shí)，焊件為陽(yáng)極發(fā)熱量大，因此熔

深大，生產(chǎn)率高。圓防科學(xué)技街大學(xué)National

UniversityofDefenseTechnology16·焊芯中各合金元素對(duì)焊接的影響1)碳(C)

。碳是鋼中的主要合金元素，當(dāng)含碳量增加時(shí)，鋼的強(qiáng)度、硬度明顯提高，而塑性降低。在焊接過(guò)程中，碳起到一定的脫氧作用，在電弧高溫作用下與氧發(fā)生化合作用，生成一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w，將電弧區(qū)和熔池周?chē)諝馀懦?，防止空氣中的氧、氮有害氣體對(duì)熔池產(chǎn)生的不良影響，減少焊縫金屬中氧和氮的含量。

若含碳量過(guò)高，還原作用劇烈，會(huì)引起較大的飛濺和氣孔。考慮到碳對(duì)鋼的淬硬性及其對(duì)裂紋敏感性增加的影響，低碳鋼焊芯的含碳量

一般<0

.

1%。2)錳(Mn)錳在鋼中是一種較好的合金劑，隨著錳含量的增加，其強(qiáng)度和韌性會(huì)有所提高。在焊接過(guò)程中，錳也是一種較好的脫氧劑，能減少焊縫中氧的含量。錳與硫化合形成硫化錳浮于熔渣中，

從而減少焊縫熱裂紋傾向。因此一般碳素結(jié)構(gòu)鋼焊芯的含錳量為0.30%～0.55%,焊接某些特殊用途的鋼絲，其含錳量高達(dá)1.70

%—2.10%。圓防科學(xué)技衍大學(xué)National

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DefenseTechnology183)硅(Si)硅也是一種較好的合金劑，在鋼中加入適量的硅能提高鋼的屈服強(qiáng)度、彈性及抗酸性能；若含量過(guò)高，則降低塑性和韌性。在焊接過(guò)程中，硅也具有較好的脫氧能力，與氧形成二氧化硅，但它會(huì)提高渣的粘度，易促進(jìn)非金屬夾雜物生成。4)鉻(Cr)

鉻能夠提高鋼的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。對(duì)于低碳鋼來(lái)說(shuō)，鉻便是一種偶然的雜質(zhì)。鉻的主要冶金特征是易于急劇氧化，形成難熔的氧化物三氧化二鉻(Cr2O3),從而增加了焊縫金屬夾雜物的可能性。三氧化二鉻過(guò)渡到熔渣后，能使熔渣粘度提高，流動(dòng)性降低。5)鎳(NO)

鎳對(duì)鋼的韌性有比較顯著的效果，

一般低溫沖擊值要求較高時(shí)，適當(dāng)摻入一些鎳。6)硫(S)硫是一種有害雜質(zhì)，隨著硫含量的增加，將增大焊縫的熱裂紋傾向，因此焊芯中硫的含量不得大于0.04%。在焊接重要結(jié)構(gòu)時(shí)，硫含量不得大于0.03%。7)磷(P)磷是一種有害雜質(zhì)，隨著含量的增加，將增大焊縫的冷裂紋傾向。圓防科學(xué)技衍大學(xué)National

UniversityofDefenseTechaology19·按照焊條藥皮的主要化學(xué)成分來(lái)分類(lèi)，可以將電焊條分為：氧化鈦型焊條、氧化鈦鈣型焊條、鈦鐵礦型焊

條、氧化鐵型焊條、纖維素型焊條(分為高纖維素鈉型(采用直流反接)、高纖維素鉀型兩類(lèi))、低氫型

焊條(分為低氫鈉型、低氫鉀型和鐵粉低氫型等)、

石墨型焊條及鹽基型焊條?！ぐ葱阅芊诸?lèi)的焊條，都是根據(jù)其特殊使用性能而制造的專(zhuān)用焊條，如超低氫焊條、低塵低毒焊條、立向下

焊條、躺焊焊條、打底層焊條、高效鐵粉焊條、防潮

焊條、水下焊條、重力焊條等。22手工電弧焊焊接工藝規(guī)范焊接規(guī)范是影響焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率的各個(gè)焊接工藝參數(shù)的總稱(chēng)。手工電弧焊時(shí)，焊接規(guī)范主要包括焊接電流、電弧電壓、焊條種類(lèi)和直徑、焊機(jī)種類(lèi)和極性、

焊接速度、焊接層數(shù)等。其中焊接電流主要影響焊縫的熔深，電弧電壓主要

影響焊縫的熔化寬度。國(guó)防沖學(xué)速所大學(xué)National

UntversityofDefnseTechaology27第四節(jié)其他焊接方法簡(jiǎn)介1、埋弧自動(dòng)焊埋弧焊是指電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。

埋弧自動(dòng)焊是埋弧焊的一種自動(dòng)化焊接方法。博地金解

群刻屋熔查

群量焊劑漏斗，焊劑擋板圓防科學(xué)技衍大學(xué)National

UniversityofDelenseTechaology想慢方我鳥(niǎo)

溪熔渣殼焊縫工清殼焊縫底板焊絲

送絲輪牌絲得接方向?qū)щ娮祀娋€-焊縫工件電線l2、氣體保護(hù)電弧焊1)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊(簡(jiǎn)稱(chēng)CO2焊

)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是利用CO2作為保護(hù)氣體的電弧焊選絲機(jī)構(gòu)焊槍設(shè)備焊絲過(guò)耗續(xù)氣系統(tǒng)電建2)氬弧焊氬弧焊是以氬氣作為保護(hù)氣體的電弧焊。送絲覆輪噴嘴氣體彈絲.焊縫6

?熔池☆)

國(guó)防科學(xué)技衍大學(xué)National

UniversityofDefenseTechnology噴嘴碼鍛氣體焊縫熔池

填充牌絲(b)

非落化極氬觀(a)

溶化設(shè)氬低焊乙炔+氧氣(a)

中性熔焊絲

·

焊嘴《b)

碳化焰(c)

氧化焰

工件

熔池

焊縫3、氣焊氣焊是利用氣體火焰作為熱源，將工件和焊絲熔化而

進(jìn)行焊接的的一種方法。氣焊時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)氧和乙炔的混合比值，可得到三種不同性質(zhì)的氣焊火焰：中性焰、碳化焰和氧化焰國(guó)防科學(xué)技衍大學(xué)National

UniversityofDefenseTechaology★★)

圓防科學(xué)技衍大學(xué)National

UniversityofDefenseTechaology4、

電阻點(diǎn)焊電阻點(diǎn)焊是指將焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩極間，利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點(diǎn)的電阻焊接方法。電阻點(diǎn)焊廣泛用于制造汽車(chē)車(chē)箱、飛機(jī)外殼和儀表等輕型結(jié)構(gòu)?；?/p>

舞變壓游西型表噸著.得推排解集身黑工件釬焊是將熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料和工件共同加熱到高于釬料熔點(diǎn)，在工件不熔化的情況下，使釬料熔化后填滿被焊工件連接處的間隙，并與被焊工件相互擴(kuò)散而形成接

頭的焊接方法。釬焊與熔焊相比，優(yōu)點(diǎn)是加熱溫度低，接頭組織和力學(xué)性能變化小，工件變形??；設(shè)備簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；焊接過(guò)程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高；釬焊接頭強(qiáng)度低，常用搭接接

頭來(lái)提高承載能力。釬焊主要用于精密儀表、電氣零部件、異種金屬構(gòu)件、復(fù)雜薄板構(gòu)件及硬質(zhì)合金刀具的焊接。圓防科學(xué)技衍大學(xué)National

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DefenseTechnology5、釬焊第五節(jié)焊接新工藝和新技術(shù)簡(jiǎn)介1、

傳統(tǒng)焊接方法的新發(fā)展為提高焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率，利用傳統(tǒng)的焊接方法，組織生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，使焊接過(guò)程自