常用焊接方法

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1、第十五章 常用焊接方法第一节 气焊与气割 气焊与气割是利用可燃气体燃烧时所放出的热量来焊接和切割金属的一种气体火焰加工方法气体火焰是由可燃气体和助燃气体混合燃烧而形成的，火焰中的最高温度一般可达20003000 一、气焊 目前，气焊主要采用氧乙炔焰作为热源，只有在焊接低熔点材料时才可选用其他可燃气体。 (一)氧乙炔焰的种类、构造和性质 乙炔和氧的混合气体，由焊矩喷出并点燃就形成氧乙炔焰。 化学反应式为：C2H2+2.5022C02+H2O+311.15千卡克分子l.中性焰(又称正常焰) 氧与乙炔的混合比为1112。中性焰由焰心、内焰和外焰三部分构成。火焰各部分温度分布如图152所示。内焰温度最

2、高，可达3000以上。焊接时应使熔池及焊丝末端处于焰心前24mm的最高温度区。大多数金属如低碳钢、中碳钢、合金钢、紫铜和铝合金等材料的气焊都用中性焰。第二节 埋弧自动焊埋弧电弧被焊剂覆盖，弧光不外露。自动焊引燃电弧, 连续送焊丝，移动电弧，最后灭弧。 一、 焊接过程 如图15-7所示。自动焊机头将光焊丝自动送入,保证弧长. 电弧在焊剂下燃烧，靠焊机移动(或工件动). 焊剂从漏斗中不断流出，撒在焊丝前工件上，焊剂熔化成熔渣，部分未熔可回收.焊丝相当于焊芯. 焊剂相当于药皮.第三节 气体保护焊 用外加气体作为电弧介质，并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护焊。气体保护焊多为半自动焊。常用的气体保护

3、焊有氩弧焊和二氧化碳气体保护焊。氩弧焊 用氩气做保护气体，电弧发生在电极和焊件之间，在电弧周围通以氩气。1. 熔化极氩弧焊分为自动熔化极氩弧焊与半自动熔化极氩弧焊两种形式。用焊丝做电极，并填焊缝，多直流反接，电弧稳定，主要用于焊接较厚钢板。2. 不熔化极氩弧焊 电极：钨或钨合金，（熔点：33803600）只导电产生电弧，必要时需另加焊丝。（1） 直流正接：钨阴极，工件阳极，以减少钨损耗。（2） 交流或直流反接：焊铝镁及其合金时，因在焊件和熔池表面易形成熔点很高的氧化物薄膜，阻碍金属熔合和电弧稳定燃烧，应采用较大氩正离子撞击氧化膜，使之破碎以利于焊合，多用交流，电流不能太大，钨极氩弧焊口适用于6

4、mm薄板。3 .特点1）焊区保护，焊接质量好。2）电弧稳定、飞溅少，焊缝致密，表面没有残渣，成形美观。3）电弧在压缩气流下燃烧，热量集中，熔池小，热影响区小，焊接变形小，焊接速度较快。4）明弧可见，便于操作，可自动全位置焊接。5）焊前工件清理严格，设备价高，氩气贵，成本高。6）引弧困难，但稳弧较容易。适于焊各类合金钢，易氧化的有色金属。 二、CO2气体保护焊CO2做保护气体电极：焊丝。焊接过程如图15-16所示。C02高温分解：CO2CO+O2，O2进入熔池，会使Fe、C、Mn、Si和其它合金元素氧化烧损，降低焊缝力学性能，应选用含一定量Mn，Si等脱氧元素的焊丝，例如生产中广泛应用的H08M

5、n2SiA、H10MnSi、H08MnSi等。CO2气体保护焊的特点及应用 1成本低 因为CO2气体比较便宜且来源广，故其成本仅是埋弧自动焊和手弧焊的45%左右。 2生产率高 C02保护焊的电流密度大，焊接速度快，还可以节省敲渣时间。因此，CO2焊生产率比手弧焊可提高13倍。 3.焊接质量比较好 固CO2焊的焊缝含氢量低，采用合金钢焊丝，易保证焊缝性能，所以CO2焊焊缝裂纹倾向小。另外，焊接变形也小。但CO2焊时，金属和合金元素易氧化、烧损，不宜焊接有色金属和合金钢。 4. 能全位置焊接，易实现自动控制。 5飞溅大，弧光强，焊缝不美观，易产生气孔。 6设备使用与维修方便。应用：低C钢，低合金钢

6、，=0.84mm，最厚30mm。第四节 电渣焊电渣焊是利用电流通过液态熔渣产生的熔渣电阻作为热源加热熔化母材与电极(填充金属)的一种焊接方法，如图15-19所示。按电极形状可分为丝极电渣焊(图15-19)、板极电渣焊、熔嘴电渣焊和熔管电渣焊。 电渣焊一般处于立焊位置进行焊接，工件不开坡口，焊前组装如图15-20所示。 焊接时，先把颗粒状焊剂放在引弧板与滑块中间达一定高度，然后使焊机送入焊丝并引燃电弧。电弧将焊剂熔化成熔渣并达到一定深度后，电弧被淹没而熄灭，电流通过熔渣即转入电渣焊过程。 当电流通过渣池时产生大量电阻热，温度在17002000焊丝和工件被加热熔化形成金属熔池。冷却水从滑块内流过，

7、迫使熔池冷却并凝固为焊缝。焊丝不断地被送进并熔化，熔池及渣池逐渐上升，冷却滑块也同时配合上升，从而使焊缝由下而上顺次成型 当焊接接近终了时，应将渣池升到引出板中当金属熔池高出工件上边缘一定尺寸后机，终止焊接，最后将引弧板、引出板及门形板切掉由于渣池热量多，温度高，与熔渣接触的待焊端面在焊接过程中都被熔化一层，而且焊丝在焊接时还可左右摆动，因此很厚的工件也可用电渣焊一次焊成。 电渣焊与其他焊接方法比较有以下特点。1. 很厚的工件可以一次焊成。 2生产率高，成本低。 3焊缝金属比较纯净。 4电渣焊一次焊成，焊接速度相对较慢，因此焊缝区冷却速度较慢，焊接应力较小，适于焊接塑性较差的中碳钢与合金结构钢

8、。 电渣焊适于焊接板厚40mm以上的焊件。一般用于直缝焊接，也可用于环缝焊接。第五节 电阻焊电阻焊是利用电流通过焊件及接触处所产生的电阻热，将焊件局部加热到塑性或熔化状态，并在压力下形成焊接接头的焊接方法。常用的电阻焊有点焊、缝焊和对焊3种一、点焊1 电极：柱状 工件：搭接2 焊接过程：电极压紧工件通电加热 断电加压力去压。3 特点：生产率高、易自动化、焊接变形小、设备复杂，焊前要严格清理工件表面。 应用：主要适用于焊接4mm以下的薄板搭接，或将薄板焊到某些型材上。二、缝焊（又称滚焊）1 焊接过程：与点焊相似，只是用滚动盘状电极代替柱状电极，形成连续焊点。2 特点: 由于焊点重迭50%以上，故

9、密封性好，但分流严重，要使用大功率焊机，适于3mm以下薄板。应用：制造要求良好密封性的薄壁沟件，如油箱、小型容器及管道等三、对焊 利用电阻热使对接接头在整个断面上连接起来的一种电阻焊方法。分为电阻对焊和闪光对焊 1. 电阻对焊：（1） 焊接过程：对正、夹紧、予压力通电塑性状态增大压力、断电。（2） 特点：易操作、接头外形光滑、毛刺少、接触面质量影响焊后质量。应用：用于接头强度要求不高，截面形状简单，直径小于20mm的棒料、管材和小链环及门窗、框架等构件的焊接。 2. 闪光对焊：（1） 焊接过程：对正、通电点接触面接触熔化加压、断电。（2） 特点：，接头强度高，质量好。但耗电量大，金属损耗多，焊

10、后要清理接头毛刺。应用：同种、异种金属均可，形状尽量相同。如刮板输送机中的圆环链，刀具、轴类、钢筋、导线和重要管道的焊接。第六节 摩擦焊 利用焊件接头接触面摩擦产生的热量，将焊件接头加热到塑性状态，并在压力作用下形成焊缝的一种固相热压焊方法。 一、摩擦焊的焊接过程图15-29为摩擦焊的焊接过程示意图。旋转其一接触加压，摩擦生热塑性状态，急速刹车加压塑性变形，完成焊接。 二、摩擦焊的特点及应用 (一)特点 1接头质量好 接头端面杂质(如氧化膜、吸附层)随变形层高温金属一起被破碎挤出形成飞刺。接头受到锻造，组织致密，强度、塑性都高，并且无气孔，夹渣等缺陷。 2生产率高，操作简单，易于自动化，例如用

11、摩擦焊代替闪光对焊生产锅炉蛇形管，可由原来的20件小时，提高到120件/时。 3可焊金属范围广 同种金属，异种金属及某些非金属材料均可焊。 4. 经济效益好 5焊接过程及工艺参数容易实现自动控制。 6劳动条件好 无弧光、尘毒及射线等危害。 (二)应用 广泛用于圆形工件、棒料及管子的对接，可焊的实心焊件直径为2mm到lOOmm以上，管子外径可达几百毫米。还可焊接六方钢、八方钢及一些异形钢管第七节 钎焊 钎焊是将熔点比工件材料低的钎料熔化、流入接头间隙，借助钎料与焊件间的原子扩散和溶解，使固态工件联接起来的焊接方法。 按钎料的熔点不同，钎焊分为软钎焊和硬钎焊。 一、软钎焊 钎料熔点450 以下，接

12、头强度低(一般b70MPa)，润湿性能好。所用钎料是锡铅合金，锌-铝合金。 主要用于焊接各种受力不大、工作温度不高的焊件，如各种电器导线的连接，仪器、仪表元件的焊接等。 二、硬钎焊钎料熔点450 以上，接头强度高。钎料常用铜、银、铝及其合金制成。 主要用于受力较大、工作温度较高的钢铁和铜合金构件的焊接以及工具、刀具的焊接。 三、钎焊熔剂(又名钎剂) 熔剂的作用是清除焊件接头表面的氧化物和杂质，降低钎料表面张力、改善润湿性，保护高温金属不再氧化。 (一)软钎焊熔剂 松香、氯化锌和氯化铵；氯化锌+氯化钠。 (二)硬钎焊熔剂硼砂N儿B40，G5十HaBO：35X或脱水硼砂50十硼酸10+氯化钾40等

13、。（三）钎剂作用：1. 清除母材表面的氧化膜及其它杂质。2. 改善钎料流入间隙的性能（湿润性）。3. 保护钎料及母材免于氧化，钎剂对焊接质量影响较大 四、钎焊工艺 1.焊前准备 2.装配和固定焊件 确定接头形式和合理的接头间隙，用夹具、点焊或铆接方法固定焊件。 3.加热钎焊钎料加热方法有氧-乙炔火焰、感应加热、电阻加热、烙铁加热等。此外，红外线、电子束、激光等热源也已开始使用。 五、钎焊的特点及应用 1钎焊接头的组织性能变化少，变形小，光洁美观。 2可焊接材料范围广可焊接钢、铸铁、铝、铜及其合金，也可焊钛、镍、钼、钨及其合金，以及硬质合金、石墨、陶瓷、玻璃等。 3.可焊接各种精密、复杂、微型的焊件。一次能焊多道焊缝，生产率高。思考和练习题 1说明气焊、电渣焊、电阻焊及摩擦焊所用的热源，并分析它们的加热特点。 2埋弧自动焊和手工电弧焊相比有何特点?为什么?应用范围怎样? 3熔化极氩弧焊与不熔化极氩弧焊相比有何异同?应用范围如何? 4.试比较电焊条药皮、埋孤焊焊剂、电渣焊焊剂及针剂的作用。 5说明气割的条件。举出两种不能进行普通气割的金属并说明原因。 6CO2气体保护焊时，为什么要选用高硅高锰焊丝? 7氩弧焊和CO2气体保护焊比较有何异同?各自的应用范