钣金、焊接技术培训课件.pptx

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1、钣金、焊接技术培训,一、焊接简述,1.什么是焊接？同种金属或异种金属之间进行接合的工艺技术就叫焊接。,异种金属的焊接,同种金属的焊接,（一）焊接简述,2.什么是焊缝？焊接操作结束后，在某一区域所形成的金属和非金属的聚合体就叫焊缝。,1,2,图示的1、2处就是焊缝,图示中一道圆弧的亮道即焊缝,二、焊接方法,按焊接工艺特点分类可分为：熔焊、压力焊、钎焊。熔焊：在高温等的作用下，致使连接处的金属在熔化状态下完成 的焊接方法。压力焊：在一定压力下完成的焊接方法。钎焊：用熔点低于母材熔点的金属为钎料，将焊件和钎料加热到 母材熔点和钎料熔点之间的温度，致使钎料呈液态而润湿 母材，填充接头间隙并与母材相互扩

2、散而实现焊接的方法。,（二）焊接方法,具体分类：手工电弧焊 电弧焊 气体保护焊 埋弧焊熔焊 电渣焊 激光焊 电子束焊 等离子弧焊,电阻焊摩擦焊超声波焊爆炸焊扩散焊高频焊,压力焊,软钎焊硬钎焊,钎焊,2.1 常用焊接方法,2.1.1 手工焊条电弧焊2.1.2 埋弧自动焊2.1.3 气体保护焊2.1.4 电渣焊2.1.5 电阻焊2.1.6 钎焊,2.1.1 手工焊条电弧焊,电弧是什么东西哩？,手工焊条电弧焊,发生在工件与焊条这两极之间强烈而持久的气体放电现象就叫做电弧。说白了，他只是一种气体放电现象而已。但是电弧它包括三部分：弧柱区、阴极区和阳极区。,电弧的温度,阴极区 2100，弧柱 57007

3、700，阳极区 2300,电弧区热量,阳极占43%,阴极区占36%,弧 柱区占21%。,手工焊条电弧焊,什么叫做电弧焊？手工焊条电弧焊又是什么呀？,手工焊条电弧焊,手工焊条电弧焊,利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法就叫手工焊条电弧焊，简称手弧焊。,简单地说：利用电弧燃烧提供热源的焊接方法就是电弧焊。,手工焊条电弧焊,手工焊条电弧焊,那手工焊条电弧焊是怎么进行焊接的呢？,手工焊条电弧焊,至于它是怎么焊接的？咱们还是来进行图文介绍吧。,（1）电弧在焊条与被焊件之间 燃烧,电弧热使工件和焊条同时熔化成熔池;,（2）电弧使焊条的药皮熔化或燃烧,产生熔渣和气体,对熔化金属和熔池起保护作用；（3）当电弧

4、向前移动时，后面的熔池冷却凝固而新的熔池又不断产生，从而形成连续的焊缝。,手工焊条电弧焊,手弧焊示意图,手工焊条电弧焊,那它有什么特点呢？主要是用在哪方面呀？,设备简单，操作灵活，适应性强。,生产效率低，劳动强度大，焊接接头质量不易保证。,优点,缺点,手工焊条电弧焊,可焊接大多数金属，适用于各种焊接位置，而且既可焊薄板也可焊厚板。,应用,2.1.2 埋弧自动焊,经常所说的埋弧自动焊，到底是什么呀？,自动焊焊接动作由机械装置自动 完成。埋弧焊电弧在颗粒状焊剂层下进行燃烧的焊接。,埋弧自动焊,埋弧自动焊,埋弧焊设备结构图,埋弧自动焊,埋弧自动焊,埋弧自动焊,那埋弧自动焊又是如何进行焊接过程的呢？,

5、埋弧自动焊,（1）焊剂由漏斗流出，均匀地堆敷在工件被焊处上形成焊剂层（30 50mm）；（2）连续送进的焊丝在焊剂层下与焊件间产生电弧，使焊丝、工件和焊剂熔 化，形成金属熔池，并使它们与空气隔绝；（3）随着焊机自动向前移动，电弧不断熔化前方的焊件金属、焊丝及焊剂，而熔池后方的边缘开始冷却凝固形成焊缝，液态熔渣随后也冷凝形成坚 硬的渣壳。,埋弧自动焊,为什么要在焊接位置表面铺一层焊剂呢？,埋弧自动焊,有如下三方面的作用：（1）保护作用焊剂熔化形成熔渣和气体，有效隔绝空气，保护熔滴、熔池，且防止合金元素的烧损；（2）冶金作用在焊接过程中，起脱氧和补充合金元素的作用；（3）改善焊接工艺使电弧持续稳定

6、燃烧，焊缝成型美观。,埋弧自动焊,埋弧自动焊的特点有哪些？主要用在哪些领域呢？,埋弧自动焊,优点,生产效率高（比手弧焊提高5倍）焊接质量好（气孔、夹渣少）成本低（省工、省时、省料）劳动条件好（无飞溅,劳动强低）,埋弧自动焊,缺点,不适于复杂焊缝及狭小空间的焊接；设备复杂，所需焊接电流大（电流小时造成电弧不稳）；适应性差（适用平焊、长直焊缝和较大直径的环缝）。,埋弧自动焊,用于生产、中厚板结构的长直焊缝和较大直径的环缝，如锅炉、压力容器、船舶等。,应用,埋弧自动焊,为了既能得到合理的焊缝成形和良好的焊接质量，又能提高焊接速度，就出现了多丝埋弧焊。广泛用于需要较高焊接效率的应用，比如风电、海工、造

7、船、压力容器、重型机械、管道等行业。,埋弧自动焊,多电源串联多丝埋弧焊,前导焊丝（第一根焊丝）：大电流、低电压，保证熔深；采用直流或交流。,焊接方向,跟踪焊丝（后面的焊丝）：小电流、大电压，控制熔宽；采用交流避免磁偏吹。,主要用于管道的焊接,根据应用情况可以分为管道长直纵缝外焊,管道长直纵缝内焊,螺旋焊管外焊,螺旋焊管内焊等不同类型。,埋弧自动焊,单电源并联多丝埋弧焊,两根热丝共用一个导电嘴，且同速送出。,两根平行的热丝中间插入一根冷丝，利用热丝多余的热量来熔化冷丝。,大幅提高生产效率,增加焊接速度,降低焊剂消耗,降低热输入量和变形,节能,更高效率打底,更平滑盖面。,2.1.3 气体保护焊,气

8、体保护焊是什么啊？,气体保护焊,利用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电弧焊，简称气体保护焊。换言之，气保焊就是用气体作为介质和保护作用的。,那它又有哪些具体的类型呢？,气体保护焊,非熔化极（钨极）惰性气体保护焊（GTAW/TIG）熔化极(活性)气体保护焊（GMAW/MAG）熔化极惰性气体保护焊（MIG）,氩气CO2,氩弧焊,保护气体,电 极,非熔化极（钨极）熔化极,CO2气体保护焊,根据 电极是否熔化和保护气体类型进行分类：,气体保护焊,MIG/MAG TIG,熔化极与非熔化极气保焊的区别：,直接送入焊丝，焊丝既是电极又是填充金属,钨极为电极，不熔化；焊丝单独另外送入且焊

9、丝只作填充金属用,气体保护焊,氩弧焊,气体保护焊,氩弧焊有什么特点？主要应用于哪些领域呢？,氩弧焊,气体保护焊,TIG,MIG,钨极，手动送丝。焊丝仅仅是填充金属，焊丝不通过电流，故无飞溅。但为了避免钨极熔化、烧损而使熔池沾钨，焊接电流不易过大。只能焊4mm以下的薄板。,熔化极，自动送丝。焊丝既是电极又是填充金属，不存在钨极的熔化和烧损，焊接电流调节范围大，故焊接薄、中厚板均可。,氩弧焊特点及应用,气体保护焊,优点,可全方位焊接；便于观察、易于自动控制；保护效果好，电弧稳定，焊接质量好；几乎能焊接所有金属。,氩弧焊特点及应用,气体保护焊,氩气成本高；氩弧焊电流密度大，发出的光比较强烈，电弧产生

10、的紫 外 线辐射较大，对身体伤害更大；氩弧焊的热影响区较大，工件修补后易出现开裂、针孔、磨损、划伤、咬边等缺陷；,缺点,氩弧焊特点及应用,气体保护焊,主要用于焊接易氧化的有色金属和合金钢（主要用Al、Mg、Ti及其合金和不锈钢的焊接）。,应用,气体保护焊,CO2气体保护焊,呃，呃CO2气体保护焊是怎么回事呢？,气体保护焊,CO2气体保护焊,CO2气体保护焊的原理与熔化极氩弧焊（MIG）一样，只是保护气体为CO2气体罢了。,CO2,电弧,CO+O,使金属氧化，合金元素烧损，不能焊接有色金属和合金钢。,气体保护焊,CO2气体保护焊设备结构图,CO2气体保护焊,CO气体在熔池和熔滴内，体积急剧膨胀而

11、爆裂，导致飞溅。,CO2气体保护焊,成本低（为埋弧焊和手弧焊的40%50%）；效率高（电流密度大，熔深大，焊接速度快）；焊接质量好（气流冷却，热影响区小，变形小）；能全位置焊接。,气体保护焊,优点,缺点,焊缝成形差，飞溅大；烧损合金元素，易产生气孔；焊接时抗风能力差，适合室内作业。,CO2气体保护焊,气体保护焊,适用于低碳钢、低合金钢薄板（0.84mm）的焊接。必须采用含脱氧剂的焊丝，直流反接；且焊接时不能有风，最好进行室内焊接。,应用,2.1.4 电渣焊,咦，那电渣焊又是什么哩？,电渣焊,利用电流通过熔渣所产生的电阻热熔化焊丝和母材而形成焊缝的焊接方法叫电渣焊。,至于电渣焊是如何进行焊接过程

12、的，请看如下分析：,（1）在开始时，使焊丝与起焊槽短路起弧；（2）不断加入少量固体焊剂，利用电弧的热量使之熔化，形成液态熔渣；（3）待熔渣达到一定深度时，增加焊丝的送进速度，并降低电压，使焊丝插入渣池，电弧熄灭，从而转入电渣焊焊接过程。,电渣焊,电渣焊有什么特点？适用于什么样的焊接领域？,电渣焊,生产率高，无需考虑焊件厚度；焊缝缺陷少,焊接质量好；无需开坡口，成本低。,优点,缺点,输入的热量大，焊缝附近容易过热；焊缝金属呈粗大结晶的铸态组织，冲击韧性低；焊件在焊后一般需要进行正火和回火热处理。,电渣焊,应用,适用于垂直立焊,焊接40450mm的厚板，一般用于直缝或环缝焊接、厚板拼接、炼钢厂高炉

13、的垂直焊接、大型铸件、锻件的焊接等。,电渣焊,2.1.5 电阻焊,电阻焊是怎么进行焊接的啊？,简单地说：利用电阻热为焊接热源，在压力作用下进行的焊接，就叫电阻焊。,电阻焊,电阻焊,焊接电压低，电流大，生产率高；成本低，不需要填充金属和其他焊材，焊接变形小，焊后无需进行校正和热处理工序；劳动条件好，操作简单，易于实现自动化生产。,优点,缺点,焊接设备复杂，投资大；对焊件厚度和接头形式有一定限制；目前尚缺乏简单而又可靠的无损检验方法。,电阻焊可分为：点焊、缝焊、对焊。,闪光对焊,电阻对焊,缝焊,点焊,电阻焊,什么样的电阻焊叫做点焊？,1、点焊,电阻焊,1、点焊,电阻焊,焊件装配成搭接接头，利用柱状

14、电极加压通电，产生电阻热熔化焊件金属，形成熔核（焊点）的电阻焊方法。,点焊示意图,点焊过程及分流现象,电阻焊,点焊过程：,加压,通电,断电,去除压力,形成熔核（焊点）,凝固,防止分流：两焊点间应有一定距离。,分流现象：当焊接第二点时，已成焊点会导通电流，造成功率损耗。使焊接处的电流减小，影响焊接质量。,电阻焊,点焊过程及分流现象,相邻两焊头的距离不能太小，最小点距见下表。,L,点焊的应用,电阻焊,主要用于薄板冲压结构和钢筋构件；适用于有密封要求或接头强度要求较高的薄板搭接结构件的焊接，如油箱、水箱等。,电阻焊,2、缝焊,那缝焊又是什么？,电阻焊,2、缝焊,焊件装配成搭接或斜对接头置于两滚轮电极

15、之间，滚轮加压焊件并转动，带动焊件向前移动，连续或断续送电，利用电阻热熔化焊件金属，形成一连串焊点的电阻焊方法。,电阻焊,2、缝焊,分类,电阻焊,2、缝焊,特点,焊点互相重叠，分流现象严重,施压，并用滚轮做电极,电流约为点焊的1.5 2.0倍；压力约为点焊的1.2 1.6倍；故需使用大功率焊机。,2、缝焊,电阻焊,缝焊主要用于焊缝规则、厚度3mm以下有密封性要求的薄壁结构；如飞机和汽车的油箱、各种容器、钢制散热器等。,应用,电阻焊,3.对焊,那对焊又是怎么回事呢？,电阻焊,3.对焊,利用电阻热将两工件沿整个端面同时焊接起来的一类电阻焊接方法就叫做对接电阻焊，简称对焊。而对焊又可分为电阻对焊和闪

16、光对焊。,3.1电阻对焊,电阻焊,将两工件端面始终压紧，利用电阻热加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻压力（或不加顶锻压力只保持焊接时压力）完成焊接的方法就叫电阻对焊。,加压,3.1电阻对焊,电阻焊,特点,操作简单，接头外形匀称；焊前需对焊接表面清理要求高；端面加工要求高，否则焊接质量难以保证。,3.1电阻对焊,电阻焊,应用,适宜于焊接断面紧凑、强度要求不高，直径（或边长）小于20mm低碳钢棒料和管材，或小于8mm的非铁金属棒料和管材的焊接（端面形状、尺寸相近杆状零件的焊接）。,3.2闪光对焊,电阻焊,焊件装配成对接接头，接通电源，并使其断面逐渐移近至局部接触，在电阻加热下使断面金属熔化并飞出，形

17、成闪光，直至端部在一定深度范围内达到预定温度时，迅速施加顶锻力完成焊接的方法。,电阻焊,3.2闪光对焊,过程：加压-通电-闪光-顶锻,电阻焊,接头中夹渣少，焊接质量好，接头强度高；焊前对焊件端面的清理要求不严；闪光对焊金属损耗大，焊后接头毛刺需要加工清理，劳动条件差。,3.2闪光对焊,特点,电阻焊,应用,适用范围广，原则上能铸造的金属材料都可以用闪光对焊焊接。例如低碳钢、高碳钢、合金钢、不锈钢；铝、铜、钛等有色金属及合金；还可以焊接异种合金接头。,3.2闪光对焊,2.1.6 钎焊,呃，钎焊又是什么样的焊接呀？,钎焊,利用熔点比焊件低的金属作为钎料，将焊件（母材）和钎料加热到高于钎料熔点、低于母

18、材的熔化温度，钎料熔化并润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散形成焊接接头的方法就叫钎焊。,（烙铁钎焊）,（火焰钎焊）,（感应钎焊）,钎焊,钎焊过程,钎料熔化-液态钎料流入接头间隙-钎料与母材相互间扩散-填满间隙-凝固后形成接头,钎焊,钎焊的特征,1）钎料熔点低于母材，钎焊时母材不熔化；2）钎料和母材的成分差别很大；3）熔化后的钎料靠润湿和毛细作用吸入并保持在母 材间隙内；4）依靠液态钎料和固体母材之间的相互扩散作用而 形成冶金结合。,优点,母材的组织和性能无变化（母材不熔化，只有钎料熔化）；设备简单，生产投资费用少；加热温度较低，变形小，接头光滑平整；生产率很高，可同时焊多焊件、多接头；可

19、焊异种金属，也可焊异种材料，对工件厚度差无限制。,缺点,钎焊接头强度低，耐热性差。,钎焊,钎焊,分类,钎焊,应用,主要用于制造精密仪表、电气零部件、异种金属构件以及复杂薄板结构的焊接，如夹层构件、蜂窝结构等。,2.2 其他焊接方法,2.2.1 摩擦焊2.2.2 激光焊2.2.3 等离子弧焊2.2.4 真空电子束焊2.2.5 超声波焊2.2.6 高频焊2.2.7 扩散焊2.2.8 爆炸焊,2.2.1 摩擦焊,什么是摩擦焊？,摩擦焊,利用焊件表面相互摩擦所产生的热，使端面达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种压焊方法就叫摩擦焊。,摩擦焊,搅拌摩擦焊,连续驱动摩擦焊,惯性摩擦焊,焊接过程：1）

20、焊件发生相对运动；2）两焊件间发生端面接触，进而产生摩擦热；3）待断面达热塑性状态时，迅速顶段施压完成焊接。,摩擦焊,优点,焊接生产率高，比闪光对焊高56倍；焊接质量稳定，焊件尺寸精度高；加工费用低，省电，焊件无需特殊清理；易实现机械化和自动化，操作简单；无火花，弧光及有害气体。,缺点,投资大；焊接非圆截面较难且焊接面积受限。,摩擦焊,应用,可用于同种或异种金属和异种钢产品的焊接，如电力工业中的铜-铝过渡接头，金属切削用的高速钢-结构钢刀具、蛇形管、阀门、拖拉机轴瓦等。,2.2.2 激光焊,那激光焊是怎么焊接的？它又有什么特殊性能呢？,激光焊,利用激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内

21、部扩散，使工件熔化，形成特定的熔池，待熔池凝固后形成焊缝。,激光焊,优点,焊接速度快，效率高；焊接精度高，变形小，易于自动控制；无需使用电极，故无电极污染。,缺点,投资大，功率小，可焊接的厚度受限；焊接位置点与激光束聚集区难以对准；焊道快速凝固，可能产生气孔。,激光焊,应用,主要应用于航空航天、船舶、汽车、电子工业等精密制造领域零部件的焊接。,2.2.3 等离子弧焊,什么是等离子弧？等离子弧焊接怎么进行的？,等离子弧焊,简单地说：孤柱受到压缩，使能量高度集中，弧柱中气体充分电离的电弧，就叫做等离子弧，又称压缩电弧。,自由电弧,等离子弧（压缩电弧）,保护气,水冷喷嘴,等离子弧焊,气体由电弧加热发

22、生初步电离，在高速通过水冷喷嘴时受到压缩，增大能量密度和电离度，形成等离子弧。由于等离子弧的高热量、高熔透力致使焊接处工件熔化，形成熔池，从而实现对工件的焊接。,等离子弧焊,优点,能量密度大、电弧方向性强、熔透能力强；焊缝的深宽比大，热影响区小；电弧燃烧稳定（即使电流较小时仍很稳定）；焊接成本低，且在焊接厚度较小时不开坡口、无需填丝；具有稳定的小孔效应，能较好实现单面焊双面自由成形。,缺点,设备昂贵；电弧作用区域的观察性差；可焊厚度有限（一般在25mm 以下）。,等离子弧焊,应用,广泛用于工业生产，特别是航空航天等军工和尖端工业技术所用的铜及铜合金、钛及钛合金、合金钢、不锈钢、钼等金属的焊接，

23、如钛合金的导弹壳体，飞机上的一些薄壁容器等。,2.2.4 电子束焊,咦，那电子束焊是怎么进行焊接的呀？,电子束焊,利用加速和聚焦的电子束轰置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法就叫电子束焊接。也就是说，焊接所需热量是由电子束轰击焊件所产生的。,电子束焊,焊接过程：1）电子枪阴极由于直接或间接加热而发射电子；2）该电子在高压静电场的加速下，然后再通过电磁场的聚 焦就可以形成高能量密度的电子束；3）高能密度电子束去轰击工件，巨大的动能转化为热能，熔化焊件，形成熔池，进而完成焊接。,电子束焊,优点,焊速快，效率高；不开坡口，无需焊丝、焊剂等；能耗低，热影响区窄，焊接变形小，质量优；电子束

24、穿透能力强，焊缝深宽比大，可达到50:1。,缺点,设备比较复杂，费用昂贵；焊件尺寸和形状常常受到真空室的限制；电子束易受杂散电磁场的干扰，影响焊接质量。,真空电子束焊,应用,适用于焊接难熔金属、活泼金属和高纯度金属等精细焊接。广泛应用于核能、航空、航天、汽车、压力容器及工具制造等工业领域的焊接。,2.2.5 超声波焊,什么是超声波焊接？它是怎么进行焊接过程的？,超声波焊,利用超声波的高频振荡能对工件接头进行局部加热和表面清理，然后施加压力实现焊接的方法就叫超声波焊。,超声波焊,焊接过程,1）低频交流电转为高频交流电；2）电能转为机械振动能；3）增大振幅4）施压，焊头与工件接触进行焊接。,超声波

25、焊,优点,操作简便、焊接速度快、生产效率高；对工件表面清洁度要求不高；不需要添加任何粘结剂、填料或溶剂。,缺点,只适用于丝、箔、片、条、带等薄件的焊接；大多情况下，接头形式只能采用搭接接头。,超声波焊,应用,适用于高导电、高导热性材料及多种复合材料的焊接，广泛应用于微电子器件和精加工领域的焊接。,2.2.6 高频焊,呃，那高频焊是什么啊？它怎么进行焊接的呀？,高频焊,利用高频电流在工件内产生的电阻热，将工件焊接区表层加热到熔化或接近的塑性状态，随即施加（或不施加）顶锻力而实现金属结合的方法就叫高频焊。,高频焊,电极触头,电源与工件直接接触，又称“高频电阻焊”,感应线圈,电源与工件不直接接触，由

26、外部感应线圈的耦合作用而使工件内产生感应电流进行焊接。,邻近效应（控制高频电流流动路线的位置和范围）,集肤效应（将高频电能量集中于表层）,阻抗器（铁磁棒）：减少内壁电流的消耗,高频焊,集肤效应：当导体通以交流电流时，大部分电流仅沿导体表层流动的现象。邻近效应：当高频电流在两导体中彼此反向流动或在一个往复导体中流动时，电流会集中于导体邻近侧流动的现象。简单地说，集肤效应就是“电流走表层”；邻近效应就是“电流抄捷径”。,高频焊,优点,焊接速度快，效率高（电流高度集中于焊接区）；可焊材料范围广，也可进行异种金属焊接；焊前清理简单（熔化焊，又有压力作用，无需清理接头表面）。,缺点,接头装配精度要求高；

27、高压、高频电流对人体及其他设备有害。,高频焊,应用,适用于碳钢、合金钢、不锈钢、铜、铝、钛等的焊接以及异种金属的焊接。广泛应用于制造管子时纵缝或螺旋缝的焊接。,2.2.7 扩散焊,同样的，那扩散焊又是怎么一回事呢？,扩散焊,将焊件紧密贴合，在一定温度和压力下保持一段时间，利用接触面之间原子的相互扩散作用，形成联接的焊接方法就叫扩散焊。,扩散焊,焊接过程,扩散焊,实物焊接展示,施压，初始接触,变形和交界面形成,晶界迁移和微孔消失,体积扩散和微孔消除,扩散焊,优点,一次可焊多个接头；接头质量好，焊后无需机械加工；焊件变形小（低压力，工件整体加热，随炉冷却）。,缺点,投资大，成本高；焊接时间长，表面

28、准备耗时耗力，生产率低；对于焊缝质量尚无可靠的无损检测方法。,扩散焊,应用,适用于多种异种材料及特种材料和特殊结构的焊接，广泛应用于航空航天、电子、核电等工业领域的焊接。,2.2.8 爆炸焊,爆炸焊，听这名称都够猛的，那这又是怎么进行焊接的呢？,爆炸焊,利用炸药爆炸产生的冲击力造成工件迅速碰撞而实现焊接的方法就叫爆炸焊。爆炸焊也是压力焊的一种。,爆炸焊,平行法,角度法,雷管,炸药,复板,基板,安装角,间隙,小形工件焊接，平行法和角度法均可；大面积焊接时，多用平行法。避免两板前段间隙过大，致使复板过分加速而使撞击能量过大，造成板材边部打伤、打裂而减少复合板有效面积及耗费板材。,爆炸焊,优点,投资

29、小，成本低；特别适合异种金属及大面积焊接；工艺简单，无需复杂清理，应用方便。,缺点,只能用于平面或柱面结构的焊接；露天作业，机械化程度低，影响环境。,爆炸焊,应用,适合于焊接异种金属，如铝、铜、钛、镍、钽、不锈钢与碳钢的焊接，铝与铜的焊接等。广泛用于导电母线过渡接头、换热器管与管板的焊接和制造大面积复合板。,三、焊接材料,什么是焊接材料？焊接时所消耗材料的通称就叫焊接材料，简称焊材；例如焊条、焊丝、金属粉末、焊剂、气体等。,常用焊接材料,3.1 焊条3.2 焊丝3.3 焊剂3.4 钎料3.5 钎剂3.6 气体,3.1 焊条,焊条是什么？,焊条,焊条,涂有药皮供弧焊用的熔化电极称为电焊条，简称焊

30、条；焊条由焊芯和药皮（涂层）组成。,焊条,焊芯和药皮是用来干什么用的呢？,焊条,1.焊芯焊条中被药皮包覆的金属芯称焊芯。焊芯既是电极（传导电流）又是填充金属（与熔化的母材结合形成焊缝）。,焊条,2.药皮药皮是矿石粉末、铁合金粉、有机物和化工制品等原料按一定比例配制后压涂在焊芯表面上的一层涂料。作用：1）机械保护（气、渣联合保护）产生气体和熔渣，隔绝空气，防止熔滴和熔池金属与空气接触；凝固的渣壳覆盖在焊缝表面，可防止高温的焊缝金属被氧化和氮化；2）冶金处理（脱氧、去磷、去硫、合金化）去除有害元素，补充合金元素。3）改善焊接工艺性能（稳弧）使电弧易引燃，燃烧稳定，飞溅小，焊缝成形美观，易脱渣，适宜

31、全位置焊等。,焊条,药皮的组成,焊条,焊条又有哪些种类呢？,焊条,b.碱性焊条（低氢焊条）特点：（1）药皮中含有较多的碱性氧化物。如大理石(CaCO3)、萤石(CaF2)；（2）焊接时产生CO2和HF、降低了焊 缝含氢量，所以又称低氢焊条；（3）焊缝塑性、韧性较高，工艺性 及成形不如酸性焊条，一般采用直 流反接。,a.酸性焊条特点：（1）药皮中含有较多的酸性 氧化物。如FeO、SiO2，TiO2等；（2）工艺性好，焊缝成形美 观，波纹细密；（3）熔渣的氧化性强；（4）交、直流两用。,1）按熔渣的碱度分类,一、分类,焊条,2）按焊条的用途分类结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊

32、条、铸铁焊条、镍和镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条以及特殊用途焊条。3）按药皮的化学成分分类氧化钛型焊条、氧化钛钙型焊条、钛铁矿型焊条、氧化铁型焊条、纤维素型焊条、低氢型焊条、石墨型焊条及盐基型焊条。,焊条,二、型号,焊条型号是以焊条国家标准为依据，反应焊条主要特性的一种表示方法。焊条的型号包括以下含义：焊条类别、焊条特点（焊芯金属类型、使用温度、熔敷金属化学成分、抗拉强度等）、药皮类型及焊接电源。,E 43 1 5,焊条药皮类型为低氢钠型，直流反接施焊,焊条适用于全位置焊接,熔敷金属抗拉强度的最小值（约420MPa）,焊条（Electrode）,焊条,三、牌号,焊条牌号是根据焊条的

33、主要用途、性能特点对焊条产品的具体命名。电焊条的牌号共分为十大类，如结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条等。,焊条药皮类型为低氢钠型，直流反接施焊,J（结）表示结构钢焊条,J 42 7,熔敷金属抗拉强度的最小值（约420MPa）,E 43 1 5,焊条,如何判定所用焊条是否合理呢？,焊条,如何判定焊条的选用是否合理，就需要根据焊条的工艺性能指标的优劣来衡量。,焊条,一、工艺性能指标,1）电弧稳定性电弧容易引燃，并且保持稳定燃烧（不产生断弧、漂移和磁偏吹等）的程度。2）焊缝成形成形良好是指表面光滑，波纹细密美观、焊缝几何形状及尺寸正确。,焊条,3）各种位置焊接的适应性全位置焊接适应性所有焊条都能进

34、行平焊，但对于横焊、立焊、仰焊，有些焊条就不适应了，故它们的全位置焊接性能不好。,平焊 横焊 立焊 仰焊,焊条,4）飞溅焊接过程中由熔滴或熔池中飞出的金属颗粒称为飞溅。5）脱渣性是指焊后从焊缝表面清除渣壳的难易程度。,焊条,6）焊条熔化速度是焊条施焊时单位时间内熔化焊芯的质量和长度；相对而言，熔化速度越大越好。7）焊条药皮的发红是指焊条在使用到后半段时，由于药皮温度过高而发红、开裂或药皮脱落的现象。8）焊接烟尘,焊条,二、焊条的选用原则,a.等强度原则-是指所选用焊条熔敷金属的抗拉强度与被焊母材金属的抗拉强度相等或相近。b.等韧性原则-是指所选用焊条熔敷金属的韧性与被焊母材金属的韧性相等或相近

35、。c.等成分原则-是指所选用焊条熔敷金属的化学成分符合或接近母材金属。,焊条,三、焊条的使用及存储,1.焊条的烘干,焊条易从空气中吸收水分而受潮，会影响工艺性能及焊缝质量，故焊条（特别是碱性焊条）在使用前必须烘干。一般酸性焊条烘干温度为75 150，保温1 2h；碱性焊条为350 400，保温1 2h。焊条累计烘干次数不宜超过3次。,焊条,2.焊条的储存,1）焊条必须分类、分型号、分规格存放，避免混淆。2）必须存放在通风良好、干燥的库房内。重要焊接结构使用的 焊条，特别是低氢型焊条，最好储存在专用的库房内，控制 室内温度5以上，相对湿度不超过60%。3）焊条必须放在离地面和墙壁的距离均在0.3

36、m以上的木架上，以防受潮变质。,3.2 焊丝,如今随着焊接科技的进步，在焊接领域中，不断地向机械化、自动化发展，不仅能获得更高的生产效率和更好的焊接质量，还大大地改善了生产劳动条件，而为了更好得实现焊接的机械化、自动化，就是用焊丝为焊材的。,焊丝,什么样的焊接材料叫做焊丝呢？,焊丝,焊接时作为填充金属或同时用来导电的金属丝叫做焊丝。,焊丝,焊丝的分类,a.按制造方法和焊丝的形状分类可分为实心焊丝和药芯焊丝两大类。b.按其适用的焊接方法分类可分为埋弧焊焊丝、气保焊焊丝、电渣焊焊丝、堆焊焊丝和气焊焊丝等。c.按被焊金属材料的性质分类可分为碳钢焊丝、低合金钢焊丝、不锈钢焊丝、镍基合金焊丝、铸铁焊丝和

37、特殊合金焊丝等。d.按是否镀铜分类镀铜焊丝和无镀铜焊丝。,焊丝,1.什么样的焊丝叫做实心焊丝？将线材直接拉拔成目标线径而成的，没有药粉的焊丝就叫实心焊丝。,焊丝,1.1 实心焊丝的生产过程,剥离表面锈蚀氧化皮,清洗表面氧化粉末及氧化皮,裸露新的钢铁基体,洗掉表面多余的粉末和酸液,在表面形成一层膜（硼砂膜），有润滑和保护表层的作用，利于拉拔,将处理后的盘条由粗拉拔至中度细度,将中度细度盘条拉拔至规定尺寸,清除表面油污,清洗表面的附着物,充分清除表面油污,表面形成致密的薄膜，防锈、防蚀,表面整齐、光滑，利于送丝及包装,焊丝,1.2 实心焊丝的型号,ER 55 B2 Mn,熔敷金属抗拉强度的最小值（

38、约550MPa）,焊丝中含锰元素,焊丝,1.3 实心焊丝的牌号,H 08 Mn2 Si A,C 0.08%,Si 1%,优质，S、P0.030%,焊丝,2.什么样的焊丝是药芯焊丝？,将薄钢带卷成不同的截面形状，在其中填充药粉，经拉制而成的一种焊丝叫做药芯焊丝。填充的药粉称为药芯，其作用效果与焊条药皮类似。,焊丝,2.1 药芯焊丝的型号,E 50 1 T 1 M L,熔敷金属V形缺口冲击吸收功在40下不小于27J（无“L”时，表示焊丝熔敷金属的冲击性能符合一般要求）,保护气体为：Ar75%80%+CO225%20%（无M时，表示保护气体为CO2或自保护类型）,焊丝类别特点：外加保护气、直流、焊丝

39、接正极,药芯焊丝,焊接位置为全位置(“0”表示平焊和横焊位置),熔敷金属抗拉强度,焊丝,焊丝,2.2 药芯焊丝的牌号,Y J 50 1 Ni 1,气保护,含有镍元素,金红石型渣系、交直流两用,熔敷金属抗拉强度,焊接结构钢用,药芯焊丝,焊丝,根据焊丝结构，药芯焊丝可分为：有缝和无缝。,无缝药芯焊丝可以镀铜，性能好、成本低，已成为今后发展的方向。,焊丝,2.3 药芯焊丝的生产过程,对于有缝药芯焊丝的生产，常用“钢带法”；对于无缝药芯焊丝的生产，常用“钢管法”。,a.钢带法,钢带纵剪复绕（裁剪合适的带宽）,轧成U型槽,配制好的药粉,合缝,粗拉,精拉,表面处理,精绕,包装出库,焊丝,b.钢管法,无缝钢

40、管,配制好的药粉,盘旋状无缝钢管,振动填实,粗拉,精拉,表面处理,精绕,包装出库,焊丝,3.药芯焊丝的优缺点（相对实心焊丝）,优点：飞溅小，熔敷速度快，生产效率高；对各种钢材的焊接，适应性强；工艺性能好，焊缝成形美观；可用较大焊接电流进行全位置焊接。缺点：焊丝制造过程复杂，成本高；焊丝外表容易锈蚀，粉剂易吸潮；焊接时，送丝较实心焊丝困难且烟尘大。,3.3 焊剂,看见这张图，想必大家应该知道这是埋弧焊的焊接过程吧。想问下各位，有没有看见上面的“砂子”呢？它就是埋弧焊焊接工艺中不可或缺的焊接材料-焊剂。,焊剂,焊剂到底是什么东西呀？,焊剂,焊接时熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护和冶金作用的一种

41、颗粒状物质就叫焊剂。,作用：1）保护熔池金属；2）向熔池补充合金元素。,焊剂,焊剂的分类,（1）按用途分类可分为埋弧焊焊剂、电渣焊焊剂及堆焊焊剂；（2）按制造方法分类可分为熔炼焊剂和非熔炼焊剂。（3）按熔渣的碱度分类可分为酸性焊剂、中性焊剂和碱性焊剂。,焊剂,a.熔炼焊剂,将一定比例的各种配料放入炉内熔炼，经过水冷粒化、烘干、筛选而制成的焊剂。,特点：1）不易吸潮，通常在使用前不用干燥；2）未熔化的焊剂，可以重复使用；3）熔化后，急速冷却，通常呈玻璃状；4）熔炼焊剂中不能向熔池大量添加合金元素，只能过渡极少量的。,熔炼焊剂,主要成分：SiO2：4044%；MnO：3238%CaF2：37%；C

42、aO：8%,焊剂,焊剂,b.非熔炼焊剂,把各种粉料按配方混合后加入黏结剂，制成一定粒度的小颗粒，经烘焙或烧结后得到的焊剂，称为非熔炼焊剂。,经低温（400以下）烘焙而成的焊剂就叫黏结焊剂；经高温（7001000）烧结而成的焊剂就叫烧结焊剂。,特点：1）吸潮性比较大，使用前必须再烘干；2）制造简单，适用性强。,焊剂,烧结焊剂,焊剂,（1）酸性焊剂（碱度B1.5）熔渣以碱性氧化物和氟化钙为主，焊缝金属含氧量低，冲击韧性较高，抗拉性好。,按熔渣碱度分类,3.4 钎料,现代尖端科技工程中,如航空板翅散热器、火箭外壳、发动机喷管等，都是些高、精、尖的科技产品，容不得半点瑕疵，产品质量上几乎都要完美无缺。

43、在这一点上，由于钎焊技术具备热影响小、精度高、适用性广、焊接效率高等优点，可实现多焊缝、高精度、复杂零部件的连接，广泛应用于高科技尖端领域的焊接，而钎焊工艺中，钎料具有决定性的作用。,钎料,钎料是什么啊？,钎料,为实现两种材料（或零件）的结合，在其间隙内或间隙旁所加的填充物叫做钎料。,钎料,1.钎料需满足的条件？,（1）合适的熔点（比母材低几十度）；（2）具有良好的润湿性；（3）与母材充分溶解、扩散；（4）成分均匀稳定；（5）具有经济性、安全性（少用贵金属和有毒金属）。,钎料,2.钎料的分类,1）按熔点分类软钎料（易熔钎料）-熔点低于450的钎料，如：锡铅钎料、镉 银钎料、铅银钎料等；硬钎料（

44、难容钎料）-熔点高于450的钎料，如：铝基、铜基、银基、镍基钎料等。2）按主要化学成分分类根据钎料主要金属元素，相应称为 基钎料，如钎基钎料、锌基钎料等。3）按形状分类可分为丝、棒、片、箔、粉状或特殊形状钎料（例如环形钎料或膏状钎料等）。,钎料,3.钎料的应用,（1）软钎料主要用于焊接受力不大、工作温度较低的工件，如各种电器导线的连接及仪器、仪表元件的钎焊等电子线路的焊接。（2）硬钎料主要用于焊接受力较大、工作温度较高的工件，如自行车架、硬质合金刀具、钻探钻头等机械零部件的焊接。,3.5 钎剂,在进行钎焊焊接工艺时，为了能够获得更加良好的焊接接头，我们有必要根据钎料的不同，合理地搭配钎剂，共同

45、作为钎焊工艺中的焊接材料。,钎剂,1.什么是钎剂？,钎焊时使用的熔剂叫做钎剂，有膏状、粉状等。,钎剂,2.钎剂的作用是什么？,1）清除钎料和母材表面的氧化物；2）改善液态钎料对焊件的润湿性；3）保护焊件和液态钎料在钎焊过程中免于氧化。,钎剂,3.钎剂需满足的条件,1）具有足够的去除母材及钎料表面氧化物的能力；2）钎剂的熔点及最低活性温度应低于钎料的熔点；3）在钎焊温度下具有足够的润湿性；4）钎剂的挥发物应当无毒性；5）钎剂及其残渣对钎料及母材的腐蚀性要小且容易 清除。,钎剂,4.钎剂的分类,1）软钎剂-在450以下进行钎焊所用的钎剂，可分为无机软钎剂和有机软钎剂。a.无机软钎剂（腐蚀性软钎料）

46、-组分为无机盐和无机酸，其具化学活性强，热稳定性好，能显著促进液态钎料对母材的润湿，但该钎剂的残渣具有强烈的腐蚀作用。b.有机软钎剂（非腐蚀性软钎剂）-其化学活性比较弱，对母材几乎无腐蚀作用。如松香、胺、有机卤化物等都属于非腐蚀性软钎剂。,钎剂,2）硬钎剂-在450以上进行钎焊所用的焊剂，其粘度大、活性温度相当高，必须在800以上使用，并且钎剂残渣难于清除。常用的硬钎剂是硼砂、硼酸及其混合物，在硼化物中加入碱金属和碱土金属的氟化物及氯化物，可以改善硼砂、硼酸钎剂的润湿能力，提高去除氧化物的能力，以及降低钎剂的熔化温度及活性温度。,3.6 气体,焊接用气体主要是指气体保护焊（二氧化碳气体保护焊、

47、惰性气体保护焊）中所用的保护性气体和气焊、切割时用的气体。焊接时保护气体既是焊接区域的保护介质，也是产生电弧的气体介质；气焊和切割主要是依靠气体燃烧时产生的热量集中的高温火焰完成。,气体,1.常用的保护气体,2.常用的气焊、切割用气体,即助燃气体（O2）和可燃气体（乙炔C2H2）,气体,3.焊接常用气体的特性和用途,气体,（He）（Ar）（N2）,气体,4.混合气体在焊接中的应用,1）Ar+He 改善焊缝熔深，减少气孔，提高生产效率，适用于铜、铝及其合金以及钛、锆等金属。2）Ar+H2加入氢气可提高电弧温度，增加母材热量输入，可抑制CO气孔，该混合气为还原性气体，适用于镍及其合金，以及不锈钢管

48、道。3）Ar+N2加入N2，电弧温度提高，加入少量N2可提高电弧刚度并改善焊缝成型，适用于有色金属铜、铝等有色金属的焊接。4）Ar+O2Ar+O2（低含量）氧气含量为15%，可改善溶液的润湿性，减少气孔，稳定电弧,适用于不锈钢（包括低碳钢和低合金钢的焊接）Ar+O2（高含量）氧气含量为20%左右，提高生产效率，减少气孔，提高焊缝的冲击韧性，适用于碳素钢和低合金结构钢。,气体,5）Ar+CO2电弧稳定、飞溅小，很容易获得轴向喷射过渡，焊缝成型较好，应用范围广（可用于喷射过渡也可用于短路过渡）6）Ar+CO2+O2验证明，80%Ar+15%CO2+5%O2混合气体对于焊接低碳钢低合金钢是最佳的，无

49、论焊缝成型，接头质量以及金属熔滴过渡和电弧稳定性方面都非常满意。,7）CO2+O2熔敷速度高，熔深大，焊缝金属含氢量较低，能采用强规范（大电流）进行焊接，并且电弧稳定、飞溅很小。,常见的焊接缺陷,1.焊缝的形状缺陷（图6-1）2.焊缝尺寸不合格（图6-2）3.咬边（图6-3）沿焊趾或焊根产生的沟槽。1）焊接电流过大；2）焊接电弧过长；3）焊条角度不正确。4.未焊透（图6-4）焊接时接头根部未完全熔透的现象。1）坡口尺寸不正确；2）焊接工艺参数选用不当；3）焊条偏离坡口中心或角度不正确。,5.未熔合(图6-5)焊缝金属与母材之间或焊道金属之间未完全熔化结合的现象。1)焊接电流太小或焊速过高；2)

50、焊前清理不合要求；3)焊条偏离焊缝中心。6.弧坑(图6-6)焊缝尾部或接头处形成的凹陷的现象。7.烧穿(图6-7)焊接过程中熔化金属自坡口背面流出形成穿孔的现象。8.焊瘤(图6-8)熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上形成的金属瘤。9.夹渣与夹杂物 焊后残留在焊缝中的熔渣或非金属杂质。,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,10.气孔(图6-10)焊后残留在焊缝中的气体形成的孔穴。形成气孔的气体来源:1)外界空气；2)水分；3)油污杂质。,11.焊接裂纹(图6-11)（1）按焊接位置（2）按裂纹走向 纵向裂纹 与焊缝平行 横向裂纹 与焊缝垂直（3）按裂纹产生的条件 热裂纹 焊缝及热影