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1、焊接作用和说明1. 定义焊接过程的本质就是通过适当的物理化学过程，使两个分离表面的金属原子接近到晶格距离(0.30.5nm)，形成金属键，从而使两金属连为一体，达到焊接的目的。2.焊接方法与分类现行作业方式中以钨极氩弧焊熔化极氩弧焊和点焊最为常见所以下面重点介绍这三种焊接方式A.钨极氩弧焊Tungsten Inert Gas Arc Welding,简称TIG 焊，焊接时，电极和电弧区及熔化金属都处在氩气保护之中，使之与空气隔离，电极为钨或钨的合金棒，电弧燃烧过程中，电极不熔化，焊接过程稳定，当保护气体采用氦气时称为氦弧焊，有时也采用氦或氩的混和气体应用领域：广泛用于飞机制造、原子能、化工、纺
2、织等工业中，可焊接易氧化的有色金属及其合金、不銹钢、高温合金、钛及钛合金以及难熔的活性金属(如钼、铌、锆)等，脉冲钨极氩弧焊适宜于焊接薄板，特别适用于全位置管道对接焊，它使原子能和电站锅炉工程的焊缝质量得到了显着提高。但是钨电极的载流能力有限，电弧功率受到限制，致使焊缝熔深浅，焊接速度低，所以，钨极氩弧焊一般只适于焊接厚度小于6mm 的工件。B.熔化极氩弧焊MIG(Metal Inert Gas Arc Welding)，如果用Ar-O2Ar-CO2 或者Ar-CO2-O2 等作保护气体则称MAG 焊接(Metal Active Gas Arc Welding)，上述混和气体一般为富Ar 气体
3、。特点：1. 和TIG 焊一样，几乎可焊接所有的金属，尤其适合于焊接铝及铝合金，铜及铜合金以及不銹钢等材料。2. 由于用焊丝作电极，可采用高密度电流，因而母材熔深大，填充金属熔敷速度快，用于焊接厚板铝、铜等金属时生产率比TIG 焊高，焊件变形比TIG 焊小。3. 熔化极氩弧焊可直流反接焊接铝及铝合金时有良好的阴极雾化作用。4. 熔化极氩弧焊焊接铝及铝合金时亚射流电弧的固有自调节作用较为显着。C.点焊定义:焊件组合后通过电极施加压力利用电流接头的接触面及附近区域产生电阻热熔化母材金属形成焊点进行焊接.铝材与铁材, 铝材与铜材,不銹钢与马口铁均可以混合焊,但铝材与铝材的点焊比较困难.D.釬焊利用某
4、些熔点低于被连接构件材料熔点的熔化金属(釬料)作连接的媒介物在连接界面上的流散浸润作用，然后冷却结晶形成结合面的方法称为釬焊。显然釬焊过程必须采取加热(以使釬料熔化，但母材不熔化)和保护措施(以使熔化的釬料不与空气接触)。按照热源和保护条件的不同，釬焊方法分为：火焰釬焊(以氧已炔燃烧火焰为热源)；真空或充气感应釬焊(以高频感应电流的电阻热为热源)；电阻炉釬焊(以电阻炉辐射热为热源)；盐浴釬焊(以高温盐浴为热源)等若干种3.焊接表示方法焊缝符号与焊接方法代号是提供焊接结构图纸上使用的统一符号或代号也是一种工程语言。我国的焊缝符号与焊接方法代号分别为国标GB324-88和GB5185-85规定。与
5、国际标准ISO2553-84和ISO4063-78基本相同可等效采用。1）焊缝符号国标GB324-88规定焊缝符号适用于金属熔化焊和电阻焊。标准规定为了简化图纸上焊缝一般应采用焊缝符号来表示但也可采用技术制图方法表示。国标规定的焊缝符号包括基本符号辅助符号补充符号和焊缝尺寸符号。焊缝符号一般由基本符号和指引线组成,必要时可加上辅助符号补充符号和焊缝尺寸符号。广泛用于飞机制造、原子能、化工、纺织等工业中，可焊接易氧化的有色金属及其合金、不銹钢、高温合金、钛及钛合金以及难熔的活性金属(如钼、铌、锆)等，脉冲钨极氩弧焊适宜于焊接薄板，特别适用于全位置管道对接焊，它使原子能和电站锅炉工程的焊缝质量得到
6、了显着提高。但是钨电极的载流能力有限，电弧功率受到限制，致使焊缝熔深浅，焊接速度低，所以，钨极氩弧焊一般只适于焊接厚度小于6mm 的工件。基本符号是表示焊缝横截面形状的符号。国标GB324-88 中规定的13 中基本符号见表1-3。焊缝辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号。国标GB324-88 中规定的三种辅助符号见表1-4。焊缝辅助符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号。国标GB324-88 中规定的补充符号见表1-5。焊缝尺寸符号是表示坡口和焊缝各特征尺寸的符号。国标GB32488中规定的16 个尺寸符号见表16。表1-3 :焊接基本符号表1-4: 焊缝辅助符号表1-5:焊缝补充符号
7、表1-6焊缝尺寸符号4焊接方式代号为简化焊接方法的标注和说明可采用国标GB5185-85规定用阿拉伯数字表示的金属焊接及_焊等各种焊接方法的代号。表1-7 是国标GB5185-85中规定的常用焊接方法的代号。表1-7:常用主要焊接方法代号5焊接符号在图面上的位置5.1 基本要求完整的焊缝表示方法除了上述基本符号 辅助符号 补充符号以外 还包括指引线 一些尺寸符号及数据。焊缝符号和焊接方法代号必须通过指引线及有关规定才能准确的表示焊缝。指引线一般由带有箭头的指引线(简称箭头线)和两条基准线(一条为实线另一条为虚线)两部分组成。5.2 箭头和接头的关系下图实例给出接头的箭头侧和非箭头侧的含义5.3
8、 箭头线的位置箭头线相对焊缝的位置一般没有特殊要求但标注V单边VJ 形焊缝时箭头线应指向带有坡口一侧的工件。必要时允许箭头线弯折一次。5.4 基准线的位置基准线的虚线可以画在基准线的实线上侧或下侧基准线一般应与图样的底边平行但在特殊条件下也可与底边垂直。5.5 基本符号相对基准线的位置l 如果焊缝和箭头线在接头的同一侧即将焊缝基本符号标在实线侧。如下图l 如果焊缝在接头的非箭头侧则将焊缝基本符号标在基准线的虚线侧。l 标对称焊缝及双面焊缝时可不加虚线。6、焊缝尺寸符号及其标注位置6.1 焊缝尺寸符号及数据的标注原则如下图l 焊缝横截面上的尺寸标在基本符号的左侧l 焊缝长度方向尺寸标在基本符号的
9、右侧l 坡口角度坡口面角度根部间隙等尺寸标在基本符号的上侧或下侧l 相同焊缝数量符号标在尾部l 当需要标注的尺寸数据较多又不易分辨时可在数据前面增加相应的尺寸符号。l 当箭头方向变化时上述原则不变。6.2 关于尺寸符号的说明l 确定焊缝位置的尺寸不在焊缝符号中给出而是将其标注在图样上。l 在基本符号的右侧无任何标注又无其他说明时意味着焊缝在工件的整个长度上是连续的。l 在基本符号的左侧无任何标注又无其他说明时表示对接焊缝要完全焊透。l 塞焊缝槽焊缝带有斜边时应该标注孔底部的尺寸。7、焊接制造工艺1. 识图在制造段对于工艺设计人员首先拿到图面时第一步要了解工件的结构。在此基础上了解客户要求的焊接
10、内容包括焊接的位置采取焊接的方法是否需要打磨及其他特殊要求。了解客户的意图非常重要这决定了我们后段所要采取的工艺流程。2. 焊接方法的确定一般情况下客户图面已经明确地标识出焊接的方法及要求是用烧焊还是采用点焊? 焊缝多长? 截面尺寸? 但有可能在某些情况下例如我们会觉得将烧焊改为点焊更好时可以向客户确认更改焊接方式。3. 焊接接头的确定最常见的焊接接头是工件本身自焊时两边垂直相交的情况。如下图一注意在大多数情况下客户可能没有考虑焊接性接头部分并不一定最符合实际焊接的要求所以像这类90 度垂直对接的情况在焊接时一般都需要作出调整。如图二和图三。其中图二最适用与薄料(2.0 以下)不填丝焊接(TI
11、G),而图三适用于厚料填丝焊接(MIG)。至于包边的形式可根据实际情况确定一般从折弯角度考虑最好用长边包短边的方式。4. 焊接的定位对两个以上的工件焊接均牵涉到工件之间需要一个可以确定相互位置的关系即定位问题。按工件自身有无设定定位结构可分为自定位和治具定位。下面就这两类定位分别说明1) 自定位在一个工件上作出一定的凸起或预留台阶另一个工件上作相应的凹坑或孔实现工件之间的定位。目前最常用的有两类半剪凹坑定位榫头方槽定位。半剪-凹坑定位典型结构见下图在要求不高的情况下(如工件表面焊接后不可见)，凹坑可以处理成通孔但工件若露在外部则严禁做通孔。此种方式的另一种变通结构是将圆形半剪和凹坑作成长方形但
12、不推荐采用。半剪和凹坑作成长方形但不推荐采用。半剪和凹坑的加工一般在NCT 进行。其中两种规格的半剪无论向上半剪和向下半剪均有刀具。正面凹坑无专用刀具但通过用组合刀都可实现加工。直径3.1 的反面凹坑有专门刀具直径2.4 的反面凹坑目前还无刀具无法加工。用半剪-凹坑定位的方法有一定的局限性由于工件采取半剪结构对于厚板料(T2.0 以上)半剪效果不理想半剪的部位凸出呈圆弧状起不到限位的作用。又因为凹坑是通过强行将材料挤压而形成所以只能适用于比较软的材料(如ALCRSGI 等)对较硬的材料(如SPHC、 SUS 类)就不可能做到这点。归纳起来此种方式适用材料范围为2.0mm 以下GI,CRS,AL
13、 材板料。榫头-方槽定位如下图采取此种定位方式时首先确定定位槽规格如果为NCT 下料需要考虑方孔最好能用NCT刀具一刀加工出如果为LASER 下料尺寸可根据实际情况确定。一般槽孔比榫头大0.1mm 即可并且榫头凸出部分不得超出定位槽口的板材厚度。槽口不一定作成矩形孔(封闭式)视具体情况可作成开口式。2) 两种自定位的应用范围比较以上两种定位可以看出当两工件的焊接表面相互平行时应用半剪和凹坑定位方式较好。当两工件的焊接表面相互垂直时应用榫头-方槽定位较适用。3) 治具定位如果自定位不能达到图纸的要求或者对定位要求高就需要制作专门的夹治具此时需寻求相关部门(自动化研发等)之合作。5. 点焊的工艺要
14、求:1) 点焊的总厚点焊的总厚度不得超过8mm,焊点的大小一般为2T+3(2T 表示两焊件的料厚),由于上电极是中空并通过冷却水来冷却.因此电极不能无限制的减小,最小直径一般为34mm.2) 冲排焊点点焊的工件必须在其中相互接触的某一面冲排焊点,以增加焊接强度,通常排焊点大小为1.52.5mm高度为0.3mm 左右. 在需焊接的其中一个工件上加工一些小凸点可改善焊接工艺性。如下图所示当在焊接过程当中焊接头压在凸点处施加压力通电后小凸点被熔化。使连接更加紧密可靠。3) 两焊点的距离:焊件越厚两焊点的中心距也越大,偏小则过热使工件容易变形, 偏大则强度不够使两工件间出现裂缝.通常两焊点的距离不超过
15、35mm(针对2mm 以下的材料).4) 焊件的间隙:在点焊之前两工件的间隙一般不超过0.8mm,当工件通过折弯后再点焊时,此时排焊点的位置及高度非常重要,如果不当,点焊容易错位或变形,导致误差较大.5) 点焊会破损工件的表面焊点处极易形成毛刺须作抛光及防銹处理。必要时对点焊的部位用银漆笔涂银漆。如果点焊处要烤漆则必须安排对烤漆面打磨。6) 镀锌钢板的点焊镀层钢板主要有镀锌板镀铅板镀铝板和镀锡板等。生产中常遇到的是镀锌钢板和镀锌零件的点焊锌层厚度一般在20um 以下。镀锌钢板与普通钢板点焊相比由于锌镀层的存在不仅使焊接区的电流密度降低而且使电流场的分布不稳定。增大电流又进一步促进了电极工作端面
16、cu-zn合金的生成加快了电极粘损和镀层的破坏。同时低熔点的锌镀层使熔核在结晶过程中产生裂纹和气孔。因此镀锌钢板的合适点焊规范范围窄,接头强度波动大焊接性较差。7) 点焊的干涉加工范围:以下是焊机点焊的示意图, 图中的数据为加工范围.由点焊组于10/16/2000 提供.8、安全操作及注意事项l.电焊机的外壳和工作台，必须有良好的接地。 2.电焊机空载电压应在6090V之间。 3.电焊设备应使用带电保险的电源刀闸，并应装在密闭箱内。 4.焊机使用前必须仔细检查其一、二次导线绝缘是否完整，接线是否绝缘良好。 5.当焊接设备与电源网路接通后，人体不应接触带电部分。 6.在室内或露天现场施焊时，必须在周围设挡光屏，以防弧光伤害工作人员的眼睛。 7.焊工必须配备合适滤光板的面罩、干燥的帆布工作服、手套、橡胶绝缘和清渣防护白光眼镜等安全用具。 8.焊接绝缘软线不得少于5m，施焊时软线不得搭在身上,地线不得踩在脚下。 9.施焊完毕后应及时拉开电源刀闸
