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1、第四节 其它焊接方法,本节简要介绍船舶制造过程中其它焊接方法:电渣焊（ESW)、等离子弧(PAW)、电阻焊(RW)、钎焊(BW)及高能密度焊(HPDW)。,（一）电渣焊原理 原理：利用电流通过液态熔渣产生的电阻热加热熔化母材与电极（填充金属）并在冷却滑块作用下强制形成焊缝的焊接方法，其原理如图538所示。电渣焊过程：电弧产生焊剂熔化形成渣池电弧熄灭、熔 渣导电产生电阻热金属熔化形成熔池 凝固结晶、形成焊缝。,（二）电渣焊的主要特点 1适合焊接厚件，生产率高、成本低；2焊缝质量好；3以焊代铸、代锻；4焊接接头的组织粗大。（三）电渣焊的分类及其应用 电渣焊根据所采用电极的形式不同分为下面几种类型：
2、1丝极是电渣焊（如图538所示）丝极电渣焊可同时采用13根焊丝或更多根焊丝进行焊接。主要用于焊接厚度40mm以上的较长直缝的焊接。还可用于大型圆形焊件的环缝焊接，但需辅助装置配合。,图 538 丝极电渣焊原理示意图 1焊件；2金属熔池；3渣池；4导电嘴；5焊丝；6强制形成装置；7引出板；8焊缝；9引出板；10金属熔滴；11 引弧板（槽形）。,2板极电渣焊（如图539所示）板极电渣焊由于过长的板极会给操作上带来困难，因此这种方法适用大断面且焊缝长度不超过1.5m的短焊缝的焊接。,图539 板极电渣焊示意图 1工件；2板极；3强制形成装置。,3熔嘴电渣焊（如图540所示）熔嘴电渣焊根据工件厚度不同
3、，可用一个或多个熔嘴同时焊接，同时熔嘴可以做成各种曲线或曲面形状，主要用于大断面及变断面的长焊缝的焊接，如大型船舶的艉柱等的焊接。目前可焊厚度已达2m，焊缝长度已达10 m以上。,图540 熔嘴电渣焊示意图1工件；2熔嘴；3导丝管；4焊丝；5强制形成装置。,4管极电渣焊（如图541所示）管极电渣焊是用一根在外表面涂有药皮的无缝钢管充当熔嘴，适用于厚度为2060mm焊件的焊接，具有生产率高和焊缝质量好，操作和设备较简单的特点。,图541 管极电渣焊示意图 a)管极电渣焊 b)管极断面 1工件；2涂药的管极；3焊丝；4导电板；5药皮；6钢管。,二、等离子弧焊接（一）等离子弧焊接的基本原理1.原理：
4、等离子弧焊接是利用特殊构造的等离子弧焊枪所产 生的高温等离子弧，并在保护气体的保护下，熔合 金属的一种焊接方去。2.特点：1）焊件不易氧化；2）便于操作，容易实现全位置自动化；3）焊接热影响区小，焊件不易变形；4）焊缝致密，成形美观；5）电弧挺直度和方向性好，可焊接薄壁结构；6）弧柱温度高，焊接速度快，生产率高。3.应用：等离子弧焊接已日益广泛应用于生产中，特别是 国防工业和尖端技术所用铜合金、合金钢、钨、钼、钴、钛等金属的焊接。如钛合金的导弹壳体、波纹管及膜盒、微型继电器、电容器的外壳封接 及飞机上一些薄壁容器等均可用等离子弧焊。,图542 穿透型等离子弧焊接示意图,（三）等离子弧焊接的基本
5、方法 根据焊缝成形原理，等离子弧可分为穿透型等离子弧焊接、熔透型等离子弧焊接和微束等离子弧焊接等三种基本方法。,图543 穿透型等离子弧焊焊接过程,1.穿孔型等离子弧焊接 大电流等离子弧焊。2.熔入型等离子弧焊接 同一般钨极氩弧焊相似；适用于薄板，多层焊缝的盖面及角焊缝；焊速较快。3.微束等离子弧焊接 30A以下的熔入型等离子弧焊,用于焊接0.0252.5mm的箔材及薄板；弧柱细、能量集中，焊速快、焊缝及 HAZ 窄，焊接质量好。,三、电阻焊原理：利用电流通过接触处及焊件产生的电阻热，将焊件加 热到塑性或局部熔化状态，再施加压力形成焊接接头 的焊接方法。特点：生产率高，焊接变形小，劳动条件好，
6、操作方便，易 于实现自动化。但电阻焊设备复杂，投资大，耗电量 大。接头形式和工件厚度受到一定的限制。应用：适合于大批量生产，在自动化生产线上（如汽车制造）应用较多，甚至采用机器人。电阻焊分类：点焊 主要用于厚度在4mm以下薄板冲压壳体结 构及钢筋焊接，尤其是汽车和飞机的制造。缝焊 适合于焊接3mm以下的薄板结构，如油箱、烟道焊接等。对焊 适宜主要用于棒料的对接。,四、钎焊原理：利用熔点比母材低的金属作钎料，加热将钎料熔化，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相 互扩散实现连接的焊接方法。,钎焊接头的形成过程示意图,特点：钎焊焊接变形小，焊件尺寸精确，可以焊接异种材 料和一些其它方法难以
7、焊接的特殊结构（如蜂窝结 构）。钎焊可以整体加热，一次焊成整个结构的全 部焊缝。因此生产率高，并且易于实现机械化和自 动化。焊接材料：主要有钎料和钎剂。钎料作为填充金属起连接 作用；钎剂主要起去除氧化膜和油污，保护接 触面，改善钎料的润湿性作用。钎焊的分类：硬钎焊 钎料熔点高于450；软钎焊 钎料熔点低于450。应用：钎焊主要用精密仪表、电气零部件、异种金属构件、复杂的薄板结构及硬质合金刀具的焊接。,五、高能密度焊 1高能量密度焊的特点：高能密度焊有时简称高能焊，是指功率密度（或能量密度）比通常的气体保护焊高的一类焊接方法。（1）功率密度高、加热集中、热效率高，因而产生的变形极小，且热影响区极
8、窄，特别适宜于精密焊接和微型焊接。（2）可获得深宽比大的焊缝，焊接厚度大的焊件可不开坡口一次成形。（3）可用于难容金属、热敏感性强的金属以及热物理性能差异悬殊的材料的焊接。（4）高能密度焊的焊接参数均能单独进行调节，而且可调范围宽，因而所焊厚度的材料范围大。（5）生产效率高，在大批量生产的条件下，焊接成本低，大约为气体保护焊成本的一半或更低一些。除上述优点外，与其它焊接工艺相比，高能密度焊的设备价格较昂贵，以及对焊件的加工精度、接头间隙的控制有较严格的要求。,2.电子束焊接 原理：利用加速和聚焦电子束轰击置于真空或非真空中焊 件所生的热能进行焊接的方法称为电子束焊。,电子束焊接示意图,特点：1
9、）焊缝金属纯度高；2）焊缝表面质量好，内部熔合性好；3）焊接热影响区小，焊件不易变形；4）控制灵活，精度高，适应性强。应用：电子束焊应用广泛，从微型电子线路组件、真空 膜盒、钼箔蜂窝结构、原子燃料器件到大型的导 弹外壳都可以采用电子束焊接。此外，熔点、导 热性、溶解度相差很大的异种金属，在真空中使 用的器件和内部要求真空的密封器件等，用真空 电子束焊接也能得到良好接头。,3.激光焊原理：是利用激光器产生的激光光束，使其聚集到105W/cm2 以上的能量密度，当作用于焊件接缝处时，焊件吸收 光能而转换成热能，使金属熔化形成焊缝。,特点：1）焊接热影响区极小，焊件难于变形；2）焊件不易被氧化，可在
10、空气中焊接；3）焊接设备与焊件间无接触，可焊接难于接近的接头。应用：激光焊比较容易实现异种金属和异种材料的焊 接，目前已广泛用于电子工业和仪表工业中微 型件的焊接。,第五节 常用焊接方法的比较和选用 焊接方法的选用应根据各种焊接方法的特点和焊接结构制造要求，综合考虑其焊接质量、经济性和工艺可行性。选用时应考虑以下几个方面。1.接头质量和性能要符合结构要求 选择焊接方法要考虑金属的焊接性、焊接方法的特点和结构质量要求。例如，铝容器焊接，质量要求高的应用氩弧焊。焊接薄板壳体，变形要求小时，用CO2气体保护焊或电阻焊。2.考虑经济性，生产率高成本低 单件小批量生产、短焊缝选用焊条电弧焊焊；成批生产中
11、厚板长直缝选用埋弧自动焊；40mm以上厚板，采用电渣焊一次焊成，生产率高。3.工艺性 焊接方法选用要考虑是否有这种方法的设备和焊接材料，在室外或野外施工是否有电源等条件，焊接工能否实现。例如，不能用双面焊，而只能用单面焊又要焊透时，宜用钨极氩弧焊打底，易于保证焊接质量。上述几个方面在实际焊接生成中应综合考虑，统筹安排。,常用焊接方法的比较和选用,第六节 焊缝符号 一、焊缝符号 焊缝符号是工程语言的一种，它可以统一焊接结构图纸上的符号。焊缝符号表示法是指在图样上标注焊接工艺方法、焊缝形式和焊缝尺寸的符号。根据GB32488标准规定，焊缝符号主要由基本符号、辅助符号、补充符号、焊缝尺寸符号及指引线
12、等组成。（一）基本符号 基本符号是表示焊缝横截面形状的符号，常用焊缝的基本符号、图示法及标注方法示例见表520。,表520 焊缝符号及标注方法,（二）辅助符号 辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号，见表521，不需要确切地说明焊缝表面形状时，可以不加注此符号。表521 辅助符号及标注方法,（三）补充符号 补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号，见表522。,表522 补充符号及标注方法,（四）指引线 指引线由带箭头的箭头线和两条基准线（一条为细实线，一条为虚线）两部分组成，如图551所示。虚线可画在细实线的上侧或下侧，基准线一般与标题栏的长边相平行，必要时，也可与标题栏的长边相垂直。
13、箭头线用细实线绘制，箭头指向有关焊缝处，必要时允许箭头线折弯一次。当需要说明焊接方法时，可在基准线末端增加尾部符号，参见表522。,图5-51 指引线,（五）焊缝尺寸 焊缝尺寸一般不标注，设计或生产需要注明焊缝尺寸时才标注，常用焊缝尺寸符号见表523。,表523 焊缝尺寸符号含义,（六）焊接方法 焊接方法很多，常用的有：电弧焊、电渣焊、点焊和钎焊等。焊接方法可用文字在技术要求中注明，也可用数字代号直接注写在尾部符号中。常用焊接方法及代号，见表525。,表525 焊接方法及代号,二、焊缝的标注方法（一）箭头线与焊缝位置的关系 箭头线相对焊缝的位置一般没有特殊要求，箭头线可以标在有焊缝一侧，也可以
14、标注在没有焊缝一侧，如图552所示，并参见表520。,图552 箭头线的位置,（二）基本符号相对基准线的位置 为了在图样上能确切地表示焊缝位置，标准中规定了基本符号相对基准线的位置，见图553所示。（1）如果焊缝接头在箭头侧，则将基本符号标在基准线的细实线一侧，如图553a所示。（2）如果焊缝接头不在箭头侧，则将基本符号标在基准线的虚线一侧，如图553b所示。（3）标注对称焊缝及双面焊缝时，可不画虚线，如图5 53c所示。,图553 基本符号相对基准线的位置,（三）焊缝尺寸符号及数据的标注 焊缝尺寸符号及数据的标注原则如图554所示。（1）焊缝横截面上的尺寸，标在基本符号的左侧；（2）焊缝长度方向的尺寸，标在基本符号的右侧；（3）坡口角度、坡口面角度、根部间隙b标在基本符 号的上侧或下侧；（4）相同焊缝数量及焊接方法代号标在尾部；（5）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。,图554 焊缝尺寸符号及数据的标注,三、常见焊缝的标注示例，参见表526。,表526 焊缝的标注示例,欢迎进入第六章学习内容,
