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1、1,第六讲,一、内容1、焊接方法二、习题1、名词解释：焊芯、埋弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、等离子弧切割、等离子弧焊接、电阻焊、点焊、缝焊、对焊、摩擦焊、钎焊、电渣焊。2、焊条药皮的作用有哪些？3、手工电弧焊主要特点有哪些？4、埋弧焊的特点有哪些？5、氩弧焊的特点有哪些？6、CO2焊的特点有哪些？7、摩擦焊的特点有哪些？,2,一、焊条电弧焊焊条电弧焊(即手工电弧焊)：利用焊条与工件间产生电弧热，将工件和焊条熔化而进行焊接的方法。,第二节 焊接方法,1、焊条电弧焊的焊接过程,电弧在焊条与被焊工件之间燃烧。电弧热使工件和焊芯同时熔化形成熔池，同时也使焊条的药皮熔化和分解。药皮熔化后与液态金属发
2、生物理化学反应，所形成的熔渣不断从熔池中浮起；药皮受热分解产生大量的CO2、CO和H2等保护气体，围绕在电弧周围，熔渣和气体能防止空气中氧和氮的侵入，起保护熔化金属的作用。当电弧向前移动时，工件和焊条不断熔化汇成新的熔池。原来的熔池则不断冷却凝固，构成连续的焊缝。,3,2、电焊条,焊芯(埋弧焊时为焊丝)是组成焊缝金属的主要材料。它的化学成分和非金属夹杂物的多少将直接影响焊缝质量。,（1）焊芯,焊芯的作用：导电：作为电极，产生电弧；填充焊缝：作为填充金属，与熔化的母材一起组成焊缝金属；,4,是用矿石粉、合金粉这些原料按一定比例配制后，压涂在焊芯外面。,（2）焊条药皮,药皮的作用：提高电弧燃烧的稳
3、定性，减少飞溅，同时改善焊缝的成形；机械保护作用，熔化后形成气体和熔渣用来保护溶质金属和焊条熔化后形成的熔滴，防止氧化和氮气熔到液态金属中；冶金处理作用，去除有害元素，增加有用合金元素，即脱氧、去氢、除硫、渗合金等。,5,1）种类：我国按化学成分分七大类碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条及焊丝、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条等。2）型号：是国家标准中规定的各种系列品种的焊条代号。,（3）焊条的种类、型号和牌号,例如碳钢焊条型号E4303、E5015、E5016等。“E”表示焊条；前两位数字表示焊缝金属的抗拉强度等级；第三位数字表示焊条的焊接位置。“0”及“1”表示焊条适用于
4、全位置焊接(平、立、仰、横)；“2”表示焊条适用于平焊及平角焊；“4”表示焊条适用于向下立焊；第三位和第四位数字组合表示焊接电流种类及药皮类型，如“03”为钛钙型药皮交流或直流正、反接，“15”为低氢钠型药皮，直流反接，“16”为低氢钾型药皮，交流或直流反接。,6,3）牌号：是焊条行业统一规定的各种系列品种的焊条代号。,焊条牌号一般用一个大写拼音字母和三个数字表示。如J422、J507等。拼音字母表示焊条的大类。如“J”表示结构钢焊条(碳钢焊条和普通低合金钢焊条)，“A”表示奥氏体不锈钢焊条，“Z”表示铸铁焊条等；前两位数字表示各大类中若干小类。如结构钢焊条前两位数字表示焊缝金属抗拉强度等级，
5、其等级有42、50、55、60、70、75、85等，分别表示其焊缝金属的抗拉强度大于或等于420、500、550、600、700、750和850MPa；最后一个数字表示药皮类型和电流种类。,7,4）焊条还可按熔渣性质分为酸性焊条和碱性焊条两大类。药皮熔渣中酸性氧化物（如SiO2、TiO2、Fe2O3）比碱性氧化物（如CaO、FeO、MnO、Na2O）多的焊条为酸性焊条。特点：适合各种电源，操作性较好，电弧稳定，成本低，但焊缝塑、韧性稍差，渗合金作用弱，故不宜焊接承受动载荷和要求高强度的重要结构件。药皮熔渣中碱性氧化物比酸性氧化物多的焊条为碱性焊条。特点：一般要求采用直流电源，焊缝塑、韧性好，抗
6、冲击能力强，但操作性差，电弧不够稳定，价格较高，故只适合焊接重要结构件。,8,母材的力学性能和化学成分。焊接低碳钢和低合金高强度钢时，根据母材的抗拉强度按“等强”原则选用相同强度等级的结构钢焊条；焊接不锈钢时，选用与母材化学成分类型相同的不锈钢焊条；对于碳、硫、磷含量多的淬硬倾向大的容易裂的母材，应选用碱性焊条。焊件的工作条件和结构特点。对于承受交变载荷、冲击载荷的或其它性能要求高的重要结构，或形状复杂、厚度大、刚性大的容易裂的焊件应选用碱性焊条。焊接设备和施工条件。焊接现场缺少直流弧焊机而又必须用碱性焊条时，应选用交、直流两用的低氢钾型药皮的碱性焊条。,（4）焊条的选用,基本原则：保证焊缝金
7、属与母材具有同等水平的性能。,9,3、手工电弧焊主要特点,灵活方便，适应性强。它可以在各种焊接位置和各种焊接结构的各个部位进行焊接。设备简单，便宜。生产率低。对焊工操作技术要求高。,5、应用范围,一般适用于单件、小批生产，厚度2mm以上，各种常用金属材料，各种焊接位置的焊缝和短的、不规则的焊缝。,10,埋弧焊：电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。焊剂：焊接时能够熔化形成焊渣和气体，对熔化金属起保护和冶金处理作用的一种颗粒状物质。,二、埋弧焊,1、埋弧焊的焊接过程,随着电弧向前移动，电弧把熔池金属推向后方，并且不断熔化前方的母材、焊丝和焊剂，熔池后方的液态金属冷却凝固就形成焊缝。,连续送进的焊丝和
8、焊件之间产生电弧，把焊件、焊丝和电弧附近的焊剂熔化，熔化的金属形成熔池，熔化的焊剂形成熔渣，浮在熔池的上面，这些熔渣和电弧周围的熔渣膜把电弧和熔池封闭起来，隔绝空气，保护熔池金属和焊池熔化后形成的熔滴。,11,2、埋弧焊的特点,生产率高。由于焊丝没有药皮，焊丝嘴的伸出长度短，焊接电流大，工件熔深大，可以不开坡口或坡口开得小一点。生产率比手工电弧焊提高510倍。焊接质量高而且稳定。这是因为埋弧自动焊的保护效果好，而且采用机器操作，焊接工艺参数稳定，焊接质量好，焊接成形也比较美观。节省金属材料。埋弧焊热量集中，熔深大，2025mm以下的工件可不开坡口进行焊接，而且没有焊条头的浪费，飞溅很小，所以能
9、节省大量金属材料。改善了劳动条件。埋弧焊看不到弧光焊接烟雾也很少，焊接时只要焊工调整、管理焊机就可自动进行焊接，劳动条件得到很大改善。,12,3、埋弧焊的应用范围,厚度4mm的中、厚板。因为熔深大，焊薄板容易烧穿。平焊或平角焊位置焊缝；长直径或较大直径的环缝等规则焊缝；成批生产。不一定是焊件的数量多，只要同类焊缝的数量多就可以认为是成批生产。,适用于同时具备下列条件：,13,4、埋弧焊的焊丝与焊剂,1）焊接时作为填充金属或同时作为导电电极的金属丝。2）作用：与焊条芯是相同的，起导电和填充的作用。3）常用的焊丝牌号有H08A、H08MnA、H10Mn2等。,（1）焊丝,（2）焊剂,作用与焊条药皮
10、的作用也是类似的，一是机械保护作用；二是冶金处理作用。埋弧焊焊剂根据制造方法不同分为熔炼焊剂和陶质焊剂两大类。,1）熔炼焊剂是把一定比例的各种配料放在炉内熔炼，然后经水冷沥化、烘干筛选而制成。我国大量使用熔炼焊剂。2）陶质焊剂是把粉料加入适量的粘结剂经过混合搅拌沥化和低温烘干而成，又称粘结焊剂。3）焊剂牌号HJ431 HJ：表示埋弧焊用熔炼焊剂；4表示焊剂为高锰型；3表示焊剂为高硅低氟型；1表示牌号编号为1。埋弧焊的焊丝和焊剂要配合使用。,14,15,5、埋弧焊工艺,埋弧焊要求更仔细地下料、准备坡口和装配。焊接前，应将焊缝两侧5060mm内的一切污垢与铁锈除掉，以免产生气孔。埋弧焊一般在平焊位
11、置焊接，用以焊接对接和丁字形接头的长直线焊缝和对接接头环形焊缝。对接厚20mm以下工件时，可以采用单面焊接。工件厚度超过20 mm时，可进行双面焊接，或采用开坡口单面焊接。由于引弧处和断弧处质量不易保证，焊前应在接缝两端焊上引弧板与引出板，焊后再去掉。为了保持焊缝成形和防止烧穿，生产中常采用各种类型的焊剂垫和垫板，或者先用焊条电弧焊封底。焊接筒体对接焊缝时，工件以一定的焊接速度旋转，焊丝位置不动。为防止熔池金属流失，焊丝位置应逆旋转方向偏离焊件中心线一定距离a，其大小视筒体直径与焊接速度等而定。,16,17,随着科学技术的发展，就提出了象铝、钛等容易氧化的有色金属的焊接问题，埋弧焊和手工电弧焊
12、等普通方法是不能满足它们的质量要求的。因为焊接过程中熔池和熔滴要受到氧化，会影响金属的融合，焊接质量就比较差。就出现了惰性气体保护焊。,三、气体保护焊,（一）氩弧焊,使用氩气作为保护气体的气体保护电弧焊。,氩气是惰性气体，不和工件发生化学反应，也不溶解于液态金属中，是理想的保护气体，焊接质量好。氩气在空气中只占0.94,18,氩弧焊过程,19,（1）电极为高熔点的铈钨棒，焊接时不熔化，但有少量的烧损。所以焊接电流不能太大，一般用于焊接厚度6mm的工件。,1不熔化极氩弧焊,焊接3mm以下薄件时，常采用卷边(弯边)接头直接熔合。焊接较厚工件时，需用手工添加填充金属。焊接钢材时，多用直流电源正接，以
13、减少钨极的烧损。焊接铝、镁及其合金时，则希望用直流反接或交流电源。因极间正离子撞击工件熔池表面，可使氧化膜破碎，有利于焊件金属熔合和保证焊接质量。,（2）工艺过程,（操作与气焊相似）,20,以连续送进的焊丝作为电极进行焊接。,2熔化极氩弧焊,适于焊接各类合金钢、易氧化的非铁金属及稀有金属。电弧很稳定，保护效果好，焊缝金属纯净，焊接质量很好，焊缝形状美观。焊接热影响区小，焊接变形小。这是因为电弧热量比较集中。由于气体保护没有焊渣而且采用明弧焊接，所以可进行全位置焊，容易实现机械化自动化；氩气比较贵，所以焊接成本高。,3.氩弧焊的特点,焊接电流大，熔深大，生产率高。通常用于比较厚的工件焊接。,21
14、,4氩弧焊的应用,焊接易氧化的有色金属以及不锈钢等合金钢；高压管子焊接和重要焊件的打底焊（底层焊缝的焊接）；厚度1mm以下的薄板焊接等。,22,（二）二氧化碳气体保护焊,以CO2作为保护气体的电弧焊。,它用焊丝作电极，靠焊丝和焊件之间产生的电弧熔化工件与焊丝，熔池凝固后成为焊缝。焊丝由送丝机构送入送丝软管，再经导电嘴进出。CO2气体从焊炬喷嘴中以一定流量喷出。电弧引燃后，焊丝端部及熔池被CO2气体所包围，故可防止空气对高温金属的侵害。,1.焊接过程,23,2、CO2 CO2是保护气体，但有氧化性，氧化金属，烧损合金元素，因此CO2焊不能用于焊接不锈钢和有色金属，但可以用来焊接低、中碳钢和低合金
15、结构钢。3、焊丝 要用合金钢H08Mn2SiA，通过Mn、Si脱氧和渗合金等合金处理。标准CO2焊丝H08Mn2SiA适用于焊接低、中碳钢和抗拉强度在600MPa以下的低合金高强度钢。,24,4、CO2焊的特点,成本低。CO2气体价格很低，其成本是手工电弧焊或埋弧焊的4050。生产率高。电流密度大，焊件的熔深大，焊丝熔化快，焊接速度也比较快。采用气体保护，不需要清除焊渣，生产率比手工电弧焊提高14倍。操作性能好。是明弧焊，焊接中可清楚地看到焊接过程，容易发现问题并及时调整处理。适合于各种位置的焊接。质量较好。由于电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，因而焊接热影响区较小，变形和产生裂纹的倾向性小。C
16、O2有氧化性。焊缝成形较差，焊接时飞溅大。由于电弧稳定性较差的原因。,3.CO2焊的应用范围CO2焊适于焊接厚度1mm以上的低中碳钢和低合金结构钢。不适于焊接不锈钢和易氧化的有色金属。,25,自由电弧：电弧区内的气体尚未完全电离，能量也未高度集中起来。等离子弧：通过水冷喷嘴等压缩作用，获得电离度很高的具有较高能量密度的压缩电弧。等离子流速很细，能够迅速地熔化金属，可以用来焊接和切割金属。,四、等离子弧焊与切割,1、等离子弧产生原理,等离子弧是通过机械压缩、热压缩和电磁压缩三种压缩作用获得的。,26,（1）机械压缩作用，电弧通过水冷喷嘴的小孔通道时，弧柱的截面（即电弧的直径）受喷嘴孔道的限制要缩
17、小；（2）热收缩作用，等离子气通入喷嘴以后，由于水冷喷嘴的温度比较低，在喷嘴的内壁形成一层冷气膜，迫使弧柱的横截面积进一步缩小，称为热收缩（热压缩）；,（3）电磁收缩作用，电弧是一种载流导体，在自身磁场作用下，要产生指向弧柱中心的电磁力，这个电磁力使得弧柱进一步压缩。,27,2、等离子弧切割,（1）等离子弧切割是利用高速、高温和高能量密度的等离子流束，将被切割材料局部加热熔化并随即吹除，形成整齐的切口。（2）等离子弧切割的应用：用于切割氧气不能切割的金属。如不锈钢、铸铁、铜铝钛镍钼钨锆金属及合金，另外还可切割非金属材料，如碳化硅、花岗石、耐火砖等。,28,3、等离子弧焊接,利用等离子弧进行焊接
18、的方法。实质是一种具有压缩效应的钨极氩弧焊。,能量密度大；温度高，能够产生穿透的小孔，易于实现单面焊双面成形。电流小到0.1安培时，等离子弧仍然还有较好的稳定性，能焊接更细更薄的工件。电弧稳定；焊接速度快，生产率高，热影响区小，焊接变形小。焊接设备复杂，投资大。是一般氩弧焊设备投资的25倍。,（1）等离子弧焊的特点,29,焊接难熔、易氧化金属；焊接钨、钴、钼、镍、钛等。焊接厚度在9mm以下，要求不开坡口一次焊透的焊件。细丝及厚度为0.025mm1mm的箔材和薄板的焊接。过去常用于航空航天、军工等尖端工业，比如钛合金的导弹壳体，波纹管等零件的焊接。现在民用工业也开始采用。,（2）等离子弧焊的应用
19、,30,五、电阻焊,1、电阻焊：利用电流通过焊件及接触处产生的电阻热将焊件局部加热到塑性熔化状态，然后在压力下形成焊接接头的焊接方法。,2、电阻焊的特点:(1)利用电流通过工件焊接处的电阻而产生的热量对工件加热。即热量不是来源于工件之外，而是内部热源。,(2)整个焊接过程都是在压力作用下完成的，即必须施加压力。(3)在焊接处不需加任何填充材料，也不需任何保护剂。,31,点焊是利用柱状电极加压通电，在搭接工件接触面之间焊成一个个焊点的焊接方法。,（一）点焊,1点焊过程,32,2、分流现象,焊完一个点后，电极将移至另一点进行焊接。当焊接下一个点时，有一部分电流会流经已焊好的焊点。,后果,使焊点质量
20、不稳定。分流使焊接区电流密度降低，可能造成未焊透、焊核形状畸变等缺陷。,影响因素,焊点间距：点焊时相邻两焊点的中心距。在保证焊件连接强度的前提下，焊点间距应以较大为好，这不仅是减少焊点、提高生产率的问题，而且焊点间距越大，电流流经已焊好的焊点的分流电阻也越大，分流减少，有利于提高焊接质量。,33,3、影响点焊质量的因素,一是焊接电流；二是通电时间,（1）硬规范（强规范）：电流大、时间短：加热速度很快，焊接区温度分布陡，加热区窄，表面质量好，接头过热组织少，接头综合性能好，生产率高。控制不当易出现飞溅，要求电极压力大；焊机功率大。（2）软规范（弱规范）：电流小、时间长：温度分布平缓，塑性区宽，在
21、压力作用下易变形，可消除缩孔，降低内应力。,34,主要适用于厚度为4mm以下的薄板、冲压结构及线材的焊接，每次焊一个点或一次焊多个点。目前，点焊已广泛用于制造汽车、车厢、飞机等薄壁结构以及罩壳和轻工、生活用品等。,4、点焊接头,5、应用,35,（二）缝焊,缝焊类似于连续点焊。,点焊的柱状电极,旋转的滚盘状电极,焊点,焊缝,缝焊时焊点相互重叠50以上，密封性好。主要用于制造要求密封性的薄壁结构。如油箱、小型容器与管道等。,缝焊的分流现象严重，焊接相同厚度的工件时，焊接电流约为点焊的1.52倍。因此要使用大功率焊机，用精确的电气设备控制间断通电的时间。缝焊只适用于厚度3mm以下的薄板结构。,36,
22、（三）对焊,利用电阻热使两个工件在整个接触面上焊接起来的一种方法。,1.电阻对焊：用夹具将两焊件夹紧，并使之端面相互挤紧，然后通电加热，当焊件端面加热至塑性状态时，断电并加大压力进行顶锻，直至两焊件冷却结晶而形成牢固的对接接头。,电阻对焊一般只用于焊接截面形状简单、直径(或边长)小于20 mm和强度要求不高的工件。,37,2.闪光对焊：用夹具将两焊件夹紧并通电，然后使两焊件缓慢靠拢并轻微接触，因端面个别点的接触而形成喷射状火花，加热至一定温度时，断电进行迅速顶锻，最后在压力作用下冷却结晶而形成牢固接头。,（1）优点：接头中夹渣少，质量好，强度高。（2）缺点：金属损耗较大，闪光火花易玷污其它设备
23、与环境，接头处焊后有毛刺需要加工清理。（3）应用：常用于对重要工件的焊接。可焊相同金属件，也可焊接一些异种金属。被焊工件直径可小到0.01mm的金属丝，也可以是断面大到20000mm2的金属棒和金属型材。,38,（4）对焊接头：焊件断面应尽量相同。圆棒直径、方钢边长和管子壁厚之差均不应超过25。,39,摩擦焊：利用工件间相互摩擦产生的热量，同时加压而进行焊接的方法。,六、摩擦焊,先将两焊件夹在焊机上，加一定压力使焊件紧密接触。然后焊件1作旋转运动，使焊件接触面相对摩擦产生热量，待工件端面被加热到高温塑性状态时，利用刹车装置使焊件1骤然停止旋转，并在焊件2的端面加大压力使两焊件产生塑性变形而焊接
24、起来。,1摩擦焊过程,40,在摩擦焊过程中，焊件接触表面的氧化膜与杂质被清除，因此接头组织致密，不易产生气孔、夹渣等缺陷，接头质量好而且稳定。可焊接的金属范围较广，不仅可焊同种金属，也可以焊接异种金属。焊接操作简单，不需焊接材料，容易实现自动控制，生产率高。电能消耗少(只有闪光对焊的1/101/15)。设备复杂，一次性投资大。,2摩擦焊的特点,41,摩擦焊接头一般是等断面的，特殊情况下也可以是不等断面的。但需要至少有一个焊件为圆形或管状。,3摩擦焊的接头,4摩擦焊的应用,已广泛用于圆形工件、棒料及管类件的焊接。可焊实心焊件的直径为2mm至100mm。管类件外径最大可达150mm。,42,因此、
25、目前气焊不如手弧焊应用广泛，主要用于焊接厚度3mm的薄钢板、有色金属、合金和铸铁的焊补。二、氧乙炔焰 乙炔与氧混合燃烧所形成的火焰，由焰心内焰和外焰三部分组成，如图所示。,七 气 焊一、气焊的实质、特点及应用1、气焊：是利用气体火焰作为热源的焊接法，最常用的是氧乙炔焊。2、特点及应用：气焊加热过程比较平稳、缓慢，这因为气焊火焰温度低，热量不够集中，所以生产率不高。另外，气焊的热影响区大，焊后工件变形较大，火焰对熔池保护差。焊接质量不高。,43,(2)碳化焰 当氧与乙炔的混合比12时，燃烧所形成的火焰称为氧化焰。火焰中有过量的氧，对熔池金属有强烈的氧化作用，适合焊接黄铜与镀锌铁板。,根据氧与乙炔
26、体积的混合比例，火焰分为中性焰、碳化焰和氧化焰三种(1)中性焰 当氧与乙炔体积混合比为1.11.2时、燃烧所形成的火焰称为中性焰这种火焰对焊件无化学反应，应用最广，用于焊接碳钢，紫铜和低合金结构钢。,44,3、乙炔瓶是表面涂白色的无缝钢管瓶，瓶内装有浸满丙酮的多孔充填物，以溶解乙炔，并使乙炔安全地贮存在瓶中。使用时，溶入丙酮的乙炔通过瓶阀压力降低而不断逸出。4、减压器，又叫氧气表。它的作用是把氧气瓶的输出压力降低为工作压力，并保持焊接过程中氧气压力不变。,三 气焊设备1、气焊所用设备有氧气瓶，乙炔瓶，减压器和焊炬等。这些设备用软管连接，形成工作系统，如图 2、氧气瓶是贮存高压氧气的容器，由无缝
27、钢管制造，表面涂天兰色，一般容积40L，贮氧最高压力为147MPa。使用时，应避免撞击和温度过高。,45,5、焊炬：又叫焊枪。它是将乙炔与氧气均匀混合，并调节火焰正常燃烧的气焊工具，每支焊炬备有5个孔径不同的焊嘴，以便用于焊接不同厚度的焊件。四、气焊工艺 气焊焊缝按空间位置也分为平、横、立、仰四种。接头类型以对接为主，焊接低碳钢用的焊丝为普通的低碳钢丝，不用焊剂(药)，其工艺要点为：1、确定乙炔的消耗量 焊接碳钢时。可按下列公式计算 V=（100-150)式中，V乙炔消耗量(Lh)；钢板厚度(mm)。计算出乙炔消耗量后，可选择相应的焊炬及其焊嘴号。H01-6型焊炬5个焊嘴的乙炔消耗量分别为焊嘴
28、号有1#、2#、3#、4#、5#对应耗氧量L/h是170、240、280、330、430。,46,2、施焊方法 按焊炬与焊丝沿焊缝移动方向的不同，分为左焊法和右焊法。（1）左焊法是焊丝与焊炬同时向左移动，火焰指向待焊部分的操作方法。特点：操作者便于观察熔池与焊件表面的加热情况；但热量散失大，冷却较快，焊缝易氧化适用于焊接5mm以下的薄钢板和低熔点的金属。（2）右焊法是焊丝与焊炬同时向右移动，火焰指向已焊部分的操作方法。特点：此法对熔池保护好，焊缝冷却缓慢，热量利用率高。但是，不易掌握，主要用于焊接厚度为5mm以上的钢结构焊件。,47,八、钎焊,钎焊：利用熔点比焊件低的钎料作为填充金属，加热时钎
29、料熔化而将焊件连结起来的焊接方法。,钎焊过程：将表面清理好的工件以搭接形式装配在一起，把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料的熔点温度后，钎料熔化，借助毛细管作用钎料被吸入并充满固态工件间隙，液态钎料与工件金属相互扩散溶解、冷凝后即形成钎焊接头。,分类：根据钎料熔点的不同，钎焊可分为硬钎焊与软钎焊两类。,48,钎焊过程,上一页,下一页,后 退,退 出,49,1、硬钎焊,定义：钎料熔点在450以上，接头强度在200MPa以上。,钎料：铜基、银基和镍基钎料等。,应用：,（1）银基钎料钎焊的接头具有较高的强度、良好的导电性和耐蚀性，而且熔点较低，工艺性好。但银钎料较贵，
30、只用于要求高的焊件。（2）镍铬合金钎料可用于钎焊耐热的高强度合金与不锈钢。工作温度可高达900。但钎焊时的温度要求高于1000以上，工艺要求很严。（3）硬钎焊主要用于受力较大的钢铁和铜合金构件的焊接(如自行车架、带锯锯条等)以及工具、刀具的焊接。,50,2、软钎焊,定义：钎料熔点在450以下，接头强度较低，一般不超过70MPa。,钎料：锡铅合金。,应用：,（1）只用于焊接受力不大、工作温度较低的工件。（2）广泛用于焊接受力不大的常温下工作的仪表、导电元件以及钢铁、铜及铜合金等制造的构件。,51,3、钎焊接头,接头形式都采用板料搭接和套件镶接。这些接头都有较大的钎接面，以弥补钎料强度低的不足，保
31、证接头有一定的承载能力。接头之间应有良好的配合和适当的间隙。间隙太小，会影响钎料的渗入与湿润，达不到全部焊合。间隙太大，不仅浪费钎料，而且会降低钎焊接头强度。,52,4、钎焊焊剂,钎焊时使用的溶剂，简称钎剂。,清除被焊金属表面的氧化膜及其它杂质。改善钎料流入间隙的性能(即湿润性)。保护钎料及焊件不被氧化。,（1）钎剂的作用,软钎焊，常用的钎剂为松香或氯化锌溶液。硬钎焊，主要有硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等。,（2）钎剂的种类,53,5、钎焊的特点,工件加热温度较低，组织和力学性能变化很小，焊接变形小。接头光滑平整工件尺寸精确。可焊接性能差异很大的异种金属，对工件厚度的差别也没有严格限制。工件整体
32、加热钎焊时，可同时钎焊多条(甚至上千条)接缝组成的复杂形状构件，生产率很高。设备简单，投资费用少。钎焊的接头强度较低，尤其是动载强度低，允许的工作温度不高，焊前清整要求严格，钎料价格较贵。,6、钎焊的应用,钎焊主要用于制造精密仪表、电气部件、异种金属构件以及某些复杂薄板结构，如夹层结构、蜂窝结构等。也常用于钎焊各类导线与硬质合金刀具。,54,一、焊条电弧焊焊条电弧焊(即手工电弧焊)：利用焊条与工件间产生电弧热，将工件和焊条熔化而进行焊接的方法。,第二节 焊接方法,1、焊条电弧焊的焊接过程,电弧在焊条与被焊工件之间燃烧。电弧热使工件和焊芯同时熔化形成熔池，同时也使焊条的药皮熔化和分解。药皮熔化后
33、与液态金属发生物理化学反应，所形成的熔渣不断从熔池中浮起；药皮受热分解产生大量的CO2、CO和H2等保护气体，围绕在电弧周围，熔渣和气体能防止空气中氧和氮的侵入，起保护熔化金属的作用。当电弧向前移动时，工件和焊条不断熔化汇成新的熔池。原来的熔池则不断冷却凝固，构成连续的焊缝。,55,是用矿石粉、合金粉这些原料按一定比例配制后，压涂在焊芯外面。,（2）焊条药皮,药皮的作用：提高电弧燃烧的稳定性，减少飞溅，同时改善焊缝的成形；机械保护作用，熔化后形成气体和熔渣用来保护溶质金属和焊条熔化后形成的熔滴，防止氧化和氮气熔到液态金属中；冶金处理作用，去除有害元素，增加有用合金元素，即脱氧、去氢、除硫、渗合
34、金等。,56,3、手工电弧焊主要特点,灵活方便，适应性强。它可以在各种焊接位置和各种焊接结构的各个部位进行焊接。设备简单，便宜。生产率低。对焊工操作技术要求高。,5、应用范围,一般适用于单件、小批生产，厚度2mm以上，各种常用金属材料，各种焊接位置的焊缝和短的、不规则的焊缝。,57,埋弧焊：电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。焊剂：焊接时能够熔化形成焊渣和气体，对熔化金属起保护和冶金处理作用的一种颗粒状物质。,二、埋弧焊,1、埋弧焊的焊接过程,随着电弧向前移动，电弧把熔池金属推向后方，并且不断熔化前方的母材、焊丝和焊剂，熔池后方的液态金属冷却凝固就形成焊缝。,连续送进的焊丝和焊件之间产生电弧，把
35、焊件、焊丝和电弧附近的焊剂熔化，熔化的金属形成熔池，熔化的焊剂形成熔渣，浮在熔池的上面，这些熔渣和电弧周围的熔渣膜把电弧和熔池封闭起来，隔绝空气，保护熔池金属和焊池熔化后形成的熔滴。,58,2、埋弧焊的特点,生产率高。由于焊丝没有药皮，焊丝嘴的伸出长度短，焊接电流大，工件熔深大，可以不开坡口或坡口开得小一点。生产率比手工电弧焊提高510倍。焊接质量高而且稳定。这是因为埋弧自动焊的保护效果好，而且采用机器操作，焊接工艺参数稳定，焊接质量好，焊接成形也比较美观。节省金属材料。埋弧焊热量集中，熔深大，2025mm以下的工件可不开坡口进行焊接，而且没有焊条头的浪费，飞溅很小，所以能节省大量金属材料。改
36、善了劳动条件。埋弧焊看不到弧光焊接烟雾也很少，焊接时只要焊工调整、管理焊机就可自动进行焊接，劳动条件得到很大改善。,59,随着科学技术的发展，就提出了象铝、钛等容易氧化的有色金属的焊接问题，埋弧焊和手工电弧焊等普通方法是不能满足它们的质量要求的。因为焊接过程中熔池和熔滴要受到氧化，会影响金属的融合，焊接质量就比较差。就出现了惰性气体保护焊。,三、气体保护焊,（一）氩弧焊,使用氩气作为保护气体的气体保护电弧焊。,氩气是惰性气体，不和工件发生化学反应，也不溶解于液态金属中，是理想的保护气体，焊接质量好。氩气在空气中只占0.94,60,以连续送进的焊丝作为电极进行焊接。,2熔化极氩弧焊,适于焊接各类
37、合金钢、易氧化的非铁金属及稀有金属。电弧很稳定，保护效果好，焊缝金属纯净，焊接质量很好，焊缝形状美观。焊接热影响区小，焊接变形小。这是因为电弧热量比较集中。由于气体保护没有焊渣而且采用明弧焊接，所以可进行全位置焊，容易实现机械化自动化；氩气比较贵，所以焊接成本高。,3.氩弧焊的特点,焊接电流大，熔深大，生产率高。通常用于比较厚的工件焊接。,61,（二）二氧化碳气体保护焊,以CO2作为保护气体的电弧焊。,它用焊丝作电极，靠焊丝和焊件之间产生的电弧熔化工件与焊丝，熔池凝固后成为焊缝。焊丝由送丝机构送入送丝软管，再经导电嘴进出。CO2气体从焊炬喷嘴中以一定流量喷出。电弧引燃后，焊丝端部及熔池被CO2
38、气体所包围，故可防止空气对高温金属的侵害。,1.焊接过程,62,4、CO2焊的特点,成本低。CO2气体价格很低，其成本是手工电弧焊或埋弧焊的4050。生产率高。电流密度大，焊件的熔深大，焊丝熔化快，焊接速度也比较快。采用气体保护，不需要清除焊渣，生产率比手工电弧焊提高14倍。操作性能好。是明弧焊，焊接中可清楚地看到焊接过程，容易发现问题并及时调整处理。适合于各种位置的焊接。质量较好。由于电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，因而焊接热影响区较小，变形和产生裂纹的倾向性小。CO2有氧化性。焊缝成形较差，焊接时飞溅大。由于电弧稳定性较差的原因。,3.CO2焊的应用范围CO2焊适于焊接厚度1mm以上的低中
39、碳钢和低合金结构钢。不适于焊接不锈钢和易氧化的有色金属。,63,2、等离子弧切割,（1）等离子弧切割是利用高速、高温和高能量密度的等离子流束，将被切割材料局部加热熔化并随即吹除，形成整齐的切口。（2）等离子弧切割的应用：用于切割氧气不能切割的金属。如不锈钢、铸铁、铜铝钛镍钼钨锆金属及合金，另外还可切割非金属材料，如碳化硅、花岗石、耐火砖等。,64,3、等离子弧焊接,利用等离子弧进行焊接的方法。实质是一种具有压缩效应的钨极氩弧焊。,能量密度大；温度高，能够产生穿透的小孔，易于实现单面焊双面成形。电流小到0.1安培时，等离子弧仍然还有较好的稳定性，能焊接更细更薄的工件。电弧稳定；焊接速度快，生产率
40、高，热影响区小，焊接变形小。焊接设备复杂，投资大。是一般氩弧焊设备投资的25倍。,（1）等离子弧焊的特点,65,五、电阻焊,1、电阻焊：利用电流通过焊件及接触处产生的电阻热将焊件局部加热到塑性熔化状态，然后在压力下形成焊接接头的焊接方法。,2、电阻焊的特点:(1)利用电流通过工件焊接处的电阻而产生的热量对工件加热。即热量不是来源于工件之外，而是内部热源。,(2)整个焊接过程都是在压力作用下完成的，即必须施加压力。(3)在焊接处不需加任何填充材料，也不需任何保护剂。,66,点焊是利用柱状电极加压通电，在搭接工件接触面之间焊成一个个焊点的焊接方法。,（一）点焊,1点焊过程,67,（二）缝焊,缝焊类
41、似于连续点焊。,点焊的柱状电极,旋转的滚盘状电极,焊点,焊缝,缝焊时焊点相互重叠50以上，密封性好。主要用于制造要求密封性的薄壁结构。如油箱、小型容器与管道等。,缝焊的分流现象严重，焊接相同厚度的工件时，焊接电流约为点焊的1.52倍。因此要使用大功率焊机，用精确的电气设备控制间断通电的时间。缝焊只适用于厚度3mm以下的薄板结构。,68,（三）对焊,利用电阻热使两个工件在整个接触面上焊接起来的一种方法。,1.电阻对焊：用夹具将两焊件夹紧，并使之端面相互挤紧，然后通电加热，当焊件端面加热至塑性状态时，断电并加大压力进行顶锻，直至两焊件冷却结晶而形成牢固的对接接头。,电阻对焊一般只用于焊接截面形状简
42、单、直径(或边长)小于20 mm和强度要求不高的工件。,69,摩擦焊：利用工件间相互摩擦产生的热量，同时加压而进行焊接的方法。,六、摩擦焊,先将两焊件夹在焊机上，加一定压力使焊件紧密接触。然后焊件1作旋转运动，使焊件接触面相对摩擦产生热量，待工件端面被加热到高温塑性状态时，利用刹车装置使焊件1骤然停止旋转，并在焊件2的端面加大压力使两焊件产生塑性变形而焊接起来。,1摩擦焊过程,70,八、钎焊,钎焊：利用熔点比焊件低的钎料作为填充金属，加热时钎料熔化而将焊件连结起来的焊接方法。,钎焊过程：将表面清理好的工件以搭接形式装配在一起，把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料
43、的熔点温度后，钎料熔化，借助毛细管作用钎料被吸入并充满固态工件间隙，液态钎料与工件金属相互扩散溶解、冷凝后即形成钎焊接头。,分类：根据钎料熔点的不同，钎焊可分为硬钎焊与软钎焊两类。,71,5、钎焊的特点,工件加热温度较低，组织和力学性能变化很小，焊接变形小。接头光滑平整工件尺寸精确。可焊接性能差异很大的异种金属，对工件厚度的差别也没有严格限制。工件整体加热钎焊时，可同时钎焊多条(甚至上千条)接缝组成的复杂形状构件，生产率很高。设备简单，投资费用少。钎焊的接头强度较低，尤其是动载强度低，允许的工作温度不高，焊前清整要求严格，钎料价格较贵。,6、钎焊的应用,钎焊主要用于制造精密仪表、电气部件、异种
44、金属构件以及某些复杂薄板结构，如夹层结构、蜂窝结构等。也常用于钎焊各类导线与硬质合金刀具。,72,九、电渣焊,1、电渣焊过程,两个工件1的接头相距2535mm。固态熔剂熔化后形成的渣池3具有较大的电阻，当电流通过时产生大量电阻热，使渣池温度保持在17002000。焊丝2和工件1被渣池加热熔化而形成金属熔池4。工件待焊端面两侧各装有冷却铜滑块5，这样可使液态熔渣及金属熔池不会外流。冷却水从滑块内部流过，迫使熔池冷却并凝固成为焊缝6。在焊接过程中，焊丝不断地送进并被熔化。熔池和渣池逐渐上升，冷却滑块也同时配合上升，从而使立焊缝由下向上顺次形成。,电渣焊：利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源进行焊
45、接的方法。,73,九、电渣焊,1、电渣焊过程,两个工件1的接头相距2535mm。固态熔剂熔化后形成的渣池3具有较大的电阻，当电流通过时产生大量电阻热，使渣池温度保持在17002000。焊丝2和工件1被渣池加热熔化而形成金属熔池4。工件待焊端面两侧各装有冷却铜滑块5，这样可使液态熔渣及金属熔池不会外流。冷却水从滑块内部流过，迫使熔池冷却并凝固成为焊缝6。在焊接过程中，焊丝不断地送进并被熔化。熔池和渣池逐渐上升，冷却滑块也同时配合上升，从而使立焊缝由下向上顺次形成。,电渣焊：利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源进行焊接的方法。,74,2电渣焊特点,可一次焊接很厚的工件。生产率高，成本低。焊缝金属
46、比较纯净。焊后冷却速度较慢，焊接应力较小。因而适合于焊接塑性稍差的中碳钢与合金结构钢工件，但要进行焊后热处理改善其性能。,3电渣焊应用,适用于厚度40mm以上的厚大截面的碳钢和合金结构钢的构件。,75,十、真空电子束焊接,1、焊接过程,电子枪、工件及夹具全部装在真空室内。当阴极被灯丝加热到2600K时，能发出大量电子。这些电子高压作用下，经电磁透镜聚集成电子流束，以极大速度射向焊件表面，使电子的动能转变为热能，其能量密度比普通电弧大1000倍，使焊件金属迅速熔化，甚至气化。根据焊件的熔化程度适当移动焊件，即能得到要求的焊接接头。,电子束焊：利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产
47、生的热能进行焊接的一种熔焊方法。,76,2电子束焊接特点,由于在真空中焊接，焊件金属无氧化、无氮化、无金属电极玷污，从而保证了焊缝金属的高纯度。热源能量密度大，熔深大，速度快，焊缝深而窄，能单道焊厚件。焊接热影响区很小，基本上不产生焊接变形，从而防止难熔金属熔接时产生的裂纹及泄漏。厚件也不必开坡口，焊接时一般不必另填金属。但接头要加工得平整洁净。装配紧，不留间隙。电子束参数可在较宽范围内调节，而且焊接过程的控制灵活，适应性强。设备复杂，造价高。使用与维护技术要求高，焊件尺寸受真空室限制，对焊件的清整与装配要求严格。,3电子束焊应用,主要用于特殊材料和特殊结构以及精密零件的焊接。,77,十 一、
48、激光焊接,1、焊接过程,利用激光器受激产生的激光束。通过聚焦系统可聚焦到十分微小的焦点(光斑)上，其能量密度大于105W/cm2。当调焦到焊件接缝时，光能转换为热能，使金属熔化形成焊接接头。,激光焊：以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的一种熔焊方法。,78,2激光焊接特点,生产率高，被焊材料不易氧化，可以在大气中进行焊接，不需要气体保护或真空环境。激光焊接的能量密度很高，热量集中，作用时间很短。所以焊接热影响区极小，焊件不变形，特别适用于热敏感材料的焊接。激光束可用反射镜或偏转棱镜将其在任何方向上弯曲或聚焦，可以用光导纤维引到难以接近的部位。激光还可以通过透明材料壁进行聚焦，可以焊接一般焊法难以接近或无法安置的焊点。激光可对绝缘材料直接焊接，焊接异种金属材料也比较容易，甚至能把金属与非金属焊在一起。,79,特别适合焊接微型、精密、排列非常密集和热敏感材料的焊件，已广泛应用于微电子元件的焊接。,3激光焊的应用,4激光焊与电子束焊的比较,（1)相同点：,激光焊不需要真空室；激光焊对于对激光反射率比较高的金属焊接比较困难；激光焊焊件的厚度比电子束焊能达到的厚度要小一些。,(2)不同点：,激光焊与电子束焊都属于高能束焊，它们的能量密度都很大，都能焊接一些难熔金属，且焊后工件的变形都比较小，尺寸精度都比较高。,
