《材料成形技术基础 第7章 焊接成形技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料成形技术基础 第7章 焊接成形技术（82页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章 焊接成形技术,7-1 典型弧焊方法,一、手工电弧焊,1. 原理及特点 用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊法,手工电弧焊原理示意 1-熔渣，2-熔融渣，3-保护气体，4-焊芯，5-药皮，6-熔滴，7-工件，8-熔池，9-焊缝,手工电弧焊优缺点： 优点： 简便灵活，适应性强 设备简单，易于移动 本成低 缺点： 对焊工操作技术要术高 劳动条件差 生产率低,2.焊条,焊条型号：是在国家标准及权威性国际组织(ISO)的有关法规中，根据焊条特性指标明确划分规定的，是焊条生产、使用、管理及研究等有关单位必须遵守执行的。,7-1 典型弧焊方法,7-1 典型弧焊方法,例：GB/T51171995碳钢焊条,E
2、 x x x x,焊条,焊接位置,最小抗拉强度b MPa或N/mm2,第三位及第四位数字组合表示药皮类型和焊接电源种类,有关焊条型号的主要标准还有：,GB/T983-1995低合金钢焊条 GB/T3670-1995铜及铜合金焊条 GB/T983-1995不锈钢焊条 GB/T13814-1992镍及镍合金焊条 JB/T6964-93特细碳钢焊条,牌号焊条：对焊条产品的具体命名，由焊条生产厂家制定。属于同药皮类型，符合相同焊条型号、性能的产品命名为一个牌号。并同时注明“符合GB E型或相当于GB E型” 结构钢焊条：J（J：结构钢焊条；：焊缝金属抗拉强度等级；：焊接电流种类和药皮类型） 例：J42
3、2、J507,7-1 典型弧焊方法,钼及铬钼耐热钢焊条：R（R：耐热钢焊条；：熔敷金属化学成分等级；：不同牌号编号；：焊接电流种类和药皮类型焊接电流种类和药皮类型） 例：R317 不锈钢焊条：G或A。G或A表示不锈钢焊条；（：焊缝金属主要化学成分组分等级；：不同牌号编号；：焊接电源种类和药皮类型） 例：G202、A137,7-1 典型弧焊方法,手工电弧焊焊接位置：平焊、立焊、横焊、仰焊、船形焊接、全位置焊,7-1 典型弧焊方法,手工电弧焊焊接位置示意,当今生产效率较高的机械化焊接方法之一 1.基本原理：电弧在焊剂下燃烧进行焊接的方法，它是利用电气及机械装置控制送丝和移动电弧的一种焊接方法,二、
4、埋弧自动焊,7-1 典型弧焊方法,埋弧自动焊原理示意 1-焊剂，2-焊丝，3-电弧，4-金属熔池，5-熔渣，6-焊缝，7-工件，8-渣壳,7-1 典型弧焊方法,2.焊丝及焊剂 焊丝:普遍使用26mm实心焊丝。己有用于碳素结构钢、合金结构钢、高合金钢、各种有色金属及堆焊用特殊合金焊丝。 例：碳素结构钢焊丝,焊剂：在焊接时被加热熔化形成熔渣，对熔化金属起保护和冶金作用，它是埋弧焊接过程中保证焊缝质量的重要材料 保证电弧稳定燃烧 保证焊缝金属得到所需的成分和性能 减少焊缝中产生气孔和裂纹的可能性 有利成形和脱渣 不易吸潮并有一定的颗粒度和强度 焊接时无有害物质析出,7-1 典型弧焊方法,焊剂牌号及型
5、号：,焊剂牌号： 炼焊熔剂牌号表示：HJ ：焊剂中氧化锰含量，：焊剂中二氧化硅含量，：同一类型焊剂牌号编号。 例：HJ431（高锰高硅低氟熔炼焊剂） 烧结焊剂牌号表示：SJ ：焊剂的渣系，：同一渣系中不同牌号焊剂。 例：SJ501（铝钛型烧结焊剂） 熔炼焊剂与烧结焊剂优缺点比较见教材表72 熔炼焊剂用途及配用焊丝见教材表7 3,7-1 典型弧焊方法,7-1 典型弧焊方法, 碳素钢用焊剂型号：GB5293-85碳素钢埋弧焊用焊剂规定型号划分是依据焊缝金属力学性能。, 低合金钢用焊剂型号：GB12470-90低合金钢埋弧焊用焊剂规定型号划分依据焊缝金属力学性能和焊剂渣系,7-1 典型弧焊方法,3.
6、主要优缺点及应用范围 优点： 生产效率高； 焊缝成形美观，质量高； 劳动条件好； 缺点： 一般只适合于平焊及平角焊位置； 设备复杂，灵活性不及手工电弧焊。,7-1 典型弧焊方法,应用场合： 适用于碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢及多种有色金属（Ni、Ti、Cu）焊接； 特别适用于中厚板结构的长焊缝的焊接； 也可以在金属表面堆焊耐磨或耐蚀合金。,三 钨极氩弧焊 (Tungsten InertGas Arc Welding TIG ),1.基本原理 也称非熔化极氩弧焊，利用惰性气体作保护气体，电极用难熔金属（钨或钨合金）棒，焊件作为另一个电极。通过钨极与焊件之间产生的电弧加热和熔化焊件及填充金属，形
7、成焊接接头,7-1 典型弧焊方法,TIG原理示意 1-钨极电极夹头，2-钨电极，3-焊枪手把，4-氩气瓶，5-焊接电源，6-电弧，7-保护气体，8-焊枪气体,分类：按操作方式可分为：手工TIG与自动TIG 按电源种类可分为：,7-1 典型弧焊方法,各种电流TIG特点及应用,DC正接： w电极接电源负，发热量小，电极许用电流大。电极不易烧损，电弧稳定，应用广泛。 工件接电源正，熔深大，生产率高。 DC反接： w电极接电流正，具有“阴极清理作用”。电极发热量大易烧损。 工件接电源负，熔深浅，一般不推荐使用。 DC脉冲： 采用可控的脉冲电流加热工件，输入热量小，工件变形小，可焊淬火倾问大的钢。,7-
8、1 典型弧焊方法,正弦AC： 焊接电流负半波（工件为负）电弧有明显清理作用，焊接电流正半波（工件为正），相当于DC正接。 主要用于铝、镁及合金和铝青铜焊接。 矩形波AC: 电流为正、负半波不对称的矩形波。采用较长正半波持续时间，增加熔深。在保证足够阴极清理作用下，适当缩短负半波持续时间。这样既保证了具有阴极清理作用又可获得较合理的两电极热量分配。,7-1 典型弧焊方法,2.特点 优点： 氩气不和金属产生化学反应，又不溶于金属，且比空气重，能有效隔绝电弧和周围空气，保护效果好，焊接质量高； 焊接应力变形小； 熔池可见度好，便于控制，易于实现机械化、自动化和全位置焊接； 直流正接电弧稳定，小电流（
9、10A）下仍可稳定燃烧，特别适用于薄板、超薄板焊接。,7-1 典型弧焊方法,缺点：,钨电极承受电流小，熔深浅，熔敷小，生产率低； Ar气贵，比手弧焊、埋弧焊、CO2焊成本高； 对焊件表面清理要求严。,7-1 典型弧焊方法,3.应用： 除低熔点（低沸点）和易蒸发的Pb、Sn、Zn不能焊外，几乎可焊所有金属 厚壁压力容器及管道要求焊透焊缝的打底焊 厚板窄间隙对接接头的多层或多层多道焊,四、熔化极气体保护焊,可分为： 熔化极惰性气体保护焊（Metal Inert-Gas Arc Welding MIG） 熔化极活性气体保护焊（Metal Active-Gas Arc Welding MAG),7-1
10、 典型弧焊方法,1.基本原理：用连续送进的焊丝与被焊工件之间燃烧的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，通过焊枪喷嘴输送保护气体。,熔化极气体保护焊原理示意 1-焊丝盘，2-送丝滚轮，3-焊丝，4-导电嘴，5-保护气体喷嘴，6-保护气体，7-熔池，8-焊缝，9-电弧，10-工件,2.分类： MIG Ar 、 He MAG Ar+O2 、Ar+CO2 、Ar+CO2+O2 、CO2或CO2+O2 管状焊丝CO2或CO2+Ar,7-1 典型弧焊方法,3.熔滴过渡类型： 自由过渡熔滴从焊丝端头脱落后，通过电弧空间自由运动一段距离后落入熔池。又分为：滴状过渡和喷射过渡两种 滴状过渡熔滴直径大于焊丝直径，它
11、分为：轴向滴状过渡和非轴向滴状过渡两种 喷射过渡熔滴直径等于或小于焊丝直径，熔滴沿焊丝轴线过渡 短路过渡特点是弧长短。一般短路频率 20200次 混合过渡较大电流CO2焊及药芯焊丝焊属自由过渡和短路过渡的混合过渡,4.实芯焊丝气保护焊工艺特点：,MIG MAG 可焊所有金属铝，铜及合金，不锈钢 效率高焊丝作为电极电流密度大，熔深大，熔敷速度快 直流反接阴极雾化 熔滴过渡形式：喷射过渡、脉冲喷射过渡、短路过渡。 铝及合金采用：亚射流过渡（射滴短路） CO2气体保护焊 生产效率高，比手工定弧焊高13倍 明弧无渣、抗锈能力强，降低焊缝含氢量 焊接成本低，只有手工电弧焊的40%50% 适用面广，可用于
12、各种位置焊接 熔滴过渡形式：滴状过渡、短路过渡、潜弧射滴过渡,7-1 典型弧焊方法,5.药芯焊丝气体保护焊,综合了手工电弧焊和普通熔化极气体保护焊特点 优点： 采用气、渣联合保护，电弧稳定，飞溅小，成形好 熔敷效率、生产率较高 可焊材料广 有更强的抗气孔性能 缺点： 成本高 对送丝机构要求高 焊丝外皮易生锈中焊，焊丝剂易吸潮 多用于半自动焊。主要用干碳钢、低合金钢、不锈钢和铸铁。,7-1 典型弧焊方法,第二节 高效弧焊技术,一、高效埋弧焊 1.多电源串列双（多）丝埋弧焊,多电源串列双（多）丝埋弧焊 1一电源1 2一电源2 3一工件 4一焊缝 5一电弧 6一焊剂 7一导电嘴,7-2 高效弧焊技术
13、,2.单电源并列双（多）丝埋弧焊,单电源并列双（多）丝埋弧焊 1一电源 2一工件 3一焊缝 4一电弧 5一焊剂 6一焊丝 7一导电嘴,7-2 高效弧焊技术,3.热丝填丝埋弧焊,热丝填丝埋弧焊 1一焊件 2一焊缝 3一焊剂 4一热丝 5一导电嘴 6一熔池 7一电弧 8一电源,7-2 高效弧焊技术,4.窄间隙埋弧焊,与传统埋弧焊相比，总效率可提高50%80%，可节约焊丝38%50%、焊剂56%64.7% 窄间隙埋弧焊主度要用于水平或接近水平位置的焊接。 分有单丝和双丝窄间隙埋弧焊两种 厚板焊接时，采用I形坡口，间隙1535mm，其中尤其以2030mm用得更多,7-2 高效弧焊技术,二、活性焊剂作用
14、下钨极氩弧焊,活性焊剂作用下钨极氩弧焊则被简称为A-TIG焊 焊前在待焊区域涂敷的活性焊剂使熔池金属的表面张力减小，电弧的径向截面缩小，电弧能密增加，电弧对熔池作用力增大，使熔池表面下凹增加，致焊缝熔宽减小、熔深大幅增加 用“I”形坡口，无需添加填充丝。对于厚10mm以下的奥氏体不锈钢板、厚12mm以下的碳锰钢板可一次焊透，实现单面焊双面成形,7-2 高效弧焊技术,三、高效气体保护焊,1.熔化极气体保护窄间隙焊 用于平焊、垂直焊、横向焊以及全位置焊 可焊黑色金属，也可焊接有色金属 它又分为：实芯焊丝气保护窄间隙焊和药芯焊丝气保护窄间隙焊两种,7-2 高效弧焊技术,2.高熔敷率气体保护焊 1）高
15、熔敷T.I.M.E焊 增大焊接电流（最大700A），提高送丝速度（250m/min），加大焊丝伸出长度（2535mm），采用（5%Ar26.5%He8%C020.5%02）多元保护气体，实现高熔敷率（最大450g/min）的高速、高效焊接 熔滴的过渡形式可为：短路过渡、射流过渡和旋转射流过渡，所以可以焊各种板厚的工件 主要用实芯焊丝，药芯焊丝的使用比例很小 可焊低碳钢、低合金钢、细晶结构钢（b为890N/mm2）、高温耐热钢（13CrMo44）、低温钢、高强钢（HY80）等,2）热丝TIG/MIG焊 利用电流流经送进中的焊丝所产生的电阻热，将焊丝加热到较高温度再进入电弧区，提高焊丝的熔化速度，
16、增加熔敷率 预热焊丝的电流一般由另外的附加电源提供，但也可直接利用焊接电源,7-2 高效弧焊技术,3）双丝熔化极气体保护焊,双丝单弧填丝焊 在熔池插入另一丝，插入丝接电源的连工件端起分流作用。插入丝在分流作用下被预热到较高温度，增加焊丝的熔敷率。可提高生产效率一倍以上 单熔池双丝双弧焊 用两套焊接电源、两套送丝系统和一把焊枪。两个送丝机通过两根送丝管将两根焊丝送进一把焊枪中的两个独立的导电嘴，两个燃烧的电弧形成一个熔池。两根丝用相同或不相同频率的脉冲电流进行焊接 分离双丝双弧焊 此方法不共熔池，小电流电弧在前形成 较浅熔深和起预热作用，大电流电弧在后起增加熔深和热处理作用,7-2 高效弧焊技术,4）复合双弧焊,TIG
