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1、焊接工艺知识讲义 基础知识,主讲人： 2013.10.10,勤勉 和合 创新,一、前言二、焊接概述三、CO2气体保护焊四、电阻焊五、焊接符号,目 录,一、前言,两个人在森林里，遇到了一只大老虎。A就赶紧从背后取下一双更轻便的运动鞋换上。B急死了，骂道：“你干嘛呢，再换鞋也跑不过老虎啊！” A说：“我只要跑得比你快就好了。” 二十一世纪，没有危机感是最大的危机。特别是入关之后，电信，银行，保险，甚至公务员这些我们认为非常稳定和有保障的企业，也会面临许多的变数。当更多的老虎来临时，我们有没有准备好自己的跑鞋呢？,有三个人要被关进监狱三年，监狱长给他们三人一人一个要求。 美国人爱抽雪茄，要了三箱雪茄
2、。 法国人最浪漫，要一个美丽的女子相伴。 而犹太人说，他要一部与外界沟通的电话。 三年过后，第一个冲出来的是美国人，嘴里、鼻孔里塞满了雪茄，大喊道：“给我火，给我火！”原来他忘了要火。 接着出来的是法国人。只见他手里抱着一个小孩，美丽女子手里牵着一个小孩，肚子里还怀着第三个。 最后出来的是犹太人，他紧紧握住监狱长的手说：“这三年来，我每天与外界联系，我的生意不但没有停顿，反而增长了200，为了表示感谢，我送你一辆劳施莱斯！” 这个故事告诉我们，“什么样的选择，决定什么样的生活”！“今天的生活，是由三年前我们的选择决定的，而今天我们的抉择，将决定我们三年后的生活”。我们要选择接触最新的信息，了解
3、最新的趋势，从而更好的创造自己的将来。,保持危机感，加强知识储备,了解形势，与时俱进,金属焊接是指通过适当的手段，使两个分离的金属物体（同种金属或异种金属）产生原子（分子）间结合而连接成一体的连接方法。 在各种产品制造工业中，焊接与切割（热切割）是一种十分重要的加工工艺。据工业发达国家统计,每年仅需要进行焊接加工后使用的钢材就占钢总产量的45%左右。 焊接不仅可以解决各种钢材的连接，而且还可以解决铝、铜等有色金属及钛、锆等特种金属材料的连接，因而已广泛应用于机械制造、造船、海洋开发、汽车制造、石油化工、航天技术、原子能、电力、电子技术及建筑等部门。,二、焊接概述,二、焊接概述焊接方法分类,凸焊
4、,二、焊接概述焊接方法分类,1电弧焊 电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法。它包括有：手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、等离子焊、熔化极气体保护焊等。 绝大部分电弧焊是以电极与工件之间燃烧的电弧作热源。在形成接头时，可以采用也可以不采用填充金属。所用的电极是在焊接过程中熔化的焊丝时，叫作熔化极电弧焊，诸如手弧焊、埋弧焊、气体保护焊、管状焊丝电弧焊等；所用的电极是在焊接过程中不熔化的碳棒或钨棒时，叫作不熔化极电弧焊，诸如钨极氩弧焊、等离子弧焊等。,1.1、熔化极气体保护电弧焊 这种焊接方法是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源，由焊炬喷嘴喷出的气体保护电弧来进行焊接的。 熔化极气体保护电弧焊通
5、常用的保护气体有：氩气、氦气、CO2气或这些气体的混合气。以氩气或氦气为保护气时称为熔化极惰性气体保护电弧焊（国际上简称为MIG焊）；以惰性气体与氧化性气体(O2,CO2)混合气为保护气体时，或以CO2气体或CO2O2混合气为保护气时，统称为熔化极活性气体保护电弧焊（国际上简称为MAG焊）。 熔化极气体保护电弧焊的主要优点是可以方便地进行各种位置的焊接，同时也具有焊接速度较快、熔敷率高等优点。熔化极活性气体保护电弧焊可适用于大部分主要金属，包括碳钢、合金钢。熔化极惰性气体保护焊适用于不锈钢、铝、镁、铜、钛、锆及镍合金。利用这种焊接方法还可以进行电弧点焊。,二、焊接概述焊接方法分类,1.2、钨极
6、氩弧焊(TIG焊） 钨极氩弧焊是以钨棒作为电弧一极的气体保护电弧焊方法。钨棒在电弧中不熔化，故又称为不熔化极氩弧焊或惰性气体保护焊，简称TIG（或GTA）焊。是焊接各种有色金属及合金、不锈钢、高温合金等的理想方法。但该方法适于板厚6mm的工件；板厚6mm以上就要开坡口、且采用多道焊和附加填充焊丝，生产效率低。 钨极氩弧焊可以采用直流、直流脉冲、交流、交流脉冲等多种电源型式，以适应不同材质的焊接要求。除铝、镁合金外，其它金属一般应优先选用直流正极性（钨棒接阴极）；铝、镁合金优先选用交流电源；而铝、镁合金的薄件，可优先选用直流反极性（钨棒接阳极）。该方法是将工件和钨棒分别作为电弧的两个极，继而电子
7、 / 正离子轰击工件 / 钨棒，放出动能和逸出功，产生热量，则焊缝成形。 1.3、等离子弧焊 1）、等离子弧的形成 等离子弧是一种压缩电弧。通常是将产生钨极氩弧的钨电极缩入焊枪喷嘴内部，在喷嘴中通以等离子气，强迫电弧通过喷嘴的孔道，借助水冷喷嘴的外部拘束条件，使电弧的弧柱横截面受到限制，电弧的温度、能量密度、等离子流速都显著增大，就形成了等离子弧。 2）、等离子弧焊接 是利用等离子弧将工件熔化 ，形成焊缝。等离子弧主要用于等离子切割。,2 电阻焊 这是以电阻热为能源的一类焊接方法，包括以熔渣电阻热为能源的电渣焊和以固体电阻热为能源的电阻焊。由于电渣焊更具有独特的特点，故放在后面介绍。这里主要介
8、绍几种固体电阻热为能源的电阻焊，主要有点焊、缝焊、凸焊及对焊等。 电阻焊一般是使工件处在一定电极压力作用下，并利用电流通过工件时所产生的电阻热将两工件之间的接触表面熔化而实现连接的焊接方法。通常使用较大的电流。为了防止在接触面上发生电弧并且为了锻压焊缝金属，焊接过程中始终要施加压力。 进行这一类电阻焊时，被焊工件的表面状况，对于获得稳定的焊接质量是头等重要的。因此，焊前必须将电极与工件、工件与工件间的接触表面进行清理。 点焊、缝焊和凸焊的特点，在于焊接电流（单相）大（几千至几万安培），通电时间短（几周波至几秒），设备昂贵、复杂，生产率高，因此适于大批量生产。主要用于焊接厚度小于3mm的薄板组件
9、。各类钢材、铝、镁等有色金属及其合金、不锈钢等均可焊接。,3高能束焊 （1）电子束焊 （2）激光焊,4钎焊,5其它焊接方法,二、焊接概述焊接方法分类,三、CO2气体保护焊,二氧化碳气体保护焊是利用CO2作为保护气体的电弧焊。用自动送给的焊丝作为电极，依靠焊丝与工件之间产生的电弧熔化金属，以实现自动或半自动方式焊接。如右图： 目前应用较多的是半自动焊，即焊丝自动送进，由焊工手持焊枪进行焊接。,CO2保护焊示意图 1 直流焊机 2 导电嘴 3 喷嘴 4 送丝软管 5 送丝机构 6 焊丝盘 7 CO2气瓶 8 减压器 9 流量计,三、CO2气体保护焊,CO2气体保护焊特点介绍： 生产效率高 CO2电
10、弧的穿透力强，熔深大且焊丝的熔化率高，所以熔敷速度快，生产效率可比手工焊高13倍。 焊接成本低 CO2气体是酿酒厂和化工厂的副产品，来源广，价格低。因而，CO2保护焊的成本，仅为埋弧焊和手弧焊的4050左右。 能耗低 CO2气体保护焊和药皮焊条手弧焊相比，3mm厚低碳钢板的对接焊缝，每米焊缝消耗的电能，前者为后者的70左右。25mm厚低碳钢板对接焊缝，每米焊缝消耗的电能，前者仅为后者的40。所以，CO2电弧焊也是比较节能的焊接方法。 适用范围广 不论何种位置都可以进行焊接。薄板可焊到1mm左右，最厚几乎不受限制（采用多层焊）。而且焊接薄板时，较之气焊速度快、变形小。 抗锈能力强，焊缝含氢量低，
11、抗裂性好。 焊后不需清渣，又因是明焊，便于监视和控制， 有利于实现焊接过程的机械化和自动化。,三、CO2气体保护焊,一、CO2气体： 1、 CO2气体的性质 CO2气体是一种无色、无味的气体。液态CO2是无色的，由于CO2由液态变为气态的 沸点很低，为78，所以工业用CO2都是液态的，常温下它自己就气化。使用液态 CO2经济、方便。容量为40L的标准钢瓶可以灌入25Kg的液态CO2。 25Kg的液态CO2约占 钢瓶容积的80%，其余20%左右的空间充满了气化了的CO2。气瓶压力表上指示的压力 值，就是这部分气体的饱和压力。此压力大小与环境温度有关。温度升高，饱和气压 增大；温度降低，饱和气压降
12、低。只有当气瓶内液态CO2全部挥发成气体后，瓶内气体 的压力才会随着CO2气体的消耗而逐渐下降。 CO2气瓶通常漆成黑色，并标有黄色CO2 字样。 2、 CO2气体纯度对焊缝质量的影响 CO2气体中的主要有害杂质是水分。焊接用CO2气体的纯度应大于99.5%,CO2气体保护焊焊接材料：,三、CO2气体保护焊,二、焊丝： 在CO2电弧中进行低碳钢和低合金钢焊接时，为防止气孔，减少飞溅，和保证焊 缝具有较高的力学性能，必须采用含有Si、Mn等脱氧元素的焊丝。 目前， CO2焊中应用最广泛的一种焊丝，就是H08Mn2SiA。此种焊丝具有较好的 工艺性能、力学性能及抗热裂纹能力，适宜于焊接低碳钢和s4
13、90N/mm2的低合金 钢以及b1176N/mm2的低合金高强度钢。焊丝伸出长度约为焊丝直径的1.5倍。 焊丝的化学成分如下表所示：,对于焊丝成分，降低含碳量（含碳量为0.030.06%），可减少飞溅；添加钛（加适当Ti，可减少飞溅损失26% ，但Ti含量须低于0.2%。） 、铝（含铝量为0.40.8% ）、锆等合金元素，不仅可减少飞溅，还有利于提高抗气孔能力及焊缝的力学性能。,三、CO2气体保护焊,焊接过程 焊丝由送丝机构，通过软管经导电嘴送出，CO2气体从喷嘴喷出，电弧引燃后，焊丝末端、电弧及溶池全部被CO2气体包围，起到严密的保护作用。 1.焊丝的选择 按所用的焊丝直径不同，CO2气体保
14、护焊分为两类：1）细丝CO2气体保护焊（焊丝直径为0.51.2mm），主要用于焊接0.84mm的薄板；2）粗丝CO2气体保护焊（焊丝直径为1.65mm），主要用于焊接325mm的厚板。 焊丝选择,三、CO2气体保护焊,极性的选择 电流按其流动的方式区分，可分为直流和交流电两大类。 电流的方向和大小都不随时间变化的电流称为直流电，反之为交流。 采用直流电源时，焊件与电源输出端正、负极的接法，叫极性。 焊件接电源正极，焊条接电源负极的接线法叫正接，也称正极性 焊件接电源负极，焊条接电源正极的接线法叫反接，也称反极性 极性的选择原则：1，碱性焊条常用反接，因为碱性焊条正接时电弧燃烧不稳定，飞溅严 重
15、，噪声大。使用反接时，电弧燃烧稳定，飞溅小，而且声音平静均匀。酸性焊条如使用直流电源时通常采用正接。2，因为阳极部分的温度高于阴极部分，所以正接可以得到较大的熔深，因此，焊接厚板时可采用正接，而焊接薄板，铸铁，有色金属时应采用反接。 采用交流电源时，不存在正接反接的接线法。 在焊接铝，镁及其合金时，通常采用交流。在焊件为负，钨极为正的半周波里，阴极有去除氧化膜的破碎作用，即“阴极破碎”作用。在焊接铝镁及其合金时，其表面有一层致密的高熔点氧化膜，若不及时去除，将会造成未熔合、夹渣、焊缝表面形成皱皮及内部气孔等缺陷。利用钨极在正半波时正离子向熔池表面高速运动，可将金属表面的氧化膜撞碎，避免产生焊接
16、缺陷。,三、CO2气体保护焊,三、CO2气体保护焊,2.焊接电流(I)和焊接电压(V)的选择,3.焊丝伸出长度一般选取为焊丝直径的10倍。 4.CO2气体流量的选择（单位：L/min 升/分钟）,三、CO2气体保护焊,熔焊接头可能产生的缺陷： 焊缝尺寸不符合要求 主要表现在下面几种情况：焊缝波形粗劣；焊缝宽度太窄或太宽；角焊缝单边或下陷量过大。（产生原因：焊件坡口角度不当或装配间隙不均匀；焊接电流过大或过小；运条速度或手势不当以及焊条角度选择不当；自动埋弧焊中主要是焊接规范选择不当） 弧坑 焊缝收尾处产生的下陷现象，这样会使该焊缝的强度严重减弱，在受力的情况下，在弧坑处产生裂缝而导致整条焊缝破坏，（产生原因：熄弧时间过短或薄板焊接时使用的电流过大）； 焊穿 在手工焊或埋弧焊中一种常见的缺陷，它是一种不允许存在的焊接缺陷。（产生原因：对焊接件加热过大。如焊接电流过大，焊件间隙过大，焊接速度过慢以及电弧在焊缝处停留时间过长。 咬边 电弧将焊缝
