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1、 第 1 页 共 55 页 第一章 焊接概述 焊接是一种不可拆卸的连接方法，是金属热加工方法之一。焊接与铸造、锻压、热处 理、金属切削等加工方法一样，是机器制造、石油化工、矿山、冶金、航空、航天、造船、 电子、核能等工业部门中的一种基本生产手段。没有现代焊接技术的发展，就没有现代的 工业和科学技术的发展。 第一节 焊接的种类 焊接：是指通过适当的物理化学过程（加热或加压） ，使两个工件产生原子(或分子) 之间结合力而连成一体的加工方法。 一、焊接方法的分类 一焊条电弧焊（ARC） 一熔 化 极一一埋弧焊 一 CO2电弧焊（MAG） 氩气电弧焊（MIG） 一电弧焊一 一钨极氩弧焊（TIG） 一非
2、熔化极一一原子氢焊 一等离子弧焊 一熔化焊接一 螺柱焊 一氧氢 一气 焊一一氧乙炔 一空气乙炔 一铝热焊 一电渣焊 基本焊接方法一 一电子束焊 一激光焊 一电阻点、缝焊 一电阻对焊 一冷压焊 一压力焊接一一超声波焊 一爆炸焊 一锻焊 一扩散焊 一磨擦焊 一火焰钎焊 一感应钎焊 一钎 焊一一炉钎焊 一盐浴钎焊 一电子束钎焊 第 2 页 共 55 页 二、焊接方法的特点 1、焊接过程的本质 就是采用加热、加压或两者并用的办法，使两个分离表面的金属原子之间接达到 晶格距离并形成结合力。 按照焊接过程中金属所处的状态不同， 可以把焊接方法分为熔焊、 压焊和钎焊三类。 2、熔焊： 是在焊接过程中，将焊接
3、接头加热至熔化状态，不加压完成焊接的方法。 3、压焊： 是在焊接过程中，对焊件施加压力（加热或不加热， ）以完成焊接的方法。 4、钎焊： 是采用比母材熔点低的金属材料，将焊件和钎料加热至高于钎料熔点，低于母材熔点的温度，利用液态钎润湿母材，填充接头间隙并母材互相扩散实现联接焊件的方法。 二、电弧焊 1、什么是电弧： 电在空气中流动引发气体放电产生的一种发光放热现象。 2、什么是电弧焊： 是指用电弧供给加热能量，使工件熔合在一起，达到原子间接合的焊接方法。 电弧焊是焊接方法中应用最为广泛的一种。据一些工业发达国家的统计，电弧焊在焊接生 产总量中所占比例一般都在 60%以上。根据其工艺特点不同，电
4、弧焊可分为焊条电弧焊、 埋弧焊、气体保护电弧焊和等离子弧焊等多种。 四、四种常用的弧焊方式 、 手弧焊： 使用焊钳夹住焊条进行焊接的方法； 、 氩弧焊： 用工业钨或活性钨作不熔化电级，惰性气体氩气作保护气的焊接方法。简称 TIG。 、 二氧化碳气体保护焊： 用金属焊丝作为熔化电极，惰性气体（CO2）作保护的弧焊 接方法。简称 MAG。 、 埋弧焊： 在颗粒助焊剂层下，利用焊丝与母材间电弧的热量，进行焊接的焊接方法。 第 3 页 共 55 页 第二节 手工电弧焊 一、概述 手工电弧焊，简称手弧焊。它利用焊条与工作之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊 条和工件熔化，从而获得牢固的焊接接头。 在焊接过
5、程中，药皮不断地分解、熔化而生成气体及熔渣，保护焊条端部、电弧溶池 以及其附近区域，以防止熔化金属氧化，焊条芯棒也在电弧作用下不断熔化，进入溶池， 构成焊缝填充金属。也有焊条药皮掺合金粉末，提高焊缝的机械性能。 二、ZX7 系列焊机的一次电线截面计算。 一次接线盒及空气开关的容量大小（根据额定容量测算） 。一次线截面计算： 三、焊机面板上旋钮的调节方法和作用 详见说明书。 四、手工电弧焊电流选择 1、 根据焊接金属材质、焊条类型、焊接结构来选择。 2、 根据焊接结构所用的材料，板结构形式等因素确定所需电流的大小。 3、影响电流选择的其他因素（效率、电网容量、场地设施、噪音、维修、重量）用电 量
6、等因素。 五、电焊条的分类 一般按药皮成份分类为 10 种类型 ，现列三种常用焊条举例说明如下： J422 型 该焊条引弧容易电弧稳定飞溅小，熔深较浅，熔渣复盖性好，脱渣容易，焊缝 波纹特别美观，适用于全位置和薄板焊接，但塑性和裂性较差，能适用于一般低碳钢 和同等强度的低合金钢焊接。氧化钛钙型药皮，交直流两用。焊缝金属抗热强度不低 于 420Mpa（42Kg/m ） 。结构钢焊条（表示用途类型） J507 型 该焊条熔渣流动性，其工艺性较好，能全位置焊，焊缝金属抗裂性能和机械性能 较好，适用于焊接重要结构件，受压容量 16MnR 及中碳钢及低合金钢重要构件。低氢 钠型药皮，直流焊缝金属抗拉强度
7、不低于 500Mpa。结构钢焊条 A117 型 该焊条为低氢型不锈钢焊条，适用于铬 18 镍 9 不锈钢结构。低氢型药皮- 直流。 同一等级焊缝化学成分中的不同牌号。 焊缝金属主要化学成分类型 Cr18%Ni8%； 奥氏体不锈钢焊条。 六、电弧焊工艺 1、 焊条牌号及直径。主要取决于材料性质，焊件的厚度，接头形式焊缝位置，焊缝参 数等因素。焊条直径与板厚关系如下表： 焊件厚度（） 4 4 8 8 1 2 1 2 焊条直径（） 3 . 5 3 4 4 5 5 6 第 4 页 共 55 页 2、 焊接电流：焊接电流的大小，主要根据焊条类型，焊条直径，焊件厚度以及接头型 式焊缝位置及层次等因素， 结
8、构钢焊条平焊位置时， 焊接电流可根据下列经验公式来初选。 I=Kd I焊接电流 K经验系数 d焊条直径 焊接电流经验系数和焊条直径关系： 焊条直径（） 1 . 6 2 2 . 5 3 . 2 4 6 经验系数 （A/mm） 2 0 2 5 2 5 3 0 3 0 4 0 4 0 5 0 立焊、横焊、仰焊时焊接电流应比平焊电流小 10 20%，角焊时应比平焊位置时大 10 20%。合金钢焊条、不锈钢焊条，由于电阻大热膨胀系数高，若电流大则焊接过程 中焊条容易发红造成药皮脱落，影响焊接质量，因此电流要适当减小。 3、 焊接输出的连接方法 碱性焊条施焊时应采用直流反接法。 酸性焊条施焊时应采用直流正
9、接法。 七、手工电弧焊操作过程： 1、 引弧 将焊条与工件短路然后向上拉起焊条以引燃电弧称为点拉式引弧。将焊条端部在金属 表面轻轻划擦后提起焊条以引燃电弧叫擦引弧。 2、 焊接过程 电弧引燃后，一方面要仔细观察熔池状态，始终保持熔池大小不变， 不断调整焊条 角度控制弧长保持熔池金属不致外溢，另一方面要保持电弧沿焊接方向作匀速直线移动只 有保持熔池大小和焊接电弧移动速度始终不变，才能获得均匀一致的焊缝。 3、 收弧 焊接结束时如果直接拉断电弧则会形成弧坑，弧坑会产生气孔裂缝降低焊缝接头的强 度，为此要采取下列措施。 （1） 当电弧移至焊缝终端时，稍稍停留或者回焊一小段拉断电弧，此法适用于碱性焊条
10、。 （2）当电弧移至焊缝终端时，采用反复熄弧、引弧法，填满弧坑。 （3）重要结构焊缝采用收弧板，使电弧在收弧板上运行一般后再拉断电弧。 在焊接过程中要获得高质量的焊缝，必须要有三个共同的要求： a、合适的工艺规范 b、正确的焊条角度 c、适当的运条方法 第 5 页 共 55 页 第三节 钨极氩弧焊 一、概述： 1、钨极氩弧焊就是以氩气作为保护气体，钨极作为不熔化极，借助钨电极与焊件之间产 生的电弧，加热熔化母材（同时添加焊丝也被熔化）实现焊接的方法。氩气用于保护焊 缝金属和钨电极熔池，在电弧加热区域不被空气氧化。 2、一般氩弧焊的优点： (1) 能焊接除熔点非常低的铝锡外的绝大多数的金属和合金
11、。 (2) 交流氩弧焊能焊接化学性质比较活泼和易形成氧化膜的铝及铝镁合金。 (3) 焊接时无焊渣、无飞溅。 (4) 能进行全方位焊接，用脉冲氩弧焊可减小热输入，适宜焊 0.1mm 不锈钢 (5) 电弧温度高、热输入小、速度快、热影响面小、焊接变形小。 (6) 填充金属和添加量不受焊接电流的影响。 3、氩弧焊适用焊接范围 适用于碳钢、合金钢、不锈钢、难熔金属铝及铝镁合金、铜及铜合金、钛及钛合 金， 以及超薄板 0.1mm，同时能进行全方位焊接，特别对复杂焊件难以接近部位等等。 二、钨极氩弧焊焊机的组成 1、本公司氩弧焊机的型号（见图表） 、编制方法、文字说明。 2、焊机的部件（焊机、焊枪、气、水
12、、电） 、地线及地线钳、钨极。 3、焊机的连接方法（以 WSM 系列为例） (1) 焊机的一次进线，根据焊机的额定输入容量配制配电箱，空气开关的大小，一次 线的截面。 (2) 焊机的输出电压计算方法：U=10+0.04I (3) 焊机极性，一般接法：工件接正为正极性接法；工件接负为负极性接法。钨极氩 弧焊一定要直流正极性接法：焊枪接负，工件接正。 (4) 水源接法、氩气接法 三、焊枪的组成（水冷式、气冷式） ： 手把、连接件、电极夹头、喷嘴、气管、水管、电缆线、导线。 四、氩气的作用、流量大小与焊接关系、调节方法。 1、 氩气属于惰性气体，不易和其它金属材料、气体发生反应。而且由于气流有冷却作
13、 用，焊缝热影响区小，焊件变形小。是钨极氩弧焊最理想的保护气体。 2、 氩气主要是对熔池进行有效的保护，在焊接过程中防止空气对熔池侵蚀而引起氧化， 同时对焊缝区域进行有效隔离空气，使焊缝区域得到保护，提高焊接性能。 第 6 页 共 55 页 3、 调节方法是根据被焊金属材料及电流大小，焊接方法来决定的：电流越大，保护气 越大。 。活泼元素材料，保护气要加强加大流量。具体见下表： 气体流量 板厚 (mm) 电流大小 （A） 不锈钢 铝 铜 钛 0.30.5 1040 4 6 6 6 0.51.0 2040 4 6 6 6 1.02.0 4070 46 810 810 68 2.03.0 8013
14、0 810 1012 1012 810 3.04.0 120170 1012 1015 1015 1012 4.0 160200 1014 1218 1218 1214 1418 氩气太小，保护效果差，被焊金属有严重氧化现象。氩气太大，由于气流量大而产生 紊流，使空气被紊流气卷入溶池，产生溶池保护效果差，焊缝金属被氧化现象。所以流量 一定要根据板厚、电流大小、焊缝位置、接头型式来定。具体以焊缝保护效果来决定，以 被焊金属不出现氧化为标准。 五、钨极 1、 钨极是高熔点材料，熔点为 3400，在高温时有强烈的电子发射能力，并且钨极有 很大的电流载流能力。钨极载流能力见下表： 电极 直流正接法时
15、1.0 2080A 1.6 50160A 2.0 100200A 3.0 200300A 4.0 300400A 5.0 420520A 6.0 450550A 2、 钨极表面要光滑，端部要有一定磨尖 ，同心度要好，这样焊接时高频引弧好、电弧 稳定性好，溶深深，溶池能保持一定，焊缝成形好，焊接质量好。 3、 如果钨极表面烧坏或表面有污染物、裂纹、缩孔等缺陷时，这样焊接时高频引弧困 难，电弧不稳定，电弧有漂移现象，熔池分散，表面扩大，熔深浅，焊缝成形差，焊 接质量差。 4、钨极直径大小是根据材料厚度、材料性质、电流大小、接头形式来决定，见下表： 板厚（mm） 钨极直径（mm） 焊接电流(A) 0.5 1.0 3540 0.8 1.0 3550 1.0 1.6 4070 1.5 1.6 5085 2.0 2.02.5 50130 3.0 2.53.0 120150 第 7 页 共 55 页 六、焊丝 焊丝选择要根据被焊材料来决定， 一般以母材的成分性质相同为准。 焊接重要结构时， 由于高温要烧损合金元素，所以选择焊丝一定要高于母材料，把焊丝熔入熔池来补充合金 元素烧损。 钨极氩弧焊，一种方法可以不添丝自熔，熔化被焊母材；另一种要添加焊丝，电极熔
