焊接基础知识及术语、材料学习

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1、焊接知识普及,基础知识及方法、材料,一、焊接简述,1.什么是焊接？ 同种金属或异种金属之间进行接合的工艺技术就叫焊接。,异种金属的焊接,同种金属的焊接,（一）焊接简述,2.什么是焊缝？ 焊接操作结束后，在某一区域所形成的金属和非金属的聚合体就叫焊缝。,1,2,图示的1、2处就是焊缝,图示中一道圆弧的亮道即焊缝,（一）焊接简述,公元前4000 年 埃及开始用火焊接金,公元前2700年 开始用火焊接铜管,公元前700 年 印度德里开始浇注 焊接 KUTUB 圆柱,3.焊接的历史,1890 开始使用熔化极电焊条焊接,1902 Fouche 氧乙炔焊接,1908 首次使用药皮涂层的电焊条,（一）焊接简

2、述,1919 首次应用焊接保护气,1946 TIG 焊,1953 用CO2进行MAG焊,1961 激光焊开始发展,（一）焊接简述,二、焊接方法,按焊接工艺特点分类 可分为：熔焊、压力焊、钎焊。 熔焊：在高温等的作用下，致使连接处的金属在熔化状态下完成 的焊接方法。 压力焊：在一定压力下完成的焊接方法。 钎焊：用熔点低于母材熔点的金属为钎料，将焊件和钎料加热到 母材熔点和钎料熔点之间的温度，致使钎料呈液态而润湿 母材，填充接头间隙并与母材相互扩散而实现焊接的方法。,（二）焊接方法,具体分类： 手工电弧焊 电弧焊 气体保护焊 埋弧焊 熔焊 电渣焊 激光焊 电子束焊 等离子弧焊,电阻焊 摩擦焊 超声

3、波焊 爆炸焊 扩散焊 高频焊,压力焊,软钎焊 硬钎焊,钎焊,2.1 常用焊接方法,2.1.1 手工焊条电弧焊 2.1.2 埋弧自动焊 2.1.3 气体保护焊 2.1.4 电渣焊 2.1.5 电阻焊 2.1.6 钎焊,2.1.1 手工焊条电弧焊,电弧是什么东西哩 ？,手工焊条电弧焊,发生在工件与焊条这两极之间强烈而持久的气体放电现象就叫做电弧。 说白了，他只是一种气体放电现象而已。 但是电弧它包括三部分：弧柱区、 阴极区和阳极区。,电弧的温度,阴极区 2100 ， 弧柱 57007700 ， 阳极区 2300 ,电弧区热量,阳极占43%, 阴极区占36%, 弧 柱区占21%。,手工焊条电弧焊,什

4、么叫做电弧焊？ 手工焊条电弧焊又是什么呀？,手工焊条电弧焊,手工焊条电弧焊,利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法就叫手工焊条电弧焊，简称手弧焊。,简单地说：利用电弧燃烧提供热源的焊接方法就是电弧焊。,手工焊条电弧焊,手工焊条电弧焊,那手工焊条电弧焊是怎么进行焊接的呢？,手工焊条电弧焊,至于它是怎么焊接的？咱们还是来进行图文介绍吧。,（1）电弧在焊条与被焊件之间 燃烧, 电弧热使工件和焊条同时熔化成熔池;,（2）电弧使焊条的药皮熔化或燃烧, 产生熔渣和气体, 对熔化金属和熔池起保护作用； （3）当电弧向前移动时，后面的熔池冷却凝固而新的熔池又不断产生，从而形成连续的焊缝。,手工焊条电弧焊,手弧焊

5、示意图,手工焊条电弧焊,那它有什么特点呢？ 主要是用在哪方面呀？,设备简单，操作灵活，适应性强。,生产效率低，劳动强度大，焊接接头质量不易保证。,优点,缺点,手工焊条电弧焊,可焊接大多数金属，适用于各种焊接位置，而且既可焊薄板也可焊厚板。,应用,2.1.2 埋弧自动焊,经常所说的埋弧自动焊，到底是什么呀？,自动焊焊接动作由机械装置自动 完成。 埋弧焊电弧在颗粒状焊剂层下进行燃烧的焊接。,埋弧自动焊,埋弧自动焊,埋弧焊设备结构图,埋弧自动焊,埋弧自动焊,埋弧自动焊,那埋弧自动焊又是如何进行焊接过程的呢？,埋弧自动焊,（1）焊剂由漏斗流出，均匀地堆敷在工件被焊处上形成焊剂层（30 50mm）； （

6、2）连续送进的焊丝在焊剂层下与焊件间产生电弧，使焊丝、工件和焊剂熔 化，形成金属熔池，并使它们与空气隔绝； （3）随着焊机自动向前移动，电弧不断熔化前方的焊件金属、焊丝及焊剂， 而熔池后方的边缘开始冷却凝固形成焊缝，液态熔渣随后也冷凝形成坚 硬的渣壳。,埋弧自动焊,为什么要在焊接位置表面铺一层焊剂呢？,埋弧自动焊,有如下三方面的作用： （1）保护作用 焊剂熔化形成熔渣和气体，有效隔绝空气，保护熔滴、熔池，且防止合金元素的烧损； （2）冶金作用 在焊接过程中，起脱氧和补充合金元素的作用； （3）改善焊接工艺 使电弧持续稳定燃烧，焊缝成型美观。,埋弧自动焊,埋弧自动焊的特点有哪些？ 主要用在哪些领

7、域呢？,埋弧自动焊,优点,生产效率高（比手弧焊提高5倍） 焊接质量好（ 气孔、夹渣少） 成本低 （省工、省时、省料） 劳动条件好（无飞溅, 劳动强低）,埋弧自动焊,缺点,不适于复杂焊缝及狭小空间的焊接； 设备复杂，所需焊接电流大（电流小时造成电弧不稳）； 适应性差 （适用平焊、长直焊缝和较大直径的环缝）。,埋弧自动焊,用于生产、中厚板结构的长直焊缝和较大直径的环缝，如锅炉、压力容器、船舶等。,应用,埋弧自动焊,为了既能得到合理的焊缝成形和良好的焊接质量，又能提高焊接速度，就出现了多丝埋弧焊。 广泛用于需要较高焊接效率的应用，比如风电、海工、造船、压力容器、重型机械、管道等行业。,埋弧自动焊,多

8、电源串联多丝埋弧焊,前导焊丝（第一根焊丝）：大电流、低电压，保证熔深；采用直流或交流。,焊接方向,跟踪焊丝（后面的焊丝）： 小电流、大电压，控制熔宽；采用交流避免磁偏吹。,主要用于管道的焊接,根据应用情况可以分为管道长直纵缝外焊, 管道长直纵缝内焊, 螺旋焊管外焊, 螺旋焊管内焊等不同类型。,埋弧自动焊,单电源并联多丝埋弧焊,两根热丝共用一个导电嘴，且同速送出。,两根平行的热丝中间插入一根冷丝，利用热丝多余的热量来熔化冷丝。,大幅提高生产效率,增加焊接速度,降低焊剂消耗,降低热输入量和变形,节能,更高效率打底,更平滑盖面。,2.1.3 气体保护焊,气体保护焊是什么啊？,气体保护焊,利用气体作为

9、电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。 换言之，气保焊就是用气体作为介质和保护作用的。,那它又有哪些具体的类型呢？,气体保护焊,非熔化极（钨极）惰性气体保护焊（GTAW/TIG） 熔化极(活性)气体保护焊 （GMAW/MAG） 熔化极惰性气体保护焊（MIG）,氩气 CO2,氩弧焊,保护气体,电 极,非熔化极（钨极） 熔化极,CO2气体保护焊,根据 电极是否熔化和保护气体类型进行分类：,气体保护焊,MIG/ MAG TIG,熔化极与非熔化极气保焊的区别：,直接送入焊丝，焊丝既是电极又是填充金属,钨极为电极，不熔化；焊丝单独另外送入且焊丝只作填充金属用,气体保护焊,

10、 氩弧焊,气体保护焊,氩弧焊有什么特点？ 主要应用于哪些领域呢？, 氩弧焊,气体保护焊,TIG,MIG,钨极，手动送丝。焊丝仅仅是填充金属，焊丝不通过电流，故无飞溅。但为了避免钨极熔化、烧损而使熔池沾钨，焊接电流不易过大。只能焊4mm以下的薄板。,熔化极，自动送丝。焊丝既是电极又是填充金属，不存在钨极的熔化和烧损，焊接电流调节范围大，故焊接薄、中厚板均可。, 氩弧焊特点及应用,气体保护焊,优点,可全方位焊接； 便于观察、易于自动控制； 保护效果好，电弧稳定，焊接质量好； 几乎能焊接所有金属。, 氩弧焊特点及应用,气体保护焊,氩气成本高； 氩弧焊电流密度大，发出的光比较强烈，电弧产生的紫 外 线

11、辐射较大，对身体伤害更大； 氩弧焊的热影响区较大，工件修补后易出现开裂、针孔、 磨损、划伤、咬边等缺陷；,缺点, 氩弧焊特点及应用,气体保护焊,主要用于焊接易氧化的有色金属和合金钢（主要用Al、Mg、Ti及其合金和不锈钢的焊接）。,应用,气体保护焊, CO2气体保护焊,呃，呃CO2气体保护焊是怎么回事呢？,气体保护焊, CO2气体保护焊,CO2气体保护焊的原理与熔化极氩弧焊（MIG）一样，只是保护气体为CO2气体罢了。,CO2,电弧,CO + O,使金属氧化，合金元素烧损，不能焊接有色金属和合金钢。,气体保护焊,CO2气体保护焊设备结构图, CO2气体保护焊,CO气体在熔池和熔滴内，体积急剧膨

12、胀而爆裂，导致飞溅。, CO2气体保护焊,成本低 （为埋弧焊和手弧焊的40%50%）； 效率高 （电流密度大，熔深大，焊接速度快）； 焊接质量好 （气流冷却，热影响区小，变形小）； 能全位置焊接。,气体保护焊,优点,缺点,焊缝成形差，飞溅大； 烧损合金元素，易产生气孔； 焊接时抗风能力差，适合室内作业。, CO2气体保护焊,气体保护焊,适用于低碳钢、低合金钢薄板（ 0.84mm ）的焊接。 必须采用含脱氧剂的焊丝，直流反接； 且焊接时不能有风，最好进行室内焊接。,应用,2.1.4 电渣焊,咦，那电渣焊又是什么哩？,电渣焊,利用电流通过熔渣所产生的电阻热熔化焊丝和母材而形成焊缝的焊接方法叫电渣焊

13、。,至于电渣焊是如何进行焊接过程的，请看如下分析：,（1）在开始时，使焊丝与起焊槽短路起弧； （2）不断加入少量固体焊剂，利用电弧的热量使之熔化，形成液态熔渣； （3）待熔渣达到一定深度时，增加焊丝的送进速度，并降低电压，使焊丝插入渣池，电弧熄灭，从而转入电渣焊焊接过程。,电渣焊,电渣焊有什么特点？ 适用于什么样的焊接领域？,电渣焊,生产率高，无需考虑焊件厚度； 焊缝缺陷少,焊接质量好； 无需开坡口，成本低。,优点,缺点,输入的热量大，焊缝附近容易过热； 焊缝金属呈粗大结晶的铸态组织，冲击韧性低； 焊件在焊后一般需要进行正火和回火热处理。,电渣焊,应用,适用于垂直立焊,焊接40450mm的厚板

14、，一般用于直缝或环缝焊接、厚板拼接、炼钢厂高炉的垂直焊接、大型铸件、锻件的焊接等。,电渣焊,2.1.5 电阻焊,电阻焊是怎么进行焊接的啊？,简单地说：利用电阻热为焊接热源，在压力作用下进行的焊接，就叫电阻焊。,电阻焊,电阻焊,焊接电压低，电流大，生产率高； 成本低，不需要填充金属和其他焊材， 焊接变形小，焊后无需进行校正和热处理工序； 劳动条件好，操作简单，易于实现自动化生产。,优点,缺点,焊接设备复杂，投资大； 对焊件厚度和接头形式有一定限制； 目前尚缺乏简单而又可靠的无损检验方法。,电阻焊可分为：点焊、缝焊、对焊。,闪光对焊,电阻对焊,缝焊,点焊,电阻焊,什么样的电阻焊叫做点焊？,1、点焊

15、,电阻焊,1、点焊,电阻焊,焊件装配成搭接接头，利用柱状电极加压通电，产生电阻热熔化焊件金属，形成熔核（焊点）的电阻焊方法 。,点焊示意图,点焊过程及分流现象,电阻焊,点焊过程：,加压,通电,断电,去除压力,形成熔核（焊点）,凝固,防止分流：两焊点间应有一定距离。,分流现象：当焊接第二点时，已成焊点会导通电流，造成功率损耗。使焊接处的电流减小，影响焊接质量。,电阻焊,点焊过程及分流现象,相邻两焊头的距离不能太小，最小点距见下表。,L,点焊的应用,电阻焊,主要用于薄板冲压结构和钢筋构件；适用于有密封要求或接头强度要求较高的薄板搭接结构件的焊接，如油箱、水箱等。,电阻焊,2、缝焊,那缝焊又是什么？,电阻焊,2、缝焊,焊件装配成搭接或斜对接头置于两滚轮电极之间，滚轮加压焊件并转动，带动焊件向前移动，连续或断续送电，利用电阻热熔化焊件金属，形成一连串焊点的电阻焊方法。,电阻焊,2、缝焊,分类,电阻焊,2、缝焊,特点,焊点互相重叠， 分流现象严重,施压，并用滚轮做电极,电流约为点焊的 1.5 2.0倍； 压力约为点焊的 1.2 1.6倍； 故需使用大功率 焊机。,2、缝焊,电阻焊,缝焊主要用于焊缝规则、厚度3mm以下有密封性要求的薄壁结构；如飞机和汽车的油箱、各种容器、钢制散热器等。,应用,电阻焊,3.对焊,那对焊又是怎么回事呢？,电阻焊,3.对焊,利