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1、第五章 焊 接,主编,第五章 焊 接,第一节 焊条电弧焊 第二节 其他常用电弧焊方法 第三节 气焊与气割 第四节 压 力 焊 第五节 钎 焊 第六节 焊接质量分析 第七节 焊接结构工艺性 第八节 焊接新技术简介,第一节 焊条电弧焊,一、焊接电弧的形成及构成 二、焊条电弧焊的焊接过程 三、焊条电弧焊设备 四、焊条 五、焊条电弧焊工艺 六、焊接参数 七、操作要领 八、平板对接实例 九、电焊工实训安全技术操作规范,一、焊接电弧的形成及构成,图5-1 直流焊的焊接电弧,二、焊条电弧焊的焊接过程,图5-2 焊条电弧焊的焊缝形成过程,三、焊条电弧焊设备,1.交流弧焊机(又称为弧焊变压器) 2.直流弧焊机
2、3.直流弧焊机的接线,1.交流弧焊机(又称为弧焊变压器),表5-1 BX3330型焊机的铭牌参数,2.直流弧焊机,(1)整流弧焊机(整流器式) 此类焊机结构简单，噪声小、工作稳定、效率较高。 (2)逆变弧焊机(逆变频式) 这是一种新型的焊机，电弧稳定、能耗低、效率高、体积小，已逐步得到广泛应用。,3.直流弧焊机的接线,图5-3 直流弧焊机的接线法 a)正接法 b)反接法,四、焊条,1.焊条的组成 2.焊条的分类 3.焊条的牌号,1.焊条的组成,(1)机械保护作用 利用药皮在高温分解时释放的气体和熔化后形成的熔渣起机械保护作用，防止空气中氧、氮等气体侵入焊接区域。 (2)冶金处理作用 通过药皮在
3、熔池中的冶金作用去除氧、氢、硫、磷等有害物质，同时补充有益的合金元素，改善焊缝质量，提高焊缝金属的力学性能。 (3)改善焊接工艺性 药皮使电弧容易引燃并保持电弧稳定燃烧、易脱渣、焊缝成形良好等。,表5-2 焊条的长度规格,图5-4 焊条组成,3.焊条的牌号,5W1.TIF,五、焊条电弧焊工艺,1.接头形式 2.坡口形状 3.焊接位置,1.接头形式,图5-5 接头形式 a)对接接头 b)T字接头 c)十字接头 d)搭接接头 e)角接接头 f)端接接头 g)套管接头 h)斜对接接头 i)卷边接头 j)锁底接头,2.坡口形状,图5-6 坡口形式 a) I形接口 b) V形坡口 c) 双V形(X形)坡
4、口 d)U形坡口 e) 双U形坡口,3.焊接位置,图5-7 焊接位置 a) 平焊 b)立焊 c) 横焊 d) 仰焊,六、焊接参数,1.焊条直径 2.焊接电流 3.电弧电压 4.焊接速度,1.焊条直径,表5-3 焊条直径选择参考,2.焊接电流,表5-4 焊接电流选择范围,3.电弧电压,电弧电压是指电弧两端(两极)之间的电压降，由电弧长度决定。电弧长则电压高，电弧短则电压低，电弧增长稳定性就差。因此，在焊接时应尽量使用短弧，一般要求电弧长度不超过焊条直径。,4.焊接速度,焊接速度是指单位时间内完成的焊缝长度，它是影响焊接效率高低的重要因素。在保证焊透并使焊缝高低、宽窄一致的前提下，应尽量提高焊接速
5、度。焊接速度慢，焊缝高而宽，焊薄板则易烧穿；焊接速度快，焊缝矮而窄，不易焊透。沿焊接方向的分速度一般以140160mm/min为宜。,七、操作要领,1. 引弧 2. 运条 3. 收尾 4. 接头,1. 引弧,图5-8 引弧方法 a)划擦法 b)敲击法,2. 运条,(1) 焊条朝熔池方向逐渐送进 这既是为了向熔池添加金属，也是为了在焊条熔化后继续保持一定的电弧长度。 (2) 焊条沿焊接方向移动 随着焊条的不断熔化，逐渐形成一条焊道。 (3) 焊条的横向摆动 为了对焊件输入足够的热量以便于排气、排渣，并获得一定宽度的焊缝或焊道。 (1) 直线形运条法 采用这种运条方法焊接时，焊条不做横向摆动，只沿
6、焊接方向做直线移动，常用于I 形坡口的对接平焊、多层焊的第一层焊或多层多道焊。 (2) 直线往复运条法 采用这种运条方法焊接时，焊条末端沿焊缝的纵向来回摆动，它的特点是焊接速度快、焊缝窄、散热快，适用于薄板和接头间隙较大的多层焊的第一层焊，如图5-11a所示。,(3) 锯齿形运条法 采用这种运条方法焊接时，焊条末端做锯齿形连续摆动及向前移动，并在两边稍停片刻，摆动的目的是为了控制熔化金属的流动和得到必要的焊缝宽度，以获得较好的焊缝成形。 (4) 月牙形运条法 采用这种运条方法焊接时，焊条的末端沿着焊接方向做月牙形的左右摆动。 (5) 三角形运条法 采用这种运条方法焊接时，焊条末端做连续的三角形
7、运动，并不断向前移动。 (6) 圆圈形运条法 采用这种运条方法焊接时，焊条末端连续做正圆圈或斜圆圈形运动，并不断前移，正圆圈形运条法适用于焊接较厚焊件的平焊缝，其优点是熔池存在时间长，熔池金属温度高，有利于溶解在熔池中的氧、氮等气体的析出，便于熔渣上浮。,图5-9 焊条角度 a) 运条角度 b) 运条的三个运动方向 1朝熔池方向逐渐送进 2沿焊条方向逐渐移动 3横向摆动,图5-10 运条方法 a) 直线往复运条法 b)锯齿形运条法 c) 月牙形运条法 d) 斜三角形运条法 e) 正三角形运条法 f)圆圈形运条法,3. 收尾,(1)划圈收尾法 利用手腕动作划圆圈，填满弧坑后，拉断电弧，如图5-1
8、1a所示。 (2)反复断弧收尾法 在弧坑上连续做多次熄弧与灭弧，直到弧坑填满为止，如图5-11b所示。 (3)回焊收尾法 停止运条，但不熄弧，适当改变焊条角度，由位置1转到位置2，填满弧坑后再转到位置3，然后拉断电弧，如图5-11c所示。,图5-11 收尾方法 a)划圈收尾法 b) 反复断弧收尾法 c) 回焊收尾法,4. 接头,1)如图5-12a所示，此法用得最多。 2)如图5-12b所示，这种方法要求先焊焊道的起头要略低，连接时在先焊焊道的起头略前处引弧，并稍微拉长电弧，将电弧引向先焊焊道的起头处，并覆盖之，焊平后向先焊焊道的相反方向移动。 3)如图5-12c所示，这种方法是后焊焊道从接头的
9、另一端引弧，焊到前焊道的结尾处，焊接速度略慢些，以填满焊道的焊坑，然后以较快速度再向前熄弧。 4)如图5-12d所示，此法是后焊焊道结尾与先焊焊道起头相连，再利用结尾时的高温再次熔化先焊焊道的起头处，将焊道焊平后熄弧。,图5-12 焊道的连接方式 1先焊焊道 2后焊焊道,八、平板对接实例,1.焊接的运动方向 2.焊接基本操作要领 3.实例,1.焊接的运动方向,1)vx直线运动，代表焊条沿焊接方向的移动速度。 2)vy横向运动，代表焊条沿两焊件坡口的摆动速度。 3)vz送进运动，代表焊条向熔池的送进速度。,2.焊接基本操作要领,(1)平焊注意要点 (2)立焊注意要点 (3)横焊注意要点 (4)仰
10、焊注意要点,(1)平焊注意要点,1)熔池尽量保持大小一致，vx、vy运动速度适当，vz运动配合，确保背面熔透良好，防止产生未焊透或焊穿，使焊缝美观，达到单面焊双面成形。 2)为防止在运条过程中出现缩孔、未焊透，应避免在两坡口中心部位抬起焊条，增大弧长。 3)焊接时应注意焊条的倾斜角度，一般焊条与焊接方向成65 80为宜，防止熔渣向熔池前面流动，造成焊接困难，形成夹渣。 4)收弧时应在熔池边缘反复灭弧几次，降低熔池温度，填满弧坑，防止出现裂纹和烧穿。,(2)立焊注意要点,1)vx、vy、vz三个运动之间应协调一致，防止焊缝高低不均。 2)两侧熔化宽度应一致，防止产生未焊透，焊缝熔透整齐。 3)当
11、铁液敷上之后要立即作vx运动，不能停留或减慢速度。 4)采用反复断弧收尾法。,(3)横焊注意要点,1)注意控制焊条操作角度，电弧在坡口处停留时应防止烧穿。 2)出现熔渣与铁液混合时，应依靠电弧吹力增大回流力度，将流动熔渣推向焊接的反方向，使熔池清晰可见。 3)当熔渣超前时，可用焊条前沿轻轻拨掉，防止熔化金属随熔渣下淌。 4)正确掌握运条方法，防止焊缝上侧出现咬边、下侧出现较大的焊瘤。,(4)仰焊注意要点,1)控制熔池不宜过大，保持运条均匀，不能中断。 2)焊接电流不宜过小，否则熔深不够，电弧不稳，难以操作，无法保证焊缝质量。 3)选择最佳的实现位置，由远而近地运条，力争使vx、vy、vz运动达
12、到最佳配合。,3.实例,1)清理钢板焊缝区。 2)正确接线，调节焊接电流至100130A。 3)点固焊件，焊件间隙12mm，定位焊缝长100mm左右，间距100150mm。 4)焊正面焊缝，采用直线形运条方法，用短弧，运条慢些，使熔深达到4mm，焊缝宽68mm。 5)清渣，反面的焊渣必须清除干净。 6)反面封底焊，运条可快些，但要保证焊透。 7)清渣。 8)外观检验。,图5-13 平板对接焊件,九、电焊工实训安全技术操作规范,1) 焊机必须正确接地，工作时应戴防护手套。 2) 焊接时要穿戴好工作服、面罩等防护用品，防止弧光辐射及火花灼伤。 3) 更换焊条或完成焊接工作后，焊钳不要搁置在焊件上，
13、注意绝缘，避免触电事故。 4) 焊接现场应加强通风，减少烟尘及有毒气体的危害。 5) 清除渣壳应戴护目镜，以免飞溅物伤眼。,第二节 其他常用电弧焊方法,一、埋弧焊 二、气体保护焊,一、埋弧焊,图5-14 埋弧焊 a) 自动埋弧焊 b) 埋弧焊过程示意图 c) 半自动埋弧焊 1工件 2焊剂盒 3送丝轮 4焊丝盘 5操作面板 6控制箱 7焊剂 8焊丝 9电弧 10液态熔渣 11固态熔渣 12焊缝 13熔池 14手把 15电缆,二、气体保护焊,1.氩弧焊 2.CO2气体保护焊,1.氩弧焊,(1)熔化极氩弧焊 以连续送进的焊丝作为电极，熔化后填充焊缝，可采用较大的电流焊厚板。 (2)不熔化极氩弧焊(又
14、称为钨极氩弧焊) 以高熔点的铈钨棒作为电极，焊接时铈钨棒仅作为电弧电极，本身不熔化，需另加焊丝来填充焊缝，故焊接电流不能太大，熔深也就较小，适用于焊接薄板。,1.氩弧焊,图5-15 氩弧焊 a) 不熔化极氩弧焊 b) 熔化极氩弧焊 1焊丝或电极 2导电嘴 3喷嘴 4进气管 5氩气流 6电弧 7工件 8填充焊丝 9送丝滚轮,图5-16 C气体保护焊 1C气瓶 2减压器 3流量计 4焊炬喷嘴 5电焊机 6导电嘴 7送丝软管 8送丝机构 9焊丝盘,2.CO2气体保护焊,1)生产效率高，CO2气体来源广，价格低，焊接电流大，热量利用率高，熔敷速度快，生产率比焊条电弧焊提高13倍。 2)焊接质量高，焊件
15、变形小，焊缝抗裂性好，抗锈能力强。 3)适用范围广，适用于各种位置的焊接，薄板可焊到1mm，焊接厚度几乎不受限制。 4)易于实现机械化焊接。 5)飞溅大，焊缝成形差，焊接设备复杂。,第三节 气焊与气割,一、气焊 二、气割 三、气焊与气割实训安全技术操作规范,一、气焊,1.气焊的工艺特点 2.气焊设备 3.气焊火焰 4.操作要领,1.气焊的工艺特点,图5-17 气焊示意图 1氧气 2可燃气体 3填 充焊丝 4工件 5焊炬,3.气焊火焰,(1)中性焰 点火后，开大氧气阀，火焰缩短，焰心呈白色、外焰为淡紫色，焰心、外焰轮廓分明，即为中性焰(图5-18a)。 (2)碳化焰 在中性焰的基础上，关小氧气阀
16、或开大乙炔阀，即得到碳化焰(图5-18b)。 (3)氧化焰 在中性焰的基础上，开大氧气阀或关小乙炔阀，即为氧化焰(图5-18c)。,图5-18 气焊火焰 a)中性焰 b)碳化焰 c)氧化焰,4.操作要领,(1)焊前准备 影响气焊质量的因素有很多，主要有焊丝、焊炬倾角和焊接速度等，因此气焊前要首先确定焊接材料、工艺参数和清理连接表面。 (2)点火和调节火焰 点火时先微开氧气阀，再开乙炔阀，然后点燃火焰。 (3)气焊操作技术 焊接时，一般左手握焊炬，沿焊缝向左或向右焊接。 (4)灭火 灭火时，先关乙炔阀，再关氧气阀。,1)焊丝。 2)焊炬倾角。 3)焊接速度。 4)表面清理。,图5-19 焊炬倾角,二、气割,1)金属的燃点必须低于熔点，这样才能保证金属切割过程是燃烧过程，而不是熔化过程，否则切割时，金属先熔化再熔割，致使切口过宽，且不整齐。 2)燃烧生成的氧化物的熔点应低于金属本身的熔点，同时流动性要好，能及时熔化并被吹走，否则就会在割口处形成固态氧化物，阻碍氧气流与下层金属
