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1、第2章 焊 接 成 形,2.1 焊接基础知识及焊条电弧焊 2.2 气焊与气割 2.3 其他焊接方法,2.1 焊接基础知识及焊条电弧焊,2.1.1 焊接的分类、特点及应用 2.1.2 焊条电弧焊,2.1.1 焊接的分类、特点及应用,1.焊接的特点及应用 2.焊接的分类 3.焊接安全技术及环保要求,1.焊接的特点及应用,焊接是指通过局部加热或加压(或两者并用)，使两个分离的工件产生原子或分子间的结合，从而连接成整体的加工方法。它是形成金属材料不可拆卸连接的一种重要工艺。,2.焊接的分类,1)熔焊是通过将需连接的两构件的接合面加热熔化成液体，然后冷却结晶连成一体的焊接方法。 2)压焊是在焊接过程中，
2、对被焊工件施加一定的压力，同时采取加热或不加热的方式，完成零件连接的焊接方法。 3)钎焊是利用熔点低于被焊金属的钎料，将零件和钎料加热到钎料熔化，利用钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互溶解和扩散而实现连接的方法。,2.焊接的分类,图2-1 基本焊接方法,3.焊接安全技术及环保要求,(1)焊接安全技术 (2)焊接环保要求 焊接时，焊工周围的空气常被氧化锰、氧化锌、一氧化碳、金属蒸气等有害气体及粉尘所污染。,图2-2 焊条电弧焊 a)焊接连线 b)焊接过程 1工件 2焊缝 3焊条 4焊钳 5焊机电源 6电缆 7地线夹头 1熔渣 2焊缝 3保护气体 4药皮 5焊芯 6熔滴 7电弧 8母材 9熔池
3、,3.焊接安全技术及环保要求,2.1.2 焊条电弧焊,1.焊条电弧焊的原理 2.焊条电弧焊设备及工具 3.焊条 4.焊条电弧焊工艺 5.焊条电弧焊的基本操作,1.焊条电弧焊的原理,焊条电弧焊如图2-2所示。焊机电源两输出端通过电缆、焊钳和地线夹头分别与焊条和被焊工件相连。,2.焊条电弧焊设备及工具,(1)交流弧焊机 交流弧焊机是一种特殊的降压变压器，图2-3所示为漏磁式交流弧焊机。 (2)直流弧焊机 直流弧焊机可提供焊接用直流电，直流弧焊机可分为发电机式直流弧焊机和整流式直流弧焊机两种。 (3)焊条电弧焊机的主要技术参数 交流弧焊机的基本技术参数包括输入端电压、空载电压、工作电压、输入容量、电
4、流调节范围、负载持续率等，这些基本参数值都标在每台弧焊机的铭牌上。 (4)焊条电弧焊工具 焊条电弧焊工具主要有夹持焊条的焊钳；防护用的手套、送风口罩和面罩；清除焊缝表面到渣壳的清渣锤和钢丝刷等。,图2-3 漏磁式交流弧焊机 1电流指示盘 2调节手柄(细调电流) 3接地螺钉 4焊接电源两极(接工件和焊条) 5线圈抽头(粗调电流),2.焊条电弧焊设备及工具,图2-4 焊条结构 1药皮 2焊芯 3焊条夹持部分,2.焊条电弧焊设备及工具,3.焊条,(1)焊条的组成 焊条由焊芯和药皮两部分组成，如图2-4所示。 (2)焊条的分类 (3)焊条的型号与牌号,4.焊条电弧焊工艺,(1)焊接位置 焊缝在空间的位
5、置可分为平焊、立焊、横焊、仰焊，如图2-5所示。 (2)焊接接头形式与焊接坡口形式 (3)焊条直径 焊条直径主要根据工件的厚度来选择。 (4)焊接电流 焊接电流主要依据焊条直径来选择。 (5)电弧电压 电弧电压主要取决电弧长度，电弧长，电弧电压高；电弧短，电弧电压低。 (6)焊接速度 焊接速度指单位时间内完成的焊缝长度，焊接速度对焊接质量影响很大。,4.焊条电弧焊工艺,图2-5 焊缝的空间位置 a)平焊 b)立焊 c)横焊 d)仰焊,4.焊条电弧焊工艺,图2-6 焊条电弧焊接头形式 a)对接 b)搭接 c)T形接 d)角接,5.焊条电弧焊的基本操作,(1)引弧 焊接电弧的建立称引弧，焊条电弧焊
6、有两种引弧方式：划擦法和直击法(也叫敲击法)。 (2)焊条的操作运动 焊条的操作运动简称运条。 (3)灭弧 焊条电弧焊中，灭弧非常关键。,图2-8 焊条运动和角度控制 1横向摆动 2送进 3焊条与零件夹角为7080 4焊条前移,5.焊条电弧焊的基本操作,图2-9 常见的焊条电弧焊运条方法 a)直线形 b)锯齿形 c)月牙形 d)正三角形 e)圆圈形,5.焊条电弧焊的基本操作,2.2 气焊与气割,2.2.1 气焊 2.2.2 气割,2.2.1 气焊,1.气焊原理、特点及其应用 2.气焊设备及辅助工具 3.火焰 4.气焊工艺 5.气焊基本操作,1.气焊原理、特点及其应用,气焊和气割是利用气体火焰热
7、量进行金属焊接和切割的方法，在金属结构件的生产中被大量应用。,2.气焊设备及辅助工具,(1)气焊设备 气焊设备包括氧气瓶、乙炔瓶、减压器、焊炬等，气焊设备及其连接如图2-11所示。 (2)气焊辅助工具 气焊使用的辅助工具主要有：护目镜、点火枪、橡胶管。,图2-11 气焊设备及其连接,2.气焊设备及辅助工具,图2-12 乙炔瓶和氧气瓶,2.气焊设备及辅助工具,图2-13 减压器 a)活门关闭 b)调压、活门开启 1通道 2薄膜 3调压手柄 4调压弹簧 5低压室 6高压室 7高压表 8低压表 9活门弹簧 10活门,2.气焊设备及辅助工具,图2-14 焊炬 1焊嘴 2混合管 3射吸管 4喷嘴 5氧气
8、阀 6氧气导管 7乙炔导管 8乙炔阀,2.气焊设备及辅助工具,3.火焰,图2-15 氧-乙炔火焰形态 a)中性焰 b)碳化焰 c)氧化焰 1焰心 2内焰 3外焰,4.气焊工艺,(1)焊丝的牌号及直径 气焊时，焊丝被熔化并填充到焊缝中，因此，焊丝质量对焊接质量有很大影响。 (2)焊剂 焊剂的作用是去除焊缝表面的氧化物和保护熔池金属。 (3)火焰性质及能率 火焰性质见上述气焊火焰。 (4)焊接方向 气焊时，按照焊丝和焊炬移动方向不同，可分为左向焊法和右向焊法，如图2-16所示。 (5)焊接速度 一般来说，厚度大、熔点高的工件焊接速度应慢一些，以避免产生未熔合缺陷；而厚度小、熔点低的工件，应采用较高
9、的焊接速度，以防止烧穿或工件过热。,5.气焊基本操作,(1)点火 点火时，先把氧气阀门打开，以吹掉气路中残留的杂物，然后打开乙炔阀门，点燃火焰。 (2)调节火焰 (3)平焊焊接 平焊焊接采用左向焊法。 (4)熄灭 熄火时，应先关闭乙炔阀门，再关闭氧气阀门。,图2-17 焊炬的倾斜角度与焊件厚度的关系,5.气焊基本操作,2.2.2 气割,1.气割的原理、特点及其应用 2.气割设备及辅助工具 3.气割工艺 4.气割的基本操作,1.气割的原理、特点及其应用,1)燃点必须低于熔点。 2)其氧化物的熔点低于燃点。 3)燃烧时能放出大量的热，以供预热。 4)导热性低，预热热量损失少，易达到燃点。,2.气割
10、设备及辅助工具,图2-18 割炬 1切割氧气管 2切割氧气阀 3射氧气 4乙炔 5乙炔阀 6预热氧气阀 7喷嘴 8射吸管 9混合气管 10割嘴,3.气割工艺,(1)气割操作注意事项 切割开始前，清除工件切割线附近的油污、铁锈等杂物，工件下面留出一定的空间，以利于氧化渣的吹出；切割时，先点燃预热火焰，调整其性质成中性焰或轻微氧化焰，将起割处金属加热到接近熔点温度，再打开切割氧进行气割：切割临近结束时，将割炬后倾，使钢板下部先割透，然后割断钢板；切割结束后，先关闭切割氧，再关闭乙炔，最后关闭预热氧，将火焰熄灭。 (2)切割规范 切割规范包括切割氧气压力、切割速度、预热火焰能率、切割倾角、割嘴与零件
11、表面间距等。,图2-19 切割倾角,3.气割工艺,4.气割的基本操作,(1)气割前的准备 先将割件表面切口两侧3050mm内的铁锈、油污清理干净，并在割件下面用耐火砖垫空，以便排放熔渣，不能把割件直接放在水泥地上气割。 (2)点火 点火并将火焰调整为中性焰；然后打开切割氧开关，增大氧气流量，使切割氧流的形状为笔直而清晰的圆柱体，并有适当长度；关闭切割氧开关，准备起割。 (3)气割 气割时双脚成“八”字形蹲在割件一旁，右手握住割炬手把，并以右手的拇指和食指把住预热氧调节阀，以便调整预热火焰和发生回火时及时切断预热氧气；左手的拇指和食指把住切割氧的调节阀，其余三指平稳地托住混合气管，以便掌握方向。
12、 (4)停割 切割临近终点时，割嘴应朝切割相反的方向倾斜，以利于割件下部提前割透，使切口收尾处比较整齐。,2.3 其他焊接方法,2.3.1 埋弧焊 2.3.2 气体保护焊 2.3.3 等离子弧焊 2.3.4 电阻焊 2.3.5 电渣焊 2.3.6 钎焊 2.3.7 焊接缺陷、焊接变形,2.3.1 埋弧焊,1)焊接生产率高，埋弧焊可采用较大的焊接电流，同时因电弧加热集中，使熔深增加，可一次焊透14mm以下不开坡口的钢板，而且其焊接速度也比焊条电弧焊快，从而提高了生产率。 2)焊接质量好，因熔池有焊剂和熔渣的保护，空气难以侵入，提高了焊缝金属的强度与韧性。 3)劳动条件好，因没有强烈的弧光辐射，劳
13、动强度明显优于焊条电弧焊。 4)适应性较差，埋弧焊没有焊条电弧焊灵活，且一般只适于水平位置或倾斜度不大的直焊缝和环焊缝；由于是埋弧操作，看不到熔池和焊缝形成过程，因此必须严格控制焊接,2.3.1 埋弧焊,图2-20 埋弧焊示意图 1焊剂 2焊丝 3电弧 4熔渣 5熔池 6焊缝 7零件 8渣壳,2.3.2 气体保护焊,1.氩弧焊 2.二氧化碳气体保护焊,1.氩弧焊,1)氩气对焊缝具有防止氧化的保护作用，对于易于氧化的有色金属，无需使用焊剂就能获得优质焊缝。 2)由于氩气流的压缩和冷却作用，使电弧热量集中，热影响区较窄，故焊接变形。 3)操作性能好。 4)焊缝成形差，飞溅较大；并且弧光强烈，烟雾较
14、大，抗风能力差。,1.氩弧焊,图2-21 钨极氩弧焊示意图 1填充焊丝 2保护气体 3喷嘴 4钨极 5电弧 6焊缝 7零件 8熔池,2.二氧化碳气体保护焊,1)成本低。 2)生产率高。 3)焊接质量好。 4)操作性能好。 5)焊缝成形差，飞溅较大；并且弧光强烈，烟雾较大，抗风能力差。,2.二氧化碳气体保护焊,图2-22 C气体保护焊示意图 1C气瓶 2干燥预热器 3压力表 4流量计 5电磁气阀 6软管 7导电嘴 8喷嘴 9C保护气体 10焊丝 11电弧 12熔池 13焊缝 14零件 15焊丝盘 16送丝机构 17送丝电动机 18控制箱 19直流电源,图2-23 等离子弧的形式 a)非转移型 b
15、)转移型 c)联合型 1离子气 2钨极 3喷嘴 4非转移弧 5冷却水 6弧焰 7转移弧 8工件,2.二氧化碳气体保护焊,2.3.3 等离子弧焊,1)非转移形等离子弧如图a所示，电极接电源负极，喷嘴接正极，而工件不参与导电。 2)转移型等离子弧如图2-23b所示，钨极接电源负极，工件接正极，等离子弧在钨极与工件之间产生。 3)联合型(又称混合型)等离子弧如图2-23c所示，这种弧是转移弧和非转移弧同时存在，需要两个电源独立供电。,2.3.4 电阻焊,1.点焊 2.缝焊 3.对焊,图2-24 电阻焊基本方法 a)点焊 b)缝焊 c)对焊,2.3.4 电阻焊,2.3.5 电渣焊,1)生产率高。 2)
16、焊接速度慢。,2.3.5 电渣焊,图2-25 电渣焊焊缝成形过程 1水冷成形滑块 2金属熔池 3渣池 4焊接电源 5焊丝 6送丝轮 7导电杆 8引出板 9出水管 10金属熔滴 11进水管 12焊缝 13起焊槽 14引弧板,2.3.6 钎焊,1)钎焊时由于加热温度低，对零件材料的性能影响较小，工件的应力变形比较小。 2)可以用于焊接碳钢、不锈钢、高合金钢、铝、铜等金属材料，也可以用于连接异种金属、金属与非金属。 3)可以一次完成多个零件的钎焊，生产率高。 4)接头的强度比较低，耐热能力较差。,2.3.7 焊接缺陷、焊接变形,1.常见的焊接缺陷、焊接变形及形成原因 2. 焊接结构工艺性,1.常见的焊接缺陷、焊接变形及形成原因,(1)气孔 气孔是由于熔池中的气泡在凝固时未完全逸出而残留下来所形成的孔穴。 (2)裂纹 裂纹是焊接结构中
