二、埋弧自动焊电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法,称为埋弧焊埋弧焊的引弧、送进焊条一般均由自动装置来完成,因此又称为埋弧自动焊 (一)、埋弧自动焊的焊接过程 (二)、埋弧自动焊的主要特点 1、生产率高 2、焊接质量高而且稳定 3、节约焊接材料 4、改善了劳动条件 5、适用于平焊长直焊缝和较大直径的环形焊缝对于短焊缝、曲折焊缝、狭窄位置及薄板的焊接,不能发挥其长处 (三)、焊丝和焊剂 (四)、埋弧自动焊的工艺特点 1、焊前准备工作要求严格 2、焊接熔深大 3、采用引弧板和引出板 4、采用焊剂垫或钢垫板 5、采用导向装置三、气体保护焊(一)、氩弧焊 使用氩气作为保护气体的气体保护焊称为压弧焊 氩气是惰性气体,可保护电极和熔化金属不受空气的有害作用 氩弧焊按所用电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种 1、非熔化极氩弧焊 电极只作为发射电子、产生电弧用,填充金属另加 常用掺有氧化钍或氧化铈的钨极,其特点是电子热发射能力强,熔点沸点高(为3700K和5800K)。
2、熔化极氩弧焊 钨极氩弧焊电流小、熔深浅中厚以上的钛、铝、铜等合金的焊接多选用高生产率的熔化极氩弧焊 3、氩弧焊的特点 (1)由于氩气的保护,它适于各类合金钢、易氧化的有色金属,以及锆、钽、钼等稀有金属的焊接 (2)氩弧焊电弧稳定,飞溅小,焊缝致密,表面没有熔渣,成形美观,焊接变形小 (3)明弧可见,便于操作,容易实现全位置自动焊接 (4)钨极脉冲氩弧焊接可焊接0.8mm以下的薄板及某些异种金属 (二)、二氧化碳气体保护焊 利用CO2作为保护气体的气体保护焊,称为二氧化碳气体保护焊 它的保护作用主要是使焊接区与空气隔离,防止空气中的氮气对熔化金属的有害作用 焊接时: 2CO2=2CO+O2 CO2=C+O2 因此焊接是在CO2、CO、O2氧化气氛中进行的 二氧化碳气体保护焊的特点: 1、焊速高,可实现自动焊,生产率高 2、为明弧焊接,易于控制焊缝成形。
3、对铁锈敏感性小、焊后熔渣少 4、价格低廉 5、焊接飞溅与气孔仍是生产中的难点四、电渣焊 电渣焊就是利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法 (一)、焊接过程 (二)、电渣焊的特点 1、可一次焊成很厚的焊件 2、生产率高,成本低 3、焊缝金属比较纯净 4、适于焊接中碳钢与合金结构钢 5、焊缝区高温停留时间长,晶粒粗大,焊后需热处理来细化晶粒五、等离子弧焊与切割(一)、等离子弧的概念 1、一般焊接电弧为自由电弧,电弧区只有部分气体被电离,温度不够集中 2、 当自由电弧压缩成高能量密度的电弧,弧柱气体被充分电离,成为只含有正离子和负离子的状态时,即出现物质的第四态——等离子体 等离子弧具有高温(15000~30000K)、高能量密度(480千瓦/厘米2)和等离子流高速运动(最大可数倍与声速) 3、等离子弧焊的三种压缩效应 (1)机械压缩效应 在等离子枪中,当高频震荡引弧以后,气体电离形成的电弧通过焊嘴细小喷孔,受到喷嘴内壁的机械压缩。
(2)热压缩效应 由于喷嘴内冷却水的作用,使靠近喷嘴内壁处的气体温度和电离度急剧降低,迫使电弧电流只能从弧柱中心通过,使弧柱中心电流密度急剧增加,电弧截面进一步减小,这是对电弧的第二次压缩 (3)电磁收缩效应 因为弧柱电流密度大大提高而伴生的电磁收缩力使电弧得到第三次压缩 因三次压缩效应,使等离子弧直径仅有3mm左右,而能量密度、温度及气流速度大为提高 (二)、等离子弧焊的特点 1、能量密度大,温度梯度大,热影响区小,可焊接热敏感性强的材料或制造双金属件 2、电弧稳定性好,焊接速度高,可用穿透式焊接,使焊缝一次双面成型,表面美观,生产率高 3、气流喷速高,机械冲刷力大,可用于焊接大厚度工件或切割大厚度不锈钢、铝、铜、镁等合金 4、电弧电离充分,电流下限达0.1A以下仍能稳定工作,适合于用微束等离子弧(0.2~30A)焊接超薄板(0.01~2mm),如膜盒、热电偶等六、真空电子束焊 真空电子束焊是利用定向高速运动的电子束流撞击工件使动能转化为热能而使工件熔化,形成焊缝。
真空电子束焊的特点 1、在真空中进行焊接,焊缝纯净、光洁,呈镜面,无氧化等缺陷 2、电子束能量密度高达108瓦/厘米2,能把焊件金属迅速加热到很高温度,因而能熔化任何难熔金属与合金熔深大、焊速快,热影响区极小,因此对接头性能影响小,接头基本无变形七、激光焊 激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法 激光焊的特点: 1、激光焊能量密度大,作用时间短,热影响区和变形小,可在大气中焊接,而不需气体保护或真空环境 2、激光束可用反光镜改变方向,焊接过程中不用电极去接触焊件,因而可以焊接一般电焊工艺难以焊到的部位 3、激光可对绝缘材料直接焊接,焊接异种金属材料比较容易,甚至能把金属与非金属焊在一起 4、功率较小,焊接厚度受一定限制八、电阻焊 电阻焊是在焊件组合后通过电极施加压力,利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的工艺方法 电阻焊的种类很多,常用的有点焊、缝焊和对焊三种 (一)、点焊 点焊是将焊件装配成搭接接头,并压紧在两电极之间,利用电阻热熔化母材金属,形成焊点的电阻焊方法。
点焊主要用于薄板焊接 点焊的工艺过程: 1、预压,保证工件接触良好 2、通电,使焊接处形成熔核及塑性环 3、断点锻压,使熔核在压力继续作用下冷却结晶,形成组织致密、无缩孔、裂纹的焊点 (二)、缝焊 缝焊是将焊件装配成搭接或对接接头,并置于两滚轮电极之间,滚轮加压焊件并转动,连续或断续送电,形成一条连续焊缝的电阻焊方法 缝焊主要用于焊接焊缝较为规则、要求密封的结构,板厚一般在3mm以下 (三)、对焊 对焊是使焊件沿整个接触面焊合的电阻焊方法 1、电阻对焊 电阻对焊是将焊件装配成对接接头,使其端面紧密接触,利用电阻热加热至塑性状态,然后断电并迅速施加顶锻力完成焊接的方法, 电阻对焊主要用于截面简单、直径或边长小于20mm和强度要求不太高的焊件 2、闪光对焊 闪光对焊是将焊件装配成对接接头,接通电源,使其端面逐渐移近达到局部接触,利用电阻热加热这些接触点,在大电流作用下,产生闪光,使端面金属熔化,直至端部在一定深度范围内达到预定温度时,断电并迅速施加顶锻力完成焊接的方法。
闪光焊的接头质量比电阻焊好,焊缝力学性能与母材相当,而且焊前不需要清理接头的预焊表面闪光对焊常用于重要焊件的焊接可焊同种金属,也可焊异种金属;可焊0.01mm的金属丝,也可焊20000mm的金属棒和型材九、摩擦焊 摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所产生的热量,使端面达到热塑性状态,然后迅速顶锻完成焊接的一种压焊方法 摩擦焊的特点: 1、由于摩擦,焊件接触表面的氧化膜和杂质被清楚,使焊接接头组织致密,不产生气孔和夹渣等缺陷 2、即可焊同种金属,更适合于异种金属的焊接 3、生产率高十、钎焊(一)、钎焊的种类 根据钎料熔点不同,钎焊分为硬钎焊和软钎焊两种 1、硬钎焊 钎料熔点高于450℃的钎焊为硬钎焊 硬钎料有铜基、银基、铝基等合金 钎剂常用鹏砂、硼酸、氟化物、氯化物等 加热方法有火焰加热、盐浴加热、电阻加热、高频感应加热等 硬钎焊接接头强度高达490MPa,适用于受力较大及工作温度较高的工件 2、软钎焊 钎料熔点低于450℃的钎焊为软钎焊。
常用软钎料为锡铅合金 常用钎剂为松香、氯化铵溶液等 常用烙铁及其它火焰加热 (二)、钎焊的特点 1、焊件加热温度低,金属组织和力学性能变化小,焊件变形小,接头光滑平整,焊件尺寸精确 2、可以焊同种或异种金属 3、可焊由多条焊缝组成的复杂形状的焊件 4、设备简单,氧化碳气体保护焊的 ,焊接方法,及常见问题 的解决1、 短路过渡焊接 CO2电弧焊中短路过渡应用最广泛,主要用于薄板及全位置焊接,规范参数为电弧电压焊接电流、焊接速度、焊接回路电感、气体流量及焊丝伸出长度等 (1)电弧电压和焊接电流,对于一定的焊丝直径及焊接电流(即送丝速度),必须匹配合适的电弧电压,才能获得稳定的短路过渡过程,此时的飞溅最少 不同直径焊丝的短路过渡时参数如表: 焊丝直径(㎜) 0.8 1.2 1.6 电弧电压(V) 18 19 20 焊接电流(A) 100-110 120-135 140-180 (2) 焊接回路电感,电感主要作用: a 调节短路电流增长速度di/dt, di/dt过小发生大颗粒飞溅至焊丝大段爆断而使电弧熄灭,di/dt 过大则产生大量小颗粒金属飞溅。
b 调节电弧燃烧时间控制母材熔深 c 焊接速度焊接速度过快会引起焊缝两侧吹边,焊接速度过慢容易发生烧穿和焊缝组织粗大等缺陷 d 气体流量大小取决于接头型式板厚、焊接规范及作业条件等因素通常细丝焊接时气流量为5-15 L/min,粗丝焊接时为20-25 L/min e 焊丝伸长度合适的焊丝伸出长度应为焊丝直径的10-20倍焊接过程中,尽量保持在10-20㎜范围内,伸出长度增加则焊接电流下降,母材熔深减小,反之则电流增大熔深增加电阻率越大的焊丝这种影响越明显 f 电源极性CO2电弧焊一般采用直流反极性时飞溅小,电弧稳定母材熔深大、成型好,而且焊缝金属含氢量低 2、 细颗粒过渡 (1) 在CO2气体中,对于一定的直径焊丝,当电流增大到一定数值后同时配以较高的电弧压,焊丝的熔化金属即以小颗粒自由飞落进入熔池,这种过渡形式为细颗粒过渡 细颗粒过渡时电弧穿透力强母材熔深大,适用于中厚板焊接结构细颗粒过渡焊接时也采用直流反接法 (2) 达到细颗粒过渡的电流和电压范围: 焊丝直径(mm) 电流下限值(A) 电弧电压(V) 1.2 300 34-。