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1、 焊工培训教材/焊条电弧焊 183 of 183第一章 焊接概论第一节 概述焊接技术是从19世纪末叶、20世纪初迅速发展起来的。目前，焊接已成为一种基本的、重要的金属加工工艺技术，并且发展成为一门独立的工程学科。各种类型的焊接方法如图1-1所示。焊接就是通过加热或加压，或两者并用，并且用（或不用）填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。由于焊接是利用两个物体原子间产生的结合作用来实现联接的，联接后不能再拆卸，成为永久性联接。因此，通过焊接后，其联接材料不仅在宏观上建立了永久性联系，而且在微观上也建立了组织之间的内在联系。要形成牢固接头，建立组织之间的内在联系，就必须使分离的金属原子间产生足
2、够大的结合力，对固体来说需要外部给予很大的能量，以使金属接触表面达到原子间的距离，为此，金属焊接时必须采用加热、加压或两者并用的方法。按照焊接过程中金属所处的状态，可以把焊接方法分为熔化焊接、固相焊接和钎焊。1. 熔化焊接 熔化焊接是在焊接过程中，利用局部的热源，将所需焊接的工件结合处加热到熔化状态，加入（或不加入）填充金属，不施加压力完成焊接的方法。在加热的条件下，增强了金属的原子动能，促进原子间的相互扩散，当被焊金属加热至熔化状态形成熔池时，原子之间可以充分扩散和紧密接触，因此冷却凝固后，即形成牢固的焊接接头。在工业生产中，熔化焊接是应用最广泛、最普遍的一种焊接方法。如气焊、焊条电弧焊、埋
3、弧焊、气体保护焊、电渣焊等。2. 固相焊接 固相焊接是在焊接过程中，对焊件施加压力（加热或不加热）而完成焊接的方法。这类焊接有两种形式，一是将被焊金属接触部分加热至塑性状态或局部熔化状态，然后施加一定的压力，以使金属原子间相互结合形成牢固的焊接接头。如电阻焊、摩擦焊、气压焊等。二是不进行加热，仅在被焊金属的接触面上施加足够大的压力，借助于压力所引起的塑性变形，以使原子间相互接近而获得牢固的压挤接头。如冷压焊、爆炸焊等。3. 钎焊 钎焊的能源可以是化学反应热，也可以是间接热能。它是利用熔点比被焊材料低的金属材料作钎料，经过加热使钎料熔化，靠毛细管作用将钎料吸入到接头接触面的间隙内，润湿被焊金属材
4、料的表面，使液相与固相之间相互扩散而形成钎焊接头。因此，钎焊是一种固相兼液相的焊接方法。钎焊加热温度较低，母材不熔化，而且也不需施加压力。但焊前必须采取一定的措施清除被焊工件表面的油污、灰尘、氧化膜等，这是使工件润湿性好，确保接头质量的重要保证。根据热源或加热方法的不同，钎焊可分为火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊和电阻钎焊等。 螺柱焊 焊条电弧焊 埋弧焊 氩弧焊（熔化极） 熔化焊接 CO2电弧焊 钨极氩弧焊 原子氢焊 等离子弧焊 气焊 铝热焊 电渣焊 电子束焊 激光焊 电阻点、缝焊 基本焊接方法 固相焊接 电阻对焊 冷压焊 超声波焊 爆炸焊 锻接 扩散焊 火焰钎焊 感应钎焊 钎焊 炉中钎焊 盐浴钎
5、焊 电子束钎焊图1-1 焊接方法分类第二节 常用焊接方法介绍一、电弧焊电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法。它包括有焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。在焊接过程中当所用的电极是熔化的焊丝时，叫做熔化极电弧焊，如焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、管状焊丝电弧焊等；在焊接过程中当所用的电极是不熔化的碳棒或钨棒时，叫做不熔化极电弧焊，如钨极氩弧焊、等离子弧焊等。1. 焊条电弧焊 焊条电弧焊是各种电弧焊方法中发展最早、目前仍然应用最广的一种焊接方法，见图1-2所示。它是采用涂有药皮焊条作电极和填充金属，电弧在焊条的端部和被焊工件表面之间燃烧。药皮在电弧热作用下一方面
6、可以产生气体以保护电弧，另一方面可以产生熔渣覆盖在熔池表面，防止熔化金属与周围气体的相互作用。熔渣的更重要作用是与熔化金属产生物理化学反应或添加合金元素，改善焊缝金属性能。图1-2 焊条电弧焊过程1-焊钳 2-焊条 3-电弧 4-焊缝 5-熔渣焊条电弧焊的工艺特点是手工操作，适应性强，可适用于野外和高空，乃至水中操作。对任何焊接位置（平、横、立、仰）的不同形式接头和各种长度及形状的焊缝都可以方便地进行焊接。其设备简单、轻便、操作灵活、价格低廉。但焊工操作时劳动强度较大，生产效率低，特别是焊接质量与焊工的技能和状态密切相关。焊条电弧焊配用相应的焊条可适用于大多数工业用碳钢、低合金高强度钢、不锈钢
7、、铸铁、铜、铝、镍及其合金等各种金属材料的焊接。焊条电弧焊最适宜的焊接厚度一般为319mm，其主要工艺参数如下：焊接电源 电流种类（交流、直流正接或反接） 焊接电流适用范围焊 条 药皮类型 焊条直径工 件 母材特性（化学成分、力学性能、厚度） 接头和坡口形式及装配 焊前状态（表面状态及预热） 焊接位置焊接规范 焊接电流 电弧电压（弧长） 运条速度焊接工艺技术 引弧方式 焊条取向（焊条的倾角） 运条方式 收弧（接头）方式2. 埋弧焊 埋弧焊是以连续送进的焊丝作为电极和填充金属。焊接时，在焊接区的上面覆盖一层颗粒状焊剂层，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝端部和局部母材熔化，形成焊缝。见图1-3所示。在电弧热的作用下，一部分焊剂熔化成熔渣并与液态金属发生冶金反应。熔渣浮在金属熔池的表面，一方面可以保护焊缝金属防止空气的侵入，并与熔化金属产生物理化学反应，
