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1、电弧焊接工艺与大家一起交流探讨电弧焊接的主要内容n弧焊电源（焊机）n建立稳定的电弧特性n焊丝熔化及稳定的熔滴过渡n母材的熔化及熔池的建立n形成焊缝及焊接接头n焊缝及热影响区的组织与性能的变化n符合各项技术标准的焊接结构电弧物理特性工（简要一）n电弧的三个区域弧柱区阴极区阳极区n弧柱区总的电流电子流+离子流电子流99.9%离子流0.1%温度高：500050000Kn阴极区给弧柱提供电子流，接受从弧柱来的离子流。n阳极区的导电机构与阴极区相反电弧物理特性（简要二）n电弧的稳定燃烧过程事实上是带电粒子产生、运动和消失的平衡过程。产生（电离、电子发射）运动（极区压降加速、电场加速）消失（扩散、复合）n
2、阴极斑点自动跳向温度高，逸出功低的氧化膜处（铝的TIG、MIG电弧焊接工艺）。n直流正接、反接的意义。焊丝的熔化及熔滴过渡n焊丝熔化热源n电弧热n电阻热n焊丝熔化特性熔化速度 Vm 与电流 I 之间的关系n影响熔化特性的因素n焊丝成分n焊丝直径n干伸长度n极性n熔滴过渡的形态（颗粒射流）n保护气体介质（MAGCO2）熔滴过渡的几种形式：n短路过渡焊丝与熔池的短路频率20200次/S短路缩颈“小桥”断有飞溅。n颗粒过渡n大滴过渡n较大飞溅，难于生产应用。n喷射过渡n射滴过渡n射流过渡（无飞溅焊接）熔滴上的作用力一、表面张力（F）四、等离子流力二、重力（F）五、斑点压力三、电磁收缩力（Fcz） 六
3、、短路时所颈爆破力熔滴就是在以上各种力的共同作用下过渡到焊缝中的FFFcFczFcj电流线熔滴过渡的形式（一）短路过渡小电流、低电压。熔滴长大受到空间限制而与母材短路，在表面张力及小桥爆破力作用下脱离焊丝。（二）大颗粒过渡电弧长度较长，熔滴可自由长大，直至下落力大于表面张力时，脱离焊丝落入熔池。（三）细颗粒过渡CO2焊时，电流超过一定值时，过渡颗粒变小，飞溅小焊缝成型好。（四）射流过渡MAG焊时，焊丝端部液态金属成铅笔尖状，细小熔滴从焊丝尖端一个接一个成轴线状向熔池过渡。焊接无飞溅。熔滴喷射过渡的必要条件n纯氩或富氩混合气体保护焊（MIG或MAG焊接）（CO2焊接无法实现喷射过渡）n焊接电流超
4、过喷射过渡的临界电流（如实心焊丝MAG焊时电流I280A）n低于临界电流时采用脉冲熔化极电源各种焊丝大滴-喷射过渡转变的临界电流值焊丝种类焊丝直径保护气体监界电流最小值/A低碳钢0.898%Ar+2%O2 150低碳钢1.298%Ar+2%O2 220低碳钢1.2 80%Ar+20%CO2 320不锈钢0.9 99%Ar+1%O2 170不锈钢1.2 : : 225铝1.2 Ar 135脱氧铜1.2 Ar 210硅青铜0.9 Ar 165钛1.6 Ar 225熔化极脉冲电弧焊的工艺特点n把间断的.高幅值（大于临界电流）的脉冲电流叠加在低值的稳定电流上，平均电流便可大为降低，但却能在脉冲期产生金
5、属喷射过渡。n必须用富氩（或纯氩）气体。n采用专用电源（如松下AG1脉冲MIG/MAG焊机）。n能够用较大直径的焊丝在各种位置上焊接薄板和厚板。n（如焊接钢不锈钢铝铜等材料时采用焊丝，使用80100A焊接电流母材熔化与焊缝成形n焊缝熔池的特点体积小、温差大、冷速快、温度高、过热状态（钢熔池平均温度：1770100）在运动下结晶（熔池中的气泡、杂质在运动中上浮）n熔池的形状熔深熔宽余高焊接化学冶金反应的特点及作用n分阶段连续进行n药皮反应区熔滴反应区熔池反应区气渣气+渣联合保护脱氧脱氢脱氮脱硫磷渗合金n与焊接方法及焊接规范有密切的关系焊接接头的三个组成部分n焊缝区柱状组织晶粒粗大组织偏析n熔合区
6、与母材联生结晶n热影响区（非淬火钢）1、过热区（粗晶区）2、正火区（细晶区、也称“完全重结晶区”）3、部分相变区（不完全重结晶区）4、再结晶区GMAW-熔化极气体保护焊nCO2（99.98%CO2）nMAG（7595%Ar+255%CO2）标准（80%Ar+20%CO2)nMIG（99.99%Ar）（98.00%Ar+2.00%O2）（95.00%Ar+99.9%氩气nmm板对接发端接接头n直径8mm管子对接 马鞍型角接nmm的板状开坡口对接焊缝n立式储罐双人双面保护共熔池立焊 横焊n管道TIG打底烛地(管内充氩)后，管内通水，再填充焊.盖面焊。铝及铝合金的焊接：n常用铝及铝合金材料：n钝铝（
7、L1L5106010351200）n铝铜合金（LU1922192024）n铝锰合金（21轩30033105）n铝硅合金（LT140434047）n铝镁合金（LF2LF16505253565A03）n铝镁硅合金（LD2LD3160636070）n铝铜镁合金（700570507475）n铝铜镁锂合金（8090）铝及铝合金的焊接性：n铝及铝合金的熔点低（纯铝660），表面生成高熔点氧化膜（AL2O32050 ）容易造成焊接不熔合。n低熔点共晶物和焊接应力，容易产生焊接热裂纹。n母材、焊材氧化膜吸附水分，焊缝容易产生气孔。n铝的导热性是钢的3倍，焊缝熔池温度场变化大，控制焊缝成型的难度较大。铝及铝合金
8、焊接的工艺措施：n用化学和机械的方法清理表层氧化膜。n用交流TIG、直流反接MIG焊接，电弧阴极雾化作用好，清理氧化膜十分有效。n选用与母材化学成分相同相似的焊丝。n高纯度氩气（Ar99.99%)保护。n大号喷嘴，层流气态保护。铝及铝合金的焊接实例：n铝及铝合金船体的MIG焊接nmm板状MIG焊对接角接接头nmm板搭接端接接头TIG焊n管子TIG焊对接角接焊n双人双面共熔池保护TIG立焊横焊nmm焊件的予热TIG焊工艺铜及铜合金的焊接：常用铜材：纯铜（紫铜“（C10200）（C12000）黄铜（C21000）（C26000）磷青铜（C50500）名青铜（C61300）硅青铜（C65100）白铜
9、（镍铜合金）（C70600）铜及铜合金的焊接性：n铜的高热导率（比钢大711倍），使母材与填充金属难于熔合，产生焊不透及未熔合的现象。n低熔点共晶体铜及铜合金具有明显的热脆性，焊接接头容易产生热裂纹。n焊缝出气孔的倾向比钢严重的多。n焊接接头性能变化大，晶粒粗大，导电性和耐蚀性能下降。铜及铜合金焊接的工艺措施：n焊前需预热300600使工件获得足够的热量，保证焊缝的良好成型。n厚度0.36mm的焊件，采用直流TIG焊工艺（铝青铜工件采用交流TIG）。n厚度3mm以上的工件，采用MIG焊工艺，效率高，热输入量大，焊缝成型好。铜及铜合金的焊接实例：n汽车车体铝青铜MIG硬钎焊工艺n铜母导线的MIG
10、mm预热400500）nmm的板状管状对接角接TIG焊钛及钛合金的焊接：n常用钛及合金材料：1.工业纯钛TA1TA2TA3钛合金3.钛合金TB24.+钛合金TC1TC10钛及钛合金的焊接性：n钛在300 以上快速吸氢，600 以上快速吸氧，700 以上快速吸氮。因此焊缝及热影响区的正面和背面，必须受到氩气的有效保护。n焊接热影响区在高温停留时间长，晶粒过热粗化，塑性严重下降。nTA1TA7.TB2.TC1 TC4相对焊接性较好。钛及钛合金焊接的工艺要点：n焊前焊丝及工件除油脂，除氧化皮（酸洗或机械清理）。n高纯度氩气保护，正面背面加保护拖罩。n防止产生裂纹，防止产生气孔。钛及钛合金的焊接实例:
11、n钛管热交换器的TIG焊接nmm板状管状TIG对接角接焊n钛合金航空航天构件的真空TIG焊n钛焊件的充氩气室内保护焊n气体透镜式保护喷嘴+后拖罩保护工艺焊接技术书籍和资料（一）n金属熔焊原理及工艺（上册）论述：焊接温度场.热循环及熔池和形成过程，焊接化学冶金过程，焊缝结晶及热影响区的组织与性能的转变。n金属熔焊原理及工艺（下册）金属的焊接性.各种金属（黑色金属.有色金属）材料的焊接。n焊接方法及设备（电弧焊）电弧的物理特性及产热产力机构.熔滴过渡.母材熔化与焊缝成型.焊接过程参数的自动控制.各种焊接方法（GMAW.GTAW.SAW.SMAW. 等）的工艺特点。焊接技术书籍和资料（二）n焊接结构论述：焊接应力与变形.焊接接头性能，焊接结构的脆性断裂及疲劳强度，典型焊接的工艺实例。n弧焊电源焊接电弧及其电特性.对弧焊电源的要求。各种焊机（弧焊变压器.可控硅.脉冲电源等）的原理.结构.工艺特性。n焊接工艺设计焊接生产工艺分析.设计及控制过程，焊接工艺评定.工艺方案论证，装焊胎具.自动焊接方案的设计及工艺特点。焊接技术书籍和资料（三）n焊接手册三卷第一分册焊接方法及设备第二分册材料的焊接第三分册焊接结构中国机械工程学会焊接学会主编中国机械工业出版社出版2001年第二版（修定版）
