过程装备制造第5讲焊接方法和工艺

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1、 主讲：曲延鹏 机械工程学院过控研究所(8#508) ( 88395100（O） Email：过程装备制造技术过程装备制造技术 本讲主要内容CH5-2 常用焊接方法及其焊接工艺1 手工手工电弧弧焊2 埋弧自埋弧自动焊3 气体保气体保护焊4 电渣渣焊5 窄窄间隙隙焊6 焊接材料的接材料的选择思考题1.手工电弧焊的设备、工艺和特点2.埋弧自动焊的设备、工艺和特点3.CO2气体保护焊的设备、工艺和特点4.钨极氩弧焊的设备、工艺和特点5.焊接材料的种类以及选择的原则常用焊接方法的代号 焊接方法焊接方法字母代号字母代号焊接方法焊接方法字母代号字母代号手工电弧焊手工电弧焊S冷压焊冷压焊L氩弧焊氩弧焊A埋弧

2、自动焊埋弧自动焊Z气焊气焊Q埋弧半自动焊埋弧半自动焊B电渣焊电渣焊DCO2保护焊保护焊C手工电弧焊手工电弧焊手工电弧焊的基本原理手工电弧焊是利用电弧放电(俗称屯弧燃烧)所产生的热量，将焊条与工件熔化，冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的过程。在工件与焊条两极之间的气体介质中持续强烈的放电现象称为电弧。手工电弧焊焊接时，电弧 中心部分的温度可达5000 8000，两极的温度可 达35004200。手工电弧焊的焊接过程引弧形成熔池形成焊缝设备-焊机三大类：孤焊变压器(交流电焊机)、弧焊发电机(直流电焊机)、弧焊整流器选择弧焊设备首先要考虑的是焊条涂层(药皮)类型和被焊接头、装备的重要性。设备-焊钳,

3、焊接电缆选择焊钳,焊接电缆主要考虑的是允许通过的电流密度焊钳要绝缘好，轻便。焊接电缆应采用多股细铜线电缆,电缆截面可根据焊机额定焊接电流(如表)选择,电缆长度一般不超过30米设备-面罩是防止焊接时的飞溅,弧光及其辐射对焊工的保护工具,有手持和头盔式,面罩上的护目遮光镜片可按表选择焊条的组成1. 1. 电焊条的组成及作用电焊条的组成及作用电焊条焊条芯药皮焊缝的填充材料填充材料 填充焊缝电极电极传导电流 导电机械保护机械保护的作用冶金冶金的作用稳定电弧稳定电弧的作用焊条芯焊条芯药皮药皮2.2.药皮的种类：药皮的种类： 氧化钛型；氧化钛钙型；钛铁矿型；氧化钛型；纤维素型；低氢钾型；低氢钠型；石墨型；

4、盐基型。焊条的组成焊条=金属焊芯+表面药皮涂层焊芯焊芯：作为电极，产生电弧，并传导焊接电流，焊芯熔化后作为填充金属成为焊缝的一部分。钢焊条的焊芯采用专门的焊接用钢丝，焊条直径是由焊丝直径来表示的，一般为1.6、2.0、2.5、3.2、4.0、5.0、6.0、8.0mm等规格，长度为300450mm。药皮：压涂在焊芯表面的涂料层，它的主要作用是保证电弧稳定燃烧；造气、造渣以隔绝空气，保护熔化金属；对熔化金属进行脱氧、去硫、渗合金元素等。焊条药皮的组成物按其作用分为稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、粘结剂等，由矿石、铁合金、有机物和化工产品四大类原材料粉末，如碳酸钾、碳酸钠、大理石、萤石、锰

5、铁、硅铁、钾钠水玻璃等配成。焊丝焊条的种类 根据熔渣化学性质不同，焊条可分为酸性焊条和碱性焊条。酸性焊条：熔渣中以酸性氧化物为主，氧化性强，合金元素烧损大，故焊缝的塑性和韧度不高，且焊缝中氢含量高，抗裂性差，但酸性焊条具有良好的工艺性，对油、水、锈不敏感，交直流电源均可用，广泛用于一般结构件的焊接。 碱性焊条（又称低氢焊条）：药皮中以碱性氧化物以莹石为主，并含较多铁合金，脱氧、除氢、渗金属作用强，与酸性焊条相比，其焊缝金属的含氢量较低，有益元素较多，有害元素较少，因此焊缝力学性能与抗裂性好，但碱性焊条工艺性较差，电弧稳定性差，对油污、水、锈较敏感，抗气孔性能差，一般要求采用直流焊接电源，主要用

6、于焊接重要的钢结构或合金钢结构。 2024/9/17国家标准局将焊条按化学成分划分若干大类，焊条行业统一将焊条按用途分为十类,如表所示2024/9/17焊条牌号行业统一代号。其表示方法为：以大写拼音字母或汉字表示焊条的类别，后面跟三位数字，前两位表示焊缝金属的性能，如强度、化学成分、工作温度等第三位数字表示焊条药皮的类型和焊接电源。焊条牌号举例如下： J422（结422）：“J”（“结”）表示结构钢焊条“42”表示熔敷金属的抗拉强度（b）不低于420MPa（43kgf/mm2），“2”表示氧化钛钙型药皮，交流、直流电源均可使用。 Z248（铸248）：“Z”（“铸”）表示铸铁焊条， “2”表示

7、熔敷金属主要化学成分的组成类型（铸铁），“4”是牌号编号，“8”表示石墨型药皮，交流、直流电源均可使用。焊条药皮类型及焊接电源种类，见表2024/9/17焊条型号国家标准代号。碳钢焊条型号见国家标准GB5117-85，如E4303、E5015、E5016等，其编制方法是“E”表示焊条，前两位数字表示熔敷金属的最小抗拉强度值（kgf/mm2）；第三位数字表示焊条使用的焊接位置：“0”、“1”均表示适用于全位置焊接，“2”表示适用于平焊和平角焊，“4”表示适用于向下立焊；第三、第四位数字组合表示焊接电流的种类和焊条药皮类型。2024/9/17焊条：焊芯+药皮P81 表表5-12节选节选2024/9

8、/17焊条的选择原则（1）考虑母材的力学性能和化学成分 焊接低碳钢和低合金结构钢时，应根据焊接件的抗拉强度选择相应强度等级的焊条，即等强度原则；焊接耐热钢、不锈钢等材料时，则应选择与焊接件化学成分相同或相近的焊条，即等成分原则。 （2）考虑结构的使用条件和特点 对于承受动载荷或冲击载荷的焊接件，或结构复杂、大厚度的焊接件，为保证焊缝具有较高的塑性和韧度，应选择碱性焊条（3）考虑焊条的工艺性 对于焊前清理困难，且容易产生气孔的焊接件，应当选择酸性焊条 2024/9/17焊接规范的选择-1焊接参数：为保证焊接质量而选定的参数焊接规范：焊接工艺过程中所选择的各个焊接参数的综合基本的焊接规范：焊接电流

9、、焊接电弧电压、焊接速度（单位时间内焊接的焊缝长度）、焊接线能量、焊条（埋弧焊为焊丝）直径、多层焊的层数、焊接冷却时间、焊接预热温度等。2024/9/17焊接规范的选择-2焊条直径 根据焊工件的厚度选择，还要考虑接头形式、焊接位置、焊接层数等影响水平焊对接时焊条直径的选择见表5-14作焊接工艺评定的重要焊接结构（JB4708-92）2024/9/17焊接规范的选择-焊接电流：最主要工艺参数，焊接质量关键。 根据焊条直径来选择焊接电流范围，同时还要考虑板厚、接头形式、焊接位置、施焊环境温度、工件材质等因素。适当采用较大的焊接电流，提高生产效率。焊接电弧电压：电弧长度决定 电弧过长不稳定、熔深浅、

10、熔宽增加，易产生咬边等缺陷，空气易侵入，易产生气孔，飞溅严重，浪费焊条、电能，效率低。尽量采用短弧焊接，电弧长度一般为26mm。焊接速度：保证焊缝熔透，尽量采用较大的焊接速度（可达60-70cm/min） 2024/9/17焊接规范的选择-4焊条层数 ：n=/d 焊接线能量焊接低碳钢时，没有具体规定焊接线能量的大小焊接低合金钢、不锈钢等，焊接线能量过大，接头性能可能不合格；太小时，对一些钢种易产生裂纹焊接冷却时间：利用钢的焊接连续冷却组织转变图(CCT图）、线算图来确定焊接工艺参数P88 图图5-142024/9/17手工电弧焊的特点1 .设备简单、应用灵活方便。2 .劳动条件差、生产率低、质

11、量不稳定。手工电弧焊，由于其设备简单、操作方便、适合全位焊接等特点，在装备制造中是一种应用广泛的焊接方法。埋弧自动焊2024/9/17埋弧自动焊2024/9/172024/9/17埋弧自动焊-1埋弧焊电源：直流（弧焊发电机或弧焊整流器）、交流（弧焊变压器）或交直流并用。直流直流电源源电弧弧稳定，常用于定，常用于焊接工接工艺参数参数稳定性要求定性要求较高的高的场合。合。小小电流范流范围、快速引弧、短、快速引弧、短焊缝、高速、高速焊接。直流正接（接。直流正接（焊丝接接负极），极），焊丝的熔敷率高；直流反接，的熔敷率高；直流反接，焊缝熔深大。熔深大。交流交流电源源焊丝的熔敷率和的熔敷率和焊缝熔深介于

12、直流正接和直流反接之熔深介于直流正接和直流反接之间，而且而且电弧的磁偏吹小。多用于大弧的磁偏吹小。多用于大电流埋弧流埋弧焊和直流磁偏吹和直流磁偏吹严重的重的场合。交流的空合。交流的空载电压在在65V65V以上。以上。为进一步加大熔深、提高生一步加大熔深、提高生产率，多率，多丝埋弧自埋弧自动焊得到了越来越得到了越来越多的多的应用。用。应用用较多的是双多的是双丝和三和三丝埋弧自埋弧自动焊，电源可采用直源可采用直流、交流或交、直流并用，流、交流或交、直流并用，电源的源的选用及用及连接有多种接有多种组合方式。合方式。2024/9/17埋弧自动焊-2P91 图图5-18P90 图图5-172024/9/

13、17埋弧自动焊-3焊机分类：半自动焊机和自动焊机半自半自动焊机的机的焊接速度是由操作者来控制接速度是由操作者来控制自自动焊机完成送机完成送丝速度速度+ +焊接速度的接速度的调节埋弧自埋弧自动焊的关的关键：送：送丝速度速度= =焊接速度接速度辅助设备：为调整焊接机头与工件的相对位置使接头处在最佳施焊位置，或为达到预期的工艺目的2024/9/17埋弧自动焊-4P92 图图5-192024/9/17埋弧自动焊-辅助设备焊接夹具：使被焊工件能准确定位并夹紧，以便焊接。 可减少或免除定位焊缝，也可减少焊接变形，并达到其他工艺目的。焊接夹具常与其他辅助设备联用。工件变位设备：使工件旋转、倾斜，处于最佳施焊

14、、装配位置等，保证焊接质量、提高生产效率、减轻劳动强度。 有滚轮架、翻转机、万能变位装置等。焊机变位设备：将焊接机头准确地送到待焊位置。 大多与工件变位机、焊接滚轮架等配合工作，完成各种形状复杂工件的焊接。其基本形式有平台式、悬臂式、伸缩式、龙门式等焊缝成形设备：为防止熔化金属流失、烧穿，并使焊缝背面成形，经常在焊缝背面加衬垫。 常用设备有铜垫板和焊剂垫。焊剂垫有用于纵缝和环缝的两种形式焊剂回收输送设备：自动回收并输送焊接过程中的焊剂2024/9/17埋弧自动焊-焊剂熔炼焊剂：按配方比例称出所需原料干混均匀结化注入冷水或激冷板粒化 干燥、捣碎、过筛烧结焊剂：各种粉料组分混合均匀加水玻璃调成湿料

15、7501000烧结 破碎、过筛陶质焊剂：烧结焊剂的湿料制成一定尺寸颗粒 350500烘干2024/9/17埋弧自动焊-焊丝实芯焊丝：将热轧线材拉拔加工生产制造工制造工艺成熟、成熟、质量好。量好。表面表面处理理镀铜，有效防止，有效防止焊丝锈蚀，改善，改善焊丝的的导电性和性和润滑滑性，有利于提高性，有利于提高焊接工接工艺过程的程的稳定性。定性。应用广、品种多，用广、品种多，满足足锅炉、炉、压力容器用力容器用钢材的材的焊接要求。有低接要求。有低锰焊丝、中、中锰焊丝、 高高锰焊丝、Mn-MoMn-Mo系列系列焊丝四种四种类型。型。药芯焊丝：将药粉包在薄钢带内卷成不同截面形状或填充在细管内，经轧拔加工制

16、成。活性焊丝：向电弧中添加易电离的物质活化剂（如K、 Cs等）。 增加电弧稳定性；减少阻碍熔滴脱落的电磁力，使熔滴易脱落；改变熔滴过渡性能，不形成大熔滴，呈细熔滴喷射过渡，减少飞溅；主要用于气体保护焊。2024/9/17埋弧自动焊-焊丝2024/9/17埋弧自动焊-焊接规范焊接电流： H=KmIn电弧电压：电弧长度成正比n焊接速度：熔深和熔宽影响 明显P101 图图5-27P100 图图5-262024/9/17埋弧自动焊的特点优点：效率高效率高成型好成型好对人眼人眼伤害小害小缺点：焊接接过程不可程不可见只能只能焊平平焊或小角度或小角度倾斜位置斜位置气体保护电弧焊2024/9/17气保焊概述2

17、024/9/17气体保护电弧焊定义：气体保护电弧焊(简称气电焊或者气保焊)是一种利用气体做焊接保护介质的电弧焊。原理：用气体将电弧、熔化金属与周围的空气隔离，防止空气与熔化金属发生冶金反应，以保证焊接质量。保护气体：主要有Ar、He、CO2、N2等。2024/9/17与埋弧焊相比，气体保护焊具有以下特点： （1）采用明弧焊，熔池可见性好，适用于全位置焊接，有利于焊接过程的机械化、自动化。 （2）电弧热量集中，熔池小，热影响区窄，焊件变形小，尤其适用于薄板焊接。 （3）可焊材料广泛，可用于各种黑色金属和非铁合金的焊接。气保焊特点2024/9/17气保焊分类分类依据：焊接过程中电极是否熔化非熔化极

18、气体保护焊通常通常用钨棒或钨合金棒作电极，以惰性气体（氩气或氦气）作保用钨棒或钨合金棒作电极，以惰性气体（氩气或氦气）作保护气体，焊缝填充金属（即焊丝）根据情况另外添加护气体，焊缝填充金属（即焊丝）根据情况另外添加。应用较广的是应用较广的是钨极氩弧焊钨极氩弧焊。熔化极气体保护焊以焊丝作为电极以焊丝作为电极. .根据采用的保护气不同，可分为熔化极惰性气体保护焊、熔化极根据采用的保护气不同，可分为熔化极惰性气体保护焊、熔化极活性气体保护焊活性气体保护焊应用较广的是应用较广的是熔化极氩弧焊、熔化极氩弧焊、COCO2 2气体保护焊气体保护焊。2024/9/17熔化极气保焊采用可熔化的焊丝作电极，与工件

19、之间产生的电弧作热源，熔化焊丝和母材金属，并利用气体作保护介质，以形成焊缝的焊接。英文简称GMAW。2024/9/17钨极氩弧焊2024/9/17钨极氩弧焊钨极惰性气体保护电弧焊英文简称TIG，国际上应用较广的焊接方法，中国以氩气作为保护气体，简称氩弧焊，是国内应用较广的焊接方法，尤其是手工钨极氩弧焊。 高熔点的钍钨棒或铈钨棒作电极，由于钨的熔点高达3410，焊接时钨棒基本不熔化，只是作为电极起导电作用，填充金属需另外添加。钨极氩弧焊是厚壁容器等重要结构打底焊的较好焊接方法，几乎可以焊接所有的金属。2024/9/17钨极氩弧焊设备-12024/9/17钨极氩弧焊设备-22024/9/17钨极氩

20、弧焊电源直流正接：同样直径的钨极可用较大的电流，电弧稳定而集中，熔深大、效率高，大多数金属均采用正接。直流反接：钨极易熔化、烧损，电流小，熔深浅而宽，一般采用较少。但反接时，有阴极清理作用，有利于铝、镁及其合金与易氧化的铜合金（铝青铜、铁铜）的焊接。交流：特点是负半波（工件为负）时，有阴极清理作用，正半波（工件为正）时，钨极不易熔化，许用电流较大。存在的主要问题是直流分量的产生和电弧燃烧不稳定。2024/9/172024/9/172024/9/17钨极氩弧焊焊枪钨极：常用的有纯钨极、钍钨极和铈钨极三种。 钨的熔点(3410 )及沸点(5900)都很高，适合作不熔化电极。2024/9/17202

21、4/9/17钨极氩弧焊保护气体有氩、氦、氩-氦混合气和氩-氢混合气。氩气与氦气都属于惰性气体，氦气比氩气的电离电压高、热传导系数大、原子质量轻（密度小），所以两者电弧特性、工艺性能显著不同，氦气价格昂贵。 2024/9/17* 保护气体氩气和氦气 在在氩气中易引弧氩气中易引弧，电弧稳定、柔和，氦气较差；，电弧稳定、柔和，氦气较差；同样电流和弧长，氦弧的电压明显高于氩弧，所以同样电流和弧长，氦弧的电压明显高于氩弧，所以氦弧的温度高氦弧的温度高，发热大且集中，这是氦弧的最大特点，同样条件下，钨极氦弧焊的发热大且集中，这是氦弧的最大特点，同样条件下，钨极氦弧焊的焊接速度比钨极氩弧焊高焊接速度比钨极氩

22、弧焊高30-4030-40，且可获得较大熔深和窄焊道，且可获得较大熔深和窄焊道，热影响区也显著减小；热影响区也显著减小；氩气的密度大，易形成良好的保护罩氩气的密度大，易形成良好的保护罩，为了获得同样的保护效果，为了获得同样的保护效果，氦气的流量必须比氢气大氦气的流量必须比氢气大1-21-2倍；倍；氩气原子质量大，具有良好的阴极清理作用氩气原子质量大，具有良好的阴极清理作用，氦气则较小。，氦气则较小。氩-氦混合气体 ：同时具有两者的优点，一般混合气体体积比例是氦70-80，氩2520。氩-氢混合气体：可提高电弧电压，从而提高电弧热功率，增加熔透能力，并有防止咬边、抑制CO气孔的作用。只限于焊接不

23、锈钢、镍基合金和镍-铜合金，氢在一定含量范围内对材料不会引起有害影响，常用成分为Ar+15H2。2024/9/17氩弧焊焊接规范选择-1焊接电流种类、极性及大小：根据工件材料选择电流大小是决定熔深的最主要参数，要根据工件材料、厚度、接电流大小是决定熔深的最主要参数，要根据工件材料、厚度、接头形式、焊接位置等选择，有时还要考虑焊工技术水平等因素。头形式、焊接位置等选择，有时还要考虑焊工技术水平等因素。钨极直径及端部形状：根据焊接电流大小、电流种类选择钨极直径，根据电流种类选用不同的端部形状。气体流量和喷嘴直径： 一定 条件下，气体流量和喷嘴直径有 一个最佳范围，保护效果最好， 保护区最大。202

24、4/9/17氩弧焊焊接规范选择-2焊接速度：根据工件厚度，并与焊接电流、预热温度配合以保证所需的熔深和熔宽。喷嘴与工件距离：一般8-14mm 距离越大，气体保护效果越差，但距离太近，会影响焊工视线，且容易使钨极与熔池接触，产生夹钨。P109 图图5-332024/9/172024/9/172024/9/172024/9/172024/9/172024/9/17钨极氩弧焊的优点采用纯氩气保护，焊缝金属纯净，特别适合于非铁合金、不锈钢、钛及钛合金等材料的焊接。 焊接过程稳定，所有焊接参数都能精确控制，明弧操作，易实现机械化、自动化。 焊缝成形好，特别适合3mm以下的薄板焊接、全位置焊接和不用衬垫的

25、单面焊双面成形。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。2024/9/17熔化极氩弧焊2024/9/17焊丝熔滴过渡熔化极氩弧焊的一个重要基本问题是关于熔滴过渡问题。对熔化极氩弧焊的电弧稳定燃烧、气体保护效果和焊接质量影响很大。熔滴过渡就是当电极末端金属(焊丝或焊条)熔化后主要是以熔滴状(仅5左右为雾状）形式通过电弧区过渡到焊缝熔池中去。根据国际焊接学会的分类，熔化极气保焊焊丝金属的熔滴过渡类型主要有自由过渡、短路过渡、混合过渡。2024/9/17自由过渡-滴状过渡自由过渡：熔滴从焊丝端脱落后，在电弧空间自由运动一段距离后落入熔池。滴状过渡：电流小时，熔滴直径焊丝直径，熔滴尺

26、寸足够大时，依靠重力缩颈拉断，落入熔池轴向滴状过渡：富氩混合气保护焊时，溶滴在脱离焊丝前处于轴向下垂位置，脱离焊丝后仍沿着轴向落向熔池非轴向滴状过渡：多原子气氛中，阻碍熔滴过渡力熔滴重力，熔滴脱落前就偏离焊丝轴线，甚至上翘。熔滴脱离后不能沿焊丝轴向过渡。2024/9/17自由过渡-喷射过渡喷射过渡：熔滴尺寸与焊丝直径相近或更小，电弧力的方向与熔滴轴向过渡的方向一致，熔滴受电弧力的强制作用脱离焊丝并有力地过渡到熔池射滴过渡：熔滴尺寸与焊丝直径相近，焊丝金属以较明显的分离熔滴形式和较高的加速度沿焊丝轴向射向溶池。射流过渡：电弧热和电磁力的作用，焊丝端熔化金属压成笔尖状，以细小熔滴从液柱尖端高速沿轴

27、向射入熔池。熔滴直径很小，过渡频率很高，像一条流向熔池的金属流。射流过渡时，熔滴易控制，电弧燃烧稳定，获得良好焊缝形状和接头质量 2024/9/17短路过渡+混合过渡短路过渡：熔滴在未脱离焊丝端头前就与熔池直接接触，电弧瞬间熄灭。焊丝端头液体金属靠短路电流产生的电磁收缩力及液体金属的表面张力被拉入熔池，随后焊丝端头与熔池分开，电弧重新引燃并加热与熔化焊丝，准备下一次过渡。 短路过渡时，熔滴的短路过渡频率可达20-200次/s。混合过渡：一定条件 下，熔滴过渡不是单 一类型，而是自由过 渡与短路过渡的混合。2024/9/17影晌焊丝熔滴过渡类型的主要因素电流的大小：影响熔滴过渡类型的最主要因素。

28、电源类型：采用直流反接（焊丝接正极），既具有阴极破碎作用，电弧又比交流电源稳定。保护气体：在Ar中加入少量O2或CO2和在Ar (20%）+He混合气体中，可以得到稳定的喷射过渡。焊丝材料与直径：在反接条件下，焊丝导热性能较强时，焊丝端头不易形成笔尖状的液体金属柱，不可能产生射流过渡。焊丝材料不同临界电流含义也不同。焊丝直径越小，临界电流越低，越容易实现射流过渡。焊丝伸出长度：长度增加，有利于熔滴过渡，降低临界电流值。但过长易使伸长段软化，电弧不稳定。一般伸出长度范围在12-25mm。 2024/9/17焊接设备-1分类：半自动焊和自动焊组成：焊接电源、送丝系统、焊枪（手工焊）或行走系统（自动

29、焊）、供气系统（同钨极氩弧焊）和冷却水系统、控制系统2024/9/17焊接设备-2焊接电源：直流和脉冲电流（脉冲电流熔化极气电焊，MIGP)采用脉冲采用脉冲电流流时更容易更容易实现自自动化、全位置化、全位置焊接接焊接接电源提供两个源提供两个电流，一个是流，一个是稳定的定的维弧弧电流（基流（基值电流），以流），以维持持电弧正常燃弧正常燃烧、不熄、不熄灭，在，在维弧弧时间内不会内不会产生生喷射射过渡。另一个是脉渡。另一个是脉冲（峰冲（峰值）电流，它比流，它比临界界电流高，流高，给熔滴施加一个熔滴施加一个较大的力促使大的力促使过渡。渡。主要主要优点是熔滴点是熔滴过渡可控，平均渡可控，平均电流比流比连

30、续电流流喷射射过渡的渡的临界界电流低，流低，对母材的母材的热输入低，适合各种材料、各种位置工件的入低，适合各种材料、各种位置工件的焊接，既可以接，既可以焊薄薄板，又可用于厚板板，又可用于厚板焊接；生接；生产率高、率高、质量好，同量好，同时焊接接电流流调节范范围宽，包括从短路包括从短路过渡到渡到喷射射过渡的所有渡的所有电流区域；但流区域；但设备较复复杂、成本高，、成本高，对操作者要求操作者要求较高。高。送丝系统：由送丝机（包括电动机、减速器、校直轮、送丝轮）、送丝软管、焊丝盘等组成。送丝系统有推丝式、拉丝式、推拉式等。焊枪：半自动焊焊枪和自动焊焊枪 自动焊焊枪载流容量较大（1500A），工作时间

31、长，一般采用内部水冷却2024/9/17保护气体和焊丝保护气体：氩气、氦气及混合气体焊丝： 成分通常成分通常应同母材成分相近同母材成分相近 具有良好的具有良好的焊接工接工艺性能性能+ +保保证良好的接良好的接头性能性能 直径一般在直径一般在2024/9/172024/9/172024/9/172024/9/17二氧化碳气保焊2024/9/17 2024/9/17保护气体CO2气体气体来源广、价格低在0和一个大气压下的CO2气体密度是1.9768g/L，为空气的1.5倍，所以焊接过程中能有效地排开空气，保护焊接区域。要注意其纯度应满足焊接要求： CO2 99，O20.1，H2012gm。 焊缝质

32、量要求高时，纯度也应提高。2024/9/17焊丝 选用原则除与非熔化极气保焊(氩弧焊)焊丝有相同之处外，还要特别注意对焊丝成分的特殊要求：焊丝必须有足够数量的脱氧元素和能补偿有益元素的烧损，如Si、Mn等(常选用高Si、高Mn焊丝)焊丝的含碳量要低，一般要求含碳量小于0.11。应保证焊丝金属具有满意的力学性能和抗裂性能。2024/9/172024/9/17焊接规范CO2气体保护焊的焊接规范包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压、送丝速度、电源极性、焊接速度和保护气流量等。电弧焊通常都是短路过渡，若想获得稳定的短路过渡，只有合适的电弧电压和焊接电流匹配，一般电弧电压为18-24V，焊接电流为80-18

33、0A细丝小电流短路过渡电弧 焊接时气体流量为515 L/min；粗丝大电流潜弧射 滴过渡时气体流量为1020 L/min。2024/9/17二氧化碳气保焊的优点 成本低，仅为手工电弧焊和埋弧焊的40%50% ；CO2电弧穿透能力强，熔深大，生产率比手工电弧焊高14倍；焊缝氢含量低，抗氢气孔能力强；焊丝中Mn含量高，脱硫作用好，因而焊接接头的抗裂性好。适合薄板焊接；易实现全位置焊接；广泛应用于低碳钢、低合金钢等金属材料的一般结构焊接。2024/9/17二氧化碳气保焊的缺点 在电弧的高温作用下， CO2会分解为CO和O，因而具有较强的氧化性，会使焊缝增氧，还会使焊缝力学性能下降，形成气孔，烧损Mn

34、、Si等合金元素，因此在选用焊丝时应注意；由于CO2气流的冷却作用及强烈的氧化反应，焊接过程小易产生金属飞溅，使熔敷系数降低，浪费焊接材料，飞溅金属黏着导电嘴，引起送丝不畅，电弧不稳。只适合焊接低碳钢和低合金结构钢，不能用于焊接高合金钢和非铁合金。重要焊接结构很少采用。电渣焊2024/9/17电渣焊n电渣焊定义： 利用电流通过液体熔渣产生的电阻热作热源，将工件和填充金属熔合成焊缝的焊接方法。n焊接过程（三个阶段）： 引弧造渣阶段、正常焊接阶段和引出阶段。 合格的焊缝在正常焊接阶段产生，两端焊缝部分应割除。2024/9/17电渣焊设备电源：交流电源 为保证稳定的电渣过程，避免产生电弧放电或电渣-

35、电弧的混合过程，电源的空载电压低、感抗小，为平特性电源。电渣焊中间无停顿，电源暂载率为100合适机头：送丝机构、摆动机构和上下行走机构 送丝速度可均匀无级调节；摆动机构是为了扩大单根焊丝的焊接工件厚度。摆动距离、行走速度均可控制调整水冷成形块：与焊接工件一起围组焊缝区，同时提高熔池金属的冷却速度 一般由紫铜板制成，有固定式和移动式（成形滑块） 2024/9/17焊接材料电极（焊丝）：注意母材对焊缝的稀释作用 焊缝成分和性能主要由焊丝与母材来决定，焊剂用量很少，也很少通过焊剂向焊缝金属渗合金。焊剂：在焊接过程中熔化成熔渣后，渣池具有相当的电阻而使电能转化成热能以焊接，此热能还有预热作用，并使熔池

36、金属缓慢冷却，很少有渗合金的作用。 熔渣具有一定的导电性能，粘度太大将在焊缝金属中产生夹渣和咬肉现象；粘度太小会使熔渣从工件边缘与滑块间的缝隙中流失，严重时会破坏焊接过程，导致焊接中断 2024/9/17焊接规范选择装配间隙：对接接头及丁字接头的装配，工件装配间隙=焊缝宽度+焊缝横向收缩量焊接电流：焊丝送进速度和焊接电流成严格的正比关系。 由于焊接电流波动较大，在给定工艺参数时，常给出焊丝送进速度以代替焊接电流。焊接电压：表5-46渣池深度：根据焊丝送进速度由表5-47确定2024/9/17电渣焊特点分类：丝极电渣焊丝极电渣焊熔嘴电渣焊熔嘴电渣焊板极电渣焊板极电渣焊特点：优点：适合焊接厚件，且

37、一次焊成；优点：适合焊接厚件，且一次焊成；缺点：接头的焊缝区、热影响区都较大，高温停留时间长，易缺点：接头的焊缝区、热影响区都较大，高温停留时间长，易产生粗大晶粒和过热组织，接头冲击韧性较低。产生粗大晶粒和过热组织，接头冲击韧性较低。 窄间隙焊2024/9/17窄间隙焊的必要性电渣焊： 晶粒粗大、热影响区宽，焊后必须进行热处理，周期长，成本高，质量不十分稳定。埋弧自动焊： 壁厚增加，热影响区增大，特别是对高强度钢，会严重影响接头的断裂韧性，降低抗脆断的能力等窄间隙焊： 焊接坡口的截面积比其他类型有很大的缩小。目前采用的窄间隙焊接多属于熔化极气电焊，也有埋弧窄间隙焊。2024/9/17窄间隙焊的

38、特点 坡口狭小，大大减小焊缝截面积，提高焊接速度，常用I形坡口，宽度约为8-12mm，焊接材料的消耗比其他方法低。 主要适于焊接厚壁工件，焊接热输入量小，热影响区狭小（两侧壁的熔池仅为0.5-1 mm），接头冲击韧性高。 由于坡口狭窄，采用惰性气体保护，电弧作热源，焊后残余应力低，焊缝中含氢量少，产生冷裂纹和热裂纹的敏感性也随之降低。 对低合金高强度钢及可焊性较差的钢，可简化焊接工艺 可进行全位置焊接 与电渣焊和埋弧自动焊相比，同一台设备的总成本可降低30%-40左右。焊接材料选用原则2024/9/17焊接材料选用原则（JB/T4709）应根据母材的化学成分，力学性能，焊接性能结合压力容器的结

39、构特点和使用条件综合考虑选用焊接材料，必要时通过实验确定。焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标准规定值的下限或满足图样规定的技术要求。2024/9/17相同钢号相焊的焊缝金属 碳素钢、碳锰低合金钢的焊缝保证力学性能，控制抗拉强度上限 铬钼低合金钢的焊缝保证化学成分和力学性能，控制抗拉强度上限 低温用低合金钢的焊缝保证力学性能，特别保证夏比低温冲击韧性 高合金钢的焊缝应保证力学性能和耐腐蚀性能 不锈钢复合钢板基层的焊缝保证力学性能，控制抗拉强度的上限；复层焊缝保证耐腐蚀性能，当有力学性能要求时还应保证力学性能。不同钢号相焊的焊缝金属 碳素钢、低合金钢之间的焊缝金属保证力学性能。推荐采用与强度级别较低的母材相匹配的焊接材料 碳素钢、低合金钢与奥氏体高合金钢之间的焊缝应保证抗裂性能和力学性能。推荐采用铬镍含量较奥氏体高合金钢母材高的焊接材料 焊接材料须有产品质量证明书，符合相应标准的规定，满足图样技术要求，进厂时按规定验收或复验，合格后方准使用常用焊接材料的选用原则碳素钢 等机械性能不锈钢 等化学成分Cr、Mo耐热钢 等机械性能+等化学成分总结与复习过程设备常用焊接方法及特点。