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1、第二节 其它常用焊接方法一、其它常用焊接方法其它常用焊接方法有埋弧自动焊、气体保护焊、电渣焊、压力焊和钎焊等。各种方法如表4-4所示。 二、常见焊接方法的工艺与特点 1埋弧焊的工艺与特点埋弧焊的纵截面示意图 埋弧焊的纵截面图送丝方向焊接方向渣池焊剂渣壳焊丝熔深电弧溶池焊缝焊件（1）埋弧自动焊的工艺焊丝：相当于手工电弧焊焊条钢芯，具有引弧和填充金属的作用；焊剂：相当于手工电弧焊焊条药皮，起隔离空气，保护熔池和焊缝金属，并起一系列冶金作用。焊剂的分类：熔炼焊剂：熔炼焊剂：含有Mn、Si、Ca、Mg、Al、Ba、Fe等金属氧化物和硅酸盐，具有化学成分均匀，焊剂颗粒强度大，不易吸收水分，可回收重复使用
2、等优点；烧结焊剂：烧结焊剂：具有渣壳薄，利于脱渣，焊剂的密度小，便于吸抽自动回收的优点，其综合技术经济指标优于同类型的熔炼焊剂；陶质焊剂：陶质焊剂：用矿石、铁合金及粘接剂按一定的比例配制成颗粒状焊剂，这类焊剂易于向焊缝金属补充或添加合金元素。但颗粒强度较低，容易吸潮。所焊钢号焊接材料焊丝牌号焊剂牌号Q235、Q25520、25、20gH08A、H08MnAHJ431SJ50116Mn、16MnCu09Mn2、09MnVH08MnAH10Mn2HJ431、SJ501HJ23015MnV、15MnTi15MnVCu、16MnNbH10Mn2H08MnMoAHJ431、SJ301HJ350、SJ30
3、112CrMo、15CrMoH08CrMoAHJ350、SJ30112CrMoVH08CrMoVAHJ350、SJ3011Cr18Ni900Cr19Ni110Cr19Ni11Ti0Cr17Ni12Mo2H0Cr18Ni9H00Cr19Ni9H1Cr19Ni10NbH0Cr19Ni11Mo3HJ260HJ260HJ260HJ260常用碳钢、低合金钢和不锈钢埋弧焊焊材选用实例常用碳钢、低合金钢和不锈钢埋弧焊焊材选用实例 埋弧焊适于长直焊缝或较大直径环形焊缝的焊接。 埋弧焊的工艺 坡口尺寸和接缝装配间隙要求严格，坡口表面和接缝区应去除氧化皮、锈斑和油污，以免产生气孔。 当焊件厚度20mm时，可进行双
4、面焊接，也可采用开坡口单面焊接。 埋弧焊的引弧板和引出板焊接时引弧处和断弧处质量不易保证，常在焊缝两端添加引弧板和引出板，焊后去除。图4-7 埋弧焊的引弧板和引出板引弧板引出板埋弧焊的衬垫焊接衬垫可防止电流过大而烧穿焊件 。铜衬垫 陶瓷衬垫焊剂衬垫图4-8 埋弧焊的衬垫圆筒体零件的焊接图4-9 环缝埋弧焊示意图aa圆筒体环形焊缝对接时，焊丝位置如图4-9所示，偏移量a与筒体直径、焊接速度和焊接电流有关。 （2）埋弧自动焊的特点 .焊接效率高，焊接的电流大，不用换焊条.焊缝金属的力学性能高，质量好，表面美观；.熔深较大，不开或少开坡口，省材、省工时、成本低；.看不见弧光，烟雾少，劳动强度小；.适
5、于焊接大尺寸规则焊缝的平焊。但设备复杂，不能立焊和仰焊，不适于复杂焊缝的焊接。2气体保护焊的工艺与特点 以气体作为保护介质进行的电弧焊是气体保护焊的最大特点。 （1）氩弧焊以氩气作为保护气体的气体保护焊。 根据使用电极的不同，氩弧焊可分为熔化极氩弧焊和不熔化极（钨极）氩弧焊两种。 熔化极氩弧焊焊丝自动送进，既作为电极，又不断熔化进入熔池。保护气体从喷嘴中喷出保护焊接区域，因而能获得优质的焊缝。焊接电流较大，常用于焊接较厚的焊件。钨极氩弧焊用高熔点的钨或钨合金作为电极，焊丝作为添加金属。钨极和母材间产生电弧，焊嘴中喷出的保护气体对焊接区域进行保护。为减小电极损耗，焊接电流不宜太大，适于焊接厚度为
6、0.56mm的薄板。 氩弧焊的特点： .焊缝质量高，表面美观；.电弧稳定，金属的飞溅少，表面无熔渣；.明弧焊，适于全位置焊接；.弧热集中，焊接热影响区小，焊接应力和变形小。但设备和控制系统比较复杂，焊接成本较高。适于有色金属，不锈、耐蚀耐热钢，低合金钢和稀有金属的焊接。（2）CO2气体保护焊 焊丝作为电极，电弧引燃后，焊丝端部、电弧及熔池被CO2气体所包围，可防止空气对液态金属的有害作用，熔池凝固后形成焊缝。 但CO2高温分解为CO和O，与熔池中的铁、碳及其它合金元素发生作用，造成气孔和液态金属的飞溅，合金元素的烧损。 CO2气体保护焊CO2气体保护焊的特点 ：、焊接电流大，焊接速度快，且焊后
7、不需要清渣，故其焊接效率高；、焊接接头抗裂性好，裂纹倾向性小；、明弧焊，适于全位置焊接；、CO2成本低于Ar，因而焊接成本低于氩弧焊；、弧热集中，焊接热影响区小，致使焊件变形小；但焊缝合金元素有一定的烧损，易产生气孔，飞溅大，表面不够光滑。CO2气体保护焊的应用：主要用于低碳钢和低合金高强度结构钢低碳钢和低合金高强度结构钢的焊接。焊接厚度可达25mm，尤其适宜薄板（尤其适宜薄板（0.80.84mm4mm）的焊接。）的焊接。广泛应用于造船、汽车、机车车辆、农业机械等行业。3电阻焊的工艺与特点 定义：电阻焊是焊件组合后，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，将焊件局部加
8、热到塑性或熔化状态，然后形成焊接接头的焊接方法。 分类：电阻焊分为对焊、点焊和缝焊三种形式。 （1）点焊 点焊是焊件装配成搭接接头，利用柱状电极加压通电，产生电阻热熔化焊件金属，形成熔核（焊点）的电阻焊方法 点焊示意图F冷却水电极电极熔核焊件冷却水温度熔点t/C分流现象分流现象：当焊接第二点时，已成焊点会导通电流，造成功率损耗。使焊接处的电流减小，影响焊接质量。电阻点焊接头的最小点距见表46。L表46 电阻点焊接头的最小点距工件厚度/mm 点距/mm 结构钢耐热合金铝合金0.5108151.01210151.51412202.01614253.02018304.0242235点焊接头形式点焊接
9、头形式（2）缝焊 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，带动焊件向前移动，连续或断续送电，利用电阻热熔化焊件金属，形成一连串焊点的电阻焊方法。 缝焊的特点：缝焊时，焊点相互重叠50%以上时，具有良好的密封性。但引缝焊分流严重，焊接相同厚度的焊件，焊接电流约为点焊的1.52.0倍，压力约为点焊的1.21.6倍。因此，要求使用大功率焊机。 缝焊示意图缝焊的应用缝焊主要用于焊缝规则，厚度3mm以下有密密封性要求封性要求的薄壁结构。如飞机和汽车的油箱、各种容器、钢制散热器等。 （3）对焊 定义：对焊是使两个被焊零件沿整个接触面焊合的电阻焊工艺。 、电阻对焊将焊件装配成对接接
10、头，使其断面紧密接触，利用电阻加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻力完成焊接的电阻焊。固定电极移动电极加压(a) 电阻对焊电阻对焊的特点：电阻对焊操作简单，接头外形匀称。但焊前对焊接表面清理要求高，否则焊接质量难以保证。适宜于焊接断面紧凑、强度要求不高，直径（或边长）小于20mm低碳钢棒料和管材，或小于8mm的非铁金属棒料和管材的焊接。 、闪光对焊 焊件装配成对接接头，接通电源，并使其断面逐渐移近至局部接触，在电阻加热下使断面金属熔化并飞出，形成闪光，直至端部在一定深度范围内达到预定温度时，迅速施加顶锻力完成焊接的电阻焊。 固定电极移动电极加压(b) 闪光对焊闪光对焊的特点：、接头中夹渣少，焊接质
11、量好，接头强度高；、焊前对焊件端面的清理要求不严，可以焊接截面形状复杂或具有不同截面的焊件；、但缺点是闪光对焊金属损耗大，焊后接头毛刺需要加工清理，劳动条件差；、常用于受力较大的重要工件的焊接；、可焊接同种金属，也可焊接异种金属，如铝-铜、铝-钢等。 对焊的接头形式及应用电阻对焊和闪光对焊两母材截面应相同或相近，见图。 对焊主要用于焊接钻头、刀具、钢轨、钢筋、轮圈、链条、石油钻杆、铜铝过渡接头等的焊接。 对焊接头形式4电渣焊 电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的电阻热熔化焊丝和母材而形成焊缝的一种焊接方法。能将任何厚度的焊件在垂直位置以一次行程完成全厚度焊缝的焊接。 电渣焊的特点：、一次焊接很厚的
12、工件，生产率高； 、不需开坡口，省工、省料、省焊剂，成本低； 、焊缝金属保持液态的时间长，使金属液体中的气体和杂质能较充分析出，缺陷少； 、焊接热量较大，散热较慢，晶粒粗大，冲击韧性下降，需正火。 电渣焊的应用：电渣焊适于焊接焊接40450mm40450mm的厚板的厚板，一般用于直缝，也可用于环缝焊接。用于制造锻焊、铸焊结构件，如大吨位的压力机和重型机床的机座、大型水轮机的转子等。广泛用于锅炉、压力容器、锻压机械、重型机械和船舶机械等行业。可以焊接各种碳钢、低合金钢、中合金钢、镍铬不锈钢和铝等。 5等离子弧焊与切割 利用某些装置使自由电弧的弧柱受到压缩，使弧柱气体完全电离，产生比自由电弧温度高
13、、能量密度大、流焰可控的等离子弧。借助水冷喷嘴对电弧的约束作用，获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法称为等离子弧焊。 图432 等离子弧发生装置示意图1直流电源；2高频振荡器；3冷却水；4喷嘴；5钨极；6Ar或N2；7等离子弧；8焊件；9电阻345671298等离子弧发生装置示意图1、机械压缩效应、机械压缩效应2、热压缩效应、热压缩效应3、电磁压缩效应、电磁压缩效应等离子弧的压缩效应：（1 1）机械压缩效应：）机械压缩效应：电弧通过喷嘴通道喷出时，其截面受到了约束，通道对电弧产生压缩作用；（2 2）热压缩效应：）热压缩效应：水冷喷嘴使弧柱外层冷却，迫使带电粒子向弧柱中心移动，弧柱被进一步压
14、缩；（3 3）电磁压缩效应：）电磁压缩效应：定向运动的带电粒子流在弧柱中的运动可看成是无数根相互平行的载流导体，在弧柱电流本身产生的磁场作用下，产生的电磁力使弧柱又进一步被压缩。 等离子弧焊的特点：（1）等离子弧挺直，使焊接电弧稳定，在0.1A电流时仍能稳定燃烧。（2）因而穿透力强，除了能够焊接和切割厚大板材外，还可以焊接箔材。（3）焊接速度快，生产率高，焊缝的宽度和高度均匀一致，焊缝表面光洁，焊接变形小。 但的焊接设备复杂，价格较高，气体流速高，消耗保护气体量大。6摩擦焊图4.17 摩擦焊a）主轴旋转F1F2d）保压c）制动顶锻F1F2b）施加摩擦压力F2F1摩擦焊的特点： 、焊件接触表面的
15、氧化膜和杂质被清除，接头组织致密，无气孔、夹渣等缺陷，接头质量好。、焊件焊后的几何尺寸（同轴度和焊件长度）精度高，零件可在加工后进行装配焊接。、焊接操作简单，无需焊接材料，容易实现自动控制，生产率高。、能耗低，耗电量仅为闪光对焊的1/101/15。、应用范围广，不仅焊接同种金属，也可焊接异种金属。摩擦焊接头形式 图4-11 摩擦焊接头形式 管管 管管 杆管 杆杆 管板 杆板7钎焊 钎焊是利用熔点比焊件低的钎焊是利用熔点比焊件低的金属作为钎料，将焊件和金属作为钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、钎料加热到高于钎料熔点、低于母材的熔化温度，钎低于母材的熔化温度，钎料熔化并润湿钎焊面，依料熔化并润湿钎焊面，依靠两者的扩散形成钎焊焊靠两者的扩散形成钎焊焊接接头的方法。接接头的方法。 熔化的钎料
