焊接工藝基礎(chǔ)知識(shí)

1、u弧焊u壓力焊u釬焊手工焊條電弧焊激光焊CO2氣體保護(hù)電弧焊氬弧焊埋弧焊等離子焊電阻焊摩擦焊擴(kuò)散焊電阻點(diǎn)焊凸焊縫焊手工電弧焊是利用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法，簡(jiǎn)稱(chēng)手弧焊特點(diǎn)特點(diǎn)1、設(shè)備簡(jiǎn)單。2、操作靈活方便。3、能進(jìn)行全位置焊接適合焊接多種材料。4、不足之處是生產(chǎn)效率低勞動(dòng)強(qiáng)度大。焊條可以分為酸性焊條和堿性焊條藥皮中含有多量酸性氧化物（TiO2、SiO2 等）的焊條稱(chēng)為酸性焊條藥皮中含有多量堿性氧化物（CaO、Na2O等）的稱(chēng)為堿性焊條酸性焊條能交直流兩用，焊接工藝性能較好，但焊縫的力學(xué)性能，特別是沖擊韌度較差，適用于一般低碳鋼和強(qiáng)度較低的低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接，是應(yīng)用最廣的焊條堿性焊條的焊

2、縫具有良好的抗裂性和力學(xué)性能，但工藝性能較差，一般用直流電源施焊，主要用于重要結(jié)構(gòu)（如鍋爐、壓力容器和合金結(jié)構(gòu)鋼等）的焊接。V形和Y形坡口的加工和施焊方便(不必翻轉(zhuǎn)焊件)，但焊后容易產(chǎn)生角變形。雙Y形坡口是在V形坡口的基礎(chǔ)上發(fā)展的。當(dāng)焊件厚度增大時(shí)，采用雙Y形代替V形坡口，在同樣厚度下，可減少焊縫金屬量約1/2，并且可對(duì)稱(chēng)施焊，焊后的殘余變形較小。缺點(diǎn)是焊接過(guò)程中要翻轉(zhuǎn)焊件，在筒形焊件的內(nèi)部施焊，使勞動(dòng)條件變差。U形坡口的填充金屬量在焊件厚度相同的條件下比V形坡口小得多，但這種坡口的加工較復(fù)雜。氬弧焊，是使用氬氣作為保護(hù)氣體的一種焊接技術(shù)。1 又稱(chēng)氬氣體保護(hù)焊。就是在電弧焊的周?chē)ㄉ蠚鍤獗Ｗo(hù)氣

3、體，將空氣隔離在焊區(qū)之外，防止焊區(qū)的氧化。 鎢極氬弧焊（TIG） 熔化極氬弧焊(MIG)電極材料 手動(dòng)氬弧焊 半自動(dòng)氬弧焊 自動(dòng)氬弧焊操作方式 直流氬弧焊 交流氬弧焊電源種類(lèi)優(yōu)點(diǎn) 氬氣能有效地隔絕周?chē)諝?，不溶于金屬，不和金屬反?yīng)，自動(dòng)清除熔池表面氧化膜的作用。因此，可成功地焊接易氧化、化學(xué)活潑性強(qiáng)的強(qiáng)的有色金屬、不銹鋼和各種合金。鎢極電弧穩(wěn)定，即使在很小的焊接電流(10A)下仍可穩(wěn)定地燃燒，特別適合于薄板、超薄板材料的焊接。熱源和填充焊絲可分別控制，因而熱輸入容易調(diào)節(jié)，可進(jìn)行各種位置的焊接，也是實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形的理想方法。由于填充焊絲熔滴不通過(guò)電弧，故不會(huì)產(chǎn)生飛濺，焊縫成形美觀。缺點(diǎn) 焊縫

4、熔深淺，熔敷速度小，產(chǎn)生率較低。鎢極承載電流的能力較差，過(guò)大的電流會(huì)引起鎢極熔化和蒸發(fā)，其微粒有可能進(jìn)入熔池，造成污染(夾鎢)。惰性氣體(氬氣、氮?dú)?較貴，和其他電弧焊手法(如交流手工弧焊、埋弧焊、CO2氣體保護(hù)焊等)比較，生產(chǎn)成本較高。焊接電源供氣系統(tǒng)水冷機(jī)焊槍控制系統(tǒng)采用直流反接時(shí)，焊件是陰極，質(zhì)量較大的氬正離子流向焊件，撞擊金屬熔池表面，可將鋁鎂等金屬表面致密難溶的氧化膜擊碎，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“陰極擊碎”作用。但直流反接時(shí)，鎢極因接正極溫度較高，容易過(guò)熱易燒損。采用直流正接，沒(méi)有“陰極破碎”作用，適用于焊接不銹鋼、耐熱鋼、鈦、銅及其合金二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是焊接方法中的一種，是以二氧化碳?xì)鉃楸?/p>

5、護(hù)氣體，進(jìn)行焊接的方法。一般分為自動(dòng)和半自動(dòng)兩種。1焊接成本低。其成本只有埋弧焊、焊條電弧焊的4050%。2生產(chǎn)效率高。其生產(chǎn)率是焊條電弧焊的14倍。3操作簡(jiǎn)便。明弧，對(duì)工件厚度不限，可進(jìn)行全位置焊接而且可以向下焊接。4焊縫抗裂性能高。焊縫低氫且含氮量也較少。5焊后變形較小。角變形為千分之五，不平度只有千分之三。6焊接飛濺小。當(dāng)采用超低碳合金焊絲或藥芯焊絲，或在CO2中加入Ar，都可以降低焊接飛濺。等離子弧焊（PAW，Plasma Arc Welding）是利用等離子弧作為熱源的焊接方法。氣體由電弧加熱產(chǎn)生離解，在高速通過(guò)水冷噴嘴時(shí)受到壓縮，增大能量密度和離解度，形成等離子弧。它的穩(wěn)定性、發(fā)熱

6、量和溫度都高于一般電弧，因而具有較大的熔透力和焊接速度。形成等離子弧的氣體和它周?chē)谋Ｗo(hù)氣體一般用氬。根據(jù)各種工件的材料性質(zhì)，也有使用氦、氮、氬或其中兩者混合的混合氣體的。（1）微束等離子弧焊可以焊接箔材和薄板。（2）具有小孔效應(yīng)，能較好實(shí)現(xiàn)單面焊雙面自由成形。（3）等離子弧能量密度大，弧柱溫度高，穿透能力強(qiáng)，1012mm厚度鋼材可不開(kāi)坡口，能一次焊透雙面成形，焊接速度快，生產(chǎn)率高，應(yīng)力變形小。（4）設(shè)備比較復(fù)雜，氣體耗量大，只宜于室內(nèi)焊接。 焊接過(guò)程：焊接過(guò)程： 焊件太薄 由于小孔不能被液體金屬完全封閉，故不 能實(shí)現(xiàn)小孔焊接法。 焊件太厚 受到等離子弧能量密度的限制，形成小孔困難。會(huì)因熔化金

7、屬多，液體金屬的質(zhì)量大于表面張力的承托能力而流失，不能保持熔池金屬平衡，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)形成小孔空腔而造成切割現(xiàn)象。 等離子弧焊（小孔技術(shù)）一次焊透的厚度等離子弧焊（小孔技術(shù)）一次焊透的厚度采用較小的焊接電流（30100A）和較低的離子氣流量，采用混合型等離子弧焊接的方法。在焊接過(guò)程中不形成小孔效應(yīng)，焊件背面無(wú)“尾焰”。液態(tài)金屬熔池在弧柱的下面，靠熔池金屬的熱傳導(dǎo)作用熔透母材，實(shí)現(xiàn)焊透。焊件厚度：焊件厚度：主要用于薄板（0.52.5mm）的焊接。厚板多層焊的第二層及以后各層的焊接。應(yīng)應(yīng) 用用 焊接速度快，焊縫美觀，焊縫質(zhì)量好，成本低，等離子焊接已廣泛運(yùn)用于設(shè)備制造業(yè)中對(duì)各種型式的接頭進(jìn)行焊接、醫(yī)療設(shè)

8、備、真空裝置、薄板加工、波紋管、儀表、傳感器、汽車(chē)部件、化工密封件等維弧的作用維弧的作用在小電流（小于10A）時(shí)幫助和維持轉(zhuǎn)移弧工作。 當(dāng)維弧電流大于2A時(shí)，轉(zhuǎn)移型等離子弧在小至0.1A焊接電流下仍可穩(wěn)定燃燒，因此小電流時(shí)微束等離子弧十分穩(wěn)定。應(yīng)用應(yīng)用：微束等離子焊更是在實(shí)際運(yùn)用中顯露出巨大的優(yōu)勢(shì)，其焊縫質(zhì)量可與激光焊比美。激光焊是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接的一種高效精密的焊接方法.激光焊接可以采用連續(xù)或脈沖激光束加以實(shí)現(xiàn)，激光焊接的原理可分為熱傳導(dǎo)型焊接和激光深熔焊接熱傳導(dǎo)型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104-105 W/cm2為熱傳導(dǎo)焊，此時(shí)熔深淺、焊接速度慢；

9、功率密度大于105-107 W/cm2時(shí)，金屬表面受熱作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深寬比大的特點(diǎn)。 熱傳導(dǎo)型焊接熱傳導(dǎo)型焊接：激光束輻射加熱待加工工件表面，表面溫度升高，通過(guò)熱傳導(dǎo)使得表層一下一定深度受熱，在一定的激光工藝參數(shù)（如激光功率，脈沖寬度等）得到特定的熔池，通過(guò)激光束的移動(dòng)，達(dá)到焊接工件的目的。 激光深熔焊接激光深熔焊接：當(dāng)激光功率密度達(dá)到特定值，待加工工件表面材料汽化形成小孔，吸收了激光能量的小孔內(nèi)部溫度很高，使得其周?chē)饘偃刍??？妆谕庖后w流動(dòng)和壁層表面張力與孔腔內(nèi)連續(xù)產(chǎn)生的蒸汽壓力相持并保持著動(dòng)態(tài)平衡。小孔隨著激光束的移動(dòng)而移動(dòng)，液態(tài)金屬向反方向流動(dòng)填充小孔移

10、開(kāi)后留下的空隙，并冷卻形成焊縫。（1）激光焊接屬于非接觸性焊接過(guò)程，機(jī)具的損耗與變形可降至最低。（2）焊縫窄，熔深比大，焊接接頭熱影響區(qū)小，焊后工件變形小。（3）不需要在真空條件下進(jìn)行，焊接不受磁場(chǎng)影響。（比之于電子束焊）（4）激光束可以聚焦到很小的區(qū)域，適合進(jìn)行小型件的焊接。（5）可焊材質(zhì)范圍大，能夠?qū)崿F(xiàn)難焊金屬的焊接，可用于異種金屬焊接。（6）柔性大，易于實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)化焊接，等等。可穿過(guò)透明介質(zhì)對(duì)密閉容器內(nèi)的工件進(jìn)行焊接；激光束不受電磁干擾，無(wú)磁偏吹現(xiàn)象存在，適宜于磁性材料焊接不需真空室，不產(chǎn)生X射線，觀察及對(duì)中方便。激光焊的不足之處是設(shè)備的一次性投資大，特別是高功率連續(xù)激光器，價(jià)格昂貴；

11、激光器的電光轉(zhuǎn)換及整體運(yùn)行效率都很低，光束能量轉(zhuǎn)換率僅為1020；對(duì)高反射率的金屬直接進(jìn)行焊接比較困難。（1）激光器及焊接系統(tǒng)各配件價(jià)格昂貴，初期投資成本高。（2）激光焊接的聚焦光斑較小，因此對(duì)工件接頭的裝配精度要求較高。（3）固體材料對(duì)激光的吸收率低，能量轉(zhuǎn)化率較低，不足10%。（4）焊接過(guò)程中可能產(chǎn)生等離子體，影響焊接質(zhì)量。 埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。這種方法是利用焊絲和焊件之間燃燒的電弧產(chǎn)生熱量，熔化焊絲、焊劑和母材而形成焊縫的。 焊絲：焊絲：作為填充金屬 焊劑：焊劑：對(duì)焊接區(qū)起保護(hù)和合金化作用。 由于焊接時(shí)電弧掩埋在焊劑層下燃燒，電弧光不外露，因此被稱(chēng)為埋弧焊。埋弧焊焊

12、接過(guò)程a) 焊接過(guò)程 b) 縱向斷面 c) 橫向斷面1焊劑 2焊絲 3電弧 4熔池 5熔渣 6焊縫 7工件 8焊渣 9焊劑漏斗 10送絲滾輪 11導(dǎo)電嘴 c優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)效率高埋弧焊所用的焊接電流可大到1000A以上，因而電弧的熔深能力和焊絲熔敷效率都比較大。焊接質(zhì)量好一方面由于埋弧焊的焊接參數(shù)通過(guò)電弧自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能夠保持穩(wěn)定，對(duì)焊工操作技術(shù)要求不高，因而焊縫成形好、成分穩(wěn)定；另一方面也與采用熔渣進(jìn)行保護(hù)，隔離空氣的效果好有關(guān)。勞動(dòng)條件好埋弧自動(dòng)焊時(shí)，沒(méi)有刺眼的弧光，也不需要焊工手工操作。這既能改善作業(yè)環(huán)境，也能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。節(jié)約金屬及電能對(duì)于2025mm厚以下的焊件可以不開(kāi)坡口焊接，這既可節(jié)省由于加工坡口而損失的金屬，也可使焊縫中焊絲的填充量大大減少。同時(shí)，由于焊劑的保護(hù)，金屬的燒損和飛濺也大大減少。由于埋弧焊的電弧熱量能得到充分的利用，單位長(zhǎng)度焊縫上所消耗的電能也大大降低。缺點(diǎn) 焊接適用的位置受到限制 由于采用顆粒狀的焊劑進(jìn)行焊接，因此一般只適用于平焊位置（俯位）的焊接，如平焊位置的對(duì)接接頭、平焊位置和橫焊位置的角接接頭以及平焊位置的堆焊等。對(duì)于其它位置，則需要采用特殊的裝置以保證焊劑對(duì)焊縫區(qū)的覆蓋。 焊接厚度受到限制由于埋弧焊時(shí)，當(dāng)焊接電流小于100A時(shí)電弧的穩(wěn)定性通常變