焊接及膠接成型

1、概概 述述 通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達到原子間結(jié)合的一種加工方法。充材料，使焊件達到原子間結(jié)合的一種加工方法。 焊焊 接接特特 點點 節(jié)省金屬、減輕結(jié)構(gòu)重量、密封性好、改善勞節(jié)省金屬、減輕結(jié)構(gòu)重量、密封性好、改善勞動條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量，易實現(xiàn)機械化和自動化生產(chǎn)。動條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量，易實現(xiàn)機械化和自動化生產(chǎn)。 焊接方法焊接方法 8.1 焊接的基本原理焊接的基本原理一、焊接電弧焊接電弧 由焊接電源供給、具有一定電壓的兩極間或電極由焊接電源供給、具有一定電壓的兩極間或電極與母材間的氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強烈而持久的放電現(xiàn)象與母材間

2、的氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強烈而持久的放電現(xiàn)象稱為焊接電弧。稱為焊接電弧。 焊接電弧由焊接電弧由陰極區(qū)陰極區(qū)、陽極區(qū)陽極區(qū)和和弧柱弧柱三部分組成三部分組成 焊條電弧示意圖焊條電弧示意圖 二、焊接過程焊接過程 熔焊按其所用的焊接熱源不同分為電弧焊熔焊按其所用的焊接熱源不同分為電弧焊（如手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊等）、（如手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊等）、電渣焊、氣焊、等離子弧焊、電子束焊、激光電渣焊、氣焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊等多種方法。其冶金過程、結(jié)晶過程和接頭焊等多種方法。其冶金過程、結(jié)晶過程和接頭組織的變化規(guī)律是相似的。組織的變化規(guī)律是相似的。8.1 焊接的基本原理焊接的基本原理 為

3、了保證焊縫的質(zhì)量，在電弧焊過程中通常會為了保證焊縫的質(zhì)量，在電弧焊過程中通常會采取以下措施：采取以下措施：（1）在焊接過程中，對熔化金屬進行機械保護，使）在焊接過程中，對熔化金屬進行機械保護，使之與空氣隔開。保護方式有三種：氣體保護、熔之與空氣隔開。保護方式有三種：氣體保護、熔渣保護和氣渣保護和氣-渣聯(lián)合保護。渣聯(lián)合保護。（2）對焊接熔池進行冶金處理，主要通過在焊接材）對焊接熔池進行冶金處理，主要通過在焊接材料（焊條藥皮、焊絲、焊劑）中加入一定量的脫料（焊條藥皮、焊絲、焊劑）中加入一定量的脫氧劑（主要是錳鐵和硅鐵）和一定量的合金元素，氧劑（主要是錳鐵和硅鐵）和一定量的合金元素，在焊接過程中排除

4、熔池中的在焊接過程中排除熔池中的FeO，同時補償燒損，同時補償燒損的合金元素。的合金元素。8.1 焊接的基本原理焊接的基本原理三、焊接熱循環(huán)和焊接接頭的組成三、焊接熱循環(huán)和焊接接頭的組成 8.1 焊接的基本原理焊接的基本原理影響焊接質(zhì)量的主要影響焊接質(zhì)量的主要參數(shù)是參數(shù)是加熱速度加熱速度、最最高加熱溫度高加熱溫度、高溫高溫（1100以上）停以上）停留時間留時間和和冷卻速度冷卻速度。 焊接接頭由焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)組成。焊接接頭由焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)組成。四、焊接接頭的組織和性能四、焊接接頭的組織和性能 （1）焊縫焊縫組織是鑄態(tài)組織，故晶粒粗大、成分組織是鑄態(tài)組織，故晶粒粗大、成分偏析，組織

5、不致密。但由于焊絲本身的雜質(zhì)含偏析，組織不致密。但由于焊絲本身的雜質(zhì)含量低及合金化作用，所以焊縫金屬的力學性能量低及合金化作用，所以焊縫金屬的力學性能一般不低于母材。一般不低于母材。8.1 焊接的基本原理焊接的基本原理（2）熔合區(qū)及熱影響區(qū)的組織和性能）熔合區(qū)及熱影響區(qū)的組織和性能 8.1 焊接的基本原理焊接的基本原理低碳鋼焊接接頭的組織變化低碳鋼焊接接頭的組織變化 改善焊接熱影響區(qū)組織性能的措施：改善焊接熱影響區(qū)組織性能的措施： （1）低碳鋼的焊接結(jié)構(gòu)，用手工電弧焊或埋弧自動焊）低碳鋼的焊接結(jié)構(gòu)，用手工電弧焊或埋弧自動焊時，熱影響區(qū)尺寸較小，對焊接產(chǎn)品質(zhì)量影響較小，時，熱影響區(qū)尺寸較小，對焊

6、接產(chǎn)品質(zhì)量影響較小，焊后可不進行熱處理；焊后可不進行熱處理； （2）低合金鋼焊接結(jié)構(gòu)或用電渣焊焊接的結(jié)構(gòu)，熱影）低合金鋼焊接結(jié)構(gòu)或用電渣焊焊接的結(jié)構(gòu)，熱影響區(qū)較大，焊后必須進行處理，通常可用正火的方法，響區(qū)較大，焊后必須進行處理，通常可用正火的方法，細化晶粒，均勻組織，改善焊接接頭的質(zhì)量；細化晶粒，均勻組織，改善焊接接頭的質(zhì)量； （3）對于焊后不能進行熱處理的焊接結(jié)構(gòu)，只能通過）對于焊后不能進行熱處理的焊接結(jié)構(gòu)，只能通過正確選擇焊接方法，合理制定焊接工藝來減小焊接熱正確選擇焊接方法，合理制定焊接工藝來減小焊接熱影響區(qū)影響區(qū)，以保證焊接質(zhì)量。，以保證焊接質(zhì)量。 8.1 焊接的基本原理焊接的基本原

7、理五、焊接應力與變形焊接應力與變形 （1）焊接應力與變形的產(chǎn)生）焊接應力與變形的產(chǎn)生 8.1 焊接的基本原理焊接的基本原理?圖9-4?平板對接時應力和變形的形成過程平板對接時應力和變形的形成過程焊接應力和變形是同時存在的，當母材塑性較好且結(jié)焊接應力和變形是同時存在的，當母材塑性較好且結(jié)構(gòu)剛度較小時，則焊接結(jié)構(gòu)在焊接應力的作用下會產(chǎn)構(gòu)剛度較小時，則焊接結(jié)構(gòu)在焊接應力的作用下會產(chǎn)生較大的變形而殘余應力較??；反之則變形較小而殘生較大的變形而殘余應力較??；反之則變形較小而殘余應力較大。余應力較大。(2)焊接變形的基本形式焊接變形的基本形式 (3)預防焊接變形的工藝措施預防焊接變形的工藝措施 （1）焊前

8、預熱，焊后處理）焊前預熱，焊后處理（2）選擇合理的焊接順序）選擇合理的焊接順序 盡量使焊縫能自由收縮，這樣產(chǎn)生的殘余應盡量使焊縫能自由收縮，這樣產(chǎn)生的殘余應力較小。力較小。 采用分散對稱焊工藝，長焊縫盡可能采用分采用分散對稱焊工藝，長焊縫盡可能采用分段退焊或跳焊的方法進行焊接段退焊或跳焊的方法進行焊接 （3）加熱減應區(qū)）加熱減應區(qū) （4）反變形法）反變形法（5）剛性固定法）剛性固定法 8.1 焊接的基本原理焊接的基本原理(4) 消除焊接應力和矯正焊接變形的方法消除焊接應力和矯正焊接變形的方法 1）消除焊接應力的方法：）消除焊接應力的方法： 錘擊焊縫錘擊焊縫 焊后熱處理焊后熱處理 機械拉伸法機械

9、拉伸法 2）焊接變形的矯正）焊接變形的矯正 機械矯正法機械矯正法 火焰矯正法火焰矯正法 8.1 焊接的基本原理焊接的基本原理 常用的焊接方法有手工電弧焊、氣焊、埋弧自動焊、氣體保護焊、電渣焊、電阻焊、釬焊等。 其他焊接技術(shù)如電渣焊、電阻焊、釬焊、離子弧焊、真空電子束焊、激光焊和擴散焊等。 8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法一、手工電弧焊手工電弧焊 8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法焊條電弧焊過程焊條電弧焊過程 手工電弧焊電源種類手工電弧焊電源種類 常用手工電弧焊電源有交流弧焊機、直流弧焊機和逆變焊機。8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法 焊條焊條（1）焊條的組成和作用）焊條的組成和作用 焊

10、條由心部的金屬焊條由心部的金屬焊芯焊芯和表面和表面藥皮藥皮涂層組成。涂層組成。 焊芯焊芯在焊接過程中既是導電的電極，同時本身又在焊接過程中既是導電的電極，同時本身又熔化作為填充金屬，與熔化的母材共同形成焊縫金屬。熔化作為填充金屬，與熔化的母材共同形成焊縫金屬。焊芯的質(zhì)量直接影響焊縫的質(zhì)量。焊芯的質(zhì)量直接影響焊縫的質(zhì)量。 藥皮藥皮是壓涂在焊芯表面的涂料層，主要作用是在是壓涂在焊芯表面的涂料層，主要作用是在焊接過程中造氣造渣，起保護作用，防止空氣進入焊焊接過程中造氣造渣，起保護作用，防止空氣進入焊縫，防止焊縫高溫金屬被空氣氧化?？p，防止焊縫高溫金屬被空氣氧化。 8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法

11、（2）焊條的分類）焊條的分類 焊條按熔渣的化學性質(zhì)分為兩大類：焊條按熔渣的化學性質(zhì)分為兩大類： 酸性焊條和堿性焊條酸性焊條和堿性焊條 焊條按用途可分為十一大類：焊條按用途可分為十一大類： 碳鋼焊條、低合金鋼焊條、鉬和鉻鉬耐熱碳鋼焊條、低合金鋼焊條、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鋼焊條、低溫鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條。鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條。 8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法（3）焊條的選用）焊條的選用 若按若按強度等級強度等級和和化學成分化學成分

12、選用焊條：選用焊條： 焊接一般結(jié)構(gòu)，如低碳鋼、低合金鋼結(jié)構(gòu)件時，一焊接一般結(jié)構(gòu)，如低碳鋼、低合金鋼結(jié)構(gòu)件時，一般選用與焊件強度等級相同的焊條，而不考慮化學成般選用與焊件強度等級相同的焊條，而不考慮化學成分相同或相近。分相同或相近。 焊接異種結(jié)構(gòu)鋼時，按強度等級低的鋼種選用焊條。焊接異種結(jié)構(gòu)鋼時，按強度等級低的鋼種選用焊條。 焊接特殊性能鋼種，如不銹鋼、耐熱鋼時，應選用焊接特殊性能鋼種，如不銹鋼、耐熱鋼時，應選用與焊件化學成分相同或相近的特種焊條。與焊件化學成分相同或相近的特種焊條。 焊件的碳、硫、磷質(zhì)量分數(shù)較大時，應選用堿性焊焊件的碳、硫、磷質(zhì)量分數(shù)較大時，應選用堿性焊條。條。 焊接鑄造碳鋼或

13、合金鋼時，因為碳和合金元素的質(zhì)焊接鑄造碳鋼或合金鋼時，因為碳和合金元素的質(zhì)量分數(shù)較高，而且多數(shù)鑄件厚度、剛度較大，形狀復量分數(shù)較高，而且多數(shù)鑄件厚度、剛度較大，形狀復雜，故一般選用堿性焊條。雜，故一般選用堿性焊條。8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法 若按若按焊件的工作條件焊件的工作條件選用焊條：選用焊條： 焊接承受動載、交變載荷及沖擊載荷的結(jié)構(gòu)件時，焊接承受動載、交變載荷及沖擊載荷的結(jié)構(gòu)件時，應選用堿性焊條。應選用堿性焊條。 焊接承受靜載的結(jié)構(gòu)件時，可選用酸性焊條。焊接承受靜載的結(jié)構(gòu)件時，可選用酸性焊條。 焊接表面帶有油、銹、污等難以清理的結(jié)構(gòu)件時，焊接表面帶有油、銹、污等難以清理的結(jié)構(gòu)件時

14、，應選用酸性焊條。應選用酸性焊條。 焊接在特殊條件（如在腐蝕介質(zhì)、高溫等條件）下焊接在特殊條件（如在腐蝕介質(zhì)、高溫等條件）下工作的結(jié)構(gòu)件時，應選用特殊用途焊條。工作的結(jié)構(gòu)件時，應選用特殊用途焊條。8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法 若按若按焊件的形狀、剛度及焊接位置焊件的形狀、剛度及焊接位置選用焊條：選用焊條： 厚度、剛度大、形狀復雜的結(jié)構(gòu)件，應選用堿性焊厚度、剛度大、形狀復雜的結(jié)構(gòu)件，應選用堿性焊條。條。 厚度、剛度不大，形狀一般，尤其是均可采用平焊厚度、剛度不大，形狀一般，尤其是均可采用平焊的結(jié)構(gòu)件，應選用適當?shù)乃嵝院笚l。的結(jié)構(gòu)件，應選用適當?shù)乃嵝院笚l。 除平焊外，立焊、橫焊、仰焊等焊接

15、位置的結(jié)構(gòu)件，除平焊外，立焊、橫焊、仰焊等焊接位置的結(jié)構(gòu)件，應選用全位置焊條。應選用全位置焊條。8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法 手工電弧焊焊接工藝規(guī)范手工電弧焊焊接工藝規(guī)范 焊接工藝規(guī)范指制造焊件所有有關(guān)的加焊接工藝規(guī)范指制造焊件所有有關(guān)的加工和實踐要求的細則文件，可保證由熟練工操工和實踐要求的細則文件，可保證由熟練工操作時質(zhì)量的再現(xiàn)性。作時質(zhì)量的再現(xiàn)性。 焊接工藝規(guī)范包括焊接工藝規(guī)范包括焊條型號（牌號）、焊焊條型號（牌號）、焊條直徑、焊接電流、坡口形狀、焊接層數(shù)條直徑、焊接電流、坡口形狀、焊接層數(shù)等參等參數(shù)的選擇。數(shù)的選擇。 8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法二、埋弧自動焊埋弧自動焊

16、 埋弧焊是將焊條電弧焊的引弧、焊條送進、埋弧焊是將焊條電弧焊的引弧、焊條送進、電弧移動幾個動作改由機械自動完成，焊絲作電弧移動幾個動作改由機械自動完成，焊絲作為填充金屬，而焊劑則對焊接區(qū)起保護和合金為填充金屬，而焊劑則對焊接區(qū)起保護和合金化作用，電弧在焊劑層下燃燒，故稱為埋弧自化作用，電弧在焊劑層下燃燒，故稱為埋弧自動焊，簡稱埋弧焊。動焊，簡稱埋弧焊。 8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法 焊接材料焊接材料 埋弧自動焊焊接材料有焊絲和焊劑。焊埋弧自動焊焊接材料有焊絲和焊劑。焊絲除了作電極和填充材料外，還可以起到滲合絲除了作電極和填充材料外，還可以起到滲合金、脫氧、去硫等冶金作用。焊劑的作用相當

17、金、脫氧、去硫等冶金作用。焊劑的作用相當于焊條藥皮，分為熔煉焊劑和非熔煉焊劑兩類，于焊條藥皮，分為熔煉焊劑和非熔煉焊劑兩類，非熔煉焊劑又可分為燒結(jié)焊劑和粘結(jié)焊劑兩種。非熔煉焊劑又可分為燒結(jié)焊劑和粘結(jié)焊劑兩種。 8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法 埋弧焊工藝埋弧焊工藝 埋弧焊對下料、坡口準備和裝配要求均較高。裝埋弧焊對下料、坡口準備和裝配要求均較高。裝配時要求用優(yōu)質(zhì)焊條點固。由于埋弧焊焊接電流大、配時要求用優(yōu)質(zhì)焊條點固。由于埋弧焊焊接電流大、熔深大，因此板厚在熔深大，因此板厚在24mm以下的工件可以采用以下的工件可以采用I形坡形坡口單面焊或雙面焊。但一般板厚口單面焊或雙面焊。但一般板厚10mm

18、就開坡口，常就開坡口，常用用V形坡口、形坡口、X形坡口、形坡口、U形坡口和組合形坡口。能采形坡口和組合形坡口。能采用雙面焊的均采用雙面焊，以便焊透。減少焊接變形。用雙面焊的均采用雙面焊，以便焊透。減少焊接變形。 焊接前，應清除坡口及兩側(cè)焊接前，應清除坡口及兩側(cè)5060mm內(nèi)的內(nèi)的切油切油垢和鐵銹，以避免產(chǎn)生氣孔。垢和鐵銹，以避免產(chǎn)生氣孔。 埋弧焊一般都在平焊位置焊接。由于引弧處和斷埋弧焊一般都在平焊位置焊接。由于引弧處和斷弧處焊縫質(zhì)量不易保證，焊前可在接縫兩端焊上引弧弧處焊縫質(zhì)量不易保證，焊前可在接縫兩端焊上引弧板和引出板，焊后再去掉。為保證焊縫成形和防止燒板和引出板，焊后再去掉。為保證焊縫成

19、形和防止燒穿，生產(chǎn)中常用焊劑墊和墊板或用焊條電弧焊封底。穿，生產(chǎn)中常用焊劑墊和墊板或用焊條電弧焊封底。8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法 埋弧焊的特點埋弧焊的特點（1）生產(chǎn)率高）生產(chǎn)率高 （2）焊接質(zhì)量好）焊接質(zhì)量好 （3）勞動條件好）勞動條件好 8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法缺點：缺點：埋弧自動焊一般只適用于水平位置的長直焊縫和直埋弧自動焊一般只適用于水平位置的長直焊縫和直徑徑250mm以上的環(huán)形焊縫，焊接的鋼板厚度一般在以上的環(huán)形焊縫，焊接的鋼板厚度一般在660mm，適焊材料局限于鋼、鎳基合金、銅合金，適焊材料局限于鋼、鎳基合金、銅合金等，不能焊接鋁、鈦等活潑金屬及其合金。等，不能

20、焊接鋁、鈦等活潑金屬及其合金。三、氣體保護焊三、氣體保護焊 氣體保護電弧焊是用氣體將電弧、熔化氣體保護電弧焊是用氣體將電弧、熔化金屬與周圍的空氣隔離，防止空氣與熔化金屬金屬與周圍的空氣隔離，防止空氣與熔化金屬發(fā)生冶金反應，以保證焊接質(zhì)量的一種焊接方發(fā)生冶金反應，以保證焊接質(zhì)量的一種焊接方法。保護氣體主要有法。保護氣體主要有Ar、He、CO2、N2等。等。8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法 分類分類 按按電極材料電極材料的不同，可分為兩大類：的不同，可分為兩大類： 非熔化極氣體保護焊：非熔化極氣體保護焊：通常用鎢棒或鎢合金棒通常用鎢棒或鎢合金棒作電極，以惰性氣體（氬氣或氦氣）作保護氣作電極，以

21、惰性氣體（氬氣或氦氣）作保護氣體，焊縫填充金屬（即焊絲）根據(jù)情況另外添體，焊縫填充金屬（即焊絲）根據(jù)情況另外添加，其中應用較廣的是氬氣為保護氣的鎢極氬加，其中應用較廣的是氬氣為保護氣的鎢極氬弧焊；弧焊； 熔化極氣體保護焊：熔化極氣體保護焊：以焊絲作為電極以焊絲作為電極 8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法 分類分類 根據(jù)根據(jù)采用的保護氣采用的保護氣不同，可分為不同，可分為熔化極熔化極惰性氣體保護焊、熔化極活性氣體保護焊和惰性氣體保護焊、熔化極活性氣體保護焊和CO2氣體保護焊。氣體保護焊。 8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法氬弧焊氬弧焊示意圖示意圖 特點：特

22、點： （1）機械保護效果特別好，焊縫金屬純凈，成形美觀，質(zhì)量優(yōu)）機械保護效果特別好，焊縫金屬純凈，成形美觀，質(zhì)量優(yōu)良。良。（2）電弧穩(wěn)定，特別是小電流時也很穩(wěn)定。因此，熔池溫度容）電弧穩(wěn)定，特別是小電流時也很穩(wěn)定。因此，熔池溫度容易控制，做到單面焊雙面成形。尤其現(xiàn)在普遍采用的脈沖氬弧焊，易控制，做到單面焊雙面成形。尤其現(xiàn)在普遍采用的脈沖氬弧焊，更容易保證焊透和焊縫成形。更容易保證焊透和焊縫成形。（3）采用氣體保護，電弧可見（稱為明?。子趯崿F(xiàn)全位置）采用氣體保護，電弧可見（稱為明?。子趯崿F(xiàn)全位置自動焊接。自動焊接。（4）電弧在氣流壓縮下燃燒，熱量集中，熔池小，焊速快，熱）電弧在氣流壓縮下

23、燃燒，熱量集中，熔池小，焊速快，熱影響區(qū)小，焊接變形小。影響區(qū)小，焊接變形小。（5）氬氣價格較高，因此成本較高。）氬氣價格較高，因此成本較高。CO2氣體保護焊氣體保護焊: CO2在在1000以上的高溫下分解成以上的高溫下分解成CO與與O2，有，有一定的氧化作用。因此，焊接鋼材時，必須用一定的氧化作用。因此，焊接鋼材時，必須用Si、Mn量較高的焊絲補充被燒損的元素，以保證焊縫的力學量較高的焊絲補充被燒損的元素，以保證焊縫的力學性能。性能。特點特點 : （1）成本低）成本低 （2）生產(chǎn)率高）生產(chǎn)率高 （3）操作性能好）操作性能好 （4）焊接質(zhì)量比較好）焊接質(zhì)量比較好 （5）焊縫成形差，飛濺大。）焊

24、縫成形差，飛濺大。 （6）設(shè)備使用和維修不便）設(shè)備使用和維修不便 8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法四、電渣焊四、電渣焊 電渣焊是利用電流通過熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作為熱電渣焊是利用電流通過熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源，將填充金屬和母材熔化，凝固后形成金屬原子間牢源，將填充金屬和母材熔化，凝固后形成金屬原子間牢固連接。固連接。 開始焊接時，使焊絲與起焊槽短路起弧，不斷加入開始焊接時，使焊絲與起焊槽短路起弧，不斷加入少量固體焊劑，利用電弧的熱量使之熔化，形成液態(tài)熔少量固體焊劑，利用電弧的熱量使之熔化，形成液態(tài)熔渣，待熔渣達到一定深度時，增加焊絲的送進速度，并渣，待熔渣達到一定深度時，增加焊絲的送進速

25、度，并降低電壓，使焊絲插入渣池，電弧熄滅，從而轉(zhuǎn)入電渣降低電壓，使焊絲插入渣池，電弧熄滅，從而轉(zhuǎn)入電渣焊焊接過程。焊焊接過程。 電渣焊主要有熔嘴電渣焊、非熔嘴電渣焊、絲極電渣電渣焊主要有熔嘴電渣焊、非熔嘴電渣焊、絲極電渣焊、板極電渣焊等。焊、板極電渣焊等。 缺點缺點是輸入的熱量大，接頭在高溫下停留時間長、是輸入的熱量大，接頭在高溫下停留時間長、焊縫附近容易過熱，焊縫金屬呈粗大結(jié)晶的鑄態(tài)組織，焊縫附近容易過熱，焊縫金屬呈粗大結(jié)晶的鑄態(tài)組織，沖擊韌性低，焊件在焊后一般需要進行正火和回火熱處沖擊韌性低，焊件在焊后一般需要進行正火和回火熱處理。理。 8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法五、電阻焊五、電

26、阻焊 電阻焊是將被焊工件壓緊于兩電極之間，并施電阻焊是將被焊工件壓緊于兩電極之間，并施以電流，利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的以電流，利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱效應將其加熱到熔化或塑性狀態(tài)，使之形成金電阻熱效應將其加熱到熔化或塑性狀態(tài)，使之形成金屬結(jié)合的一種方法。屬結(jié)合的一種方法。 電阻焊的顯著電阻焊的顯著特征特征是：是： （1）熱效率高）熱效率高 （2）焊縫致密）焊縫致密 焊接電源、電極壓力焊接電源、電極壓力是形成電阻焊接頭的最基本條件。是形成電阻焊接頭的最基本條件。 電阻焊方法主要有四種，即電阻焊方法主要有四種，即點焊、凸焊、縫焊、對焊點焊、凸焊、縫焊、對焊。8.2

27、 常用電弧焊方法常用電弧焊方法8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法點焊焊接接頭點焊焊接接頭 凸焊原理示意圖凸焊原理示意圖 8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法縫縫 焊焊 對焊的形成過程對焊的形成過程 電阻焊的電阻焊的優(yōu)點優(yōu)點：（1）熔核形成時，始終被塑性環(huán)包圍，熔化金屬）熔核形成時，始終被塑性環(huán)包圍，熔化金屬與空氣隔絕，冶金過程簡單。與空氣隔絕，冶金過程簡單。（2）加熱時間短，熱量集中，故熱影響區(qū)小，變形）加熱時間短，熱量集中，故熱影響區(qū)小，變形與應力小。與應力小。（3）不需要焊絲、焊條等填充金屬，以及氧、乙炔、）不需要焊絲、焊條等填充金屬，以及氧、乙炔、氫等焊接材料，焊接成本低。氫等焊接材料

28、，焊接成本低。（4）操作簡單，易于實現(xiàn)機械化和自動化。）操作簡單，易于實現(xiàn)機械化和自動化。（5）生產(chǎn)率高，且無噪聲及有害氣體。但閃光對焊）生產(chǎn)率高，且無噪聲及有害氣體。但閃光對焊因有火花噴濺，需要隔離。因有火花噴濺，需要隔離。 8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法電阻焊的電阻焊的缺點缺點 （1）目前還缺乏可靠的無損檢測方法，焊接質(zhì)量只）目前還缺乏可靠的無損檢測方法，焊接質(zhì)量只能靠工藝試樣和工件的破壞性試驗來檢查，以及靠各能靠工藝試樣和工件的破壞性試驗來檢查，以及靠各種監(jiān)控技術(shù)來保證。種監(jiān)控技術(shù)來保證。（2）點、縫焊的搭接接頭不僅增加了構(gòu)件的重量，）點、縫焊的搭接接頭不僅增加了構(gòu)件的重量，且因在

29、兩板焊接熔核周圍形成夾角，致使接頭的抗拉且因在兩板焊接熔核周圍形成夾角，致使接頭的抗拉強度和疲勞強度均較低。強度和疲勞強度均較低。 （3）設(shè)備功率大，機械化、自動化程度較高，使設(shè)）設(shè)備功率大，機械化、自動化程度較高，使設(shè)備成本較高、維修較困難，并且常用的大功率單相交備成本較高、維修較困難，并且常用的大功率單相交流焊機不利于電網(wǎng)的平衡運行。流焊機不利于電網(wǎng)的平衡運行。8.2 常用電弧焊方法常用電弧焊方法六、釬焊六、釬焊 釬焊用比母材熔點低的金屬材料作為釬料，用液態(tài)釬焊用比母材熔點低的金屬材料作為釬料，用液態(tài)釬料潤濕母材和填充工件接口間隙并使其與母材相互釬料潤濕母材和填充工件接口間隙并使其與母材相

30、互擴散的焊接方法。擴散的焊接方法。 特點：特點：（1）釬焊加熱溫度較低，接頭光滑平整，組織和機械性）釬焊加熱溫度較低，接頭光滑平整，組織和機械性能變化小，變形小，工件尺寸精確。能變化小，變形小，工件尺寸精確。 （2）可焊異種金屬，也可焊異種材料。）可焊異種金屬，也可焊異種材料。 （3）有些釬焊方法可同時焊多焊件、多接頭，生產(chǎn)率很）有些釬焊方法可同時焊多焊件、多接頭，生產(chǎn)率很高。高。 （4）釬焊設(shè)備簡單，生產(chǎn)投資費用少。）釬焊設(shè)備簡單，生產(chǎn)投資費用少。 （5）接頭強度低，耐熱性差，且焊前清整要求嚴格，釬）接頭強度低，耐熱性差，且焊前清整要求嚴格，釬料價格較貴。料價格較貴。8.2 常用電弧焊方法常

31、用電弧焊方法一、金屬材料的焊接性金屬材料的焊接性 金屬焊接性金屬焊接性是金屬材料對焊接加工的適應性，是是金屬材料對焊接加工的適應性，是指金屬在一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)指金屬在一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。構(gòu)型式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。 包括兩個方面內(nèi)容：一是包括兩個方面內(nèi)容：一是工藝性能工藝性能，即在一定工，即在一定工藝條件下，焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，尤其是出藝條件下，焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，尤其是出現(xiàn)裂紋的可能性；二是現(xiàn)裂紋的可能性；二是使用性能使用性能，即焊接接頭在使用，即焊接接頭在使用中的可靠性，包括力學

32、性能及耐熱、耐蝕等待殊件能。中的可靠性，包括力學性能及耐熱、耐蝕等待殊件能。 8.3 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接（1）用）用碳當量碳當量法估鋼材焊接性法估鋼材焊接性 把其它合金元素的質(zhì)量分數(shù)對焊接性的影響折合成碳把其它合金元素的質(zhì)量分數(shù)對焊接性的影響折合成碳的相當質(zhì)量分數(shù)，碳的質(zhì)量分數(shù)和其它合金元素的相的相當質(zhì)量分數(shù)，碳的質(zhì)量分數(shù)和其它合金元素的相當質(zhì)量分數(shù)之和稱為當質(zhì)量分數(shù)之和稱為碳當量碳當量。（2）焊接性試驗）焊接性試驗 8.3 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接金屬焊接性的評定金屬焊接性的評定 二、碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的焊接碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的焊接1低碳

33、鋼的焊接低碳鋼的焊接 wc0.25%，碳當量小，塑性好，沒有淬硬傾向，冷裂，碳當量小，塑性好，沒有淬硬傾向，冷裂傾向小，焊接性良好。傾向小，焊接性良好。 2中碳鋼的焊接中碳鋼的焊接 wc0.25%0.6%，有一定的淬硬傾向，冷裂紋傾向較，有一定的淬硬傾向，冷裂紋傾向較大；焊縫金屬熱裂傾向較大，焊接性較差。大；焊縫金屬熱裂傾向較大，焊接性較差。3、高碳鋼的焊接、高碳鋼的焊接 含碳量大于含碳量大于0.60%，其焊接特點與中碳鋼基本相同，但，其焊接特點與中碳鋼基本相同，但淬硬和裂紋傾向更大，焊接性更差。淬硬和裂紋傾向更大，焊接性更差。4低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的焊接低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的焊接 低合金結(jié)構(gòu)鋼含

34、碳量較低，對硫、磷控制較嚴。低合金結(jié)構(gòu)鋼含碳量較低，對硫、磷控制較嚴。 8.3 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接三、不銹鋼的焊接三、不銹鋼的焊接 不銹鋼中都含有不少于不銹鋼中都含有不少于12%的鉻的鉻，還含有鎳、錳、，還含有鎳、錳、鉬等合金元素，以保證其耐熱性和耐腐蝕性。按組織鉬等合金元素，以保證其耐熱性和耐腐蝕性。按組織狀態(tài)，不銹鋼可分為奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和狀態(tài)，不銹鋼可分為奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼等，其中以馬氏體不銹鋼等，其中以奧氏體不銹鋼的焊接性最好奧氏體不銹鋼的焊接性最好。 奧氏體不銹鋼焊接的主要問題是容易產(chǎn)生奧氏體不銹鋼焊接的主要問題是容易產(chǎn)生晶間腐晶間腐

35、蝕和熱裂紋。蝕和熱裂紋。 8.3 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接四、鑄鐵的焊補四、鑄鐵的焊補 鑄鐵含碳量高，硫、磷雜質(zhì)含量高，因此，鑄鐵含碳量高，硫、磷雜質(zhì)含量高，因此，焊接性差，容易出現(xiàn)白口組織、焊接裂紋、氣孔焊接性差，容易出現(xiàn)白口組織、焊接裂紋、氣孔等焊接缺陷。等焊接缺陷。 鑄鐵一般采用鑄鐵一般采用手工電弧焊、氣焊手工電弧焊、氣焊來焊補，按來焊補，按焊前是否預熱分為焊前是否預熱分為熱焊熱焊和和冷焊冷焊兩類。兩類。8.3 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接五、非鐵金屬的焊接五、非鐵金屬的焊接 1鋁及鋁合金的焊接鋁及鋁合金的焊接焊接時的主要問題是：焊接時的主要問題是： （1）鋁及鋁合金

36、表面極易生成一層致密的氧化膜（）鋁及鋁合金表面極易生成一層致密的氧化膜（Al2O3），其），其熔點（熔點（2050）遠遠高于純鋁的熔點（）遠遠高于純鋁的熔點（657），在焊接時阻礙），在焊接時阻礙金屬的熔合，且由于密度大，容易形成夾雜。金屬的熔合，且由于密度大，容易形成夾雜。（2）液態(tài)鋁可以大量溶解氫，鋁的高導熱性又使金屬迅速凝固，）液態(tài)鋁可以大量溶解氫，鋁的高導熱性又使金屬迅速凝固，因此液態(tài)時吸收的氫氣來不及析出，極易在焊縫中形成氣孔。因此液態(tài)時吸收的氫氣來不及析出，極易在焊縫中形成氣孔。（3）鋁及鋁合金的線膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率很大，導熱性很好，）鋁及鋁合金的線膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率很大，導熱

37、性很好，因而焊接應力很大，對于厚度大或剛性較大的結(jié)構(gòu)，焊接接頭容因而焊接應力很大，對于厚度大或剛性較大的結(jié)構(gòu)，焊接接頭容易產(chǎn)生裂紋。易產(chǎn)生裂紋。（4）鋁及鋁合金高溫時強度和塑性極低，很容易產(chǎn)生變形，且高）鋁及鋁合金高溫時強度和塑性極低，很容易產(chǎn)生變形，且高溫液態(tài)無顯著的顏色變化，操作時難以掌握加熱溫度，容易出現(xiàn)溫液態(tài)無顯著的顏色變化，操作時難以掌握加熱溫度，容易出現(xiàn)燒穿、焊瘤等缺陷。燒穿、焊瘤等缺陷。焊接方法：氬弧焊、電阻焊、氣焊，其中氬弧焊應用最廣。焊接方法：氬弧焊、電阻焊、氣焊，其中氬弧焊應用最廣。 8.3 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 為保證焊接質(zhì)量，鋁及鋁合金在焊接時應采取以為

38、保證焊接質(zhì)量，鋁及鋁合金在焊接時應采取以下工藝措施：下工藝措施：（1）焊前清理，去除焊件表面的氧化膜、油污、水分，）焊前清理，去除焊件表面的氧化膜、油污、水分，便于焊接時的熔合，防止氣孔、夾渣等缺陷。清理方法便于焊接時的熔合，防止氣孔、夾渣等缺陷。清理方法有化學清理和物理清理。有化學清理和物理清理。（2）對厚度超過）對厚度超過58 mm的焊件，預熱至的焊件，預熱至100300，以減小焊接應力，避免裂紋，且有利于氫的逸出，防止以減小焊接應力，避免裂紋，且有利于氫的逸出，防止氣孔的產(chǎn)生。氣孔的產(chǎn)生。（3）焊后清理殘留在接頭處的焊劑和焊渣，防止其與）焊后清理殘留在接頭處的焊劑和焊渣，防止其與空氣、水

39、分作用，腐蝕焊件。可用空氣、水分作用，腐蝕焊件?？捎?0%的硝酸溶液浸洗，的硝酸溶液浸洗，然后用清水沖洗、烘干。然后用清水沖洗、烘干。8.3 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接2銅及銅合金的焊接銅及銅合金的焊接 主要問題是：主要問題是： （1）難熔合）難熔合 銅的導熱系數(shù)大，焊接時散熱快，要求焊接熱源集中，且銅的導熱系數(shù)大，焊接時散熱快，要求焊接熱源集中，且焊前必須預熱，否則，易產(chǎn)生未焊透或未熔合等缺陷。焊前必須預熱，否則，易產(chǎn)生未焊透或未熔合等缺陷。 （2）裂紋傾向大）裂紋傾向大 銅在高溫下易氧化，形成的氧化亞銅（銅在高溫下易氧化，形成的氧化亞銅（Cu2O）與銅形成低）與銅形成低熔共晶體（

40、熔共晶體（Cu2O+Cu）分布在晶界上，容易產(chǎn)生熱裂紋。）分布在晶界上，容易產(chǎn)生熱裂紋。 （3）焊接應力和變形較大）焊接應力和變形較大 因為銅的線脹系數(shù)大，收縮率也大，且焊接熱影響區(qū)寬的因為銅的線脹系數(shù)大，收縮率也大，且焊接熱影響區(qū)寬的緣故。緣故。 （4）容易產(chǎn)生氣孔）容易產(chǎn)生氣孔 氣孔主要是由氫氣引起的。氣孔主要是由氫氣引起的。焊接方法：氬弧焊、氣焊和手工電弧焊，其中氬弧焊是焊焊接方法：氬弧焊、氣焊和手工電弧焊，其中氬弧焊是焊接紫銅和青銅最理想的方法。接紫銅和青銅最理想的方法。 8.3 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 在焊接銅及銅合金時應采取以下在焊接銅及銅合金時應采取以下措施措施：

41、（1）為了防止）為了防止Cu2O的產(chǎn)生，可在焊接材料中加入脫的產(chǎn)生，可在焊接材料中加入脫氧劑，如采用磷青銅焊絲，即可利用磷進行脫氧。氧劑，如采用磷青銅焊絲，即可利用磷進行脫氧。 （2）清除焊件、焊絲上的油、銹、水分，減少氫的）清除焊件、焊絲上的油、銹、水分，減少氫的來源，避免氣孔的形成。來源，避免氣孔的形成。 （3）厚板焊接時，應以焊前預熱來彌補熱量的損失，）厚板焊接時，應以焊前預熱來彌補熱量的損失，改善應力的分布狀況。焊后錘擊焊縫，減小殘余應力。改善應力的分布狀況。焊后錘擊焊縫，減小殘余應力。焊后進行再結(jié)晶退火，以細化晶粒，破壞低熔共晶。焊后進行再結(jié)晶退火，以細化晶粒，破壞低熔共晶。8.3

42、常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接8.4 焊接結(jié)構(gòu)工藝性焊接結(jié)構(gòu)工藝性 焊接結(jié)構(gòu)工藝性，是指在一定的生產(chǎn)焊接結(jié)構(gòu)工藝性，是指在一定的生產(chǎn)規(guī)模條件下，如何選擇零件加工和裝配的規(guī)模條件下，如何選擇零件加工和裝配的最佳工藝方案。最佳工藝方案。 焊接件的結(jié)構(gòu)工藝性一般包括焊接件的結(jié)構(gòu)工藝性一般包括焊接結(jié)構(gòu)焊接結(jié)構(gòu)材料選擇、焊接方法、焊縫的布置和焊接材料選擇、焊接方法、焊縫的布置和焊接接頭設(shè)計接頭設(shè)計等幾個方面。等幾個方面。 焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇 焊接方法的選擇焊接方法的選擇 焊接接頭設(shè)計焊接接頭設(shè)計 8.4 焊接結(jié)構(gòu)工藝性焊接結(jié)構(gòu)工藝性1接頭形式設(shè)計接頭形式設(shè)計 焊接碳鋼和低合金鋼的

43、基本接頭形式有對接、搭接、焊接碳鋼和低合金鋼的基本接頭形式有對接、搭接、角接和角接和T形接四種。形接四種。 2焊縫布置焊縫布置 焊縫布置的一般工藝設(shè)計原則如下：焊縫布置的一般工藝設(shè)計原則如下： （1）焊縫布置應盡可能分散，避免過分集中和交叉。）焊縫布置應盡可能分散，避免過分集中和交叉。 （2）焊縫應避開應力集中部位）焊縫應避開應力集中部位 （3）焊縫應盡可能對稱布置）焊縫應盡可能對稱布置 （4）焊縫布置應便于焊接操作）焊縫布置應便于焊接操作 （5）盡量減小焊縫長度和數(shù)量）盡量減小焊縫長度和數(shù)量 （6）焊接應盡量避開機械加工表面）焊接應盡量避開機械加工表面 8.4 焊接結(jié)構(gòu)工藝性焊接結(jié)構(gòu)工藝性一

44、、等離子弧焊接與切割一、等離子弧焊接與切割 1.等離子弧焊接等離子弧焊接 等離子弧焊接是一種用壓縮電弧作熱源的鎢等離子弧焊接是一種用壓縮電弧作熱源的鎢極氣體保護焊接法。電弧經(jīng)過水冷噴嘴孔道，受極氣體保護焊接法。電弧經(jīng)過水冷噴嘴孔道，受到機械壓縮、熱收縮和磁收縮效應的作用，弧柱到機械壓縮、熱收縮和磁收縮效應的作用，弧柱截面減小，電流密度增大，弧內(nèi)電離度提高，成截面減小，電流密度增大，弧內(nèi)電離度提高，成為壓縮電弧，即等離子弧。為壓縮電弧，即等離子弧。 等離子弧焊透母材的方式，有等離子弧焊透母材的方式，有熔透焊熔透焊和和穿透穿透焊焊兩種。兩種。 8.6 其它焊接技術(shù)簡介其它焊接技術(shù)簡介2.等離子弧切

45、割等離子弧切割 等離子弧切割的原理與氧氣的切割原理有著等離子弧切割的原理與氧氣的切割原理有著本質(zhì)的不同。本質(zhì)的不同。 氧氣切割主要是靠氧與部分金屬的化合燃燒氧氣切割主要是靠氧與部分金屬的化合燃燒和氧氣流的吹力，使燃燒的金屬氧化物熔渣脫離和氧氣流的吹力，使燃燒的金屬氧化物熔渣脫離基體而形成切口的。因此氧氣切割不能切割熔點基體而形成切口的。因此氧氣切割不能切割熔點高、導熱性好、氧化物熔點高和粘滯性大的材料。高、導熱性好、氧化物熔點高和粘滯性大的材料。 等離子弧切割過程等離子弧切割過程不是依靠氧化反應不是依靠氧化反應，而是，而是靠靠熔化熔化來切割工件的。來切割工件的。 8.6 其它焊接技術(shù)簡介其它焊

46、接技術(shù)簡介二、真空電子束焊接二、真空電子束焊接 利用高速、聚焦的電子流轟擊金屬工件表面，使利用高速、聚焦的電子流轟擊金屬工件表面，使其在瞬間熔化并形成焊縫的方法，稱作電子束焊。其在瞬間熔化并形成焊縫的方法，稱作電子束焊。 特點：特點：（1）熱源能量密度高，焊接速度快，焊縫線能量小。焊縫深）熱源能量密度高，焊接速度快，焊縫線能量小。焊縫深寬比大，最大可達寬比大，最大可達20:150:1。焊接熱影響區(qū)小，工件變。焊接熱影響區(qū)小，工件變形小。形小。（2）電子束可控性好，焊接規(guī)范調(diào)節(jié)范圍寬且穩(wěn)定。）電子束可控性好，焊接規(guī)范調(diào)節(jié)范圍寬且穩(wěn)定。（3）真空保護好，無金屬電極污染，保證了焊縫金屬的高純）真空保

47、護好，無金屬電極污染，保證了焊縫金屬的高純度。度。（4）節(jié)能、節(jié)材，在大批量或厚板產(chǎn)品生產(chǎn)中，焊接成本是）節(jié)能、節(jié)材，在大批量或厚板產(chǎn)品生產(chǎn)中，焊接成本是電弧焊的電弧焊的50左右。左右。（5）焊接設(shè)備復雜，造價高，焊接尺寸受真空室限制，使用）焊接設(shè)備復雜，造價高，焊接尺寸受真空室限制，使用維護技術(shù)要求高，需注意防護維護技術(shù)要求高，需注意防護X射線。射線。 8.6 其它焊接技術(shù)簡介其它焊接技術(shù)簡介三、激光焊接與切割三、激光焊接與切割 1.激光焊接激光焊接 激光焊是將具有高功率密度（激光焊是將具有高功率密度（1061012 W/cm2)的聚焦激光束投射在被焊金屬材料上，通過光束和被的聚焦激光束投射

48、在被焊金屬材料上，通過光束和被焊材料相互作用，光能被材料吸收最終轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，焊材料相互作用，光能被材料吸收最終轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，從而使金屬材料熔化的特種焊接方法。從而使金屬材料熔化的特種焊接方法。特點：特點：焊接速度高，線能量小，因而具有焊點小或焊縫焊接速度高，線能量小，因而具有焊點小或焊縫窄、熱影響區(qū)小、焊接變形小、焊縫平整光滑。但造窄、熱影響區(qū)小、焊接變形小、焊縫平整光滑。但造價高，能量置換率低價高，能量置換率低 8.6 其它焊接技術(shù)簡介其它焊接技術(shù)簡介2.激光切割激光切割激光切割與其他切割相比，具有如下一系列優(yōu)點：激光切割與其他切割相比，具有如下一系列優(yōu)點：（1）切割質(zhì)量好）切割質(zhì)量好（2）切割材料的種類多）切割材料的種類多（3）切割效率高）切割效率高 （4）非接觸式加工）非接觸式加工 （5）噪聲低）噪聲低（6）污染?。┪廴拘?.6 其它焊接技術(shù)簡介其它焊接技術(shù)簡介四、擴散焊接四、擴散焊接 借助溫度、壓力、時間及真空等條件