焊接方法課件

1、焊接方法、操作及變形控制一、焊接的定義與特點1、定義：焊接是利用原子之間的擴散與結合，使分離的金屬材料牢固地連接起來，成為一個整體的過程。2、焊接的優(yōu)點（6點）節(jié)省金屬材料、減輕結構重量，且經(jīng)濟效益好。焊接結構比鉚接結構重量可減輕15%-20%，比鑄件輕30%-40%，比鍛件輕30%。簡化加工與裝配工序，生產周期短，生產效率高。結構強度高，接頭密封性好。為結構設計提供較大的靈活性。用拼焊的方法可以大大突破鑄鍛能力的限制。焊接工藝過程易實現(xiàn)機械化和自動化。3、焊接的局限性用焊接方法加工的結構易產生較大的焊接變形和焊接殘余應力，從而影響結構的承載能力、加工精度和尺寸穩(wěn)定性，同時在焊縫與焊件交界處還

2、會產生應力集中，對結構的疲勞斷裂有較大的影響。焊接接頭中存在著一定數(shù)量的缺陷，如裂紋、氣孔、夾渣、未焊透、未熔合等。這些缺陷的存在會降低強度，引起應力集中，損壞焊縫致密性，這是造成焊接結構破壞的主要原因之一。焊接接頭具有較大的性能不均勻性。由于焊縫的成分及金相組織與母材不同，接頭各部位經(jīng)歷的熱循環(huán)不同，使接頭不同區(qū)域的性能不同。焊接生產過程中產生高溫、強光及一些有毒氣體，對人身體有一定損害，因此要加強焊接操作人員的勞動保護。二、焊接方法的分類按工藝特點對焊接進行分類，分為三大類：熔焊、壓焊、釬焊。等離子弧焊非熔化極TIG激光焊電子束焊釬焊電渣焊MAG壓力焊鋁熱焊氣焊CO2MIG 電弧焊 熔化極

3、手工焊埋弧焊熔化焊接熔焊 所謂熔焊，是指焊接過程中，將焊接接頭在高溫等的作用下至熔化狀態(tài)，兩個工件熔化的融液發(fā)生混合，待溫度降低后，熔化部分凝結，兩個工件就被牢固的焊在一起，完成焊接的方法。熔焊可以分為：電弧焊、電渣焊、氣焊、電子束焊、激光焊等。最常見的電弧焊又可以進一步分為：手工電弧焊（焊條電弧焊）、氣體保護焊、埋弧焊、等離子焊等。壓焊、釬焊釬焊是采用比母材熔點低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點，低于母材熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴散實現(xiàn)連接焊件的方法。壓焊是指利用焊接時施加一定壓力而完成焊接的方法，壓力焊又稱壓焊。鍛焊、接觸焊、摩擦焊、氣壓焊、

4、冷壓焊、爆炸焊屬于壓焊范疇。對于鍋爐壓力容器行業(yè)，目前主要采用熔化焊。因為它具有強度高、氣密、水密性好，材質和板厚選擇范圍大，工藝成熟，可靠性好等優(yōu)點。關于氬弧焊需要注意的問題：1)、氬弧焊根據(jù)電極是否熔化分為不熔化極氬弧焊及熔化極氬弧焊。2）、不熔化極氬弧焊通常叫鎢極氬弧焊，它以鎢棒作電極，在氬氣保護下，靠鎢極與工件間產生的電弧熱，熔化基本金屬進行焊接。必要時，也可另外填充焊絲。在焊接過程中，鎢極不發(fā)生明顯的熔化和消耗，只起發(fā)射電子引燃電弧及傳導電流的作用。鎢極氬弧焊電弧穩(wěn)定，可使用小電流焊接薄工件，并可單面焊雙面成型，近年在壓力容器制造和安裝中得到廣泛應用。特別是采用鎢極氬弧焊打底，然后用

5、手工電弧焊或其它焊接方法形成焊縫，可以避免根部未焊透等缺陷，提高焊接質量。3)、氬弧焊可用于各種焊接接頭形式，但不同的接頭形式下氬氣的保護效果不同。對于對接接頭和T字接頭，氬氣流具有良好的保護效果。但對于對角接接頭的保護作用較差，空氣容易侵入焊縫區(qū)，所以應預加檔板以提高氬氣流的保護效果。4）、氬弧焊的焊接規(guī)范參數(shù)主要有焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑、氬氣流量、噴嘴直徑等，這些規(guī)范參數(shù)的大小又因焊接形式的不同而不同。其中氬氣流量是影響焊接質量的重要因素，氬氣流量增大，可以增大氣流的剛度，提高抗外界干擾的能力，增強保護效果。但是氬氣流量過大時，會產生不規(guī)則的紊流，影響電弧穩(wěn)定，并將空氣卷入

6、電弧區(qū)，反而降低焊接質量。序焊接方法定義優(yōu)點缺點備注3埋弧自動焊焊接過程中，主要的焊接操作如引燃及熄滅電弧、送進焊條（焊絲）、移動焊條（焊絲）或工件等都由機械自動完成的，叫自動電弧焊。自動電弧中，電弧被掩埋在焊劑層下面燃燒并實施焊接的，叫埋弧自動焊，或者叫熔劑層下自動焊，通常簡稱埋弧焊。與手工電弧焊相比 1 埋弧自動焊能采用大的焊接電流，電弧熱量集中，熔深大，焊絲可連續(xù)送進而不象焊條那樣頻頻更換，因此其生產率比手工電弧焊高510倍。2 由于焊劑和熔渣嚴密包圍著焊接區(qū)，空氣難于侵入；高的焊接速度減小了熱影響區(qū)的尺寸；焊劑和熔渣的覆蓋減慢了焊縫的冷卻速度，這些都有利于使焊接接頭獲得良好的組織和性能

7、。同時，自動操作使焊接規(guī)范參數(shù)穩(wěn)定，焊縫成分均勻，外型光滑美觀，因此焊接質量良好、穩(wěn)定。3 埋弧自動焊熱量集中，焊接金屬沒有飛濺損失，沒有廢棄的焊條頭，工件厚度小時還可以不開坡口，從而可以節(jié)省金屬材料和電能。4 埋弧自動焊施焊中看不到弧光，焊接煙霧也很少，又是機械自動操作，因而勞動條件得到很大改善。設備比較復雜昂貴；由于電弧不可見，因而對接接頭加工與裝配要求嚴格；焊接位置受到一定限制，一般總是在平焊位置焊接。埋弧自動焊用焊絲作為電極和焊接填充金屬。焊接時，顆粒狀焊劑覆蓋著部分焊絲和焊接熔池，電弧基本上是在密封的空穴里燃燒，熔化的焊劑膜可靠地保護著電弧和熔池，使之免受大氣的作用，并防止飛濺。埋弧

8、自動焊常用于焊接長的直線焊縫及大直徑圓筒容器的環(huán)焊縫2 手工電弧焊的焊接位置及特點焊接位置定義：熔焊時，焊接接頭所處的空間位置稱為焊接位置。七種焊接位置：平焊位置、立焊位置、橫焊位置、仰焊位置、平角焊位置、立角焊位置、仰角焊位置。管子環(huán)焊縫的焊接位置也有四種基本形式：水平轉動、垂直固定、水平固定、450位置。對于不同的焊接位置，采用的焊接方法，選擇的焊接規(guī)范以及焊工的操作手法都有所不同，焊縫外觀成型與內部缺陷的發(fā)生也有各自的規(guī)律。焊接位置及特點 序焊接位置工藝選擇特點備注1平焊可以采用較大直徑焊條和較大的焊接電流（焊縫處于水平位置，熔滴主要靠自重過渡，所以操作技術比較容易掌握）1、生產效率高。

9、2、產生的缺陷：A、根部形成未焊透或焊瘤（焊接參數(shù)選擇或操作不當）B、夾渣（運條及焊接角度不正確熔渣與熔化金屬混雜不清 熔渣超前）2立焊選用小直徑焊條和較小的焊接電流焊接（V型坡口的立焊，根部焊接是一個關鍵，要求熔深均勻，保證焊透并沒有其它缺陷。）1、焊接時，要注意焊條角度和運條方式，施焊過程中，要嚴格保持短弧，運條速度要均勻，焊條在坡口兩側要稍有停頓，以保持熔合良好，運條間距不易過大，焊縫表面要求平整，避免呈凸形，否則在焊第二層焊縫時，易產生夾渣和熔合不良等缺陷。2、在焊后面幾層時，依次應將前一層焊縫的焊渣清除干凈，并檢查焊接質量，如有焊瘤應鏟平。3、施焊過程中，運條要穩(wěn)，在焊道中間運條速度

10、要稍快，而在坡口邊緣處要稍作停留，注意觀察熔池形狀，保持熔池呈橢圓形，如果焊道中間運條速度過慢，易造成液態(tài)金屬下淌，形成凸形不良焊道，會導致焊接下一層焊道時產生未熔合和夾渣等缺陷，焊接蓋面焊層時，要注意運條擺動幅度要一致，電弧在坡口邊緣要稍有壓低和停頓，防止產生咬邊等缺陷。序焊接位置工藝選擇特點備注3橫焊采用短弧焊接，并選用較小直徑焊條和較小的焊接電流以及適當?shù)倪\條方法。（橫焊時，由于熔化金屬受重力作用，容易下淌而產生咬邊、焊瘤及未焊透等缺陷）1、V型坡口對接橫焊根部焊縫時要嚴格采用短弧，運條速度要均勻，并在坡口上側停留時間稍長些，注意使坡口兩側熔合良好，防止焊縫產生未焊透、焊縫內凹、焊縫下墜

11、或焊瘤等缺陷。2、對板厚超過8mm的板對接橫焊時，應采用多層多道焊，這樣能更好地防止由于熔化金屬下淌而造成焊瘤，保證焊縫成形。焊接過程中應采用短弧焊，運條角度要正確，速度應均勻，并使坡口邊緣熔合良好，防止產生咬邊、未熔合和焊瘤等缺陷，上、下焊道重疊覆蓋2/3以上，以獲得較平整美觀的焊縫。序焊接位置工藝選擇特點備注4仰焊仰焊時焊縫位于燃燒電弧上方。焊工在仰視位置進行焊接，是最難焊的一種焊接位置。由于仰焊時熔化金屬在重力的作用下，較易下淌，熔池大小和形狀不易控制，易產生夾渣、未焊透、凹陷等缺陷，運條困難，焊縫表面不易焊得平整，因此，焊接時必須正確地選擇焊接直徑和焊接電流，盡量使用厚藥皮焊條和維持最

12、短的電弧，這樣有利于熔滴過渡，促使焊縫成形。1、在焊第一層焊縫時，采用直徑3.2mm焊條，用直線形或直線往返形運條法。開始焊接時，應用長弧預熱起焊處，然后迅速壓低電弧于坡口根部，稍停片刻，使根部焊透，再將電弧前移進行正常焊接。在施焊過程中，焊接速度在保證焊透的前提下盡可能快些。以防止熔化金屬下淌。第一層焊縫要求平直，避免向下凹出，否則給下一焊層的焊接帶來困難。2、在焊后一層焊層時，應將前焊層的焊渣及飛濺清除干凈，如有焊瘤需鏟平才能進行施焊。第二焊層以后的運條法為仰角。運條時兩側應稍停頓一下，防止咬邊，中間快一些，形成較薄焊道，有利于焊縫成形。1、引弧方法 敲擊法是一種理想的引弧方法，將焊條垂直

13、與焊件接觸形成短路后迅速提起2-4mm的距離后既引燃。敲擊法不容易掌握，但在焊接淬硬傾向較大的鋼材時最好采用敲擊法 劃擦法是在焊件表面上劃動一下，即可引燃電弧。但容易在焊件表面造成電弧擦傷，所以必須在焊縫前方的坡口內引弧。2、運條方法焊接過程中，焊條相對焊縫所做的各種動作的總稱叫做運條。電弧引燃運條時焊條末端有三個基本動作要相互配合，即焊條沿著軸線向溶池迸進 ，焊條沿著焊接方向移動，焊條作橫向運動，這三個動作組成焊條有規(guī)則的運動，運條方法有很多種，焊工可以根據(jù)焊接接頭形式、焊接位置、焊條規(guī)格、焊接電流和操作熟練程度等因素合理地選擇各種運條方法，常用的有鋸齒形，正反月牙形，三角形等。運條方法示意

14、圖3、施焊接頭方法焊條電弧焊時 ，由于受焊條長度的限制在焊接過程中產生焊接接頭的情況是不可避免的，常用的施焊接頭的連接形式大體可以分為兩類：一類是冷接頭，即焊縫與焊縫之間的接頭連接，另一類為熱接頭，即焊接過程中由于自己自動斷弧或更換焊條時，溶池處在高溫紅熱狀態(tài)下的接頭連接，根據(jù)不同的接頭可采用不同的操作方法。4、收弧方法收弧是焊接過程中的關鍵動作，大體可分為兩種操作方法，一種是連弧法操作技術中的收弧方法，另一種是斷弧法操作技術中的收弧方法，如果操作不當可能會產生弧坑、縮孔和和弧坑、裂紋等焊接缺陷。1）連弧法收弧，連弧焊收弧方法可分為 焊接過程中更換焊條的收弧方法和焊接結束時焊縫收尾處的收弧方法

15、，更換焊條時為了防止產生縮孔，應將電弧慢慢地控向后方坡口一側的100mm后再衰減熄弧，焊縫收尾處的收弧應將電弧在弧坑處稍做停頓，待弧坑添滿后將電弧慢慢拉長，然后熄弧。2）斷弧法收弧，采用斷弧操作技術時，焊接過程中的每一個動作都是起弧、收弧的動作，收弧時必須將電弧拉向坡口邊緣后再熄弧，焊縫收尾處應采取反復斷弧的方法填滿弧坑。（二）熔化極氣體（CO2)保護焊1）焊低碳鋼.低合金鋼CO2或MAG（Ar 80%；CO220%）。2）不銹鋼（Ar 95%；CO2 5%）或（Ar98%；O2 2%）。3）鋁及其合金、脫氧銅 硅青銅鈦Ar焊.4）藥心焊絲時：CO2 MAG或不用氣體.5）銅及銅合金（N2，N

16、2和Ar）.1、CO2氣保焊機常用的保護氣體2、C02氣體保護電弧焊的工作原理C02氣體保護電弧焊是使用焊絲來代替焊條,經(jīng)送絲輪通過送絲軟管送到焊槍,經(jīng)導電咀導電,在CO2氣氛中,與母材之間產生電弧,靠電弧熱量進行焊接。CO2氣體在工作時通過焊槍噴嘴，沿焊絲周圍噴射出來，在電弧周圍造成局部的氣體保護層使溶滴和溶池與空氣機械地隔離開來，從而保護焊接過程穩(wěn)定持續(xù)地進行，并獲得優(yōu)質的焊縫。3、CO2焊主要規(guī)范參數(shù)（4）焊接電流（2）焊絲（1）氣體（3）干伸長度 （7）極性（6）焊接速度（5）焊接電壓 焊接過程中，保持焊絲干伸長度不變是保 證焊接過程穩(wěn)定性的重要因素之一。 焊接電流一定時，干伸長度的增

17、加，會使焊絲熔化速度增加，但電弧電壓下降，電流降低，電弧熱量減少。 熱量=干伸長度熱量+電弧熱量過長時：氣體保護效果不好，易產生氣孔，引弧性能差,電弧不穩(wěn),飛濺加大, 熔深變淺，成形變壞.過短時：看不清電弧,噴嘴易被飛濺物堵塞,飛濺大，熔深變深，焊絲易與導電咀粘連. 干伸長度熱量電弧熱量干伸長度為什麼要求嚴格R不許變（2）焊接電流焊接電流:根據(jù)焊接條件（板厚、焊接位置、焊接速度、材質等參數(shù)）選定相應的焊接電流。CO2焊機的焊接電流必須與焊接電壓相匹配，要保證送絲速度與焊接電壓對焊絲的熔化能力一致，以保證電弧長度的穩(wěn)定。1.61.21.00.80 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1

18、3 14 m / min A500400300200100焊接電流和送絲速度的關系同一焊絲，電流越大送絲速度越快。電流相同，絲越細送絲速度越快。（3）焊接電壓焊接電壓即電弧電壓: 提供焊接能量。電弧電壓越高，焊接能量越大，焊絲熔化速度就越快。 U電弧 = U輸出 U損（電纜，接觸不良）如果焊機安裝符合安裝要求的話，損耗電壓主要指電纜加長所帶來的電壓損失，如焊接電纜需要加長，調節(jié)焊機輸出電壓時可參考下表： 焊接電流 電纜長度100A200A300A400A500A10m約1V約1.5V約1V約1.5V約2V15m約1V約2.5V約2V約2.5V約3V20m約1.5V約3V約2.5V約3V約4V2

19、5m約2V約4V約3V約4V約5V 根據(jù)焊接條件選定相應板厚的焊接電流，然后根據(jù)下列公式計算焊接電壓。 300A時: 焊接電壓 =( 0.04倍焊接電流 + 20 2)伏 舉例1：選定焊接電流200A，則焊接電壓計算如下： 焊接電壓 = ( 0.04 X 200 + 16 1.5)伏 = ( 8 + 16 1.5)伏 = ( 24 1.5)伏焊接電壓的設定電壓偏高時:弧長變長,飛濺顆粒變大, 易產生氣孔. 焊道寬而平,熔深和余高變小.電壓偏低時:焊絲插向母材,飛濺增加,焊道變窄，熔深和余高大. 啪嗒！啪嗒！嘭！嘭！嘭！母材母材焊接電壓對焊接效果的影響（4）焊接速度在焊接電壓和焊接電流一定的情況

20、下：焊接速度的選擇應保證單位時間內給焊縫一定的熱量.焊接熱量三要素：熱量= I 2 R t I 2 ：焊接電流的平方 R: 電弧及干伸長度的等效電阻 t: 焊接速度越快 t 越小半自動：焊接速度為30-60cm/min自動焊：焊接速度可高達250cm/min以上焊接速度過快時:焊道變窄,熔深和余高變小。（5）極 性反極性特點：電弧穩(wěn)定，焊接過程平穩(wěn)，飛濺小。正極性特點：熔深較淺，余高較大，飛濺很大，成形不好，焊絲熔化速度快（約為反極性的1.6 倍），只在堆焊時才采用。CO2焊、MAG焊和脈沖MAG焊一般都采用直流反極性。工件焊槍直流反極性接法 KR500AV +工件焊槍直流正極性接法 KR500AV +（6）收 弧收?。盒‰娏鳎ㄐ∮?50A）。引弧時防止燒穿工件，焊接結束時填滿弧坑。收弧電流 = （0.6-0