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(diǎn)1、定義：焊接是利用原子之間的擴(kuò)散與結(jié)合，使分離的金屬材料牢固地連接起來(lái)，成為一個(gè)整體的過(guò)程。2、焊接的優(yōu)點(diǎn)（6點(diǎn)）節(jié)省金屬材料、減輕結(jié)構(gòu)重量，且經(jīng)濟(jì)效益好。焊接結(jié)構(gòu)比鉚接結(jié)構(gòu)重量可減輕15%-20%，比鑄件輕30%-40%，比鍛件輕30%。簡(jiǎn)化加工與裝配工序，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，接頭密封性好。為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(guò)程易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。3、焊接的局限性用焊接方法加工的結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生較大的焊接變形和焊接殘余應(yīng)力，從而影響結(jié)構(gòu)的承載能力、加工精度和尺寸穩(wěn)定性，同時(shí)在焊縫與焊件交界處還

2、會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，對(duì)結(jié)構(gòu)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(huì)降低強(qiáng)度，引起應(yīng)力集中，損壞焊縫致密性，這是造成焊接結(jié)構(gòu)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(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生高溫、強(qiáng)光及一些有毒氣體，對(duì)人身體有一定損害，因此要加強(qiáng)焊接操作人員的勞動(dòng)保護(hù)。二、焊接方法的分類按工藝特點(diǎn)對(duì)焊接進(jìn)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(guò)程中，將焊接接頭在高溫等的作用下至熔化狀態(tài)，兩個(gè)工件熔化的融液發(fā)生混合，待溫度降低后，熔化部分凝結(jié)，兩個(gè)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(jiàn)的電弧焊又可以進(jìn)一步分為：手工電弧焊（焊條電弧焊）、氣體保護(hù)焊、埋弧焊、等離子焊等。壓焊、釬焊釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。壓焊是指利用焊接時(shí)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(duì)于鍋爐壓力容器行業(yè)，目前主要采用熔化焊。因?yàn)樗哂袕?qiáng)度高、氣密、水密性好，材質(zhì)和板厚選擇范圍大，工藝成熟，可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)于氬弧焊需要注意的問(wèn)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(hù)下，靠鎢極與工件間產(chǎn)生的電弧熱，熔化基本金屬進(jìn)行焊接。必要時(shí)，也可另外填充焊絲。在焊接過(guò)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(dǎo)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(yīng)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(zhì)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(hù)效果不同。對(duì)于對(duì)接接頭和T字接頭，氬氣流具有良好的保護(hù)效果。但對(duì)于對(duì)角接接頭的保護(hù)作用較差，空氣容易侵入焊縫區(qū)，所以應(yīng)預(yù)加檔板以提高氬氣流的保護(hù)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(zhì)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(qiáng)保護(hù)效果。但是氬氣流量過(guò)大時(shí)，會(huì)產(chǎn)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(zhì)量。序焊接方法定義優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)備注3埋弧自動(dòng)焊焊接過(guò)程中，主要的焊接操作如引燃及熄滅電弧、送進(jìn)焊條（焊絲）、移動(dòng)焊條（焊絲）或工件等都由機(jī)械自動(dòng)完成的，叫自動(dòng)電弧焊。自動(dòng)電弧中，電弧被掩埋在焊劑層下面燃燒并實(shí)施焊接的，叫埋弧自動(dòng)焊，或者叫熔劑層下自動(dòng)焊，通常簡(jiǎn)稱埋弧焊。與手工電弧焊相比 1 埋弧自動(dòng)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(jìn)而不象焊條那樣頻頻更換，因此其生產(chǎn)率比手工電弧焊高510倍。2 由于焊劑和熔渣嚴(yán)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(shí)，自動(dòng)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(zhì)量良好、穩(wěn)定。3 埋弧自動(dòng)焊熱量集中，焊接金屬?zèng)]有飛濺損失，沒(méi)有廢棄的焊條頭，工件厚度小時(shí)還可以不開(kāi)坡口，從而可以節(jié)省金屬材料和電能。4 埋弧自動(dòng)焊施焊中看不到弧光，焊接煙霧也很少，又是機(jī)械自動(dòng)操作，因而勞動(dòng)條件得到很大改善。設(shè)備比較復(fù)雜昂貴；由于電弧不可見(jiàn)，因而對(duì)接接頭加工與裝配要求嚴(yán)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(dòng)焊用焊絲作為電極和焊接填充金屬。焊接時(shí)，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(hù)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(dòng)焊常用于焊接長(zhǎng)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(diǎn)焊接位置定義：熔焊時(shí)，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(zhuǎn)動(dòng)、垂直固定、水平固定、450位置。對(duì)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(nèi)部缺陷的發(fā)生也有各自的規(guī)律。焊接位置及特點(diǎn) 序焊接位置工藝選擇特點(diǎn)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(guò)渡，所以操作技術(shù)比較容易掌握）1、生產(chǎn)效率高。

9、2、產(chǎn)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(dāng)）B、夾渣（運(yùn)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(gè)關(guān)鍵，要求熔深均勻，保證焊透并沒(méi)有其它缺陷。）1、焊接時(shí)，要注意焊條角度和運(yùn)條方式，施焊過(guò)程中，要嚴(yán)格保持短弧，運(yùn)條速度要均勻，焊條在坡口兩側(cè)要稍有停頓，以保持熔合良好，運(yùn)條間距不易過(guò)大，焊縫表面要求平整，避免呈凸形，否則在焊第二層焊縫時(shí)，易產(chǎn)生夾渣和熔合不良等缺陷。2、在焊后面幾層時(shí)，依次應(yīng)將前一層焊縫的焊渣清除干凈，并檢查焊接質(zhì)量，如有焊瘤應(yīng)鏟平。3、施焊過(guò)程中，運(yùn)條要穩(wěn)，在焊道中間運(yùn)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(yùn)條速度過(guò)慢，易造成液態(tài)金屬下淌，形成凸形不良焊道，會(huì)導(dǎo)致焊接下一層焊道時(shí)產(chǎn)生未熔合和夾渣等缺陷，焊接蓋面焊層時(shí)，要注意運(yùn)條擺動(dòng)幅度要一致，電弧在坡口邊緣要稍有壓低和停頓，防止產(chǎn)生咬邊等缺陷。序焊接位置工藝選擇特點(diǎn)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(dāng)?shù)倪\(yùn)條方法。（橫焊時(shí)，由于熔化金屬受重力作用，容易下淌而產(chǎn)生咬邊、焊瘤及未焊透等缺陷）1、V型坡口對(duì)接橫焊根部焊縫時(shí)要嚴(yán)格采用短弧，運(yùn)條速度要均勻，并在坡口上側(cè)停留時(shí)間稍長(zhǎng)些，注意使坡口兩側(cè)熔合良好，防止焊縫產(chǎn)生未焊透、焊縫內(nèi)凹、焊縫下墜

11、或焊瘤等缺陷。2、對(duì)板厚超過(guò)8mm的板對(duì)接橫焊時(shí)，應(yīng)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(guò)程中應(yīng)采用短弧焊，運(yùn)條角度要正確，速度應(yīng)均勻，并使坡口邊緣熔合良好，防止產(chǎn)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(diǎn)備注4仰焊仰焊時(shí)焊縫位于燃燒電弧上方。焊工在仰視位置進(jìn)行焊接，是最難焊的一種焊接位置。由于仰焊時(shí)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(chǎn)生夾渣、未焊透、凹陷等缺陷，運(yùn)條困難，焊縫表面不易焊得平整，因此，焊接時(shí)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(guò)渡，促使焊縫成形。1、在焊第一層焊縫時(shí)，采用直徑3.2mm焊條，用直線形或直線往返形運(yùn)條法。開(kāi)始焊接時(shí)，應(yīng)用長(zhǎng)弧預(yù)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(jìn)行正常焊接。在施焊過(guò)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(lái)困難。2、在焊后一層焊層時(shí)，應(yīng)將前焊層的焊渣及飛濺清除干凈，如有焊瘤需鏟平才能進(jìn)行施焊。第二焊層以后的運(yùn)條法為仰角。運(yùn)條時(shí)兩側(cè)應(yīng)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(shí)最好采用敲擊法 劃擦法是在焊件表面上劃動(dòng)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(nèi)引弧。2、運(yùn)條方法焊接過(guò)程中，焊條相對(duì)焊縫所做的各種動(dòng)作的總稱叫做運(yùn)條。電弧引燃運(yùn)條時(shí)焊條末端有三個(gè)基本動(dòng)作要相互配合，即焊條沿著軸線向溶池迸進(jìn) ，焊條沿著焊接方向移動(dòng)，焊條作橫向運(yùn)動(dòng)，這三個(gè)動(dòng)作組成焊條有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)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(yùn)條方法，常用的有鋸齒形，正反月牙形，三角形等。運(yùn)條方法示意

14、圖3、施焊接頭方法焊條電弧焊時(shí) ，由于受焊條長(zhǎng)度的限制在焊接過(guò)程中產(chǎn)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(guò)程中由于自己自動(dòng)斷弧或更換焊條時(shí)，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(guò)程中的關(guān)鍵動(dòng)作，大體可分為兩種操作方法，一種是連弧法操作技術(shù)中的收弧方法，另一種是斷弧法操作技術(shù)中的收弧方法，如果操作不當(dāng)可能會(huì)產(chǎn)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(guò)程中更換焊條的收弧方法和焊接結(jié)束時(shí)焊縫收尾處的收弧方法

15、，更換焊條時(shí)為了防止產(chǎn)生縮孔，應(yīng)將電弧慢慢地控向后方坡口一側(cè)的100mm后再衰減熄弧，焊縫收尾處的收弧應(yīng)將電弧在弧坑處稍做停頓，待弧坑添滿后將電弧慢慢拉長(zhǎng)，然后熄弧。2）斷弧法收弧，采用斷弧操作技術(shù)時(shí)，焊接過(guò)程中的每一個(gè)動(dòng)作都是起弧、收弧的動(dòng)作，收弧時(shí)必須將電弧拉向坡口邊緣后再熄弧，焊縫收尾處應(yīng)采取反復(fù)斷弧的方法填滿弧坑。（二）熔化極氣體（CO2)保護(hù)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(shí)：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(jī)常用的保護(hù)氣體2、C02氣體保護(hù)電弧焊的工作原理C02氣體保護(hù)電弧焊是使用焊絲來(lái)代替焊條,經(jīng)送絲輪通過(guò)送絲軟管送到焊槍,經(jīng)導(dǎo)電咀導(dǎo)電,在CO2氣氛中,與母材之間產(chǎn)生電弧,靠電弧熱量進(jìn)行焊接。CO2氣體在工作時(shí)通過(guò)焊槍噴嘴，沿焊絲周圍噴射出來(lái)，在電弧周圍造成局部的氣體保護(hù)層使溶滴和溶池與空氣機(jī)械地隔離開(kāi)來(lái)，從而保護(hù)焊接過(guò)程穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)行，并獲得優(yōu)質(zhì)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(zhǎng)度 （7）極性（6）焊接速度（5）焊接電壓 焊接過(guò)程中，保持焊絲干伸長(zhǎng)度不變是保 證焊接過(guò)程穩(wěn)定性的重要因素之一。 焊接電流一定時(shí)，干伸長(zhǎng)度的增

17、加，會(huì)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(zhǎng)度熱量+電弧熱量過(guò)長(zhǎng)時(shí)：氣體保護(hù)效果不好，易產(chǎn)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(guò)短時(shí)：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(dǎo)電咀粘連. 干伸長(zhǎng)度熱量電弧熱量干伸長(zhǎng)度為什麼要求嚴(yán)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(zhì)等參數(shù)）選定相應(yīng)的焊接電流。CO2焊機(jī)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(duì)焊絲的熔化能力一致，以保證電弧長(zhǎng)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(guān)系同一焊絲，電流越大送絲速度越快。電流相同，絲越細(xì)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(jī)安裝符合安裝要求的話，損耗電壓主要指電纜加長(zhǎng)所帶來(lái)的電壓損失，如焊接電纜需要加長(zhǎng)，調(diào)節(jié)焊機(jī)輸出電壓時(shí)可參考下表： 焊接電流 電纜長(zhǎng)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(yīng)板厚的焊接電流，然后根據(jù)下列公式計(jì)算焊接電壓。 300A時(shí): 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(jì)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(shè)定電壓偏高時(shí):弧長(zhǎng)變長(zhǎng),飛濺顆粒變大, 易產(chǎn)生氣孔. 焊道寬而平,熔深和余高變小.電壓偏低時(shí):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(duì)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(yīng)保證單位時(shí)間內(nèi)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(zhǎng)度的等效電阻 t: 焊接速度越快 t 越小半自動(dòng)：焊接速度為30-60cm/min自動(dòng)焊：焊接速度可高達(dá)250cm/min以上焊接速度過(guò)快時(shí):焊道變窄,熔深和余高變小。（5）極 性反極性特點(diǎn)：電弧穩(wěn)定，焊接過(guò)程平穩(wěn)，飛濺小。正極性特點(diǎn)：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(shí)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(shí)防止燒穿工件，焊接結(jié)束時(shí)填滿弧坑。收弧電流 = （0.6-0