焊接成形技術(shù)焊接基本概念與方法課件

材料成型技術(shù)基礎(chǔ)焊接成形技術(shù)(一)

2004年8月焊接基本概念與方法焊接基本概念熔化焊工藝方法壓力焊工藝方法釬焊工藝方法焊接基本概念一、金屬的連接方法：

四、焊接的特點：結(jié)構(gòu)重量輕、省工省料、密封性好等特點。在制造業(yè)中，材料焊接技術(shù)是一種十分重要的加工工藝，已廣泛應(yīng)用于機械制造、造船、海洋開發(fā)、汽車制造、右油化工、航空航天、原子能、電力、電子技術(shù)及建筑等部門。熔化焊工藝方法熔化焊：利用局部加熱的方法,將工件的焊接處加熱到熔化狀態(tài),形成熔池，然后冷卻結(jié)晶，形成焊縫的焊接方法。由于所用熱源的不同，熔化焊分為：（1）氣焊(2)電弧焊（3）激光焊

(4)激光切割（5）電子束焊（6）電渣焊（7）等離子弧焊(2)電弧焊一、什么叫焊接電弧：它是在具有一定電壓的兩電極間或電極與焊件間，氣體介質(zhì)產(chǎn)生強烈而持久的放電現(xiàn)象。二、電弧的實質(zhì)：它是一種氣體放電。氣體在一般情況下是不導(dǎo)電的。要使氣體導(dǎo)電，須將兩個電極之間的氣體電離，并在兩電極間加上一定的電壓，使這些帶電離子在電場作用下作定向運動，兩個電極間的氣

體中能連續(xù)不斷地通過很大的電流，從而形成的電弧。電弧導(dǎo)電時，產(chǎn)生大量的熱量，同時發(fā)出強烈的弧光。1、電弧的構(gòu)造2、焊條在電弧下的熔化及焊縫的成形過程。三、電弧焊的類型：電弧焊接時由于對電弧與焊縫的保護方法的不同，電弧焊可分為以下三種：１、手工電弧焊：是利用焊條與工件間產(chǎn)生的電弧熱，將工件和焊條熔化而進行焊接的工藝方法。

（1）手工電弧焊焊接過程

（2）手工電弧焊的主要優(yōu)點有：

1)操作靈活，高焊接各種空間位置的焊縫。

2)焊接質(zhì)量受焊工技術(shù)水平，施工條件等影響，變動幅度大。

3)焊接輔助時間長，生產(chǎn)效率底。

4)焊接生產(chǎn)率低。２、埋弧自動焊：在焊接過程中，焊接電弧將焊劑,焊絲及工件焊接處熔化后形成熔池，熔池冷卻后形成焊縫。液態(tài)熔渣形成焊渣，焊后履蓋在焊縫表面起保護焊縫的作用。（1）埋弧自動焊的焊接過程（2）與手工焊相比埋弧自動焊的主要優(yōu)點有：1)生產(chǎn)率高：埋弧自動可用的電流比手工電弧焊大，所以生產(chǎn)率高。2)焊接質(zhì)量好：由于電弧被液態(tài)溶渣泡所包圍，可以防止空氣的浸害，因而焊縫質(zhì)量好。3)電弧的熱量損失小，能量集中。4)節(jié)省金屬與電能：由于焊絲連續(xù)送進，從而節(jié)省金屬材料，節(jié)省輔助時間。埋弧焊熔化深度大。因而也節(jié)省了電能。5)改善了勞動條件：埋弧焊焊接時沒有弧光。送入與運條又實現(xiàn)了機械械化，從而減少了工人的勞動強度。改善了勞動條件。6)適合中等厚度的板材的直、長縫或大圓圈環(huán)形焊縫的手工焊縫焊接。（3）壓力容器的焊接的現(xiàn)場圖片壓力容器環(huán)焊縫的焊接壓力容器的封頭與筒體組焊埋弧焊接壓力容器縱焊縫埋弧焊壓力容器施工現(xiàn)場圖：（5）電子束焊隨著科學(xué)技術(shù)的最新發(fā)展，尤其原子能和導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展。大量應(yīng)用了鋯、鈦、鉭、鉑、鎳及其合金。焊接這些金屬用一般的氣體保護焊常不能得到滿意的結(jié)果。電子束焊接研制成功才順利地解決了上述稀有和難熔金屬的焊接問題。圖-1為真空電子束焊接示意圖。電子槍、焊件及焊具全部裝在真空室內(nèi)。電子槍由加熱燈絲、陰極。陽極及聚焦裝置等組成。當(dāng)陰極被燈絲加熱到2600度時，能發(fā)出大量電子。這些電子在陰極與陽極（焊件）間的高電壓作用下，經(jīng)電子透鏡聚焦成電子流束，以極大的速度（可達160000km／S）射向焊件表面，電子的動能變?yōu)闊崮堋Ｄ芰棵芏缺绕胀娀】纱?000倍，它使焊件金屬迅速熔化甚至氣化。根據(jù)焊件的熔化程度，逐漸移動焊件，即能得到要求的焊接接頭。

真空電予束焊接的特點：（1）在真空中進行焊接，金屬不會氧化氮化。且無金屬電極沾污，所以能保證焊縫金屬的高純度。表面平滑潔凈，沒有孤坑或其他表面缺陷。焊縫內(nèi)部熔合得好，無氣孔夾渣（2）熱源能量密度大、熔深大、焊速快、焊縫深而窄，焊縫深寬比可達20：1，能單道焊厚件。焊接熱影響區(qū)很小，基本上不產(chǎn)生焊接變形。可防止難熔金屬焊接時易產(chǎn)生的裂紋和泄漏。（3）焊接時一般不加填充金屬。因而接頭要加工得平整清潔、裝配緊密，不留間隙。任何厚度的工件都不開坡口。（4）電子束參數(shù)可在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)、控制靈活、精度高、適應(yīng)性強。（5）真空電子束焊接的缺點是設(shè)備復(fù)雜、造價高。使用維護技術(shù)要求高、焊件尺寸受真空室限制，對焊件清整裝配質(zhì)量要求嚴(yán)格，因而其應(yīng)用受到一定限制。（點擊觀看動畫）（6）電渣焊電渣焊是利用電流通過液態(tài)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源來進行焊接的，一般總是在垂直立焊位置進行焊接，其焊接過程示意圖如3－2-4所示。兩個工件位于垂直位置，相距25--35mm，工件待焊端面兩側(cè)，裝有冷卻銅滑塊、使液態(tài)熔渣及金屬不會外流，冷水從其內(nèi)部通過，迫使熔池冷卻凝固成為焊縫。固態(tài)焊劑熔化以后形成的渣池具有較大的電阻，當(dāng)電流通過時產(chǎn)生大量電阻熱，使渣池溫度保持在1700一2000℃。焊絲與工件被渣池加熱熔化而形成熔池。焊接過程中，焊絲不斷送進并被熔化，熔池及渣池逐漸上升（冷卻滑塊也同時逐漸上升），下面的一金屬則逐漸凝固組成焊縫民從而使立焊縫一次焊成。

由于渣池?zé)崃慷?，溫度高，與熔渣接觸的金屬都被熔化，而且焊絲在焊接時還可左右緩慢擺動，因此很厚的工件也可用電渣焊一次焊成。

（7）等離子弧焊

等離子弧焊和切割等離子弧實質(zhì)是一種導(dǎo)電截面被壓縮得很小、能量轉(zhuǎn)換非常激烈、電離度很大、熱量非常集中的壓縮電弧。這種電弧受三種壓縮作用：一、是兩極間的電弧通過噴嘴細孔道的機械壓縮，稱為機械壓縮效應(yīng)；二、是水冷噴嘴使弧往外層冷卻，迫使帶電粒子流向孤往中心收派稱為熱壓縮效應(yīng)；三、是無數(shù)根平行導(dǎo)體所產(chǎn)生的自身磁場，使弧柱進一步壓縮，稱磁壓縮效應(yīng)。

這樣就將電弧壓縮成能量高度集中的高溫等離子弧，溫度可達24000－50000K，能量密度可達l0W/平方厘米?；≈鶅?nèi)的氣體被充分電離，形成離子化的導(dǎo)電氣體，即等離子體，故稱等離子孤。等離子弧焰流速可達數(shù)倍音速，表現(xiàn)出強大的沖擊力。等離子弧技術(shù)可以應(yīng)用于等離于弧切割。這是利用等離子孤的高溫將被割件熔化，并借助弧焰的機械沖擊力把熔融金屬強制排除，從而形成割縫以實現(xiàn)切割。由于等離子弧的上述特點，等離子切割特別適用于切割高合金鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳、鈦及其合金、難熔金屬.（點擊觀看動畫）壓力焊工藝方法壓力焊：在焊接過程中，對焊件施加一定壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。壓力焊的主要方法有：【電阻焊】【摩擦焊】【擴散焊】

【爆炸焊】（１）爆炸焊原理（２）爆炸焊生產(chǎn)過程釬焊工藝方法釬焊：利用熔點比工件材料低的填充金屬熔化以后，填充接頭間隙并與工件材料相互擴散實現(xiàn)連接的焊接方法。