yn焊接方法代号焊接的种类.docx

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yn焊接方法代号焊接的种类

一、焊条电弧焊

（一）、焊接电弧

       电弧是两带电导体之间持久而强烈的气体放电现象。

       1．电弧的形成

（1）焊条与工件接触短路

       短路时，电流密集的个别接触点被电阻热Q=I2Rt所加热，极小的气隙的电场强度很高。

       结果：

①少量电子逸出。

②个别接触点被加热、熔化，甚至蒸发、汽化。

③出现很多低电离电位的金属蒸汽。

（2）提起焊条保持恰当距离

       在热激发和强电场作用下，负极发射电子并作高速定向运动，撞击中性分子和原子使之激发或电离。

       结果：

气隙间的气体迅速电离，在撞击、激发和正负带电粒子复合中，其能量转换，发出光和热。

       2．电弧的构造与温度分布

       电弧由三部分构成，即阴极区（一般为焊条端面的白亮斑点）、阳极区（工件上对应焊条端部的溶池中的薄亮区）和弧柱区（为两电极间空气隙）。

       3、电弧稳定燃烧的条件

（1）应有符合焊接电弧电特性要求的电源

       a）当电流过小时，气隙间气体电离不充分，电弧电阻大，要求较高的电弧电压，方能维持必需的电离程度。

       b）随着电流增大，气体电离程度增加，导电能力增加，电弧电阻减小，电弧电压降低。

但当降低到一定程度后，为了维持必要的电场强度，保证电子的发射与带电粒子的运动能量，电压须不随电流增大而变化。

（2）做好清理工作，选用合适药皮的焊条。

       （3）防止偏吹。

  （4）电极的极性

       在焊接中，采用直流电焊机时，有正接和反接两种方法。

而大量使用的是交流电弧焊设备，电极的极性频繁交变，不存在极性问题，

       1）正接——焊件接电源正极，焊条接负极。

一般焊接作业均采用正接法。

       2）反接——焊件接电源负极，焊条接正极。

一般焊接薄板时，为了防止烧穿，采用反接法进行焊接作业。

（二）、焊条电弧焊的焊接过程

       1．焊接过程

       2．焊条电弧焊加热特点

（1）加热温度高，而且使局部加热。

焊缝附近金属受热极不均匀，可能造成工件变形、产生残余应力以及组织转变与性能变化的不均匀。

（2）加热速度快（1500度/秒），温度分布不均匀，可能出现在热处理中不应出现的组织和缺陷。

       （3）热源是移动的，加热和冷却的区域不断变化。

  （三）、电弧焊的冶金特点

（1）反应区温度高，使合金元素强烈蒸发和氧化烧损。

（2）金属熔池体积小，处于液态的时间很短，导致化学成分均匀，气体和杂质来不及浮出而易产生气孔和夹渣等缺陷。

（四）、焊条

      1．焊条的组成   手弧焊焊条由焊芯和药皮两部分组成。

（1）焊芯

      ①作为电弧焊的一个电极，与焊件之间导电形成电弧；

      ②在焊接过程中不断熔化，并过渡到移动的熔池中，与熔化的母材共同结晶形成焊缝；

（2）焊条药皮

      ①药皮的作用

      a）对熔池造成有效的气渣联合保护；

      b）使熔池内金属液脱氧、脱硫以及向熔池金属中渗合金，提高焊缝的力学性能；

      c）起稳弧作用，以改善焊接的工艺性。

      ②药皮的组成

      a）稳弧剂：

主要使用易于电离的钾、钠、钙的化合物。

      b）造渣剂：

形成熔渣覆盖在熔池表面，不让大气侵入熔池，且起冶金作用。

      c）造气剂：

分解出CO和H2等气体包围在电弧和熔池周围，起到隔绝大气、保护熔滴和熔池的作用。

      d）脱氧剂：

主要应用锰铁、硅铁、钛铁、铝铁和石墨等，脱去熔池中的氧。

      e）合金剂：

主要应用锰铁、硅铁、铬铁、钼铁、钒铁和钨铁等铁合金。

      f）粘结剂：

常用钾、钠水玻璃。

      （3）焊条药皮的种类

      a）酸性焊条——药皮中含有多量酸性氧化物，如SiO2、TiO2、Fe2O3等。

      b）碱性焊条——药皮中含有多量碱性氧化物，如CaO、FeO、MnO、Na2O、MgO等。

      2．焊条的种类

      焊条共分为十大类，即结构钢焊条、低温钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条和特殊用途焊条。

      3．焊条的选用原则

（1）选择与母材化学成分相同或相近的焊条

（2）选择与母材等强度的焊条

      （3）根据结构的使用条件选择焊条药皮的类型

 （五）、焊接接头的金属组织和性能的变化

      1．焊件上温度的变化与分布

      焊缝区金属经受有偿稳状态开始被加热大较高的温度，然后在逐渐冷却到常温这样一个热循环。

      2．焊接接头处的组织和性能的变化（以低碳钢为例）

      3．焊接接头的主要缺陷

（1）气孔

      气孔是焊接时熔池中的气泡在焊缝凝固时未能逸出而留下来形成的空穴。

      防治措施：

      a）烘干焊条，仔细清理焊件的带焊表面及附近区域；

      b）采用合适的焊接电流，正确操作。

（2）夹渣

      夹渣是焊后残留在焊缝中的熔渣。

      预防措施：

      a）仔细清理带焊表面；   b）多层焊时层间要彻底清渣；

      c）减缓熔池的结晶速度。

      （3）焊接裂纹

      a）热裂

      热裂是焊接过程中，焊接接头的金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹。

      预防措施：

      减小结构刚度、焊前预热、减小合金化、选用抗裂性好的低氢型焊条等。

      b）冷裂

      焊接接头冷却到较低温度时产生的焊接裂纹。

      预防措施：

      a）用低氢型焊条并烘干、清除焊件表面的油污和锈蚀；

      b）焊前预热、焊后热处理。

      （4）未焊透

      未焊透是焊接接头根部未完全熔透的现象。

      产生原因：

      坡口角度或间隙太小、钝边过厚、坡口不洁、焊条太粗、焊速过快、焊接电流太小以及操作不当等所致。

      （5）未溶合

      未溶合是焊缝与母材之间未完全熔化结合的现象。

      产生原因：

      坡口不洁、焊条直径过大及操作不当等造成。

      （6）咬边

      咬边是沿焊趾的母材部分产生的沟槽或凹陷的现象。

      产生原因：

      焊接电流过大、电弧过长、焊条角度不当等所致。

 （六）、焊接变形

      1．焊接应力与变形的原因

      焊接时局部加热是焊件产生焊接应力与变形的根本原因。

      2．焊接变形的基本形式

      3．防止与减小焊接变形的工艺措施

（1）反变形法

（2）加余量法

      （3）刚性夹持法

      （4）选择合理的焊接工艺

      4．减小焊接应力的工艺措施

（1）选择合理的焊接顺序

（2）预热法

      （3）焊后退火处理

二、埋弧自动焊

电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，称为埋弧焊。

埋弧焊的引弧、送进焊条一般均由自动装置来完成，因此又称为埋弧自动焊。

（一）、埋弧自动焊的焊接过程

（二）、埋弧自动焊的主要特点

      1、生产率高

      2、焊接质量高而且稳定

      3、节约焊接材料

      4、改善了劳动条件

      5、适用于平焊长直焊缝和较大直径的环形焊缝。

对于短焊缝、曲折焊缝、狭窄位置及薄板的焊接，不能发挥其长处。

  （三）、焊丝和焊剂

  （四）、埋弧自动焊的工艺特点

      1、焊前准备工作要求严格     2、焊接熔深大

      3、采用引弧板和引出板

      4、采用焊剂垫或钢垫板

      5、采用导向装置

三、气体保护焊

（一）、氩弧焊

      使用氩气作为保护气体的气体保护焊称为压弧焊。

      氩气是惰性气体，可保护电极和熔化金属不受空气的有害作用。

      氩弧焊按所用电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种。

      1、非熔化极氩弧焊

      电极只作为发射电子、产生电弧用，填充金属另加。

      常用掺有氧化钍或氧化铈的钨极，其特点是电子热发射能力强，熔点沸点高（为3700K和5800K）。

      2、熔化极氩弧焊

      钨极氩弧焊电流小、熔深浅。

中厚以上的钛、铝、铜等合金的焊接多选用高生产率的熔化极氩弧焊。

      3、氩弧焊的特点

（1）由于氩气的保护，它适于各类合金钢、易氧化的有色金属，以及锆、钽、钼等稀有金属的焊接。

（2）氩弧焊电弧稳定，飞溅小，焊缝致密，表面没有熔渣，成形美观，焊接变形小。

      （3）明弧可见，便于操作，容易实现全位置自动焊接。

      （4）钨极脉冲氩弧焊接可焊接0.8mm以下的薄板及某些异种金属。

（二）、二氧化碳气体保护焊

      利用CO2作为保护气体的气体保护焊，称为二氧化碳气体保护焊。

      它的保护作用主要是使焊接区与空气隔离，防止空气中的氮气对熔化金属的有害作用。

      焊接时：

                       2CO2=2CO+O2

                         CO2=C+O2

      因此焊接是在CO2、CO、O2氧化气氛中进行的。

      二氧化碳气体保护焊的特点：

      1、焊速高，可实现自动焊，生产率高。

      2、为明弧焊接，易于控制焊缝成形。

      3、对铁锈敏感性小、焊后熔渣少。

      4、价格低廉。

      5、焊接飞溅与气孔仍是生产中的难点。

四、电渣焊

电渣焊就是利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法。

（一）、焊接过程

（二）、电渣焊的特点

      1、可一次焊成很厚的焊件。

      2、生产率高，成本低。

      3、焊缝金属比较纯净。

      4、适于焊接中碳钢与合金结构钢。

      5、焊缝区高温停留时间长，晶粒粗大，焊后需热处理来细化晶粒。

五、等离子弧焊与切割

（一）、等离子弧的概念

      1、一般焊接电弧为自由电弧，电弧区只有部分气体被电离，温度不够集中。

      2、当自由电弧压缩成高能量密度的电弧，弧柱气体被充分电离，成为只含有正离子和负离

子的状态时，即出现物质的第四态——等离子体。

      等离子弧具有高温（15000~30000K）、高能量密度（480千瓦/厘米2）和等离子流高速运动（最大可数倍与声速）

      3、等离子弧焊的三种压缩效应

（1）机械压缩效应

      在等离子枪中，当高频震荡引弧以后，气体电离形成的电弧通过焊嘴细小喷孔，受到喷嘴内壁的机械压缩。

（2）热压缩效应

      由于喷嘴内冷却水的作用，使靠近喷嘴内壁处的气体温度和电离度急剧降低，迫使电弧电流只能从弧柱中心通过，使弧柱中心电流密度急剧增加，电弧截面进一步减小，这是对电弧的第二次压缩。

      （3）电磁收缩效应

      因为弧柱电流密度大大提高而伴生的电磁收缩力使电弧得到第三次压缩。

      因三次压缩效应，使等离子弧直径仅有3mm左右，而能量密度、温度及气流速度大为提高。

（二）、等离子弧焊的特点

      1、能量密度大，温度梯度大，热影响区小，可焊接热敏感性强的材料或制造双金属件。

      2、电弧稳定性好，焊接速度高，可用穿透式焊接，使焊缝一次双面成型，表面美观，生产率高。

      3、气流喷速高，机械冲刷力大，可用于焊接大厚度工件或切割大厚度不锈钢、铝、铜、镁等合金。

      4、电弧电离充分，电流下限达0.1A以下仍能稳定工作，适合于用微束等离子弧（0.2~30A）焊接超薄板（0.01~2mm），如膜盒、热电偶等。

六、真空电子束焊

   真空电子束焊是利用定向高速运动的电子束流撞击工件使动能转化为热能而使工件熔化，形成焊缝。

   真空电子束焊的特点

      1、在真空中进行焊接，焊缝纯净、光洁，呈镜面，无氧化等缺陷。

      2、电子束能量密度高达108瓦/厘米2，能把焊件金属迅速加热到很高温度，因而能熔化任何难熔金属与合金。

熔深大、焊速快，热影响区极小，因此对接头性能影响小，接头基本无变形。

七、激光焊

   激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。

    激光焊的特点：

       1、激光焊能量密度大，作用时间短，热影响区和变形小，可在大气中焊接，而不需气体保护或真空环境。

       2、激光束可用反光镜改变方向，焊接过程中不用电极去接触焊件，因而可以焊接一般电焊工艺难以焊到的部位。

       3、激光可对绝缘材料直接焊接，焊接异种金属材料比较容易，甚至能把金属与非金属焊在一起。

       4、功率较小，焊接厚度受一定限制。

八、电阻焊

   电阻焊是在焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的工艺方法。

   电阻焊的种类很多，常用的有点焊、缝焊和对焊三种。

（一）、点焊     点焊是将焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。

点焊主要用于薄板焊接。

      点焊的工艺过程：

      1、预压，保证工件接触良好。

      2、通电，使焊接处形成熔核及塑性环。

      3、断点锻压，使熔核在压力继续作用下冷却结晶，形成组织致密、无缩孔、裂纹的焊点。

（二）、缝焊

      缝焊是将焊件装配成搭接或对接接头，并置于两滚轮电极之间，滚轮加压焊件并转动，连续或断续送电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法。

      缝焊主要用于焊接焊缝较为规则、要求密封的结构，板厚一般在3mm以下。

   （三）、对焊

      对焊是使焊件沿整个接触面焊合的电阻焊方法。

      1、电阻对焊

      电阻对焊是将焊件装配成对接接头，使其端面紧密接触，利用电阻热加热至塑性状态，然后断电并迅速施加顶锻力完成焊接的方法，

      电阻对焊主要用于截面简单、直径或边长小于20mm和强度要求不太高的焊件。

      2、闪光对焊

      闪光对焊是将焊件装配成对接接头，接通电源，使其端面逐渐移近达到局部接触，利用电阻热加热这些接触点，在大电流作用下，产生闪光，使端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内达到预定温度时，断电并迅速施加顶锻力完成焊接的方法。

      闪光焊的接头质量比电阻焊好，焊缝力学性能与母材相当，而且焊前不需要清理接头的预焊表面。

闪光对焊常用于重要焊件的焊接。

可焊同种金属，也可焊异种金属；可焊0.01mm的金属丝，也可焊20000mm的金属棒和型材。

九、摩擦焊

   摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所产生的热量，使端面达到热塑性状态，然后迅速顶锻完成焊接的一种压焊方法。

   摩擦焊的特点：

      1、由于摩擦，焊件接触表面的氧化膜和杂质被清楚，使焊接接头组织致密，不产生气孔和夹渣等缺陷。

      2、即可焊同种金属，更适合于异种金属的焊接。

      3、生产率高。

十、钎焊

（一）、钎焊的种类

      根据钎料熔点不同，钎焊分为硬钎焊和软钎焊两种。

      1、硬钎焊

      钎料熔点高于450℃的钎焊为硬钎焊。

      硬钎料有铜基、银基、铝基等合金。

      钎剂常用鹏砂、硼酸、氟化物、氯化物等。

      加热方法有火焰加热、盐浴加热、电阻加热、高频感应加热等。

      硬钎焊接接头强度高达490MPa，适用于受力较大及工作温度较高的工件。

      2、软钎焊

      钎料熔点低于450℃的钎焊为软钎焊。

      常用软钎料为锡铅合金。

      常用钎剂为松香、氯化铵溶液等。

      常用烙铁及其它火焰加热。

（二）、钎焊的特点

      1、焊件加热温度低，金属组织和力学性能变化小，焊件变形小，接头光滑平整，焊件尺寸精确。

 2、可以焊同种或异种金属。

      3、可焊由多条焊缝组成的复杂形状的焊件。

      4、设备简单，。

各种焊接方法特点：

气体保护焊:

是采用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊，简称气体保护焊。

（1）二氧化碳气体保护焊所用的焊接材料主要为焊丝和CO2气体。

焊枪的作用是传送焊丝和向电弧区输送CO2气体。

当焊接电流大于500A时，焊枪需用循环水冷却。

与焊条电弧焊和埋弧相比，CO2气体焊的主要优点为：

①生产效率高。

可采用100~300A/mm2的电流密度,电弧热量高,焊丝熔化速度快,母材金属熔化深度大,焊接速度高,焊后无需清渣.②焊接成本低.CO2焊丝和CO2气体的价格低,焊前准备要求不高,焊后清理和校正耗费工时少,焊接总成本低.③对铁锈、油污等杂物不敏感，焊缝中的含氢量低，是一种低氢焊接方法。

④可进行立焊、仰焊和全位置焊接。

因电弧可见，易于操作，并可实现半自动和全自动焊。

（2）氩弧焊。

是用氩气作为保护气体的电弧焊，是惰性气体保护焊中最常用的一种熔化焊方法。

氩弧焊可用于所有钢种、各种厚度和各种位置焊件的焊接。

可进行手工和自动焊接，焊接规整的直缝或环缝时，可用自动操作焊接。

手工电弧焊：

电焊是利用电能转换为热能对金属进行加热焊接的方法，电弧焊是熔化焊的一种，它是利用电弧热，将沿焊缝间隙运动的焊条前端和工件局部熔化而形成的焊缝连接。

 （3）焊条电弧焊。

焊条电弧焊是指用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法.电弧焊是指利用电弧作为热源的熔焊方法.焊条电弧焊是目前生产中应用最多、最普遍的一种金属焊接方法.特点是设备简单通用，可用成本较低的交流或直流焊接电源。

灵活方便，几乎可用于焊接各种位置、各种厚度和形状的焊件。

焊条品种齐全，可供焊接不同钢材时选用。

焊接质量主要决定于焊工的熟练程度和焊条的质量。

焊接效率低。

采用气-渣联合保护。

焊条药皮组成物质中的造气剂，分解产生的气体能隔离空气，保护熔池的后半部及凝固后并处于高温的焊缝。

氧化碳气体保护焊的，焊接方法，及常见问题的解决

1、短路过渡焊接

CO2电弧焊中短路过渡应用最广泛，主要用于薄板及全位置焊接，规范参数为电弧电压焊接电流、焊接速度、焊接回路电感、气体流量及焊丝伸出长度等。

（1）电弧电压和焊接电流，对于一定的焊丝直径及焊接电流（即送丝速度），必须匹配合适的电弧电压，才能获得稳定的短路过渡过程，此时的飞溅最少。

不同直径焊丝的短路过渡时参数如表：

焊丝直径（㎜）0.81.21.6

电弧电压（V）181920

焊接电流（A）100-110120-135140-180

（2）焊接回路电感，电感主要作用：

a调节短路电流增长速度di/dt,di/dt过小发生大颗粒飞溅至焊丝大段爆断而使电弧熄灭，di/dt过大则产生大量小颗粒金属飞溅。

b调节电弧燃烧时间控制母材熔深。

c焊接速度。

焊接速度过快会引起焊缝两侧吹边，焊接速度过慢容易发生烧穿和焊缝组织粗大等缺陷。

d气体流量大小取决于接头型式板厚、焊接规范及作业条件等因素。

通常细丝焊接时气流量为5-15L/min，粗丝焊接时为20-25L/min。

e焊丝伸长度。

合适的焊丝伸出长度应为焊丝直径的10-20倍。

焊接过程中，尽量保持在10-20㎜范围内，伸出长度增加则焊接电流下降，母材熔深减小，反之则电流增大熔深增加。

电阻率越大的焊丝这种影响越明显。

f电源极性。

CO2电弧焊一般采用直流反极性时飞溅小，电弧稳定母材熔深大、成型好，而且焊缝金属含氢量低。

2、细颗粒过渡。

（1）在CO2气体中，对于一定的直径焊丝，当电流增大到一定数值后同时配以较高的电弧压，焊丝的熔化金属即以小颗粒自由飞落进入熔池，这种过渡形式为细颗粒过渡。

细颗粒过渡时电弧穿透力强母材熔深大，适用于中厚板焊接结构。

细颗粒过渡焊接时也采用直流反接法。

（2）达到细颗粒过渡的电流和电压范围：

焊丝直径（mm）电流下限值（A）电弧电压（V）

1.230034-35

1.6400

2.0500

随着电流增大电弧电压必须提高，否则电弧对熔池金属有冲刷作用，焊缝成形恶化，适当提高电弧电压能避免这种现象。

然而电弧电压太高飞溅会显著增大，在同样电流下，随焊丝直径增大电弧电压降低。

CO2细颗粒过渡和在氩弧焊中的喷射过渡有着实质性差别。

氩弧焊中的喷射过渡是轴向的,而CO2中的细颗粒过渡是非轴向的，仍有一定金属飞溅。

另外氩弧焊中的喷射过渡界电流有明显较变特征。

（尤其是焊接不锈钢及黑色金属）而细颗粒过渡则没有。

3、减少金属飞溅措施：

（1）正确选择工艺参数，焊接电弧电压：

在电弧中对于每种直径焊丝其飞溅率和焊接电流之间都存在着一定规律。

在小电流区，短路过渡飞溅较小，进入大电流区（细颗粒过渡区）飞溅率也较小。

（2）焊枪角度：

焊枪垂直时飞溅量最少，倾向角度越大飞溅越大。

焊枪前倾或后倾最好不超过20度。

（3）焊丝伸出长度：

焊丝伸出长对飞溅影响也很大，焊丝伸出长度从20增至30㎜，飞溅量增加约5%，因而伸出长度应尽可能缩短。

4、保护气体种类不同其焊接方法有区别。

（1）利用CO2气体为保护气的焊接方法为CO2电弧焊。

在供气中要加装预热器。

因为液态CO2在不断气化时吸收大量热能，经减压器减压后气体体积膨胀也会使气体温度下降，为了防止CO2气体中水分在钢瓶出口及减压阀中结冰而堵塞气路，所以在钢瓶出口及减压之间将CO2气体经预热器进行加热。

（2）CO2＋Ar气作为保护气的焊接方法MAG焊接法，称为物性气体保护。

此种焊接方法适用于不锈钢焊接。

（3）Ar作为气体保护焊的MIG焊接方法，此种焊接方法适用于铝及铝合金焊接。

五、基本操作技术

1、注意事项

（1）电源、气瓶、送丝机、焊枪等连接方式参阅说明书。

（2）选择正确的持枪姿势：

a身体与焊枪处于自然状态，手腕能灵活带动焊枪平移或转动。

b焊接过程中软管电缆最小曲率半径应大于300m/m焊接时可任意拖动焊枪。

c焊接过程中能维持焊枪倾角不变还能清楚方便观察熔池。

d保持焊枪匀速向前移动，可根据电流大小、熔池的形状、工件熔和情况调整焊枪前移速度，力争匀速前进。

2、基本操作

（1）检查全部连接是否正确，水、电、气连接完毕合上电源，调整焊