焊接工艺相关知识.docVIP

概述焊接是通过加热或加压，或两者兼用，使焊件达到原子间结合并形成永久接头的工艺过程。世界每年钢材消耗量的50%都有焊接工序的参与，在现代制造工业中，广泛应用于金属结构件的生产。例如桥梁、船体、车厢、容器等，都可采用焊接而成。 焊接可分为三大类： 熔焊、压力焊、钎焊。 熔焊：将要焊接的工件局部加热至融化，冷凝后形成焊缝而使构件连接在一起的加工方法。包括电弧焊、气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等。熔焊是广泛采用的焊接方法，大多数的低碳钢、合金钢都采用熔焊方法焊接。特种熔焊还可以焊接陶瓷、玻璃等非金属。 压力焊：焊接过程中必须要施加压力，可能加热也可能不加热才能完成的焊接。其加热的主要目的是为使金属软化，靠施加压力使金属塑变,让原子接近到相互稳固吸引的距离，这一点与熔焊时的加热有本质的不同。包括电阻焊、摩擦焊、超声波焊、冷压焊、爆炸焊、扩散焊、磁力焊。其特点是焊接变形小、裂纹少、易实现自动化等特点。电阻点焊机超声波焊机电阻对焊机钎焊：将熔点比母材低的钎料加热至融化，但加热温度低于母材的熔点，用融化的钎料填充焊缝、润湿母材并与母材相互扩散形成一体的焊接方法。 钎焊分两大类： 硬钎焊和软钎焊。硬钎焊的加热温度大于450度，抗拉强度大于200 MPa ，经常用银基、铜基钎料，适于工作应力大，环境温度高的场合，比如硬质合金车刀、地质钻头的焊接。软钎焊的加热温度小于450度，抗拉强度小于70 MPa 适于应力小，工作温度低的环境。比如电路的锡基钎焊4.1 焊条电弧焊 焊条电弧焊通常又称为手工电弧焊，是应用最普遍的熔化焊焊接方法，它是利用电弧产生的高温、高热量进行焊接的。掌握了手工电弧焊的操作原理对认识其他种类的熔焊有很大帮助，因此将手工电弧焊的操作列为焊接实习的最重要内容。 4.1.1 焊条电弧焊的焊接过程 如图4-1所示，焊接时电源的一极接工件，另一极与焊条相接。工件和焊条之间的空间在外电场的作用下，产生电弧。该电弧的弧柱温度可高达5000-8000K,阴极温度达2400K，阳极温度达2600K。它一方面使工件接头处局部熔化，同时也使焊条端部不断熔化而滴入焊件接头空隙中，形成金属熔池。当焊条移开后，熔池金属很快冷却、凝固形成焊缝，使工件的两部分牢固的连接在一起。请看焊条金属熔化滴入焊件接头熔池过程。4.1.2 焊条电弧焊的设备与工具 焊条电弧焊的电源设备分三类：包括交流电弧焊变压器、直流弧焊电源、逆变弧焊电源。 1.对焊条电弧焊电源设备的要求 焊条电弧焊时，欲获得优良的焊接接头，首先要使电弧稳定地燃烧。决定电弧稳定燃烧的因素很多，如电源设备、焊条成分、焊接规范及操作工艺等，其中主要的因素是电源设备。焊接电弧在起弧和燃烧时所需要的能量，是靠电弧电压和焊接电流来保证的，为确保能顺利起弧和稳定地燃烧。要求： （1） 焊接电源在引弧时，应供给电弧以较高的电压（但考虑到操作人员的安全，这个电压不宜太高，通常规定该空载电压在50-90伏）和较小的电流（几个安培）；引燃电弧、并稳定燃烧后，又能供给电弧以较低的电压（16-40伏）和较大的电流（几十安培至几百安培）。电源的这种特性，称为陡降外特性。 （2） 焊接电源还要满足可以灵活调节焊接电流，以满足焊接不同厚度的工件时所需的电流。此外，还应具有好的动特性。 2．交流弧焊电源 交流弧焊电源是一种特殊的降压变压器，它具有结构简单、噪音小、价格便宜、使用可靠、维护方便等优点。交流弧焊电源分动铁式和动圈式两种。BX1-300型动铁式弧焊机是目前用得较广的一种交流弧焊机，其外形如图4-2所示。交流弧焊机可将工业用的电压（220V或380V）降低至空载60~70V、电弧燃烧时的20~35V。它的电流调节通过改变活动铁心的位置来进行。具体操作方法是借转动调节手柄，并根据电流指示盘将电流调节到所需值。动圈式弧焊电源则通过变压器的初级和次级线圈的相对位置来调节焊接电流的大小。图 ４-2 BX1-330交流弧焊机图 4-3 BX3型动圈式弧焊变压器示意图1-电流指示盘 2-调节手柄（细调电流） 3-接地螺钉1-调节手柄 2-调节螺杆 3-主铁心4-焊接电源两极（接工件和焊条） 5-线圈抽头（粗调电流） 　　4-可动次级线圈 5-初级线圈 ３．直流弧焊电源 直流弧焊电源输出端有正、负极之分，焊接时电弧两端极性不变。弧焊机正、负两极与焊条、焊件有两种不同的接线法：将焊件接到弧焊机正极，焊条接至负极，这种接法称正接，又称正极性；反之，将焊件接到负极，焊条接至正极，称为反接，又称反极性。焊接厚板时，一般采用直流正接，这是因为电弧正极的温度和热量比负极高，采用正接能获得较大的熔深。焊接薄板时，为了防止烧穿，常采用反接。在使用碱性低氢钠型焊条时，均采用直流反接。图4-4　　直流弧焊机的不同极性接法 1）旋转式直流弧焊机