焊接检验师CWI讲义 Part A 第3章 金属连接及切割工艺.ppt

一、前言 焊接和钎焊用于金属间的连接，而切割则是去除或分离材料。 描述每一种连接和切割方法，包括：每种工艺的长处、短处、设备要求、焊条/填充金属、技术、应用范围以及可能出现的问题。 连接和连接方法分为七大类，分别为电弧焊、固相焊、电阻焊、气焊、软钎焊、硬钎焊以及其他焊接 二、熔化焊工艺 (一) 焊条电弧焊（SMAW） (二) 熔化极气体保护电弧焊（GMAW） (三)药芯焊丝电弧焊（FCAW) 自保护药芯焊丝电弧焊（半自动焊） (四) 钨极氩弧焊（GTAW） 夹钨的产生主要有以下几个方面原因： (1) 钨极端部和熔化金属接触； (2) 填充材料与热钨极端部接触； (3) 钨极端部被飞溅污染； (4) 电流过大超过了钨极直径所规定的极限； (5) 钨极伸出夹头过长，超过了正常的距离，导致钨极过热； (6) 钨极夹头未夹紧； (7) 保护气体流量不当或过大的风导致钨极端部氧化； (8) 钨极有缺陷，如开裂、裂纹； (9) 使用了错误的保护气体； (10) 钨极端部打磨不当 (五) 埋弧焊(SAW) 工程实例 l 工程概况(12m钢吊车粱埋弧焊) 某公司承接一批钢吊车粱制作任务。该吊车梁高1.848m，长12m，共12根。 上翼板宽700mm，厚28mm；下翼板宽620mm，厚20mm；腹板高1800mm， 厚16mm。 钢板为Q235B(B表示冲击韧度较高)，规定采用埋弧焊制作。 腹板与上翼板连接处，腹板开K形坡口，要求全焊透。 腹板与下翼板连接处，采用角焊缝，焊脚大于等于10mm (六) 等离子弧焊（PAW） (七) 电渣焊（ESW） (八) 氧乙炔焊（OAW） (九) 螺柱焊(SW) (十)激光束焊(LBW) 激光束焊的主要优点包括： 热输入总量低，因此热影响区晶粒不易长大，且工件变形小。 采用小孔焊接技术焊接时可以得到大的深-宽比（大约10：1） 单道激光焊可用于厚达1-l/4英寸（32mm）的材料焊接。 激光束可以聚焦很小的区域，可以焊接薄、小和空间很小的部件。 可以焊接各种各样的材料，包括物理特性不一样的异种材料。 激光束能容易地使用光学器件进行聚焦，排列成直线及改变方向。因此，激光器可以放置在离开工件的地方，并且，激光束可以改变方向以绕过工装和障碍物达到工件。 激光束不会像电弧和电子束焊那样受磁场的影响。 不需要像电子束焊那样的真空和x射线保护。 激光束可以使用光学变换装置传送到一个以上的工位。 激光束焊有以下一些局限： 接头必须精确地定位在激光束下。 要求使用I形坡口对接接头。 工件通常必须用力夹紧。 高反射性和高热传导性的材料、如铝和铜及合金，会影响它们使用激光束的焊接性。 快速的冷却速度会在热影响区中产生裂纹和脆性，井在焊缝中留下气孔。 高能量的激光常会在焊接头上方产生羽毛状气化物，这会影响激光到达接头的能力。因此需要一个等离子体控制装置，通过惰性气体来吹开这些羽毛状气化物。 设备昂贵，一般在100,000美元。 (十一)电子束焊（EBW） 电子束焊是从1950年开始商业应用的。开始时，该工艺要求在一个高真空室内操作。该工艺迅速得到改进，只在电子束产生的部位需要高真空。这就有了在中真空或非真空环境中焊接的选择。这个进步使得该工艺被汽车和消费品制造商认可。所以，EBW在世界各地的工业中得到广泛的应用 优点： 热输入总量低，因此热影响区晶粒不易长大，且工件变形小。 采用小孔焊接技术焊接时可以得到大的深宽比（几乎超过10：1）。 单道电子束焊可用于厚达4英寸（102mm）的材料焊接。 高度纯净的焊接环境（真空）使金属被氧和氮污染的情况减到最小 因为有高度集中的热源所得到的高熔敷效率，使高速焊接成为可能。 可以采用高真空或中真空方式焊接方法焊接需要内部保持真空的密闭容器。 电子束能使用磁偏转来生产各种形状的焊缝，以及利用磁振荡来改善焊缝质量或提高熔深。 聚焦的电子束有相当的景深，可以适用于大范围的施工距离。 可以得到全焊透、两侧近似平行的单道焊缝及近似对称的收缩。 可以焊接异种金属和具有高热导性的材料，如铜。 局限： 接头必须精确地定位在电子束下。 要求使用I形坡口对接接头。 工件通常必须用力夹紧。 快速的冷却速度会在影响区中产生裂纹和脆性，并在焊缝中留下气孔。 设备昂贵。 真空和中真空焊接，真空室要足够大以便容纳整个组件。将真空室抽空所需的时间会影响产品的成本。 因为电子束可以由磁场进行偏转，因此在电子束的通径上的工装夹具要使用非磁性材料或正确消磁的金属材料。 所有的EBW都必须有射线防护措施，以确保没有任何人员受到由电子束焊所产生的X射线的辐射。 对于非真空EBW，要求有恰当的通风条件，以保证将EBW焊接时产生的臭氧和其它有害气体排开。 (十二)电阻焊（RW） 工件表面必须非常清洁并保证接触