中职机械授课件焊接一压力焊(同名553).ppt

1、 压力焊：是将两钢筋安放成竖向或斜向(倾斜度在4：1的范围内)对接形式，利用焊接电流通过两钢筋间隙，在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程，产生电弧热和电阻热，熔化钢筋，加压完成的一种压焊方法。简单地说，就是利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的一种熔焊方法。但与电弧焊相比，它工效高、成本低，我国在一些高层建筑施工中已取得很好的效果。第一节 压力焊的基本原理和常用方法 一、压力焊的基本原理 压力焊是通过对焊接区施加一定的压力而实现的。钢筋电渣压力焊是将两钢筋安放成竖向对接形式，利用焊接电流通过两钢筋间隙，在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程，产生电弧热和电阻热，熔化钢筋，加压完成的一种压焊方法。电

2、渣压力焊的焊接过程包括四个阶段：引弧过程、电弧过程、电渣过程和顶压过程。二、压力焊的常用方法 焊接开始时，首先在上、下两钢筋端面之间引燃电弧，使电弧周围焊剂熔化形成空穴；随之焊接电弧在两钢筋之间燃烧，电弧热将两钢筋端部熔化，熔化的金属形成熔池，熔融的焊剂形成熔渣（渣池），覆盖于熔池之上，此时，随着电弧的燃烧，上、下两钢筋端部逐渐熔化，将上钢筋不断下送，以保持电弧的稳定，继续电弧过程；随电弧过程的延续，两钢筋端部熔化量增加，熔池和渣池加深，待达到一定深度时，加快上钢筋的下送速度，使其端部直接与渣池接触，这时，电弧熄灭而变电弧过程为电渣过程；待电渣过程产生的电阻热使上、下两钢筋的端部达到全截面均匀

3、加热的时候，迅速将上钢筋向下顶压，挤出全部熔渣和液态金属，随即切断焊接电源，完成了焊接工作。（看书表）压力焊的设备 （1）焊接电源 电渣压力焊可采用交流或直流焊接电源，焊机容量应根据所焊钢筋的直径选定。由于电渣压力焊机的生产厂家很多，产品设计各有不相同，所以配用焊接电源的型号也不同，常用的多为弧焊电源（电弧焊机），如BX3-500型、BX3-630型、BX3-750型、BX3-1000型等。（2）焊接夹具焊接夹具由立柱、传动机械、上、下夹钳、焊剂筒等组成，其上安装有监控器，即控制开关、次级电压表、时间显示器（蜂鸣器）等，焊接夹具应具有足够的钢度，在最大允许荷载下应移动灵活，操作便利；焊剂筒的直

4、径应与所焊钢筋直径相适应；监控器上的附件（如电压表、时间显示器等）应配备齐全。(3）控制箱控制箱的主要作用是通过焊工操作，使弧焊电源的初级线接通或断开，控制箱正面板上装有初级电压表、电源开关、指示灯、信号电铃等，也可刻制焊接参数表，供操作人员参考。如:（1）现以山东省济南市历下通用机械厂制造的 ZHJ-600型垂直钢筋对焊机为例，其主要数据详下表：电源电压 380V50HZ 正级电压 80V 熔化电压 2550V 焊接电流 200600A 焊接钢筋直径 1632 焊接时间 2040S 熔化箱 2533 焊枪尺寸 620200180mm 控制箱 340300180 对焊压力 300 （2）500

5、A及其以上电焊机：（3）装焊剂的铁铲。一、电阻焊 电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间，并施以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。电阻焊方法主要有四种，即点焊、缝焊、凸焊、对焊，（见图)。电阻焊原理图电阻焊原理图 决定焊接品质的五大要素：决定焊接品质的五大要素：1、电流值、电流值 电流对产热的影响比电阻和时间两者都大。因此，在焊接过程中，它是一个必须严格控制的参数。引起电流变化的主要原因是电网电压波动和交流焊机次级回路阻抗变化。阻抗变化是因为回路的几何形状变化或因在次级回路中引入不同量的磁性金属。对于直流焊机，次级回路阻抗变

6、化，对电流无明显影响。2、通电时间、通电时间 为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充。为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间，也可采用小电流和长时间。选用硬规范还是软规范，取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率。对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间，都有一个上下限，使用时以此为准。3、加压力、加压力 电极压力对两电极间总电阻R有明显的影响，随着电极压力的增大，R显著减小，而焊接电流增大的幅度却不大，不能 影响因R减小引起的产热减少。因此，焊点强度总随着焊接压力增大而减小。解决的办法是在增大焊接压力的同时，增大焊接电流。4.电极形状及材料性能的影响电极

7、形状及材料性能的影响 由于电极的接触面积决定着电流密度，电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，因此，电极的形状和材料对熔核的形成有显著影响。随着电极端头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度将降低。5.工件表面状况的影响工件表面状况的影响 工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的存在还会影响各个焊点加热的不均匀性，引起焊接质量波动。因此彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。一、点焊点焊是将焊件装配成搭接接头，并压紧在两柱状电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电

8、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、断电锻压，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、缝焊缝焊的过程与点焊相似，只是以旋转的圆盘状滚轮电极代替柱状电极，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、凸焊凸焊是点焊的一种变型形式;在一个工件上有预制的凸点，凸焊时，一次可在接头处形成一个或多个熔核。优点优点 1、熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属

9、与空气隔绝，冶金过程简单。2、加热时间短，热量集中，故热影响区小，变形与应力也小，通常在焊后不必安排校正和热处理工序。3、不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氢等焊接材料，焊接成本低。4、操作简单，易于实现机械化和自动化，改善了劳动条件。5、生产率高，且无噪声及有害气体，在大批量生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上。但闪光对焊因有火花喷溅，需要隔离。缺点缺点 1、目前还缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和工件的破坏性试验来检查，以及靠各种监控技术来保证。2、点、缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重量，且因在两板焊接熔核周围形成夹角，致使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低。3、设

10、备功率大，机械化、自动化程度较高，使设备成本较高、维修较困难，并且常用的大功率单相交流焊机不利于电网的平衡运行。1.电阻焊的设备 点焊机 凸焊机 缝焊机 ZF1200精密纵缝焊接机精密纵缝焊接机 钢带斜接无缺口对接自动焊接机钢带斜接无缺口对接自动焊接机合抱式锥形管精密自动焊接机合抱式锥形管精密自动焊接机 氩弧自动填丝铝罩自动焊接机 6.1变位环缝 氩弧填丝环缝焊接 氩弧填丝纵缝焊接 汽车刹车臂自动焊接机 消防桶底自动焊接机 数控纵环缝自动焊接机 数控纵环缝自动焊接机 2.电阻焊的安全操作过程 电阻焊的安全技术主要有预防触电、压伤(撞伤)、灼伤和空气污染等。除了在技术措施方面作必要的安全考虑外，

11、操作人员亦须了解安全常识，应事先对其进行必要的安全教育。(一)防触电 电阻焊机二次电压甚低，不会产生触电危险。但一次电压为高压，尤其是采用电容放电的一类，电压可高于千伏。晶闸管一般均带水冷，水柱带电，故焊机必须可靠接地。通常次级回路之一极均与机身相连而接地。但有些多点焊机因工艺需要而二极不与机身相连，则应将一极串联1k电阻后再接到机身。因为二次浮起后将与一次之间的绝缘电阻造成分压而带对地约180V左右的电位。在检修控制箱中的高压部分必须切断电源。电容放电类焊机如采用高压电容，则应加装门开关，在开门后自动切断电源。(二)防压伤(撞伤)电阻焊机须固定一人操作，防止多人因配合不当而产生压伤事故。脚踏

12、开关必须有安全防护。国外的对焊机上夹紧按钮带采用双钮式，操作人员必须双手同时各按一钮才夹紧，以杜绝夹手事件。多点焊机则在其周围设置栅栏，操作人员在上料后必须退出，离设备一定距离或关上门后才能起动焊机，确保运动部件不致撞伤人员。(三)防灼伤 电阻焊工作时常有喷溅产生，尤其是闪光对焊时，火花如礼花持续数秒至十多秒。因此操作人员应穿防护服、戴防护镜，防止灼伤。在闪光产生区周围宜用黄铜防护罩罩住，以减少火花外溅。闪光时火花可飞高910m，故周围及上方均应无易燃物。作者曾多次遇到吊车上的棉纱团因遇到火花溅入而引起火警。(四)防污染 电阻焊焊接镀层板时，产生有毒的锌、铅烟尘，闪光对焊时有大量金属蒸汽产生，

13、修磨电极时有金属尘，其中镉铜和铍钴铜电极中的镉与铍均有很大毒性，因此必须采用一定的通风措施。二、爆炸焊 是利用炸药爆炸产生的冲击力造成工件迅速碰撞而实现焊接的方法。20世纪 50年代末期,在用爆炸成形方法加工零件时,发现零件与模具之间产生局部焊合现象，由此产生了爆炸焊接的方法。爆炸焊接时,通常把炸药直接敷在覆板表面,或在炸药与覆板之间垫以塑料、橡皮作为缓冲层。覆板与基板之间一般留有平行间隙或带角度的间隙，在基板下垫以厚砧座。炸药引爆后的冲击波压力高达几百万兆帕，使覆板撞向基板，两板接触面产生塑性流动和高速射流，结合面的氧化膜在高速射流作用下喷射出来，同时使工件连接在一起。1.爆炸焊的分类 爆炸

14、焊分点焊、线焊和面焊。接头有板和板、管和管、管和管板等形式。所使用炸药的爆轰速度、用药量、被焊板的间隙和角度、缓冲材料的种类、厚度、被焊材料的声速、起爆位置等，均对焊接质量有重要影响。爆炸焊所需装置简单，操作方便，成本低廉，适用于野外作业。爆炸焊对工件表面清理要求不太严，而结合强度却比较高，适合于焊接异种金属，如铝、铜、钛、镍、钽、不锈钢与碳钢的焊接，铝与铜的焊接等。爆炸焊已广泛用于导电母线过渡接头、换热器管与管板的焊接和制造大面积复合板。图2是异种金属爆炸焊的焊接界面金相照片,基板为12NiCrMoV钢，覆板为B30，焊接界面为良好的波状接合。2.爆炸焊的安全操作规程 爆炸焊存在很多不安全的

15、因素,因此爆炸焊工作中的安全问题格外重要,必须制定严格的管理制度和安全操作规程。炸药库要严格管理，管理人员必须昼夜值班，控制无关人员进入。爆炸场地应设置在远离建筑物的地方，爆炸场所周围不得有可能受到伤害的物体。作业人员应遵守有关规定和法令，同时受安监部门监督，操作时应有专人统一调度和指挥。操作时应保证所有人员和材产安全，3分钟后再进行现场清理和处理。三、摩擦焊 利用工件端面相互摩擦产生的热量使之达到塑性状态，然后顶锻完成焊接的方法。车削工件 时切屑往往牢牢地黏在刀头上，轴与轴瓦之间润 滑不良时也会产生局部 焊合，摩擦焊就是从这 些现象出发而发明的。摩擦焊可分为连续驱动 摩擦焊和惯性摩擦焊两 种

16、。摩擦焊机 1）连续驱动摩擦焊：由电动机带动一个工件旋转，同时把另一工件压向旋转工件，使其接触面相互摩擦产生热量和一定塑性变形，然后停止旋转，同时施加顶锻压力完成焊接。焊接质量与转速、摩擦时间、摩擦压力、顶锻压力和工件顶锻变形量有关。2）惯性摩擦焊：由电动机驱动飞轮达到要求的转速，然后把一个工件压向夹持在飞轮轴上的转动工件，工件间的摩擦阻力使飞轮减速，并将飞轮的动能转换成焊接所需的热能。焊接质量与飞轮惯性矩、转速和顶锻力有关。摩擦焊所用的摩擦焊机包括驱动系统(惯性摩擦焊机还包括飞轮)和加压装置。全自动焊机还有上、下料装置、去飞边装置和参数自动监控系统。摩擦焊适合於焊接杆件和管件，工艺简 单、质

17、量好，劳动条件好，生产率高，耗电量少，易於机械 化和自动化。摩擦焊在工厂生产线上广泛用於发动机燃烧室、排气阀、轴、轴套、杆件、管子与法兰、石油钻杆和钻芯的连接和变截面杆件的连接。接头焊后不会产生金属间化合物。摩擦焊也常用於异种金属焊接，如铝与铜、钢、镍、镁合金；铜与钢、银等。摩擦焊在铝-铜导线过渡接头的焊接方面应用尤广。惯性摩擦焊也可焊接直径为 100 毫米的棒材或截面积为 60 厘米 2 的管件。3）搅拌摩擦焊：是利用一种特殊形式的搅拌头边旋转边前进，通过搅拌头与工件的摩擦产生热量，摩擦热使该部位金属处于热塑性状态，并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动，从而使待焊件压焊为一个整体。它

18、可以焊接所有牌号的铝合金以及用熔焊方法难以焊接的材料，并突破了普通摩擦焊对轴类零件的限制。由于搅拌摩擦焊是固态焊接，所以没有熔化焊时的气孔、裂纹等缺陷。搅拌摩擦焊的接头性能普遍优于熔化焊的。摩擦焊的安全操作规程：1 操作者必须熟悉机床操作顺序和性能，严禁超性能使用设备。2 操作者必须经过培训、考试或考核合格后，持证上岗。3 开机前，按设备润滑图表注油，检查油标油位或注油点。4 启动油泵电机，弹性夹头夹紧工件，调节液压系统压力、工作压力、夹紧压力，顶锻压力，检查主轴箱润滑。5 检查主轴箱润滑、离合、制动，低速转动主轴。6停机前复位，关闭主轴电机，待主轴停转后，关闭油泵电机。7关闭机床电控总开关，关闭电控柜空气开关。8清洁机床，按设备润滑图表或注油点进行注油。详见书中表（分类）摩擦焊特点：1)焊接接头质量高且稳定。由于工件接触表面强烈摩擦，使工件接触表面的氧化膜和杂质挤出焊缝之外，因而接头质量好，焊件尺寸精度高。2)不仅可以实现同种金属的焊接，还可实现异种金属的焊接，如高速钢与45钢焊接，铜合金与铝合金焊接等。3)生产率高。焊好一个接头所需时间一般不超过1min，与闪光焊相比，生产率可提高几倍甚至几十倍。4)摩擦焊操作技术简单，容易实现自动控制，且没有火花和弧光，劳动条件好。5)焊机所需功率小，省电。与闪光焊相比，可节约电能510倍以上。