焊接成形工艺课件.pptx

1、n 焊接成型焊接成型通过加热或加压等手段，使分离的通过加热或加压等手段，使分离的两部分金属借助于金属间原子的粘结与扩散作用，两部分金属借助于金属间原子的粘结与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来，成为不可拆使分离的金属材料牢固地连接起来，成为不可拆卸的连接方式。卸的连接方式。1）能化大为小，拼小为大：把大型复杂的机器）能化大为小，拼小为大：把大型复杂的机器零部件，分解为简单的小零部件来准备毛坯，然零部件，分解为简单的小零部件来准备毛坯，然后再用焊接的方法把它们连接起来，这样可简化后再用焊接的方法把它们连接起来，这样可简化锻造或锻压工艺，还可以解决铸锻能力的不足。锻造或锻压工艺，还可以解决铸

2、锻能力的不足。2）可以把不同种类的金属结合起来）可以把不同种类的金属结合起来 制造双金属结构的零件，例如：蒸煮锅的筒体。制造双金属结构的零件，例如：蒸煮锅的筒体。把零件或毛坯的不同部分直接焊接起来，例：把零件或毛坯的不同部分直接焊接起来，例：麻花钻、硬质合金车刀。麻花钻、硬质合金车刀。3）可以修补锻件、铸件上的缺陷和局部损坏的）可以修补锻件、铸件上的缺陷和局部损坏的零件。零件。根据焊接过程的特点可分为三大根据焊接过程的特点可分为三大类：类：电弧焊、气焊、电渣焊、等离子弧焊、电弧焊、气焊、电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊。电子束焊、激光焊。A 压力焊：压力焊：电阻焊、摩擦焊、压力气焊、冷压焊

3、、电阻焊、摩擦焊、压力气焊、冷压焊、超声波焊、高频焊、爆炸焊。超声波焊、高频焊、爆炸焊。B钎焊：钎焊：软钎焊、硬钎焊。软钎焊、硬钎焊。第一节第一节 熔化焊熔化焊 一、手工电弧焊一、手工电弧焊 电弧焊是利用电弧焊是利用电弧电弧释放的热量为热源，使焊件释放的热量为热源，使焊件和和焊条焊条局部熔化形成共同的熔池，冷凝后实现局部熔化形成共同的熔池，冷凝后实现焊接的焊接方法。焊接的焊接方法。（一）焊接电弧（一）焊接电弧 电弧是在两电极之间的气体介质内产生的一种电弧是在两电极之间的气体介质内产生的一种强烈而持久的放电现象。强烈而持久的放电现象。电弧热量与温度分布电弧热量与温度分布 电弧热量：阳极区产生的较

4、多，约占总热量的电弧热量：阳极区产生的较多，约占总热量的43%，阴极约，阴极约36%，弧柱约，弧柱约21%。温度：用钢焊条焊钢材时温度：用钢焊条焊钢材时 阳极区阳极区2600K 阴极区阴极区2400K 电弧中心电弧中心6000 8000K电弧的极性电弧的极性 使用直流电源焊接时有正接、反接两种：使用直流电源焊接时有正接、反接两种：正接：正极接工件正接：正极接工件工件温度可稍高一些。工件温度可稍高一些。反接：负极接工件反接：负极接工件工件温度可稍低一些。工件温度可稍低一些。交流焊机、无正反接特点，温度均为交流焊机、无正反接特点，温度均为2500K2500K。焊机的空载电压就是焊接时焊机的空载电压

5、就是焊接时，一般为，一般为505090V90V。电弧稳定燃烧时电压为电弧稳定燃烧时电压为。电弧长度越大，电弧电压也越高，一般为电弧长度越大，电弧电压也越高，一般为161635V35V。不需要填充金属，焊接变形小，焊缝表面平整，可进行流水作业。力挤压焊件，叫做顶锻。对锅炉、受压容器等重要构件，当厚度大于20mm时，焊后必须退火，以消除应力。获得的焊件也是中间粗大，并带有毛刺。以上四区是焊接热影响区中主要的组织变化区段，其中熔合区和过热区对焊接接头组织性能的不利影响最为显著，因此在焊接中应尽量减少热影响区的范围。在常温下与低碳钢一样。件、棒料及管件类焊接。焊条电弧焊焊接一 般低碳钢结构，可选用：焊

6、接过程中，焊缝被加热处于液态，相邻的金属加热到很高的温度，然后再快速冷却下来，各点处温度不同，冷却速度也不相同，在热胀冷缩和塑性变形的影响下，必将产生内应力、变形或裂纹。利用柱状电极在两个焊件接触面间形成点焊，而将两焊件连接起来的焊接方法。正接：正极接工件工件温度可稍高一些。丝滚轮、导电嘴进反接：负极接工件工件温度可稍低一些。同一种金属材料，采用不同的焊接方法，焊接材料及焊接工艺，焊接性不同。主要问题是气孔、裂纹及接头性能变化（二）（二）手工电弧焊的焊接过程手工电弧焊的焊接过程 电弧在焊条与被焊件之间燃烧。电弧在焊条与被焊件之间燃烧。电弧热使工件和焊条熔化形成共同熔池。电弧热使工件和焊条熔化形

7、成共同熔池。电弧热同时使焊条的药电弧热同时使焊条的药 皮熔化或燃烧，形成熔渣皮熔化或燃烧，形成熔渣 浮在熔池内金属液表面，浮在熔池内金属液表面，并产生大量气流围绕在电并产生大量气流围绕在电 弧周围，可防止空气中氧、弧周围，可防止空气中氧、氮的侵入，起保护熔化金氮的侵入，起保护熔化金 属的作用。属的作用。电弧向前移动，熔池内熔化金属冷却凝固，新电弧向前移动，熔池内熔化金属冷却凝固，新的熔化不断形成。不断凝固而形成连续的焊缝。的熔化不断形成。不断凝固而形成连续的焊缝。熔渣凝固为渣壳复盖熔渣凝固为渣壳复盖 在焊缝表面，遂焊缝在焊缝表面，遂焊缝 的成型和冷却有着重的成型和冷却有着重 要作用。要作用。（

8、三）电弧焊的冶金过程特点（三）电弧焊的冶金过程特点 电弧焊的焊接过程为冶金过程，熔化金属、熔渣和气体三电弧焊的焊接过程为冶金过程，熔化金属、熔渣和气体三者之间发生一系列冶金反应，与一般冶炼过程比较有以下者之间发生一系列冶金反应，与一般冶炼过程比较有以下特点：特点：1）金属元素强烈蒸发、烧损）金属元素强烈蒸发、烧损-焊接电弧和熔池温度高于焊接电弧和熔池温度高于一般冶炼温度。一般冶炼温度。2）化学成分不够均匀，气体和杂质来不及浮出）化学成分不够均匀，气体和杂质来不及浮出-熔池体熔池体积小，液态时间短。积小，液态时间短。3）熔化金属与空气接触，产生氧化物，使钢中合金元素）熔化金属与空气接触，产生氧化

9、物，使钢中合金元素C、Si、Mn烧蚀，氮、氢在高温下溶解于液态金属，产生烧蚀，氮、氢在高温下溶解于液态金属，产生氮化物增加焊缝脆性，氢的溶入会引起氢脆化氮化物增加焊缝脆性，氢的溶入会引起氢脆化空气在高空气在高温电弧作用下分解出原子状态的氧、氮、氢。温电弧作用下分解出原子状态的氧、氮、氢。（四）电焊条（四）电焊条 手工电弧焊焊条由焊条芯和药皮（涂料）分组成。手工电弧焊焊条由焊条芯和药皮（涂料）分组成。焊条芯焊条芯：作用：作用：导电产生电弧；导电产生电弧；熔化后作为熔化后作为填充金属进入熔池，是形成焊缝的主要金属材料。填充金属进入熔池，是形成焊缝的主要金属材料。焊条直径是用焊芯直径来表示，一般为焊

10、条直径是用焊芯直径来表示，一般为26，常，常用用35，最大的为，最大的为9，最小的为，最小的为0.4。常用焊。常用焊条钢芯牌号和成分及用途见表。条钢芯牌号和成分及用途见表。焊条药皮焊条药皮 主要作用：提高电弧稳定性；防止空主要作用：提高电弧稳定性；防止空气对熔化金属的有害作气对熔化金属的有害作 用；对溶池脱氧，加入合用；对溶池脱氧，加入合金元素，以保证焊缝金属的化学成分和力学性能。金元素，以保证焊缝金属的化学成分和力学性能。焊条的种类、型号和牌号焊条的种类、型号和牌号 焊条有七大类：碳钢焊条有七大类：碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊

11、条、铜焊条、铝焊条铸铁焊条、铜焊条、铝焊条 焊条焊条型号型号牌号牌号药皮药皮类型类型焊接电源焊接电源焊接位置焊接位置用途用途E4303J422钛钙型钛钙型 交流或直流交流或直流全位置焊全位置焊接接用于较重要的低碳钢及强度用于较重要的低碳钢及强度等级较低的低合金钢，如等级较低的低合金钢，如09Mn2等。等。J422GM适于海上平台、船舶、工程适于海上平台、船舶、工程机械等表面装饰焊缝的焊接机械等表面装饰焊缝的焊接J422Fe适于较重要的低碳钢结构焊适于较重要的低碳钢结构焊接接E5016J506低氢钾型低氢钾型 交流或直流交流或直流全位置焊全位置焊接接用于中碳钢和低合金钢的焊接如：用于中碳钢和低合

12、金钢的焊接如：16Mn，9Mn2Si。J422注意：注意：焊条焊条型号型号是国家标准中的焊条代号；焊条是国家标准中的焊条代号；焊条牌号牌号是焊是焊接行业的焊条代号，注意型号和牌号的对应关系。接行业的焊条代号，注意型号和牌号的对应关系。按熔渣性质，焊条可分为两类：按熔渣性质，焊条可分为两类：酸性焊条：酸性焊条：药皮熔渣中的酸性氧化物较多，适于各药皮熔渣中的酸性氧化物较多，适于各种电源，成本低，但焊缝的塑性、韧性差，操作性种电源，成本低，但焊缝的塑性、韧性差，操作性好，渗合金作用弱不宜焊接受动载荷和要求高强度好，渗合金作用弱不宜焊接受动载荷和要求高强度的重要结构件的重要结构件 碱性焊条碱性焊条：熔

13、渣中碱性氧化物多，一般采用直流电：熔渣中碱性氧化物多，一般采用直流电源。焊缝塑性、韧性好，抗冲击能力强，价格较高，源。焊缝塑性、韧性好，抗冲击能力强，价格较高，操作性差，故只适于焊接重要结构件。操作性差，故只适于焊接重要结构件。焊条选用原则焊条选用原则 选用焊条通常是根据焊件化学成分、力学性能、选用焊条通常是根据焊件化学成分、力学性能、抗裂性、耐腐蚀性、以及耐高温性能等要求选用抗裂性、耐腐蚀性、以及耐高温性能等要求选用相应的焊条种类。相应的焊条种类。(1)低碳钢、普通低合金钢构件低碳钢、普通低合金钢构件 焊缝与母材等强度。焊缝与母材等强度。注意：钢材按屈服强度定等级，结构钢焊条的等注意：钢材按

14、屈服强度定等级，结构钢焊条的等级是指焊缝金属抗拉强度最低保证值。级是指焊缝金属抗拉强度最低保证值。反接：负极接工件工件温度可稍低一些。线的之间的温度范围熔合区、过热区、正火区、部分相变区等。焊条电弧焊焊接一 般低碳钢结构，可选用：电极压紧焊件通电加热断电维持原压或增压去压电弧热同时使焊条的药压紧对接的焊件通电加热顶锻并断电 去压 适用性广可以焊接几乎所有的金属，特别适于焊接易氧化材料。入焊剂层内，与焊 需较彻底地消除焊接应力时，焊后去应力退火。电弧热使焊剂、焊件和焊丝熔化，形成封闭的气泡，电弧就在气泡内燃烧。常用的钎料是锡铅合金，所以通常称锡焊。是以高熔点的钨棒和焊件为电极。中厚板采用埋弧焊、

15、MIG焊（熔化极气体保护电弧焊）和电子束焊(2)(2)同一强度等级酸、碱性焊条的选用同一强度等级酸、碱性焊条的选用 碱性焊条：要求塑性好、冲击韧性高、抗碱性焊条：要求塑性好、冲击韧性高、抗裂性好、低温性好。裂性好、低温性好。酸性焊条：受力不复杂，母材质量较好，酸性焊条：受力不复杂，母材质量较好，尽量选用较便宜的酸性焊条。尽量选用较便宜的酸性焊条。(3)(3)低碳钢与低合金钢焊接，按接头中强低碳钢与低合金钢焊接，按接头中强度较低者选焊条。度较低者选焊条。(4)(4)铸钢易裂一般应选碱性，且采用适当铸钢易裂一般应选碱性，且采用适当工艺，如预热。工艺，如预热。(5)(5)特殊性能要求钢，选相应焊条，

16、以保特殊性能要求钢，选相应焊条，以保证焊缝主要化学成分、性能与母材相同。证焊缝主要化学成分、性能与母材相同。（五）（五）焊接接焊接接头的组织与性能头的组织与性能 在熔化焊的条件下，焊接接头的组织主要指焊缝在熔化焊的条件下，焊接接头的组织主要指焊缝及焊缝附近的热影响区的组织。及焊缝附近的热影响区的组织。1.焊缝焊缝 焊缝处的金属温度最高，冷却时从熔池壁开始并焊缝处的金属温度最高，冷却时从熔池壁开始并垂直于池壁方向，最后形成柱状晶粒。但在熔池垂直于池壁方向，最后形成柱状晶粒。但在熔池 中心最后冷却的部分中心最后冷却的部分 还聚集了各种杂质。还聚集了各种杂质。这部分对焊缝的强度这部分对焊缝的强度 有

17、很大的影响。特别有很大的影响。特别 是对于窄焊缝，强度是对于窄焊缝，强度 影响更大。影响更大。2.焊接热影响区焊接热影响区 熔合区、过热区、正火区、部分相变区等。熔合区、过热区、正火区、部分相变区等。熔合区熔合区 最靠近焊缝的部位受高温影响最大。最靠近焊缝的部位受高温影响最大。温度在液相线和固相温度在液相线和固相 线的之间的温度范围线的之间的温度范围 内。冷却后，具有铸内。冷却后，具有铸 态组织和粗大晶粒，态组织和粗大晶粒，强度、塑性和韧性都强度、塑性和韧性都 下降的特点。焊接接头下降的特点。焊接接头 的裂纹常从这里产生。的裂纹常从这里产生。过热区过热区 被加热到被加热到Ac3以上以上1002

18、00至固相线温度区间。至固相线温度区间。奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，故塑性、奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，故塑性、韧性降低，对易淬火钢，此区脆性更大韧性降低，对易淬火钢，此区脆性更大.正火区正火区 被加热到被加热到Ac1到到Ac3以上以上100200区间。金属发区间。金属发生重结晶。冷却后金属晶粒细化得到正火组织。生重结晶。冷却后金属晶粒细化得到正火组织。其机械性能比母材好。其机械性能比母材好。部分相变区部分相变区 相当于加热到相当于加热到Ac1Ac3之间的温度范围的金属之间的温度范围的金属是部分相变区。珠光体和部分铁素体发生重结晶是部分相变区。珠光体和部分铁素体发生重结晶转变使晶粒

19、细化，部分铁素体来不及转变，冷却转变使晶粒细化，部分铁素体来不及转变，冷却后晶粒大小不同，因此机械性能稍差。后晶粒大小不同，因此机械性能稍差。以上四区是焊接热影响区中主要的组织变化区段，以上四区是焊接热影响区中主要的组织变化区段，其中熔合区和过热区对焊接接头组织性能的不利其中熔合区和过热区对焊接接头组织性能的不利影响最为显著，因此在焊接中应尽量减少热影响影响最为显著，因此在焊接中应尽量减少热影响区的范围。区的范围。n 影响热影响区的因素影响热影响区的因素 影响因素：影响因素：焊接方法：表中列出了不同焊接方焊接方法：表中列出了不同焊接方法焊接低碳钢时，热影响区的平均尺寸数值。由法焊接低碳钢时，热

20、影响区的平均尺寸数值。由表可知，电子束焊接的热影响区最小，埋弧自动表可知，电子束焊接的热影响区最小，埋弧自动焊次之，电渣焊和气焊最宽。焊次之，电渣焊和气焊最宽。焊接规范：指焊条直径、焊接电流和焊接速焊接规范：指焊条直径、焊接电流和焊接速度的选择。度的选择。同一焊接方法，不同焊接规范，热影响区的大小、同一焊接方法，不同焊接规范，热影响区的大小、组织和性能也不同。组织和性能也不同。够减小焊件受热程度和加快焊接速度的规范都能够减小焊件受热程度和加快焊接速度的规范都能减小热影响区。减小热影响区。接头类型；接头类型；焊接材料；焊接材料；焊后冷速；都会焊后冷速；都会对热影响区产生影响。对热影响区产生影响。

21、（六）（六）焊接应力焊接应力 焊接过程中，焊缝被加热处于液态，相邻的金属焊接过程中，焊缝被加热处于液态，相邻的金属加热到很高的温度，然后再快速冷却下来，各点加热到很高的温度，然后再快速冷却下来，各点处温度不同，冷却速度也不相同，在热胀冷缩和处温度不同，冷却速度也不相同，在热胀冷缩和塑性变形的影响下，必将产生内应力、变形或裂塑性变形的影响下，必将产生内应力、变形或裂纹。纹。焊接应力的存在将影响焊接构件的使用性能，承焊接应力的存在将影响焊接构件的使用性能，承载能力大为降低，对于接触腐蚀性介质的焊件，载能力大为降低，对于接触腐蚀性介质的焊件，应力腐蚀现象加剧，减少使用期限。应力腐蚀现象加剧，减少使用

22、期限。假定整条焊缝同时形成，则应力分布如图示假定整条焊缝同时形成，则应力分布如图示焊接应力的防止与减小焊接应力的防止与减小 对于承受重载的重要构件、压力容器等，焊接应对于承受重载的重要构件、压力容器等，焊接应力的防止和消除：力的防止和消除：选择塑性好的材料。选择塑性好的材料。避免焊缝密集交叉，焊缝过长，截面过大。避免焊缝密集交叉，焊缝过长，截面过大。合理的焊接次序。图合理的焊接次序。图 a 为正确。为正确。焊前预热，可减小温差，减少焊接应力焊前预热，可减小温差，减少焊接应力较为效。较为效。采用小能量焊接方法，或焊后立即捶击。采用小能量焊接方法，或焊后立即捶击。需较彻底地消除焊接应力时，焊后去应

23、需较彻底地消除焊接应力时，焊后去应力退火。力退火。采用水压试验或振动法消除焊接应力。采用水压试验或振动法消除焊接应力。（七）焊接变形（七）焊接变形 焊接变形：由焊接应力引起的变形。焊接变形：由焊接应力引起的变形。变形种类：变形种类：收缩变形收缩变形 角变形角变形 弯曲变形弯曲变形 扭曲变形扭曲变形 波浪变形波浪变形 焊件产生变形主要由焊接应力引起的，预防焊接焊件产生变形主要由焊接应力引起的，预防焊接应力的措施对防止焊接变形有时是有效的。应力的措施对防止焊接变形有时是有效的。当对焊件的变形有较高的限定时：当对焊件的变形有较高的限定时：结构设计：对称结构或大刚度结构、焊缝对称分结构设计：对称结构或

24、大刚度结构、焊缝对称分布结构。布结构。施焊中：采用反变形措施或刚性夹持方法（刚性施焊中：采用反变形措施或刚性夹持方法（刚性夹持不适于淬硬性较大的钢结构和铸铁件。）夹持不适于淬硬性较大的钢结构和铸铁件。）变形矫正方法变形矫正方法二、二、埋弧焊埋弧焊 常用的埋弧自动焊焊机有常用的埋弧自动焊焊机有等速送丝式等速送丝式和和电弧电电弧电压调节式压调节式（常用）。（常用）。电弧电压调节式自动焊焊机是由电弧电压调节式自动焊焊机是由焊接电源焊接电源、控控 制箱制箱和和自动焊车自动焊车组成：组成：控制箱控制箱：调整焊接电流，电弧电压和送丝速度，：调整焊接电流，电弧电压和送丝速度，完成引弧、熄弧等动作，使焊接过程

25、稳定进行。完成引弧、熄弧等动作，使焊接过程稳定进行。自动焊车自动焊车：完成等速移动电弧和自动送丝等动作，：完成等速移动电弧和自动送丝等动作，焊接电流为焊接电流为4001200A。埋弧自动焊的焊接过程与手工电弧焊相似，不同埋弧自动焊的焊接过程与手工电弧焊相似，不同的是用焊丝和焊剂代替焊条。焊接是在焊剂层下的是用焊丝和焊剂代替焊条。焊接是在焊剂层下自动进行，所以也叫做焊剂层下自动焊。自动进行，所以也叫做焊剂层下自动焊。焊接时，焊剂经漏焊接时，焊剂经漏 斗落到焊接区域，斗落到焊接区域，焊丝由焊丝盘经送焊丝由焊丝盘经送 丝滚轮、导电嘴进丝滚轮、导电嘴进 入焊剂层内，与焊入焊剂层内，与焊 件触及后自动引

26、燃件触及后自动引燃 电弧。电弧。电弧热使焊剂、焊件和焊丝熔化，形成封闭的气电弧热使焊剂、焊件和焊丝熔化，形成封闭的气泡，电弧就在气泡内燃烧。气泡外的液态焊渣把泡，电弧就在气泡内燃烧。气泡外的液态焊渣把空气与电弧、熔池隔开，将弧光遮住。空气与电弧、熔池隔开，将弧光遮住。当焊接小车移动时，焊剂漏斗、焊丝和电弧一起当焊接小车移动时，焊剂漏斗、焊丝和电弧一起移动。在焊接接移动。在焊接接 头处自动形成整头处自动形成整 齐的焊缝。齐的焊缝。冷凝的焊渣在焊冷凝的焊渣在焊 缝上形成固态渣缝上形成固态渣 壳壳。（二）焊丝与焊剂（二）焊丝与焊剂 埋弧焊丝的作用与焊条作用相同，焊剂的作用和埋弧焊丝的作用与焊条作用相

27、同，焊剂的作用和药皮相同。药皮相同。（三）埋弧焊特点（三）埋弧焊特点 1 生产率高生产率高焊接电流大，热量散失少，金属焊接电流大，热量散失少，金属熔化率高，原件焊层少等，生产率比手弧焊高熔化率高，原件焊层少等，生产率比手弧焊高510倍。倍。2 焊接质量好且稳定。焊接质量好且稳定。3 节省金属材料，改善劳动强度。节省金属材料，改善劳动强度。4 由于埋弧焊看不见电弧，不便观察控制熔池由于埋弧焊看不见电弧，不便观察控制熔池情况。情况。5 只适用于平焊、长直焊缝、圆环焊缝，不适只适用于平焊、长直焊缝、圆环焊缝，不适于狭窄位置焊合薄板焊接。于狭窄位置焊合薄板焊接。广泛用于锅炉、化工容器、造船机车车辆、起

28、重广泛用于锅炉、化工容器、造船机车车辆、起重机等金属结构的大批量生产中。机等金属结构的大批量生产中。圆环焊缝圆环焊缝长直焊缝长直焊缝三、气体保护焊三、气体保护焊1、氩弧焊、氩弧焊 氩弧焊是以氩气作保护气体的电弧焊，焊接质量氩弧焊是以氩气作保护气体的电弧焊，焊接质量较高。较高。按所用的电极不同，氩弧焊可分为不熔化极氩弧按所用的电极不同，氩弧焊可分为不熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊两种。焊和熔化极氩弧焊两种。（1）不熔化极氩弧焊）不熔化极氩弧焊 是以高熔点的钨棒和焊件为电极。具有很高的是以高熔点的钨棒和焊件为电极。具有很高的发射能力。为了减少钨极消耗，电流密度一般发射能力。为了减少钨极消耗，电流密度一

29、般都要加以限制。钨都要加以限制。钨 极氩弧焊可以交直极氩弧焊可以交直 流两用。除了铝、流两用。除了铝、镁及其合金的薄焊镁及其合金的薄焊 件外，一般都用直件外，一般都用直 流正接。多用来焊流正接。多用来焊 接接4以下的薄件。以下的薄件。对溶池脱氧，加入合金元素，以保证焊缝金属的化学成分和力学性能。防止措施：关键在于选择合适焊丝，控制焊缝成分和配以合理规范参数按所用的电极不同，氩弧焊可分为不熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊两种。焊接时，就尽量缩短400600和650850的加热和冷却时间气系统和焊柜组成。由于电源已通，接触点处就有密度很大的电流通过，产生电阻热使金属迅速加热熔化。设计焊接结构时多用型材，

30、以降低重量，减少焊缝，简化工艺。选用焊条通常是根据焊件化学成分、力学性能、抗裂性、耐腐蚀性、以及耐高温性能等要求选用相应的焊条种类。在满足工作性能要求的前提下，首先要考虑焊接性较好的材料。状和尺寸应基本一致。反接：负极接工件工件温度可稍低一些。第四节 金属材料的焊接性熔化焊：电弧焊、气焊、电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊。拘束度较大或含氢量较高时，在焊缝或近缝区可能产生冷裂纹态组织和粗大晶粒，（2）熔化极氩弧焊）熔化极氩弧焊 是以连续送进的焊丝和是以连续送进的焊丝和焊件为电极。电流密度焊件为电极。电流密度和气体流量都较大，生和气体流量都较大，生产率高，多用于中厚板产率高，多用于中厚板焊接。

31、生产中多采用直焊接。生产中多采用直流反接。流反接。对氩气要求纯度对氩气要求纯度99.7以上，焊前必须把接头以上，焊前必须把接头表面清理干净。表面清理干净。氩弧焊与熔渣保护焊相比的优点氩弧焊与熔渣保护焊相比的优点 保护作用好，熔池金属基本不受侵害。保护作用好，熔池金属基本不受侵害。焊接质量高焊接质量高电弧稳定，热量集中，熔池电弧稳定，热量集中，熔池小，变形较小，焊缝致密无渣壳，成形美观。小，变形较小，焊缝致密无渣壳，成形美观。适用性广适用性广可以焊接几乎所有的金属，特可以焊接几乎所有的金属，特别适于焊接易氧化材料。别适于焊接易氧化材料。明弧可见，操作方便，可以全位置焊接。明弧可见，操作方便，可以

32、全位置焊接。氩弧焊与熔渣保护焊相比的缺点氩弧焊与熔渣保护焊相比的缺点 氩气成本高，设备比较复杂。氩气成本高，设备比较复杂。只能在室内进行焊接只能在室内进行焊接以防保护气体被以防保护气体被破坏。破坏。氩弧焊主要用于焊接铝、镁、钛及其合金，氩弧焊主要用于焊接铝、镁、钛及其合金，低合金钢、耐热合金、不锈钢等。低合金钢、耐热合金、不锈钢等。2.二氧化碳气体保护焊二氧化碳气体保护焊 以以CO2 作为保护气体的电弧焊。焊丝作电极，焊丝作为保护气体的电弧焊。焊丝作电极，焊丝的送进靠送丝机构实现。的送进靠送丝机构实现。二氧化碳气体保护焊除二氧化碳气体保护焊除 了气瓶、焊柜和送丝结了气瓶、焊柜和送丝结 构外，其

33、余设备和氩弧构外，其余设备和氩弧 焊一样。焊一样。主要由：焊接电源、控主要由：焊接电源、控 制系统、送丝结构、供制系统、送丝结构、供 气系统和焊柜组成。气系统和焊柜组成。与手工电弧焊和埋弧自动焊相比的优点与手工电弧焊和埋弧自动焊相比的优点 生产率高生产率高熔敷速度快，焊后无熔渣。熔敷速度快，焊后无熔渣。焊接成本低：代替药皮和焊剂大大降低成本。焊接成本低：代替药皮和焊剂大大降低成本。焊接质量好。焊接质量好。能全位焊接，明弧可见，操作方便。能全位焊接，明弧可见，操作方便。适用范围广：焊件薄至适用范围广：焊件薄至1，厚件采用多层焊不，厚件采用多层焊不限。限。二氧化碳气体保护焊的缺点及解决方法二氧化碳

34、气体保护焊的缺点及解决方法 金属的飞溅大，焊缝金属的氧化烧损和气孔等的金属的飞溅大，焊缝金属的氧化烧损和气孔等的较严重。较严重。但是可以得到解决，例如：但是可以得到解决，例如：控制焊丝的成分，加入适量的硅和锰，可以减少控制焊丝的成分，加入适量的硅和锰，可以减少或消除焊缝金属的元素烧损和气孔。或消除焊缝金属的元素烧损和气孔。选择合适的电源，控制和调节焊接电路参数，采选择合适的电源，控制和调节焊接电路参数，采用直流反接极性等措施，可以减少焊缝气孔和金用直流反接极性等措施，可以减少焊缝气孔和金属飞溅。同时还能稳定电弧，改善焊接工艺性。属飞溅。同时还能稳定电弧，改善焊接工艺性。四、电渣焊四、电渣焊 利

35、用电流通过熔渣所利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热产生的电阻热作为热源进行焊接的方法。源进行焊接的方法。电渣焊一般都是在直电渣焊一般都是在直立位置焊接，两个工立位置焊接，两个工件接头相距件接头相距2535mm，固态溶剂熔，固态溶剂熔化后形成的渣池具有化后形成的渣池具有较大的电阻。较大的电阻。当电流通过时产生大量当电流通过时产生大量的电阻热，使渣池温度的电阻热，使渣池温度保持在保持在17002000焊接时焊丝不断被送进焊接时焊丝不断被送进并被熔化，熔池和渣池并被熔化，熔池和渣池逐渐上升，冷却块也同逐渐上升，冷却块也同时配合上升，从而使立时配合上升，从而使立焊缝由下向上顺次形成。焊缝由下向上顺次

36、形成。电渣焊特点电渣焊特点 1）可一次焊很厚的工件；）可一次焊很厚的工件；2）生产率高，成本低，工件不需要开坡口；）生产率高，成本低，工件不需要开坡口；3）焊缝金属比较纯净；）焊缝金属比较纯净；电渣焊的熔池保护严密，保持液态的时间较长冶金过电渣焊的熔池保护严密，保持液态的时间较长冶金过程较完善，熔池中的气体和杂质有充分时间浮出；程较完善，熔池中的气体和杂质有充分时间浮出；4)）焊接后冷却速度较慢，焊接应力较小，相应晶粒）焊接后冷却速度较慢，焊接应力较小，相应晶粒粗大。一般要焊后热处理，如正火处理。粗大。一般要焊后热处理，如正火处理。熔化焊还有真空电子束焊接，激光焊接等焊接方法，熔化焊还有真空电

37、子束焊接，激光焊接等焊接方法，见见P134135第二节第二节 压力焊压力焊 一、电阻焊一、电阻焊 电阻焊是利用电流通过接头的接触面及邻近区电阻焊是利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热把焊件加热到塑性状态或局部域产生的电阻热把焊件加热到塑性状态或局部熔化状态在在压力作用下形成牢固接头的一种熔化状态在在压力作用下形成牢固接头的一种压焊法。压焊法。电阻焊有三种基本类型：点焊、缝焊、对焊。电阻焊有三种基本类型：点焊、缝焊、对焊。电阻焊特点电阻焊特点 生产率高：焊接时间以秒计（生产率高：焊接时间以秒计（0.01几十秒），几十秒），因焊接电流较大（几千几万安），但焊接电压很因焊接电流较大（几千几

38、万安），但焊接电压很低（几十几伏）。低（几十几伏）。不需要填充金属，焊接变形小，焊缝表面平整，不需要填充金属，焊接变形小，焊缝表面平整，可进行流水作业。可进行流水作业。易于机械化和自动化。易于机械化和自动化。设备复杂，电能消耗大。设备复杂，电能消耗大。焊件尺寸及接头形式受到限制，焊前清理要求高。焊件尺寸及接头形式受到限制，焊前清理要求高。电阻热计算电阻热计算 一段焊接时间的电阻热可由焦耳一段焊接时间的电阻热可由焦耳楞次定律计算。楞次定律计算。Q=I2Rt QQ电阻焊过程中产生的电阻热（电阻焊过程中产生的电阻热（J J）。）。I I通过焊接区的电流强度（通过焊接区的电流强度（A A）。）。R R

39、两电极间总电阻（两电极间总电阻（）。）。T T通电时间（通电时间（s s）。）。因为两焊件的总电阻是有限的，为了使焊件在极因为两焊件的总电阻是有限的，为了使焊件在极短的时间内迅速地加热，以减少散热损失，因此短的时间内迅速地加热，以减少散热损失，因此电阻焊通常使用较大的焊机，以提供较大的电流。电阻焊通常使用较大的焊机，以提供较大的电流。（一）点焊（一）点焊 利用柱状电极在两个利用柱状电极在两个焊件接触面间形成点焊件接触面间形成点焊，而将两焊件连接焊，而将两焊件连接起来的焊接方法。整起来的焊接方法。整个焊缝是由多个尺寸个焊缝是由多个尺寸不大的单个焊点组成不大的单个焊点组成的。的。每个焊点的焊接过程

40、每个焊点的焊接过程 电极压紧焊件电极压紧焊件通电加热通电加热断电断电维持原压或增维持原压或增压压去压去压 通电过程中，被压紧的两焊通电过程中，被压紧的两焊 件之间的贴合面处金属局部件之间的贴合面处金属局部 熔化形成熔化形成“熔核熔核”，其周围，其周围 的金属则达塑性状态。的金属则达塑性状态。断电后金属在电极压力作用断电后金属在电极压力作用 下，熔核冷却、结晶、去压下，熔核冷却、结晶、去压 后可以得到组织致密的焊点。后可以得到组织致密的焊点。每个焊点的焊接过程每个焊点的焊接过程 焊完一点后移动焊件，再焊第二点。两焊点之间焊完一点后移动焊件，再焊第二点。两焊点之间应保持一定距离，以免焊接第二点，产

41、生分流现应保持一定距离，以免焊接第二点，产生分流现象使焊接处电流减小，象使焊接处电流减小，影响焊点质量。影响焊点质量。不同材料及不同厚度不同材料及不同厚度 的工件焊点间最小间的工件焊点间最小间 距不同。距不同。点焊接头型式主要为搭接点焊接头型式主要为搭接 点焊主要用于薄板之间，如汽车点焊主要用于薄板之间，如汽车 外壳、客货车箱、圆棒之间如钢外壳、客货车箱、圆棒之间如钢 筋网，圆棒与薄板如螺母和薄板筋网，圆棒与薄板如螺母和薄板 的焊接。每件低碳钢金属厚度由的焊接。每件低碳钢金属厚度由 0.2至至16。目前广泛用于汽车、火车、飞机目前广泛用于汽车、火车、飞机 外壳或车厢。钢筋构、电子件管外壳或车厢

42、。钢筋构、电子件管 及仪表等的制造中。可焊接低碳钢、不锈钢、钢合及仪表等的制造中。可焊接低碳钢、不锈钢、钢合金、铝、镁合金等。金、铝、镁合金等。（二）缝焊（二）缝焊 缝焊和点焊过程相似，只是用旋缝焊和点焊过程相似，只是用旋 转的圆盘状滚动电极转的圆盘状滚动电极 代替柱状电代替柱状电 极。盘状电极压紧焊件并滚动，极。盘状电极压紧焊件并滚动，同时也带动焊件向前移动配合断同时也带动焊件向前移动配合断 续通电，形成连续重叠的焊缝。续通电，形成连续重叠的焊缝。焊点相互重叠焊点相互重叠50以上，密封性以上，密封性 好主要用于要求密封性好的薄壁结构。缝焊只适好主要用于要求密封性好的薄壁结构。缝焊只适 用于用

43、于3mm以下的薄壁结构。以下的薄壁结构。（三）对焊（三）对焊 利用电阻热时两个工件在压力下沿整个断面上焊接利用电阻热时两个工件在压力下沿整个断面上焊接起来的一种方法。起来的一种方法。对焊主要用于刀具、钢筋、管子、钢轨等圆形、方对焊主要用于刀具、钢筋、管子、钢轨等圆形、方形、矩形截面间的焊接。形、矩形截面间的焊接。根据工艺过程不同，可根据工艺过程不同，可 分为：分为：电阻对焊、电阻对焊、闪光对焊。闪光对焊。1.电阻对焊电阻对焊 电阻对焊过程：电阻对焊过程：压紧对接的焊件压紧对接的焊件通电加热通电加热顶锻并断电顶锻并断电 去压去压 通电只把接触面及其邻近地区加热至塑性状态，通电只把接触面及其邻近地

44、区加热至塑性状态，随后用比压紧焊件更大的压随后用比压紧焊件更大的压 力挤压焊件，叫做顶锻。力挤压焊件，叫做顶锻。顶锻的同时停止加热，焊顶锻的同时停止加热，焊 件在顶锻力的作用下逐渐件在顶锻力的作用下逐渐 冷却，可促进金属原子间冷却，可促进金属原子间 的溶解与扩散作用，并获的溶解与扩散作用，并获 得致密的金属组织。得致密的金属组织。接头处因顶锻引起的变形而加粗，形成飞边使焊接头处因顶锻引起的变形而加粗，形成飞边使焊件长度缩短，当缩短至预定长度时取出压力，焊件长度缩短，当缩短至预定长度时取出压力，焊接完成。接完成。2.闪光对焊闪光对焊 闪光对焊的过程是闪光对焊的过程是 焊件接通电源（两件尚未接触）

45、焊件接通电源（两件尚未接触）两件接近闪光两件接近闪光 顶锻并断电顶锻并断电去压去压 当两焊件接近时，因端面不是绝当两焊件接近时，因端面不是绝对平整的，只有少量点首先接触。对平整的，只有少量点首先接触。由于电源已通，接触点处就有密由于电源已通，接触点处就有密度很大的电流通过，产生电阻热度很大的电流通过，产生电阻热使金属迅速加热熔化。使金属迅速加热熔化。熔化的金属由于电磁收缩效应而熔化的金属由于电磁收缩效应而爆裂成微粒，并向外飞溅形成火爆裂成微粒，并向外飞溅形成火花，这就是闪光。闪光使端面变花，这就是闪光。闪光使端面变得较平。焊件不断接近，接触点得较平。焊件不断接近，接触点逐渐增多，连续产生闪光，

46、一直逐渐增多，连续产生闪光，一直继续到整个端面熔化一薄层为止。继续到整个端面熔化一薄层为止。这时端面两侧一定范围内的金属这时端面两侧一定范围内的金属已达到塑性状态，以后的过程和已达到塑性状态，以后的过程和电阻对焊相同。获得的焊件也是电阻对焊相同。获得的焊件也是中间粗大，并带有毛刺。闪光过中间粗大，并带有毛刺。闪光过程就是加热过程。程就是加热过程。这种焊接方法接头质量较高，常用于受力要求较这种焊接方法接头质量较高，常用于受力要求较高的重要对焊件。焊件可以是同种金属，也可以高的重要对焊件。焊件可以是同种金属，也可以是异种金属。例：铝与铜、钢与铜等。截面可以是异种金属。例：铝与铜、钢与铜等。截面可以

47、小到小到0.01的金属丝，的金属丝，也可大到也可大到10万的金属万的金属 棒或金属板。棒或金属板。对焊件的接触端面形对焊件的接触端面形 状和尺寸应基本一致。状和尺寸应基本一致。这种焊接方法接头质量较高，常用于受力要求较这种焊接方法接头质量较高，常用于受力要求较高的重要对焊件。焊件可以是同种金属，也可以高的重要对焊件。焊件可以是同种金属，也可以是异种金属。例：铝与铜、钢与铜等。截面可以是异种金属。例：铝与铜、钢与铜等。截面可以小到小到0.01的金属丝，的金属丝，也可大到也可大到10万的金属万的金属 棒或金属板。棒或金属板。电阻对焊件的接触端电阻对焊件的接触端 面形状和尺寸应基本面形状和尺寸应基本

48、 一致。一致。二、摩擦焊二、摩擦焊 摩擦焊是利用工件之间相互摩擦产生的热量，摩擦焊是利用工件之间相互摩擦产生的热量，同时加压而进行焊接的方法。同时加压而进行焊接的方法。焊接过程：对工件施以压力并转动工件，产生焊接过程：对工件施以压力并转动工件，产生热量，骤然停止转动热量，骤然停止转动 工件并加大压力，使工件并加大压力，使 两焊件产生塑性变形两焊件产生塑性变形 而焊接起来。而焊接起来。摩擦焊接头质量好而且稳定，可焊同种金属，也摩擦焊接头质量好而且稳定，可焊同种金属，也可焊异种金属，生产率高，电能消耗少，一次性可焊异种金属，生产率高，电能消耗少，一次性投资大。投资大。摩擦焊广泛用于圆形工摩擦焊广泛

49、用于圆形工 件、棒料及管件类焊接。件、棒料及管件类焊接。实心焊件的直径为实心焊件的直径为2mm 100mm，管类焊件外，管类焊件外 径最大可达径最大可达150mm。第三节第三节 钎焊钎焊 钎焊是利用熔点比焊件的钎料作为填充金属，加钎焊是利用熔点比焊件的钎料作为填充金属，加热时钎料熔化而将焊件连接起来的焊接方法。热时钎料熔化而将焊件连接起来的焊接方法。（一）硬钎焊（一）硬钎焊钎料熔点在钎料熔点在450450以上，接头强度在以上，接头强度在200Mpa200Mpa以以上。钎料有铜基、银基和镍基等。主要用于受力上。钎料有铜基、银基和镍基等。主要用于受力较大的钢铁和铜合金的焊件，如自行车架、带锯较大的

50、钢铁和铜合金的焊件，如自行车架、带锯锯条等以及工具、刀具的焊接。锯条等以及工具、刀具的焊接。（二）软钎焊（二）软钎焊 钎料熔点在钎料熔点在450以下，接头强度较低，一般不超以下，接头强度较低，一般不超过过70MPa。只用于焊接受力不大、工作温度较低的。只用于焊接受力不大、工作温度较低的工件。工件。常用的钎料是锡铅合金，所以通常称锡焊。常用的常用的钎料是锡铅合金，所以通常称锡焊。常用的焊剂为松香或氯化锌溶液，加热方法有烙铁加热、焊剂为松香或氯化锌溶液，加热方法有烙铁加热、火焰加热电火焰加热电 阻加热、感应加热、炉内加热等。主要阻加热、感应加热、炉内加热等。主要用于制造精密仪表、电器部件异种金属构