焊接基础知识：焊接的种类及应用ppt课件.ppt

焊接基础知识,1,焊接的种类及应用,2,三、焊接的种类及应用,按焊接时母材金属所处的状态对焊接进行分类：,焊接,熔焊,压焊,钎焊,电弧焊,气焊,电子束焊,激光焊,电阻焊,摩擦焊,冷压焊,超声波焊,爆炸焊,。,。,硬钎焊,软钎焊,3,三、焊接的种类及应用,焊接过程中，将连接处的金属在高温作用下至熔化状态而完成的焊接方法。,熔焊,（1）定义：,需要一个能量集中、热量足够的热源,将被连接金属局部熔化，然后冷却结晶使分子或原子彼此达到晶格距离并形成结合力。,（2）特征：,热源,电弧、气燃、等离子弧、电子束和激光等。,4,三、焊接的种类及应用,熔焊,（2）特征：,焊接部位必须采取有效的保护，使焊接部位不能和空气接触，以免造成焊道的成分变化和性能不良。,保护方式,气、渣、真空,5,三、焊接的种类及应用,熔焊,常用的熔焊方法,电弧焊,气焊,电子束焊,激光焊,焊条电弧焊,埋弧焊,气体保护焊,等离子弧焊,6,三、焊接的种类及应用,电弧焊,定义：电弧焊是利用电弧作为热源的熔焊方法,焊条电弧焊,1、定义：焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。,7,三、焊接的种类及应用,2、优点：焊条电弧焊具有设备简单，操作灵活，成本低。,焊条电弧焊,缺点：有强烈弧光和烟尘污染，劳动条件差，生产率低，焊缝质量依赖性强（依赖于焊工的操作技能及现场发挥），质量不稳定。,8,三、焊接的种类及应用,焊条电弧焊,3、应用：广泛用于造船、锅炉及压力容器、机械制造、建筑结构、化工设备等制造维修行业中。多用于单件小批量生产中，可进行碳素钢、低合金结构钢、不锈钢等材料的焊接。,9,三、焊接的种类及应用,熔焊,常用的熔焊方法,电弧焊,气焊,电子束焊,激光焊,焊条电弧焊,埋弧焊,气体保护焊,等离子弧焊,10,三、焊接的种类及应用,埋弧焊,1、定义：电弧在焊剂层下燃烧进行的焊接方法。,2、原理：电弧在焊剂层下燃烧。利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生的热量，熔化焊丝、焊剂和母材（焊件）而形成焊缝。,11,三、焊接的种类及应用,2、优点：1）生产率高；2）焊接质量高、稳定；3）节约金属材料；4）改善劳动条件。,缺点：1）埋弧焊采用颗粒状焊剂进行保护，一般只适用于平焊和角焊位置的焊接；2）焊接时不能直接观察电弧与坡口的相对位置，需要采用焊缝自动跟踪装置来保证焊炬对准焊缝不焊偏；3）埋弧焊使用电流较大，不适合焊薄件，易烧穿,埋弧焊,12,三、焊接的种类及应用,埋弧焊,3、应用：埋弧焊广泛用于造船、锅炉、桥梁、起重机械及冶金机械制造业中。凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜角不大的焊件，均可用埋弧焊。,一般要求板厚需大于5毫米（防烧穿）。埋弧焊可进行碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢等材料的焊接。埋弧焊常用来焊接长直焊缝和较大直径（一般不小于250mm）的环形焊缝。,13,三、焊接的种类及应用,熔焊,常用的熔焊方法,电弧焊,气焊,电子束焊,激光焊,焊条电弧焊,埋弧焊,气体保护焊,等离子弧焊,14,三、焊接的种类及应用,气体保护焊,定义：气体保护电弧焊用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。,氩弧焊,二氧化碳气体保护焊,两种应用较为普遍的气保焊,15,三、焊接的种类及应用,气体保护焊,1、定义：氩弧焊是使用氩气作为保护气体的气体保护焊。,氩弧焊,16,三、焊接的种类及应用,气体保护焊,氩弧焊,2、优点：1）焊件不易氧化；2）焊接热影响区小，焊件不易变形；3）焊缝致密，成形美观。,缺点：1）设备成本较高；2）焊接产生的紫外线是手弧焊的530倍，辐射大。,17,三、焊接的种类及应用,气体保护焊,氩弧焊,3、应用：主要用于焊接易氧化的有色金属和合金钢，如铝、镁、钛及其合金、耐热钢、不锈钢等。为了防止保护气流破环，同时为降低焊接成本，氩弧焊应尽量在室内进行。,18,三、焊接的种类及应用,气体保护焊,1、定义：利用CO2作为保护气体的气体保护焊。,二氧化碳气体保护焊,知识点补充：NBC-250NMAGMIG焊机B半自动焊C二氧化碳焊机250额定焊接电流250A,19,三、焊接的种类及应用,气体保护焊,2、优点：1）电流密度大，生产效率高；2）焊接热影响区小，焊件不易变形；3）焊缝氢的含量低，接头抗裂性好；4）焊接操作简单、成本低。,缺点：1）抗风能力差，给室外焊接作业带来一定困难。2）焊接飞溅较大。3）不能焊接易氧化的有色金属。,二氧化碳气体保护焊,20,三、焊接的种类及应用,气体保护焊,3、应用：主要用来焊接低碳钢及低合金钢。适于各种厚度、各种位置的焊接，是目前工业制造中应用最为广泛的焊接方法。,二氧化碳气体保护焊,21,三、焊接的种类及应用,熔焊,常用的熔焊方法,电弧焊,气焊,电子束焊,激光焊,焊条电弧焊,埋弧焊,气体保护焊,等离子弧焊,22,三、焊接的种类及应用,等离子弧焊,1、定义：是利用等离子弧作为热源的焊接方法。,2、原理：气体由电弧加热产生离解，在高速通过水冷喷嘴时受到压缩，获得高能量密度的等离子弧。形成等离子弧的气体和它周围的保护气体一般用氩。,23,三、焊接的种类及应用,等离子弧焊,2、优点：热源稳定性、热量都高于一般电弧，因而具有较大的熔透力和焊接速度，生产率高。,缺点：1）设备复杂，费用较高；2）气体耗量大；3）只宜于室内焊接。,24,三、焊接的种类及应用,等离子弧焊,3、应用：主要用于航空航天等军工和尖端工业技术所用的铜及铜合金、钛及钛合金、不锈钢等金属的焊接，如钛合金的导弹壳体，飞机上的一些不锈钢容器等。,25,三、焊接的种类及应用,熔焊,常用的熔焊方法,电弧焊,气焊,电子束焊,激光焊,焊条电弧焊,埋弧焊,气体保护焊,等离子弧焊,26,三、焊接的种类及应用,气焊,1、定义：利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火焰为热源，熔化焊件和焊接材料使之达到原子间结合的一种焊接方法。,助燃气体主要为氧气可燃气体主要采用乙炔、液化石油气、氢气等。,27,三、焊接的种类及应用,2、优点：1）对铸铁的焊接有较好的适应性；2）气焊设备轻便，不需要电源。,缺点：1)生产效率较低；2)焊接后工件变形和热影响区较大。,气焊,3、应用：主要应用于0.5-3毫米的簿钢板、管道，在电力供应不足的地方需要焊接时，气焊可以发挥更大的作用。,28,三、焊接的种类及应用,熔焊,常用的熔焊方法,电弧焊,气焊,电子束焊,激光焊,焊条电弧焊,埋弧焊,气体保护焊,等离子弧焊,29,三、焊接的种类及应用,电子束焊,1、定义：利用加速和聚焦电子束轰击焊件所生的热能进行焊接的方法。,2、原理：电子枪中的阴极由于直接或间接加热而发射电子，该电子在高压静电场的加速下再通过电磁场的聚焦就可以形成能量密度极高的电子束，用此电子束去轰击工件，巨大的动能转化为热能，使焊接处工件熔化，形成熔池，从而实现对工件的焊接。,30,三、焊接的种类及应用,2、优点：1）焊缝金属纯度高；2）焊缝表面质量好，内部熔合性好；3）热影响区小，精度高，不易变形；,缺点：设备复杂，焊接成本高。,3、应用：电子束焊接广泛应用于航空航天、军工、仪表等众多行业,从精密的微型电子线路组件到大型的导弹外壳都可以采用电子束焊接。,电子束焊,31,三、焊接的种类及应用,熔焊,常用的熔焊方法,电弧焊,气焊,电子束焊,激光焊,焊条电弧焊,埋弧焊,气体保护焊,等离子弧焊,32,三、焊接的种类及应用,激光焊,1、定义：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一种高效精密的焊接方法.,2、原理：利用激光器受激产生的激光束，通过聚焦系统聚焦到十分微小的焦点，当调焦到焊件接头处时，光能转换为热能，从而使金属熔化形成接头。,33,三、焊接的种类及应用,激光焊,2、优点：1）焊接热影响区极小，焊件变形量极小；2）焊件不易被氧化，可在空气中焊接；3）焊接设备与焊件间无接触，可焊接难于接近的接头。,缺点：1）能量转换效率太低，通常低于10%。2）设备昂贵,3、应用：激光焊比较容易实现异种金属和异种材料的焊接，目前已广泛用于汽车工业、电子工业等微型件的焊接。,34,三、焊接的种类及应用,焊接,熔焊,压焊,钎焊,电弧焊,气焊,电子束焊,激光焊,电阻焊,摩擦焊,冷压焊,超声波焊,爆炸焊,。,。,硬钎焊,软钎焊,35,三、焊接的种类及应用,压焊,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。,（1）定义：,如有加热，加热的主要目的是为使金属软化，使材料在施加压力下更易产生塑变；变形小、裂纹少,（2）特征：,压力,机械压力、气压力等。,36,三、焊接的种类及应用,压焊,常用的压焊方法,电阻焊,摩擦焊,冷压焊,超声波焊,爆炸焊,电阻点焊,缝焊,凸焊,37,三、焊接的种类及应用,电阻焊,1、定义：工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方法。,优点1）加热时间短，热量集中，变形与应力也小。2）焊接成本低。3）操作简单，易于实现机械化和自动化。4）生产率高，且无噪声及有害气体缺点1）目前缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠破坏性试验来检查。2）设备功率大，成本较高，维修较困难。,2、特点：,38,三、焊接的种类及应用,压焊,常用的压焊方法,电阻焊,摩擦焊,冷压焊,超声波焊,爆炸焊,电阻点焊,缝焊,凸焊,39,三、焊接的种类及应用,电阻点焊,1、定义：电阻点焊是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。,电阻焊,2、应用：电阻点焊主要适用于各种薄板、板料冲压结构，广泛应用于飞机、汽车电子器件、仪表和日常生活用品的生产中。,40,三、焊接的种类及应用,电阻点焊,电阻焊,立式电阻点焊机,悬吊式点焊机,点焊机器人,3、点焊设备介绍,41,三、焊接的种类及应用,压焊,常用的压焊方法,电阻焊,摩擦焊,冷压焊,超声波焊,爆炸焊,电阻点焊,缝焊,凸焊,42,三、焊接的种类及应用,缝焊,1、定义：也叫滚焊，将焊件装配成搭接或对接接头，置于两滚轮电极间，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。,电阻焊,2、应用：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，多应用于薄板件长焊缝焊接。,43,三、焊接的种类及应用,缝焊,电阻焊,3、应用举例：,一汽客车公司（大连）顶盖蒙滚焊机,44,三、焊接的种类及应用,压焊,常用的压焊方法,电阻焊,摩擦焊,冷压焊,超声波焊,爆炸焊,电阻点焊,缝焊,凸焊,45,三、焊接的种类及应用,凸焊,1、定义：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。,电阻焊,2、应用：凸焊主要用于焊接低碳钢和低合金钢的冲压件，除板件凸焊外，还有螺母、螺钉类零件的凸焊等。,46,三、焊接的种类及应用,凸焊,电阻焊,3、应用举例：,凸焊螺母,凸点,47,三、焊接的种类及应用,压焊,常用的压焊方法,电阻焊,摩擦焊,冷压焊,超声波焊,爆炸焊,电阻点焊,缝焊,凸焊,48,三、焊接的种类及应用,摩擦焊,1、定义：利用焊件表面相互摩擦所产生的热，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。,优点：焊件焊接表面不易氧化，接头质量好，不易产生缺陷，废品率低，操作简单、成本低。缺点：受焊机电机功率的限制，目前摩擦焊可焊接的最大截面为20000mm2，同时，摩擦焊机一次性投资成本较高。,2、特点：,49,三、焊接的种类及应用,摩擦焊,3、应用：摩擦焊适用于圆形截面的棒材或管材，亦可将管材焊在平板上，多用于异种金属产品的焊接，应用如航空发动机转子，机床刀轴，石油钻杆等。,50,三、焊接的种类及应用,压焊,常用的压焊方法,电阻焊,摩擦焊,冷压焊,超声波焊,爆炸焊,电阻点焊,缝焊,凸焊,51,三、焊接的种类及应用,冷压焊,1、定义：在室温条件下，借助压力使待焊金属产生塑性变形而实现焊接的方法。,加压变形时，工件接触面的氧化膜被破坏并被挤出，使纯洁金属接触达到晶间结合。,2、原理：,优点：易于操作和自动化，焊接质量稳定，生产率高，不需加热、填料，设备简单，成本低。缺点：焊件硬度受模具材质的限制而不能过高，适合延展性较好的金属，容易产生加工硬化的金属和脆性金属不适合，同时，受焊机压力的限制焊件厚度不能过大。,3、特点：,52,三、焊接的种类及应用,冷压焊,4、应用：冷压焊在电线电缆行业的应用较为广泛，如市话电缆的导线焊接，高压架空线连接等。,53,三、焊接的种类及应用,冷压焊,5、几种冷压焊设备简介,手提式冷焊机手提式冷压焊机最大优点是能在有限的空间内进行作业，携带方便。焊接范围：铜0.101.20mm,铝0.101.20mm,54,三、焊接的种类及应用,冷压焊,5、几种冷压焊设备简介,台式冷焊机:固定架座式焊接范围：铜0.303.25mm,铝0.304.70mm,动力型冷焊机较大线径焊接，由气动、电动或液压传动的冷焊机。焊接范围：铜1.0013.00mm,铝1.0020.00mm,55,三、焊接的种类及应用,压焊,常用的压焊方法,电阻焊,摩擦焊,冷压焊,超声波焊,爆炸焊,电阻点焊,缝焊,凸焊,56,三、焊接的种类及应用,超声波焊,1、原理：将超声波作用于焊材接触面时，产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，在该区域，线性振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将接触面熔化而形成分子层之间的熔合。,优点：清洁无污染、对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接、成本低,效率高、容易实现自动化生产；缺点：超声波焊接需用功率随工件厚度及硬度的提高呈指数剧增，因而只限于丝、箔、片、条、带等薄件的焊接，大多数情况下只适用于搭接接头。,2、特点：,57,三、焊接的种类及应用,超声波焊,3、应用：超声波焊多用于焊接硬热塑性塑料、铜、银、铝、镍等有色金属的细丝或薄片材料进行焊接，广泛用于微电子器件及精加工技术，如再电子航天电器及塑料包装等方面的应用。,超声波塑料焊机,超声波金属焊机,58,三、焊接的种类及应用,压焊,常用的压焊方法,电阻焊,摩擦焊,冷压焊,超声波焊,爆炸焊,电阻点焊,缝焊,凸焊,59,三、焊接的种类及应用,爆炸焊,1、定义：,爆炸焊接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。,60,三、焊接的种类及应用,爆炸焊,2、特点：,优点：1）投资少，成本低，能够进行大面积工件的焊接，这一点是其他焊接方法所无法代替的。2）能够把普通焊接方法较难焊接的异种金属焊接在一起。特别是有色金属与黑色金属的焊接，用常规的焊接方法较难实现。,61,三、焊接的种类及应用,爆炸焊,2、特点：,缺点：1、在生产过程中会产生噪声和地震波，对爆炸场附近环境和居民造成影响。因此，爆炸加工厂一般应建在偏远的山区，同时爆炸加工露天作业受气候影响较大。有些厂家如美国的DMC将爆炸场建在地下，较好的解决上述问题。2、被焊金属材料必须具有足够的韧性和强度以承受爆炸力的冲击；3、仅适用于平面焊接，不适用于复杂结构,62,三、焊接的种类及应用,爆炸焊,3、应用：,爆炸焊通常用于异种金属之间的焊接,如钛、铜、铝、钢等金属之间的焊接。爆炸加工技术在宇航、军工、化工等方面的应用例如宇宙火箭上各种形状的大型铝制舱、压力容器上的圆盖、锅炉的顶板等，利用铜-钢复合板焊接轮船或军舰上的部件可以收到高强度、耐海水腐蚀的效果。爆炸焊接在能源技术中的应用爆炸焊焊接的异种金属导电复合材料和过渡电接头，在电力和电解工业中有显著的技术和经济价值。爆炸焊接在汽车零部件制造中的应用改用爆炸焊加工汽车空调器用的三层铝合金复合材料。不仅产品的质量和成材率高，而且成本低。,63,三、焊接的种类及应用,爆炸焊,3、应用：,铜铝复合板,64,三、焊接的种类及应用,焊接,熔焊,压焊,钎焊,电弧焊,气焊,电子束焊,激光焊,电阻焊,摩擦焊,冷压焊,超声波焊,爆炸焊,。,。,硬钎焊,软钎焊,65,三、焊接的种类及应用,钎焊,采用比母材金属熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材溶化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相