金工实习课件04焊接部分.ppt

金属的焊接成形焊接 是通过加热或加压 或两者并用 并且用或不用填充材料 使焊件达到原子结合的一种加工方法 焊接过程的实质是两块金属的冶金结合 焊接属于不可拆连接 焊接方法很多 通常按焊接过程的特点分为熔化焊 压力焊和纤焊三大类 每一大类都有很多焊接方法 常用的有电弧焊 气焊和电阻焊 其中电弧焊使用最广泛 4 1电弧焊一 焊接过程与焊接电弧1 焊接过程在焊接领域里 利用电弧作为热源的熔焊方法 叫电弧焊 用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法 称为手弧焊 焊接过程 焊接前 把焊钳和焊件分别接到弧焊机输出端的两极 并用焊钳夹住焊条 这样一来 焊条和焊件分别成了两个电极 焊接时 首先在焊件和焊条之间引起电弧 电弧同时将焊件和焊条熔化 形成金属熔池 随着焊条向焊接方向移动 新的熔池不断产生 原先的熔池不断冷却 凝固成焊缝 使焊件牢固地连接在一起 2 焊接电弧焊接电弧是指由焊接电源供给的 具有一定电压的两电极间或焊件与电极之间 在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象 二 手弧焊主要设备电焊机是手弧焊的主要设备 是产生焊接电弧的电源 常用的电焊机有交流弧焊机和直流弧焊机两类 1 直流弧焊机直流弧焊机又分为电动式和整流器式 1 发电机式 这类焊机具有电弧稳定 焊接质量较好的特点 但由于其结构复杂 成本高 制造和维护困难而且噪声大 它的使用受一定的限制 现在已被淘汰 2 整流器式 是新一代弧焊机 该焊机噪音小 空载损耗小 效率高 成本低 制造和维修方便 目前已基本取代了发电机式弧焊机 使用直流焊机时 因为直流焊机有正负之分 所以有两种接线方法 a 正接法 焊件接正极 焊条接负极 b 反接法 焊件接负极 焊条接正极 2 交流弧焊机交流弧焊机结构简单 价格便宜 使用可靠 而且维修方便 噪音小 现在我们生产中用的材料一般都是普通结构钢 所以应用很广泛 三 电焊条1 焊条的组成焊条是电焊条的简称 由焊芯和药皮两部分组成 1 焊芯 焊条中被药皮包覆的金属芯 焊芯由专门冶炼具有低碳 低硅 低磷的金属丝制成 焊芯有两个作用 一是作为电极 传导电流 产生电弧 二是熔化后作为填充金属 与熔化的母材一起组成焊缝金属 焊条的直径是表示焊条规格的一个主要尺寸 焊条的直径用焊芯直径表示 有2 0 2 5 3 2 等规格 焊条的长度取决于焊芯的直径 材料 药皮类型等 随着焊芯直径的增加 焊条长度也相应增加 2 药皮 指涂在焊芯表面上的涂料层 它由矿石粉 有机物粉 铁合金粉和粘结剂等原料按一定比例配制而成 其主要作用是 使电弧容易引燃和保持电弧燃烧的稳定性 在电弧的高温作用下产生大量的气体 并形成熔渣 以保护熔化金属不被氧化 添加合金元素 改善焊缝质量 1 焊条的种类及编号 1 焊条的分类按用途分 结构钢焊条 耐热钢焊条 不锈钢焊条 堆焊焊条 铸铁焊条 镍及镍合金焊条 铝及铝合金焊条 特殊用途焊条 铜及铜合金焊条共九大类 按药皮类型分钛钙型 低氢型等九大类 按熔渣的化学性质分酸性焊条和碱性焊条两大类 2 焊条的型号 四 焊接工艺1 焊接接头形式常用的焊接接头形式有对接接头 搭接接头 角接接头和T形接头等 其中对接接头由于受力均匀 承载能力强 因此应用最多 2 坡口形式焊厚件时 为了保证焊透 按产品设计要求常常将焊件的焊接处在焊前加工成所需的几何形状 当 6 时 可以不开坡口而采用留间隙的方法保证焊透 当 6 时 焊件根据产品要求和具体情况分别选择Y型 V型 双Y型 U型或X型坡口等 3 焊接位置焊接位置是指熔焊时焊件接缝所处的空间位置 分平焊 横焊 立焊 仰焊位置等 其中平焊位置最为合适 平焊时操作方便 生产率高 劳动强度小 一般尽量选用平焊施焊 尽量避免立焊 横焊 仰焊三种空间位置 五 焊接工艺参数的选择 1 焊条直径 根据被焊工件的厚度来选择 2 焊条电流 根据焊条的直径来选择 焊低碳钢时 焊接电流和焊条直径关系如下 该式只是一个大概的焊接电流范围 实际工作时 还要根据工件厚度 焊条种类 焊接位置等因素 通过试焊来调整焊接电流的大小 3 焊接速度 单位时间内完成的焊缝长度 4 弧长 指焊接电弧的长度 即阴极区 弧柱和阳极区长度的总和 一般要求弧长不超过焊条直径 取弧长 并保持弧长一定 六 基本操作技术堆焊定义 用焊接方法在零件表面堆敷一层具有一定性能的材料以增加零件的耐磨 耐热 耐腐蚀等方面性能 堆焊时基本操作过程如下 1 引弧引弧的方法有两种 摩擦法和敲击法 引弧时要做到 短 距离要短 一般等于焊条直径 否则燃而复灭 快 迅速提起 速度快 否则容易粘条 若发现粘条 可左右摆动 若摆不脱可松开焊钳 待冷却后将焊条取下 重新引弧 净 工件清理干净 2 运条 引弧后 首先必须掌握好焊条与焊件之间的角度 使焊条沿焊接方向完成三个基本运动 1 焊条朝熔池方向逐渐送进 2 沿着焊接方向不断移动 3 焊条沿焊缝横向移动并以一定的运动轨迹周期地向焊缝左右摆动 以获得一定宽度的焊缝 初学时 在掌握好上述几个方向的同时要掌握好三个 度 1 电弧长度 电弧拉长会影响质量 燃烧不稳定 熔深减小 空气易侵入产生缺陷 2 焊条角度 为保证焊接质量 焊条应与焊缝两侧互成90度 而与焊接方向成70 80度 若角度太小 则容易改变熔池形状 不仅影响焊缝表面成形还会影响焊透率 3 焊接速度 焊接速度快慢直接影响焊缝的宽窄高低 速度太快 熔合不良 焊波粗糙 太慢 焊件容易被焊穿 所以 要以正常的速度 焊缝宽度 2d 均匀地向焊接方向移动 以获得宽窄高低一致地焊缝 3 焊缝的收尾一根焊条焊完时 应把收弧处的弧坑填满 否则 该处的强度减弱 并容易造成应力集中而产生裂纹 收尾的方法有三种 划圈收尾法 反复断弧收尾法和回焊收尾法 4 2气焊和气割气焊也是熔化焊中常用的焊接方法 所不同的是得到热能的来源不同 气焊是利用氧气 乙炔混合燃烧来得到高温进行熔化焊接的 气焊的温度较低 适用于焊接薄板和有色金属 一 气焊气体气焊气体包括可燃气体和助燃气体 1 可燃气体 可用乙炔 煤气 石油气 氢气等 其中乙炔气体使用方便 安全 所以应用最广 2 助燃气体 利用氧气助燃可大大提高火焰的温度 纯氧与油类等易燃物接触会产生激烈的反应 引起爆炸事故 二 气焊设备 P70 1 氧气瓶 贮存和运输高压氧气的容器 2 减压器 将氧气瓶中高压气体的压力减到气焊气割所需压力的一种调节装置 3 回火保险器 装在燃料气体系统上的防止氧气向燃起管路或气源回烧的保险装置 4 氧气橡皮管 氧气输送管道 5 乙炔瓶 贮存和运输乙炔的容器 6 减压器 将乙炔瓶中高压气体的压力减到气焊气割所需压力的一种调节装置 7 回火保险器 装在燃料气体系统上的防止乙炔向燃起管路或气源回烧的保险装置 8 乙炔橡皮管 乙炔输送管道 9 焊炬 气焊时控制气体混合比 流量及火焰并进行焊接的工具 10 焊丝 提供填充焊缝的所需金属 三 气焊的三种火焰及应用气焊火焰因混合气体中氧气与乙炔的体积比例不同而分为三种 1 中性焰 此时乙炔可充分燃烧 内焰呈蓝白色 燃烧的同时生成大量的二氧化碳 对金属有保护作用 中性焰应用最广 适用于低碳钢 中碳钢 低合金钢等材料的焊接 2 碳化焰 此时乙炔燃烧不完全 有过剩的碳 对金属有渗碳的作用 常用于焊接高碳钢 铸铁等 内焰呈淡白色 外焰呈橙黄色 火焰比中性焰长 3 氧化焰 此时有过剩氧 对金属有氧化作用 一般不宜使用 只用于焊接黄铜 四 气焊操作方法先开氧气 再开乙炔 点燃后即调整火焰 焊接时始终保持熔池的大小 避免火焰指向焊丝 灭火时先关乙炔 然后关氧气 五 氧气切割氧气切割 简称气割 是指利用气体火焰的热能将工件切割处预热到一定温度后 喷出高速切割氧流 使其燃烧并放出热量实行切割的方法 金属切割只有钢材容易进行 铜 铝 不锈钢 铸铁都不易切割 因为它们不符合切割的基本条件 气割必须具有的条件 1 金属材料的燃点必须低于其熔点 2 燃烧生成的金属氧化物的熔点应低于金属本身的熔点且流动性要好 3 金属燃烧时能放出大量的热且金属本身的导热性要低 4 3其他焊接方法一 埋弧自动焊埋弧自动焊是电弧在焊剂层下燃烧 利用机械自动控制焊丝送进和电弧移动的一种电弧焊方法 埋弧自动焊与手弧焊相比 其优点是 1 由于焊丝导电长度短 可使用较大的焊接电流 所以熔深大 对较厚的工件可以不开坡口直接焊接 2 对金属熔池保护可靠 焊缝质量好 3 电弧在焊剂层中燃烧 避免了弧光对人体的伤害 采用机械化焊接 改善了操作条件 减轻了劳动强度 缺点是适应性差 二 气体保护电弧焊气体保护电弧焊是用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊 简称气体保护焊 常用的保护气体有氩气和二氧化碳气体等 1 氩弧焊 用氩气作为保护气体的气体保护焊 称为氩弧焊 2 CO2气体保护焊CO2气体保护焊是利用CO2作为保护气体的气体保护焊 简称CO2焊 4 4焊接变形和缺陷 P78 一 焊接变形焊接时 焊件局部受热 温度分布极不均匀 焊缝及其附近的金属被加热到高温时 受周围温度较低部分的金属所限制 不能自由膨胀 所以 冷却之后就要发生纵向和横向的收缩 引起整个工件的变形 同时在工件内部产生焊接残余应力 焊接应力和变形是无法避免的 只能设法减小 并限制在一个允许的范围之内 防止和减小焊接变形的主要工艺措施有反变形法 加裕量法 刚性夹持法以及选择合理的焊接顺序和焊前预热 对于重要的焊件 为消除焊接应力 需要进行焊后退火处理 为减小变形 需要进行焊后矫正 二 焊接缺陷焊接过程中 在焊接接头中产生的不符合设计或工艺文件要求的缺陷 叫焊接缺陷 1 焊接缺陷的原因在焊接生产