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常见焊接方法简介 技术部 孙卿 1 金属构件的连接生产技术的一个重要任务是金属构件的连接 而金属构件的连接一般可区分为通过螺钉 销钉和热压配合的可拆连接和通过焊接 钎焊 铆接及粘接的不可拆连接 焊接是一种不可拆卸的连接方式 2 3 焊接的定义传统意义上的焊接 是指采用物理或化学方法使分离的材料产生原子或分子结合 形成具有一定性能要求的整体 而焊接发展到今天已有各种焊接工艺技术近百种 并采用了力 热 电 光 声及化学等一切可利用的能源 实现焊接的目的 4 焊接 钎焊 粘接的区别 焊接 焊接是一种不可拆的连接方法 它是工件在加热或加压作用下 或者在加热与加压共同作用下实现材料连接的方法 在连接区 材料一般被熔化和 或产生塑性变形 焊接可分为 根据DIN1910 1 熔化焊接 采用加热方法时 压力焊接 采用加压或加压与加热共同作用时 5 钎焊 钎焊是一种不可拆的热连接方法 它是在采用熔化的钎料 而该处母材不被熔化或产生塑性变形的情况下实现材料连接的方法 在连接区 母材被熔化了的钎料所浸润 连接是通过母材与钎料之间的扩散过程实现的 粘接 粘接是在采用中间层 粘合剂 情况下 材料的一种不可拆连接 在连接区 母材被粘合剂湿润 连接是通过表面粘附 附着力 实现的 6 焊接方法的分类 DIN1910第1部分 7 熔化焊和压力焊 熔化焊 使局部地区熔化 在无压力的作用下 带或不带焊接填充材料的焊接 熔化焊焊缝通常在以下方面有较高的要求 强度和韧性 具有较强耐高温和低温能力 耐腐蚀和磨损能力 对气体 蒸汽 压力或真空等条件下的密封性能压力焊 在力的作用下 带或不带焊接填充材料 实施局部性加热 至熔化状态 的焊接 8 连接 焊接 两个或更多的工件通过焊接而形成永久性的连接 堆焊 为增大或恢复焊件尺寸 或使焊件表面获得具有特殊性能的熔敷金属而进行的焊接 单道焊 只熔敷一条焊道完成整条焊缝或者一个焊层中只熔敷一条焊道的焊接 双道焊 熔敷两条焊道完成整条焊缝或者一个焊层中熔敷两条焊道进行的焊接 常用焊接术语定义 9 单面焊 仅在焊件的一面施焊 完成整条焊缝而进行的焊接 双面焊 在焊件的两面施焊 完成整条焊缝而进行的焊接 焊接操作 通过焊接完成工件的连接的过程 焊接条件 焊接时周围的条件 包括环境因素 例如天气 应力和环境因素 例如噪音 热度 拘束状态 工件因素 例如母材材质 坡口形状 工作位置 常用焊接术语定义 10 焊接工艺参数 焊接时为保证焊接质量而需要的数据 熔化速度 填充材料熔化的速度 指填充材料在单位时间内熔化的长度 焊接速度 单位时间内完成焊缝的长度 焊接时间 完成焊接接头所需要的时间 不包括准备和完成操作 包括焊接生产时间和辅助时间 熔敷效率 熔敷在坡口或者工件上的焊缝金属量与熔化的填充金属量的比率 或者与药芯电弧焊中熔化焊丝的比率 常用百分比表示 焊接填充材料 焊接时被熔化用尽 并有利于焊缝形成的材料 例如填充金属 气体 焊剂 常用焊接术语定义 11 典型焊接方法简介 氧乙炔火焰气焊 G 311 焊条电弧焊 E 111 钨极惰性气体保护焊 WIG 141 熔化极气体保护焊 MIG131 MAG135 埋弧焊 UP 12 电阻点焊 RP 21 12 钨极惰性气体保护焊 WIG 141 钨极惰性气体保护焊焊接时 在焊炬中夹持的非熔化的钨极和工件之间燃烧着的电弧所产生的能量使材料熔化 通常使用焊丝作为填充材料进行焊接 惰性保护气体如氩 氦或它们的混合气体保护钨极和焊缝 使之免受空气的侵入 工件的加热集中在由针状钨极产生的小电弧区域上 因此特别有利于薄壁构件的焊接 钨极惰性气体保护焊接时 既不形成熔渣 也不会出现焊缝表面的氧化现象 应用范围 适用于工件厚度0 5至4 0mm范围内的钢及有色金属全位置连接焊接 13 电网连接 焊接电源 电源电缆 电极 电源电缆 工件 工件夹 保护气瓶 含压力表和流量计 保护气胶管 焊枪 焊丝 工件 11 钨极 12 钨极夹和导电咀 13 电弧 14 液态焊缝 15 固态焊缝 16 保护气层 14 熔化极气体保护焊 MIG131 MAG135 熔化极惰性气体保护焊 MIG 和熔化极活性气体保护焊 MAG 均属于熔化极气体保护焊接法 通过软管束 将保护气体 焊接电流和作为焊接填充材料的焊丝送入焊炬 送丝机构通过焊炬导电咀的滑动接触面将焊接电流传输到焊炬中正在移动着的焊丝上 在焊丝与工件之间可见的燃烧电弧供给焊丝熔化和工件所需要的能量 电弧温度约高达10000 焊丝熔化成熔滴状 焊接有色金属时 用惰性气体 稀有气体 保护熔池 使之免受空气的侵入 焊接碳钢 低合金钢和高合金钢时 一般采用通过导电咀直接传输到离电弧很近的部位 如此可使焊丝具有较高的电流承载能力 例如直径1mm的焊丝 可承载40 200安培的焊接电流 从而也提高了熔敷率 15 应用范围 适于工件厚度0 6至100mm范围内的全位置连接焊接 16 17 电阻点焊 RP 21 将待焊接的金属件搭接放置在两个电极之间 通过电极施加一定的力将板材压在一起以后 在给定的时间内 瞬间 电流从一个电极通过板材流到另一个电极 在电阻最大的部分 即板材与板材的接触部位 由于电阻产生的热量熔化了接触部分的材料 断电后 在电极压力的作用下 熔池凝固 适用于工件厚度0 5至3 0mm范围内的钢板或铝板焊接 尤其适用于成批生产中 18 电网连接 焊接电源 电极压力 装置 通电极 工件 焊点 19 焊接技术的应用 焊接方法的符号及数字表示常用焊接方法的数字标记 ISO4063 及缩写 DIN1910 20 21 22 焊接方法的应用领域 钢结构造船管道和压力容器容器和化工设备汽车和轨道车辆其它应用 23 钢结构 工业建筑结构 办公建筑 樯桅类结构 烟囱类结构 桥梁 管道 水场建筑 轨道交通 储料库 仓 容器等等 当今的焊接钢结构大量的使用型材和厚板 用于焊接结构制造的重要工艺有 火焰切割 机械剪切 弯边 弯曲 部分机械化MAG焊 全机械化MAG和UP焊 24 造船 在所有的船舶制造国家船体的制造一定使用焊接技术 根据船舶类型和大小的不同 焊接量占整个船体生产制造工作量的20 40 在船舶制造中会用到以下工艺 25 管道和压力容器 在管道施工中焊接是一个最重要的连接方法 主要的焊接部分有 钢管 扇形弯头 管材和管道支撑 管道生产的主要焊接工艺电阻焊 高频焊 埋弧焊 薄壁管也使用WIG焊和等离子焊 在管道铺设和安装中WIG焊 焊条电弧焊 在下降焊缝区域 完全机械化MAG焊 气焊 钎焊 26 容器和化工设备 此类重要产品有 管式炉 反应器 热交换器 分离器 各种容器 存贮类容器 纤维素类反应器 管道等等 由于温度 载荷和介质的不同对制造这类产品的材料有不同的要求 重要的焊接工艺有 焊条电弧焊