3-2.焊接方法及工艺

一、焊条电弧焊,1、焊条焊芯药皮,3-2焊接方法及工艺,焊条的种类、型号、牌号（重点）,酸性焊条碱性焊条,酸性焊条,熔渣中以酸性氧化物为主，氧化性强，合金元素烧损大，焊缝的塑性和韧度高；焊缝中氢含量高，抗裂性差；良好的工艺性，对油、水、锈不敏感，交直流电源均可用；广泛用于一般结构件的焊接。,碱性焊条（低氢焊条）,药皮中以碱性氧化物以为主，并含较多铁合金，脱氧、除氢、渗金属作用强，其焊缝金属的含氢量较低，有益元素较多，有害元素较少，焊缝力学性能与抗裂性好；工艺性较差，电弧稳定性差，对油污、水、锈较敏感，抗气孔性能差，一般要求采用直流焊接电源；主要用于焊接重要的钢结构或合金钢结构。,焊条型号（重点）,是国家标准中的焊条代号GB/T51171995E4303、E5015、E5016。“E”表示焊条，前两位数字表示熔敷金属的最小抗拉强度（kgf/mm2）第三位数字表示焊条使用的焊接位置：“0”、“1”均表示适用于全位置焊接，“2”表示适用于平焊和平角焊，“4”表示适用于向下立焊；第三、第四位数字组合表示焊接电流的种类和焊条药皮类型（表3-4）,焊条牌号,以大写拼音字母或汉字表示焊条的类别前两位表示焊缝金属的性能，如强度、化学成分、工作温度等；第三位数字表示焊条药皮的类型和焊接电源。,J422（结422）：“J”（“结”）表示结构钢焊条，“42”表示熔敷金属的抗拉强度（b）不低于420MPa（43kgf/mm2），“2”表示氧化钛钙型药皮，交流、直流电源均可使用。Z248（铸248）：“Z”（“铸”）表示铸铁焊条，“2”表示熔敷金属主要化学成分的组成类型（铸铁），“4”是牌号编号，“8”表示石墨型药皮，交流、直流电源均可使用。,2、焊条电弧焊工艺,接头形式与坡口,埋弧自动焊的特点及应用,优点：（1）生产率高焊接电流比手工电弧焊时大得多，可以高达1000A，一次熔深大，焊接速度大，且焊接过程可连续进行，无需频繁更换焊条，因此生产率比手工电弧焊高510倍。（2）焊接质量好熔渣对熔化金属的保护严密，冶金反应较彻底，且焊接工艺参数稳定，焊缝成形美观，焊接质量稳定。（3）劳动条件好焊接时没有弧光辐射，焊接烟尘小，焊接过程自动进行。缺点：埋弧自动焊一般只适用于水平位置的长直焊缝和直径250mm以上的环形焊缝，焊接的钢板厚度一般在660mm，适焊材料局限于钢、镍基合金、铜合金等，不能焊接铝、钛等活泼金属及其合金。,三、气体保护焊,用气体将电弧、熔化金属与周围的空气隔离，防止空气与熔化金属发生冶金反应，以保证焊接质量。保护气体主要有Ar、He、CO2、N2等。（1）采用明弧焊，熔池可见性好，适用于全位置焊接，有利于焊接过程的机械化、自动化。（2）电弧热量集中，熔池小，热影响区窄，焊件变形小，尤其适用于薄板焊接。（3）可焊材料广泛，可用于各种黑色金属和非铁合金的焊接。,氩弧焊特点,（1）采用纯氩气保护，焊缝金属纯净，特别适合于非铁合金、不锈钢、钛及钛合金等材料的焊接。（2）焊接过程稳定，所有焊接参数都能精确控制，明弧操作，易实现机械化、自动化。（3）焊缝成形好，特别适合3mm以下的薄板焊接、全位置焊接和不用衬垫的单面焊双面成形。,2、CO2气体保护焊,CO2气体保护焊的优点,（1）CO2气体保护焊的成本仅为手工电弧焊和埋弧焊的40%50%；（2）CO2电弧穿透能力强，熔深大，生产率比手工电弧焊高14倍；（3）焊缝氢含量低，焊丝中Mn含量高，脱硫作用好，因而焊接接头的抗裂性好。（4）适于全位置焊接。,CO2气体保护焊的缺点,CO2气体氧化性强，合金元素烧损严重，飞溅大，焊缝成型不够光滑。不宜焊接有色金属及合金，主要用于焊接低碳钢和部分低合金结构钢。为补偿合金元素的烧损和防止气孔，应采用具有足够脱氧元素的合金钢焊丝。H08MnSiA，H10MnSiMo为使电弧稳定、减少飞溅，采用直流反接。,电渣焊特点,（1）焊接厚件时，生产率高，成本低。任何厚度的工件都不需开坡口，只需焊接端面之间保持2535mm的间隙即可一次焊成。（2）焊缝金属比较纯净，渣池机械保护好；熔池存在时间长，低熔点夹杂物和气体易排出，不易产生气体和夹渣；脱硫、脱磷充分。（3）因焊速慢，高温停留时间长，电渣焊接头组织粗大，热影响区较宽，焊后要进行正火处理。（4）适用于焊接厚度30mm以上的厚板或大截面结构，可焊接碳钢、合金钢、铝等金属材料，在重型机械、船舶、压力容器等制造业中应用普遍。,六、压焊,通过对焊接区域施加一定的压力，使固相状态的金属依靠压力的作用（或伴随加热）产生塑性变形、再结晶和原子扩散而结合。电阻焊（点焊、缝焊、对焊）摩擦焊,1、电阻焊,利用电流通过焊件及其接触处产生的电阻热，将连接处加热到塑性状态或局部熔化状态，再施加压力形成接头的焊接方法。点焊缝焊对焊,（1）点焊,应用：小于3mm薄板搭接，不要求气密的构件，汽车、飞机制造。,（2）缝焊,由于分流严重所需的焊接电流较大，所以只适用于3mm以下有气密性要求的薄板结构，如油箱、管道等。,2、摩擦焊,优点：（1）焊接质量稳定，焊件尺寸精度高，接头废品率低于电阻对焊和闪光对焊。（2）焊接生产率高，比闪光对焊高56倍。（3）适于焊接异种金属，如碳素钢、低合金钢与不锈钢、高速钢之间的连接，铜-不锈钢、铜-铝、铝-钢、钢-锆等之间连接。（4）加工费用低，省电，焊件无需特殊清理。（5）易实现机械化和自动化，操作简单，焊接工作场地无火花，弧光及有害气体。,缺点：靠工件旋转实现，焊接非圆截面较困难。盘状工件及薄壁管件，由于不易夹持也很难焊接。受焊机主轴电机功率的限制，目前摩擦焊可焊接的最大截面为20000mm2。摩擦焊机一次性投资费用大，适于大批量生产。应用：异种金属和异种钢产品，如电力工业中的铜-铝过渡接头，金属切削用的高速钢-结构钢刀具等；结构钢产品，如电站锅炉蛇形管、阀门、拖拉机轴瓦等。,七、钎焊,采用熔点低于母材的合金作钎料，加热时钎料熔化，并靠润湿作用和毛细作用填满并保持在接头间隙内，而母材处于固态，依靠液态钎料和固态母材间的相互扩散形成钎焊接头。根据钎料熔点不同分为：硬钎焊软钎焊,硬钎焊,钎料熔点高于450的钎焊称为硬钎焊，常用钎料是黄铜钎料和银基钎料。银基钎料的接头具有较高的强度、导电性和耐蚀性，钎料熔点较低、工艺性良好，但钎料价格较高，多用于要求较高的焊件，一般焊件多采用黄铜钎料。硬钎焊多用于受力较大的钢和铜合金工件，以及工具的钎焊。硬钎焊的接头强度为200490MPa。,软钎焊,钎料熔点低于450的钎焊称为软钎焊，常用钎料是锡铅钎料，它具有良好的润湿性和导电性，广泛用于电子产品、电机电器和汽车配件。软钎焊的接头强度一般为60140MPa。,钎焊特点及应用,钎焊对母材的物理化学性能影