《焊接基础知识》ppt课件

焊接基础知识课件，一、焊接概况，焊接在现代工业生产中具有十分重要的作用，在制造大型结构和复杂的机械部件时更为优秀。 它可以大幅度地缩小，以复杂而简单的方法准备坯料，用逐次焊接的方法加大，这是其他的技术方法所不能做到的。 采用水冷壁焊接、汽车制造、电车制造现场、造船行业自动焊接、水下焊接、(二)焊接、加热或加压两者并用的方法，将两种以上同种或异种材料通过原子或分子间的结合和扩散合为一体的工艺。 (3)焊接的特点、优点： (1)节约材料，减轻质量，降低生产成本；(2)简化复杂零件和大型零件的加工工艺，缩短加工周期；(3)能够实现适应性好的特殊结构的生产和不同材料间的连接成形；(4)整体性好，具有良好的气密性、水密性；(5)劳动强度不足：结构无解体性。 焊接时局部加热，焊接接头的组织和性能与母材相比发生变化，产生焊接残馀应力和焊接变形。 焊接缺陷的隐蔽性容易导致焊接结构意外破坏。 (4)焊接应用概要、应用： (1)制造金属结构物、受压设备；(2)制造机械零件和工具；(3)修复。 焊接在受压类特殊设备的制造中也占有重要地位。 焊接质量直接影响受压类特殊设备的产品质量和使用安全可靠性。 由于许多受压系统特殊设备事故源于焊接缺陷，因此对受压系统特殊设备的无损检查员来说掌握焊接知识是非常必要的。 (5)焊接的分类，(1)熔融焊接将被焊接部的母材金属熔融而形成焊接的焊接方法称为熔融焊接。 (2)在压焊过程中，对焊接物施加压力(加热或加热)，完成焊接的方法称为压焊。 (3)钎焊、钎焊是钎焊和钎焊的总称。 以熔点比母材的金属低的金属材料为钎料，在比钎料的熔点高、比母材的熔融温度低的温度下加热钎料和钎料，用液态钎料润湿母材，填充接头的间隙，与母材扩散，实现接合钎料的方法。 (1)根据空间位置，根据焊接的空间位置，分为1、平焊：水平面的焊接。 2、立焊：垂直平面，垂直方向焊接。 3、横焊：垂直平面，水平方向焊接。 4、背阔焊接：平面倒置，水平焊接。 1、平焊、平焊：手工平焊图像中明显均匀分布的焊条运行波浪，成形比较正规，其波浪图形如水波。 2、立焊、立焊：手立焊影像可见明显鱼鳞状三角波，有时呈三角槽，成形较正规。 3、横焊、横焊：手动横焊图像显示焊道与焊道之间的沟槽明显，横焊时焊条不会上下晃动，无运行条件起伏。 4、背伸焊接、背伸焊接：手动背伸焊接由于焊条的摆动方式平、立、横都不同，其影像中没有平、立、横的运输筋的起伏，如许多圆图的图案构成的焊接线的影像所示，黑度不均匀，如果其背面是平焊，则不太清楚的平焊起伏1、焊接原理和过程，焊接的本质和特点：焊接的本质是小熔池熔化和铸造，是金属熔化和结晶化的过程。 熔池存在时间短，温度高冶金过程进展不充分，氧化严重的热影响区大。 冷却速度快，结晶后容易生成粗大的柱状晶。 2、熔焊三要素，热源能量集中，温度高； 保证金属快速熔化，减少热影响区。 满足要求的热源有电弧、等离子电弧、电渣热、电子束和激光。 熔池的保护可以进行熔渣保护、气体保护、熔渣-气体共同保护。 防止氧化，进行脱氧、脱硫、脱磷，使合金元素转移到熔池中。 填充金属保证了焊接的填充和焊接带来有益的合金元素，满足了力学性能和其他性能要求，主要有焊芯和焊丝。3、受压系统特殊设备常用的焊接方法，手动弧焊埋弧焊二氧化碳保护焊等离子弧焊电渣焊，(1)手动弧焊，手动弧焊是利用焊条与工件之间的电弧热熔化焊条与工件的一部分形成焊接的焊接方法电弧柱区21%、阴极区36%、手动电弧焊接特点、手动电弧焊接具有设备简单、操作灵活、成本低等优点，焊接性好，焊接接头组装尺寸无特殊要求，可在各种条件下进行各种位置的焊接，生产适用于多种钢材和有色金属等手工电弧焊接时有强电弧和烟尘污染，焊接质量不稳定，焊接短不连续，焊缝宽度不均匀，工作条件差，劳动强度大，生产率低，对工人技术水平要求高。 手动电弧焊接设备，1 .手动电弧焊接电源基本上要求手动电弧焊接电源具有适当的无负荷电压和高电弧焊接电压，使电弧焊接变得容易，保证安全的电弧稳定燃烧时，焊接电流增大，电弧电压必须急剧降低的焊条和焊接物短路时， 必须保证短路电流不太大，同时灵活调节焊接电流，满足不同焊件和焊条的要求。 2 .电源种类较为常用的手动电弧焊接电源根据输出电流的种类分为直流焊机和交流焊机，手动电弧焊接；2 .电源种类(1)交流电弧焊机为特殊的降压变压器，具有结构简单、噪音小、成本低、效率高、使用和维护方便等优点但请注意交流电弧焊机的电弧稳定性差。 (2)直流弧焊机1 )旋转式直流焊机：由一台三相感应电动机和一台直流弧焊发电机组成。 焊接电流可以在大范围内均匀调整以满足焊接工艺的要求。 2 )硅整流式直流焊接机：多采用硅整流元件，与旋转式直流焊接机相比具有噪音小、效率高、材料少、成本低等优点，手动电弧焊接、直流焊接机的特征是直流电弧燃烧稳定，因此能够代替旋转式直流焊接机焊接合金钢、不锈钢等材质的工件时，也经常使用直流电源。 直流电源根据连接工件的电极，分为正切和反切2种连接方法。 直流正切是指在工件上连接正极、在焊条上连接负极(厚板、酸性焊条)。 直流逆接是指在工件上接合负极，在焊条上接合正极(薄板、碱性低氢焊条、低合金钢、铝合金)。 正切和反切时，焊接电弧的形状不同。 很明显，仅在采用直流焊接电源的情况下，有正切和反切两种接线方法，交流焊接电源由于正负极交替，没有极性问题。 焊接物极性的选择原则： 1、焊条电弧焊使用碱性低氢焊条时，均采用反结合。 采用正切，电弧燃烧不稳定的电弧声干燥，强烈的声音飞散，容易产生气孔。 使用酸性棒时，极性对电弧的稳定燃烧影响不大。 同样，埋弧焊在使用直流电源进行焊接时，一般采用逆接合。 2、钨极弧焊钢，真？ 的情况下，都采用正切。 由于阴极的发热量远小于阳极，因此使用直流正切电源时，钨极与负极相接，发热量小，不易过热，钨极寿命长，相同直径的钨极可采用大焊接电流。 另外，在正切的情况下，由于焊接物的阳极发热量大，因此熔化大，生产率高。三、焊条、焊条的构成以焊芯为电极，传导焊接电流，产生电弧作为填充金属，与熔融的母材金属一起向焊接金属中添加合金元素的药皮，改善焊接技术的性能易引弧、易引弧、稳定电弧， 减少溅射使焊接成形美观的机械保护作用气体保护和渣保护冶金处理作用去除有害杂质(如O.H.S.P等)，添加有益元素，焊芯中各合金元素对焊接的影响1 )碳(c )碳是钢中的主要合金元素，碳含量增加时钢的强度、硬度显着提高，塑性降低焊接中，碳起到一定的脱氧作用，在电弧的高温作用下与氧发生化合作用，生成一氧化碳和二氧化碳气体，排除电弧区和熔池周围的空气，防止空气中的氧、氮有害气体对熔池的不良影响，减少焊接金属中氧和氮的含量。 碳含量过高，还原作用强烈，会引起大的飞散和气孔。 考虑到碳对钢淬透性和裂纹敏感性增加的影响，低碳钢焊接芯的碳含量一般为0.1%。 2 )锰(Mn )锰是钢中较好的合金剂，其强度和韧性随锰含量的增加而提高。 焊接中，锰也是良好的脱氧剂，可以减少焊接中氧的含量。 锰与硫化融合，硫化锰漂浮在熔渣中，减少焊接热裂纹的倾向。 因此，通常碳素结构钢焊芯的锰含量为0.30%0.55%，焊接某种特殊用途的钢线时，锰含量高达1.70%1.10% . 3 )硅(Si )硅也是良好的合金剂，在钢中加入适量的硅能够提高钢的屈服强度、弹性及耐酸性的含量过高时，塑性和韧性降低。 在焊接过程中，硅也具有良好的脱氧能力，与氧形成二氧化硅，但提高炉渣粘度，易于促进非金属夹杂物的生成。 4 )铬(Cr )铬能提高钢的硬度、耐磨性、耐腐蚀性。 对低碳钢来说，铬是偶然的杂质。 铬的主要冶金特点是易急剧氧化，形成难熔氧化物三氧化铬(Cr203 )，提高了焊接金属夹杂物的可能性。 三氧化二铬转移到熔渣中时，熔渣的粘度上升，流动性降低。 5 )镍(NO镍对钢的韧性有显着的效果，一般低温冲击值高时，适当配合镍。 6 )硫(s )硫是有害杂质，随着硫含量的增加，焊接热裂倾向增大，焊芯中硫含量不得超过0.04%。 焊接重要结构时，硫含量不得超过0.03%。 7 )磷(p )磷是有害杂质，随着含量的增加，焊道的冷裂倾向增大。 1、焊条的分类，(1)焊条根据熔渣的化学性质，2种酸性焊条熔渣呈酸性(熔渣碱度1.5 )，药皮的主要成分为CaCO3、CaF2、CaSiO3和MgCO3等碱性氧化物。 优点：抗裂性好，特别是冲击韧性高。 受压类特殊设备制造中广泛使用碱性焊条的缺点：对锈、油、水分敏感，易产生气孔缺陷，电弧稳定性差，脱渣性差，产尘量大。 2 )焊条根据用途分为11种碳素钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍和镍合金焊条、铜和铜合金焊条、铝和铝合金焊条、特殊用途焊条根据焊条药皮的主要化学成分，将电焊条分为氧化钛型焊条、氧化钛钙型焊条、钛铁矿型焊条、氧化铁型焊条、纤维素型焊条(采用高纤维素钠型(直流反焊)、高纤维素钾型2种)、低氢型焊条(低氢钠型、低氢钾型) 按性能分类的焊条是根据超低氢焊条、低尘低毒性焊条、下降焊条、横置焊条、下拉焊条、高效铁粉焊条、防湿焊条、水中焊条、重力焊条等特殊使用性能制造的专用焊条。 5、焊条型号按国家标准规定各种焊条型号编制方法。标准规定的碳钢棒的型式为“e”，其中“e”这个文字表示棒的前两位数字表示焊接金属的抗拉强度的最小值的第三位数字表示焊接位置，“0”和“1”表示焊条适用于全位置(平焊、立焊、横焊、背焊)焊接，“2”表示平焊和扁焊、 “4”表示焊条适用于下立焊接的第三位和第四位的数字组合时，焊接电流的种类和药皮类型。 在第4位数字后面加上“r”表示耐吸潮焊条的“m”，表示耐吸潮和力学性能有特别规定的焊条的附加“-1”表示冲击性能有特别规定的焊条。 6 .焊条的选择(1)按强度等级和化学成分焊接异种结构钢时，按强度等级低的钢种选择焊条。 焊接一般的结构，如低碳钢、低合金钢的结构物时，一般选择与焊接物相同强度等级的焊条，不考虑化学成分是相同还是接近。 焊接特殊性能钢种如不锈钢、耐热钢时，必须选择与焊接物的化学成分相同或接近的特殊焊条。 焊接物的碳、硫、磷的质量分率大时，请选择碱性焊条。 焊接铸造碳钢和合金钢时，由于碳和合金元素的质量点数高，且大量铸件厚度、刚性大，形状复杂，一般选用碱性焊条。 (2)根据焊接物的条件，对焊条承受动载荷、交变载荷及冲击载荷的结构物进行焊接时，选择碱性焊条。 焊接承受静负荷的结构物时，请选择酸性杆。 在表面焊接油、锈、污垢等清扫困难的结构物时，请选择酸性杆。 在特殊条件下，如腐蚀介质、高温等条件下工作的结构物焊接时，选择特殊用途的焊条。 (3)根据焊接物的形状、刚性以及焊接位置选择焊条的厚度、刚性大、形状复杂的结构部件，选择碱性焊条。 厚度、刚性不大，形状一般，尤其可采用平焊结构件，应选择合适的酸性焊条。 除平焊外，立焊、横焊、背焊等焊接位置的结构件应选择全位置焊条。 异种钢焊接时焊条的选定要点：强度等级不同的碳钢低合金钢(或低合金钢低合金钢高合金钢)，一般要求焊接金属或接头的强度不低于两种被焊接金属的最低强度， 选定的焊条焊接金属强度应保证焊条及接头的强度不低于低强度侧母材的强度，同时保证焊接金属的塑性和冲击韧性不低于高强度侧母材的性能。 因此，两者中强度水平较低的钢材可选用焊条。 但是，为了防止焊接裂纹，必须用强度水平高、焊接性差的钢种来决定焊接工艺。 包括焊接规格、预热温度及焊接后热处理等. 低合金钢奥氏体不锈钢应以限定于熔敷金属化学成分的数值选择焊条，一般选择铬和镍含量高、塑性和耐裂纹性好的Cr25-Ni13型奥氏体钢焊条，避免脆性淬火组织产生裂纹。 但是，要用焊接性差的不锈钢来决定焊接技术和规范。 不锈钢复合钢板应考虑根据基层、多层、过渡层的焊接要求选择3种不同性能的焊条。 在基础(碳钢或低合金钢)的焊接中，选定相应强度等级的结构钢焊条的被复层必须直接与腐蚀介质接触，选定相应成分的奥氏体系不锈钢棒。 重要的是过渡层(即复盖层与基层的界面)的焊接，必须考虑基材的稀释作用，选择铬和镍含量高、塑性和抗裂性优良的Cr25-Ni13型奥氏体钢焊条。 四、手工电弧焊接工艺规范、焊接规范是影响焊接质量和焊接生产率的各焊接工艺参数的总称。 手动电弧焊接时，焊接规格主要包括焊接电流、电弧电压、焊条种类和直径、焊机种类和极性、焊接速度、焊接层数等。 其中焊接电流主要影响焊缝的熔深，电弧电压主要影响焊缝的熔宽。四、埋弧焊，一、埋弧自动焊是指利用专用机械设备自动完成手动电弧焊接中的导引电弧、送焊棒及移动电弧等焊接动作，使电弧在厚焊剂下燃烧的熔焊。 2 .焊接过程如下图所示，埋弧焊接的焊接过程总结为能够作为自动送丝的拉弧的焊剂自动原料； 焊机匀速运动电弧在焊剂下燃烧，填埋电弧的自动焊接过程(焊接剖视图)，焊丝和焊剂，焊剂：用熔炼炉制备，成分均匀，适合大量生产的陶瓷焊剂：利用粉末冶金技术制备，粒子强度低。 优点： 1、焊接质量高、稳定2、熔深大、节约焊接材料3、无电弧、无金属飞散、焊烟少4、自动化操作、生产效率高。 5、在有风环境下焊接时，埋弧焊的保护效果优于其他焊接方法的缺点： 1、设备昂贵、工艺复杂，主要适用于水平位置、长直线焊接和圆柱形工件纵向、环形焊接的批量生产。 2 .不适合焊接薄板3，难以焊接铝、钛等氧化性强金属及其合金4，无法直接观察电弧和坡口对，焊接容易偏位，埋弧焊接的特征，埋弧焊接的焊接前准备板厚小于14mm的情况下， 不能打开坡口的板厚为1422mm时，打开y型坡口的板厚为2250mm时