《焊接基础知识》课件

焊接在现代工业生产中起着非常重要的作用，特别是在制造大型结构或复杂的机器零件中，因为它可以通过将尺寸和复杂性降低到简单的方法来制备坯料，然后通过连续组装和焊接将坯料组装成大型坯料，这对于其他技术方法来说是困难的。水冷壁焊接、汽车制造、动车组制造现场、造船工业中的自动焊接、水下焊接(2)焊接，即两种或两种以上相同或不同的材料通过加热或加压或两者的结合，在原子或分子之间结合和扩散，从而连接成一个整体的过程。(3)焊接特点和优点：(1)节约材料，降低质量，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)适应性强；可以实现特殊结构的生产和不同材料之间的连接成型；(4)整体性好，气密性和水密性好；(5)减轻劳动强度，改善劳动条件。不足之处：结构不可拆卸。(2)焊接过程中的局部加热导致焊接接头的组织和性能与母材相比发生变化，导致焊接残余应力和焊接变形。(3)焊接缺陷的隐蔽容易造成焊接结构的意外损坏。(4)焊接应用和应用概述：(1)制造金属结构件和承压设备；(2)制造机器零件和工具；(3)修理。焊接在承压特种设备的制造中也起着重要的作用。焊接质量直接影响承压特种设备的产品质量和安全可靠性。承压特种设备的许多事故都源于焊接缺陷。因此，承压特种设备无损检测人员掌握焊接知识是非常必要的。(5)焊接的分类，(1)熔焊在待焊接的地方熔化基底金属以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。(2)在压力焊接过程中，必须对对接焊缝施加压力(加热或加热)以完成焊接。这种方法叫做压力焊接。(3)钎焊是钎焊和软钎焊的通用术语。该方法包括以下步骤：使用熔点低于基底金属熔点的金属材料作为钎料，将焊件和钎料加热至高于钎料熔点且低于基底金属熔点的温度，用液态钎料润湿基底金属，填充接头间隙并与基底金属扩散以实现焊件的连接。(1)根据不同的空间位置，根据焊缝的不同空间位置，可分为：1。平焊：水平焊接。2.垂直焊接：垂直平面和垂直方向的焊接。3.水平焊接：垂直平面和水平方向的焊接。4.反向焊接：在上下颠倒的平面和水平方向上焊接。1、平焊、平焊：手工平焊图像清晰可见，均匀分布的电极运行波纹，形成较为规则的波纹，其波纹图案犹如水波纹。垂直焊接，垂直焊接：手动垂直焊接图像清晰地显示鱼鳞状的三角形波纹，有时是三角形的凹槽，形成更规则。3。横向焊接，横向焊接：焊缝和焊缝之间的坡口在手工横向焊接图像中明显可见。横向焊接时，焊条不会上下摆动，因此传送带不会产生波纹。4、背焊、背焊：手动背焊，由于电极摆动方式不同于水平、垂直和水平，其图像没有水平、垂直和水平的条状波纹，就像焊缝图像由许多饼形线条组成，黑度不均匀，如果其背面是平焊缝，那么也可以看到不太明显的平焊缝波纹。1。熔焊的原理和过程，熔焊的本质和特点：熔焊的本质是小熔池的熔化和铸造，是金属熔化和结晶的过程。熔池存在时间短，温度高。冶金过程没有完全进行，氧化严重。热影响区域很大。冷却速度快，容易形成粗大柱状晶体(1)手工电弧焊，手工电弧焊是一种利用焊条和工件之间的电弧热量来熔化焊条和部分工件以形成焊缝的焊接方法。电弧区域的热分布在阳极区域为43%,在电弧柱区域为21%,在阴极区域为36%。手工电弧焊具有设备简单的特点。本发明具有操作灵活、成本低等优点，具有良好的可焊性，对焊接接头的装配尺寸没有特殊要求，可以在各种条件下在各种位置进行焊接，适用于各种钢材、有色金属等，是生产中使用最广泛的焊接方法。手工电弧焊电弧光强、烟尘污染大，焊接质量不够稳定，焊缝短而不连续，焊缝宽度不均匀，工作条件差，劳动强度大，生产率低，对工人的技术水平要求高。1、手工电弧焊设备。手工电弧焊电源的基本要求手工电弧焊电源应具有适当的空载电压和较高的引弧电压，以利于引弧，确保安全；当电弧稳定燃烧时，焊接电流增加，电弧电压急剧下降。还应保证电极和焊件短路，短路电流不应过大；同时，焊接电流应灵活调节，以满足不同焊件和焊条的要求。2.电源类型常用的手工电弧焊电源根据输出电流的类型分为直流焊机和交流焊机。2.电源类型(1)交流弧焊机是一种特殊的降压变压器，具有结构简单、噪音低、成本低、效率高、使用维护方便等优点。它们是手工电弧焊中使用最广泛的电源设备。然而，应该注意的是，交流弧焊机的电弧稳定性较差。(2) DC弧焊机1)旋转DC焊机：由三相感应电机和DC弧焊发电机组成。焊接电流可在较大范围内均匀调节，以满足焊接工艺的要求。2)硅整流DC焊机：大多采用硅整流元件。与旋转DC焊机相比，它具有噪音低、效率高、材料少、成本低的优点。它正在逐步取代旋转DC焊机、手工电弧焊，而DC焊机的特点是DC电弧燃烧稳定，因此经常用于小电流焊接。当焊接由合金钢、不锈钢和其他材料制成的工件时，经常使用DC电源。根据连接到工件的电极的不同，直流电源可以分为正连接和反连接。直流正极连接是指工件连接到正极，焊条连接到负极(厚板和酸性焊条)。直流反向连接是指工件连接到负极，焊条连接到正极(薄板、碱性低氢焊条、低合金钢和铝合金)。当焊接电弧前后连接时，焊接电弧的形状是不同的。显然，只有在使用DC焊接电源时，才有两种连接方式：正连接和反连接。交流焊接电源没有极性问题，因为正极和负极是连续交替的。焊件极性的选择原则：1。碱性低氢焊条电弧焊时，应采用反向焊接。如果采用正连接，电弧燃烧不稳定，电弧声音非常突然和干燥，发出强烈的嘶嘶声，飞溅大，容易产生气孔。使用酸性电极时，极性对电弧的稳定燃烧影响不大。同样，如果采用DC电源进行埋弧焊，一般采用反接。2、钨极氩弧焊焊接钢、黄铜时，均采用正连接。由于阴极的发热量远小于阳极的发热量，当直流电源接通时，钨电极与阴极相连，发热量小，不易过热，钨电极使用寿命长，相同直径的钨电极可以采用更大的焊接电流。在第(3)焊条，其芯用作电极，传导焊接电流，产生电弧作为填充金属，并与熔化的基底金属一起形成焊接金属。添加合金元素涂层以改善焊接工艺性能-易于点燃和重新点燃，良好的电弧稳定性，减少飞溅，以及美丽的焊缝成形。机械保护-气体保护和炉渣保护冶金处理-去除有害杂质(如氧气、水蒸气等)。)，添加有益元素，以及焊芯中的合金元素对焊接的影响1)碳(C)碳是钢中的主要合金元素。随着碳含量的增加，钢的强度和硬度明显增加，塑性降低。在焊接过程中，碳起到一定的脱氧作用，并在电弧高温的作用下与氧气结合生成一氧化碳和二氧化碳气体，从而消除电弧区和熔池周围的空气，防止空气中的氧气和氮气对熔池的有害影响，降低焊缝金属中的氧气和氮气含量。如果碳含量过高且还原严重，将会导致更大的飞溅和气孔。考虑到碳对钢的硬化能力的影响及其对裂纹敏感性的增加，低碳钢焊芯的碳含量一般为0.1%。2)锰锰是钢中一种良好的合金化剂。随着锰含量的增加，其强度和韧性都将提高。在焊接过程中，锰也是一种很好的脱氧剂，可以降低焊缝中的氧含量。锰和硫化作用结合形成的硫化锰漂浮在熔渣中，从而降低焊缝热裂纹的倾向。因此，一般碳素结构钢焊芯的锰含量为0.30% 0.55%，焊接一些专用钢丝的锰含量高达1.70% 2.10%。硅(si)硅也是更好的合金剂。在钢中加入适量的硅可以提高钢的屈服强度、弹性和耐酸性。如果含量过高，塑性和韧性会降低。在焊接过程中，硅还具有良好的脱氧能力，与氧气形成二氧化硅，但会增加炉渣的粘度，促进非金属夹杂物的形成。4)铬(铬)铬可以提高钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。对于低碳钢，铬是一种偶然的杂质。铬的主要冶金特征是易于快速氧化形成难熔氧化物三氧化铬(Cr203)，从而增加了焊接金属夹杂物的可能性。氧化铬转化成炉渣后，炉渣的粘度增加，流动性降低。5)镍对钢的韧性有显著的影响。通常，当低温冲击值要求较高时，适当添加一些镍。6)硫硫是一种有害杂质。随着硫含量的增加，焊缝的热裂纹倾向增加，因此焊芯中的硫含量不应大于0.04%。焊接重要结构时，硫含量不得大于0.03%。7)磷是一种有害杂质，随着磷含量的增加，会增加焊缝的冷裂纹倾向。1、电极的分类，(1)电极根据炉渣的化学性质分为酸性电极和酸性电极两种，炉渣呈酸性(炉渣碱度1.5)，涂层的主要成分是碳酸钙、氟化钙、硫酸钙和碳酸镁等碱性氧化物。优点：抗裂性好，特别是冲击韧性高。碱性焊条广泛应用于承压特种设备制造，其缺点是：对铁锈、油和水敏感，容易产生气孔缺陷，电弧稳定性差，除渣效果差，粉尘排放量大。2)焊条可分为11种碳钢焊条、低合金钢焊条、钼铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍镍合金焊条、铜铜合金焊条、铝及铝合金焊条和专用焊条。根据电极涂层的主要化学成分，电极可分为氧化钛电极、钙氧化钛电极、钛铁矿电极、氧化铁电极、纤维素电极(分为高纤维素钠型(直流反接)和高纤维素钾型两种)、低氢型电极(分如果标准规定碳钢焊条类型为“E”，其中字母“E”表示焊条；前两位数字代表沉积金属的最小抗拉强度；第三位表示焊接位置，“0”和“1”表示焊条适用于全位置焊接(水平焊接、垂直焊接、水平焊接和高架焊接)，“2”表示水平焊接和直角焊接，“4”表示焊条适用于向下垂直焊接；第三个数字和第四个数字的组合表示焊接电流的类型和涂层的类型。在第四个数字后加上“R”表示吸湿电极；附加的“m”是指对防潮性和机械性能有特殊规定的电极；附加-1 表示对冲击性能有特殊规定的电极。6。焊条的选择(1)当根据强度等级和化学成分焊接不同的结构钢时，应根据低强度等级的钢等级选择焊条。当焊接一般结构时，例如低碳钢和低合金钢结构，通常选择与焊接件具有相同强度等级的焊条，而不管相同或相似的化学成分。焊接不锈钢和耐热钢等特殊性能钢种时，应选择化学成分与焊件相同或相似的特殊焊条。当焊接件中碳、硫和磷的质量分数较大时，应选择碱性电极。当焊接铸造碳钢或合金钢时，通常选择碱性电极，因为碳和合金元素的质量分数高，并且大多数铸件的厚度大、刚度大且形状复杂。(2)焊接承受动载荷、交变载荷和冲击载荷的结构件时，应根据焊接件的工况选择碱性焊条。焊接承受静载荷的结构件时，应选用酸性焊条。当焊接表面有油、锈、脏等难以清洗的结构件时，应使用酸性焊条。在腐蚀介质和高温等特殊条件下焊接结构件时，应选用专用焊条。(3)根据焊件的形状、刚度和焊接位置，对于厚度大、刚度大、形状复杂的结构件，应选用碱性焊条。厚度、刚度不大，形状一般，尤其可以采用平焊结构，应选择合适的酸性焊条。除了水平焊接，全位置焊条还应用于焊接位置的结构部件，如垂直焊接、水平焊接和高架焊接。异种钢焊接的电极选择要点：对于不同强度等级的碳钢和低合金钢(或低合金、低合金、高强度钢)，焊缝金属或接头的强度不得低于两种焊接金属的最低强度。所选焊条熔敷金属的强度应保证焊缝和接头的强度不低于低强度侧母材的强度，焊缝金属的塑性和冲击韧性不低于高强度和低塑性侧母材的性能。因此，焊条可根据强度等级较低的钢材进行选择。但是，为了防止焊接裂纹，焊接工艺应根据强度等级较高、可焊性较差的钢种来确定，包括焊接规格、预热温度和焊后热处理等。(2)低合金钢的奥氏体不锈钢应根据沉积金属化学成分的限定值进行选择。一般应选用铬和镍含量高、塑性和抗裂性好的Cr25-Ni13型奥氏体钢焊条，以避免脆性硬化结构引起的裂纹。但是，焊接工艺和规格应根据可焊性差的不锈钢来确定。(3)不锈钢复合板应考虑基层、多层和过渡层的焊接要求，选择三种不同性能的焊条。基层焊接(碳钢或低合金钢)，应选用相应强度等级的结构钢焊条。如果涂层与腐蚀介质直接接触，应选择相应成分的奥氏体不锈钢电极。关键是焊接过渡层(即埋弧焊将埋弧焊自动焊接定义为熔焊，用专用机械设备自动完成手工电弧焊中的引弧、送丝和动弧等焊接动作，电弧在较厚的焊剂下燃烧。2.焊接过程如下图所示。埋弧焊的焊接过程可以概括为：自动送丝；引弧；焊剂自动下料；焊工以恒定的速度移动。焊剂下电弧燃烧、埋弧焊自动焊接工艺(焊缝轮廓)、焊丝和焊剂、熔炼焊剂：在熔炼炉中制备，成分均匀，适合批量生产；陶瓷熔剂：采用粉末冶金工艺制备，颗粒强度低。优点：1、焊接质量高且稳定；2、熔化深度大，节省焊接材料；3、无弧光，无金属飞溅，焊接烟尘少；4、自动化操作，生产效率高。5.在大风环境下焊接时，埋弧焊比其他焊接方法具有更好的保护效果：1。设备昂贵，工艺复杂。主要适用于圆柱形工件的水平定位、长直焊缝和纵环焊缝的批量生产。2、不适合焊接薄板3、难以用于焊接铝、钛等高氧化性金属及其合金4、不能直接观察电弧和坡口的对准、易焊接偏差、埋弧焊自动焊接等特点，埋弧焊前准备板厚度小于14毫米，不能开坡口；当板厚为14 22mm时，应开Y形槽；当板厚为22 50毫米时，可开双Y形或U形槽。Y形槽和双Y形