焊接基础4PPT课件

1、第一节第一节 概述概述 焊接在工业生产中的应用非常广泛，在现代工焊接在工业生产中的应用非常广泛，在现代工业生产和电力行业的安装工程中业生产和电力行业的安装工程中,金属结构的拼接、金属结构的拼接、各种金属零部件、锅炉以及各种容器和系统的输各种金属零部件、锅炉以及各种容器和系统的输送流体的管道，大多数都是通过焊接成为一个整送流体的管道，大多数都是通过焊接成为一个整体的。体的。一什么是焊接一什么是焊接 焊接是通过局部加热或加压，或既加热又加压焊接是通过局部加热或加压，或既加热又加压工艺措施，使两分离工件表面产生原子间的结合工艺措施，使两分离工件表面产生原子间的结合与扩散作用，从而形成永久性连接的工艺

2、方法。与扩散作用，从而形成永久性连接的工艺方法。二焊接的特点二焊接的特点第1页/共49页第2页/共49页第3页/共49页第4页/共49页 焊接和其他机械加工方式相比具有以下特点焊接和其他机械加工方式相比具有以下特点:（1）可将大而复杂的金属构件分解为小而简单的部）可将大而复杂的金属构件分解为小而简单的部件进行拼接，实现特殊结构的生产。件进行拼接，实现特殊结构的生产。（2）可实现不同材质间的连接。）可实现不同材质间的连接。（3）节约材料，焊接结构重量轻。）节约材料，焊接结构重量轻。（4）具有非常高的连接强度。）具有非常高的连接强度。 三常用的焊接方法三常用的焊接方法1熔焊熔焊 将被焊工件的连接处

3、加热至熔化状态，待冷却将被焊工件的连接处加热至熔化状态，待冷却结晶后形成牢固接头的焊接工艺。结晶后形成牢固接头的焊接工艺。第5页/共49页 利用熔点低于焊件的熔融钎料，通过浸润和毛利用熔点低于焊件的熔融钎料，通过浸润和毛细作用及钎料与焊件间的扩散作用，将被焊工件细作用及钎料与焊件间的扩散作用，将被焊工件连接起来的焊接工艺。连接起来的焊接工艺。 2压焊压焊3钎焊钎焊 利用加压，或既加热又加压的方法，使被焊利用加压，或既加热又加压的方法，使被焊工件的连接处呈塑性状态或熔化状态而形成接工件的连接处呈塑性状态或熔化状态而形成接头的焊接工艺。头的焊接工艺。第6页/共49页第7页/共49页 手工电弧焊简称

4、手弧焊，是利用电弧产生的手工电弧焊简称手弧焊，是利用电弧产生的热量来熔化母材和焊条进行焊接的一种手工操热量来熔化母材和焊条进行焊接的一种手工操作的焊接方法。作的焊接方法。 手工电弧焊设备简单，操作灵活方便，可在手工电弧焊设备简单，操作灵活方便，可在室内外；不同的空间位置进行焊接，生产成本室内外；不同的空间位置进行焊接，生产成本低，是目前应用最为广泛的焊接方法。低，是目前应用最为广泛的焊接方法。第二节第二节 常用的焊接方法常用的焊接方法一手工电弧焊一手工电弧焊二手工电弧焊的电路系统二手工电弧焊的电路系统第8页/共49页第9页/共49页 电弧焊的电路系统主要是由电焊机、电焊电缆、电弧焊的电路系统主

5、要是由电焊机、电焊电缆、电焊把钳电焊条、电弧和被焊工件组成的电气回电焊把钳电焊条、电弧和被焊工件组成的电气回路。路。1-电焊机；电焊机；2-电焊电缆；电焊电缆；3-电焊把钳电焊把钳; 4-电焊条；电焊条；5-电弧；电弧；6-被焊工件被焊工件第10页/共49页 手工电弧焊需要专用的弧焊电源。这种电源称手工电弧焊需要专用的弧焊电源。这种电源称为手弧焊机，简称为弧焊机。弧焊机根据提供的焊为手弧焊机，简称为弧焊机。弧焊机根据提供的焊接电流的不同，分为交流弧焊机和直流弧焊机两类。接电流的不同，分为交流弧焊机和直流弧焊机两类。三三.手工电弧焊设备手工电弧焊设备1手弧焊机手弧焊机（ 1）交流弧焊机）交流弧焊

6、机交流弧焊机是一种特殊的降压变压器，具有结构交流弧焊机是一种特殊的降压变压器，具有结构第11页/共49页 简单，体积小，重量轻，制造成本低，使用维修简单，体积小，重量轻，制造成本低，使用维修 方便等优点，但电弧稳定性较差，是目前最常用方便等优点，但电弧稳定性较差，是目前最常用 的手工电弧焊设备。的手工电弧焊设备。 交流弧焊机所使用的电源为交流弧焊机所使用的电源为220V或或380V，在，在焊接时输出两端的电压，称为工作电压。一般为焊接时输出两端的电压，称为工作电压。一般为20-30V。焊接电流的调节一般分粗调和细调两步：。焊接电流的调节一般分粗调和细调两步：粗调是改变线圈抽头的接法，以调整电流

7、范围；粗调是改变线圈抽头的接法，以调整电流范围；细调是转动调节手柄，调节时根据电流指示盘将细调是转动调节手柄，调节时根据电流指示盘将电流调节到所需值。电流调节到所需值。（2）直流弧焊机）直流弧焊机 目前常用的直流弧焊机为弧焊整流器目前常用的直流弧焊机为弧焊整流器 弧焊整流弧焊整流 器是由变压器、整流器等大功率整流元件组成器是由变压器、整流器等大功率整流元件组成,交交流电经降压、整流等转变为电弧焊所需的直流电。流电经降压、整流等转变为电弧焊所需的直流电。第12页/共49页 直流弧焊机具有电弧稳定、引弧容易、焊接直流弧焊机具有电弧稳定、引弧容易、焊接质量好等优点，但其结构较为复制造杂成本较高质量好

8、等优点，但其结构较为复制造杂成本较高,维修较为困难。维修较为困难。交流弧焊机交流弧焊机 直流弧焊机直流弧焊机第13页/共49页l1）常见交流弧焊机型号及含义）常见交流弧焊机型号及含义 B X 1 330 表示额定焊接电流为表示额定焊接电流为330A 表示系列序号表示系列序号 表示下降外特性表示下降外特性 表示弧焊变压器表示弧焊变压器 （3）常见手工电弧焊机的型号及含义）常见手工电弧焊机的型号及含义第14页/共49页l2）常见直流弧焊机型号及含义）常见直流弧焊机型号及含义l Z X 5 400l 表示额定焊接电流表示额定焊接电流400Al 表示系列序号表示系列序号l 表示下降外特性表示下降外特性

9、l 表示弧焊整流器表示弧焊整流器第15页/共49页 手弧焊焊接时所使用的工具主要有夹持焊条手弧焊焊接时所使用的工具主要有夹持焊条用的焊钳；保护眼睛和面部用的面罩；另外还有用的焊钳；保护眼睛和面部用的面罩；另外还有清理和除渣用的钢丝刷和尖头锤。清理和除渣用的钢丝刷和尖头锤。 四四.工具工具五五.焊条焊条 焊条是供手工电弧焊使用的焊接材料，由焊焊条是供手工电弧焊使用的焊接材料，由焊芯和药皮组成。焊条一端部有一段没有药皮的夹芯和药皮组成。焊条一端部有一段没有药皮的夹持端，被焊钳夹住后可以传导电流。焊条末端药持端，被焊钳夹住后可以传导电流。焊条末端药皮被制成锥形，便于焊接时引弧。药皮表面印有皮被制成锥

10、形，便于焊接时引弧。药皮表面印有焊条的型号或牌号。焊条的型号或牌号。第16页/共49页 焊芯是用来传导电流并作为焊缝填充金属，是焊芯是用来传导电流并作为焊缝填充金属，是焊条中被药皮包覆的金属芯。焊芯直径即为焊条焊条中被药皮包覆的金属芯。焊芯直径即为焊条的直径，焊芯长度即为焊条的长度。焊条常用的的直径，焊芯长度即为焊条的长度。焊条常用的规格有直径为规格有直径为2mm、3mm、4mm、5mm 、 6mm几种。长度为250450mm，直径小的长，直径小的长度相应较短。度相应较短。1焊芯焊芯第17页/共49页 药皮是压涂在焊芯表面上的涂料层。药皮是由各种药皮是压涂在焊芯表面上的涂料层。药皮是由各种矿物

11、质和铁合金粉末所组成。有以下主要作用。矿物质和铁合金粉末所组成。有以下主要作用。 (1) (1) 使电弧容易引燃并保持稳定燃烧，容易脱渣，使焊使电弧容易引燃并保持稳定燃烧，容易脱渣，使焊缝成型美观；缝成型美观；（2) 2) 在电弧的高温作用下，药皮会产生大量气体以防止在电弧的高温作用下，药皮会产生大量气体以防止有害气体进入熔化的金属中去；有害气体进入熔化的金属中去；（3) 3) 可去除焊缝中的如可去除焊缝中的如O O、H H、S S、P P等有害杂质；同时渗等有害杂质；同时渗入有益的合金元素，以改善焊缝金入有益的合金元素，以改善焊缝金属质量；覆盖在焊属质量；覆盖在焊缝表面上的浮渣能起保温作用，

12、可改善焊缝质量。缝表面上的浮渣能起保温作用，可改善焊缝质量。2药皮药皮3焊条的种类焊条的种类（1) )根据所焊材料的不同常用的有以下几类：结构钢根据所焊材料的不同常用的有以下几类：结构钢第18页/共49页焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条等。焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条等。 （2）根据焊条药皮成分根据焊条药皮成分 常用的有以下几类：常用的有以下几类：1)1)酸性焊条酸性焊条 ：熔渣的成分主要是酸性氧化物，具有：熔渣的成分主要是酸性氧化物，具有较强的氧化性，合金元素烧损多，因而力学性能较强的氧化性，合金元素烧损多，因而力学性能较差。这类焊条焊接工艺性较好，对弧长、铁锈较差。这类焊条

13、焊接工艺性较好，对弧长、铁锈不敏感，且焊缝成形好，脱渣性好，广泛用于一不敏感，且焊缝成形好，脱渣性好，广泛用于一般结构。般结构。 2)2)碱性焊条碱性焊条 ： 熔渣的成分主要是碱性氧化物和铁合熔渣的成分主要是碱性氧化物和铁合金。由于脱氧完全，能有效的降低焊缝中的氢、金。由于脱氧完全，能有效的降低焊缝中的氢、氧、硫。所以，焊缝中的力学性能和抗裂氧、硫。所以，焊缝中的力学性能和抗裂性能均性能均比酸性焊条好。可用于合金钢和重要碳钢的焊比酸性焊条好。可用于合金钢和重要碳钢的焊第19页/共49页（1）等强度原则等强度原则 对于承受静载荷或一般载荷的工件或结构对于承受静载荷或一般载荷的工件或结构,通通常选

14、用抗拉强度与母材相等的焊条。常选用抗拉强度与母材相等的焊条。（2）同等性能原则同等性能原则 在特殊环境下工作的结构如要求耐磨、耐腐蚀、在特殊环境下工作的结构如要求耐磨、耐腐蚀、耐高温或耐低温等具有较高的力学性能，则应选耐高温或耐低温等具有较高的力学性能，则应选用熔敷金属的性能与母材相近或相似的焊条。用熔敷金属的性能与母材相近或相似的焊条。4.电焊条的选用原则电焊条的选用原则接。这类焊条的工艺性能差，引弧困难，电弧稳接。这类焊条的工艺性能差，引弧困难，电弧稳定性差，飞溅大，不易脱渣，必须采用短弧焊。定性差，飞溅大，不易脱渣，必须采用短弧焊。第20页/共49页（3）等条件原则）等条件原则 根据工件

15、或焊接结构的工作条件和特点选择焊条。如根据工件或焊接结构的工作条件和特点选择焊条。如焊件需要承受动载荷或冲击载荷的工件，应选用熔敷金属焊件需要承受动载荷或冲击载荷的工件，应选用熔敷金属冲击韧性较高的低氢碱性焊条。反之，一般结构应选用酸冲击韧性较高的低氢碱性焊条。反之，一般结构应选用酸性焊条。性焊条。（六）焊接工艺六）焊接工艺1焊接接头的形式焊接接头的形式 用焊接方法把两件金属连接起来的部位称为焊接接头，用焊接方法把两件金属连接起来的部位称为焊接接头，常见的接头形式如图。常见的接头形式如图。 焊接工艺包括：接头形式、坡口型式、焊接的空间位置、焊接工艺包括：接头形式、坡口型式、焊接的空间位置、焊接

16、工艺参数等。焊接工艺参数等。第21页/共49页2焊接坡口焊接坡口 当焊件较薄，即厚度小于或等于当焊件较薄，即厚度小于或等于6 mm时，在焊时，在焊件接头处只要留有一定间隙就能保证焊接，当焊件接头处只要留有一定间隙就能保证焊接，当焊件厚度大于件厚度大于6 mm时，为了焊透，根据设计和工艺时，为了焊透，根据设计和工艺需要，在焊接前要把两个工件间的待焊部位加工需要，在焊接前要把两个工件间的待焊部位加工成所需要的几何形状的沟槽，这种几何形状的沟成所需要的几何形状的沟槽，这种几何形状的沟槽称为坡口。为了防止烧穿，需在坡槽称为坡口。为了防止烧穿，需在坡口处留2-3对接接头对接接头 搭接接头搭接接头 角接接

17、头角接接头 T型接头型接头第22页/共49页 mm的直边，称为钝边。为保证钝边焊透两个工件间需要留一定间隙。常用坡口如图。 不开坡口 单边V型坡口 V型坡口 K型坡口J型坡口 U型坡口 双U型坡口 X型坡口第23页/共49页 由于产品结构的需要，焊缝具有不同的空间位置，空间位置不同导致焊接时难易程度也不相同，对焊接质量和生产率产生直接的影响。焊缝的空间位置一般分为平焊、立焊、横焊和仰焊四种。由于平焊操作方便，生产效率高，金属液体不会流散，易于保证焊缝质量，因此它是最理想的焊接方法，当有条件时应尽可能地采用。 3焊接空间位置平焊 立焊 横焊 仰焊第24页/共49页 焊接时为保证焊接质量而选定的物

18、理量称为焊接工艺参数。焊接工艺参数包括焊条直径，焊接电流、电弧电压，焊接速度和厚板多层焊接时的焊接层数等。其中焊接速度和电弧长度是决定电弧电压，应在操作中视实际情况掌握，其它参数应在焊前确定。（1) 焊条直径 主要取决焊件厚度见表，即焊件较厚,选择直径较粗的焊条；焊件较薄时，选择直径较细的焊4焊接工艺参数船形焊 立焊 平角焊 仰角焊 第25页/共49页l条。但也应根据接头形式和焊接位置等因素进行焊条直径的选择。焊件厚度/mm 22-34-66-1010焊条直径焊条直径mm 233-44-55-6焊条直径mm 2.02.53.24.05.05.8焊接电流/A 50-6070-90100-1301

19、60-200200-250250-300l（2) 焊接电流 主要取决于焊条直径，平焊时焊接电流的选择一般可参照下表第26页/共49页l也可参照下列经验公式选择：l I=kDl式中 I焊接电流(A)；D焊条直径(mm);l k 经验系数。l 焊接电流大小直接影响焊接生产率和焊缝质量。增大焊接电流，可提高生产率。但焊接电流过大时，容易造成熔渣飞溅和烧穿等缺陷。当焊接电流过小时，容易出现未焊透、夹渣等缺陷。l 还应根据焊件厚度、焊接接头形式、焊接位置、焊条种类等因素，通过试焊来调整和确定电流大小。 (3) 电弧长度:在焊接过程中电弧太长时，燃烧不稳定，熔深减小，容易产生焊接缺陷, 若电弧太短容易粘焊

20、条,一般情况下电弧长度等于焊条直径的0.5-1倍为好;其原则是保证焊缝具有合乎要求的尺寸和外形保证焊透。第27页/共49页(4) 焊接速度：是指单位时间内完成的焊缝长度。焊速过快时，易产生焊缝的熔深小、宽度小和未焊透等缺陷；焊速过慢时，焊缝熔深大、宽度增加，易烧穿。 根据工件要求，在保证焊缝质量前提下尽量提高焊接速度。(5) 焊接层数：在焊接厚焊件时，加工完坡口应采用多层焊接。每层的焊接厚度不超过45mm。 三手工电弧焊操作基本技能（一） 引弧 焊接时引燃焊接电弧过程称为引弧。引弧方法分为敲击法和划擦法两种。 引弧应注意以下几点：第28页/共49页 敲击法 划擦法(1）焊条敲击或划擦后要迅速提

21、起焊条直径高否则焊条容易粘住焊件，产生短路。这时可将焊条摇动后拉开，若不能使之分离，则需松开焊钳，切断电路，进行处理。(2）焊条不能提得过高，否则电弧会熄灭。(3）如果焊条与焊件多次接触仍不能引燃电弧，则应清除焊条端部杂质以利于引弧。第29页/共49页(4）电弧引燃后应将焊条不断往下送进，保持电弧长度不变，以维持电弧稳定燃烧。 （二）运条焊条与焊件的角度 运条的基本动作 运条是焊接过程中重要环节，直接影响到焊缝的形成，是衡量焊接操作水平的重要标志之一。首先必须控制好焊条与焊件间的角度。第30页/共49页运条需同时完成的三个基本动作。(1）焊条向下运动，送进速度等于焊条熔化速度。(2）焊条沿焊缝

22、作纵向移动，移动速度应均匀适当，等于焊接速度。(3）焊条沿焊缝作横向摆动。以一定的轨迹周期地沿焊缝横向摆动，从而获得所需宽度的焊缝。 三角型 正圆圈型 斜圆圈型直线型 直线往复 型锯齿型 月牙型第31页/共49页l（三）焊缝的收尾l 焊缝收尾是指焊缝在焊接结束时的方法。焊缝收尾时，焊条应停止前移，慢慢拉断电弧，以保证不出现凹坑，使焊缝尾部具有良好的成形。l常用收尾方法有以下几种：l(1) 划弧收尾法 将焊条做环形摆动，直到弧坑填满为止再拉断电弧。 l(2) 反复断弧收尾法 将焊条移至焊缝终点时，在弧坑上作数次反复熄弧和引弧，直到弧坑填满为止。l(3) 回焊收尾法 将焊条移至焊缝收尾处，不断弧，

23、而改变焊条角度，焊条由1转到2，待填满弧坑后改变到3，慢慢拉断电弧。 第32页/共49页 划弧收尾法 反复断弧收尾法 回焊收尾法 第33页/共49页第34页/共49页 气焊是利用气体火焰加热并熔化母材和填充金属的一种焊接方法。气焊最常用气体分为乙炔气(可燃气体)和氧气(助燃气体)。氧乙炔火焰的温度可达3000， 利用这样高的温度来熔化金属进行焊接。 气焊用的焊丝只作填充金属，熔化的焊丝之后与熔化的母材一起组成焊缝。它的成分应与母材基本相同。 气焊主要用于厚度为0.52 mm薄钢板、铝板、黄铜板等的焊接。以及铸铁的焊补和没有电源的野外作业等。四气焊第35页/共49页 气焊所用设备有两种类型：一种

24、是使用乙炔发生器，另一种是使用使用瓶装乙炔，现在常用的为后一种，主要由氧气瓶、乙炔瓶、减压阀、回火防止器、胶管、焊炬等组成。(一)气焊设备第36页/共49页1 氧气瓶是储存和运输氧气的高压容器，容积为40 L。保管和使用时应防止沾染油污，不许暴晒、火烤及敲打，以防爆炸。 2乙炔瓶是一种储存和运输乙炔用的高压容器。外形与氧气瓶相似。搬运时，应平稳立放，严禁在地面上卧放并直接使用，不得剧烈震动，存放于通风处。 3减压阀是将高压气体降为低压气体的调节装置。气焊时，氧气工作压力一般为0.2-0.3 Mpa，乙炔工作压力一般为0.02-0.04 Mpa。必须将气瓶内输出的气体经减压后才能使用。4 回火防

25、止器是装在乙炔发生器和焊炬之间的防止乙炔向乙炔发生器回火的安全装置。第37页/共49页5 焊炬的作用是将乙炔和氧气按一定比例均匀混合，混合气由焊嘴喷出后，点火燃烧，产生气体火焰。常用的喷吸式焊炬如图，每种型号的焊炬一般配有3-5个焊嘴，供焊接不同厚度的钢板时选用。 1-焊嘴, 2-混合管, 3-乙炔阀门 ,4-把手 ,5-氧气阀门第38页/共49页 气焊在焊接薄板时，接头一般不开坡口，其接头形式如图。厚度大于5 mm的焊件应开坡口，以便焊透。（二）气焊工艺 1接头与坡口对接 卷边对接 角接 卷边角接第39页/共49页l气焊工艺参数主要由焊丝直径、火焰种类、火焰能率等参数组成。l（1）焊丝直径l

26、 焊丝过细，不但熔化过快，而且造成焊缝的熔合不良，焊接效率低；如过粗，熔池受热量过多，加大了焊件热影响区和热变形。l 焊丝直径的大小可根据被焊工件的厚度进行选用。工件厚度1-22-33-55-1010-15焊丝直径1-22-33-43-54-52工艺参数第40页/共49页l（2）火焰种类的选择l 调节氧气和乙炔气不同的混合比，可得到三种焊接火焰，即中性焰、氧化焰、碳化焰。如图所示。l 中性焰 氧化焰 碳化焰l中性焰 l 当氧气与乙炔的混合比为1.1-1.2时燃烧所形成的火焰 。氧与乙炔充分燃烧，没有氧和乙炔过剩。主要用于低碳钢、低合金钢、高铬钢、不锈钢、紫铜、锡青铜、铝合金等的焊接。第41页/共49页l氧化焰 l 当氧气与乙炔的混合比大于1.2时燃烧所形成的火焰 。火焰中氧气过剩，具有一定的氧化性。 主要用于黄铜、锰黄铜、镀锌铁皮等的焊接。l 碳化焰 l 当氧气与乙炔的混合比小于1.1时燃烧所形成的火焰 。 火焰中乙炔过剩，有游离状态的C和过多的H，焊接时会增加焊缝的含氢量和含碳量。 主要用于高碳钢、高速钢、硬质合金、铝、青铜的焊接及铸铁的焊补。l（3）火焰的能率 指每小时氧-乙炔混合气体的消耗量。单位Lh。l 火焰能率与焊炬型号和焊嘴的大小有关，小号焊炬和小号焊嘴火焰能