焊接工程概论其他焊接与切割方法

焊接工程概论----其他焊接与切割方法----埋弧焊

第三章其它焊接与切割方法简介第一节埋弧焊

埋弧焊又叫做焊剂层下自动焊。埋弧焊时，引燃电弧，送丝、电弧沿焊接方向移动及焊缝收尾等过程完全由机械来完成。

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工件被焊处覆盖着一层30-50mm厚的粒状焊剂，焊丝在焊剂层下与工件间产生电弧，电弧的热量使焊丝、工件和焊剂熔化，形成金属熔池和熔渣，液态熔渣构成的弹性膜包围着电弧与熔池，使它们与空气隔绝。随着焊机自动向前移动，电弧不断熔化前方的基本金属、焊丝及焊剂，而熔池后方的边缘开始冷却凝固形成焊缝，液态熔渣随后也冷凝形成渣壳。

1焊剂2焊剂管道3通往焊剂斗4接送丝机构5导电块6渣壳7焊剂挡板8V形坡口9垫板10引弧板11焊道12焊丝13焊接方向14基本金属15地线

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焊丝和焊剂在焊接时的作用和手弧焊的焊芯，焊条药皮一样。焊接不同的材料应选择不同成分的焊丝和焊剂。如焊接低碳钢时常用H08A焊丝，配用高锰高硅型焊剂如焊剂431等。焊接电源通常采用容量较大的弧焊变压器。埋弧焊时，由于引弧处和熄弧处质量不易保证，所以焊前在接缝两端需焊上引弧板和引出板，焊后再去掉。

焊接工程概论----其他焊接与切割方法----埋弧焊由于选用的焊接电流较大，容易造成烧穿，因此必须采取特殊的防漏措施，图是生产中常用的几种方法。

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埋弧自动焊主要优点：(1)电弧弧光埋在焊剂层下，不必担心弧光打眼，劳动条件较好。(2)埋弧焊的焊丝伸出长度(从导电嘴末端到电弧端部的焊丝长度)远较手弧焊焊条短，一般在50mm左右，而且是光焊丝，不存在因提高电流而造成焊条药皮发红问题，即可使用较大的电流(比手弧焊大5-10倍)，因此，熔深大，生产率较高。对20mm以下的对接焊缝可不开坡口，不留间隙，这就减少了填充金属的数量。(3)对焊接熔池保护较完善，焊缝金屋中杂质较少，只要焊接工艺选择恰当，较易获得稳定高质量焊缝。

焊接工程概论----其他焊接与切割方法----埋弧焊埋弧焊也是电弧焊中一种常用的工艺方法。适于批量较大、较厚、较长的直线或较大直径的环形焊缝的焊接。广泛应用于锅炉、化工容器、造船、机车车辆、起重机等金属结构的制造。

不足之处：不及手弧焊灵活，只适合于水平位置或倾斜度不大的焊缝，工件边缘准备和装配质量要求较高，费工时；由于是埋弧操作，看不到熔池和焊缝形成过程，因此，必须严格控制焊接工艺参数。为进一步提高埋弧焊效率和保证焊接质量，目前工业上采用了单面焊双面成形、双丝(或三丝)埋弧焊，多头埋弧焊、填加铁粉(在坡口中)埋弧焊、预热焊丝埋弧焊、带极埋弧堆焊及窄间隙埋弧焊等。

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焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----埋弧焊焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----埋弧焊焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----埋弧焊焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----埋弧焊焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----埋弧焊焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊第二节氩弧焊焊氩弧焊是利用氩气气作为保护介质的的一种电弧焊方法法。氩气是一种惰性性气体，它既不与与金属起化学反应应使被焊金属氧化化或合金元素烧损损，亦不溶解于液液体金属，引起气气孔，因而氩气的的保护是很可靠的的，可获得高质量量的焊缝。氩弧焊时，由于氩氩气的电离势较高高，故引弧较困难难，为此常借用高频振荡器产生高频高压电来引弧。但氩气的的散热能力较低，，因而一旦引燃后后，就能较稳定地地燃烧。氩弧焊按所用的电电极不同分为两种种：非熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊。焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊一、非熔化极氩弧弧焊(TIG焊)非熔化极氩弧焊时时，电极只起发射射电子、产生电弧弧的作用，电极本本身不熔化，常采采用熔点较高的铈钨棒或钍钨棒作为电极，所以又又叫做钨极氩弧焊。在钨极和工件间产生电弧，填充金金属从一侧送入，在在电弧热的作用下，，填充金属与工件熔熔融在一起，而形成成焊缝。焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊由于氩弧焊正极发发热量及温度高于于负极，为避免钨钨棒过快耗损，因因此，钨极氩弧焊焊通常采用直流正接(如焊接低合金钢钢、不锈钢、耐热热钢和钛合金等材材料)。但若用钨极氩弧焊焊焊接铝、镁及其其合金肘，则需采采用交流电，这是因为当工件件处于负极的半周周内，质量较大的的氩正离子猛烈轰轰击熔池及焊件表表面，能清除表面面氧化膜，这就是是所谓“阴极破碎”作用。由于这一作作用，用交流电的的钨极氩弧焊焊接接铝、镁及其合金金，不需采用焊剂剂，即可获得优质质的焊缝。焊接过程可以用手手工进行，也可以以自动进行。焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊二、熔化极氩弧焊焊(MIG焊)熔化极氩弧焊是利利用金属焊丝作为为电极．电弧产生生在焊丝和工件之之间，焊丝不断送送进，并熔化过渡渡到焊缝中央。因此熔化极氩弧焊焊所用焊接电流可可大大提高，通常常采用直流反接，，适合于中、厚板板的焊接，焊接过过程可采用自动或半自动方式。熔化极氩弧焊时，，电弧燃烧非常稳稳定，飞溅现象消消失，焊缝成形好好，熔透深度增加加，所以熔化极氩氩弧焊主要用于焊焊接厚度为3mm以上的金属。由于氩气为惰性气气体，对焊缝的保保护效果好，但氩氩气稀缺，焊接成成本较高，故目前前氩弧焊主要用来来焊接易氧化的有有色金属(如铝、、镁及其合金)、、稀有金属(如钼钼、钛及其合金)、高强度合金钢钢及一些特殊用途途的高合金钢(如如不锈钢、耐热钢钢等）。焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊近年来，发展了钨极、熔化极脉冲冲氩弧焊。它是采用可控的的脉动电流代替连连续电流。在整个个焊接期间，在电电极和工件间都通通以基值电流，且且隔一定时间通以以脉冲电流。基值电流的作用是维持电弧弧稳定燃烧和预热热焊件，在MIG焊中还可预热焊丝丝，使之部分熔化化，但不进行熔滴滴过渡，而脉冲电流的作用是熔化焊件，在在MIG焊时还能促使熔滴滴过渡。焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊由于采用脉动电流流，虽然脉冲电流流幅值较高，但平平均电流却较低，，从而降低了对焊焊件的线能量，改改善了接头性能。。脉冲氩弧焊通过调调节工艺参数能控控制电弧能量，便便于精确控制熔池池体积，焊缝熔深深及熔滴过渡等，，因而可以焊接薄薄板或超薄板构件件。如直流脉冲TIG焊可焊小至0.1mm的薄板，可以进行行全位置焊接，实实现单面焊双面成成形、焊接某些热热敏感性强的材料料等。为提高厚板焊接效效率，目前MIG焊和TIG焊均发展应用了窄间隙焊。焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊第三节二氧化化碳气体保护焊二氧化碳气体保护护焊是以二氧化碳碳气体作为保护介质的电弧焊焊方法，它是用焊焊丝做电极，以自自动或半自动方式式进行焊接。目前应用较多的是是半自动二氧化碳碳气体保护焊。焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊按所用焊丝直径不不同，二氧化碳气气体保护焊分成两两类：一类是细丝二氧化碳气体体保护焊，焊丝直径为0.5—1.2mm，主要用于焊接0.8～4mm的薄板；另一类是是粗丝二氧化碳气体体保护焊，焊丝直径为1.6～5mm，主要用于焊接3-25mm的厚板。利用二氧化碳作为为保护气体，虽然然可使焊接区域与与周围空气隔离，，防止空气中的氮氮和氧对焊缝的有有害作用，但是，，由于二氧化碳是是一种氧化性气体体，在焊接过程中中会使焊缝金属氧氧化，并使合金元元素烧损，从而使使焊缝力学性能大大为降低，必须采采取脱氧措施，即即在焊丝中加入一一定的脱氧剂，如如硅、锰等。常用用的焊丝牌号是H08Mn2SiA(表1-11)。焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊二氧化碳气体保护护焊的另一个特点点是熔滴呈非轴向向过渡。由冶金反反应大量产生的CO气体从熔化金属(熔滴和熔池)中中猛烈析出，因而而飞溅较多，焊缝缝成形比较粗糙。。细丝二氧化碳气体体保护焊通常采用用短路过渡型式，，即是采用小电流流、低电压，在焊焊接过程中周期地地发生“电弧燃烧烧-形成熔滴”和和“短路-熔滴过过渡”这两个阶段段，短路频率较高高，约每秒钟几十十到几百次。粗丝二氧化碳气体体保护焊多采用细细滴过渡型式。它它与氩弧焊的喷射射过渡不同，其熔熔滴较粗大，熔滴滴过渡频率较低，，因此飞溅稍大。。焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊二氧化碳气体保护护焊的主要优点星星：(1)生产率高。二氧化碳气体保保护焊可用较大的的电流密度(高达达200A/mm2)，焊丝熔化快，穿透透力强，对10mm左右的钢板可以不不开坡口。易于实实现机械化和自动动化，因而生产率率比手弧焊高1～～6倍。(2)焊接质量好。由于电弧热量集集中；加热面积小小，以及二氧化碳碳气流的冷却作用用，因此工件焊接接变形小；焊缝含含氢量少。(3)明弧操作。可以直接观察到到焊接区，操作简简便，灵活、容易易掌握。(4)细丝焊采用短路过过渡型式，可进行行全位置焊接。(5)CO2气体是许多工业部部门的副产品，价廉易得。焊接工程概论----其他焊接与与切割方法----氩弧焊主要缺点：飞溅较大，焊缝缝成形不够光滑美美观，大电流焊接接时弧光强烈，烟烟雾较大，需加强强防护。近年来发发展了混合气体体保护焊焊(MAG)，为减少二二氧化碳碳气体保保护焊时时的飞溅溅，改善善焊缝成成形，常常采用氩氩与二氧氧化碳的的混合气气体，常常用的混混合比Ar/CO2为70-80/30-20。。另外，二二氧化碳碳气体保保护焊采采用药芯芯焊丝也也可改善善这方面面的性能能，是气气-渣联联合保护护焊接方方法，不不仅飞溅溅少，焊焊缝成形形美观，，而且熔熔敷效率率高，焊焊缝质量量好。二氧化碳碳气体保保护焊主主要用手手焊接低低碳钢和和低合金金钢。在在汽车、、机车车车辆、造造船、起起重机、、各种罐罐体、油油管等方方面得到到广泛应应用。焊接工程程概论----其他焊焊接与切切割方法法----等离离子弧焊焊接与切切割第四节等等离离子弧焊焊接与切切割等离子弧弧是由等等离子体体组成，，等离子子体是物物质的第第四态，，是充分分电离了了的气体体，其中中正、负负电荷数数量相等等，就其其整体来来说是呈呈中性的。等等离子弧弧是将普普通电弧进行强强迫压缩缩、集中中而获得的比普普通电弧弧温度更更高、能量更集集中的热热源。等等离子弧是经过过三种形形式的压压缩效应得到的的，机械压缩缩效应、热压缩效效应、电磁收缩缩效应；焊接工程程概论----其他焊焊接与切切割方法法----等离离子弧焊焊接与切切割这样就将将电弧压压缩成能能量高度度集中(能量密密度达105-106W/cm2）的高温温(弧柱柱中心达达18000——24000K)等离子弧弧焰。同同时喷嘴嘴孔道内内弧柱周周围的离离子气体体被弧柱柱加热，，在喷嘴嘴孔道内内形成高高温高压压气体，，从喷嘴嘴向大气气中高速速喷出，，使等离离子弧的的焰流在在孔道出出口处具具有很高高的速度度(可达达到300m/s以上)，，表现出出较大的的冲击力力。目前不仅仅广泛应应用于焊焊接、堆堆焊，喷喷涂，而而且可用用于金属属和非金金属切割割。焊接工程程概论----其他焊焊接与切切割方法法----等离离子弧焊焊接与切切割等离子弧弧有非转移型型、转移型和联合型三种形式式。非转移型型等离子子弧产生在钨钨极与喷喷嘴之间间，而由由离子气气流压送送从喷嘴嘴中喷出出。主要要用于非非金属焊焊接和切切割。转移型等等离子弧弧则产生在在钨极与与工件之之间，金金属焊焊接和切切割大多多采用它它。联合型等等离子弧弧是非转移移弧和转转移弧同同时并存，主要用于微束等等离子弧弧焊接和粉粉末堆焊焊等。焊接工程程概论----其他焊焊接与切切割方法法----等离离子弧焊焊接与切切割一、等离离子弧焊焊接按电流大大小可分分为大电流等等离子弧弧焊和微束等离离子焊；按电极极熔化与与否又可可分为非熔化极极等离子子弧焊和熔化极等等离子弧弧焊。通常等离离子弧焊焊是大电电流等离离子弧焊焊，它是是借助小孔效应应使焊缝成成形。等等离子流流在熔池池前方穿穿透一个个小孔，，等离子子流从这这个小孔孔中排出出，熔化化金属被被排挤在在小孔周周围。小小孔前端端的熔化化金属从从小孔两两旁流向向熔池后后方，逐逐渐填满满小孔，，在正面面和反面面凝结形形成焊缝缝。焊接工程程概论----其他焊焊接与切切割方法法----等离离子弧焊焊接与切切割微束等离离子弧焊焊可焊接厚厚度为0.02-0.8mm的金属箔箔，这是是—般电电弧焊不不能完成成的。等离子弧弧焊接采采用具有有陡降外外特性的的直流弧弧焊电源源，电极极多采用用铈(或或钍)钨钨极，通通常均用用氩气作作为离子子气和保保护气。。等离子弧弧焊的主主要优点点是：(1)可单面焊焊双面成成形，(2)电弧稳定定、热量量集中，，热影响响区小，，焊接变变形小，，生产率率高。(3)可用来焊焊接难熔熔、易氧氧化、热热敏感性性强的材材料，如如钼、钨钨、铍、、铬、钽钽、镍、、钛及其其合金、、不锈钢钢等，也也能焊接接一般钢钢材或有有色金属属。目前主要要应用于于化工、、原子能能、电子子、精密密仪器仪仪表、火火箭、航航空和空空间技术术中。焊接工程程概论----其他焊焊接与切切割方法法----等离离子弧焊焊接与切切割二、等离离子弧切切割等离子弧弧切割是利用等等离子弧弧的高温温将割件件熔化，，并借火火焰流的的机械冲冲击力把把熔融金属属强制排除除，从而而形成切切口以实实现切割割的。由于等离离子弧具具有上述述特点，，因而可可切割氧氧气切割割所不能能切割或或难切割割的铝、、铜、镍镍、钛、、铸铁、、不锈钢钢和高合合金钢以以及难熔熔金属和和非金属属，且切切割速度度高，热热影响区区小，变变形小、、切口较较窄，切切割面的的质量较较好。等离子弧弧切割也也采用具具有陡降降外特性性的直流流电源，，空载电电压一般般在150-400V之间。电电极多采采用铈钨钨极或钍钍钨极。。离子气气体采用用氮或氩氩、氢、、压缩空气气等。焊接工程程概论----其他焊焊接与切切割方法法----等离离子弧焊焊接与切切割空气等离离子弧切切割目前已得得到广泛泛使用，，它是利利用压缩缩空气作作为离子子气和排排除熔化化金属的的气流，，它具有有成本低低、气源源方便等等优点。。压缩空气气分解后后生成的的氧与被被割金属属产生化化学放热热反应加加快了切切割速度度，但是是也使电电极受到到强烈的的氧化腐腐蚀，所所以不能能采用铈铈(或钍钍)钨极极，一般般采用镶镶嵌式纯锆或纯铪电极(工工作寿命命也仅5～10h)。此法特别别适宜于于切割30mm以下的碳碳钢，也也可切割割不锈钢钢、铜、、铝及其其它材料料。近年来氧等离子子弧切割割，水再压缩缩等离子子弧切割割(向等离离子弧喷喷水进行行再压缩缩)和双层气流流等离子子弧切割割也得到研研究和应应用。焊接工程程概论----其他焊焊接与切切割方法法----碳弧弧气刨与与切割第五节碳碳弧弧气刨与与碳弧空空气切割割利用碳极极和割件件间产生生的电弧弧热来熔熔化金属属，同时时利用压压缩空气气气流吹吹除熔化化金属进进行切割割。碳弧气刨刨和切割割所用碳碳极一般般多采用用镀铜实实芯碳棒棒。压缩缩空气的的压力为为390～590kPa。。刨枪有侧面送风风和圆周送风风两种。前前者的压压缩空气气集中吹吹在碳棒棒电弧的的后侧，，而圆周送风风的压缩缩空气则是沿碳碳棒四周周吹出的。焊接工程程概论----其他焊焊接与切切割方法法----碳弧弧气刨与与切割电源特性性要求:与手弧焊焊相同，，用一般般直流弧弧焊电源源就可以以。选用用的电流流较大，，连续工工作时间间较长，，选用功功率较大大的直流流弧焊电电源。用途：主要用于于挑焊根根，开坡坡口，清清除焊缝缝缺陷、、清理铸铸件、飞飞边、毛毛刺、浇浇冒口及及铸件中中的缺陷陷、也可可切割不不锈钢和和有色金金属等。。优点：生产率高高，可方方便地进进行全位位置及狭狭窄位置置气刨，，对封底底焊缝刨刨槽时，，能发现现焊缝各各种细小小的缺陷陷，没有有震耳的的噪声，，减轻了了劳动强强度等。。缺点：产生烟雾雾焊接工程程概论----其他焊焊接与切切割方法法----电渣渣焊第六节电电渣渣焊焊电渣焊是是利用电电流通过过液态熔熔渣时产产生的电电阻热作作为焊接接热源的的一种熔熔焊方法法。间隙两侧侧有两个个成形铜滑滑块，空腔内由由具有一一定导电电性的液液态熔渣渣构成渣池。焊丝送送进到渣渣池中，，焊丝和和工件间间的电流流通过渣渣池产生