焊接技术培训资料整理

焊接技术培训资料整理一、气体保护电弧焊气体保护电弧焊是利用某种气体作为保护介质的一种电弧焊方法。常用氩弧焊和CO2气体保护焊。Ⅰ、氩弧焊氩弧焊是以氩气作为保护气体，根据电极的不同又分为熔化极氩弧焊（MIG）和非熔化极氩弧焊((TIG焊)。1.非熔化极氩弧焊原理及特点（1）原理：用难熔金属钨或钨的合金棒作为电极，用氩气来保护电极和电弧区及熔化金属的一种电弧焊方法，通常又称为钨极氩弧焊.（2）特点：氩气是隋性气体，它既不与金属发生化学反应，也不溶解于金属，比空气重不易漂浮散失，对焊前要求严格。焊接用氩气的纯度应＞99.9%.氩弧焊是明弧焊，便于观察熔池及焊缝成形，及时发现缺陷，在焊接过程中可采取适当的措施来消除缺陷。在电弧燃烧过程中电极是不熔化的，因此容易保持恒定的电弧长度，焊接过程稳定，电弧热量集中，熔池较小，热影响区较窄，焊后变形小，适用于各种空间位置的焊接,是一种高质量的焊接方法。氩气价格较高，生产成本较高，因而主要用于不锈钢和非铁金属材料的焊接。熔化极氩弧焊(MIG焊)(1)、与TIG焊一样，几乎可以焊接所有的金属，尤其适合于焊接铝及其合金，钢及其合金，以及不锈钢等材料。由于用焊丝作电极，可用高密度电流，因而熔深大，填充金属熔敷速度快，用于焊接厚件，生产率比TIG焊高，变形比TIG焊小。2、焊接工艺:(1)、坡口准备常见的坡口有：I形、Y形、V形、U形、双Y形、双V形，以及带垫板带钝边等形式.（2）、焊前清理氩弧焊时必须对焊缝附近（坡口及坡口两侧的正反面）及焊丝表面进行焊前清理，彻底清除金属表面的氧化膜、油污等。清理可分为机械清理和化学清理。1）机械清理法适用于尺寸较大量少及单件的焊件。通常用砂纸、锉刀、钢丝刷，手磨机、抛光机以及喷砂、喷丸等方法，清理后残留在金属表面的碎屑也应清理干净。2）化学清理法适用于清理焊丝和小型批量的焊件。通常用汽油、丙酮、柴油、天那水等清除油污，也可用配置的溶液来清洗铝及其合金表面的油污和氧化物，清理时要严格控制好化学熔剂浓度及清洗时间，避免母材过度腐蚀。表1-1铝和铝合金的化学清洗焊件材料碱洗冲洗中和光化冲洗干燥NaOH(%)温度(℃)时间(min)纯铝10-15室温10-15冷清水HNO3,30%室温,时间(1-3min)冷清水风干或低温干燥6-1045-502-4铝合金10-1550-604-84-850-606-10(3)、选择焊接参数焊接参数包括：电流种类、极性、电流大小、钨极直径与形状、氩气流量、喷嘴直径、电弧电压、焊接速度、钨极伸出长度等。3、手工钨极氩弧焊操作技术（1）、焊枪的握法用右手握焊枪，拇指和食指夹住焊枪的前身部位，拇指扣住开关，其余三指触及工件作支点，要稍微用力握住焊枪，呼吸要均匀，保持焊枪的稳定，使焊接电弧稳定，焊接过程中要防止钨极与工件或焊丝形成短路。（2）、焊丝的握法与送丝方法用左手持焊丝,大拇指定位,焊丝夹在四指中间。用食指和中指前伸和后曲的往复动作进行送丝，这种送丝方法可以连续的进行焊接，但要经过专门的练习才能保持送丝的稳定，也是每个氩弧焊工应该掌握的送丝方法。另外，还可以将焊丝夹在大拇指、中指之间，手指不动，只起夹持作用，靠手或小臂沿焊缝移动和手腕的上下往复运动（但不得移至保护区外）使焊丝加入熔池中，当焊丝熔化后逐渐缩短到一定长度时，让焊丝末端焊在工件上，电弧移开，左手移到焊丝另一部位握好，接着进行焊接，采用此种方法适用于短焊缝及定位焊。焊接时，焊丝的送入不应直接进入熔池，以免使氩气保护受到破坏，真确的送丝应该使焊丝位于钨极的前方，边熔化边送进。(3)、焊接焊枪最好垂直于工件，为了不影响对熔池的观察，一般应为70°～85°，焊丝与焊件的夹角为10°～20°。一般采用左焊法，焊枪从右向左移动,在不影响操作视线的前提下,应尽量采用短弧焊,弧长为2～3mm,焊枪应做均匀的直线运动及平稳的横向摆动.横向摆动常用以下方法。此外，焊缝收尾很重要，如收尾不当，将引起弧坑、裂纹及烧穿等缺陷。通常采用附加熄弧板，增高焊缝、焊枪后倾、适当拉长电弧等方法。同时，关闭焊枪开关后，焊枪不能立即离开，应在收弧处停留至无氩气流出，以防止焊缝金属表面氧化。4、铝及铝合金手工TIG焊工艺要点(1).严格执行焊前清理铝和氧的亲和力很强,因此铝合金表面总有一层难熔的氧化铝薄膜,氧化铝熔点为2050℃,远远超过铝合金的熔点(660℃),氧化膜可防止冷的硝酸和醋酸的腐蚀.但在碱类和含有氯离子的盐类溶液中迅速破坏而引起强烈的腐蚀.清洗溶液成份.见表1-1.焊接过程中氧化铝会阻碍金属之间的良好结合,造成熔合不良与夹渣.此外,氢能大量溶于液态铝,但几乎不溶于固态铝,在熔池结晶时,原来溶于铝中的氢几乎全部析出形成气泡,而铝及铝合金的密度小,气泡在熔池里浮升的速度较小,加上铝的导热性好,冷凝快,焊缝极易产生氢气孔.为了保证焊接质量,焊前必须清理焊丝、焊件表面的氧化物、潮气及油污.这是铝及铝合金焊接的重要特点（2）焊接要领选择与母材成份相近且流动性能好的填充焊丝,也可从母材上切下狭条代用.为了防止引弧处产生的钨飞溅引起焊缝夹钨和产生裂纹等缺陷,焊接时可在焊缝一端附加引弧板,引弧后,在焊缝起始处一直保持使金属熔化和建立起熔池后再送丝进行焊接,送丝时焊丝沿着焊缝稍微前后运动,但不要进入弧柱内,否则焊丝容易与钨极接触而使钨氧化氧化.也不能离开氩气保护区,以免氧化.焊丝应在应在弧柱周围的火焰层内熔化；焊枪与工件的角度尽可能要垂直,以保证氩气保护良好.焊接时一般采用大电流,大焊速、附加工艺垫板的工艺方法。铝及铝合金由固态变为液态时、没有显著颜色的变化，所以不易判断熔池的温度，另外温度升高时铝的力学性能显著降低，因此焊接使易造成烧穿及焊漏，通常采用带圆槽的不锈钢、石墨材料的垫板保证焊缝成形；当熄弧时，焊缝弧坑处极易出现裂纹或缩孔，必须在收弧处填加较多的焊丝，后工序打磨修正。5、常见焊接缺陷及防止方法缺陷类别产生原因防止方法裂纹焊丝选择不当应力集中硫、磷杂质及氢等的影响电流过大，合金元素烧损选择与母材相匹配的焊丝预热、焊后热处理、选择合理的焊接顺序选用杂质较少的焊接材料减少氢的来源选用适当的焊接电流气孔清理不彻底氩气纯度低，杂质多（含水份）氩气保护效果差。如流量小、电弧不稳焊接速度太快必须将工件、焊丝彻底清理干净提高及保证氩气纯度提高氩气的保护效果选择正确的焊接速度未焊透焊接电流小或焊速过快工件氧化层未清理干净工件装配不当。如错边、间隙小坡口角度小，钝边大电流及焊速应适当工件应清理干净,露出金属光泽装配时尽量没有错边,增大间隙增大坡口及减小钝边未熔合电流过小或焊速过快，焊件未熔合仅焊丝熔化偏焊增加焊接电流,降低焊速调整电弧，避免电弧偏向一侧焊瘤装配间隙过大焊接速度慢，焊接电流大减小装配间隙选择适当的焊接速度,减小焊接电流咬边焊接电流过大氩气流量过大吹力大间隙过大操作不当及焊丝在两侧填充不足减小焊接电流氩气流量适当减小装配间隙提高操作水平、焊缝两侧填丝均匀Ⅱ、CO2气体保护焊1.CO2气体保护焊原理与特点（1）原理：CO2气体保护焊是以CO2气体作为保护气体，使焊接区和金属熔池不受外界空气的侵入，依靠焊丝和工件间产生的电弧热来熔化金属的一种熔化极气体保护焊。其原理与氩弧焊相近。（2）特点这种焊接方法成本低，电流密度大，生产效率高。操作灵活，适用于各种空间位置的焊接，由于CO2气体有一定的氧化性，对铁锈的敏感性较小，焊缝扩散氢含量较少，抗裂性能好，焊接用CO2气体纯度应>99.5%。焊接过程飞溅大，为了解决飞溅问题，可在CO2气体中加入一定量的氩气形成混合气体保护焊。主要用于低碳钢和普通低合金钢的焊接。（3）焊丝焊接时作为填充金属和同时作为导电的金属丝称为焊丝。质量要求：焊丝以焊丝盘、焊丝卷及焊丝筒的形式供货，必须清洁、干燥、不得有紊乱、折弯、打结等现象。焊丝碳的质量分数一般应＜0.15%；S的质量分数应≤0.035%；P的质量分数应≤0.03%。焊丝表面必须光滑平整，不应有毛剌、划痕、锈蚀和氧化皮等及对焊接性能和操作有不良影响的杂质。焊丝表面应有保护措施，一般采用镀铜的方法防止生锈和提高导电性能。镀铜层要均匀牢固，不得出现起磷及剥离现象。焊丝规格：常用焊丝直径（mm）：0.5、0.8、1.0、1.2、1.6、2.02.焊接工艺(1).焊前准备1).坡口准备坡口形式和尺寸及装配间隙按GB/1985-1988标准执行2).焊前清理清理焊接部位和焊丝表面的油污、锈、水分3).焊接参数的选择CO2焊接参数主要包括:焊丝直径、焊接电流、焊接电压、焊接速度和气体流量等。①焊丝直径：焊丝直径决定了允许使用的焊接电流的大小，它主要根据焊件的厚度施焊位置、熔滴过渡形式等选择，在相同的焊接电流下，不同的焊丝直径对焊缝熔深及焊丝熔化速度有着明显的影响，随着焊丝直径的增加，熔深减少，焊丝熔化速度降低。因此，在焊接电流相同的情况下，应尽量择细的焊丝，以获得较大的熔深和熔敷速度，提高生产率。②焊接电流：焊接电流是熔化焊丝和母材的主要参数，也是决定熔深的主要参数，应根据工件厚度、焊丝直径及熔滴过渡形式等来选取。CO2焊采用恒压电源一等速送丝系统，电流的调节是通过改变送丝速度来调整的，而在恒定的电弧过程中，送丝速度与焊丝熔敷速度是相等的。因而，随着焊接电流的增加，送丝速度加快，熔敷速度也相应增大。随着焊接电流的增加，熔深明显加大，熔宽也相应增加。但当电流增加到一定值以后，熔深加速增大，而熔宽则开始减小。③电弧电压：一般为16-24V,电弧电压决定了电弧的长短，是决定熔宽的最主要参数，同时对熔滴，飞溅率等也产生较大影响。CO2焊中电弧电压是通过调节电源外特性来调节的。为保证良好焊缝形成，电压必须与焊接电流配合适当，随着电弧电压的提高，焊缝宽度明显增加。④焊接速度：焊接速度对焊缝形成以及气孔等缺陷的产生有着重要的影响。随着焊接速度的增加，焊缝熔宽减小，熔深及焊缝厚度也有一定的减小。⑤CO2气体流量：CO2气体流量应根据对焊接过的保护效果来选取，焊接接头形式、焊接电流、焊接电压、焊丝伸出长度等参数对CO2气体流量的选取都有一定影响。通常情况下，细丝小规范焊接时，气体流量为5～10L/min.3.CO2气体保护焊焊接操作方法①引弧：CO2焊一般采用碰撞式引弧，引弧时不必抬起焊枪。引弧前总动焊枪上的开关，送出一段焊丝，若焊丝伸出长度大于喷咀到焊件的距离，超长部分应剪去。若焊丝端部分出现球状，也必须剪去，因下部附有一层渣使引弧困难。起弧时切忌在焊丝与导电咀粘结，甚至烧坏导电咀。在保持合适的喷咀与焊件距离的情况下，按下启动按钮，焊机会自动提前送气，延时接通电源，缓慢送丝。当焊丝碰撞焊件短路后，自动引燃电弧。短路时，焊枪有自动顶起的倾向，故在起弧时，要稍用力下压焊枪，防止上提焊枪引起电弧太长而熄灭。②焊接：电弧引燃后，通常采用左焊法，焊接过程中，焊工的主要任务是保持合适的焊枪倾角及高度、沿焊接方向尽可能均匀的移动，当坡口较宽时，为保证两侧熔合良好，焊枪还要作横向摆动，各种运枪方式应在实践中多练习，熟练掌握。在焊接过程中，必须根据情况例如熔池的情况、电弧的稳定性、飞溅大小及焊缝成型的好坏等判定工艺参数是否合适，并及时予以调整。③收弧：焊接结束收弧时，若操作不当容易产生弧坑，并出现火口裂纹、气孔等缺陷。一般在收弧处停止焊枪移动，并保持焊枪原有高度，在熔池还未凝固时，反复断弧、引弧数次，直至弧坑填满后再断电，这个过程速度要尽量快。同样，断电后应使焊枪停留几秒钟，使熔池得到保护姓名：得分：Ⅲ、填空题：①焊接电流主要影响焊缝的，焊接电压主要影响焊缝的。②焊接变形可分为：横向、纵向收缩变形，，，，扭曲变形。薄板焊接时容易产生的变形是；常用的预防控制焊接变形的方法有，，，采用断续焊缝等，采用刚性固定法焊接时，焊件的焊接应力将。③焊接接头形式有：T形接头，，，搭接接头等。按焊接位置不同，焊接可分为：平焊，，，。④按氧气和乙炔燃烧比例不同，气体火焰可分为碳化焰，，。⑤co2气体保护焊通过调节焊接电流大小，其熔滴过渡方式有，，喷射过渡。⑥矫正焊接变形的方法分为机械矫正和。⑦直流焊接电源中，当焊件接正极时，属于，TIG(钨极氩弧焊)采用接法，co2气体保护焊采用接法，铝及铝合金焊接时采用。（a.直流正接法b.直流反接法c.交流接法。）二、电阻焊电阻焊，是利用低压大电流通过焊件接缝处所产生的电阻热加热金属，将接缝处加热到塑性状态或熔化状态，在压力作用下使焊件连成一体的焊接工艺方法。具体分为：对焊、点焊、缝焊三种类型。电阻焊采用大电流（数万安培）加热、能量密度高、可在极短时间内（0.01秒～几秒）获得焊接接头、生产率高、焊件变形小，不需填充金属和焊剂，接头表面平整光洁、操作简便，易于实现机械化、自动化。1.电阻点焊原理及特点电阻点焊是将焊件装配成搭接接头，并压紧在两极之间，利用电阻热熔化母材金属形成焊点的电阻焊方法。电阻点焊主要用于可以采用搭接接头，承载能力较低，气密要求不严格的冲压、轧制的金属薄板构件上.2、电阻点焊过程对于任何一个焊点，点焊过程主要由以下基本阶段组成：预压阶段、电阻加热阶段、在压力下冷却结晶阶段。（1）、预压阶段：即由电极开始下降到焊接电流开始接通的时间。使用预压的目的在于：保证在通电之前，电极压紧焊件，以清除表面的不平和氧化膜；克服焊件的刚度，使焊接部位获得紧密的接触，降低接触电阻，避免在焊接时出现火花、飞溅、甚至烧坏焊件及电极。（2）、电阻加热阶段：这一阶段的工作特点是对被挤压在电极之间的焊件通电加热，并施加顶锻力。其目的是要在热及机械压力作用下，形成所需尺寸的熔核。1）热量的来源：加热所需的热量是靠强大的电流通过接触电阻及焊件本身的电阻产生的。所产生的总热量，根据焦耳定律，由下列公式所决定：Q=IRt式中Q—产生的总热量（J）；I—焊接电流的有效值（A）；R—电极间总电阻（Ω）；T—通过焊接电流的时间（S）。式中电极间总电阻包括焊件本身电阻，两焊件间接触电阻及电极与焊件间接触电阻。焊件本身电阻取决于被焊材料的电阻率。焊件材质中合金元素越多，电阻率就越高；随着温度的升高，电阻率也增加。但是温度的升高却使压溃强度降低，以至在点焊时，焊件与焊件、焊件与电极间的接触面积增大，引起总电阻减小。此外电极压力的增加，也使焊件与焊件之间、焊件与电极之间的接触面积增大，导致总电阻减小。通常，电阻率高的材料（如不锈钢）产热多，但导热性差，热量散失少，可以用较小的电流焊接；而阻率低的材料（如铝及铝合金等）导热性良好，热量散失快，则必须用很大的电流（几万安培）焊接。焊件间或焊件与电极间的接触电阻与表面状况有很大关系。表面存在氧化物等污垢层，粗糙的表面使接触电阻增加，甚至会造成各焊点加热不一致，但是随着电极压力的增加，上述表面状况的不良影响将显著减小。这是因为压力的增加，污垢层将被挤破，粗糙表面的凸点将被压溃，从而降低了接触电阻。对于清洁的表面，接触电阻的影响是很小的。点焊时接触电阻的影响只是通电开始极短的时间内存在，对于点焊铝合金薄件时，则不应忽视它的存在。研究表明，焊件本身电阻所产生的热量约占总发热量的90～95%，是形成熔核的基础。接触电阻的产热量只占内部热源的5～10%。而且在加热阶段开始不久，由于塑性变形的增加，接触电阻很快降低、消失。但是在初期阶段电阻的存在是有利于电流在焊件截面上均匀分布的。由于热源产生于焊件内部，因此点焊加热时间很短。但是，所产生的热量大部分通过电极及焊件的传导被散失掉（通过电极的散热约占总热量的30～50%）。对于导热性良好的金属点焊，其热量散失更为严重，只须约占总热量的10～30%的热量用于形成焊点核心（即熔核）。当使用小功率焊机进行点焊时，由于焊接电流不足，单纯依靠延长焊接时间，所产生的热量最多只能达到与散失相平衡，很难形成所需的熔核，显然是不能用于焊接如铝及铝合金那样导热性良好的材料的。加热过程：在通电加热开始阶段，焊接区中心部位温度升高，电阻率增加。促使电流绕过较热部位金属，向边缘扩展造成边缘电流密度增加，使焊件贴合面边缘温度首先升高，并造成金属膨胀在电极压力下产生塑性变形，并挤向板缝，形成密封熔核的环带（即塑性环），同时也造成板缝翘离。塑性环是熔核周围的高温固态金属。在通电加热阶段，它先于熔核形成，但始终伴随着熔核一起长大。塑性环有助于防止周围气体侵入及保护熔核液体金属不被挤出。熔核过分扩展或压力过低均使塑性环失压而不够紧密，导致液态金属挤出而产生飞溅。（3）、断电(锻压、保持)阶段：当熔核达到所需的形状和尺寸后，切断焊接电源并保持焊接压力，这时熔核开始冷却结晶，由于熔核周围散热条件好，首先在熔核周边冷却结晶而形成一个所谓的金属模。熔敷金属在该金属模内逐步结晶，结晶时不能自由收缩，只有依靠电极的锻压力才能使结晶的金属变得致密，防止缩孔和裂纹的产生，进而减少脱焊等.3.电阻点焊工艺电阻点焊工艺包括接头形式和结构形式,点焊方法分类,喊前表面清理,点焊规范等.1.接头形式和结构形式.（1）.接头形式板与板点焊可采用搭接和卷边接的形式,棒与棒可采用交叉和平行棒间点焊形式.还可采用棒与板的点焊连接,如下图所示.（2）、结构形式被焊工件的结构设计应考虑下述因素：①伸入焊几回路内的磁铁体工件或夹具的断面积应尽可能，且在焊接过程中不能剧烈的变化，否则会增加回路阻抗，使焊接电流减小；②尽可能采用具有强烈水冷的通用电极进行点焊；③可采用任意顺序进行点焊，易于防止变形④焊点离焊件边缘的距离不应太小⑤焊点不应布置在难以进行焊接和形变的位置2.点焊方法分类①双面单点焊两个电极从焊件上、下两侧接近焊件并压紧，进行单点焊接。此种焊接方法对焊件施加足够大的压力，焊接电流集中通过焊接区，减少焊件的受热体积，有利于提高焊接质量。②单面双点焊两个电极放在焊件同一面，一次可以焊成两个焊点。其优点是能提高生产率，方便地焊接尺寸大、形状复杂和难以双面单点焊的焊件，同时还能保证焊件一个面光滑、平整，甚至无电极压痕.缺点是焊接时部分电流直接经上面的焊件形成分流,使焊接区的电流减小.减少分流的有效措施是在焊件下面加铜垫板,使大部分电流经导电性好的铜垫板流过.③单面单点焊两个电极放在焊件同一侧,其中一个电极与焊件接触的工作面很大,仅起导电块的作用,对该电极也不施加压力,这种方法与单面双点焊相似,主要用于不能双面单点焊的场合④双面双点焊两台焊接变压器分别对焊件上、下两面的成对电极供电，两台变压器的接线方向应保证上下电极对准，并在焊接时间内极性相反。其方法在一次焊接过程中可形成两个焊点，分流小，主要用于厚度较大、质量要求较高的大型部件的点焊3.焊前表面清理焊件表面的油污、氧化物等将直接影响点焊时的热量析出、核心的形成以及电极的使用寿命，并导致焊接缺陷的产生，因此，焊前表面清理是一项非常重要的工序。清理分机械清理和化学清理方法。①机械清理可采用钢丝刷、砂布、锉刀、刮刀、喷沙、喷丸.机械清理设备简单,但生产效率低,劳动强度大,且表面容易划伤,清理后允许存放的时间较短.②化学清理采用化学清理的方法可以大幅度的提高生产率,清理质量稳定,存放时间也较长.化学清理包括去油、酸洗、钝化等。具体溶液如下表所示。焊件的焊前去油方法焊件材质去油液成分温度（℃）时间（min）说明铁、铜、镍合金NaOH10%;H2O90%80~908~10放在70~80℃的热水中浸洗后用冷水冲洗Na2CO310%;H2O90%1008~10碳钢、合金钢、不锈钢、耐热钢NaOH90g/LNa2CO320g/L50~606~8用冷水冲洗铝及铝合金NaOH5%;H2O95%60~652用冷水冲洗Na3PO440~50g/L;Na2CO340~50g/L;Na2SO420~30g/L60~705~8用冷水冲洗酸洗方法焊件材质清洗掖成分温度（℃）时间（min）说明碳钢、合金钢、不锈钢、耐热钢H2SO4100L;HCL1LHNO375L;H2O824L50~605~8先用60~70℃的（Na2CO310%）溶液中和，然后用冷水冲洗铜、铜合金H2SO4100L;HCL1LHNO375L;H2O824L室温5~8室温下在50~70kg/㎡*mNaOH或KOH溶液中中和，然后用冷水冲洗铝、铝合金H3PO4300~350g/LK2Cr2O70.1~1.0g/L20~3012~36用冷水冲洗4.点焊工艺参数电阻点焊工艺参数主要包括：电极压力、预压时间、熔接电流、熔接时间、保持（锻压）时间、电极工作端面的形状和尺寸等.①电极压力电极压力的