焊接工艺基础及方法

焊接工艺基础及方法第1页，课件共70页，创作于2023年2月金属材料一、定义金属就是具有金属光泽、不透明、高塑性、良好的导电性和导热性以及固定熔点特征的结晶物质。二、分类纯金属：单一元素合金：两种或两种以上元素第2页，课件共70页，创作于2023年2月三、金属的性能：1、物理性能：比重熔点导电性导热性导磁性热膨胀性第3页，课件共70页，创作于2023年2月2、机械性能（力学性能）：金属在外界机械力的作用下所反应出来的各种性能。强度塑性硬度冲击韧性疲劳第4页，课件共70页，创作于2023年2月3、工艺性能：焊接性4、化学性能：返回第5页，课件共70页，创作于2023年2月钢的分类及牌号1、碳素钢：基本元素——碳、硅、锰、硫、磷1）普通结构钢例：Q235—A·F2）优质结构钢例：203）工具钢例：T74）专用钢例：H08A20g第6页，课件共70页，创作于2023年2月2、普通合金钢：合金总量﹤3%16Mn125Mn2V1返回第7页，课件共70页，创作于2023年2月焊接工艺及方法

一、焊接方法的发展及其应用1、焊接的定义：焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体产生原子（分子）间结合力而连接成一体的连接方法。第8页，课件共70页，创作于2023年2月1)焊接方法的发展1885年俄国人别那尔道斯发明碳极电弧；1892年发现金属极电弧；1930年出现薄皮、厚皮焊条；1950年以后2)应用应用于现代一切机器制造行业，如汽车、船舰、飞机、航天、原子能、石油化工、电子等行业。连接的物体包括金属（黑色金属、有色金属）和非金属（石墨、陶瓷、玻璃、塑料等）第9页，课件共70页，创作于2023年2月3）焊接优越性：节约金属节约时间和劳动力焊接附加设备少改善劳动条件焊缝美观，结构整体性强坚固、严密第10页，课件共70页，创作于2023年2月2.焊接方法的分类1）熔化焊接:

使被连接的构件表面局部加热熔化成液体，然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊接。如气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊等。第11页，课件共70页，创作于2023年2月

2）压力焊利用摩擦、扩散和加压等物理作用克服两个连接表面的不平度，除去（挤走）氧化膜及其他污物，使两个连接表面的原子相互接近到晶格距离，从而实现在固态下的连接，这种连接都必须加压，所以称为压力焊。如摩擦焊、闪光焊等

第12页，课件共70页，创作于2023年2月

3）钎焊

利用某些熔点低于被连接构件熔点的熔化金属（钎料）作连接的媒介物在连接界面的流散浸润作用，然后冷却结晶形成结合面的方法称为钎焊。如火焰钎焊、电阻炉钎焊、盐浴钎焊等。第13页，课件共70页，创作于2023年2月3.各种焊接方法在行业的应用

设备制造：方法较多，如埋弧焊、CO2气保焊、钨极氩弧焊、手工电弧焊等。安装和检修：以手工电弧焊为主。返回第14页，课件共70页，创作于2023年2月

二、焊接工艺基础知识

熔化焊定义：使被连接的构件表面局部加热熔化成液体，然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊接。第15页，课件共70页，创作于2023年2月1．焊接电弧

焊接电弧，实质上就是在一定的条件下，两电极间的气体发生强而有力的、持久的放电现象。第16页，课件共70页，创作于2023年2月1)电弧的产生A电极发射电子发射形式分为热发射、电场发射、光发射、碰撞发射。B气体的电离电离分为热电离、光电离和碰撞电离。第17页，课件共70页，创作于2023年2月2）焊接电弧的组成

A阴极区：发射电子区，温度为2200~3600K，放热量占全电弧的38%；B弧柱区：气体电离区，温度为5000~8000K，发热量占全电弧的20%；C阳极区：接受阴极发射电子的轰击区，温度为4200K，发热量占全电弧的42%。第18页，课件共70页，创作于2023年2月3）电弧的静特性定义：在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧电压与焊接电流之间的关系叫电弧的静特性。也称伏安特性。第19页，课件共70页，创作于2023年2月A电弧的静特性曲线a-b陡降段：电弧燃烧不稳定b-c水平段：手弧焊和埋弧焊、钨极氩弧焊c-d上升段：熔化极气保焊（氩弧焊、CO2气保焊）第20页，课件共70页，创作于2023年2月第21页，课件共70页，创作于2023年2月B电弧电压与弧长的关系U=a+bLU---电弧电压a----阴极与阳极电压降之和，即U阴+U阳（V）b----弧柱单位长度上的电压降（V/mm）L-----弧柱长度（mm）第22页，课件共70页，创作于2023年2月C影响电弧静特性的因素电弧长度的影响：弧长增加，电弧电压增加，曲线上移。周围气体种类的影响：如在氩气中加入50%的氦气，则电弧电压升高，曲线上移；周围气体介质压力的影响：气体压力越大，对电弧的冷却作用越强，则电弧电压升高，曲线上移；第23页，课件共70页，创作于2023年2月4）影响电弧稳定燃烧的因素A焊接电源的影响如外特性欠佳、空载电压过低、电源的极性等B熔渣（焊条涂料）的影响药皮成分电离电位的高低、药皮的厚度等；C气流的影响D焊件表面污物的影响F电磁力的影响第24页，课件共70页，创作于2023年2月电磁力的影响电弧在电磁场的作用下，发生电弧偏离轴线的现象，叫磁偏吹。可通过改变接线位置来控制，或改变焊条倾角或减小电流来减小影响。第25页，课件共70页，创作于2023年2月5)焊接极性:定义:直流电弧焊或直流切割时,焊件与电源输出端正负极的接法.正接:焊件(+)电极(--)反接:焊件(--)电极(+)应用:TIG方法等。第26页，课件共70页，创作于2023年2月2熔化焊接1）熔化焊的特点A热源是移动的；B热源温度高而集中；C受热金属体积小；D凝固时间短；F具有高的温度梯度；第27页，课件共70页，创作于2023年2月G化学反应不平衡；H化学成分和金相组织发生变化；I基本金属的组织变化第28页，课件共70页，创作于2023年2月2）两个概念

焊接热循环：热源沿被焊工件按一定方向移动时，焊接溶池（焊缝）或近缝区某点温度随时间的变化。第29页，课件共70页，创作于2023年2月第30页，课件共70页，创作于2023年2月焊接线能量：向单位长度焊缝内输入的热量称为焊接线能量。q=ηUI/v(J/cm)q—焊接线能量（焦耳/厘米)U—焊接电压（伏特）I—焊接电流（安培）V—焊接速度（厘米/秒）

η—电弧有效热功率利用系数手工：0,7~0.8;埋狐:0,85~0.95;钨极:0.5第31页，课件共70页，创作于2023年2月3焊条的熔化

(1)焊条金属的加热电阻加热-----辅助热源电弧加热-----主要热源化学热------仅占1-3%,可忽略(2)焊条金属的熔化过渡短路过渡颗粒状过渡射流过渡第32页，课件共70页，创作于2023年2月4焊缝成形

H---熔深B---熔宽a---余高B/H---成形系数,影响裂纹和气孔的产生

Fm---母材金属在焊缝截面中所占的面积FH---填充金属在焊缝截面中所占的面积r=Fm/(Fm+FH)----熔合比,决定焊缝的化学成分机械性能裂纹敏感性第33页，课件共70页，创作于2023年2月5焊接结晶过程

结晶:液态金属在冷却过程中,凝结成本身具有的晶体结构.(1)一次结晶定义:形核过程长大第34页，课件共70页，创作于2023年2月偏析:显微偏析区域偏析层状偏析第35页，课件共70页，创作于2023年2月对组织性能的影响:粗大柱状晶降低焊缝塑性韧性热裂纹倾向大抗晶间腐蚀力下降改善措施变质处理振动结晶第36页，课件共70页，创作于2023年2月(2)二次结晶定义:过程:改善措施:焊后热处理多层焊接锤击焊道跟踪回火处理返回第37页，课件共70页，创作于2023年2月三常用的焊接方法

（一）手工电弧焊（焊条电弧焊）1、手工电弧焊的特点及应用优点：A、设备简单；B、工艺灵活，适合各种位置下的焊接，对焊缝接头装配精度要求不高；C、适用性强，几乎可以焊接所有的钢种；D、容易控制形状复杂的工件的焊接变形。第38页，课件共70页，创作于2023年2月缺点A对焊工要求高B劳动条件差C生产率低应用广泛使用在造船锅炉,压力容器等等制造维修行业。第39页，课件共70页，创作于2023年2月２、手工电弧焊的工艺参数焊接工艺参数／规范：焊接时，为保证焊接质量而选定的各个物理量．（１）焊接电流：最重要的参数Ａ焊条直径Ｂ焊接位置Ｃ焊接层次第40页，课件共70页，创作于2023年2月（２）焊接电弧电压：重要的参数（３）焊接速度：重要的参数（４）焊条类型：较重要的参数（５）焊机类型：次要的参数（６）焊接层次：次要的参数第41页，课件共70页，创作于2023年2月手工电弧焊工艺一、焊接规范：1、焊条：直径、牌号2、焊机3、焊接电流4、焊接电压5、焊接速度6、层道数第42页，课件共70页，创作于2023年2月二、引弧1、划擦法2、接触法三、焊条倾角：1、板平焊2、板立焊第43页，课件共70页，创作于2023年2月焊条偏心第44页，课件共70页，创作于2023年2月三、焊条摆动方法：1、板平焊2、板立焊四、焊缝的起弧、接头和收弧第45页，课件共70页，创作于2023年2月（二）埋弧焊

1、埋弧焊的特点及应用优点：A生产率高B改善劳动条件,降低劳动强度C质量好D节省材料和电能第46页，课件共70页，创作于2023年2月缺点:A、设备复杂；B、只适合水平位置的焊接，C、难以焊接有色金属；D、容易出现气孔E、不适合焊接薄板。应用广泛使用在造船锅炉等制造行业第47页，课件共70页，创作于2023年2月２、埋弧焊的工艺参数（１）焊接电流：（２）焊接电弧电压：（３）焊接速度：

第48页，课件共70页，创作于2023年2月（三）TIG焊

1、TIG焊的特点及应用原理:优点：A保护效果好,焊缝质量高B操作容易,适用全位置焊,易于机械化自动化C热量集中,焊接应力变形小第49页，课件共70页，创作于2023年2月缺点:A、成本高；B、引弧困难，C、对焊工危害较大。应用广泛使用在高合金和有色合金的焊接上。第50页，课件共70页，创作于2023年2月２、TIG焊的工艺参数（１）焊接电流：（２）焊接电弧电压：（３）焊接速度：（4）焊接电源种类及极性：（5）钨极直径：（6）氩气流量：第51页，课件共70页，创作于2023年2月（三）CO2焊

1、CO2焊的特点及应用特点:CO2的氧化性气孔:CON2H2抗冷裂性飞溅（富氩）第52页，课件共70页，创作于2023年2月优点：A保护效果较好,焊缝质量较高B明弧焊,操作容易,适用全位置焊,易于机械化自动化C热量集中,焊接应力变形小D成本低缺点:A、飞溅大；B、易氧化。应用广泛使用在汽车管道等制造上.第53页，课件共70页，创作于2023年2月２、CO2焊的工艺参数（１）焊接电流：（２）焊接电弧电压：（３）焊接速度：3焊接设备焊接电源焊枪及送丝机构供气系统控制系统:提前送气、滞后停气第54页，课件共70页，创作于2023年2月（四）电渣焊

1、电渣焊的特点及应用原理特点:A劳动效率高；B、不易出现气孔等缺陷C、成本低；D、只适合垂直位置的焊接，E、晶粒粗大。返回第55页，课件共70页，创作于2023年2月接头型式图2-3焊接接头基本型式(GB985)a.对接接头b.搭接接头c.丁字接头d.角接接头焊接接头一、焊接接头的基本形式第56页，课件共7