焊接工艺培训课件

焊接工艺

目录

第

一

章

焊接基础知识第一节

焊接概述第二节焊接电弧第三节焊接接头、坡口、焊缝和焊接位置第四节焊缝符号和焊接方法代号2L0G0·

焊接是制造金属结构和机器零件的重要手段之一，它被广泛地应用于现代工业的各个领域。焊接是目前应用极为广泛的永久性联结方法之一。第一节

焊接概述第一章3L0G0第一节焊接概述第一章L0G04一、焊接的定义焊接就是通过加热或加压，或两者并用，用或不用填充材料，使焊件达到结合的一种加工工艺方法。焊接最本质的特点就是通过焊接使焊件达到结合，从而将原来分开的物体形成永久性连接的整体。焊接概述L0G0第一章5

二、

焊接的分类焊接的的分类方法很多，按其过程特点不同，可分为熔焊、压焊和钎焊三类。如图1-1.锻焊真空钎焊感应钎焊气相钎焊炉中钎焊电阻钎焊盐浴钎焊火焰钎焊烙铁钎焊激光焊气焊铝热焊电子束焊电渣焊电弧焊氢原子焊等离子弧焊气体保护焊熔化极氩弧焊钨极氩弧焊埋弧焊螺柱焊焊条电弧焊摩擦焊气压焊电阻焊超声波焊扩散焊爆炸焊第一章凸悍对焊缝焊点焊6金属焊接L0G0钎焊压焊熔焊1.熔焊熔焊是在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，在不加压力的情况下，完成焊接的方法。如：焊条电弧焊2.压焊压焊是在焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加

热),以完成焊接的方法。3.钎焊钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。钎焊L0G0

电阻焊1

电阻焊2第一章

7在三类焊接方法中，应用最多的是熔焊。压焊中的电阻焊，在汽车制造业中应用十分广泛。钎焊在电子器件生

产领域的应用最广泛。第一章8L0G0三、

焊接的特点焊接作为一种永久性的连接方法，具有铆接等工艺达到第一章不可比拟的优点。焊接结构铆接结构9L0G01.

连接性能好

可将板材、型材或铸锻件等进行组合焊接，还可以将不同形状及尺寸甚至不同材质的材料(异种材料)连接起来。2.

焊缝质量好

可以达到甚至超过母材的性能质量。同时，焊接结构刚度大、整体性好，具有很好的气密性及水密性，如压力容器、

管道、锅炉等。3.

焊接方法多样

随着焊接技术的飞速发展，焊接的工艺方法已达到50余种。4.

容易实现自动化

如计算机、微电子、数字控制、信息处理、工业机器人、激光技术等，已经被广泛地应用于焊接领域。又如，汽车制造业中广泛使用了点焊机械手等。在我国大型骨干企业，

焊接机械化、自动化程度已达到60%～65%。第一章L0G010不足之处：例如，焊接时易产生焊接应力，而削弱焊接结构的承载能力；易产生焊接变形，影响焊接结构的尺寸和精度；因工

艺或操作不当，还会产生多种焊接缺陷，降低焊接结构的安

全性能，产生有毒有害的物质等。但是，在生产中通过优化

焊接接头设计、合理选材和施工以及严格管理等，可以克服

这些不足之处，使焊缝质量达到很高的水平。第一章11L0G0四、

焊接技术的发展及趋势最早出现的焊接是锻焊，就是将两块熟铁(钢)加热到红热状态，用锻打的方法将其连接在一起。焊接技术发展到今

天，已有焊条电弧焊、钎焊、埋弧焊、气体保护焊等50多种

焊接工艺方法在生产中被广泛使用，焊接技术已经从一种传

统的热加工工艺发展到了集材料、冶金、结构、力学、电子

多门类科学为一体的工程工艺学科。如：鸟巢没有一处使用

螺钉。第一章12L0G0第二节

焊接电弧第一章L0G013电弧焊：

利用电弧作为热源的熔焊方法。电弧焊是在生产中应用最广泛的一种焊接方法。焊接电弧是所有电弧焊的焊接热源，它能连续持久地产生强烈的光和大量的热，能有效而简便地把电能转换为焊接

过程中所需要的热能和机械能。第一章14L0G0由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与母材间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现

象，称为焊接电弧。焊条电弧焊电弧示意图L0G0第一章15一、焊接电弧的本质与一般的燃烧现象不同，焊接电弧是一种强烈而持久的气体放电现象，在气体放电过程中产生大量的热能和强烈的

光。焊接电弧的实质是气体导电，把电能转化成热能，用来加热被焊接金属及填充金属，从而形成焊接接头。第一章16L0G0以焊条电弧焊直流正接法为例：正常状态下，两个电极之间不导电。在电弧电压的作用下，两电极之间的气体被电离，连续不断地产生足够的

带电粒子(电子和正离子),这样气体就呈现导电性。焊条阴极发射电子气体电离充当导体工件图

1

-

4

焊接电弧的原理(直流正接)L0GO第一章焊地线夹头焊条

牌缝金属焊接电源伴17焊接电弧的产生包括两个过程：一个过程是两电极间的气体被电离实现导电的过程；另一个过程是阴极发射电子、阳极吸收电子的过程。这两个过程是焊接电弧产生和维持的两个必要条件。第一章18L0G0焊条阴极区弧柱区阳极区图

1

-

5

焊接

电

弧

的

结

构

(

直

流

正

接

)二、

焊接电弧的结构电弧不是一个均匀的导体，它分为阴极区、弧柱区和阳极区，如图1-5所示。第一章19焊件L0G0(1)阴极区阴极区在靠近阴极的地方，与焊接电源负极相连。在阴极的表面有一个明亮的斑点，称为阴极斑点，它是发射电子

的区域。阴极区温：

2400

K(T=t+273.15K,

式中t

为摄氏温度，

T为热力学温度。)第一章20L0G0(2)阳极区阳极区在靠近阳极的地方，与焊接电源的正极相连。阳极表面也有一个明亮的斑点，称为阳极斑点，它是吸收阴极

区流向阳极区的电子流的区域。阳极区温度约为2600K。第一章21L0G0(3)弧柱区弧柱区在电弧的中部。电弧长度就是指弧柱区的长度。弧柱中心区的温度最高，可达6000～30000K。当焊接电流为交流电时，电流在1S

内改变方向数十次，焊条和被焊金属上的电极交错为阴极和阳极。第一章22L0G0三

、

引

弧一般情况下，焊接电弧的引燃采用两种方式：接触引弧和非接触引弧。1.接触引弧(亦称为短路引弧)弧焊电源接通后，将电极(焊条或焊丝)和工件直接短路

接触。弧焊电源接通后，将电极(焊条或焊丝)和工件直接短

路接触。引弧—接触引弧2.非接触式引弧引弧时，电极与焊件之间存在一定间隙，通过引弧器在两者之间施加脉冲高压或高频电压，击穿间隙使电弧引燃的引弧

—

非接触L0G0第一章法。23划擦法引弧

直击法引弧(

1

)

接

触

引

弧L0G024四、

焊接电弧的性质1.焊接电弧的基本特点1)焊接电弧的引弧电压(空载电压)较高，

一般大于60V,

电弧一旦引燃后，维持电弧的电压一般为10～50V。2)流过电弧的电流变化范围很大，可从几安至几百安。3)电弧具有很高的温度。4)电弧能发出很强的光。第一章25L0G0由于焊接电压超过人体的安全电压(36V),强电流、强高温，强光辐射，焊接电弧的这些特点，决定了在焊接操作时必须采用安全与防护措施。焊工在焊接时要穿绝缘鞋，戴电焊手套、电焊面罩和滤光眼镜等，以免触电、防止弧光辐射和有

毒气体与烟尘对人体的伤害。第一章26L0G02.

焊接电弧的静特性焊接电弧的静特性也称伏安特性，是指在电极材料、气体介质、弧长不变及电弧稳定燃烧的情况

下，焊接电流与电弧电压之间的关系。第一章27L0G01.普通金属电阻的静特性：当把

金属电阻R接入电路时，电阻是

一个常数，电阻两端的电压U

与

电流I的关系服从欧姆定律，即

U=IR

。特性曲线为一条直线。2.

焊接电弧的静特性：是非线性负载，它不是一个常数，即电弧

两端的电压与电流之间不成正比

例关系。为U

型曲线关系。普通电阻静特性与电弧的静特性的区别：图1-7电弧的静特性曲线1—普通电阻静特性；2—

电弧的静特性28电压UL0G0特性区段电流与电压的关系适用的焊接方法下降特性殷电流增加，电压减小电弧不稳很少采用水平特性段电流增加，电压不变电弧电压只随弧长而变化焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、等离子弧焊上升特性段电流增加，电压增大C0.气体保护焊、熔化极氩弧焊、钨极氩弧焊、等离子弧焊(大电流时)表1-1焊接电弧的经特性曲线特点及应用第一章29L0G0第三节焊接接头、坡口、焊缝和焊接位置第一章L0G030一、焊接接头的类型用焊接方法连接的接头称为焊接接头，它主要起连接和传递力的作用，焊接接头由焊缝、熔合区和热影响区三部分组成。焊接接头组成示意图1

—

焊缝

2

—

熔合区3

—

热影响区

4

—

母材第一章接头形式L0G031··

●焊接接头类型：对接接头、

T

形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底

接头10种。其中，对接接头和T形接头在焊接生产中应用第一章(f)端接接头

(g)

套管接头

(h)

斜对接接头(a)对接接头

(b)T

形接头

(c)十字接头最为普遍。32(d)搭接接头(c)

角接接头(i)卷边接头(j)领底接头L0G0二、

焊接坡口的类型和尺寸根据设计和工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成一定几何形状的沟槽叫坡口，加工坡口的过程叫开坡口。

开

坡口的目的是为了保证电弧能深入接头根部，使根部焊透。

便于清渣，获得良好的焊缝成形。第一章坡口L0G0331.坡口的基本形式(1)对接接头常用的坡口形式有：

I

形

坡

口

、Y

形坡口

、

双Y

形坡口、

U

形坡口。对接接头坡口形式L0G0

34第一章图

1

-

9

对接接头常用的坡口形式

(c)双Y

形坡口(d)U

形坡口(b)Y

形坡口(a)I形坡口图

1

-

1

0

T形接头常用的坡口形式L0G0(2)

T形接头常用的坡口形式有：

I

形坡口

、带钝边单边V

形坡口、带钝边双边V

形坡口

、带钝边双J形坡口。第一章35(c)带钝边双单边V形坡口(b)带钝边单边V

形坡口(d)带钝边双J形坡口(a)I形坡口2、

坡口的尺寸及符号坡口的尺寸一般包括坡口角度α、坡口面角度β、根部间隙b、

钝边p。

当坡口形式为U

型或J形坡口时，坡口尺寸还图

1

-

11

坡

口

的

尺

寸

及

符号L0G0第一章包括根部半径R。α—

坡口

角

度

；p—

钝

边

；b

—

根部间隙；δ

一工件厚度36β

-—坡口面角度R—

根部半径β(1)坡口面角度和坡口角度两坡口面之间的夹角叫坡口角度，用α表示；待加工坡口的端面与坡口面之间的夹角叫坡口面角度，用β

表示。坡口面指待焊件上的坡口表面。第一章坡口面角度β37坡口角度aL0G0第一章(2)根部间隙焊前在接头根部之间预留的空隙叫根部间隙，用b表示。其作用在于打底焊时保证根部焊透，根部间隙又叫装配间隙。根部间隙bL0G038第一章(3)钝边焊件开坡口时，

沿焊件接头坡口根部端面的直边部分叫钝边，钝边的长度叫钝边高度，用p表示。钝边的作用是防止根部烧穿。钝边高度p39L0G0第一章(4)根部半径在J形、

U

形坡口底部的圆角半径叫根部半径，用R表示，其作用是增大坡口根部的空间，以便焊透根部。40根部半径RL0G0第一章(5)坡口深度焊件上开坡口部分的高度叫坡口深度，用H

表示。41坡口深度HL0G0在选择坡口尺寸时，坡口角度、钝边与根部间隙之间应配合选用。坡口角度减小时，根部间隙必须加大；同时，

根部间隙较小时，钝边高度不能过大，坡口角度不能太小。

这是为了使焊条能达到根部附近，运条方便，保证焊透。第一章42L0G03、坡口的选用原则(1)保证焊接质量(2)便于焊接施工(3)坡口加工简单(4)坡口的断面面积应尽可能小(5)便于控制焊接变形L0G0第一章43三、焊缝(一)焊缝的定义及焊缝的形式和种类焊件经焊接后所形成的结合部分，叫做焊缝。按结合方式不同，焊缝可分为：对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝

和端接焊缝五种。由对接焊缝和角焊缝组成的焊缝，叫做组合焊缝。组合焊缝是指同一接头存在两种焊缝的情形。坡口内的焊缝为对接焊缝，坡口外的焊缝为角焊缝。第一章44L0G0(二)焊缝与接头对接焊缝由对接接头组成，也可以由T

形接头、十字街头组成；角接焊缝由T

形接头、十字接头和角接接头组成；组合焊缝可以由对接接头或T