走进焊接 课件 2.1百花齐放推陈出新-焊接方法

“十四五”职业教育国家规划教材走进焊接2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料1．了解焊接及其本质；2．掌握焊接方法的分类；3．熟悉焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊、钨极惰性气体保护电弧焊等常用焊接方法的工艺；4．掌握几种常用焊接方法的工艺。学习目标2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.1焊接方法概述1.焊接及其本质可拆卸连接不必毁坏零件就可以拆卸，如螺栓连接、键连接，如图2-1。永久连接其拆卸只有在毁坏零件后才能实现，如铆接、焊接，如图2-22.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.1焊接方法概述1.焊接及其本质b）用键连接的汽车轮毂与轴图2-1可拆连接a）用螺栓连接的脚手架

2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.1焊接方法概述1.焊接及其本质图2-2永久性连接2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.1焊接方法概述1.焊接及其本质

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。永久性连接2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.1焊接方法概述2.焊接方法分类焊接方法熔焊压焊钎焊2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.1焊接方法概述2.焊接方法分类（1）熔焊熔焊是在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。c）埋弧焊a）气焊

b）焊条电弧焊

2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.1焊接方法概述2.焊接方法分类（1）熔焊熔焊是在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。d）CO2气体保护电弧焊e）钨极氩弧焊2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.1焊接方法概述2.焊接方法分类（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。f)电阻焊g)冷压焊2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.1焊接方法概述2.焊接方法分类（3）钎焊钎焊是采用比母材熔点低的金属材料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔点的温度，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。i）烙铁焊h）火焰钎焊

2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.1焊接方法概述3.焊接的特点焊接是目前应用极为广泛的一种永久性连接方法。目前世界各国年平均生产的焊接结构用钢已占钢产量的45%左右，焊接方法之所以能迅速地发展，是因为它本身具有一系列优点：2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.1焊接方法概述3.焊接的特点（1）焊接与铆接相比①可以节省大量金属材料，减轻结构的重量。例如起重机采用焊接结构，其重量可以减轻15%~20%，建筑钢结构可以减轻10%~20%。②劳动生产率高。因为焊接结构生产不需钻孔，划线的工作量较少。③焊接设备一般也比铆接生产所需的大型设备的投资低。④劳动强度低，劳动条件好。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.1焊接方法概述3.焊接的特点（1）焊接与铸造相比①不需要制作木模和砂型，也不需要专门熔炼、浇铸，工序简单，生产周期短，对于单件和小批生产特别明显。②比铸件能节省材料。通常，其重量比铸钢件轻20%~30%，比铸铁件轻50%~60%。③采用轧制材料的焊接结构材质一般比铸件好。即使不用轧制材料，用小铸件拼焊成大件，小铸件的质量也比大铸件容易保证。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.1焊接方法概述3.焊接的特点（3）焊接具有一些用别的工艺方法难以达到的优点，如可根据受力情况和工作环境在不同的部位选用不同强度和不同耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能的材料。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.1焊接方法概述3.焊接的特点焊接也有一些缺点：如产生焊接应力与变形，而焊接应力会削弱结构的承载能力，焊接变形会影响结构形状和尺寸精度。焊缝中还会存在一定数量的缺陷，焊接中还会产生有毒有害的物质等。这些都是焊接过程中须要注意的问题。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.2焊条电弧焊定义：焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，它是利用焊条和焊件之间产生的焊接电弧来加热并熔化焊条与局部焊件以形成焊缝的，是熔化焊中最基本的一种焊接方法，也是目前焊接生产中使用最广泛的焊接方法。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.2焊条电弧焊1.焊条电弧焊原理焊条电弧焊的焊接回路如图2-4所示，它是由弧焊电源、电弧、焊钳、焊条、电缆和焊件组成。焊接电弧是负载，弧焊电源是为其提供电能的装置，焊接电缆则连接电源与焊钳和焊件。1-电焊机

2-面罩

3-护目镜

4-焊钳

5-焊条

6-电弧

7-焊件8-工作台

9-接地线夹具

10-接焊件电缆

11-接焊钳电缆图2-4焊条电弧焊焊接回路简图2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.2焊条电弧焊1.焊条电弧焊原理图2-5焊条电弧焊原理2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.2焊条电弧焊2.焊条电弧焊设备和工具焊条电弧焊的设备和工具有弧焊电源、焊钳、面罩、焊条保温筒、此外还有敲渣锤、钢丝刷等手工工具及焊工手套、绝缘胶鞋和工作服等防护用品，如图2-6至2-12所示。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.2焊条电弧焊2.焊条电弧焊设备和工具图2-6焊条电弧焊焊机图2-7焊钳2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.2焊条电弧焊2.焊条电弧焊设备和工具图2-8焊接面罩图2-9焊条保温筒

2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.2焊条电弧焊2.焊条电弧焊设备和工具图2-10焊条红外线烘干箱2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.2焊条电弧焊2.焊条电弧焊设备和工具

图2-11常用的焊接手工工具a）锉刀b）敲渣锤c）手锤d）錾子e）钢丝刷f）角向砂轮机2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.2焊条电弧焊2.焊条电弧焊设备和工具图2-12常用的焊接防护用品2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.2焊条电弧焊3.焊条电弧焊的焊接材料焊条电弧焊的焊接材料就是焊条。焊条由焊芯和药皮组成。焊条电弧焊时，焊条既作电极，又作填充金属熔化后与母材熔合形成焊缝。焊条规格是以焊芯直径来表示的，常用的有Φ2、Φ2.5、Φ3.2、Φ4、Φ5、Φ6等几种。焊条按药皮熔化后的熔渣特性可分为酸性焊条和碱性焊条两大类。酸性焊条工艺性能优于碱性焊条，碱性焊条的力学性能，抗裂性能强于酸性焊条。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.2焊条电弧焊4.焊条电弧焊的特点优点：（1）工艺灵活、适应性强（2）应用范围广（3）易于分散焊接应力和控制焊接变形（4）设备简单、成本较低对于不同的焊接位置、接头形式，焊件厚度及焊缝，只要焊条所能达到的任何位置，均能进行方便的焊接。对一些单件、小件、短的、不规则的空间任意位置的以及不易实现机械化焊接的焊缝，更显得机动灵活，操作方便。焊条电弧焊的焊条能够与大多数焊件金属性能相匹配，因而，接头的性能可以达到被焊金属的性能。焊条电弧焊不但能焊接碳钢和低合金钢、不锈钢及耐热钢，对于铸铁、高合金钢及非铁金属等也可以用焊条电弧焊焊接。此外，还可以进行异种钢焊接和各种金属材料的堆焊等。由于焊接是局部的不均匀加热，所以焊件在焊接过程中都存在着焊接应力和变形。对结构复杂而焊缝又比较集中的焊件、长焊缝和大厚度焊件其应力和变形问题更为突出。采用焊条电弧焊，可以通过改变焊接工艺，如采用跳焊、分段退焊、对称焊等方法，来减少变形和改善焊接应力的分布。焊条电弧焊使用的交流焊机和直流焊机，其结构都比较简单，维护保养也较方便，设备轻便而且易于移动，且焊接中不需要辅助气体保护，并具有较强的抗风能力。故投资少，成本相对较低。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.2焊条电弧焊4.焊条电弧焊的特点缺点：（1）焊接生产率低、劳动强度大（2）焊缝质量依赖性强由于焊条的长度是一定的，因此每焊完一根焊条后必须停止焊接，更换新的焊条，而且每焊完一焊道后要求清渣，焊接过程不能连续地进行，所以生产率低，劳动强度大。

由于采用手工操作，焊缝质量主要靠焊工的操作技术和经验保证，所以，焊缝质量在很大程度上依赖于焊工的操作技术及现场发挥，甚至焊工的精神状态也会影响焊缝质量。且不适合活泼金属、难熔金属及薄板的焊接。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.2焊条电弧焊5.焊条电弧焊的焊接参数焊接参数，是指焊接时为保证焊接质量而选定的诸物理量的总称。焊条电弧焊的焊接参数主要包括：焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接层数等。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.2焊条电弧焊5.焊条电弧焊的焊接参数（1）焊条直径（2）电源种类和极性（3）焊接电流（4）电弧电压（5）焊接速度（6）焊接层数生产中，为了提高生产率，应尽可能选用较大直径的焊条，但是用直径过大的焊条焊接，会造成未焊透或焊缝成形不良。因此必须正确选择焊条的直径。①电源种类用交流电源焊接时，电弧稳定性差。采用直流电源焊接时，电弧稳定，飞溅少，但电弧磁偏吹较交流严重。低氢型焊条稳弧性差，通常必须采用直流电源。用小电流焊接薄板时，也常用直流电源，因为引弧比较容易，电弧比较稳定。②极性极性是指在直流电弧焊或电弧切割时，焊件的极性。焊件与电源输出端正、负极的接法，有正接和反接两种。所谓正接就是焊件接电源正极、电极接电源负极的接线法，正接也称正极性；反接就是焊件接电源负极，电极接电源正极的接线法，反接也称反极性。对于交流电源来说，由于极性是交变的，所以不存在正接和反接。焊接时，流经焊接回路的电流称为焊接电流，焊接电流的大小直接影响着焊接质量和焊接生产率。焊条电弧焊的电弧电压主要由电弧长度来决定。电弧长，电弧电压高；电弧短，电弧电压低。焊接时电弧电压由焊工根据具体情况灵活掌握。在焊接时应力求使用短弧焊接，相应的电弧电压为16～25V。单位时间内完成的焊缝长度称为焊接速度。焊接速度应该均匀适当，既要保证焊透又要保证不烧穿，同时还要使焊缝宽度和高度符合图样设计要求。在中厚板焊接时，一般要开坡口并采用多层多道焊。对于低碳钢和强度等级低的普低钢的多层多道焊时，每道焊缝厚度不宜过大，过大时对焊缝金属的塑性不利，因此对质量要求较高的焊缝，每层厚度最好不大于4mm～5mm。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊定义：是相对于明弧焊而言的，是指电弧在颗粒状焊剂层下燃烧的一种焊接方法。焊接时，焊机的启动、引弧、焊丝的送进及热源的移动全由机械控制，是一种以电弧为热源的高效的机械化焊接方法。现已广泛用于锅炉、压力容器、石油化工、船舶、桥梁、冶金及机械制造工业中，如图2-13、2-14所示。图2-13长直焊缝的埋弧焊图2-14外环焊缝的埋弧焊2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊1.埋弧焊的原理

埋弧焊是利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧所产生的热量来熔化焊丝、焊剂和焊件而形成焊缝的。焊接工作原理如图2-1-15所示。图2-15埋弧焊原理示意图图2-16埋弧焊焊缝断面示意图2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊2.埋弧焊机按焊机的结构形式可分为小车式、悬挂式、车床式、门架式、悬臂式等，如图2-17所示。目前小车式、悬臂式用的较多。图2-17常见的埋弧焊机结构形式a）小车式b）悬挂式2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊2.埋弧焊机按焊机的结构形式可分为小车式、悬挂式、车床式、门架式、悬臂式等，如图2-17所示。目前小车式、悬臂式用的较多。图2-17常见的埋弧焊机结构形式e）悬臂式c）车床式

d）门架式

2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊2.埋弧焊机典型的埋弧焊机组成如图2-18所示，它是由焊接电源，机械系统（包括送丝机构、行走机构、导电嘴、焊丝盘、焊剂漏斗等），控制系统（控制箱、控制盘）。目前使用最广泛的是变速送丝式埋弧焊机和等速送丝式埋弧焊机两种，其典型型号分虽是MZ-1000和MZ1-1000。图2-18典型埋弧焊机的组成1-焊接电源

2-控制装置

3-焊丝盘

4-焊丝

5-焊丝送给电动机

6-焊剂漏斗7-焊丝送给滚轮

8-小车

9-轨道2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊3.埋弧焊的焊接材料埋弧焊的焊接材料有焊丝和焊剂，如图2-19、2-20所示。图2-20焊剂图2-19焊丝

2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊3.埋弧焊的焊接材料焊丝定义：焊接时作为填充金属同时用来导电的金属丝称为焊丝。焊剂定义：埋弧焊时，能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护并进行复杂的冶金反应的颗粒状物质叫焊剂。埋弧焊的焊丝按结构不同可分为实芯焊丝和药芯焊丝两类，生产中普遍使用的是实芯焊丝，药芯焊丝只在某些特殊场合使用；埋弧焊的焊丝按被焊材料不同可分为碳素结构钢焊丝（H08A）、合金结构钢焊丝（H10Mn2）、不锈钢焊丝（H03Cr21Ni10）等。常用的焊丝直径有Φ2mm、Φ3mm、Φ4mm、Φ5mm和Φ6mm等规格。焊剂具有以下作用：①焊接时熔化产生气体和熔渣，有效地保护了电弧和熔池。②对焊缝金属渗合金，改善焊缝的化学成分和提高其力学性能。③改善焊接工艺性能，使电弧能稳定燃烧，脱渣容易，焊缝成形美观。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊4.埋弧焊的特点①焊接生产率高②焊接质量好

③改变焊工的劳动条件④节约焊接材料及电能⑤焊接范围广埋弧焊可采用较大的焊接电流，同时因电弧加热集中，使熔深增加，单丝埋弧焊可一次焊透20mm以下不开坡口的钢板。因熔池有熔渣和焊剂的保护，使空气中的氮、氧难以侵入，提高了焊缝金属的强度和韧性。焊接过程机械化，操作较简便，而且电弧在焊剂层下燃烧没有弧光的有害影响可省去面罩，同时，放出烟尘也少。可不开或少开坡口，减少了焊缝中焊丝的填充量，也节省因加工坡口而消耗掉的母材。埋弧焊不仅能焊接碳钢、低合金钢、不锈钢，还可以焊接耐热钢及铜合金、镍基合金等非铁金属。埋弧焊的优点2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊4.埋弧焊的特点①埋弧焊采用颗粒状焊剂进行保护，一般只适用于平焊或倾斜度不大的位置及角焊位置焊接，其他位置的焊接，则需采用特殊装置来保证焊剂对焊缝区的覆盖和防止熔池金属的漏淌。②焊接时不能直接观察电弧与坡口的相对位置，容易产生焊偏及未焊透，不能及时调整工艺参数，故需要采用焊缝自动跟踪装置来保证焊炬对准焊缝不焊偏。③埋弧焊使用电流较大，电弧的电场强度较高，电流小于100A时，电弧稳定性较差，因此不适宜焊接厚度小于1mm的薄件。④焊接设备比较复杂，维修保养工作量比较大。且仅适用于直的长焊缝和环形焊缝焊接，对于一些形状不规则的焊缝无法焊接。埋弧焊的缺点2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊5.埋弧焊的工艺参数埋弧焊的焊接参数有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径、焊丝伸出长度、焊丝倾角、焊件倾斜等。其中对焊缝成形和焊接质量影响最大的是焊接电流、电弧电压和焊接速度。

2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊5.埋弧焊的工艺参数（1）焊接电流

焊接时，若其他因素不变，焊接电流增加，则电弧吹力增强，焊缝厚度增大。同时，焊丝的熔化速度也相应加快，焊缝余高稍有增加。但电弧的摆动小，所以焊缝宽度变化不大。电流过大，容易产生咬边或成形不良，使热影响区增大，甚至造成烧穿。电流过小，焊缝厚度减小，容易产生未焊透，电弧稳定性也差。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊5.埋弧焊的工艺参数（2）电弧电压

在其他因素不变的条件下，增加电弧长度，则电弧电压增加。随着电弧电压增加，焊缝宽度显著增大，而焊缝厚度和余高减小。这是因为电弧电压越高，电弧就越长，则电弧的摆动范围扩大，使焊件被电弧加热面积增大，以致焊缝宽度增大。然而电弧长度增加以后，电弧热量损失加大，所以用来熔化母材和焊丝的热量减少，使焊缝厚度和余高减少。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊5.埋弧焊的工艺参数电流是决定焊缝厚度的主要因素，而电压则是影响焊缝宽度的主要因素。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊5.埋弧焊的工艺参数（3）焊接速度

焊接速度对焊缝厚度和焊缝宽度有明显地影响。当焊接速度增加时，焊缝厚度和焊缝宽度都大为下降。这是因为焊接速度增加时，焊缝中单位时间内输入的热量减少的原故。焊速过大，则易形成未焊透、咬边、焊缝粗糙不平等缺陷；焊速过小，则会形成易裂的“蘑菇形”焊缝或产生烧穿、夹渣、焊缝不规则等缺陷。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊5.埋弧焊的工艺参数（4）焊丝直径

当焊接电流不变时，随着焊丝直径的增大，电流密度减小，电弧吹力减弱，电弧的摆动作用加强，使焊缝宽度增加而焊缝厚度减小；焊丝直径减小时，电流密度增大，电弧吹力增大，使焊缝厚度增加。故用同样大小的电流焊接时，小直径焊丝可获得较大的焊缝厚度。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊5.埋弧焊的工艺参数（5）焊丝伸出长度

一般将导电嘴出口到焊丝端部的长度称为焊丝伸出长度。当焊丝伸出长度增加时，则电阻热作用增大，使焊丝熔化速度增快，以致焊缝厚度稍有减少，余高略有增加；伸出长度太短，则易烧坏导电嘴。焊丝伸出长度，随焊丝直径的增大而增大，一般在15mm～40mm之间。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊5.埋弧焊的工艺参数（6）焊丝倾斜角

埋弧焊的焊丝位置通常垂直于焊件，但有时也采用焊丝倾斜方式。

焊丝向焊接方向倾斜称为后倾，反焊接方向倾斜则为前倾。焊丝后倾时，电弧吹力对熔池液态金属的作用加强，有利于电弧的深入，故焊缝厚度和余高增大，而焊缝宽度明显减小。焊丝前倾时，电弧对熔池前面的焊件预热作用加强，使焊缝宽度增大，而焊缝有效厚度减小。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊5.埋弧焊的工艺参数（7）焊件倾斜

焊件有时因处于倾斜位置，因而有上坡焊和下坡焊之分。上坡焊与焊丝后倾作用相似，焊缝厚度和余高增加，焊缝宽度减小，形成窄而高的焊缝，甚至产生咬边；下坡焊与焊丝前倾作用相似，焊缝厚度和余高都减小，而焊缝宽度增大，且熔池内液态金属容易下淌，严重时会造成未焊透的缺陷。所以，无论是上坡焊或下坡焊，焊件的倾角α都不得超过6°～8°，否则会破坏焊缝成形及引起焊接缺陷。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.3埋弧焊5.埋弧焊的工艺参数（8）装配间隙与坡口角度

当其他焊接工艺条件不变时，焊件装配间隙与坡口角度的增大，使焊缝厚度增加，而余高减少，但焊缝厚度加上余高的焊缝总厚度大致保持不变。因此，为了保证焊缝的质量，埋弧焊对焊件装配间隙与坡口加工的工艺要求较严格。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊1.CO2气体保护焊原理定义：

CO2气体保护焊是利用CO2作为保护气体的一种熔化极气体保护电弧焊方法，简称CO2焊。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊1.CO2气体保护焊原理图2-21CO2气体保护焊示意图图2-21为CO2气体保护焊示意图，电源的两输出端分别接在焊枪和焊件上。盘状焊丝由送丝机构带动，经软管和导电嘴不断地向电弧区域送给；同时，CO2气体以一定的压力和流量送入焊枪，通过喷嘴后，形成一股保护气流，使熔池和电弧不受空气的侵入。随着焊枪的移动，熔池金属冷却凝固而成焊缝，从而将被焊的焊件连成一体。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊2.CO2气体保护焊设备1234图2-22CO2半自动焊设备组成1-CO2气瓶

2-焊丝及送丝机构

3-焊机

4-焊枪

5-工件CO2气体保护焊设备有半自动焊设备和自动焊设备。其中半自动CO2焊在生产中应用较广，常用的CO2半自动焊设备组成如图2-22所示，主要由焊接电源、焊枪及送丝系统、CO2供气系统、控制系统等部分组成。而自动CO2焊设备还有焊车行走机构。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊2.CO2气体保护焊设备CO2焊采用交流电源焊接时，电弧不稳定，飞溅较大，所以，必须使用直流电源。通常选用平外特性的弧焊整流器。常用的弧焊整流器有抽头式硅弧焊整流器、晶闸管弧焊整流器及逆变弧焊整流器。（1）焊接电源2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊2.CO2气体保护焊设备（2）送丝系统及焊枪

送丝系统由送丝机、送丝软管、焊丝盘等组成。图2-24鹅颈式焊枪a）外形b）结构1-喷嘴2-导电嘴3-分流器4-接头5-枪体6-弹簧软管2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊2.CO2气体保护焊设备（2）送丝系统及焊枪焊枪的作用是导电、导丝、导气。图2-23CO2半自动焊送丝方式a）推丝式b、c、d）拉丝式e）推拉式1-电动机2-焊丝盘3-送丝滚轮4-送丝软管5-焊枪2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊2.CO2气体保护焊设备（3）CO2焊供气系统CO2焊的供气系统是由气源（气瓶）、预热器、减压器、流量计和气阀组成，如气体不纯，还需串接高压和低压干燥器。CO2焊供气系统示意图，如图2-25所示。图2-25CO2焊供气系统示意图1-气源

2-预热器

3-高压干燥器

4-气体减压阀5-气体流量计

6-低压干燥器

7-气阀2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊2.CO2气体保护焊设备（4）控制系统CO2焊控制系统的作用是对供气、送丝和供电系统实现控制。常用的CO2半自动焊机如图2-26所示。

图2-26CO2半自动焊机2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊3.CO2焊的焊接材料CO2焊所用的焊接材料是CO2气体和焊丝2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊3.CO2焊的焊接材料

焊接用的CO2一般是将其压缩成液体贮存于钢瓶内。CO2气瓶的容量为40L，可装25Kg的液态CO2，占容积的80%，满瓶压力约为5～7Mpa，气瓶外表涂铝白色，并标有黑色“液化二氧化碳”的字样。焊接用CO2气体的纯度应大于99.5%，含水量不超过0.05%，否则会降低焊缝的力学性能，焊缝也易产生气孔。如果CO2气体的纯度达不到标准，可进行提纯处理。（1）CO2气体2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊3.CO2焊的焊接材料

对焊丝的要求：CO2焊焊丝必须比母材含有较多的Mn和Si等脱氧元素，以防止焊缝产生气孔，减少飞溅，保证焊缝金属具有足够的力学性能；限制焊丝含C量在0.10%以下，并控制S、P含量；焊丝表面镀铜，镀铜可防止生锈，有利于保存，并可改善焊丝的导电性及送丝的稳定性。（2）焊丝

目前常用的CO2焊焊丝有ER49-1和ER50-6等。CO2焊所用的焊丝直径在0.5～5mm范围内，CO2半自动焊常用的焊丝有Φ0.6mm、Φ0.8mm、Φ1.0mm、Φ1.2mm等几种。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊4.CO2气体保护焊的特点成本低生产率高质量高变形小应力小操作性能好适用范围广优点CO2气体来源广、价格低，而且消耗的焊接电能少，所以CO2焊的成本低，仅为埋弧焊及焊条电弧焊的30%～50%。由于CO2焊的焊接电流密度大，使焊缝厚度增大，焊丝的熔化率提高，熔敷速度加快；另外，焊丝又是连续送进，且焊后没有焊渣，特别是多层焊接时，节省了清渣时间。所以生产率比焊条电弧焊高1～4倍。CO2焊对铁锈的敏感性不大，因此焊缝中不易产生气孔。而且焊缝含氢量低，抗裂性能好。由于电弧热量集中，焊件加热面积小，同时CO2气流具有较强的冷却作用，因此，焊接应力和变形小，特别宜于薄板焊接。因是明弧焊，可以看清电弧和熔池情况，便于掌握与调整，也有利于实现焊接过程的机械化和自动化。CO2焊可进行各种位置的焊接，不仅适用焊接薄板，还常用于中、厚板的焊接，而且也用于磨损零件的修补堆焊。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊4.CO2气体保护焊的特点①使用大电流焊接时，焊缝表面成形较差，飞溅较多。②不能焊接容易氧化的非铁金属材料。③很难用交流电源焊接及在有风的地方施焊。④弧光较强，故应特别重视对操作者的劳动保护。

由于CO2焊的优点显著，而其不足之处，随着对CO2焊的设备、材料和工艺的不断改进，将逐步得到完善与克服。因此，CO2焊是一种值得推广应用的高效焊接方法。缺点2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊5.CO2气体保护焊的工艺CO2气体保护焊的主要焊接参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、回路电感、装配间隙与坡口尺寸、喷嘴至焊件的距离等。焊丝直径应根据焊件厚度、焊接空间位置及生产率的要求来选择。当焊接薄板或中厚板的立、横、仰焊时，多采用直径1.6mm以下的焊丝；在平焊位置焊接中厚板时，可以采用直径1.2mm以上的焊丝。（1）焊丝直径2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊5.CO2气体保护焊的工艺CO2气体保护焊的主要焊接参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、回路电感、装配间隙与坡口尺寸、喷嘴至焊件的距离等。焊接电流的大小应根据焊件厚度、焊丝直径、焊接位置及熔滴过渡形式来确定。焊接电流越大，焊缝厚度、焊缝宽度及余高都相应增加。（2）焊接电流2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊5.CO2气体保护焊的工艺CO2气体保护焊的主要焊接参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、回路电感、装配间隙与坡口尺寸、喷嘴至焊件的距离等。电弧电压必须与焊接电流配合恰当，否则会影响到焊缝成形及焊接过程的稳定性。电弧电压随着焊接电流的增加而增大。（3）电弧电压2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊5.CO2气体保护焊的工艺CO2气体保护焊的主要焊接参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、回路电感、装配间隙与坡口尺寸、喷嘴至焊件的距离等。在一定的焊丝直径、焊接电流和电弧电压条件下，随着焊速增加，焊缝宽度与焊缝厚度减小。焊速过快，不仅气体保护效果变差，可能出现气孔，而且还易产生咬边及未熔合等缺陷；但焊速成过慢，则焊接生产率降低，焊接变形增大。一般CO2半自动焊时的焊接速度在15m/h～40m/h。（4）焊接速度2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊5.CO2气体保护焊的工艺CO2气体保护焊的主要焊接参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、回路电感、装配间隙与坡口尺寸、喷嘴至焊件的距离等。焊丝伸出长度取决于焊丝直径，一般约等于焊丝直径的10倍，且不超过15mm。伸出长度过大，焊丝会成段熔断，飞溅严重，气体保护效果差；过小，不但易造成飞溅物堵塞喷嘴，影响保护效果，也影响焊工视线。（5）焊丝伸出长度2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊5.CO2气体保护焊的工艺CO2气体保护焊的主要焊接参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、回路电感、装配间隙与坡口尺寸、喷嘴至焊件的距离等。CO2气体流量应根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等选择。气体流量过小电弧不稳，有密集气孔产生，焊缝表面易被氧化成深褐色；气体流量过大会出现气体紊流，也会产生气孔，焊缝表面呈浅褐色。（6）CO2气体流量2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊5.CO2气体保护焊的工艺CO2气体保护焊的主要焊接参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、回路电感、装配间隙与坡口尺寸、喷嘴至焊件的距离等。

为了减少飞溅，保证焊接电弧的稳定性，CO2焊应选用直流反接。焊接回路的电感值应根据焊丝直径和电弧电压来选择。（7）电源极性与回路电感2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊5.CO2气体保护焊的工艺CO2气体保护焊的主要焊接参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、回路电感、装配间隙与坡口尺寸、喷嘴至焊件的距离等。由于CO2焊，焊丝直径较细，电流密度大，电弧穿透力强，电弧热量集中，一般对于12mm以下的焊件不开坡口也可焊透，对于必须开坡口的焊件，一般坡口角度可由焊条电弧焊的60°左右减为30°～40°，钝边可相应增大2mm～3mm，根部间隙可相应减少1mm～2mm。（8）装配间隙及坡口尺寸2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊5.CO2气体保护焊的工艺CO2气体保护焊的主要焊接参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、回路电感、装配间隙与坡口尺寸、喷嘴至焊件的距离等。喷嘴与焊件间的距离应根据焊接电流来选择。（9）喷嘴至焊件的距离图2-27喷嘴至焊件的距离与焊接电流的关系2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊5.CO2气体保护焊的工艺CO2气体保护焊的主要焊接参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、回路电感、装配间隙与坡口尺寸、喷嘴至焊件的距离等。焊枪倾角也是不容忽视的因素，焊枪倾角过大（如前倾角大于25°）时，将加大熔宽并减少熔深，还会增加飞溅。当焊枪与焊件成后倾角时（电弧指向已焊焊缝），焊缝窄，熔深较大，余高较高。焊枪倾角对焊缝成形的影响如图2-28所示。（9）焊枪倾角2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.4二氧化碳气体保护焊5.CO2气体保护焊的工艺CO2气体保护焊的主要焊接参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源极性、回路电感、装配间隙与坡口尺寸、喷嘴至焊件的距离等。（9）焊枪倾角图2-28焊枪倾角对焊缝成形的影响2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.5熔化极惰性气体保护电弧焊

熔化极惰性气体保护焊一般是采用氩气或氩气和氦气的混合气体作为保护进行焊接的。所以熔化极惰性气体保护焊通常指的是熔化极氩弧焊。熔化极氩弧焊一般不采用短路过渡或滴状过渡形式而多采用喷射过渡的形式。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.5熔化极惰性气体保护电弧焊1.熔化极氩弧焊的原理熔化极氩弧焊采用焊丝作电极，在氩气保护下，电弧在焊丝与焊件之间燃烧。焊丝连续送给并不断熔化，而熔化的熔滴也不断向熔池过渡，与液态的焊件金属熔合，经冷却凝固后形成焊缝。分类（按其操作方式分）熔化极半自动氩弧熔化极自动氩弧焊2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.5熔化极惰性气体保护电弧焊2.熔化极氩弧焊的设备熔化极氩弧焊设备与CO2焊基本相同，主要是由焊接电源、供气系统、送丝机构、控制系统、半自动焊枪、冷却系统等部分组成。

我国定型生产的熔化极半自动氩弧焊机有NBA系列，如NBA1-500型等，熔化极自动氩弧焊机有NZA系列，如NZA-1000型等。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.5熔化极惰性气体保护电弧焊3.熔化极氩弧焊的特点熔化极氩弧焊与CO2焊、钨极氩弧焊相比有以下特点：

由于采用惰性气体作为保护气体，保护气体不与金属起化学反应，合金元素不会氧化烧损，而且也不溶解于金属。因此保护效果好，且飞溅极少，能获得较为纯净及高质量的焊缝。1）焊缝质量高2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.5熔化极惰性气体保护电弧焊3.熔化极氩弧焊的特点熔化极氩弧焊与CO2焊、钨极氩弧焊相比有以下特点：几乎所有的金属材料都有可以进行焊接，特别适宜焊接化学性质活泼的金属和合金。由于近年来对于碳钢和低合金钢等钢铁材料，更多采用熔化极活性混合气体保护焊。因此熔化极氩弧焊主要用于铝、镁、钛、铜及其合金和不锈钢及耐热钢等材料的焊接，有时还可用于焊接结构的打底焊。不仅能焊薄板也能焊厚板，特别适用于中等和大厚度焊件的焊接。2）焊接范围很广2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.5熔化极惰性气体保护电弧焊3.熔化极氩弧焊的特点熔化极氩弧焊与CO2焊、钨极氩弧焊相比有以下特点：

由于用焊丝作为电极，克服了钨极氩弧焊钨极的熔化和烧损的限制，焊接电流可大大提高，焊缝厚度大，焊丝熔敷速度快，所以一次焊接的焊缝厚度显著增加。例如铝及铝合金，当焊接电流为450A～470A时，焊缝的厚度可达15～20mm。且采用自动焊或半自动焊，具有较高的焊接生产率，并改善了劳动条件。3）焊接效率高2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.5熔化极惰性气体保护电弧焊3.熔化极氩弧焊的特点熔化极氩弧焊与CO2焊、钨极氩弧焊相比有以下特点：

无脱氧去氢作用，对焊丝和母材上的油、锈敏感，易产生气孔等缺陷，所以对焊丝和母材表面清理严格。由于采用氩气或氦气，焊接成本相对较高。缺点2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.5熔化极惰性气体保护电弧焊4.熔化极氩焊的焊接工艺

熔化极氩弧焊的主要焊接参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、喷嘴直径、氩气流量等。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.6熔化极活性气体保护焊（MAG焊）1.熔化极活性气体保护焊的原理

熔化极活性气体保护焊，是采用在惰性气体氩（Ar）中加入少量的氧化性气体（CO2、O2或其混合气体）的混合气体作为保护气体的一种熔化极气体保护焊方法，简称为MAG焊。由于混合气体中氩气所占比例大，又常称为富氩混合气体保护焊。现常用氩（Ar）与CO2混合气体来焊接碳钢及低合金钢。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.6熔化极活性气体保护焊（MAG焊）2.熔化极活性气体保护焊的特点熔化极活性气体保护焊除了具有一般气体保护焊的特点外，与纯氩弧焊、纯CO2焊相比还具有以下特点：

①熔化极活性气体保护焊的熔池、熔滴温度比纯氩弧焊高，电流密度大，所以熔深大，焊缝厚度大，并且焊丝熔化速度快，熔敷效率高，有利于提高焊接生产率。(1）与纯氩气保护焊相比2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.6熔化极活性气体保护焊（MAG焊）2.熔化极活性气体保护焊的特点熔化极活性气体保护焊除了具有一般气体保护焊的特点外，与纯氩弧焊、纯CO2焊相比还具有以下特点：

②由于具有一定的氧化性，克服了纯氩保护时表面张力大、液态金属粘稠、易咬边及斑点漂移等问题。同时改善了焊缝成形，由纯氩的指状（蘑菇）熔深成形改变为深圆弧状成形，接头的力学性能好。(1）与纯氩气保护焊相比2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.6熔化极活性气体保护焊（MAG焊）2.熔化极活性气体保护焊的特点熔化极活性气体保护焊除了具有一般气体保护焊的特点外，与纯氩弧焊、纯CO2焊相比还具有以下特点：

③由于加入一定量的较便宜的CO2气体，降低了焊接成本，但CO2的加入提高了产生喷射过渡的临界电流，引起熔滴和熔池金属的氧化及合金元素的烧损。(1）与纯氩气保护焊相比2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.6熔化极活性气体保护焊（MAG焊）2.熔化极活性气体保护焊的特点熔化极活性气体保护焊除了具有一般气体保护焊的特点外，与纯氩弧焊、纯CO2焊相比还具有以下特点：

①由于电弧温度高，易形成喷射过渡，故电弧燃烧稳定，飞溅减小，熔敷系数提高，节省焊接材料，焊接生产率提高。(2）与纯CO2气体保护焊相比2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.6熔化极活性气体保护焊（MAG焊）2.熔化极活性气体保护焊的特点熔化极活性气体保护焊除了具有一般气体保护焊的特点外，与纯氩弧焊、纯CO2焊相比还具有以下特点：

②由于大部分气体为惰性的氩气，对熔池的保护性能较好，焊缝气孔产生机率下降，力学性能有所提高。(2）与纯CO2气体保护焊相比2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.6熔化极活性气体保护焊（MAG焊）2.熔化极活性气体保护焊的特点熔化极活性气体保护焊除了具有一般气体保护焊的特点外，与纯氩弧焊、纯CO2焊相比还具有以下特点：

③与纯CO2焊相比，焊缝成形好，焊缝平缓，焊波细密、均匀美观，但经济方面不如CO2焊，成本较CO2焊高。(2）与纯CO2气体保护焊相比2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.6熔化极活性气体保护焊（MAG焊）3.熔化极活性气体保护焊的设备

熔化极活性气体保护焊设备如图2-23所示。与CO2气保护焊设备类似，它只是在CO2气体保护焊设备系统中加入了氩气源和气体混合配比器而已。1-Ar气瓶2-Co2气瓶3-干燥器

4-送丝小车5-焊接电源

6-混合气体配比器7-焊枪

8、9-减压流量计图2-23MAG焊设备组成示意图2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.6熔化极活性气体保护焊（MAG焊）4.熔化极活性气体保护焊的焊接参数

正确地选择焊接参数是获得高生产率和高质量焊缝的先决条件。熔化极活性气体保护焊的焊接参数主要有焊丝的选择、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、气体流量、电源种类极性等。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）钨极惰性气体保护焊（TIG焊）是使用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨等）作电极的惰性气体保护焊。TIG焊一般采用氩气作保护气体，故称钨极氩弧焊。由于钨极本向不熔化只起发射电子产生电弧的作用，故也称不熔化极氩弧焊，TIG焊如图2-24所示。图2-24TIG焊2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）1.TIG焊的工作原理及分类TIG焊是利用钨极）与焊件之间产生的电弧热，来熔化附加的填充焊丝或自动给送的焊丝（也可不加填充焊丝）及基本金属形成熔池而形成焊缝的。焊接时，氩气流从焊枪喷嘴中连续喷出，在电弧区形成严密的保护气层，将电极和金属熔池与空气隔离，以形成优质的焊接接头。TIG焊工作原理如图2-25所示。图2-25TIG焊工作原理2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）1.TIG焊的工作原理及分类按电流种类分直流TIG焊交流TIG焊脉冲TIG焊按操作方式分手工TIG焊自动TIG焊在实际生产中，手工TIG焊应用最广。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）2.TIG焊的焊接材料TIG焊材料钨极焊丝保护气体2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）2.TIG焊的焊接材料TIG焊时，钨极的作用是传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧的作用。所以要求钨极具有较大的许用电流，熔点高、损耗小，引弧和稳弧性能好等特性。常用的钨极有纯钨极、钍钨极和铈钨极三种，它们的牌号、特点见表2-1。（1）钨极2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）2.TIG焊的焊接材料表2-1常用钨极的牌号、特点钨极种类常用牌号特点纯钨极W1、W2熔点高达3400℃，沸点约为5900℃，基本上能满足焊接过程的要求，但电流承载能力低，空载电压高，目前已很少使用。钍钨极WTh-7WTh-10WTh-15在纯钨中加入1～2%的氧化钍（ThO2），显著提高了钨极电子发射能力。与纯钨极相比，引弧容易，电弧稳定；不易烧损，使用寿命长；电弧稳定但成本比较高，且有微量放射性，必须加强劳动防护。铈钨极WCe－10WCe－15WCe－20在纯钨中加入2%的氧化铈（CeO）。与钍钨极相比，引弧容易、电弧稳定；许用电流密度大；电极烧损小，使用寿命长；几乎没有放射性，是一种理想的电极材料。（1）钨极2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）2.TIG焊的焊接材料

为了使用方便，钨极的一端常涂有颜色，以便识别。例如，钍钨极涂红色，铈钨极涂灰色，纯钨极涂绿色。常用的钨极直径为0.5、1.0、1.6、2.0、2.5、3.2、4.0、5.0等规格钨极使用前应修磨成一定形状和尺寸。钨极与钨极磨尖机如图2-26所示。（1）钨极图2-26钨极及钨极磨尖机a）

钨极b）钨极磨尖机2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）2.TIG焊的焊接材料（1）钨极铈钨极牌号意义如下：2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）2.TIG焊的焊接材料（2）焊丝

焊丝选用的原则是熔敷金属化学成分或力学性能与被焊材料相当。氩弧焊用焊丝主要分钢焊丝和非铁金属焊丝两大类。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）2.TIG焊的焊接材料（3）保护气体

TIG焊的保护气体大致有氩气、氦气及氩-氢和氩-氦的混合气体三种，使用最广的是氩气。氦气由于比较稀缺，提炼困难，价格昂贵，国内极少使用。氩-氢和氩-氦的混合气体，氩-氢仅限于不锈钢、镍及镍-铜合金焊接。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）3.TIG焊设备手工钨极氩弧焊设备包括电源、焊枪、供气系统、冷却系统、控制系统等部分，如图2-27所示。1234图2-27手工钨极氩弧焊设备示意图1-流量计2-氩气瓶3-电源4-填充金属5-工件6-焊枪2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）3.TIG焊设备（1）电源

电源也称焊机，有交流电源、直流电源、交直流电源及脉冲电源等。由于氩气的电离能较高，难以电离，引燃电弧困难，但又不宜使用提高空载电压的方法，所以钨极氩弧焊必须使用高频振荡器来引燃电弧。对于交流电源，由于电流每秒有100次经过零点，电弧不稳，故还需使用脉冲稳弧器，以保证重复引燃电弧并稳弧。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）3.TIG焊设备（2）焊枪

钨极氩弧焊焊枪的作用是夹持电极、导电和输送氩气流。氩弧焊枪分为气冷式焊枪（QQ系列）和水冷式焊枪（QS系列）。气冷式焊枪使用方便，但限于小电流（I＝100A）焊接使用；水冷式焊枪适宜大电流（I>100A）和自动焊接使用。焊枪的外形如图2-28所示。图2-28氩弧焊焊枪焊枪一般由枪体、喷嘴、电极夹持机构、电缆、氩气输入管、水管和开关及按钮组成。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）3.TIG焊设备（3）供气系统钨极氩弧焊的供气系统由氩气瓶、减压器、流量计和电磁阀组成。减压器用以减压和调压。流量计是用来调节和测量氩气流量的大小，现常将减压器与流量计制成一体，成为氩气流量调节器，如图2-29所示。电磁气阀是控制气体通断装置。图2-29氩气流量调节器2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）3.TIG焊设备（4）冷却系统一般选用的最大焊接电流在150A以上时，必须通水来冷却焊枪和电极。冷却水接通并有一定压力后，才能起动焊接设备，通常在钨极氩弧焊设备中用水压开关或手动来控制水流量。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）3.TIG焊设备（5）控制系统钨极氩弧焊的控制系统是通过控制线路，对供电、供气、引弧与稳弧等各个阶段的动作程序实现控制。图2-30为交流手工钨极氩弧焊的控制程序方框图。图2-30交流手工钨极氩弧焊控制程序2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）4.TIG特点TIG焊除具有气体保护焊共有的特点外，还有一些特点，其特点和应用如下：2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）4.TIG特点

氩气是惰性气体，不与金属起化学反应，合金元素不会氧化烧损，而且也不溶解于金属。焊接过程基本上是金属熔化和结晶的简单过程，因此保护效果好，能获得高质量的焊缝。（1）焊接质量好2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）4.TIG特点

采用氩气保护无熔渣，填充焊丝不通过电流不产生飞溅，焊缝成形美观；电弧稳定性好，即使在很小的电流（＜10A）下仍能稳定燃烧，且热源和填充焊丝可分别控制，热输入容易调节，所以特别适合薄件、超薄件（0.1mm）及全位置焊接（如管道对接）。（2）适应能力强2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）4.TIG特点

TIG焊几乎可焊接除熔点非常低的铅、锡以外的所有的金属和合金，特别适宜焊接化学性质活泼的金属和合金。常用于铝、镁、钛、铜及其合金和不锈钢、耐热钢及难熔活泼金属（如锆、钽、等钼）等材料的焊接。由于容易实现单面焊双面成形，有时还可用于焊接结构的打底焊。（3）焊接范围广2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）4.TIG特点

由于用钨作电极，承载电流能力较差，焊缝易受钨的污染。因而TIG焊使用电流较小，电弧功率较低，焊缝熔深浅，熔敷速度小，仅适用于焊件厚度小于6mm的焊件焊接，且大多采用手工焊，焊接效率低。（4）焊接效率低2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）4.TIG特点

由于使用氩气等惰性气体，焊接成本高，常用于质量要求较高焊缝及难焊金属的焊接。（5）焊接成本较高2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.7钨极惰性气体保护焊（TIG焊）5.TIG的焊接工艺参数

TIG焊的焊接参数主要有：电源种类和极性、钨极直径、焊接电流、电弧电压、氩气流量、焊接速度和喷嘴直径等。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.8其他焊接方法

焊接方法的种类很多，除了焊接生产中常用的焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、等离子弧焊与切割、电阻焊外，还有一些适合于特殊焊接结构的焊接方法，如电渣焊、钎焊等。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.8其他焊接方法定义：利用熔点比母材（被钎焊材料）熔点低的填充金属（称为钎料或焊料），在低于母材熔点、高于钎料熔点的温度下，利用液态钎料在母材表面润湿、铺展和在母材间隙中填缝，与母材相互溶解与扩散，而实现零件间的连接的焊接方法。较之熔焊，钎焊时母材不熔化，仅钎料熔化；较之压焊，钎焊时不对焊件施加压力。1、钎焊图2-31激光钎焊示意图2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.8其他焊接方法1、钎焊

表面清洗好的工件以搭接型式装配在一起，把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎料熔点温度后，钎料熔化（工件未熔化），并借助毛细管作用被吸入和充满固态工件间隙之间，液态钎料与工件金属相互扩散溶解，冷疑后即形成钎焊接头。（2）钎焊过程2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.8其他焊接方法1、钎焊①钎焊加热温度较低，接头光滑平整，组织和机械性能变化小，变形小，工件尺寸精确。②可焊异种金属，也可焊异种材料，且对工件厚度差无严格限制。⑶有些钎焊方法可同时焊多焊件、多接头，生产率很高。③钎焊设备简单，生产投资费用少。④接头强度低，耐热性差，且焊前清整要求严格，钎料价格较贵。（3）钎焊特点2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.8其他焊接方法1、钎焊

钎焊不适于一般钢结构和重载、动载机件的焊接。主要用于制造精密仪表、电气零部件、异种金属构件以及复杂薄板结构。例如：制造机械加工用的各种刀具特别是硬质合金刀具，钻探、采掘用的钻具，各种导管和容器，汽车拖拉机的水箱，各种用途的不同材料不同结构形式的换热器，电机部件以及汽轮机的叶片和拉筋等构件的制造广泛采用钎焊技术。在轻工业生产中，从医疗器械、金属植入假体、乐器到家用电器、炊具、自行车，都大量采用钎焊技术。对于电子工业和仪表制造业，在很大范围内钎焊时唯一可行的链接方法，如在元器件生产中大量涉及金属与陶瓷、玻璃等非金属的连接问题，及在布线连接中必须防止加热对元器件的损害，这些都有赖于钎焊技术。在核电站和船舶核动力装置中，燃料元件定位架，换热器、中子探测器等重要部件也常采用钎焊结构，如图2-32钎焊应用实例。（4）钎焊应用2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.8其他焊接方法1、钎焊（4）钎焊应用图2-32钎焊应用实例32.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.8其他焊接方法1、钎焊（5）钎焊的发展钎焊是人类最早使用的材料连接方法之一，在人类尚未开始使用铁器时，就已经发明用钎焊来链接金属。尽管钎焊技术出现较早，但很长时间没有得到大的发展。进入20世纪后，其发展也远落后于熔焊技术。直到20世界30年代，在冶金和化工技术发展的基础上，钎焊技术才有了较快发展，并逐渐成为一种独立的工业生产记述尤其是二次世界大战后，由于航空、航天、核能、电子等新技术的发展，新材料、新结构形式的采用，对连接技术提出了更高的要求，钎焊技术因此受到了更大的重视，迅速的发展起来，出现了许多新的钎焊方法，其应用也越来越广泛。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.8其他焊接方法2、电渣焊（1）定义：利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源，将填充金属和母材熔化，凝固后形成金属原子间牢固连接，如图2-33所示。电渣焊主要有熔嘴电渣焊、非熔嘴电渣焊、丝极电渣焊、板极电渣焊等。图2-33电渣焊2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.8其他焊接方法2、电渣焊（2）电渣焊的过程

在开始焊接时，使焊丝与起焊槽短路起弧，不断加入少量固体焊剂，利用电弧的热量使之熔化，形成液态熔渣，待熔渣达到一定深度时，增加焊丝的送进速度，并降低电压，使焊丝插入渣池，电弧熄灭，从而转入电渣焊焊接过程。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.8其他焊接方法2、电渣焊（3）电渣焊的特点①生产率高②经济效果好③宜在垂直位置焊接④焊缝缺陷少⑤焊接接头晶粒粗大2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.8其他焊接方法2、电渣焊（4）电渣焊的应用

在制造业中，电渣焊过程用于厚板拼接，炼钢厂高炉的垂直焊接，大型铸件、锻件的焊接，小管电渣焊机主要用于建筑钢结构隔板的焊接，法兰的焊接。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.8其他焊接方法3、碳弧气刨碳弧气刨是使用石墨棒与刨件间产生电弧将金属熔化，并用压缩空气将其吹掉，实现在金属表面上加工沟槽的方法，如图2-34为用碳弧气刨对焊道进行清根。图2-34用碳弧气刨对焊道进行清根2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.8其他焊接方法3、碳弧气刨碳弧气刨的特点是：（1）碳弧气刨比采用风铲可提高生产率10倍，在仰位或竖位进出时更具有优越性。（2）与风铲比较，噪声较小，并减轻了劳动强度，易实现机械化。（3）在对封底焊进行碳弧气刨挑焊根时，易发现细小缺陷，并可克服风铲由于位置狭窄而无法使用的缺点。（4）碳弧气刨也有一些缺点：如产生烟雾，噪音较大，粉尘污染，弧光辐射等。2.1推陈出新---焊接方法、设备和材料2.1.8其他焊接方法3、碳弧气刨

碳弧气刨广泛应用于清理焊根，清除焊缝缺陷，开焊接坡口