焊接基础知识培训

1、焊接基础知识 -入门培训,目 录,一、焊接方法概述 二、焊接结构设计介绍 三、熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍 四、电阻焊原理介绍 五、高能束焊原理介绍 六、 CO2焊接缺陷及试验方法介绍,S1 焊接方法概述,焊接方法概述： 1、焊接方法分类 2、 焊接方法介绍 3、 焊接方法选择,焊接原理: -焊接是两种或两种以上的同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程 焊接方法分类： （1）、族系法,S1 焊接方法概述,S1 焊接方法概述,族系法优点： 按焊接工艺特征分类，分类层次可多可少，比较灵活，其主次关系也比较明确,族系法缺点： 这种分法没有明确的一致分类原则，对于某种

2、焊接方法，可能对于强调重点不同而分类不同，另外，由于上下各主次分类之间界限过于机械不可能跨界交叉分类，以致有些焊接方法无法归类,焊接分类： （2）、一元坐标法,S1 焊接方法概述,S1 焊接方法概述,一元坐标法优点： 根据该焊接分类坐标图可以直接了解某焊接方法的某些特征，也可以根据这两个特征将某一焊法规到途中某个位置里去,一元坐标法缺点： A：以这两种特征归类焊接方法不能确切的反映某种特定焊接方法的主要特征 B：不能反映出两种金属在什么状态下形成结合的本质特征,焊接分类： （3）、二元坐标法,S1 焊接方法概述,二元坐标法优点：,S1 焊接方法概述,S1 焊接方法概述,电弧焊,其他焊接,钎焊,

3、高能束焊,电阻焊,焊条电弧焊,钨极气体保护焊（TIG）,等离子弧焊,熔化极气体保护焊（GMAW）,药芯焊丝电弧焊,埋弧焊,点焊,凸焊,电阻热,对焊,电子束焊,激光焊,电渣焊,火焰钎焊,感应钎焊,炉中钎焊,盐浴钎焊,电子束钎焊,机械能,化学能,点焊,气焊,气压焊,爆炸焊,摩擦焊,超声波焊,扩散焊,高频焊,焊接分类,S1 焊接方法概述,焊接方法介绍： （1）、电弧焊,S1 焊接方法概述,焊接方法介绍： （2）、电阻焊,S1 焊接方法概述,焊接方法介绍： （3）、高能束焊,S1 焊接方法概述,焊接方法介绍： （4）、钎焊,S1 焊接方法概述,焊接方法介绍： （5）、其它焊焊接 -高频焊,S1 焊接方

4、法概述,焊接方法选择：,影响焊接方法选择的因素如下： 一：产品特点 （1）、产品结构类型 （2）、工件厚度 （3）、接头形式和焊接位置 （4）、母材性能 二：生产条件 （1）、技术水平 （2）、设备 （3）、焊接用消耗材料,二、焊接结构设计介绍 1：焊接接头及其特点 2：焊接接头基本类型 3：焊接接头坡口形状及尺寸 4 ：焊接接头表示方法及符号,S2 焊接结构设计介绍,目 录,1：焊接接头及其特点,（1）、焊接接头定义,（2）、焊接接头作用 a：把被焊工件连接在一起 b：传力作用即传递被焊工作所承受载荷,（3）、焊接接头作用分类,S2 焊接结构设计介绍,a：工作承载接头,b：联系接头,c：联系

5、接头,S2 焊接结构设计介绍,（4）、焊接接头特点,S2 焊接结构设计介绍,2：焊接接头基本类型,a、对接接头 b 、T形（十字）接头 c、 搭接接头 e、 角接接头 f、 端接接头,S2 焊接结构设计介绍,S2 焊接结构设计介绍,S2 焊接结构设计介绍,S2 焊接结构设计介绍,3：焊接接头坡口形状和尺寸 （1）、定义 （2）、分类 基本型 组合型 特殊型,S2 焊接结构设计介绍,S2 焊接结构设计介绍,S2 焊接结构设计介绍,4：焊接接头表示方法及符号,p.H.K.h.S.R.C.d( 基本符号）nX l( e),p.H.K.h.S.R.C.d( 基本符号）nX l( e),a.B.b,a.

6、B.b,焊接方法代号,焊缝尺寸符号和数据标注原则,标注原则 1）、焊缝横截面尺寸的标注在基本符号左边 2）、焊缝长度尺寸方向在基本符号右边 3）、坡口角度、坡口面角度、根部间隙在基本符号上面或下面 4）、相同符号数量标注在基本符号后面 5）、当需要标注的尺寸数量较多又不易分辨，可在相应数据 前面增加相应的符号,（1）焊缝符号包括基本符号（13种）、铺助符号（3种）、补充符号（5种） 和焊接尺寸符号,请参考 ISO 2553-1992焊接连接.钎焊连接 和软钎焊连接.图纸上符号表示法.,S2 焊接结构设计介绍,（2）焊角尺寸,Z=,2,a,S2 焊接结构设计介绍,基本符号,S2 焊接结构设计介绍

7、,基本符号,S2 焊接结构设计介绍,基本符号,S2 焊接结构设计介绍,铺助符号,S2 焊接结构设计介绍,补充符号,S2 焊接结构设计介绍,焊缝尺寸符号,S2 焊接结构设计介绍,常用焊接方法代号,一、熔化极气体保护焊原理 二、熔化极气体保护焊分类 三、熔化极气体保护焊电弧 四、熔化极气体保护焊熔滴过渡 五、熔化极气体保护焊焊接设备组成 六、熔化极气体保护焊焊接参数 七、熔化极气体保护焊主要缺陷,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍目录,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍原理,送丝速度,干伸长度,v,vs,焊接速度,弧长,熔滴,电弧,一、原理: 采用连续等速送进可熔化焊丝与被焊工件之间的

8、电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属并形成熔池与焊缝的焊接方法,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍分类,二、GMAW 分类：,MAGC,三、电弧： 电弧是电极与金属间在气体介质中产生强烈而持久的放电现象,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍电弧,+,焊丝,阳极区（0-2V）,弧柱,阴极区（10V）,四、熔滴过渡： 焊丝在电弧热的作用下末端的熔化金属形成熔滴，熔滴从形成到经过电弧空间溶入熔池的过程 熔滴过渡表现形式如下：,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍熔滴过渡,1）、短路过渡 -当进行焊接时采用小的焊接规范（低电弧电压，小焊接电流）因弧长较短（2-3mm），焊丝末端形成的熔滴在尚

9、未充分长大，且未脱落时便与熔池表面接触，形成电弧两极的短路，在电磁力，熔滴重力和表面张力等作用下，使熔滴迅速溶入熔池的过程,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍熔滴过渡,a 、电弧燃烧熔滴初成,b、熔滴成长弧长缩短,c、熔滴短路电弧熄灭,d、熔滴搭桥仍无电弧,f、小桥爆断电弧复燃,短路过渡形成示意图,影响短路过渡稳定的主要因素 ： a）、电弧电压 b）、焊丝直径 c）、送丝速度,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍熔滴过渡,0,20,30,10,50,100,150,0.8,1.0,1.2,电弧电压（V),短 路 频 率 （N/s),电弧电压对短路过渡的影响,0,300,500,100

10、,20,60,100,1.0,短 路 频 率 （N/s),送丝速度（cm/min）,送丝速度对短路过渡的影响,2）、滴状过渡 -当进行焊接时采用中等焊接规范（较高电弧电压，较大焊接电流）因弧长较长（5mm），焊丝末端形成的熔滴得以充分长大，在熔滴过渡诸力的作用下，脱落的熔滴经过电弧空间而落入熔池的过程,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍熔滴过渡,a 、电弧燃烧熔滴渐成,b、斑点压力熔滴横长,c、熔滴爆断电弧波动,d、滴入熔池电弧变短,f、熔滴沉入弧长恢复,滴状过渡形成示意图,3）、射流过渡 -当进行焊接时在大熔滴过渡的基础上再增大焊接电流使得焊丝熔化速度增大增强，而熔滴的粒度反而变小，熔

11、滴过渡的频率加快，当电流增大到一定程度时，熔滴过渡变成射流过渡,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍熔滴过渡,a 、电弧燃烧丝断即熔,b、电磁力强细滴速成,c、沿弧中轴 细滴如流,d、穿过电弧珠入熔池,f、熔滴连注电弧稳定,射流过渡形成示意图,4）、脉冲过渡 -用不同脉冲宽度和脉冲电流可以形成由上三种不同熔滴过渡,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍熔滴过渡,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍熔滴过渡,0,2,200,300,500,脉 冲 电 流 Ip/A,脉冲时间tp/ ms,送丝速度对短路过渡的影响,4,8,10,12,6,400,600,1,2,3,1,在 区域内由于能量

12、不足只 能几个脉冲过渡一个较大的熔滴；在 区域内由于能量过大，一个脉冲可以过渡许多熔滴；在 区域正好一个脉冲过渡一个熔滴,2,3,ItP=c *熔滴过渡与脉冲参数之间的关系式,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍熔滴过渡,各种电弧的应用对照表,*喷射弧焊时尽管电弧功率较高，如果焊接速度过低，熔池也可能前拥，从而危及熔池的可靠性，产生连接缺陷。,焊接设备主要构成：,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接设备,焊接电源,送丝机构,焊枪,供气系统,控制系统,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接设备,1、焊接电源： -提供焊接时所需的能量，维持焊接电弧稳定燃烧 1）、焊接电源外特性

13、-可分为平特性、压降特性和缓降特性 2）、焊接电源动特性 -当负载发生瞬时变化时，弧焊电流与电压及时间的关系，用以表征对负载瞬变的反应能力,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接设备,3）、焊接电源输出参数调节 a）、电弧电压 -焊丝端头与工件间的电压降 b）、焊接电流 -对于平特性焊接电流通过送丝机构来实现，对于陡降电源通过电源外特性来调节,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接设备,2、送丝机构 1）、送丝机构工作类型 a 推丝式 b 拉丝式 c 推拉丝式 d 行星式,a,d,b,c,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接设备,3、焊枪 a）、导电嘴 b）、气体保护嘴 c

14、）、其他部件（电缆、气管、焊丝管、控制开关等）,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接设备,4、供气系统及保护气体 1）、供气系统,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接设备,4、供气系统及保护气体 2）、混合气体,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接设备,2）、混合气体 a、CO2气体,二氧化碳保护气体多用于焊接非合金钢和部分低合金钢。 氧化碳的最小单位（分子）是由一原子碳和二原子氧组成的化合物。因这个化合物处于全饱和状态，不和其它物质产生反应。二氧化碳是一种无色无味的气体。在市场上二氧化碳被作为碳酸（二氧化碳的水溶液）出售。和空气相比，二氧化碳的流动性好，比重较大，在电

15、弧区受热后体积和压力增大（分子分解所引起），从而使二氧化碳气体具有良好的保护作用，可以可靠地防止产生气孔。 使用二氧化碳保护气体对焊接性能的影响表现在以下三个方面： 1）对电弧的影响 二氧化碳电弧除了受到金属烟雾的影响外，还在很大程度上受到这种保护气体导热性的影响。二氧化碳气体导热性好，故导电的电弧截面小，所以二氧化碳电弧中的电压降和电流密度比混合保护气体电弧大一些。其电弧电压比用混合保护气体时大4伏。尽管二氧化碳电弧有高的能量密度，用正常焊接参数焊接时在焊缝中心不会产生指状熔池。二氧化碳的导热性好除了引起分子变化外（CO2CO+O），在相同的电弧功率下焊缝熔池成形比用富氩混合保护气体时明显宽

16、一些。故用少量的侧向摆动焊丝，便可以得到较宽的熔池。二氧化碳气体保护焊特别适用于某些特殊位置的焊接，尤其是厚壁工件下降焊缝的焊接。,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接设备,2）、混合气体 a、CO2气体,2）对熔滴过渡的影响 二氧化碳电弧，由于电流密度和温度较高，靠发热和分子分解时产生的爆炸压力产现熔滴过渡。此外，在较大电弧功率时的二氧化碳电弧的熔滴过渡有可能引起短路。这种作用在电弧上的力和短路过程使熔滴过渡变得较困难，往往会造成剧烈飞溅，并会因振动而导致熔池位移。为减少熔滴过渡的这种困难，可采取下列措施： a 、择合适的电弧工作点 b 、缩短焊丝伸出端的长度 c 、选用合适的焊丝材

17、料和直径 d 、调节电功率 在二氧化碳气体保护焊时必须非常仔细地调节电压和电流强度（熔化功率）。电流强度的变化曲线对各个电弧相位有很大的影响。尤其重要的是短路后再次引弧电功率不宜过高。只要全面考虑了各种可能的影响因素，可以得到光滑的焊缝和较少的飞溅量。 用二氧化碳保护气体焊接壁厚1毫米以下的薄壁工件比较困难，另外当开I型或V型坡口无铜垫间隙大时其搭桥性能不如用混合气体的气体保护焊。 纯二氧化碳电弧不能用由脉冲电流控制的熔滴过渡。只有在保护气体区域具有较高的二氧化碳含量（80%），并在焊炬旁通过一附加喷咀向电弧区内喷入纯氢气才能得到喷射电弧和脉冲电弧。 3）对焊渣的影响 二氧化碳气体保护焊产生的

18、焊渣较多。在焊接小焊缝时焊渣沉积区可能出现不均匀成形的焊道。当用大电弧功率焊接时，焊渣造成熔池剧烈振动，若焊接参数选择不当将会引起咬边。,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接设备,b 、氩气和二氧化碳混合气体 焊接非合金钢和低合金钢时可以应用二氧化碳含量在10-30%的富氩混合保护气体。可用实心焊丝和充填（空心）焊丝。一般不宜用于焊接奥氏体铬镍不锈钢。 和用纯氩气时相比较，随着氩气中二氧化碳含量的增加，熔池变深，气孔敏感性小，焊渣量大。只要电弧不是过长，工件表面没有氧化皮和铁锈，产生的焊渣比用纯二氧化碳气体保护焊时明显降低。 当采用二氧化碳短弧、喷射弧和脉冲弧工作时，只要焊接参数合理，

19、焊接时的飞溅很小。现分述如下： 1）短弧 用氩气和二氧化碳混合气体短弧焊时，适用于薄板连接和间隙大时搭桥。对于强制位置焊，尤其是厚壁工件下降角焊缝，应优先采用高二氧化碳含量的保护气体。从而可以减少因焊接速度不均匀和运条不当造成的连接缺陷。,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接设备,2）喷射弧 在电弧功率大时，用低二氧化碳含量的这种混合保护气体焊接也可得到喷射弧。当二氧化碳含量超过15%后，熔滴变大，伴随短路，形成部分熔滴过渡。在二氧化碳含量大于30%以后，其熔滴过渡情况和二氧化碳气体保护焊时的很类似。防止产生气孔的可靠性增加，由于此时氩气中的二氧化碳气体较多，熔池深度增大，但也同时增加

20、了焊渣量和飞溅。 3）脉冲弧 随着二氧化碳含量增加，脉冲弧焊较困难。只有在焊炬结构上采取一定措施，让两种保护气体分开来送入电弧区时，才能在采用高二氧化碳含量的混合气体时得到脉冲弧，这一点也同样对喷射弧适用。 根据电源的动态特性曲线和其它的焊接条件，在短弧和喷射弧间的工作点可能会引起剧烈的飞溅。故应避免在这中间区域施焊，应调节成脉冲弧以减少飞溅。在喷射弧区内，如焊到大间隙或工件边缘，往往会由于偏吹而出现剧烈的飞溅。,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接设备,C 、 氩气和氧气的混合气体 焊接钢材时，在这种混合气体中的含氧量为1-12%。 这种混合气体和纯氩气相比，熔池较深和烧损较大。若增

21、加混合气体中的含氧量，可降低熔滴过渡时的表面张力，减小熔化范围。形成一种平坦而光滑的焊道。适用于焊接奥氏体铬镍钢。优点在于焊缝金属不会渗碳。可通过变化含氧量和焊丝化学成分的措施控制电弧工作点以调节烧损。尽管含氧量高的这种混合气体焊接后焊缝金属的韧性有一些降低，但一般情况下仍能达到材料要求的冲击韧性。 1）喷射弧和脉冲弧 在这种氩气和氧气的混合气体中喷射弧和脉冲弧很稳定。和氩气加二氧化碳的混合气体相比，喷射弧的工作范围在较小的电弧功率时便已开始。由于电弧形状决定于氩气，也由于焊丝端部的表面张力较小，故为一种小体积和无飞溅状的熔滴过渡。飞溅少是因为较小的体积和较少热焓的缘故。工件熔池不大，熔滴分离

22、较容易。在保护气体喷咀上只有少量飞溅，能不间断地焊较长的焊缝，不需要中途中断下来清洁保护气体喷咀。 2）短弧 这种氩气和氧气的混合气体很适合用短弧焊接薄壁工件。对于强制位置的厚壁工件应改用氩-二氧化碳混合气体或大或小纯二氧化碳气体保护焊，因为这种氩气和氧气的混合气体焊接时熔池的表面张力较小，尤其是焊下降焊缝时，会出现熔池过快前跑的危险。在上升焊或其它强制位置，当电弧功率足够大时，很难避免出现较大的焊缝拱顶。,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接设备,5、控制系统,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,1、焊接参数归类,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,S3熔

23、化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,2、主要焊接参数介绍: 1）、气体流量 * 气体流量过低时保护气罩挺度不够会有空气倾入，影响保护效果如果严重的话会产生气孔 * 当气体流量过大时，会有紊流产生，破环保护作用，更易产生气孔，增加氧化性，加大焊接飞溅，焊缝表面无光泽。,2,4,6,8,10,12,14,16,0,14,12,10,8,16,气体流量L/min,保 护 直 径 mm,气体流量的适当值为1320L/min左右。 7L/min以下,或25L/min以上的话,会导致气孔及凹坑。另外直接受到电扇的风的话,气体会被刮跑,请注意一下。,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,

24、2、主要焊接参数介绍: 2）、导电嘴及喷嘴类型,反复焊接的话,飞溅就附在喷嘴上,导致保护气体弱化,容易发生气孔或凹坑。请定期对喷嘴进行清扫。,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,2、主要焊接参数介绍: 2）、导电嘴及喷嘴类型,反复焊接的话,焊嘴内径被削去而变宽,容易瞄错或导致供电不正常。请管理孔径的限度,定期进行交换。交换后,要用螺丝钳等紧固。焊嘴的松弛导致电弧不良。,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,2、主要焊接参数介绍: 3）、喷口高度 导电咀距离大，焊丝伸出端长，电阻增加，焊接受到强烈的电阻发热的预热作用。利用增大导电咀和工件表面距离的这个措施，便可在不增加

25、能量消耗的情况下熔化更多的填充材料。但这样节省的能量却加大了熔池的负担。此外，当导电咀和工件间距离大时，焊丝导向不准。焊炬握持倾角越大，导电咀和工件间的距离也越大。,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,2、主要焊接参数介绍: 4）、焊接电流 * 焊接电流影响着焊接电弧的稳定性、焊缝熔化深度和焊焊丝的熔化速度,焊接电流,熔 深,焊接电流,熔 化 速 度,0,100,60,500,400,300,200,50,40,30,20,10,0.6-1.2,1.2-1.6,1.6,焊丝直径、焊接电流及焊接电压最佳匹配,焊接电流A,电 弧 电 压 V,电流低,熔深就浅,焊道也窄。,电流高,就容

26、易出现咬边,堆高也高,飞溅也多。,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,2、主要焊接参数介绍: 5）、电弧电压 * 焊接电压影响着焊接电弧的稳定性、熔滴过渡形式、焊缝形状及飞溅量大小,R余高,H熔深,母才厚度,B熔宽,0,50,100,150,200,250,300,350,35,30,25,20,15,焊接电流A,焊 接 电 压 V,不同焊丝直径最佳电弧电压关系,0.8-1.0,1.0-1.2,1.2-1.6,1.6,电压低,焊道就窄,飞溅多；电压高,焊道就宽,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,2、主要焊接参数介绍: 6）、电弧极性 * 影响焊丝熔化速度 * 影响

27、熔滴过渡电弧的稳定性 和焊接飞溅量的大小 采用正极性接法焊丝末端为负电极，受到电弧空间较大的带电质点（正离子）的撞击，熔滴过渡受阻碍，熔滴受横向分力的作用产生非轴向过渡，电弧稳定性变差，焊接飞溅也比反极性接法大的多,焊件接电源正极为正极性接法；反之为反极性接法,焊 接 速 度 m/min,5,10,0,100,80,60,40,20,0,20,40,60,80,100,CO2(%),Ar(%),正极性,反极性,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,2、主要焊接参数介绍: 7）、回路电感 * 当熔滴过渡为短路过渡的时候增大电感时可以使电弧稳定飞溅减少 * 当为其他熔滴过渡时，回路电感

28、起的作用不大,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,2、主要焊接参数介绍: 8）、焊丝直径 * 焊丝直径与焊丝导电的电流密度有关 焊丝细小，其电流密度大，一方面提高电弧燃烧稳定性，另一方面加大焊缝的熔深，其三使焊丝熔化速度加快但其电流密度是有限度的（250A/mm2) * 焊丝直径与焊件板厚、焊缝位置和分布、焊接生产效率有关,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,2、主要焊接参数介绍: 9）、干伸长度 * 干伸长度也称为焊丝伸出长度，也是焊接时焊丝参与导电的一段，这一段也即将熔入到电弧当中，是被焊丝本身的电阻热先预热的，这样使焊丝熔化速度加快。,干伸长度,干伸长度长度长

29、,焊丝电阻热剧增，过热而熔化过快并熔断，会导致电弧不稳定和严重飞溅；电流就比设定值低起来,结果熔透能力下降,焊接瞄准位置也不稳定，易产生焊缝成行不良，另外还会使气体保护作用减弱产生气孔,长度过短,电流就比设定值高起来,喷嘴高度过低，飞溅容易附在焊嘴上，使气体保护作用减弱。 比较适合的干伸长度为1015mm,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,2、主要焊接参数介绍: 10）、焊接速度 * 当其他焊接参数稳定不变时，焊接速度增加会使焊缝的熔深、熔宽和余高均减小，影响焊缝的成形。,0,40,50,60,70,80,90,100,12,10,8,6,4,2,14,焊接速度cm/min,焊

30、 缝 成 形 参 数 mm,B熔宽,H熔深,R余高,*速度快,熔深就浅,容易出现咬边，因为过快的焊速使填充金属来不及填满边缘被熔化处； *速度慢,熔深就深,熔池中的液态金属会溢出，流到电弧移动的前面，当电弧走到此处，电弧便在液态金属便面燃烧，容易出现焊瘤等焊缝熔合不良,易形成未焊透缺陷 为了有效提高生产效率，需焊速与焊接电流、电弧电压、焊丝直径等参数协调配合使用,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,2、主要焊接参数介绍: 11）、焊枪倾斜角度 * 在焊接过程当中，可以保持焊枪垂直于焊件平面或焊枪与焊件保持一定的倾斜角度,前倾角焊接,后倾角焊接,特点是熔深浅、焊道宽,特点是熔深深、

31、焊道窄,板厚度同一的话,基本上为2030，把焊枪立得太直或太倒的话,就不发生熔深，部件头儿容易溶,中央处难熔，薄板比厚板难熔。,20-30,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,2、主要焊接参数介绍: 12）、瞄准中心位置,两个板的厚度都一样 =01.5mm,上板后,下板薄 =01.5mm,调整焊缝焊枪位置时,按瞄准位置不同熔深会大变,因此应把电弧的中心放难得熔深的一方。,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,3、调试决定焊接参数流程,决定焊接参数的流程,按部件的扳厚度及接头儿形状估计需要的入热量。,按部件的扳厚度及接头儿形状决定电流值,而以入热算式计算适当的 电压值及

32、速度。,焊接后,凭外观、声音及溶深检查的结果,判断合不合格。,OK,更改焊接管理指导书,NG,查NG的原因,并重新 调整有关条件。,见附件一 入热计算,附表一、入热算式,需要的入热量、电流及电压都定下来后,焊接速度用上述的算式能算出来。现在焊接机的功能提高了, 因此实现高速焊接,但速度过快的话,导致焊接不良,请算适当的速度。,入热(J/cm) =,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,电流（A） X 电压（V） X 60,焊接速度( cm/min),4、co2焊接的各种影响因素,S3熔化极气体保护电弧焊（GMAW）介绍焊接参数,+,-,a,CO2,H,G,U,l,焊接速度 增大熔宽

33、变小、熔深变浅、余高变低，容易产生咬边飞溅增大,焊枪前倾角 熔宽加宽、熔深加深、余高增大,焊丝直径太粗 熔深变小 稳弧性差 飞溅增大,气体流量 过低，气罩挺度不够，保护不好，易产生气孔 过大，气流会产生紊流，保护不好,弧压余弧长成正比 弧压增大，焊缝变宽，熔深变浅，余高变低，飞溅增多,焊接电流增大 熔宽变宽、熔深变深、余高变高 飞溅颗粒变小 电弧稳定性增强,电弧极性 正极性，焊丝熔化快、熔滴长大，飞溅增大 反极性，熔化速度合适，熔滴较小，飞溅较小,喷嘴高度 过高，气体保护效果差，易产生气孔 过低，飞溅易堵喷嘴，影响焊接,干伸长度 H增大，使熔深表小 H增大，焊缝易产生弯曲，焊不直,S3熔化极气

34、体保护电弧焊（GMAW）介绍主要缺陷,1、焊缝外部缺陷 1）、焊缝形状尺寸超差 2）、弧坑 3）、烧穿 4）、咬边 5）、焊瘤 6）、焊渣 7）、余高过高或过低 8）、焊脚不足 2、焊缝内外部均可产生缺陷 1）、未焊透 2）、气孔 3）、夹渣 4）、裂纹,S4电阻焊原理介绍-目录,电阻焊课程目录 ： 一、原理介绍 二、优点介绍 三、缺点介绍 四、电阻焊主要六大影响因素 五、电阻焊接分类 六、电阻焊质量检验,S4电阻焊原理介绍-原理,一、电阻焊原理： 焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法称为电阻焊 点焊时产生的热量由下式决定：Q=IIRt（J）

35、 式中：Q产生的热量（J） I焊接电流（A） R电极间电阻（欧姆） t焊接时间（s）,S4电阻焊原理介绍-优缺点,二、电阻焊优点： 1、熔核形成时始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单 2、加热时间短、热量集中，故影响区域小，变形小 3、不需要焊接填充材料成本低 4、操作简单易与实现自动化 5、生产效率高 三、电阻焊缺点： 1、无可靠的检测手段，只能靠工艺试验和破坏性实验要做判断 2、点、缝焊街头会增加构件的重量，且在两板间熔核周围形成夹角，导致接头的抗拉和疲劳强度低 3、设备功率大对电网影响比较大，维修成本也比较高,S4电阻焊原理介绍-影响因素,四、电阻焊影响质量的因素： 1、电

36、阻R及影响R的因素 电极间电阻包括工件本身电阻Rw，两工件间接触电阻Rc，电极与工件间接触电阻Rew.即R=2Rw+Rc+2Rew 当工件和电极一定时，工件的电阻取决与它的电阻率.因此，电阻率是被焊材料的重要性能.电阻率高的金属其导电性差（如不锈钢）电阻率低的金属其导电性好（如铝合金）。因此，点焊不锈钢时产热易而散热难，点焊铝合金时产热难而散热易.点焊时，前者可用较小电流（几千安培），而后者就必须用很大电流（几万安培）。电阻率不仅取决与金属种类，还与金属的热处理状态、加工方式及温度有关。 接触电阻存在的时间是短暂，一般存在于焊接初期，由两方面原因形成： 1）工件和电极表面有高电阻系数的氧化物或

37、脏物质层，会使电流遭到较大阻碍。过厚的氧化物和脏物质层甚至会使电流不能导通。 2）在表面十分洁净的条件下，由于表面的微观不平度，使工件只能在粗糙表面的局部形成接触点。在接触点处形成电流线的收拢。由于电流通路的缩小而增加了接触处的电阻。 电极与工件间的电阻Rew与Rc和Rw相比，由于铜合金的电阻率和硬度一般比工件低，因此很小，对熔核形成的影响更小，我们较少考虑它的影响。,S4电阻焊原理介绍-影响因素,四、电阻焊影响质量的因素： 2、焊接电流的影响 从公式（1）可见，电流对产热的影响比电阻和时间两者都大。因此，在焊接过程中，它是一个必须严格控制的参数。引起电流变化的主要原因是电网电压波动和交流焊机

38、次级回路阻抗变化。阻抗变化是因为回路的几何形状变化或因在次级回路中引入不同量的磁性金属。对于直流焊机，次级回路阻抗变化，对电流无明显影响。 3、焊接时间的影响 为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充。为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间（强条件，又称硬规范），也可采用小电流和长时间（弱条件，也称软规范）。选用硬规范还是软规范，取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率。对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间，都有一个上下限，使用时以此为准。 4、电极压力的影响 电极压力对两电极间总电阻R有明显的影响，随着电极压力的增大，R显著减小，而焊接电流增大的幅度却

39、不大，不能 影响因R减小引起的产热减少。因此，焊点强度总随着焊接压力增大而减小。解决的办法是在增大焊接压力的同时，增大焊接电流。,S4电阻焊原理介绍-影响因素,四、电阻焊影响质量的因素： 5、电极形状及材料性能的影响 由于电极的接触面积决定着电流密度，电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，因此，电极的形状和材料对熔核的形成有显著影响。随着电极端头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度将降低。 6、工件表面状况的影响 工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的存在还会影响各个焊点

40、加热的不均匀性，引起焊接质量波动。因此彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。,S4电阻焊原理介绍-分类,五、电阻焊分类： a：点焊 b：缝焊 c：凸焊 d：对焊,S4电阻焊原理介绍-点焊,点焊 1、点焊电极及电极夹头 电极的功能： 1）向工件传导电流 2）向工件传递压力 3）迅速导散焊接区热量 电极材料：,高导电率,较高导电率,低于前两类,弱导电率,S4电阻焊原理介绍-点焊,点焊 1、点焊电极及电极夹头 电极结构：,1）端部 2）主体 3）尾部 4）冷却水孔,S4电阻焊原理介绍-点焊,点焊工艺参数选择流程,确定工件材料及厚度,确定电极断面形状及尺寸,确定工艺参数,初步确定焊接压力与时间

41、？,初步确定焊接电流？,试验,S4电阻焊原理介绍-凸焊,凸焊优点：,S4电阻焊原理介绍-凸焊,凸焊电极材料：,凸焊电极设计：,S4电阻焊原理介绍-凸焊,凸焊凸点形状：,螺栓凸点形状：,线材凸点形状：,S4电阻焊原理介绍-焊接循环,点焊和凸焊焊接循环 ： 1）预压阶段电极下降到电流接通阶段，确保电极压紧工件，使工件间有适当压力。 2）焊接时间焊接电流通过工件，产热形成熔核。 3）维持时间切断焊接电流，电极压力继续维持至熔核凝固到足够强度。 4）休止时间电极开始提起到电极再次开始下降，开始下一个焊接循环。,S4电阻焊原理介绍-质量检验,六、电阻焊质量检验,检验,焊前检验,焊接过程检验,焊后检验,设

42、备、电极、材料、工艺参数,工件表面、压力等,表面、位置、熔合直径、缺陷,S4电阻焊原理介绍-质量检验,一、 电阻焊基本检验方法及内容,S4电阻焊原理介绍-质量检验,二、 电阻焊焊件尺寸检验要求,1）、焊点位置要求,S4电阻焊原理介绍-质量检验,二、 电阻焊焊件尺寸检验要求,2）、焊点熔核直径,三、 电阻焊焊接缺陷,1）、未熔合或未完全熔合 2）、裂纹 3）、气孔 4）、缩孔 5）、过深压痕 6）、烧伤烧穿 7）、过热组织及边缘变形膨胀,S5高束能焊-激光焊接原理,一、激光焊接原理： 激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形

43、成焊接。,Machine frame,Production Part,Work,Scannerbox,Laser,RS2-control,cooler,S5高束能焊-激光焊接机理,二、激光焊接机理： 1）、热传导焊接 -当激光照射在材料表面时，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加热熔化，材料表面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递，最后将两焊件熔接在一起。 2）、激光深熔焊 - 当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时，材料吸收光能转化为热能，材料被加热熔化至汽化，产生大量的金属蒸汽，在蒸汽退出表面时产生的反作用力下，使熔化的金属液体向四周排挤，形成凹坑，随着激光的继续照

44、射，凹坑穿人更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后将两焊件焊接在起。,S5高束能焊-激光焊接优点,三、激光焊接优点： 1）、速度快、深度大、变形小。 2) 、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。 3) 、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。 4) 、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。,S5高束能焊-激光焊接优点,三、激光焊接优点： 5) 、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光

45、斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。 6) 、可焊接难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵活性。尤其是近几年来， 在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。 7) 、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。,S5高束能焊-激光焊接缺点,四、激光焊接缺点： 1）、要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。这是因为激光聚焦后光斑尺雨寸小，焊缝窄，为加填充金属材料。若工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺憾。 2）、激光器及其相关

46、系统的成本较高，一次性投资较大。,S5高束能焊-激光焊接热传导,五、激光焊接热传导： 激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，使金属熔化形成焊接。在激光与金属的相互作用过程中，金属熔化仅为其中一种物理现象。有时光能并非主要转化为金属熔化，而以其它形式表现出来，如汽化、等离子体形成等。然而，要实现良好的熔融焊接，必须使金属熔化成为能量转换的主要形式。为此，必须了解激光与金属相互作用中所产生的各种物理现象以及这些物理现象与激光参数的关系，从而通过控制激光参数，使激光能量绝大部分转化为金属熔化的能量，达到焊接的目的。,S5高束能焊-激光焊接工艺参数,六、激光焊接工艺参数：

47、 1）、功率密度-功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度，在微秒时间范围内，表层即可加热至沸点，产生大量汽化。因此，高功率密度对于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度，表层温度达到沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层达到熔点，易形成良好的熔融焊接。因此，在传导型激光焊接中，功率密度在范围在104106W/CM2。 2）、激光脉冲波形-激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有6098%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。,S5高束能

48、焊-激光焊接工艺参数,六、激光焊接工艺参数： 3）、激光脉冲宽度-脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。 4）、离焦量对焊接质量的影响-激光焊接通常需要一定的离焦，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对 *离焦方式有两种：正离焦与负离焦 焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。按几何光学理论，当正负离做文章一相等时，所对应平面上功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。实验表明，激光加热50200us材料开

49、始熔化，形成液相金属并出现问分汽化，形成市压蒸汽，并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。与此同时，高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘，在熔池中心形成凹陷。当负离焦时，材料内部功率密度比表面还高，易形成更强的熔化、汽化，使光能向材料更深处传递。所以在实际应用中，当要求熔深较大时，采用负离焦；焊接薄材料时，宜用正离焦。,Visual GMAW Weld Inspection 气体保护焊的目视检查,S6CO2焊接缺陷及试验方法介绍,Adequate drawings & specifications 相应的图纸和技术规范 Acceptance standards clearly understood

50、by both manufacturer and buyer before welding is started. 在开始焊接前,客供双方须清楚地明确接收标准.,GENERAL PROVISIONS 先期准备,S6CO2焊接缺陷及试验方法介绍,Three categories: 三类工作 Prior to welding 焊接前 During welding 焊接中 After welding 焊接后,SCOPE 范围,S6CO2焊接缺陷及试验方法介绍,Visual acuity 灵敏的视觉判断力 Experience and Training 接受过一定的培训和相应的经验 Procedure

51、s 理解程序的要求 Certification Programs 通过了能力测试 Safety 完全了解工作环境的安全要求,Prerequisites for inspectors 检验员的必备要求,S6CO2焊接缺陷及试验方法介绍,General visual examination is a method for identifying surface flaws and imperfections 目视检查是发现焊接表面缺陷与次品的方法,Fundamentals 原则,S6CO2焊接缺陷及试验方法介绍,Review drawings and specifications 审核图纸与技术规

52、范 Plan for recording of results 准备记录检查结果 Review / develop control plan 审核并更新控制计划 Review / develop DFMEA / PFMEA 审核并更新DFMEA / PFMEA,Prior to Welding 焊接前,S6CO2焊接缺陷及试验方法介绍,Sequence of welding 焊接的顺序 Conformance with the applicable procedure i.e. voltage, amperage and travel speed. 与相应的程序保持一致,如: 电压,电流及焊接

53、速度,During Welding 焊接中,S6CO2焊接缺陷及试验方法介绍,Final weld appearance 最终焊接外观 Final weld size 最终焊接尺寸 Weld Length 焊接长度 Location accuracy 焊接位置的精确度 Distortion 变形,After Welding 焊接后,S6CO2焊接缺陷及试验方法介绍,Discontinuities众多缺陷 Porosity气孔 Incomplete fusion不完全熔接 Incomplete joint penetration结合点不完全熔深 Undercut咬边 Overlap虚焊 Crac

54、ks裂缝 Burn Thru烧穿 Melt back回熔 Notching收弧槽 Melt thru烧穿 Out of position焊偏 Hollow弧坑 Residue表面焊渣 Weld split 断弧 Weld burl 焊瘤 Weld height too high or too low 焊高过高或过低 Weld seam out of order 焊缝形状不整齐,FINAL WELD APPEARANCE 最终焊接外观缺陷,S6CO2焊接缺陷及试验方法介绍,Widely distributed广泛分布 Full length整条焊缝都有 Mostly on surface表面清晰可见,SCATTER