14焊接工艺基础.ppt

第4篇 焊接 焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。 焊接过程的实质是利用加热或加压或两者兼用，借助于金属原子的结合和扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来。 根据实现原子间结合的方式，焊接可分为三类：熔化焊、压力焊、钎焊。 熔化焊：利用局部加热手段，将工件焊接处加热至熔化，形成熔池并冷却结晶形成焊缝的焊接方法。简称熔焊。 压力焊：焊接过程中，对工件加压（加热或不加热）完成焊接的方法。简称压焊。 钎焊：利用钎料（熔点比母材低的金属）填充接头间隙，使之熔化后与固态母材相互扩散而实现连接的焊接方法。 焊接的特点 ◆节省材料和工时，产品密封性好； ◆采用铸-焊、锻-焊和冲-焊复合结构，能实现以小拼大，生产出大型、复杂的结构件，以克服铸造或锻造设备能力的不足，有利于降低产品成本，取得较好的技术经济效益； ◆能连接异种金属，如将硬质合金刀片和车刀刀杆(碳钢)焊在一起；又如大型齿轮的轮缘可用高强度的耐磨优质合金钢，其他部分可用一般钢材来制造，将其焊成一体。这样既提高了使用性能，又节省了优质钢材。 第14章 焊接工艺基础 14.1 焊接电弧 焊接电弧是在电极与工件之间的气体介质中长时间的放电现象，即在局部气体介质中有大量电子流通过的导电现象。 14.1.1 焊接电弧的基本构造及热量分布 电弧放出热量的多少与焊接电流和电压的乘积成正比，焊接电流越大，电弧放出的热量就越多。 阴极区是电弧紧邻负电极的区域，很窄。表面有一个明亮斑点（阴极斑点）。热量占电弧总热量的36%，温度约2400K。 阳极区是电弧紧靠正电极的区域，比阴极区宽。表面也有明亮斑点（阳极斑点）。热量占电弧总热量的43%，温度约2600K。 弧柱是指阴极区和阳极区中间的部分。热量占电弧总热量的21%，中心温度可达6000～8000K。 14.1.2 焊接电源极性及选用 电弧的极性：电弧两极与焊接电源的连接方式。 直流电弧焊接时，焊件与焊接电源正极连接、焊条与负极连接的接线法就称为正接法（或正极性）。 反之，焊件与焊接电源负极连接、焊条与正极连接的接线法就称为反接法（或负极性）。 一般情况下皆用正接，因焊件上热量大，可提高生产率，如焊厚板、难熔金属等。反接只在特定要求时才用，如焊接有色金属、薄钢板或采用低氢型焊条等。 交流电弧焊接时，电源极性交替变化，连接方式可以任意选择。 14.2 焊接设备 14.2.1 焊接电弧对焊接设备的要求 ①应有适当的空载电压； ②焊接电源应具有陡降的外特性曲线； 电源的外特性是指电路上负荷变化时，电源供给的电压与电流的关系。通常用曲线表示，称为外特性曲线。 ◆短路电流不宜过大。 ◆电弧长度变化时，电弧电流变化小。 ③焊接电流应能根据焊件的材质和厚度的不同，方便地进行调节。 14.2.2 焊接设备 ①交流弧焊机：结构简单、价格低廉、使用方便、维护容易，但电弧稳定性少稍差。 ②硅整流弧焊机：高效节能、体积较小、维修方便、稳定性好。 ③逆变弧焊机：性能优异、高效节能、适应性好。 14.3 电弧焊的焊接过程及冶金特点 焊条电弧焊是利用焊条与焊件间产生的电弧热，将两者同时加热到熔化来进行焊接的工艺。 14.4 电焊条 14.4.1 电焊条的组成及作用 ① 焊芯 焊条中被药皮包裹的金属芯称焊芯。它的主要作用是导电和填充焊缝金属。 ②焊条药皮 焊接药皮中含有稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂等，以便焊接时： ◆稳定电弧燃烧，有利于焊缝成形，减少飞溅等； ◆形成气-渣联合保护，防止空气中有害物质侵入； ◆对焊缝进行脱硫、脱氧，并渗入合金元素，以保证焊缝金属获得符合要求的化学成分和力学性能。 14.4.2 电焊条的种类 按熔渣性质将焊条分为酸性和减性两类。 ◆酸性焊条：熔渣是以酸性氧化物为主(如SiO2、TiO2等)的焊条。 ◆ 碱性焊条：熔渣是以碱性氧化物为主(如CaO等) 的焊条。 酸性焊条工艺性好，但焊接质量一般。用于一般结构的焊接。碱性焊条工艺性差，但焊接质量好。常用于重要结构(如锅炉、船舶、桥梁、压力容器等)的焊接。一般用直流反接法。 14.4.3 焊条的型号与牌号 ①电焊条型号(国家标准中的焊条代号) 碳钢焊条应用最广泛，按GB/T 5