金属焊接及切割技术.doc

第三章 金属连接及切割工艺 目 录 介绍 ………………………………………………………………………………………………2 焊接工艺 …………………………………………………………………………………………3 钎焊工艺 …………………………………………………………………………………………28 切割工艺 …………………………………………………………………………………………30 小结 ………………………………………………………………………………………………35 术语和定义 ………………………………………………………………………………………35 第三章 金属连接及切割工艺 介绍 作为焊接检验师， 首先关心的是焊接，但掌握各种连接及切割工艺也是非常有帮助的。虽然焊接检验师不必是有资格的焊工，但以往的焊接经验是很有用的。事实上，很多焊接检验师是从焊工中选取的，而且他们往往能成为最好的检验师。 一个好的焊接检验师，必须掌握各种连接及切割工艺方面的知识，以便有效的进行工作。首先，检验师必须认识到每种工艺的长处或短处，也应该知道特定的工艺可能会产生哪些不连续。虽然许多缺陷的产生是与实施的工艺无关的，但有些缺陷的产生是与特定的工艺有关，这里将对每种工艺可能产生的缺陷进行探讨并将其定为“可能出现的问题”。 焊接检验师也必须具备与各种工艺相关的焊接设备方面的知识，因为缺陷的产生经常是由设备原因引起的。检验师必须在一定程度上掌握各种设备的控制方法以及设备调整与焊接质量之间的关系。 当焊接检验师具备某些工艺方面的基础知识后，他或她便可以准备进行目视焊接检验，这将有助于及时发现问题而不是事后采取花费很大的纠正措施。检验师具备在过程中发现问题的　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　能力无论对生产还是产品质量的控制都是有益的。 具备焊接工艺方面的知识的另一个好处是，焊工尊重检验师以及所做的结论；另外，焊工也更倾向于将在实际焊接过程中遇到的问题交由检验师处理，这将有助于检验师与焊工和其他制造人员的合作。 本章所讨论的内容分为三个部分：焊接、钎焊和切割。焊接和钎焊用于金属间的连接，而切割则是为了将材料去除或将其分离。对每一种连接和切割方法，这里将描述其主要特性，包括：每种工艺的长处、短处、设备要求、焊条/填充金属、技术、应用范围以及可能出现的问题。 在金属产品的制造中有很多种连接和切割方法，图3。1描述了由美国焊接学会给出的焊接和及其相关工艺总图，此图将连接和切割方法进行分类，命名为焊接工艺及相关工艺。其中焊接工艺分为七组，分别为电弧焊、固相焊、电阻焊、气焊、软钎焊、硬钎焊以及其他焊接。相关工艺包括热喷涂、粘接以及热切割（包括氧气、电弧及其它）。 本课程不可能对这么多工艺一一描述，因此，本课程仅选取与美国焊接学会认可焊接检验师考试相关的工艺进行讨论，详列如下： 焊接工艺 钎焊工艺 切割工艺 手工电弧焊 火焰钎焊 气割 气体保护电弧焊 炉中钎焊 碳弧切割 药芯焊丝电弧焊 感应钎焊 等离子切割 钨极气体保护电弧焊 电阻钎焊 机械切割 埋弧焊 浸沉钎焊 等离子焊 红外线加热钎焊 电渣焊 氧乙炔焊  螺柱焊 激光束焊 电子束焊 电阻焊 焊接工艺 在讨论各种焊接工艺之前，有必要先搞清楚焊接的具体含义。根据美国焊接学会的定义，焊接是“通过将材料加热到焊接温度、加压或不加压，或仅通过加压，使用或不使用填充材料而将金属或非金属在局部接合的过程”，接合即“连接在一起”，因此焊接是指实现连接的操作活动。本节将对加热但不加压的常用焊接工艺的基本特性作一介绍。 对各种焊接工艺而言，需强调的是它们具有某些共性。为了获得满意的焊缝，焊接工艺中的一些特定要求必须予以满足，包括加热所需的能量、保护熔融金属免受大气影响的方法以及填充金属（可根据工艺和接头形式选择）。之所以一种工艺不同于其他工艺，就是因为他们各自用不同的方式以满足上述的共性，这也是不同焊接工艺形成的原因。因此，对每种焊接工艺而言，就必须掌握其如何满足这些特定要求。 手工电弧焊（SMAW） 这里首先要讨论的是手工电弧焊，也就是我们通常所说的“手把焊”，它是通过带药皮的焊条和被焊金属间的电弧将被焊金属加热，从而达到焊接的目的。图3.2给出了手工电弧焊的各种影响因素及成型的情况。 从图中可以看出，焊条和工件的电弧是由电流引起的，它提供热能并将母材、填充金属以及药皮融化，随着电弧向右移动，焊接金属得以凝固并在表面形成一层焊渣，焊渣 是在金属的凝固过程中浮上来的，因此，焊接缺陷夹渣，即使很少，