商业资料第29章 焊 接.docVIP

A thesis submitted to in partial fulfillment of the requirement for the degree of Master of Engineering 第二十九章　焊　　接 第一节　概　　述 焊接(welding)是通过局部加热或加压（或二者同时）的方法，借助金属内部原子之间的扩散与结合，将分离的金属连接成为一个不可拆卸的整体、形成永久性接头的加工过程。 一、焊接的分类 焊接方法很多，一般可分为三类： 1、熔化焊（fusion welding，fuse welding）　将焊接接口处的金属加热到熔化状态，经过冷却结晶形成接头的焊接方法，这类焊接一般都需加入填充金属。常用的电弧焊（电焊）、氧-乙炔焊（气焊）均属此类。 2、压力焊（pressure welding，welding with pressure）　在焊接接口处加压，并在压力作用下形成焊接接头的焊接方法。 3、钎焊（brazing，soldering）　利用比焊件熔点低的钎料和焊件同时加热，使钎料熔化（但焊件并不熔化）后填满焊件连接处的间隙，待钎料凝固后形成焊接接头的焊接方法。 二、焊接的特点 焊接的优点： 1、节省材料和工时　用焊接代替铆接，可以节省15(～20(的金属材料，不仅降低了消耗，而且还减轻了自重。同时，还可大大降低劳动强度，节约大量工时，提高生产率。 2、接口的强度和严密性高。 3、化大为小，拼小成大，可用小型铸、锻设备来生产大的零件。 4、操作简单，易于实现机械化和自动化。 由于焊接具有以上优点，故其应用十分广泛，在国民经济各部门中发挥着极其重要的作用。焊接的主要缺点是不可拆卸。 第二节　 手工电弧焊 手工电弧焊（manul arc welding）是利用电弧产生的热量来加热和熔化金属进行焊接的一种手工操作焊接方法。其设备简单，操作方便，是最常用的一种焊接方法。 　　一、焊接过程及基本原理 手工电弧焊以电弧(electric arc, arc)为热源，焊接前，焊条（通过焊钳）和工件分别接到电焊机输出端的两极。焊接时，首先在工件和焊条间引出电弧，电弧同时将工件和焊条熔化，随着电弧沿焊接方向前移，被熔化的金属迅速冷却，凝结成焊缝，从而使两工件牢固的地连接在一起。 二、焊接电弧 焊接电弧（welding arc）是在焊条和焊件之间的气体介质中发生的持久而强烈的放电现象，其温度高，热量集中，电弧的热量与焊接电流成正比。焊接时的电弧必须是稳定的。 1、焊接电弧的引燃 电弧产生的条件是气体要成为导电体。通常气体是不导电的，气体成为导体则需要两个条件，即阴极电子发射和气体电离。 当焊条与焊件瞬时接触时，相当于弧焊电源短接。短路产生了大量电阻热，使金属熔化，甚至蒸发、气化，引起强烈的电子发射和气体电离。这时，再把焊条与焊件之间拉开一点距离（3～4mm），由于电源电压的作用，在这段距离内，形成很强的电场，又促使产生电子发射。同时，加速气体的电离，这样使带电粒子在电场作用下向两极定向运动。弧焊电源不断地供给电能，新的带电粒子不断得到补充，形成连续燃烧的电弧。 　　2、焊接电弧的构造和温度分布 　采用直流电源时，焊接电弧可划分为三个区域：阴极区、阳极区和弧柱区，三个区域中产生的热量和温度分布是不均匀的。 电弧靠近阴极很薄的一层为阴极区。阴极区放出的热量为电弧总热量的36(左右，其温度的高低决于阴极的材料，可达2400～3500K。 电弧靠近阳极很薄的一层为阳极区。阳极区放出的热量为电弧总热量的43(左右，其温度略高于阴极区，可达2600～4200K。 阴极区与阳极区之间的部分为弧柱（arc stream）。其长度基本等于电弧长度，放出的热量为电弧总热量的21(左右，弧柱中心的温度可达2400～3500K。 焊接电源既可是直流电源也可是交流电源。由于三个区域发出的热量不同，使用直流电源焊接时就有两种不同的接法：若把阳极连接在焊件上，阴极连接在焊条上，则称为正接法（straight polarity）。采用正接法时，电弧中的热量大部分集中在焊件上，可加快焊件的熔化速度，多用于焊接较厚的工件。反之，若焊件接阴极，焊条接阳极，则称为反接法（reversed polarity）。反接法常用于焊接较薄的工件或不需要高热量的工件。 使用交流电源时，阳极和阴极不断变化，没有正反接法的差别。 　三、电焊机 　电焊机（arc welding machine）是供给焊接电源的专用设备，按其供给的焊接电流种类的不同，弧焊机分交流弧焊机和直流弧焊机两类。 　 交流弧焊机具有结构简单、价格便宜、使用可靠、效率高、噪音小、维护方便等优点，应用较广，但在电弧稳定性方面有些不足。直流弧焊机具有引弧容易、电弧稳定、焊接质量好、可