机械制造基础焊接.ppt

机 械 制 造 基 础 第4章 焊接 4.1概述 1、焊接方法的分类 2、焊接方法的主要特点 3、焊接方法在工业生产中主要应用 4.2手工电弧焊 1、手工电弧焊工作原理 2、焊接电弧 （2）电弧的组成 3、焊缝的形成 （1）焊缝的形成过程 4.2.3焊条 1.焊条组成和作用 2.焊条的分类 3.焊条型号与牌号 4.焊条的选用原则 4.2.4焊接接头的金属组织与性能 1.焊接工件上温度的变化与分布 2.焊接接头金属组织与性能的变化 1）焊缝金属 2）焊接热影响区 4.2.5焊接应力与变形 （2） 焊接变形的基本形式 （3）减少焊接应力与变形的措施 4.3其它焊接方法 4.3.1埋弧自动焊 1）埋弧自动焊的焊接过程 2）埋弧自动焊的特点及应用 4.2.2气体保护电弧焊 （1）氩弧焊 1）钨极氩弧焊（TIG焊） 2）熔化极氩弧焊（MIG） （2）C02气体保护焊 4.3.3气焊和气割 1.气焊 2.气割 4.4常用金属材料的焊接 4.4.1碳钢的焊接 1.低碳钢的焊接 2.中、高碳钢焊接 4.4.2低合金结构钢的焊接 1.强度用钢焊接 2.不锈钢焊接 4.4.4铸铁的焊补 4.4.5非铁金属的焊接 1.铝及铝合金的焊接 2.铜及铜合金的焊接 3.钛及钛合金的焊接 4.5焊接结构工艺设计 4.5.1焊接结构生产工艺过程概述 2、焊接结构工艺设计 （1）焊缝布置 2）焊缝要布置在便于施焊的位置 3）焊缝布置要有利于减少焊接应力与变形 （2）焊接方法的选择 常用焊接方法的特点及适用范围 （3）焊接接头设计 1）焊接接头形式设计 2）焊接接头坡口形式设计 焊接现场设备条件及工艺可能性 选择焊接方法进，要考虑现场是否具有相应的焊接设备，野外施工有没有电源等。此外，要考虑拟定的焊接工艺能否实现。 例如，无法采用双面焊工艺又要求焊透的工件，采用单面焊工艺时，若先用钨极氩弧焊（甚至钨极脉冲氩弧焊）打底焊接，更易于保证焊接质量。 焊接接头设计包括焊接接头形式设计和坡口形式设计。设计接头形式主要考虑焊件的结构形状和板厚、接头使用性能要求等因素。设计坡口形式主要考虑焊缝能否焊透、坡口加工难易程度、生产率、焊条消耗量、焊后变形大小等因素。 埋弧自动焊的缺点是： 适应性差，通常只适用于水平位置焊接直缝和环缝，不能焊接空间焊缝和不规则焊缝，对坡口的加工、清理和装配质量要求较高。 埋弧自动焊通常用于碳钢、低合金结构钢、不锈钢和耐热钢等中厚板结构的长直缝、直径大于300mm环缝的平焊。此外，它还用于耐磨、耐腐蚀合金的堆焊、大型球墨铸铁曲轴以及镍合金、铜合金等材料的焊接。 气体保护焊是指用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。 气体保护焊是明弧焊接，焊接时便于监视焊接过程，故操作方便，可实现全位置自动焊接，焊后还不用清渣，可节省大量辅助时间，大大提高了生产率。另外，由于保护气流对电弧有冷却压缩作用，电弧热量集中，因而焊接热影响区窄，工件变形小，特别适合于薄板焊接。 氩气是一种惰性气体，在高温下，它不与金属和其他任何元素起化学反应，也不熔于金属，因此保护效果良好，所焊接头质量高。 按使用的电极不同，氩弧焊可分为不熔化极氩弧焊即钨极氩弧焊（TIG焊）和熔化极氩弧焊（MIG）两种 氩弧焊是以氩(Ar)气作为保护气体的气体保护电弧焊。 常采用熔点较高的钍钨棒或铈钨棒作为电极，焊接过程中电极本身不熔化，故属不熔化极电弧焊。钨极氩弧焊又分为手工焊和自动焊两种。焊接时填充焊丝在钨极前方添加。当焊接薄板时，一般不需开坡口和加填充焊丝。 钨极氩弧焊的电流种类与极性的选择原则是：焊接铝、镁及其合金时，采用交流电；焊其他金属采用直流正接。由于钨极的载流能力有限，其电功率受到限制，所以钨极氩弧焊一般只适于焊接厚度小于6mm的工件。 熔化极氩弧焊是以连续送进的焊丝作为电极，电弧产生在焊丝与工件之间，焊丝不断送进，并熔化过渡到焊缝中去，因而焊接电流可大大提高。 熔化极氩弧焊可分为半自动焊和自动焊两种，一般采用直流反接法。 CO2气体保护焊是利用廉价的CO2气体作为保护气体的电弧焊。它是利用焊丝作电极，焊丝由送丝机构通过软管经导电嘴送出。电弧在焊丝与工件之间发生。CO2气体从喷嘴中以一定的流量喷出，包围电弧和熔池，从而防止空气对液体金属的有害作用。CO2保护焊可分为自动焊和半自动焊。目前应用较多的是半自动焊。 由于CO2气体是氧化性气体，高温时可分解成CO和氧原子，易造成合金元素烧损、焊缝吸氧，导致电弧稳定性差、飞溅较多、弧光强烈、焊缝表面成形不够美观等缺点。若控制或操作不当，还容易产生气孔。为保证焊缝的合金元素，须采用含锰、硅较高的焊接钢丝或含有相应合金元素的合金钢焊丝。 CO2气体保护焊除具有前述的气