机械制造基础与实训第2版 作者 赵玉奇 主编第四部分 4-1.pptVIP

焊接概念 焊接是利用加热或加压（或两者并用）使两部分分离的金属形成原子间结合的一种连接方法 焊接的应用 焊接在工程上占有很重要的地位，据统计，世界上主要工业国家每年生产的焊接结构约占钢产量的45%左右。焊接主要用于制造金属结构，例如锅炉、压力容器、管道、汽车、飞机、船舶、桥梁、起重设备等，也用于制造机器零件，例如机座、床身、箱体等。此外，还可以用于零件的修复。 焊接方法的类型 按照焊接过程的特点，可以归纳为熔焊、压焊和钎焊三大类。 利用局部加热，使金属加热到熔化状态而获得结合的方法，称为 熔焊。 利用金属的局部加热并施加压力使其结合的方法，称为压焊。 利用低熔点的填充金属（钎料）熔化后，与固态母材相互扩散形成金属结合的方法称为钎焊。 4.1 焊条电弧焊 4.1.1 焊接电弧 4.1.2 电弧焊冶金过程和特点 4.1.3 焊条电弧焊设备 4.1.4 焊 条 4.1.5 焊条电弧焊工艺 小结 作业 焊接电弧的温度和极性 焊接电弧的组成 用直流弧焊机焊接时，焊接电弧由 阴极区、弧柱区和阳极区组成，如图所示 。 焊接电弧的热量与温度 直流电弧的阴极区紧靠负电极，此区域窄，温度约为2400K，放出热量约占电弧总热量的36%。阳极区指电弧紧靠正电极的区域，此区域较阴极区宽，温度为2600K，放出热量约占电弧总热量的43%。弧柱区指阴极区与阳极区之间的部分。温度最高为6000~8000K，放出热量仅占电弧总热量的21%。制冷剂蒸气在压缩机中被压缩成过热蒸气，压力由蒸发压力p0升高到冷凝压力pk。为绝热压缩过程。外界的能量对制冷剂做功，使得制冷剂蒸气的温度再进一步升高，压缩机排出的蒸气温度高于冷凝温度。 正接法和反接法 直流电弧焊时，焊件与电源输出端正、负极的接法，有正接和反接两种。 正接法 如图a所示，焊件接电源正极，焊条接电源负极的接线法。焊件温度较高，能获得较大熔深。适用于焊接厚度大，高熔点的焊件 。 反接法 如图b所示，焊件接电源负极，焊条接电源正极的接线法。适用于薄件及低熔点金属，以防烧穿。此外，有色金属也常用反接法。 4.1.2 电弧焊冶金过程和特点 电弧焊时，在焊接电弧作用下，焊件局部被加热到熔化状态，形成金属熔池，填充金属以熔滴形式向熔池过渡，其焊接过程如图所示 。 4.1.2 电弧焊冶金过程和特点 和一般冶炼过程比较，焊接过程中的冶金反应有其本身的特点。由于焊接电弧和熔池的温度比一般冶炼温度高，所以使得金属元素强烈蒸发和烧损；因为焊接熔池体积小（2~3cm3），而且从熔化到凝固时间极短，所以熔池金属在焊接过程中温度变化很快，使得冶金反应的速度和方向往往会发生迅速变化，有时气体和熔渣来不及浮出就会在焊缝中产生气孔和夹渣的缺陷。 为保证焊缝金属的化学成分和力学性能，除应清除工件表面的铁锈、油污及烘干焊条外，还必须采用焊条药皮、焊剂或保护气体（如CO2、氩气）等，机械地将金属液与空气隔开，以防空气进入。同时，还可通过焊条药皮、焊丝或焊剂对金属液进行冶金处理（如脱氧、脱硫、去氢、渗合金等），以除去有害杂质，添加合金元素，获得优质焊缝。 4.1.3 焊接电弧焊设备 弧焊设备的类型与特点 焊条电弧焊的主要设备是电弧焊机，它是焊接电弧的电源。焊条电弧焊电源包括交流弧焊机、直流弧焊发电机和整流弧焊机三类。 交流弧焊机供给焊接电弧的电流是交流电，其优点是结构简单，使用方便，价格便宜，易于维修及工作噪音小等。缺点是焊接电弧不够稳定，不能用于碱性低氢型焊条的焊接，生产中较少采用。 直流弧焊发电机供给焊接电弧的电流是直流电，是一种电动机和直流发电机的组合体，其优点是焊接电弧稳定，焊接质量较好。但结构复杂，造价高，噪音大，耗电多，已被原机电部于1992年起宣布为淘汰产品，1993年6月后停止生产。 焊接电源是整流弧焊机，它供给焊接电弧的电流是直流电。其结构相当于在交流弧焊机上加上整流器，从而把交流电变成直流电。它既弥补了交流弧焊机电弧稳定性不好的缺点，又有比直流弧焊发电机结构简单、造价低廉，维修方便，噪音低等优点。主要用于焊接质量要求高的钢结构件、有色金属、铸铁和特殊钢件。 4.1.3 焊接电弧焊设备 弧焊设备的类型与特点 焊条电弧焊的主要设备是电弧焊机，它是焊接电弧的电源。焊条电弧焊电源包括交流弧焊机、直流弧焊发电机和整流弧焊机三类。 交流弧焊机供给焊接电弧的电流是交流电，其优点是结构简单，使用方便，价格便宜，易于维修及工作噪音小等