《2005工艺班讲义.doc

焊接工艺知识 授课教师：张 昆（高级工程师） 1 焊接的定义：通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用添充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。 2 焊接的分类： 2.1熔化焊：气焊、电弧焊、铝热焊、电渣焊、等离子焊、电子束焊、气体保护焊、激光焊 2.2钎焊：烙铁钎焊、火焰钎焊、盐浴钎焊、电接触钎焊、炉中钎焊、高频钎焊、反应钎焊、真空钎焊钎焊 2.3压焊：锻焊、摩擦焊、接触焊、气压焊、冷压焊、超声波焊、爆炸焊 3 焊接电弧及弧焊电源的基本知识 3.1电弧引燃方法：接触引弧、刮檫引弧、高频引弧。 3.2电弧结构：阴极区、阳极区、弧柱。 3.3电弧特性曲线 3.4电弧电压与弧长的关系： Uh=Uy+Uya+Uz=a+blh 其中：Uh——电弧电压（V） Uy——阴极电压降（V） Uya——阳极电压降（V） Uz——弧柱电压降（V） a——a= Uy+Uya b——单位长度的弧柱压降，一般为20～40V/cm lh——电弧长度（cm） 3.5熔滴的过渡型式：短路过渡、大滴过渡、射流过渡。 3.6对弧焊电源的基本要求： 应有适当的空载电压 应有适当的外特性 应有良好的动特性 具有适当的功率 具有较大的焊接电流均匀调节范围 短路电流不应过大 4船舶建造中常用的气割与焊接方法 4.1气割： 氧-乙炔切割： 乙炔：是一种无色而有特殊臭味的气体。在标准状态下，比重是1.179kg/m3。乙炔是一种碳氢化合物，其分子式为C2H2。它比空气轻，在常温常压下为气态，所以也称乙炔气。 乙炔是可燃气体，它与空气混合燃烧时所产生的火焰温度为2350℃；而与氧气混合燃烧时所产生的火焰温度为3000～3300℃，因此足以迅速熔化金属进行焊接和切割。 乙炔是一种具有爆炸性的危险气体，当乙炔的温度超过300℃，同时压力增加到1.5～2kg/cm2时就容易发生爆炸。乙炔在空气中的含量（按体积计算）在2.8～80%的范围内，以及乙炔在氧气中的含量（按体积计算）在2.8～93%的范围内所形成的混合气体，只要遇到明火立刻就会爆炸。 乙炔与铜或银长期接触后会产生一种爆炸性的化合物，即乙炔铜或乙炔银，当它们受到剧烈震动或者加热到110～120℃时就会引起爆炸。所以凡是与乙炔接触的器具设备禁止用纯铜制造，只准用含铜量不超过70%的铜合金制造。 乙炔爆炸时会产生高热，特别是产生高压气浪，其破坏力很强，因此使用乙炔必须要注意安全。如果将乙炔贮存在毛细管中，其爆炸性就大大降低，即使把压力增高到27kg/cm2，也不会爆炸。另外乙炔能大量溶解于丙酮溶液中，这样就可以利用乙炔的这个特性，将乙炔装入乙炔瓶内（瓶内装有丙酮溶液和活性碳）贮存和运输。 氧-丙烷切割： 丙烷：是一种略带臭味的无色气体，分子式为C3H8，它能与空气或氧气构成具有爆炸性的混合气体，但具有爆炸危险的混合比值的范围较小，在2.3～9.5%范围内，因此比使用乙炔要安全些。 丙烷气达到完全燃烧所需要的氧气量比乙炔所需要的氧气量大。因此，氧气消耗量要多些。对割炬的结构也应作相应的改造。 丙烷的燃烧温度为2000～2850℃，因此，用于气割时对金属的预热时间稍长。但其切割质量容易保证，切口表面质量比较好。丙烷在氧中的燃烧速度是乙炔的四分之一左右，因此，要求割炬应有较大的混合气的喷出截面，降低流出速度，这样才能保证良好的燃烧。 4.2气焊 4.2.1气焊丝： 对气焊丝的要求： 1) 气焊丝的化学成分应基本上与焊件相符合，保证焊缝具有足够的机械性能。 2) 焊丝表面应无油脂、锈班及油漆等污物。 3) 焊丝应能保证焊缝具有必要的致密性，即不产生气孔及夹渣等缺陷。 4) 气焊丝的熔点应与焊件熔点相近，并在熔化时不产生强烈的飞溅或蒸发。 4.2.2气焊熔剂： 对气焊熔剂的要求： 1) 气焊熔剂应具有很强的反应能力，即能迅速溶解一些氧化物或与一些高熔点化合物作用后生成新的低熔点和易挥发的化合物。 2) 熔剂熔化后粘度要小，流动性要好，产生熔渣熔点要低，比重要小，易浮于熔池表面。 3) 能减少熔化金属的表面张力，使熔化的填充金属与焊件容易熔合。 4) 不应对焊件有腐蚀等副作用，生成的熔渣要容易清除。 4.2.3气焊熔剂的分类： 气焊熔剂根据它的作用可以分为两大类：一类是起化学作用的熔剂；一类是起物理溶解作用的熔剂。由于不同的金属在焊接时会出现不同性质的氧化物，故必须选择不同性质的熔剂才能达到消除氧化物的目的。 起化学作用的熔剂是由一