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焊接基础与焊接方法 焊接基础与焊接方法 一、焊接概述 1、焊接定义 2、焊接分类 二、电弧焊基础知识 3、焊接特点及应用 1、焊接电弧 2、焊接冶金过程特点 3、焊接接头的组织与性能 4、焊接材料 三、常用焊接方法 1、手弧焊 2、气体保护焊 3、埋弧焊 5、其它焊接方法 4、气焊与气割 一、焊接概述 1、焊接定义 是永久性连接金属材料的方法。 焊接基础与焊接方法 是通过加热、加压，或加热同时加压的方法， 使分离的金属借助原子间的结合与扩散作用连接起来的工艺方法。 2、焊接分类 3、焊接特点 （1）节省材料，减轻重量。 焊接基础与焊接方法 （2）可化大为小、以小拼大。 简化复杂和大型零件的制造过程。 （3）适应性强。 可焊范围广，连接性能好。 （4）能满足特殊性能要求，可实现异种金属和密封件的连接。 （5）生产效率高，便于实现机械化和自动化。 优点 缺点： 焊接应力、变形， 接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。 4、焊接应用 （1）制造金属结构件； （2）制造机器零件和工具； （3）修复。 二、电弧焊基础知识 电弧焊是利用焊件与焊条（焊丝）间产生的电弧热量， 焊接基础与焊接方法 待冷却凝固后形成牢固接头的工艺方法。 将焊件与焊条（焊丝） 熔化， 主要有：手弧焊、埋弧焊、气体保护焊 1、焊接电弧 （1）引弧： 瞬时接触， 瞬间短路，产生低压大电流 产生大量电子发射，两极间气体介质电离形成电弧 迅速分离2-4mm。 具备两个条件：电子发射、 气体电离。 （2）电弧本质： 是在电极与工件之间强烈而持久的气体放电现象。 焊接基础与焊接方法 电极可以是金属丝、钨丝、碳棒或焊条。 电弧特点： 低电压、大电流、能量密度大、温度高、移动性好。 （3）电弧构造 阴极区：2400K，约占总热量的36-38% 阳极区：2600K，约占总热量的42-44%。 弧柱区：6000-8000K，约占总热量的20%。 （4）电弧极性及应用 使用直流电焊机时，有正、反接法。 正接法：焊件接阳极，焊厚件。 反接法：焊件接阴极，焊薄件。 2、焊接冶金过程特点 焊接基础与焊接方法 是指焊接时在电弧高温下焊接区内各种物质间的相互作用过程。 和普通冶金相比，具有如下特点： （1）熔池温度高 （2）熔池小，冷速快。 →元素（C、Si、Mn）烧损厉害，降低力学性能。 冶金反应不充分，难以达到平衡态。 （3）在大气中进行 →产生氧化物、氮化物、氢脆 →力学性能下降。 （4）熔渣、保护气体将熔池与空气分开 →有利于提高力学性能。 空气中N2和O2的影响： Fe+O→FeO，C+O→CO，Mn+O→MnO，Si+2O→SiO2 空气中水汽的影响： H2O→2H+O 3、焊接接头的组织与性能 焊接基础与焊接方法 接头 焊缝 热影响区 熔池金属冷却结晶所形成的铸态组织。 性能不低于基体金属。 焊缝两侧的母材，由于焊接热的作用，组织和性能变化的区域。 （1）熔合区 是焊缝和基体金属的交界区。 窄：0.1-1mm， 加热温度：T液~T固 过热组织， σb、ψ、αk很差， 是裂纹和局部脆断的发源地。 （2）过热区 加热温度：T固~Ac3+(100 ~200）℃， 晶粒粗大，属过热组织， ψ、αk差， （3）正火区 加热温度：Ac3-Ac3+(100 ~200）℃， 正火组织，力性好 （4）部分相变区： Ac1-Ac3之间，组织不均，力性稍差。 4、焊接材料 焊接基础与焊接方法 焊条、焊丝、焊剂、保护气体。 主要介绍焊条 （1）组成及作用 焊芯： 传导电流及填充焊缝的金属， 其化学成分及非金属夹杂物的多少直接影响焊缝的质量 焊芯是采用焊接专用纲丝制成，是经过特殊冶炼而成。 焊丝的牌号： H×元素符号×元素符号 如：H08Mn2SiA 芯丝直径： min：0.4mm；max:9mm，一般：3.2-5mm。 药皮： 稳弧、去杂质、渗合金，保护熔化金属及焊缝。 （2）分类 ①按药皮熔渣性质分： 酸性焊条和碱性焊条 酸性焊条： 焊接基础与焊接方法 药皮中含SiO2、FeO等较多， 熔渣呈酸性， 氧化性较强， 焊接时合金元素烧损多， 焊缝中O、N较多， 焊缝ψ、αk差， 但工艺性好， 用于一般钢结构焊接。 碱性焊条： 药皮中含较多的CaCO3、CaF2（萤石）， 熔渣呈碱性， 并含有较多的Fe合金作脱氧剂及合金剂， CO2气保护， CaO去S，CaF2去H， 焊缝力性高， 但对水、油、锈等较敏感， 易产生气孔，需焊前清理， 电弧稳定性差， 一般采用直流