课次课题七其他焊接方法

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,课题七 其它焊接方法,本节简要介绍船舶制造过程中,其它焊接方法: 氩弧焊、,电渣焊（ESW) 、等离子弧(PAW) 、电阻焊(RW) 、钎焊(BW)及,高能密度焊,。,1,一 、氩弧焊,随着现代化工业生产的发展，焊接结构的类型及其所采用材,料品种的多样性，使得仅靠焊条电弧焊、埋弧焊、 CO,2,焊已不能,满足各类产品的焊接生产要求。例如，对一些化学活泼性较强的,铝、镁、钛及其合金，上述焊接方法已不能保证焊接质量。为此，,人们通过生产实践和科学研究，创造了氩弧焊。,（一）氩弧焊的概述,氩弧焊是以氩气作为保护气体的焊接方法。氩弧焊可分为钨极,（不熔化极）氩弧焊（简称TIG焊）和熔化极氩弧焊（简称MIG焊）。,图531 氩弧焊示意图,2,（二）氩弧焊的特点及应用,1TIG焊特点及应用,特点：(1)可焊金属多 ；(2)适应能力强；(3)焊接生产率低；,(4)生产成本高。,应用：TIG焊几乎可用于所有的钢材、有色金属及合金的焊接，,特别适合于化学性质活泼的金属及其合金。,常用于不锈钢、高温合金、铝、镁、钛及其合金以及难,熔的活泼金属（如锆、钽、钼、铌等）和异种金属的焊,接。,2MIG焊特点及应用,特点：（1）焊接质量好； （2）焊接,生产率,高； （3）适用范,围广；（4）焊前清理要求高。,应用：MIG焊适合于焊接低碳钢低合金钢耐热钢不锈钢有,色金属及其合金。目前在中等厚度大厚度铝及铝合金板材,的焊件，已广泛地应用了熔化极氩弧焊。所焊的最薄厚度约,为1mm，大厚度基本不受限制。,为了防止保护气流破环，氩弧焊只能在室内进行。,3,（三）氩弧焊设备,1TIG焊设备,手工钨极氩弧焊机由主电路系统供气系统水路系统,控制系统和焊枪等部分所组成，如图5-32。自动钨极氩弧焊机,是在上述系统的基础上，增加送丝装置及行走小车等机构，这,部分机构和埋弧自动焊机基本相同。,2 MIG焊设备,熔化极氩弧焊设备主要由焊接电源送丝机构焊枪控,制系统供水供气系统等部分组成，它与,CO,2,气体保护焊设备雷,同。,4,（四）氩弧焊工艺,1、TIG焊,（1）气体保护效果（纯度、焊枪结构、工艺因素）；,（2）焊接工艺参数的选择；,焊前清理；根据工件厚度选择钨极直径。,2、MIG焊,焊接工艺参数：焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、喷嘴直径、焊丝干伸出长度、氩气流量等。,5,（五）混合气体保护焊,1、Ar+CO2,2、 Ar+O2,3、 Ar+CO2+O2,（六）脉冲氩弧焊,1、维弧电源：,2、脉冲电源：,这两个电源并联到焊丝（钨极）和工件之间。,6,二,、,电渣焊,（一）电渣焊原理,原理：,利用电流通过液态熔渣产生的电阻热加热熔化母材与,电极（填充金属）并在冷却滑块作用下强制形成焊缝的焊接方法，,其原理如图538所示。,电渣焊过程 ：,电弧产生焊剂熔化形成渣池电弧熄灭、熔,渣导电产生电阻热金属熔化形成熔池,凝固结晶、形成焊缝。,7,（二）电渣焊的主要特点,1适合焊接厚件，生产率高、成本低；,2焊缝质量好；,3以焊代铸、代锻；,4焊接接头的组织粗大。,（三）电渣焊的分类及其应用,电渣焊根据所采用电极的形式不同分为下面几种类型：,1丝极是电渣焊（如图538所示 ）,丝极电渣焊可同时采用13根焊丝或更多根焊丝进行焊接。,主要用于焊接厚度40mm以上的较长直缝的焊接。还可用于大型,圆形焊件的环缝焊接，但需辅助装置配合。,图 538,丝极,电渣焊原理示意图,1焊件； 2金属熔池；3渣池； 4导电嘴；5焊丝； 6强制形成装置；7引出板； 8焊缝 ；,9引出板；10金属熔滴；,11,引弧板（槽形）。,8,2板极电渣焊（如图539所示）,板极电渣焊由于过长的板极会给操作上带来困难，因此,这种方法适用大断面且焊缝长度不超过1.5m的短焊缝的焊接。,图539 板极电渣焊示意图,1工件； 2板极；,3强制形成装置。,9,3熔嘴电渣焊（如图540所示）,熔嘴电渣焊根据工件厚度不同，可用一个或多个熔嘴同,时焊接，同时熔嘴可以做成各种曲线或曲面形状，主要用于,大断面及变断面的长焊缝的焊接，如大型船舶的艉柱等的焊,接。目前可焊厚度已达2m，焊缝长度已达10 m以上。,图540 熔嘴电渣焊示意图,1工件； 2熔嘴； 3导丝管；,4焊丝； 5强制形成装置。,10,4管极电渣焊（如图541所示）,管极电渣焊是用一根在外表面涂有药皮的无缝钢管充当,熔嘴，适用于厚度为2060mm焊件的焊接，具有生产率高和,焊缝质量好，操作和设备较简单的特点。,图541 管极电渣焊示意图 a) 管极电渣焊 b) 管极断面,1工件； 2涂药的管极；,3焊丝；4导电板；,5药皮； 6钢管。,11,(三)电渣焊热过程和冶金过程的特点,1、电渣焊的热过程特点,渣池是一个温度较低，热量较均匀，体积较大的热源，t， 晶粒粗大，对低碳钢来说，ta，HAZ晶粒粗大，组织过热，机械性能下降，冲击低，近缝区，不致产生淬火组织和冷裂纹。对易淬火钢，由于冷却快，近缝区，产生淬火组织和冷裂纹。,2、电渣焊冶金过程的特点,通过填充金属渗合金，焊缝中Fm1020%，而自动焊中Fm是50%以上,焊缝晶粒粗大且具有方向性。,(四) 电渣焊焊接材料,1、焊剂 焊剂170 焊剂360 或焊剂430 焊剂431,2、电极材料：焊丝H08Mn2或H10Mn2 或H08MnA，H09Mn2作熔嘴,12,(五) 电渣焊设备,电渣焊设备主要由两个部分,焊接电源和电渣焊机。,电源平特性的交流变压器,BP13*1000型和BP13*3000型,焊机 HS1000型，选用丝极和板极电渣焊丝,13,（六）电渣焊实例,下面以一万五千吨油轮尾柱为例电渣焊的工艺。见图419为分段示意图，接缝处应铸成短形截面，见图420所示，焊完后割掉多余部分。,14,三、等离子弧焊接,（一）等离子弧焊接的基本原理,1.原理：,等离子弧焊接是利用特殊构造的等离子弧焊枪所产,生的高温等离子弧，并在保护气体的保护下，熔合,金属的一种焊接方去。,2. 特点：,1）焊件不易氧化；,2）便于操作，容易实现全位置自动化；,3）焊接热影响区小，焊件不易变形；,4）焊缝致密，成形美观；,5）电弧挺直度和方向性好，可焊接薄壁结构；,6）弧柱温度高，焊接速度快，生产率高。,3.,应用,：,等离子弧焊接已日益广泛应用于生产中，特别是,国防工业,和尖端技术所用铜合金、合金钢、钨、,钼、钴、钛等金属的焊接。如钛合金的导弹壳体、,波纹管及膜盒、微型继电器、电容器的外壳封接,及飞机上一些薄壁容器等均可用等离子弧焊。,15,图542 穿透型等离子弧焊接示意图,16,（三）等离子弧焊接的基本方法,根据焊缝成形原理，等离子弧可分为穿透型等离子弧焊接、,熔透型等离子弧焊接和微束等离子弧焊接等三种基本方法。,图543 穿透型等离子弧焊焊接过程,1.穿孔型等离子弧焊接,大电流等离子弧焊。,2.熔入型等离子弧焊接,同一般钨极氩弧焊相似，适用于薄板，多层焊缝的盖面及角焊缝；焊速较快。,3.微束等离子弧焊接,30A以下的熔入型等离子弧焊；用于焊接0.0252.5mm的箔材及薄板；,弧柱细、能量集中，焊速快、,焊缝及 HAZ 窄，焊接质量好。,17,四、电阻焊,原理：,利用电流通过接触处及焊件产生的电阻热，将焊件加,热到塑性或局部熔化状态，再施加压力形成焊接接头,的焊接方法。,特点：,生产率高，焊接变形小，劳动条件好，操作方便，易,于实现自动化。但电阻焊设备复杂，投资大，耗电量,大。接头形式和工件厚度受到一定的限制。,应用：,适合于大批量生产，在自动化生产线上（如汽车制造）,应用较多，甚至采用机器人。,电阻焊分类：,点焊,主要用于厚度在4mm以下薄板冲压壳体结,构及钢筋焊接，尤其是汽车和飞机的制造。,缝焊,适合于焊接3mm以下的薄板结构，如油箱、,烟道焊接等。,对焊,适宜主要用于棒料的对接。,18,19,五、钎焊,原理：,利用熔点比母材低的金属作钎料，加热将钎料熔化，,利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相,互扩散实现连接的焊接方法。,钎焊接头的形成过程示意图,20,特点：,钎焊焊接变形小，焊件尺寸精确，可以焊接异种材,料和一些其它方法难以焊接的特殊结构（如蜂窝结,构）。钎焊可以整体加热，一次焊成整个结构的全,部焊缝。因此生产率高，并且易于实现机械化和自,动化。,焊接材料：,主要有钎料和钎剂。钎料作为填充金属起连接,作用；钎剂主要起去除氧化膜和油污，保护接,触面，改善钎料的润湿性作用。,钎焊的分类 ：,硬钎焊 钎料熔点高于,450,；,软钎焊 钎料熔点低于,450,。,应用：,钎焊主要用精密仪表、电气零部件、异种金属构件、,复杂的薄板结构及硬质合金刀具的焊接。,21,六、高能密度焊,1高能量密度焊的特点：,高能密度焊有时简称高能焊，是指功率密度（或能量密,度）比通常的气体保护焊高的一类焊接方法。,（1）功率密度高、加热集中、热效率高，因而产生的变,形极小，且热影响区极窄，特别适宜于精密焊接和微型焊接。,（2）可获得深宽比大的焊缝，焊接厚度大的焊件可不开,坡口一次成形。,（3）可用于难容金属、热敏感性强的金属以及热物理性,能差异悬殊的材料的焊接。,（4）高能密度焊的焊接参数均能单独进行调节，而且可,调范围宽，因而所焊厚度的材料范围大。,（5）生产效率高，在大批量生产的条件下，焊接成本低，,大约为气体保护焊成本的一半或更低一些。,除上述优点外，与其它焊接工艺相比，高能密度焊的设备,价格较昂贵，以及对焊件的加工精度、接头间隙的控制有较严,格的要求。,22,2. 电子束焊接,原理：,利用加速和聚焦电子束轰击置于真空或非真空中焊,件所生的热能进行焊接的方法称为电子束焊。,电子束焊接示意图,23,特点：,1）焊缝金属纯度高；,2）焊缝表面质量好，内部熔合性好；,3）焊接热影响区小，焊件不易变形；,4）控制灵活，精度高，适应性强。,应用：,电子束焊应用广泛，从微型电子线路组件、真空,膜盒、钼箔蜂窝结构、原子燃料器件到大型的导,弹外壳都可以采用电子束焊接。此外，熔点、导,热性、溶解度相差很大的异种金属，在真空中使,用的器件和内部要求真空的密封器件等，用真空,电子束焊接也能得到良好接头。,24,3. 激光焊,原理：,是利用激光器产生的激光光束，使其聚集到10,5,W/cm,2,以上的能量密度，当作用于焊件接缝处时，焊件吸收,光能而转换成热能，使金属熔化形成焊缝。,25,特点：,1）焊接热影响区极小，焊件难于变形；,2）焊件不易被氧化，可在空气中焊接；,3）焊接设备与焊件间无接触，可焊接难于接近的接头。,应用：,激光焊比较容易实现异种金属和异种材料的焊,接，目前已广泛用于电子工业和仪表工业中微,型件的焊接。,26,七、 水下焊接,（一）概述,水下焊接的分类，湿式法，局部干式法和干式法，见图422所示。,湿式法中，电弧直接在水中燃烧，不采用任何屏蔽装置，它是水下焊接中最便宜，最简单的一种方法，但焊接质量受水的影响和较差。,局部干式法，分面部空腔法，它是利用高压水将焊接区的海水排开，并用在惰性气体保护下进行焊接。还有简易容器（透明）将焊接区包围起来，用惰性气体把容器中的海水排除掉而进行焊接。,干式法，又可分为为普通干式法，它是用容器（或舱室）把结构的焊接区和焊工包围起来，并用高压气体把其中水排除掉，然后进行焊接。（底部有开口）而一大气下干式法，却无开口，但设备费用昂贵。,湿法都为手工电弧焊，目前也在研究状焊丝来自动焊，垂直焊，自动焊，等离子弧焊条，爆炸焊等水下焊接法。,干式法采用的除手工电弧焊外，还有TIG焊，MIG焊，MAG焊，局部干式法，采用水帘式MIG焊，也可以进行螺栓焊。,27,（二）水下焊接的主要问题,最主要问题：, 随着水深的增加，电弧所受的压力也相应增大, 焊接环境改变，导致焊接质量下降。,1、电弧电压升高,：电弧电压随水深增加而变化的情况。水深，电压但 TIG法水深超过100m，M IG法水深超过300m焊接较困难,2、飞溅与烟类增多,由于H，侵入电弧的水深，所以飞溅，如选择合适的电弧电压，焊接电流和保护气体种类，可减少飞溅,焊接烟类对湿法来说问题不大，对干式法来说，污染严重，需排除。烟类量增多的顺序为TIG，MIG，手弧焊，且手弧焊为TIG的45倍。MIG法产生的烟类量与电弧电压的关系,28,3、环境变量带来的问题, 熔敷金属成分的改变，湿法中一般Mn、Si、C降低。, 氢的不良影响增加 湿法焊接所产生的变化比大气中焊接多的多，干法由于焊件受潮，产生的变化也较大气中焊接多。, 冷却速度快 湿式法冷却最快，为大气中、焊接的几倍。,29,（三）水下焊接的装置,水下焊接的装置需要许多配套的设施，它以全部作业装置如图429所示，它包括海上支援船，深海调查船，水下作业船，水下升降机，水下干式焊接装置等，P85。,水下干式焊接装置如图43所示,外型尺寸 2.8*2.8*3.3（长*宽*高），最大水深100m,实例见图431（a）桩腿修焊 （b）船壳板修焊 （c）海底反道修焊,30,第五节 常用焊接方法的比较和选用,焊接方法分类结构图（树形）,31,焊接方法的选用应根据各种焊接方法的特点和焊接结构,制造要求，综合考虑其焊接质量、经济性和工艺可行性。选,用时应考虑以下几个方面。,1.,接头质量和性能要符合结构要求,选择焊接方法要,考虑金属的焊接性、焊接方法的特点和结构质量要求。例如，,铝容器焊接，质量要求高的应用氩弧焊。焊接薄板壳体，变,形要求小时，用CO,2,气体保护焊或电阻焊。,2.,考虑经济性，生产率高成本低,单件小批量生产、短,焊缝选用焊条电弧焊焊；成批生产中厚板长直缝选用埋弧自动,焊；40mm以上厚板，采用电渣焊一次焊成，生产率高。,3.,工艺性,焊接方法选用要考虑是否有这种方法的设备,和焊接材料，在室外或野外施工是否有电源等条件，焊接工能,否实现。例如，不能用双面焊，而只能用单面焊又要焊透时，,宜用钨极氩弧焊打底，易于保证焊接质量。,上述几个方面在实际焊接生成中应综合考虑，统筹安排。,32,焊接方法的选用原则概括起来有：,1、实用性,2、经济性,3、可操作性,4、可靠性,5、安全性,33,常用焊接方法的比较和选用,34,35,第六节 焊缝符号,一、 焊缝符号,焊缝符号是工程语言的一种，它可以统一焊接结构图纸上的符号。,焊缝符号表示法是指在图样上标注焊接工艺方法、焊缝形式和焊缝尺寸的符号。根据GB32488标准规定，焊缝符号主要由基本符号、辅助符号、补充符号、焊缝尺寸符号及指引线等组成。,（一）,基本符号,基本符号是表示焊缝横截面形状的符号，常用焊缝的基本符号、图示法及标注方法示例见表520。,36,表520 焊缝符号及标注方法,37,（二）辅助符号,辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号，见表521，,不需要确切地说明焊缝表面形状时，可以不加注此符号。,表521 辅助符号及标注方法,38,（三）补充符号,补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号，,见表522。,表522 补充符号及标注方法,39,（四）指引线,指引线由带箭头的箭头线和两条基准线（一条为细实线，,一条为虚线）两部分组成，如图551所示。虚线可画在细实线,的上侧或下侧，基准线一般与标题栏的长边相平行，必要时，,也可与标题栏的长边相垂直。箭头线用细实线绘制，箭头指向,有关焊缝处，必要时允许箭头线折弯一次。当需要说明焊接方,法时，可在基准线末端增加尾部符号，参见表522。,图5-51 指引线,40,（五）焊缝尺寸,焊缝尺寸一般不标注，设计或生产需要注明焊缝尺寸时,才标注，常用焊缝尺寸符号见表523。,表523 焊缝尺寸符号含义,41,（,六）焊接方法,焊接方法很多，常用的有：电弧焊、电渣焊、点焊和钎,焊等。焊接方法可用文字在技术要求中注明，也可用数字代,号直接注写在尾部符号中。常用焊接方法及代号，见表525。,表525 焊接方法及代号,42,二、焊缝的标注方法,（一）箭头线与焊缝位置的关系,箭头线相对焊缝的位置一般没有特殊要求，箭头线可以,标在有焊缝一侧，也可以标注在没有焊缝一侧，如图552,所示，并参见表520。,图552 箭头线的位置,43,（二）基本符号相对基准线的位置,为了在图样上能确切地表示焊缝位置，标准中规定了基本符号,相对基准线的位置，见图553所示。,（1）如果焊缝接头在箭头侧，则将基本符号标在基准线的细实,线一侧，如图553a所示。,（2）如果焊缝接头不在箭头侧，则将基本符号标在基准线的虚,线一侧，如图553b所示。,（3）标注对称焊缝及双面焊缝时，可不画虚线，如图5 53c所示。,图553 基本符号相对基准线的位置,44,（三）焊缝尺寸符号及数据的标注,焊缝尺寸符号及数据的标注原则如图554所示。,（1）焊缝横截面上的尺寸，标在基本符号的左侧；,（2）焊缝长度方向的尺寸，标在基本符号的右侧；,（3）坡口角度、坡口面角度、根部间隙b标在基本符,号的上侧或下侧；,（4）相同焊缝数量及焊接方法代号标在尾部；,（5）当需要标注的尺寸数据较多，又不易分辨时，可在数,据前面增加相应的尺寸符号。,图554 焊缝尺寸符号及数据的标注,45,三、常见焊缝的标注示例，参见表526。,表526 焊缝的标注示例,46,47,48,作业,1.什么氩弧焊？说明TIG、MIG、MAG的焊接原理,2、什么电渣焊？有哪几种？他们适合哪种情况的焊接？,49,欢迎进入课题七学习内容,50,