中职《金属加工与实训-基础常识与技能训练》--第4章-金属热加工基础(下)课件

,P.79,课件制作：,重庆市涪陵区职教中心,数控组,云天,全国中职机械类规划新教材,（高教版）,基础常识与技能训练,第,4,章 金属热加工基础,（下：焊接）,（第,2,版）,金属加工与实训,第,三,节 焊接,P.106,是一种重要的金属成形加工工艺,，,广泛应用于车辆、桥梁、容器、船舰、锅,炉、起重机械、金属桁架等的制造中,，,并且随着科学技术的不断发展和计算机技术在焊接工艺上的应用,，,焊接质量及生产率不断提高,，,焊接在国民经济建设中的应用也更加广泛。,焊接,第,三,节 焊接,一、焊接基础知识,P.107,1.,焊接,的分类,将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法,，,称为熔焊。,焊接过程中,，,必须对焊件施加压力,(,加热或不加热,),以完成焊接的焊接方法,，,称为压焊,。,采用比母材熔点低的金属材料作钎料,，,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度,，,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焊件的焊接方法,，,称为钎焊,。,（,1,）,熔焊,（,2,）,压焊,（,3,）,钎焊,第,三,节 焊接,一、焊接基础知识,P.107,1.,焊接,的分类,焊接是指通过加热或加压或同时加热加压,，,并且用或不用填充材料使工件达到接合的一种工艺方法,。,如图所示,，,焊件经焊接后形成的接合部分称为焊缝,；,被焊的焊件称为母材,；,两个焊件的连接处称为焊接接头。,第,三,节 焊接,一、焊接基础知识,P.107,2.,焊接,的特点,焊接能够减轻结构重量,，,节省金属材料。焊接与传统的铆接方法相比,，,一般可以节省金 属材料,15%20%,。,焊接能够制造双金属结构。可以对不冋金属材料的零件进行对焊、摩擦焊等,；,还可以制造复合层容器,，,以满足高温设备、高压设备、化工设备等的特殊性能要求。,焊接能够化大为小,，,也能实现以小拼大。在制造形状复杂的结构件时常常先把金属材料加工成较小的部分,，,然后用逐步装配焊接的方法实现以小拼大。对于大型结构,，,如船体等其制造过程就是以小拼大,。,第,三,节 焊接,一、焊接基础知识,P.108,2.,焊接,的特点,焊接结构强度高。在多数情况下焊接接头能达到与母材等强度,，,甚至高于母材强度,，,因此,，,焊接结构的产品质量比铆接要好。目前焊接已基本上取代了铆接结构件。,由于焊接是一个不均匀的加热过程,，,因此焊接后会产生焊接应力与焊接变形。如果在焊接过程中采取合理的措施,，,可以消除或减轻焊接应力,与,变形。,焊接过程产生的噪声较小,，,工人劳动强度较低,，,生产率较高,，,易于实现机械化与自动化。,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.108,是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。焊条电弧焊是目前生产中应用最多、最普遍的一种金属焊接方法。它是利用焊条与焊件之间产生的电弧热,，,熔化焊件与焊条而进行焊接的。,焊接电弧是指在电极与焊件之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象,，,如图,所,图所,示。焊接电弧的产生一般有接触引弧和非接触引弧两种方式,，,手工电弧焊采用接触引弧。,焊条电弧焊,1.,焊接电弧,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.108,用装在焊钳上的焊条擦划或敲击焊件,，,由于焊条与焊件接触而造成瞬时短路,，,其,短路,大,电流,产生高,温,，,接着迅速把焊条提起,36mm,的距离,，,在两极间电场力的作用下,，空气被电离导电，,产生大量的光和热,，,最终在焊条端部与焊件之间就形成了电弧。,接触引弧,1.,焊接电弧,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.109,1.,焊接电弧,在焊条与焊件之间形成的电弧热,，,使焊件局部和焊条端部同时熔化成熔池,，,焊条金属熔化后成为熔滴,，,并借助重力和电弧气体的吹力作用过渡到焊件熔池中。同时,，,电弧热还使焊条药皮熔化或燃烧,，,药皮熔化后与液体金属发生物理、化学作用,，,形成的液态熔渣不断地从熔池中向上浮起,，,药皮燃烧时产生的大量气体环绕在电弧周围,，,熔渣和气体阻止空气中氧和氮的侵入,，,保护了熔化金属。,如图,所示,，,焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。阴极区温度大约为,2400K;,阳极区温度大约为,2600K;,弧柱区中心的温度最高,，,为,60008000K,。,溶池的形成：,电弧的组成：,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.109,1.,焊接电弧,电弧热量与焊接电流和电压的乘积成正比。,通常把电弧稳定燃烧时,，,焊件与焊条之间所保持的一定电压,，,称为电弧电压。电弧电压主要与电弧长度有关。电弧越长,，,相应的电弧电压也就越高,，,一般电弧电压为,2035V,。,焊接电流越大 。由于电弧电压变化较小,，所以,生产中主要是通过调节焊接电流来调节,电弧热量的，焊接电流越大，,则电弧产生的总热量越多,，,反之,，,则电弧产生的总热量越少。,电弧电压：,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.109,2.,焊条电弧焊设备及工具,（,1,）,弧焊电源,电焊机,为焊条电弧焊提供电源的专用设备,，,它是焊条电弧焊的主要设备。生产中按焊接电流的种类不同,，,可将电焊机分为直流弧焊机和交流弧焊机两类,1,）,直流弧焊机,直流弧焊机有,直流,弧焊发电机,和,弧焊整流器,两类，,如图所示。与交流弧焊机相比,，,直流弧焊机具有电弧燃烧稳定,，,适宜焊接不锈钢、薄板材。但,直流弧焊发电机,构造复杂维修不便,，,噪声大,、,成本高,、,能耗大,（属淘汰型），,适用于焊接较重要的焊件,，,如铜合金及铝合金等,，其余场合多使用弧焊整流器,。,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.110,2.,焊条电弧焊设备及工具,（,1,）,弧焊电源,1,）,直流弧焊机,直流弧焊机的输岀端有正极和负极之分。采用直流弧焊机焊接时,，,当把焊件接阳极、焊条接阴极时,，,称为,正接法,，,如所示。正接法的电弧热量大部分集中在焊件上,，,工件熔化较快熔池深度大,，,焊件易焊透,，,故适用于焊接较厚的焊件。相反,，,如果焊件接阴极、焊条接阳极时,，,称为,反接法,，,如图,所示。反接法的焊条熔化快,，,熔池深度浅,，,焊件不易焊透,，,故适合于焊接较薄的焊件或不需要较多热量的焊件。,直流弧焊机的接法：,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.110,2.,焊条电弧焊设备及工具,（,1,）,弧焊电源,2,）交,流弧焊机,实际上是一种特殊的降压变压器,，,如图,所示。焊接时,，,焊接电弧的电压基本稳定。当接通电源时,（,初级线圈形成回路,），,由于电磁互感作用,，,使次级线圈内产生感应电动势,（,即空载电压,）,。当焊条与工件接触时,，,次级线圈形成闭合回路,，,便有感应电流通过,，,从而产生焊接电弧,，,实现焊接。,生产效率较高,，,结构简单,，,使用可靠,，,成本较低,，,噪声较小,，,维护与保养也很容易,，,但它的电弧燃烧时稳定性较差,。无正接反接问题。,交流弧焊机,：,交流弧焊机的,特点：,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.110,2.,焊条电弧焊设备及工具,（,2,）焊条电,弧焊,的工具,焊条电弧焊的主要工具包括焊钳、焊接电缆、面罩与护目玻璃等。,焊钳的作用是夹持焊条和传导电流。一般要求焊钳导电性能好、重量轻、焊条夹持稳固、换装焊条方便等,。,作用是传导电流。一般用多股紫铜软线制成,，,要求绝缘性要好,，,而且要有足够的导电截面积,，,截面积大小应根据焊接电流大小而定。,面罩的作用是在焊接时保护操作人员的面部免受强烈的电弧光照射和飞溅金属的灼伤。护目玻璃,（,又称黑玻璃,），,它的作用是减弱电弧光的强度,，,过滤紫外线和红外线,，,使操作者在焊接时既能通过护目玻璃观察到熔池的情况,，,便于掌握和控制焊接过程,，,又避免眼睛受电弧光的灼伤。,1,）,焊钳,2,）,焊接电缆,3,）,面罩与护目玻璃,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.111,3.,焊条,（,1,）,焊条的组成与作用,如图所示,，,焊条由焊芯和药皮两部分组成。焊条质量的优劣对焊缝金属的力学性能有直接影响。,焊芯,是组成焊缝金属的主要材料。它的主要作用首先是传导焊接电流,，,产生电弧并维持电弧燃烧,；,其次是作为填充金属与母材熔合成,一体，,组成焊缝。,在焊缝金属中,，,焊芯金属约占 药皮涂料焊芯导电部分,60%70%,由此比可见焊芯的化学成分和质量对焊缝质量有重要影响。,为了保证焊接质量,，,国家标准对焊芯的化学成分和质量作了严格的规定。,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.111,3.,焊条,（,1,）,焊条的组成与作用,药皮,由一系列矿物质、有机物、铁合金和粘结剂组成。它的主要作用是,：,保证焊接电弧的稳定燃烧。,向焊缝金属渗入某些合金元素,，,提高焊缝金属的力学性能。,改善焊接工艺性能,，,有利于进行各种空间位置的焊接。,使焊缝金属顺利脱氧、脱硫、脱磷、去氢等,。,保护熔池与熔滴不受空气侵入,。,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.111,3.,焊条,（,2,）,焊条的,分类,可分为碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条,、,堆焊焊条、镍和镍合金焊条、铜和铜合金焊条、铝和铝合金焊条等。,可分为酸性焊条和碱性焊条两类。,熔渣中酸性氧化物的比例较高,，,焊接时,，,电弧稳定,，,飞溅小、熔渣流动性和覆盖性较好,，,因此,，,焊缝美观,，,对铁锈、油脂、水分的敏感性不大,，,焊接工艺性较好,；,但焊接过程中对药皮合金元素烧损较大,，,抗裂性较差,，,适用于焊接一般结构件。,熔渣中碱性氧化物的比例较高,，,焊接时,，,电弧不够稳定,，,熔渣的覆盖性较差,，,焊缝不美观,，,焊前要求清除掉油脂和铁锈,，,焊接工艺性较差,;,但它的脱氧和去氢能力较强,，,故又称为低氢型焊条,，,焊接后焊缝的质量较好,，,适用于焊接要求高塑性和高韧性的重要结构件。,按用途不同,：,按焊条药皮熔化后的酸碱度,：,酸性焊条,碱性焊条,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.111,3.,焊条,（,3,）,焊条,型号编制方法,焊条型号主要反映焊条的性能特点及类别。目前,，,我国参照国际标准,，,陆续对不同焊条型号作了修改,，,如碳钢焊条型号编制方法以字母“,E,” 开头表示焊条,，,例如,，,E4303,表示焊缝金属的抗拉强度,R,43kg/mm,2,（,或,420MPa,），,适用于全位置焊接,，,药皮类型为钛钙型,，,电流种类是交流或直流,(,正接或反接,),。,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.112,3.,焊条,（,4,）,焊条,选用的原则,焊条的选用主要考虑以下一些因素,：,考虑母材的力学性能和化学成分。对于结构钢主要考虑母材的强度等级,，,如母材是普通低合金钢时,，,可以选择低合金钢焊条,;,对于低温钢主要考虑母材低温工作性能,;,对于耐热钢、不锈钢等主要考虑熔敷金属的化学成分应与母材相当。,考虑焊件结构的复杂程度和刚性。例如,，,对于形状复杂、刚性较大的结构,，,应选用抗裂性好的碱性焊条。,考虑焊件的工作条件。例如,，,在腐蚀环境中工作的结构件,，,应选择不锈钢焊条,;,在高温条件下工作的结构件,，,应选择钼及铬钼耐热钢焊条等。,考虑生产率、焊接工艺、焊接成本和焊接质量等因素。,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.112,4.,焊条电弧焊的工艺,（,1,）焊缝的空间位置,焊接时,，,按焊缝在空间位置的不同可分为,平焊、立焊、横焊,和,仰焊,四种,，,如图所示。其中,平焊,操作最容易、劳动条件好、生产效率高、焊接质量容易保证,，,因此,，,一般把焊缝放在平焊位置进行操作。立焊、横焊、仰焊时操作较难,，,应尽量避免。若无法避免时,，,可选用小直径的焊条较小的电流,，,并调整好焊条与焊件的夹角与弧长后再进行焊接。,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.112,4.,焊条电弧焊的工艺,（,2,）,焊接接头的基本形式和坡口的基本形式,对于焊条电弧焊,，,由于焊件结构形状、焊件厚度以及对焊接质量的要求不同,，,焊件的接头形式和坡口形式有所不同。,焊接接头形式,：,有对接接头、角接接头、,T,形接头、搭接接头等。,坡口,：,根据,设计或工艺需要,，,在焊件的待焊部位加工并装配成的具有一定几何形状的沟槽。坡口的基本形式有卷边坡口、形坡口,（,不开坡口,）,、,V,形坡口、,X,形坡口、,U,形坡口、,K,形坡口、,J,形坡口和塞焊坡口等,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.113,4.,焊条电弧焊的工艺,（,2,）,焊接接头的基本形式和坡口的基本形式,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.112,4.,焊条电弧焊的工艺,（,3,）,焊接工艺参数的选择,焊接时,，,为了保证焊接质量而选定的有关物理量的总称称为焊接工艺参数。它主要包括焊条直径、焊接电流、焊接层数、电弧长度和焊接速度等。,1,）,焊条直径的选择,焊条直径的大小与焊件厚度、焊接位置及焊接层数有关。一般焊件厚度大时应选用大直径焊条,；,平焊时焊条直径应大些,；,多层焊在焊第一层时,，,应选用较小直径的焊条。焊件厚度、焊条直径的关系见,下,表,。,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.113,4.,焊条电弧焊的工艺,（,3,）,焊接工艺参数的选择,2,）,焊,接电流的选择,焊接电流的选择主要根据焊件厚度和焊条直径来确定,，,见,下,表,。非水平位置焊接或焊接不锈钢时,，,焊接电流应比平焊时小,15%,左右。焊角焊缝时,，,焊接电流要稍大些。,总之,，,焊接工艺参数的选择应在保证焊接质量的条件下,，,尽量采用较大直径的焊条和较大的焊接电流进行焊接,，,以提高劳动生产率。,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.114,4.,焊条电弧焊的工艺,（,3,）,焊接工艺参数的选择,3,）,电弧长度和焊接速度的选择,电弧长度和焊接速度在焊条电弧焊中,，,都是靠手工操作来控制的,，,在技术上未作具体规定。,但电弧过长,，,会使电弧燃烧不稳定,，,熔深减小,，,飞溅增加,，,还会使空气中的氧和氮侵入焊缝区,，,降低焊缝质量,，,所以要求电弧长度尽量短些。焊接速度不应过快或过慢,，,应以焊缝的外观与内在质量均达到要求为宜,。,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.114,4.,焊条电弧焊的工艺,（,4,）,焊接,基本操作技术,主要包括引弧、运条和焊道收尾等。,引弧是指在弧焊开始时,，,引燃焊接电弧的过程。引弧方法有敲击法和划擦法两种,，,如图,所示。引弧时,，,首先将焊条末端与工件表面接触,（,或划擦,）,形成短路,，,然后迅速将焊条向上提起,36mm,，,电弧即可引燃,。,1,）,引弧,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.114,4.,焊条电弧焊的工艺,（,4,）,焊接,基本操作技术,运条是在焊接过程中,，,焊条相对于焊缝所作的各种动作的总称。,引弧后,，,必须掌握好焊条与焊件之间的角度,，,如图所示。另外,，,在操作过程中要使焊条同时完成三个基本的运条动作即,：,焊条朝熔池方向的送进运动。焊条送进速度应等于焊条熔化速度,，,以保持弧长不变,。,焊条沿焊接方向的移动。焊条移动速度应等于焊接速度。,焊条沿焊缝的横向摆动。焊条以一定的运动轨迹周期性地沿焊缝左右摆动,，,以便获得定宽度的焊缝,。,2,）运条,第,三,节 焊接,二,、焊条电弧焊,P.114,4.,焊条电弧焊的工艺,（,4,）,焊接,基本操作技术,焊道收尾是指一条焊道结束时如何收尾的过程。焊道收尾时,，,为防止尾坑的出现,，,焊条应停止向前移动,，,可采用画圈收尾法、后移收尾法等,，,自下而上地慢慢拉断电弧,，,以保证焊道尾部成形良好,。,3,）,焊道收尾,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.114,1.,气焊,是利用可燃性气体火焰作为热源来熔化母材和填充金属,，,实现金属焊接的一种方法,，,如图所示。可燃性气体主要有乙炔、液化气或丙烷燃气等,，,其中最常用的是乙炔,。,气焊,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.115,1.,气焊,（,1,）,气焊,的主要设备和工具,气焊主要设备和工具包括氧气瓶、氧气减压器、乙炔气瓶、乙炔减压器、回火保险器、焊炬、胶皮管等,，,如图所,示。,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.115,1.,气焊,（,1,）,气焊,的主要设备和工具,氧气瓶是一种储存和运输氧气的高压容器。氧气瓶容积一般为,40L,，,瓶口上装有开闭氧气瓶的阀门,，,并套有保护瓶阀的瓶帽。按规定,，,氧气瓶外表涂成天蓝色并用黑色字标明“氧气” 字样。氧气瓶不许曝晒、火烤、震荡及敲打,，,也不许被油脂沾污。使用的氧气瓶必须定期进行压力试验。,乙炔气瓶是一种储存和运输乙炔气的高压容器,2),乙炔气瓶,，,瓶口装有阀门并套有瓶帽保护。按规定乙炔气瓶外表涂成白色并用红色字标明“乙炔,，,火不可近” 字样。,1,）氧气瓶,2,）乙炔气瓶,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.115,1.,气焊,（,1,）,气焊,的主要设备和工具,氧气减压器,是将氧气瓶内的高压氧气调节成工作所需要的低压氧气,，,并在工作过程中保持压力与流量稳定不变,；,乙炔气减压器,是将乙炔气瓶内的高压乙炔气调节成工作所需要的低压乙炔气,，,并保持工作过程中的压力与流量稳定不变。,在气焊过程中,，,由于气体供应不足,，,或管道与焊嘴阻塞等原因,，,均会导致火焰沿乙炔导管向内逆燃,，,这种现象称为回火。回火会引起乙炔气瓶或乙炔发生器的爆炸。为了防止这种严重事故的发生,，,必须在导管与发生器之间装上回火保险器。,3,）减压器,4,）,回火保险器,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.115,1.,气焊,（,1,）,气焊,的主要设备和工具,焊炬的作用是将可燃气体与氧气按一定比例混合,，,并以一定的速度喷出,，,点燃后形成稳定燃烧并具有较高热能的焊接火焰。按可燃气体与氧气混合方式的不同,，,焊炬可分为射吸式和等压,式两类。目前使用较多的是,射吸式焊炬,。,5,）,焊炬,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.116,1.,气焊,（,2,）,气焊,工艺,气焊具有火焰容易控制、适应性强、不需电源、能够焊接多种金属材料等优点。但气焊存在火焰温度较低、加热缓慢、热影响区较宽、焊件易变形及难以实现机械化等缺点。气焊适合焊接厚度在,3mm,以下的薄钢板、非铁金属及其合金,，,钎焊刀具及铸铁的补焊等。,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.116,1.,气焊,（,2,）,气焊,工艺,气焊质量的优劣与所用气焊火焰的性质有很大关系。改变氧气和乙炔气体的体积比,，,可得到中性焰、碳化焰和氧化焰三种不同性质的气焊火焰,，,如图,所示。,1,）,气焊,火焰,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.116,1.,气焊,（,2,）,气焊,工艺,1,）,气焊,火焰,是指在燃烧区内既无过量氧又无游离碳的火焰。氧气与乙炔充分燃烧,，,内焰的最高温度可达,30003200,，,适合于焊接低碳钢、中碳钢、低合金钢、紫铜、铝及其合金等。,是指火焰中含有游离碳,，,具有较强的还原作用,，,也具有一定渗碳作用的火焰。此时乙炔过剩,，,火焰最高温度可达,3000,，,适合于焊接高碳钢、高速钢、铸铁及硬质合金等,。,是指火焰中有过量的氧,，,在尖形焰芯外面形成一个具有氧化性富氧区的火焰。由于氧气充足,，,火焰燃烧剧烈,，,最高温度可达,3300,，,适合于焊接黄铜、锡青铜、镀锌铁皮等。,中性焰,碳化焰,氧化焰,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.116,1.,气焊,（,2,）,气焊,工艺,气焊时主要采用对接接头,，,而角接接头和卷边接头只是在焊接薄板时采用,，,搭接接头和,T,形接头则较少采用。在对接接头中,，,当焊件厚度小于,5mm,时,，,可以不开坡口,，,只留,0.51.5mm,的间隙,;,当焊件厚度大于,5mm,时,，,必须开坡口。坡口的形式、角度、间隙及钝边等与焊条电弧焊基本相同,。,2,）,气焊,的接头形式和坡口形式,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.116,1.,气焊,（,2,）,气焊,工艺,气焊焊丝的化学成分要求与焊件的化学成分基本相符,；,焊丝的直径一般根据焊件的厚度来决定,，,见,下,表,。,3,）,气焊,时焊丝直径的选择,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.117,1.,气焊,（,2,）,气焊,工艺,焊炬的倾斜角度是指焊嘴长度方向与焊件之间的夹角,，,如,左下图,所示,，,其大小主要取决于焊件厚度和母材的熔点与导热性等。气焊过程中,，,焊丝与焊件表面的倾斜角一般为,30,-40,，,焊丝与焊炬中心线的角度为,90,-100,，,如,右下图,所示。,4,）,气焊,时焊嘴倾角的选择,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.117,1.,气焊,（,2,）,气焊,工艺,气焊前,，,先调节好氧气压力和乙炔压力,，,装好焊炬。点火时,，,先微开氧气阀门,，,再打开乙炔阀门,，,随后点燃火焰,，,并调节至所需要的火焰。在点火过程中,，,如果有放炮声或火焰熄灭现象,，,应立即减少氧气或放掉不纯的乙炔后,，,再点火。灭火时,，,应先关乙炔阀门,，,再关氧气阀门,，,以免发生回火并减少烟尘。,5,）,气焊,的基本操作方法,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.117,1.,气焊,（,2,）,气焊,工艺,焊接速度与焊件的熔点和厚度有关,，,一般当焊件的熔点高、厚度大时,，,焊接速度应慢些,，,但在保证焊接质量的前提下应尽量提高焊接速度,，,以提高生产率。,6,）,气焊,的焊接速度,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.117,2.,埋弧焊,是指电弧在焊剂层下燃烧并进行焊接的方法。埋弧焊属于电弧焊的一种,，,可分为埋弧自动焊和埋弧半自动焊两种。,埋弧自动焊,如,图,所示。电源与焊件相接,，,颗粒状焊剂通过软管均匀地撒在焊接,位置，焊丝被送丝电机自动送入电弧燃烧区，并维持选定的弧长，在焊接小车的带动下，以一定的速,度移动完成焊接。,埋弧焊,埋弧焊的工作原理,设备,电弧在颗粒状的焊剂下燃烧,，,焊丝由送丝机构自动送入焊接区。电弧沿焊接方向的移动靠手工操作完成的称为埋弧半自动焊,，,电弧沿焊接方向的移动靠机械自动完成的称为埋弧自动焊。,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.118,2.,埋弧焊,埋弧自动焊的,优点,是允许采用较大的焊接电流以提高生产率,，,焊缝保护好,，,焊接质量高,，,能节省材料和电能,，,无熔化金属溅射和弧光四射现象,，,劳动条件好,，,容易实现焊接自动化和机械化,。,缺点,是焊接时电弧不可见,，,不能及时发现问题,，,接头的加工与装配要求较高,，,设备较贵,，,焊前准备时间长。,埋弧焊主要,用于,焊接非合金钢、低合金高强度钢,，,也可用于焊接不锈钢及加工铜等,，,适合于大批量焊接较厚的大型结构件的直线焊缝和大直径环形焊缝,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.118,3.,气体保护电弧焊,用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊,，,称为气体保护电弧焊,，,简称气体保护焊或气电焊。根据所用保护气体的不同,，,气体保护焊可分为氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、氦弧焊等。下面主要介绍氩弧焊和二氧化碳气体保护焊。,（,1,）,氩弧焊,以氩气作为保护气体的气体保护电弧焊称为氩弧焊。按所用的电极不同,，,氩弧焊分为非熔化极,(,钨极,),氯弧焊和熔化极氩弧焊两种,，,如图,所示。,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.118,3.,气体保护电弧焊,（,1,）,氩弧焊,氩弧焊的,特点,:,便于观察,，,操作灵活,，,适宜于各种位置的焊接,，,焊后无熔渣,，,易实现焊接自动化,，,焊缝表面成形好,，,具有较好的力学性能,，,焊接电弧燃烧稳定,，,飞溅较小,，,能够焊接,1mm,以下的薄板及某些异种金属,;,但氩弧焊所用设备及控制系统比较复杂,，,维修较难,，,氩气价格较贵,，,焊接,成本高。,氩弧焊,应用,范围广泛,，,几乎可以对所有金属进行焊接,，,通常多用于在焊接过程中易氧化的铝、镁、钛及其合金、,不锈钢,、耐热合金等的焊接。,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.119,3.,气体保护电弧焊,（,2,）,二氧化碳气体保护焊,用二氧化碳气体作为保护气体的气体保护电弧焊称为二氧化碳气体保护焊。如图,4-84,所示,，,焊接时焊丝作为电极连续送进,，,二氧化碳气体从喷嘴中以一定流量喷出,，,电弧引燃后,，,电弧与熔池被二氧化碳气体包围,，,防止了空气对焊缝金属的有害作用,。,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.119,3.,气体保护电弧焊,（,2,）,二氧化碳气体保护焊,二氧化碳气体保护焊的,是,:,二氧化碳气体来源广,，,价格低,，,生产成本为埋弧焊的,40%-50%,；,电弧的穿透能力强,，,熔池深,；,焊接速度快,，,生产率比焊条电弧焊高,24,倍,；,热影响区小,，,焊件变形小,，,焊缝质量高。,二氧化碳气体保护焊的,是,:,焊接设备较为复杂,，,需要采用直流电源,;,焊接时弧光较强,，,飞溅较大,;,焊缝表面不平滑,，,室外焊接时常受风的影响。,二氧化碳气体保护焊主要,焊接低碳钢和低合金钢薄板。,优点,缺点,用于,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.119,4.,等离子弧焊,借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用,，,获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法,，,称为等离子弧焊,，,如图所示,。,等离子弧焊的优点,:,等离子弧能量易于控制,，,弧 钨极柱温度高,（,可达,15700,以上,），,穿透能力强,，,焊接 气流质量高,，,生产率高,，,焊缝深宽比大,，,热影响区小,。,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.119,5.,电阻焊,工件组合后通过电极施加压力,，,利用电流流过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法,，,称为电阻焊。电阻焊根据接头形式的不同,，,可分为点焊、缝焊和对焊三种,，,如图,所示。,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.120,5.,电阻焊,生产率较高,，,成本较低图,，,劳动条件,，,工件变形小,，,易实现机械化与自动化,，,由于焊接过程极快,，,因而电阻焊设备需要相当大的电功率和机械功率。,主要用于,焊接低碳钢、不锈钢、铝及铜等金属材料。其中,点焊,主要用于焊接厚度在,4mm,以下的薄板,，,广泛应用于汽车、飞机制造中,；,缝焊,主要用于焊接厚度在,3mm,以下的薄板,，,用于焊接油箱、烟道等,；,对焊,主要用于焊接较大截面,（,直径或边长小于,30mm,）,焊件和不同种类金属材料的对接,，,广泛应用于焊接刀具、管件、钢筋、钢轨、链条等。,电阻焊的特点,：,电阻焊主要,用途：,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.120,6.,电渣焊,利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热而进行焊接的方法。电渣焊分为丝极电渣焊、板极电渣焊和熔嘴电渣焊三种。,焊件不需开坡口,，,不易产生气孔及夹渣等缺陷,，,不易出现淬硬组织和冷裂倾向,；,焊接低合 金高强度钢及中碳钢时,，,通常不需预热,;,焊接热影区在高温停留时间长,，,易产生晶粒粗大和过,热组织,;,；,接接头冲击韧性较低,，,一般焊后需,要正火或回火,，,以改善接头的组织性能。,电渣焊生产效率高,，,劳动卫生条件好,，,特别适合于焊接板材厚度在 焊缝,40mm,以上的结构件,，,主要用于厚壁压力容器纵缝的 焊接。适合于电渣焊的金属材料有非合金钢、耐热钢、不锈钢、铝及铝合金等。,电渣焊,：,电渣焊,特点：,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.120,7.,钎焊,钎焊,与熔化焊相比,，,焊件加热温度低、组织和力学性能变化较小,，,接头光滑平整,;,某些针焊方法可以一次焊接多个工件和多个接头,，,生产率高,;,可以连接异种材料。但钎焊接头强度较低,，,工作温度不能太高。根据钎料熔点的不同,，,钎焊可分为硬钎焊和软钎焊两种。,所用钎料熔点在,450,以上的钎焊称为硬钎焊。硬钎焊的焊接强度为,300500MPa,。属于硬钎焊的针料有铜基、铝基、银基、镍基、锰基钎料等,，,常用的为铜基钎料。,焊接时需要加钎剂,，,对铜基钎料常用硼砂、硼酸混合物。硬钎焊的加热方式有火焰加热、电阻加热、炉内加热、电弧加热、激光加热等,，,硬钎焊适合于受力较大的工件及工具的焊接。,（,1,）,硬钎焊,第,三,节 焊接,三、其它焊接方法,P.121,7.,钎焊,所用钎料熔点在,450,以下的钎焊称为软钎焊。软钎焊的焊接强度一般不超过,140MPa,属于软钎焊的钎料有锡铅、锡银、铅基、镉基钎料等,，,常用的为锡铅钎料。软钎焊时所用的轩剂为松香、酒精溶液、氯化锌或氯化锌加氯化氨水溶液。软钎焊时可用烙铁、喷灯或炉子加热焊件。软钎焊常用于受力不大的仪表、导电元件等的焊接。,（,2,）,软钎焊,第,三,节 焊接,四,、焊接新技术和新工艺,P.121,随着科学技术和机械制造工业的发展,，,焊接技术也在不断地发展和提高。下面介绍部分成熟的焊接新技术与新工艺。,1.,摩擦焊,摩擦焊,是指利用焊件表面相互摩擦所产生的热,，,使端面达到热塑性状态,，,然后迅速顶锻,，,完成焊接的一种压焊方法,。,摩擦焊的,特点,是焊接质量高,，,易实现焊接自动化,，,生产率高,，,尤其适合于焊接异种材料。摩擦焊主要用于等截面的杆状工件的焊接。但摩擦焊设备投资较大,，,工件必须是回转体,，,不宜焊接摩擦因数小或脆性大的金属材料。,第,三,节 焊接,四,、焊接新技术和新工艺,P.121,2.,超声波焊,利用超声波的高频振荡能对焊件接头进行局部加热和表面清理,，,然后施加压力实现焊接的,一,种压焊方法称为超声波焊。,进行超声波焊时,，,由于电流流经工件,，,无火焰,，,无电弧热源的影响,，,所以,，,焊件表面无变形和热影响区,，,表面不需严格清理,，,焊接质量高。超声波焊适合焊接厚度小于,0.5mm,的工件,，,特别适合焊接异种材料。,第,三,节 焊接,四,、焊接新技术和新工艺,P.121,3.,爆炸焊,利用炸药爆炸产生的冲击力使焊件迅速碰撞,，,实现连接焊件的一种压焊方法称为爆炸焊。一般来说,，,任何具有足够强度和塑性并能承受快速变形要求的金属材料,，,均可以进行爆炸焊。爆炸焊的质量较高,，,工艺操作过程简单,，,适用于一些工程结构件的连接,，,如,双金属复合板焊接、,螺纹钢的对接、钢轨的对接等。,第,三,节 焊接,四,、焊接新技术和新工艺,P.121,4.,高频电阻焊,利用,10500kHz,的高频电流,，,进行焊接的一种电阻焊方法称为高频电阻焊。高频电阻焊的原理是,:,当高频电流通过焊件时,，,在工件接合面处产生电阻热,，,施加一定的压力使焊件连接。高频电阻焊的特点是,:,焊接速度快,，,可以焊接多种金属材料。,第,三,节 焊接,四,、焊接新技术和新工艺,P.121,5.,激光焊,以,聚焦,的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法称为激光焊。,激光焊的特 点是能量密度高,，,焊接速度快,;,焊缝窄,，,热影响区和变形很小,;,灵活性大,，,不需要焊接设备与焊件接触,，,可以用反射镜或偏转镜将激光在任何方向弯曲或聚焦,，,还可用光导纤维将其引到难以接近的部位进行焊接,;,可以进行异种金属的焊接,，,也可以焊接玻璃钢等非金属材料。,第,三,节 焊接,四,、焊接新技术和新工艺,P.122,6.,电子束焊,利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法称为电子束焊,。,电子東焊的特点是能量利用率高,，,速度快,，,焊缝窄而深,，,热影响区和焊接变形很小,，,焊接质量高,;,能够焊接其他焊接方法难以焊接的形状复杂的焊件,，,特别适合于焊接化学活泼性强、要求纯度高和极易被大气腐蚀的金属,，,如铝、钛、锆、不锈钢、高强度钢等,，,也适合于焊接异种金属和非金属材料,。,课件制作：,重庆市涪陵区职教中心,数控组 胡云天,全国中职机械类规划新教材（高教版）,金属加工与实训,