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成形工艺基础焊接11 1 1、焊接的实质、焊接的实质 焊接是通过加热或加压，或者两者并用，焊接是通过加热或加压，或者两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。方法。 焊件可以是金属材料，也可以是非金属材焊件可以是金属材料，也可以是非金属材料，如塑料、玻璃等。料，如塑料、玻璃等。 焊接的焊接的本质是使焊件达到原子间的结合本质是使焊件达到原子间的结合。成形工艺基础焊接12 2 2、特点：、特点： （1 1）与铆接相比）与铆接相比, ,工艺简单省金属工艺简单省金属, ,密封性好密封性好； （2 2）性能可靠质量保性能可靠质量保, ,焊接接头力学性能高、较高焊接接头力学性能高、较高的强度，承载能力能可以达到与工件材质相等的水平。的强度，承载能力能可以达到与工件材质相等的水平。 （3 3）易于控制效率高易于控制效率高, ,易于机械化、自动化易于机械化、自动化 。 （4 4）由小拼大异材焊由小拼大异材焊, ,并能将不同材质连接成整体，并能将不同材质连接成整体，制造双金属结构等。制造双金属结构等。 焊接技术至焊接技术至9999年底已有年底已有9595种焊接方法。种焊接方法。 成形工艺基础焊接133 3、焊接的种类、焊接的种类: :(1)(1)熔化焊熔化焊: :将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法. .电弧焊电弧焊, ,气焊气焊, ,电渣焊电渣焊, ,等离子弧焊等离子弧焊, , 激光焊等激光焊等. .(2)(2)压力焊压力焊: :(3)(3)钎焊钎焊: :通过加压和加热的综合作用通过加压和加热的综合作用, ,以实现金属接合的焊接方法以实现金属接合的焊接方法. . 以熔点低于被焊金属熔点的焊料填充接头形成焊缝的焊以熔点低于被焊金属熔点的焊料填充接头形成焊缝的焊接方法接方法. .电阻焊电阻焊, ,摩擦焊摩擦焊, ,爆炸焊等爆炸焊等. .成形工艺基础焊接14 1、焊接电弧、焊接电弧 电弧的实质是电极与工件之间的电弧的实质是电极与工件之间的气体介质产生气体介质产生强烈持久的放电现象强烈持久的放电现象，气体放电的一种特殊，气体放电的一种特殊形式形式.成形工艺基础焊接15 电弧放电过程是将电能转换成热能，伴有电弧放电过程是将电能转换成热能，伴有 电弧的构造根据其物理特征电弧的构造根据其物理特征, ,沿长度方向分为：沿长度方向分为： 阴极区、阳极区和弧柱区阴极区、阳极区和弧柱区三部分三部分 由于阴极区发射电子要消耗一定的能量，而由于阴极区发射电子要消耗一定的能量，而阳极区不发射电子，不消耗发射电子所需的能量阳极区不发射电子，不消耗发射电子所需的能量 成形工艺基础焊接16 阴极温度约为阴极温度约为2400K2400K， 阳极约为阳极约为2600K2600K， 弧柱中心弧柱中心500050008000 K8000 K。 正接法和反接法正接法和反接法 采用直流电焊接时，当焊机的正极与焊件相采用直流电焊接时，当焊机的正极与焊件相接，负极与焊条相接时，称为接，负极与焊条相接时，称为正接法或正极性正接法或正极性； 反之，当焊机的负极与焊件相接，正极与焊反之，当焊机的负极与焊件相接，正极与焊条相接时，条相接时，称为称为反接法或反极性反接法或反极性。成形工艺基础焊接17 阴极区的温度小，阴极区的温度小，焊接厚钢板时，应采用正焊接厚钢板时，应采用正接法，熔深大接法，熔深大； 焊接薄板时应采用反接法。焊接薄板时应采用反接法。 使用低氢型焊条使用低氢型焊条(E5015)(E5015)时时, ,都应反接法都应反接法, ,以保以保证电弧燃烧稳定证电弧燃烧稳定, ,减少飞溅现象和降低气孔倾向减少飞溅现象和降低气孔倾向. . 2 2、焊接电源、焊接电源 具有陡降的外特性具有陡降的外特性 空载电压空载电压 ：(50(5090V)90V)高些，利引弧，不安全。高些，利引弧，不安全。 电弧电压：电弧电压： 161635V35V间间 成形工艺基础焊接18常用焊接电源的类型（手工电弧焊）常用焊接电源的类型（手工电弧焊） 交流弧焊机：具有陡降外特性的漏磁降压变压交流弧焊机：具有陡降外特性的漏磁降压变压器，将工业电压降至空载电压，同时能提供很大的器，将工业电压降至空载电压，同时能提供很大的便于调节的焊接电流。便于调节的焊接电流。 结构简单，噪声小，价廉。结构简单，噪声小，价廉。 直流弧焊机：直流发电机、弧焊整流器。直流弧焊机：直流发电机、弧焊整流器。 电弧稳定，能适应各种焊条，接头质量高。但电弧稳定，能适应各种焊条，接头质量高。但结构复杂，价格高，噪声大。结构复杂，价格高，噪声大。 交直流两用弧焊机交直流两用弧焊机 成形工艺基础焊接19 9.1.2 9.1.2 焊接冶金过程焊接冶金过程 1. 1.焊接冶金过程特点：焊接冶金过程特点： 1)1)熔池小，时间短，反应不充分；熔池小，时间短，反应不充分； 2)2)温度高，元素烧损多。温度高，元素烧损多。 2. 2.为保证焊缝质量，焊接中应：为保证焊缝质量，焊接中应： 1)1)渣渣( (气气) )保护；减少危害保护；减少危害 2)2)掺加合元，掺加合元， 调节性能。调节性能。成形工艺基础焊接110 1 1、焊接工件上温度的变化与分布、焊接工件上温度的变化与分布 焊接过程中工件焊缝周围相当于进行了一次焊接过程中工件焊缝周围相当于进行了一次不同规范的热不同规范的热处理处理。 2 2、焊接接头的组织与性能、焊接接头的组织与性能 （1 1）焊缝）焊缝 （熔敷金属）（熔敷金属） 柱状铸态组织柱状铸态组织( (铁素体少量珠光体铁素体少量珠光体) ) 快速冷却药皮掺加合元快速冷却药皮掺加合元 焊缝金属性能不低于被焊母材焊缝金属性能不低于被焊母材成形工艺基础焊接111 （2 2）焊接热影响区）焊接热影响区 1)1)熔合区熔合区 决定接头的性能决定接头的性能 2)2)过热区过热区 A A长大塑、韧性低，脆性大长大塑、韧性低，脆性大 3)3)正火区正火区 得均匀细小得均匀细小F+PF+P组织性能优组织性能优; ; 4) 4)部分相变区部分相变区晶粒不匀，较正火区稍差晶粒不匀，较正火区稍差; ; 5) 5)再结晶区再结晶区 F F与与P P得以细化。（得以细化。（图例图例）. . 3 3、改善焊接热影响区组织与性能的方法、改善焊接热影响区组织与性能的方法 细定工艺措施，再附以焊后正火处理；细定工艺措施，再附以焊后正火处理； 重要工件可另选方法。重要工件可另选方法。成形工艺基础焊接112 1. 1.焊接应力的产生焊接应力的产生 焊接过程是一个不均匀的加热过程。焊接过程是一个不均匀的加热过程。 焊件各部位在热胀冷缩和塑性变形的影响下焊件各部位在热胀冷缩和塑性变形的影响下产生内应力、变形或裂纹。产生内应力、变形或裂纹。 2. 2.焊接时内应力存在规律：焊接时内应力存在规律： 加热膨胀受阻加热膨胀受阻（受压：（受压：“”） 冷却收缩又阻冷却收缩又阻（受拉：（受拉：“”）成形工艺基础焊接113 3. 3.防止产生应力的措施防止产生应力的措施 1)1)选塑性材选塑性材，合理布置焊缝；，合理布置焊缝； 2)2)正确焊序正确焊序，焊前预热，降温差；，焊前预热，降温差； 3)3)焊后退火焊后退火等工艺等工艺措施措施。 收缩、角弯曲、扭曲与波浪收缩、角弯曲、扭曲与波浪 二、反变形措施二、反变形措施1. 1.以毒攻毒反变形；以毒攻毒反变形；2. 2.刚性夹持对塑性；刚性夹持对塑性；3. 3.焊接顺序焊接顺序规定好规定好；4. 4.机械矫正消变形机械矫正消变形; ; 5. 5.火焰矫正倒火焰矫正倒三三角角 本节重点须熟记！成形工艺基础焊接114 焊条电弧焊焊条电弧焊(GB):(GB): 用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。 一、焊条电弧焊焊接过程一、焊条电弧焊焊接过程 二、电焊条二、电焊条 电焊条焊芯药皮电焊条焊芯药皮成形工艺基础焊接115 1. 1.焊芯焊芯 焊芯主要作用焊芯主要作用一是传导电流一是传导电流，二是焊芯本二是焊芯本身熔化作为填充材料身熔化作为填充材料。 焊芯在焊缝中约占焊芯在焊缝中约占50%50%70%70%。 熔化焊用钢丝牌号和化学成分应按熔化焊用钢丝牌号和化学成分应按GB/T14GB/T14 957-1994 957-1994标准规定，其中常用钢号有标准规定，其中常用钢号有H08AH08A、H08EH08E、H08CH08C、H08MH08Mn nA A、H15AH15A、H15MH15Mn n等。等。 焊芯直径称为焊条直径焊芯直径称为焊条直径, ,从从1.68(mm),1.68(mm),生生产中多用产中多用3.2mm3.2mm、4mm4mm和和5mm5mm。成形工艺基础焊接116 2. 2.焊条药皮焊条药皮 药皮的主要药皮的主要作用作用 一是一是，利用，利用渣、气渣、气对焊焊熔池起对焊焊熔池起机械保机械保护护作用；作用； 二是二是，进行物、化反应除杂质，进行物、化反应除杂质，补有益元补有益元素素，保证焊缝的成分和力学性能；，保证焊缝的成分和力学性能； 三是三是，改善工艺性能改善工艺性能，能稳定燃烧、飞溅，能稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好、易脱渣等。少、焊缝成形好、易脱渣等。 成形工艺基础焊接117 根据药皮组成物在焊接中的作用可分为根据药皮组成物在焊接中的作用可分为稳稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、增弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、增塑剂、黏结剂和成形剂塑剂、黏结剂和成形剂等。等。并将药皮分为若干并将药皮分为若干类型。如类型。如钛钙型，低氢钠型、低氢钾钛钙型，低氢钠型、低氢钾型等型等。 3.焊条分类和型号编制焊条分类和型号编制 1)1)按焊条的用途按焊条的用途分为分为： 2)GB/T51172)GB/T51179595碳钢焊条碳钢焊条规定规定, ,碳钢焊碳钢焊条型号根据熔敷金属的力学性能、药皮类型、条型号根据熔敷金属的力学性能、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类进行划分。焊接位置和焊接电流种类进行划分。 成形工艺基础焊接118 碳钢焊条型号编排以碳钢焊条型号编排以其中其中 ： “ “E”E”表示焊条表示焊条； 前两位数字表示熔敷金属抗拉强度前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小的最小值，单位为值，单位为Kgf/mmKgf/mm2 2（ 9.81M9.81MPaPa）；）； 第三位数字表示焊条的焊接位置第三位数字表示焊条的焊接位置， “ “O”O”及及“1”1”表示焊条适用于全位置焊接，表示焊条适用于全位置焊接，“2”2”表示适用于平焊及平角焊，表示适用于平焊及平角焊，“4”4”表示焊条表示焊条适用于向下立焊；适用于向下立焊； 成形工艺基础焊接119 三、四位数组合表示电流种类和药皮类型。三、四位数组合表示电流种类和药皮类型。碳钢焊条型号举例：碳钢焊条型号举例： E 50 1 5E 50 1 5 药皮为低氢钠型，宜直流反接药皮为低氢钠型，宜直流反接 焊条适用于全位置焊接焊条适用于全位置焊接 熔敷金属抗拉强度最小值熔敷金属抗拉强度最小值(Kgf/mm(Kgf/mm2 2) ) 表示焊条表示焊条 1)1)强度相等的原则强度相等的原则。成形工艺基础焊接120 如焊件材料如焊件材料Q235AQ235A钢的抗拉强度为钢的抗拉强度为420M420MPaPa，则焊条应选用则焊条应选用E43E43系列的焊条。系列的焊条。 2)2)重要件选碱性条重要件选碱性条 如焊缝要求塑性好如焊缝要求塑性好, ,冲击韧度、抗裂性高、冲击韧度、抗裂性高、低温性能好时低温性能好时, ,应选用碱性焊条应选用碱性焊条. .酸性焊条便宜。酸性焊条便宜。 3)3)强度不等就低选强度不等就低选 低碳钢与低合金钢焊接、或不同强度等级的低碳钢与低合金钢焊接、或不同强度等级的低合金钢焊接低合金钢焊接, ,应选与较低强度等级钢材的焊条应选与较低强度等级钢材的焊条. .成形工艺基础焊接121 4)4)根据现场条件选根据现场条件选 当应按焊接生产率及设备等条件。一般选用当应按焊接生产率及设备等条件。一般选用酸性焊条使焊接成本降低。酸性焊条使焊接成本降低。 5)5)根据焊接材料选根据焊接材料选 如不锈钢、耐热钢要选用相应的专用焊条。如不锈钢、耐热钢要选用相应的专用焊条。 作业：邓本作业：邓本P146P146： 3 3、4 4、5 5、6 6成形工艺基础焊接122成形工艺基础焊接123成形工艺基础焊接124成形工艺基础焊接125成形工艺基础焊接126成形工艺基础焊接127成形工艺基础焊接128成形工艺基础焊接129