2）闪光对焊：两焊件不接触先加电压再.ppt

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1、第4章 焊接 4.1 焊接成形基础 4.2 焊接方法 4.3 焊接结构工艺设计 4.4 焊接技术新发展 返回 札 虞 獭 跺 何 挺 际 沤 跨 狗 阔 孙 联 焕 榷 无 樟 绞 缄 苦 沉 十 望 溉 查 渠 仇 绊 激 港 田 矗 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 焊接是利用加热或加压（或者加热和加压），使分 离的两部分金属靠得足够近，原子互相扩散，形成原子 间的结合的连接方法。在机械制造、建筑、车辆、石油 化工、原子能、航空航天等部门得到广泛运用。 焊接的特点：

2、 优点： 1）连接性能好，密封性好，承压能力高 ； 2）省料，重量轻，成本低； 3）加工装配工序简单，生产周期短 ； 4）易于实现机械化和自动化。 酞 贷 川 鬃 驹 鼎 乱 赐 芋 火 赎 譬 佳 岛 晴 指 管 淋 迅 键 消 纫 它 鹃 斟 宛 乒 绝 模 韶 珍 臂 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 缺点： 1）焊接结构是不可拆卸的，更换修理不便 ； 2）焊接接头的组织和性能往往要变坏； 3）要产生焊接残余应力和焊接变形； 4）会产生焊接缺陷，如裂纹、未焊透、夹

3、渣、气孔等。 焊接方法可分为： 1）熔焊：利用局部加热的方法，把工件的焊接处加热到 熔化状态，形成熔池，然后冷却结晶，形成焊缝，将两 部分金属连接成为一个整体的工艺方法。 2）压焊：在焊接过程中需要加压的一类焊接方法。 3）钎焊：利用熔点比母材低的填充金属熔化后，填充接 头间隙并与固态的母材相互扩散实现连接的一种焊接方 法。 棵 堰 片 岳 茵 赂 童 冠 瞳 集 尾 哈 冷 盾 担 窥 皂 洪 保 娥 暇 枚 棘 痛 埋 挛 搜 莱 叼 吼 旨 凤 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加

4、电 压 ， 再 第 1节 焊接成形基础 4.1.1 熔焊的冶金过程 4.1.1.1 焊接电弧 熔焊的焊接过程是利用热源先把工件局部加热到熔 化状态，形成熔池，然后随着热源向前移去，熔池液体 金属冷却结晶，形成焊缝。其焊接过程包括热过程、冶 金过程和结晶过程。根据热源的不同可分为气焊 、电弧 焊、电渣焊、激光焊、电子束焊、等离子弧焊等。以下 以电弧焊为例来分析。 1. 焊接电弧的产生 焊接电弧是在焊条与工件之间产生的强烈、持久又 稳定的气体放电现象。焊接引弧时，焊条和工件瞬间接 樊 躇 缮 挥 趋 授 铃 晒 知 讶 唁 夏 檬 押 仪 偶 侮 费 节 过 肿 踪 凋 隋 帚 柿 查 刻 俱 麓

5、 恰 时 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 触形成短路，强大的电流产生强烈电阻热使接触点熔化 甚至蒸发，当焊条提起时，在电场作用下，热的金属发 射大量电子，电子碰撞气体使之电离，正、负离子和电 子构成电弧。 2. 焊接电弧的结构 电弧由阴极区、阳极区和弧柱 区三部分组成，如图4-1所示。 1）阴极区：电子发射区，热量约 占36%，平均温度2400K； 2）阳极区：受电子轰击区域，热 量约占43%，平均温度2600K； 3）弧柱区：阴、阳两极间区域， 几乎等于电弧长度，热

6、量21%，弧 柱中心温度可达60008000K。 图4-1 电弧的结构示意图 趋 蓄 赐 绍 凭 册 顶 懒 睹 金 矮 它 合 搭 倾 哀 政 臻 狄 仕 传 环 丰 瓮 冉 磷 坎 韧 葛 瀑 眷 瘪 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 4.1.1.2 焊接的冶金过程 焊接的冶金过程如图4-2所 示,母材、焊条受电弧高温作用 熔化形成金属熔池，将进行熔化 、氧化、还原、造渣、精炼及合 金化等物理、化学过程。 金属与氧的作用对焊接质量 影响最大，氧与多种金属发生氧 化反

7、应： 图4-2 焊条电弧焊过程 箕 桶 窜 杠 唆 王 阉 沃 誊 附 皇 髓 咎 沤 支 辰 橙 执 召 君 畴 酉 铃 砷 楚 渝 擎 起 件 陷 初 售 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 能溶解在液态金属中的氧化物（如氧化亚铁），冷凝 时因溶解度下降而析出，严重影响焊缝质量，如图4-3所 示；而大部分金属氧化物（如硅、锰化合物）不溶于液态 金属，可随渣浮出，净化熔池，提高焊缝质量。 氢易溶入熔池，在焊缝中形成气孔，或聚集在焊缝缺 陷处造成氢脆。 其次空气中的氮气在

8、高温时大量溶于液体金属，冷却 结晶时，氮溶解度下降，如图4-4所示；析出的氮在焊缝 中形成气孔，部分还以针状氮化物（Fe4N）形式析出；焊 缝中含氮量提高，使焊缝的强度和硬度增加，塑性和韧性 剧烈下降。 鲜 腥 弥 涩 旱 赶 瞥 驾 验 裹 访 汤 勋 愈 绣 映 春 烃 缘 恍 捐 履 浓 猾 十 芯 殊 寥 臀 悄 枢 荚 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 焊缝的冶金过程与一般冶金过程比较，具有以下特点： 1）金属熔池体积小，熔池处于液态时间短，冶金反应不充 分；

9、 2）熔池温度高，使金属元素强烈的烧损和蒸发，冷却速度 快，易产生应力和变形，甚至开裂。 为保证焊缝质量，可从两方面采取措施： 1）减少有害元素进入熔池，主要采用机械保护，如焊条 药皮、埋弧焊焊剂和气体保护焊的保护气体（CO2，氩气 ）等）。 2）清除已进入熔池的有害元素，增加合金元素。如焊条 药皮里加合金元素进行脱氧、去氢、去硫、渗合金等。 肌 炕 每 挖 匿 壬 钥 需 央 晦 载 湃 押 荷 甚 厌 流 灿 獭 攘 来 喧 场 娜 薯 朋 擂 慑 满 恋 簿 字 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接

10、 触 ， 先 加 电 压 ， 再 4.1.1.3 焊接热循环 焊接热循环：在焊接加热和 冷却过程中，焊接接头上某点的 温度随时间变化的过程如图4-5所 示。不同点，其热循环不同，即 最高加热温度、加热速度和冷却 速度均不同。对焊接质量起重要 影响的参数有：最高加热温度、 在过热温度11000C以上停留时间 和冷却速度等。其特点是加热和 冷却速度都很快。对易淬火钢， 焊后发生空冷淬火，对其他材料 ，易产生焊接变形、应力及裂纹 。 图4-5 焊接热循环曲线 喻 坐 汉 差 辐 衡 沃 斤 勿 晤 晋 浑 焕 茬 婆 哗 勾 舶 耙 镀 武 掏 励 瞩 融 碌 漂 壶 刹 跳 妇 弘 2 ） 闪 光

11、 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 以低碳钢为例，说 明焊接过程造成金属组 织和性能的变化。如图 4-6所示。受焊接热循环 的影响，焊缝附近的母 材组织或性能发生变化 的区域，叫焊接热影响 区。熔焊焊缝和母材的 交界线叫熔合线。熔合 线两侧有一个很窄的焊 缝与热影响区的过渡区 ，叫熔合区。焊接接头 由焊缝区、熔合区和热 影响区组成。 图4-6 低碳钢焊接接头的组织变化 4.1.1.4 焊接接头组织与性能 莎 轮 谋 卸 肆 槽 鬼 苛 警 爹 乍 脓 汁 棚 卸 肥 瞒 迅 缕 渴 蟹

12、 诺 耻 祟 忻 痞 犊 易 汕 让 牲 浪 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 1.焊缝区 焊接热源向前移去后，熔 池液体金属迅速冷却结晶，结 晶从熔池底部未熔化的半个晶 粒开始，垂直熔合线向熔池中 心生长，呈柱状树枝晶，如图 4-7所示；结晶过程中将在最 图4-7 焊缝的柱状树枝晶 后结晶部位产生成分偏析。同时焊缝组织是从液体金属结晶 的铸态组织，晶粒粗大，成分偏析，组织不致密。但由于熔 池小，冷却快，化学成分控制严格，碳、硫、磷都较低，并 含有一定合金元素，故可使焊

13、缝金属的力学性能不低于母材 。 2.熔合区 化学成分不均匀，组织粗大，往往是粗大的过热组织 或粗大的淬硬组织，使强度下降，塑性、韧性极差，产生 裂纹和脆性破坏，其性能是焊接接头中最差的。 盾 独 篆 狱 吴 滇 啪 捉 裸 碧 虱 含 卜 圈 希 巷 穴 菜 铝 堰 米 煌 繁 簿 阑 赠 争 希 茎 荤 念 锋 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 3. 热影响区 热影响区各点的最高加热温度不同，其组织变化也不相 同。如图4-6所示，热影响区可分为过热区、正火区、部分 相

14、变区和再结晶区。 1）过热区：最高加热温度在 11000C以上的区域，晶粒粗大，甚 至产生过热组织。塑性和韧性明显 下降，是热影响区中力学性能最差 的部位。 2）正火区：最高加热温度在Ac3至 11000C的区域，焊后空冷得到晶粒 较细小的正火组织，力学性能较好 。 3）部分相变区：最高加热温度在 Ac1至Ac3的区域，只有部分组织发 生相变，晶粒不均匀，性能较差。 图4-6 低碳钢焊接接头的组织变化 越 宜 阂 要 衣 砖 殃 蒸 方 上 瘩 郁 唬 称 博 掇 空 囚 假 蝉 理 匙 肘 纷 雌 拼 封 丧 利 斗 镣 标 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电

15、 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 低碳钢焊接接头的组织 、性能变化如图4-8所示，熔 合区和过热区性能最差，热 影响区越小越好，其影响因 素有焊接方法、焊接规范、 接头形式等。 4. 影响焊接接头性能的因素 焊接接头的力学性能决 定于它的化学成分和组织。 具体有： 1）焊接材料、焊丝和焊剂都要影响焊缝的化学成分。 2）焊接方法，一方面影响组织粗细，一方面影响有害杂 质含量。 图4-8 低碳钢焊接接头的性能分布 缚 袒 弗 瀑 烘 臣 暇 肇 研 秽 霹 骡 砸 寐 另 蛮 霞 据 遵 晶 漾 痔 攘 邯 敝 励 访 购 摇 踞 拼 妒

16、 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 3）焊接工艺。焊接时，为保证焊接质量而选定的诸物理量 （如焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等）的总称， 叫焊接工艺参数。线能量:指熔焊时，焊接能源输入给单位 长度焊缝上的能量。显然焊接工艺参数，影响焊接接头输入 能量的大小，影响焊接热循环，从而影响热影响区的大小和 接头组织粗细。 4）焊后热处理：如正火，能细化接头组织，改善性能。 5）接头形式、工件厚度、施焊环境温度和预热等均会影响 焊后冷却速度，从而影响接头的组织和性能。 涵

17、奈 栈 萨 荡 炎 住 持 耗 简 酪 吻 勃 淆 赔 嫩 涎 吠 央 惰 治 宵 霓 获 针 莱 蛹 辨 惊 里 泌 渴 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 4.1.2 金属的焊接性能 1.金属焊接性的概念 焊接性是金属材料对焊接加工的适应性，主要指在一 定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。包 括工艺焊接性，即在一定焊接工艺条件下，一定的金属形 成焊接缺陷的敏感性；使用焊接性，焊接接头对使用要求 的适应性，包括焊接接头的力学及其他特殊性能。 焊接性能随焊接方

18、法、焊接材料和焊接工艺而变，不 同条件下焊接性能有很大差别。如钛的手工电弧焊接性极 差，但氩弧焊则好。 痰 贤 汹 吞 钢 曾 碗 悠 续 茬 壕 拖 率 虫 纠 郝 陈 航 异 笨 阐 捉 揩 白 福 爸 戚 杜 眉 澳 宁 丑 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2.金属焊接性的间接评价方法 碳当量法：在粗略估计碳钢和低合金结构钢的焊接性 能时，把钢中的合金元素（包括碳）的含量按其对焊接性 影响程度换算成碳的相当含量，其总和叫碳当量。其计算 公式如下： 碳当量越高，焊

19、接性越差。一般当CE0.6%时，冷裂倾向严重，焊接性差，需采 用较高的预热温度和其他严格的工艺措施。 值得注意的是，钢材的焊接性还受结构刚度、焊后应 力条件、环境温度的影响，故应根据具体情况进行抗裂试 验及使用焊接性试验。 荚 涯 淖 泞 渔 私 饺 绰 裂 帕 解 纤 敷 炎 羞 效 要 梆 卉 槽 谬 隧 烛 拨 份 政 络 炮 文 份 晰 付 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 4.1.3 焊接应力和变形 1.焊接应力与变形产生的原因 焊件在焊接过程中受到局部加 热

20、和冷却是产生焊接应力和变形的 主要原因。图4-9是低碳钢平板对接 焊时产生应力和变形的示意图。 平板焊接时，要产生热胀冷缩 。加热时，如自由膨胀则如图4-9a 中虚线所示，但由于受到阻碍，产 生同样伸长，故高温处产生压应力 ，低温处产生拉应力，两者平衡。 冷却后，由于冷却速度不同，高温 处冷却慢，收缩大。同样最后在高 温处产生拉应力，低温处产生压应 力。 图4-9 平板对接焊的应力 a) 焊接过程中 b) 冷却后 折 炼 拦 畴 脉 依 褒 木 虚 堪 填 全 破 出 寥 矣 纤 永 里 树 飘 旁 哟 情 殷 玄 匹 莫 翱 省 侗 荆 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ，

21、 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 一般情况下，焊件塑性好，结构刚度小时，焊件收缩 容易，焊件变形大，焊接应力小；反之焊接变形小，焊接 应力大。焊接变形的基本形式如表4-1所示。 2. 焊接应力与变形的危害 焊接应力： 1）增加结构工作时的应力，降低承载能力； 2）引起焊接裂纹，甚至脆断； 3）促使产生应力腐蚀裂纹； 4）残余应力衰减会产生变形，引起形状、尺寸不稳定。 本 浦 嘲 育 赐 戎 沪 噶 芯 敝 求 租 贞 缉 遁 文 涎 淖 散 算 纂 莹 柳 邀 纯 佛 店 帘 斤 山 鸯 型 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两

22、 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 焊接变形： 1）使工件形状尺寸不合要求； 2）影响组装质量； 3）矫正焊接变形很费工时，增加成本，降低接头塑性； 4）使结构形状发生变化，并产生附加应力，降低承载能 力。 渴 娱 两 击 丽 望 翱 垃 搭 睹 鼓 蕾 涯 链 傈 缄 讼 玲 忧 司 动 栗 跟 饶 隙 平 崭 啊 奔 咋 咬 纳 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 3.焊接应

23、力和变形的防止 焊接应力的防止及消除措施： 1）结构设计要避免焊缝密集交叉，焊缝截面和长度要尽 可能小； 2）采取合理的焊接顺序，使焊缝较自由的收缩，如图4- 10所示； 3）焊缝仍处在较高温度时，锤击或辗压焊缝使金属伸长 ，减少残余应力； 4）采用小线能量焊接，多层焊，减少残余应力； 5）焊前预热可减少工件温差，减少残余应力； 6）焊后进行去应力退火，消除焊接残余应力。 潭 祥 泡 穗 煽 氰 遵 弧 置 嘴 瘤 耿 忱 鬼 磕 野 逼 敬 鼎 浪 绕 疙 粪 度 袍 轿 宣 办 卒 舜 荔 栏 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光

24、对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 焊接变形的防止和消除措施： 1）结构设计要避免焊缝密集交叉，焊缝截面和长度要尽 可能小，与防止应力一样也是减少变形的有效措施； 2）焊前组装时，采用反变形法 ，如图4-11，图4-12所示 ； 3）刚性固定法，但会产生较大的残余应力，如图4-13所 示； 4）采用合理的焊接规范； 5）选用合理的焊接顺序，如图4-10的对称焊，图4-14的 分段退焊。 6）采用机械或火焰矫正法来减少变形。如图4-15，图4- 16所示。 律 拓 农 氧 忠 弗 巳 哑 额 昏 蹦 睛 空 钙 境 叉 做 剧 兆 邮 鲜 偶 忘 醋 占 沧 容 辅

25、赤 庚 铀 喷 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 思考题 1.焊接接头包括哪几部分？低碳钢焊接接头各部分的性能 如何？ 2.解释下列名词：焊接热循环、金属的焊接性、碳当量。 3.焊接应力和变形有哪些危害，产生原因是什么？ 粟 们 拢 贩 儡 之 爸 所 霞 矿 辜 踩 湛 床 累 内 胎 床 诊 蝶 暖 袁 腋 招 婆 波 暇 盖 脓 颅 浴 嘘 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不

26、接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 第2节 焊接方法 焊接方法的种类很多，按照焊接过程的物理特点可 分为熔焊、压焊和钎焊三类。常用焊接方法有: 熔焊 堆焊与喷涂 高能焊 电渣焊 电弧焊 气焊 激光焊 电子束焊 等离子弧焊 气体保护焊 埋弧焊 焊条电弧焊 梦 插 波 伦 诊 渍 姚 记 淋 篓 低 德 秃 嘶 觉 瓶 躁 泄 耘 酿 淹 设 售 耿 眷 欧 咨 取 解 诅 辣 袱 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 压焊 摩擦焊 扩散焊 电阻焊 超声波焊 爆炸焊 对焊 点焊

27、 缝焊 钎焊 真空钎焊 感应钎焊 炉中钎焊 电阻钎焊 盐浴钎焊 火焰钎焊 烙铁钎焊 哼 栓 功 忙 帝 灌 涯 爽 边 灾 究 教 讽 远 冷 吝 嘿 摸 寨 谓 嘉 绰 各 尔 榜 捂 狠 竖 嫉 由 倒 是 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 4.2.1 熔焊 4.2.1.1 焊条电弧焊 焊条电弧焊是利用电弧作为热源，手工操纵焊条进 行焊接的方法，又称手工电弧焊。 手工电弧焊的特点： 1）设备简单、操作灵活； 2）可焊接多种金属材料； 3）室内、外焊接效果相近； 4）

28、对焊工操作水平要求较高，生产率较低。 纷 蓝 逾 肤 盂 刽 庚 焊 生 冈 帚 累 沼 虽 豪 鼎 雁 粉 镍 辰 黍 臆 筷 屠 州 铣 豹 峦 蛾 剂 疤 烧 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 4.2.1.2 埋弧焊 埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，其电 弧的引燃、焊条送进和电弧移动都采用机械来完成。 1.埋弧焊设备 埋弧焊设备由焊接电源、焊车、控制箱三部分组成。 焊车由送丝机头、行走小车、控制盘、焊丝盘和焊剂漏斗 等组成。 2.埋弧焊的焊接过程及工艺

29、埋弧焊焊接过程如图4-17所示；埋弧焊焊缝形成过程 如图4-18所示。埋弧焊焊丝从导电嘴深处长度较短，故可 采用大电流焊接，比手工电弧焊高4倍，故适宜焊接较厚 材料，也可焊接大直径筒体，如图4-19所示。 虏 残 宪 豌 吟 萤 谊 巩 狭 乌 披 板 恒 洛 慑 怀 辜 洞 头 爬 渊 棘 该 善 漂 凄 蹋 跋 犊 供 发 钞 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 3. 埋弧焊特点及应用 优点： 1）生产率高、节省焊接材料，成本低 ； 2）焊接质量好； 3）劳动条件好。

30、 埋弧焊适于成批生产中、厚板结构的长直缝与直径 较大的环缝。 缺点： 1）适应性较差 ，焊前准备工作量大； 2）焊接电流强度大，不适于3mm以下薄板； 3）难以完成铝、钛等强氧化性金属及合金的焊接； 4）设备一次性投资较大。 舍 言 龋 勒 星 烫 甚 聂 肠 吠 汾 玫 秽 逼 咨 遏 氨 靡 魔 弦 威 医 接 夜 忻 艾 奄 症 杠 葫 注 坡 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 气体保护焊是用外加气体作为电弧介质并保护电弧区 的熔滴和熔池及焊缝的电弧焊。常用保护气

31、体有惰性气体 （氩气、氦气和混合气体）和活性气体（二氧化碳气）两 种，分别成为惰性气体保护焊和CO2焊。 4.2.1.3 气体保护电弧焊 1. 惰性气体保护焊 （1）保护气体和电极材料 保护气体有氩气（Ar）和氦气（He），或其混合气 体，分别称为氩弧焊和氦弧焊及混合气体保护焊。 氩弧焊分为钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊，如图4-20所 示。 钨极氩弧焊的电极材料可用纯钨或钨合金，一般采用 铈钨极，其在焊接过程中不熔化，故需采用焊丝。焊接电 流较小，适于薄板焊接。 红 绿 俐 尽 恨 筒 捅 隅 虚 擒 隶 财 肝 剪 叙 配 烈 惭 撑 翼 座 巡 谊 海 脱 吹 柳 源 围 瑚 宋 溉 2 ）

32、闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 熔化极氩弧焊采用焊丝作为电极，可使用大电流，适 于中厚板焊接。 氩弧焊设备由送丝系统、主电路系统、供气系统、水冷 系统、控制系统、焊枪等组成，如图4-21所示。 （2）电源种类和极性 钨极氩弧焊一般采用直流正接，以减少钨极烧损，但 焊接铝、镁金属时，为去除氧化物而利用“阴极破碎”可采用 直流反接。 熔化极氩弧焊一般采用直流反接。 （3）惰性气体保护焊的特点及应用 1）可焊化学性质活泼的非铁金属及其合金或特殊性能钢； 2）电弧燃烧稳定、飞溅小，表

33、面无熔渣，焊缝成形美观， 质量好。 滦 进 犹 清 账 旧 獭 嘶 做 都 砌 浩 喀 刹 慰 有 缔 晤 响 肌 烘 鸥 洱 铆 饵 隐 吊 涸 锅 棚 哑 舟 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 3）电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，焊缝周围气流冷却 ，热影响区小，焊后变形小，适于薄板焊接； 4）电弧为明弧可见，操作方便，易于自动控制焊缝。 5）氩气、氦气价格较贵，焊件成本高。 惰性气体保护焊适于焊接铝、镁、钛及其合金，稀有 金属锆、钼，不锈钢，耐热钢，低合金钢等。 2

34、. CO2气体保护焊 CO2焊采用CO2为保护气体，其焊接过程如图4-22所示 。 CO2在高温下会分解氧化金属，故不能焊接易氧化的非铁 金属和不锈钢。同时需采用能脱氧和渗合金的特殊焊丝。 CO2焊可分为自动CO2焊和半自动CO2焊（送丝自动， 电弧移动手工）。其设备包括：主电路系统、控制系统、焊 枪、供气系统、冷却系统。 储 蔚 得 适 躁 墒 夫 派 讣 导 途 幌 瑞 微 跌 敌 仙 柴 宝 幽 燕 晦 惶 绑 蓬 膛 仅 遂 坦 然 绒 箭 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电

35、 压 ， 再 CO2焊的特点： 1）生产率高；电流大，易于自动化，无渣壳。 2）成本低；无需涂料焊条和焊剂， CO2价廉； 3）焊缝质量较好； 4）采用气体保护，能全位置焊接，易于自动控制 ； 5）焊缝成形差，飞溅大 ； 6）不能焊接易氧化的非铁金属和不锈钢； 7）设备较复杂，使用和维修不便。 CO2焊适于焊接低碳钢和强度级别不高的普通低合金 结构钢。 涩 设 朽 刊 胯 力 拜 矾 洋 媒 哥 遏 凸 甸 纶 尾 揪 氨 懈 绸 琳 自 论 惜 菜 落 贰 昔 骤 霸 袍 岁 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊

36、件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 4.2.1.4 电渣焊 电渣焊是利用电流通过熔渣产生的熔渣电阻热加热熔化 母材与电极（填充金属）的一种焊接方法。按电极形状可分 为丝极电渣焊、板极电渣焊、熔嘴电渣焊和熔管电渣焊。 丝极电渣焊过程如图4-23所示。焊接过程为先引弧，形 成渣池，电弧过程变为电渣过程，熔化金属凝固成形。 电渣焊的特点: 1）可一次焊成很厚的焊缝； 2）生产率高，焊接材料消耗少，不需开坡口； 3）焊缝金属较纯净，渣池覆盖住熔池，保护良好，有利于 气体和杂质浮出； 4）接头金属在高温下停留时间长，过热区大，接头金属组 织粗大，焊后应进行正火处理。 追 算 桑 阶 雄 舆 巫

37、垃 忙 獭 顶 懊 偏 弗 褂 检 掖 谴 乍 隶 大 灾 椽 蹬 锦 参 葬 声 箍 兑 谢 竞 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 电渣焊主要用于厚壁压力容器和铸焊、锻焊、厚 板拼焊等大型构件的制造，厚度应大于40mm的碳钢、合金 钢和不锈钢等。 4.2.1.5 高能焊 高能焊是利用高能量密度的束流，如等离子弧、电 子束、激光束等作为焊接热源的熔焊方法。 1. 等离子弧焊和切割 1）等离子弧的产生。 等离子弧是一种电离度很高的压缩 电弧，温度高，能量密度大，其发生装置

38、如图4-24所示。 在三个压缩作用下形成等离子弧。 a）机械压缩效应； b）热压缩效应； c）电磁压缩效应。温度可达24000K 50000K。 绩 显 壮 啡 蛇 踊 凳 顾 组 汤 嘛 硬 寝 众 增 诡 妮 亥 甲 拉 梯 腋 狭 徐 炽 毗 脾 贤 焚 掷 怪 匿 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2）等离子切割。它利用能量密度高的高温高速的等离子 流，将切割金属局部熔化并随即吹除，形成整齐的切口。 常用于切割不锈钢、铝、铜、钛、铸铁及钨、锆等难熔金 属和非金属

39、材料。 3）等离子弧焊接。需用等离子弧焊电源和等离子焊枪及填 充金属。分为 大电流等离子弧焊。这种焊接又可分为穿孔型等离子弧 焊和熔入型等离子弧焊。 微束等离子弧焊。 其特点是： 有小孔效应，能较好实现单面焊双面自由成形； 微束等离子弧焊可焊接箔材和薄板。 能量集中，热影响区小，焊接质量好，生产率高。 璃 挝 烦 灯 雷 蕊 踪 糠 寻 懦 径 盒 央 毅 颧 赢 喘 袖 强 润 飘 渠 葵 迷 告 猫 本 敬 泄 膳 绞 狭 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 等离子弧

40、焊用于航空航天等军工和尖端工业技术的铜 及铜合金、钛及钛合金、合金钢、不锈钢、钼等金属的焊 接。 2. 电子束焊 电子束焊是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。电子束产 生原理如图4-25所示。电子束焊不需要加焊丝。电子束焊可 分为： 1）真空电子束焊。把工件放在真空室内，利用在真空室内 产生的电子束经聚焦和加速，撞击工件后动能转化为热能 的一种熔化焊。需严格除锈和清洗。 2）低真空电子束焊。使电子束通过隔离阀及气阻孔道进入 焊接工作室。工作室的真空度保持在1 13Pa。 岂 讥 柜 貌 石 邦 劲 骨 菩 半 迈 径 慷 邱 禾 夫 削 思 适 跃

41、 绵 近 沂 范 爽 嚎 堪 掇 猫 省 卉 圆 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 3）非真空电子束焊，将真空条件下形成的电子束流经过 充氦的气室，然后与氦气一起进入大气的环境中施焊。 电子束焊的特点： 1）保护效果极佳，焊接质量好 ； 2）能量密度大；106 108W/cm2； 3）焊接变形小； 4）焊接工艺参数调节范围广，适应性强 ； 5）设备复杂，造价高，焊件尺寸受真空室限制。 电子束焊用于原子能、航空航天等军工尖端技术部 门的特殊材料和结构的焊接；也用于大批量生

42、产和流水 线生产，如齿轮组合件、轴承等。 职 菜 晋 同 茹 茧 破 菌 擦 樊 否 泌 危 胸 萧 瘪 委 颁 垮 枣 刊 锑 颐 畅 弯 柱 玛 撰 耸 思 诞 戒 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 3.激光焊与切割 1）激光焊：利用聚焦后的激光束的高能量密度（ 1013W/cm2)，对工件进行焊接。分为脉冲激光焊接和连续 激光焊接。激光焊设备的结构框图如图4-26所示。 2）激光焊的特点： 能量密度大，适合于高速加工，能避免热损伤和焊接 变形； 灵活性比较大； 激

43、光辐射放出能量极其迅速，不仅焊接生产率高，而 且被焊材料不易氧化，可以在大气中焊接，不需真空环 境或气体保护； 装置复杂，效率较低。 颂 逼 寇 瓶 潦 亭 奠 纹 珍 姚 诈 奎 遏 冰 壁 歉 小 酌 解 拴 盾 芒 柄 拄 思 救 换 县 拨 剐 熔 活 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 激光焊常用于精密零件、热敏感性材料，异种金属异种 材料的焊接。 3）激光切割：利用聚焦后的激光束使工件材料瞬间气化而形 成割缝；可切割各种金属和非金属材料。根据切割机理可分 为：

44、 激光蒸发切割，适于极薄材料； 激光熔化吹气（氩、氦、氮等）切割，适于非金属材料； 激光反应气体（纯氧，压缩空气）切割，适于金属材料。 4）激光切割的优点： 1）切割质量好，效率高； 2）切割速度快； 3）切割成本低。 严 巩 厦 卜 拌 越 桥 沾 援 虹 拱 钟 盖 胶 虏 糜 洁 队 填 尘 腑 酪 就 总 矗 翘 居 青 赔 耘 彪 巷 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 4. 堆焊与喷涂 1）堆焊：为增大或恢复焊件尺寸，或使焊件表面获得具有 特殊性能的熔敷金属而

45、进行的焊接。有振动电弧堆焊、等 离子弧堆焊、气体保护堆焊和电渣堆焊等。 2）堆焊加工的特点与应用： 采用堆焊修复已失去精度或表面破损的零件，可节省材料 、费用、工时，延长零件使用寿命； 堆焊层的特殊性能可提高零件表面耐磨、耐热、耐蚀等性 能，发挥材料的综合性能和工作潜力； 具有明显的异种金属焊接特点，对焊接工艺及其参数要求 较高。 堆焊应用于机械产品的制造和维修，在冶金机械、重 型机械、汽车、动力机械、石油化工设备等领域有广泛应 用。 荒 主 盖 茅 产 奴 问 剁 肋 渡 洽 鹅 澄 埃 遭 簧 局 哈 魔 骡 判 狼 巴 冤 疟 帜 陕 构 赴 焰 捞 仿 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两

46、焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 3）喷涂： 将金属粉末或其他物质熔化，并用压缩空气将其 以雾状喷射到被加工工件的表面上，形成覆盖层的工艺方 法。使材料表面具备防腐、导电、耐蚀、耐热、外形美观 。 常用热喷涂的热源为氧乙炔、电弧、等离子弧、电子 束、激光束等；喷涂材料可用低熔点金属和高熔点金属以 及各种合金、金属氧化物、碳化物、非金属陶瓷、塑料等 。如火焰线材喷涂原理如图4-27所示。 常用喷涂方法有氧乙炔焰喷涂、氢氧焰喷涂、等离子 弧喷涂等。 4）喷涂特点： 加热温度较低，工件表面温升较小，对工件组

47、织和性能 影响小； 可喷涂加工的对象广泛，金属和大部分非金属均可； 操作工艺过程简单，零件大小不受限制。 施 纬 繁 沽 竿 萤 乳 馅 砌 面 王 小 烬 下 逛 花 渐 枉 啼 悦 折 动 炉 墒 康 缎 质 砷 昏 掖 矿 聪 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 4.2.2 压焊 压焊是指在加热或不加热状态下对组合焊件加压， 使其产生塑性变形，并通过再结晶和扩散等作用，使两个 分离表面的原子达到形成金属键而连接的焊接方法。常用 的有电阻焊和摩擦焊。 4.2.2.1

48、电阻焊 电阻焊是利用电流通过焊接接头的接触面及邻近区 域产生的电阻热，把焊件加热到塑性或局部熔化状态， 再在电极压力作用下形成接头的一种焊接方法。电阻焊 可分为点焊、缝焊、对焊。 讽 沃 彬 择 碍 歇 洼 挪 铰 注 脐 歹 利 生 意 抓 泥 洲 卡 姥 冀 娘 梢 陛 膏 遥 元 掌 笋 掸 国 熬 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 2 ） 闪 光 对 焊 ： 两 焊 件 不 接 触 ， 先 加 电 压 ， 再 1.点焊 点焊：是利用电流通过两圆柱形电极和搭接的两焊件 产生电阻热，将焊件加热并局部熔化，形成一个熔核（其 周围为塑性状态），然后在压力下熔核结晶，形成一个焊 点的焊接方法。如图4-28所示。点焊的接头形式如图4-29 所示，均为搭接接头，焊接前应清理。 点焊的主要焊接参数是电极压力、焊接电流和通电时 间。压力过大、电流过小，会使热量少，焊点强度下降； 压力过小、电流大会使热量大而不稳定，易飞溅，烧穿。 点焊时会发生点焊分流现象，如图4-30所示，故焊点 间距不宜过小。 剁 铅 属 瞎 仗 朔 换 呼 正 捅 漾 度 妥 钟 绽 荒 汲 唆 拯 掷 淤 成 棱 慈 雀 蹈 割 么 前 姜 愿 节 2