焊接工艺68.pptx

概述
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:
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。
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。
焊接方法在工业中主要用于:
1)制造金属结构件。
2)制造机器零件和工具。
3)修复。
概述
手工电弧焊是熔化焊中最基本的一种焊接方法。利用电弧作为热源,手工操纵焊条进行焊接的方法。
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)对焊工操作水平要求较高,生产率较低。
焊接电弧
1. 电弧的引燃
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。
手工电弧焊
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,热量21%,弧柱中心温度可达6000~8000K。
手工电弧焊
图4-1 电弧的结构示意图
焊接接头

熔焊焊缝的形成经历了局部加热熔化,使分离工件的结合部位产生共同熔池,再经凝固结晶为一个整体的过程。

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应:
手工电弧焊
图4-2 焊条电弧焊过程
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;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高温时大量溶于液体金属,冷却结晶时,氮溶解度下降;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。
手工电弧焊
焊条
1. 焊条的组成和作用
焊条由焊芯和药皮组成。
1)焊芯:一方面作电极,起导电作用,产生电弧,提供焊接热源;另一方面作为填充金属,与熔化的母材共同组成焊缝金属。焊芯采用焊接专用金属丝。如H08C等。
2)药皮:焊条药皮的主要作用有:改善焊接工艺性;机械保护作用;冶金处理作用。焊条药皮的组成物按其作用分为:稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、粘结剂、稀渣剂、增塑剂等。
2. 焊条分类
焊条的种类。按用途分为: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、铜合铜合金焊条、铝和铝合金焊条等。
按药皮性质分为:酸性焊条(酸性氧化物为主)、碱性焊条(碱性氧化物和萤石CaF2为主)。
手工电弧焊
3. 焊条型号与牌号
焊条型号:国家标准中的焊条代号。如E4303,E表示焊条,43表示熔敷金属抗拉强度最小值(kgf/mm2 );03表示焊接位置为全位置、电流种类为交直流及药皮类型为钛铁矿型。
焊条牌号:焊条行业统一的焊条代号,用一个大写汉语拼音字母和三个数字表示。如J422,J表示结构钢焊条;42表示焊缝金属抗拉强度等级(kgf/mm2 );2表示药皮类型和电流种类。

1)等强度原则;
2)同成分原则;
3)抗裂性要求;
4)抗气孔要求;
5)低成本要求。
手工电弧焊
焊接接头的金属组织与性能

在焊接加