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1、教学重点 焊接的特点、分类及应用，焊条电弧焊，常用金属材料的焊接。 焊接技术重点2 焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。焊接焊接过程的实质过程的实质是用加热或加压等手段，借助于金属原子的是用加热或加压等手段，借助于金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来。结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来。第一节第一节 焊焊 接接 概概 述述3 焊接在现代工业生产中具有十分重要地作用，在制造大型结构或复杂地机器部件时，更显优越，因为它可以用化大为小，化复杂为简单地方法准备坯料，然后用逐次装配焊接地方法拼小成大，这是其他工艺方法难以做到的。
2、4焊接方法应用 自行车车架 钢窗 家用液化气罐主缝 自行车圈 电子线路板 锅炉壳体 钢轨对接 不锈钢储罐硬钎焊（盐浴）硬钎焊、对焊、电弧焊缝焊缝焊外边、闪光对焊软钎焊埋弧焊、电渣焊闪光对焊、铝热焊等离子弧焊接、氩弧焊第二节第二节 焊接工艺基础焊接工艺基础 1、焊接的特点与分类 ）焊接的特点焊接与铆接等其他加工方法相比，具有减轻结构重量，节省材料；生产效率高，易实现机械化和自动化；接头密封性好，力学性能高；工作过程中无噪音等优点。其不足之处是会引起焊接接头组织、性能的变化，同时焊件还会产生较大的应力和变形。）焊接的应用焊接主要用于制造各种金属构件，如建筑结构、船体、车辆、锅炉及各种压力容器。此外
3、，焊接也常用于制造机械零件，如重型机械的机架、底座、箱体、轴、齿轮等。 ）焊接方法的分类 2、焊接接头的组织与性能 1）焊缝的组织与性能 用焊接方法连接的接头称焊接接头，简称接头。焊接时，电弧沿着工件逐渐移动并对工件进行局部加热。因此在焊接过程中，焊缝及其附近的母材经历了一个加热和冷却的过程。由于温度的分布不均匀，焊缝受到一次复杂的冶金过程，焊缝附近区域受到一次不同规范的热处理，所以引起相应的组织和性能变化，从而直接影响焊接质量。离焊缝越远的点，被加热的温度越低；反之，被加热的温度就越高。 ）热影响区及熔合区的组织与性能（1）熔合区 也称半熔化区，化学成分不均匀，金属组织晶粒粗大，其力学性能最
4、差。 （2）热影响区 由于热影响区各点温度不同，热影响区可分为过热区、正火区和部分相变区等。 （）过热区。焊接时被加热到Ac3以上100200至固相线温度区间，奥氏体晶粒急剧长大，冷却后产生晶粒粗大的过热组织。因而其塑性及韧性很低，容易产生焊接裂纹。 （）正火区。被加热到Ac3至Ac3以上100200区间，金属发生重结晶，冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。 被加热到Ac1Ac3温度区间，珠光体和部分铁素体发生重结晶，晶粒细化；部分铁素体来不及转变。冷却后晶粒大小不均匀，其力学性能较差。 综上所述，熔合区和过热区是焊接接头中比较薄弱的部分，对焊接质量影响最大。因此在焊
5、接过程中尽可能减小其宽度。焊接接头组织和性能的好坏主要与焊接材料、焊接方法和焊接工艺有关，其中焊接工艺是影响焊接接头组织和性能的主要因素 （）部分相变区11 手工电弧焊具有设备简单，操作灵活，成本低等优点，且焊接性好，对焊接接头的装配尺寸无特殊要求，可在各种条件下进行各种位置的焊接，适于多种钢材和有色金属等等是生产中应用最广的焊接方法。 手工电弧焊时有强烈弧光和烟尘污染，焊接质量不够稳定，焊缝短而不连续，焊缝宽度不均，劳动条件差，劳动强度大，生产率低，对工人技术水平要求较高。132.电源种类 （1）交流弧焊机 它是一种特殊的降压变压器，具有结构简单、噪声小、成本低，效率高，使用和维护方便等优点
6、，是手工电弧焊中应用最广泛的一种供电设备。但是需注意：交流弧焊机电弧稳定性较差。手工电弧焊15 直流电焊机的特点是直流电弧燃烧稳定，所以用小电流焊接时常选用。在焊接合金钢、不锈钢等材质工件时，也常选用直流电源。 直流电源根据接工件电极的不同，分为正接和反接两种接法。直流正接是指工件接正极，焊条接负极（厚板、酸性焊条）。直流反接是指工件接负极，焊条接正极（薄板、碱性低氢焊条、低合金钢和铝合金）。16 正接和反接时，焊接电弧的形状不一样。显然，只有采用直流焊接电源时，才有正接和反接两种接线法，交流焊接电源由于正、负极在不断地交替，所以不存在极性问题。 焊件极性的选择原则： 1、焊条电弧焊使用碱性低
7、氢焊条时，一律采用反接。若采用正接，则电弧燃烧不稳定电弧声音很暴燥，发出强烈的嘶嘶声飞溅很大，并且极容易产生气孔。使用酸性焊条时，极性对电弧的稳定燃烧影响不大。 同样道理，埋弧焊若使用直流电源施焊时，一般也采用反接。 2、钨极氩弧焊焊接钢、黄铜时，一律采用正接。因为阴极的发热量远小于阳极，所以用直流正接电源时，钨极接负极，发热量小，不易过热，钨极寿命长，同样直径的钨极可以采用较大的焊接电流。同时正接时，焊件为阳极发热量大，因此熔深大，生产率高。18焊芯中各合金元素对焊接的影响1)碳(C) 。碳是钢中的主要合金元素，当含碳量增加时，钢的强度、硬度明显提高，而塑性降低。在焊接过程中，碳起到一定的脱
8、氧作用，在电弧高温作用下与氧发生化合作用，生成一氧化碳和二氧化碳气体，将电弧区和熔池周围空气排除，防止空气中的氧、氮有害气体对熔池产生的不良影响，减少焊缝金属中氧和氮的含量。若含碳量过高，还原作用剧烈，会引起较大的飞溅和气孔。考虑到碳对钢的淬硬性及其对裂纹敏感性增加的影响，低碳钢焊芯的含碳量一般0. 1。2)锰(Mn)锰在钢中是一种较好的合金剂，随着锰含量的增加，其强度和韧性会有所提高。在焊接过程中，锰也是一种较好的脱氧剂，能减少焊缝中氧的含量。锰与硫化合形成硫化锰浮于熔渣中，从而减少焊缝热裂纹倾向。因此一般碳素结构钢焊芯的含锰量为0. 300. 55，焊接某些特殊用途的钢丝，其含锰量高达1
9、70一2. 10。19 3)硅(Si )硅也是一种较好的合金剂，在钢中加入适量的硅能提高钢的屈服强度、弹性及抗酸性能；若含量过高，则降低塑性和韧性。在焊接过程中，硅也具有较好的脱氧能力，与氧形成二氧化硅，但它会提高渣的粘度，易促进非金属夹杂物生成。4)铬(Cr）铬能够提高钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。对于低碳钢来说，铬便是一种偶然的杂质。铬的主要冶金特征是易于急剧氧化，形成难熔的氧化物三氧化二铬(Cr203)，从而增加了焊缝金属夹杂物的可能性。三氧化二铬过渡到熔渣后，能使熔渣粘度提高，流动性降低。5)镍(NO）镍对钢的韧性有比较显著的效果，一般低温冲击值要求较高时，适当掺入一些镍。6)硫（S）硫
10、是一种有害杂质，随着硫含量的增加，将增大焊缝的热裂纹倾向，因此焊芯中硫的含量不得大于0. 04。在焊接重要结构时，硫含量不得大于0. 03。7)磷 (P) 磷是一种有害杂质，随着含量的增加，将增大焊缝的冷裂纹倾向。22 按照焊条药皮的主要化学成分来分类，可以将电焊条分为：氧化钛型焊条、氧化钛钙型焊条、钛铁矿型焊条、氧化铁型焊条、纤维素型焊条（分为高纤维素钠型（采用直流反接）、高纤维素钾型两类 ）、低氢型焊条（分为低氢钠型、低氢钾型和铁粉低氢型等 ）、石墨型焊条及盐基型焊条。 按性能分类的焊条，都是根据其特殊使用性能而制造的专用焊条，如超低氢焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、躺焊焊条、打底层焊条、
11、高效铁粉焊条、防潮焊条、水下焊条、重力焊条等。 27手工电弧焊焊接工艺规范手工电弧焊焊接工艺规范 焊接规范是影响焊接质量和焊接生产率的各个焊接工艺参数的总称。手工电弧焊时，焊接规范主要包括焊接电流、电弧电压、焊条种类和直径、焊机种类和极性、焊接速度、焊接层数等。 其中焊接电流主要影响焊缝的熔深，电弧电压主要影响焊缝的熔化宽度。手工电弧焊第四节第四节 其他焊接方法简介其他焊接方法简介 1、埋弧自动焊 埋弧焊是指电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。埋弧自动焊是埋弧焊的一种自动化焊接方法。 2、气体保护电弧焊 1）二氧化碳气体保护焊（简称CO2焊）二氧化碳气体保护焊是利用CO2作为保护气体的电弧焊 2
12、）氩弧焊 氩弧焊是以氩气作为保护气体的电弧焊。 3、气焊 气焊是利用气体火焰作为热源，将工件和焊丝熔化而进行焊接的的一种方法。气焊时通过调节氧和乙炔的混合比值，可得到三种不同性质的气焊火焰：中性焰、碳化焰和氧化焰 4、电阻点焊 电阻点焊是指将焊件装配成搭接接头， 并压紧在两极间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊接方法。电阻点焊广泛用于制造汽车车箱、飞机外壳和仪表等轻型结构。 5、钎焊 钎焊是将熔点低的金属材料作钎料和工件共同加热到高于钎料熔点，在工件不熔化的情况下，使钎料熔化后填满被焊工件连接处的间隙，并与被焊工件相互扩散而形成接头的焊接方法。 钎焊与熔焊相比，优点是加热温度低，接头组
13、织和力学性能变化小，工件变形小；设备简单，易实现自动化；焊接过程简单，生产效率高；钎焊接头强度低，常用搭接接头来提高承载能力。 钎焊主要用于精密仪表、电气零部件、异种金属构件、复杂薄板构件及硬质合金刀具的焊接。第五节第五节 焊接新工艺和新技术简介焊接新工艺和新技术简介 1、传统焊接方法的新发展 为提高焊接质量和焊接生产率，利用传统的焊接方法，组织生产线，实现机械化，使焊接过程自动化、智能化是重点发展方向，目前全世界 50以上的工业机器人是用于焊接技术。 最大限度地采用熔化极气体保护焊和埋弧焊，代替焊条电弧焊是自动化发展的 主要 方向。 2、高能束焊接方法的应用 高能束焊接方法能量密度高，可一次
14、穿透较厚的焊缝而不需预制坡口，可焊接任何金属和非金属材料。1）等离子弧焊 等离子弧焊是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。 激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击工件所产生的热量进行焊接的方法。 激光束能量密度大，加热范围小，焊接速度高，焊缝可极为窄小，可以焊接所有金属，能在任何空间进行焊接，并可实现其他焊接方法所不能完成的远距离焊接。多用于仪器、微电子工业中超小型元件及空间技术中特种材料的焊接。 3）激光焊 3、特种焊接方法超声波焊 超声波焊是利用超声波的高频振荡能对工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。 它可以焊接一般焊接方法难以或无法焊接的焊件和材料，如铝。铜、镍、铂、金、银等薄件。 超声波焊广泛应用于无线电、仪表、精密机械及航空工业等部门。