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1、手工电弧焊焊接手工电弧焊焊接(hnji)工艺规范工艺规范第一页，共37页。2 2 焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。焊接过程的实质(shzh)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。第一节第一节第一节第一节 焊焊焊焊 接接接接 概概概概 述述述述第1页/共37页第二页，共37页。3 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，然后方
2、法准备坯料，然后(rnhu)用逐次装配焊接地方法拼小成大，这是其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。他工艺方法难以做到的。第2页/共37页第三页，共37页。4 4焊接(hnji)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(dinz)线路板锅炉壳体钢轨对接不锈钢储罐硬钎焊(qin hn)（盐浴）硬钎焊(qin hn)、对焊、电弧焊缝焊缝焊外边、闪光对焊软钎焊(qin hn)埋弧焊、电渣焊闪光对焊、铝热焊等离子弧焊接、氩弧焊第3页/共37页第四页，共37页。第二节第二节第二节第二节 焊接焊接焊接焊接(hnji)(hnji)(hnji)(hnji)工艺基础工艺基础工艺基
3、础工艺基础 1、焊接(hnji)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(zhn)金属构件，如建筑结构、船体、车辆、锅炉及各种(zhn)压力容器。此外，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。第4页/共37页第五页，共37页。）焊接(hnji)方法的分类 第5页/共37页第六页，共37页。2、焊接接头(ji tu)的组织与性能 1）焊
4、缝的组织(zzh)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(jnxng)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。第6页/共37页第七页，共37页。）热影响区及熔合区的组织(zzh)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，其力学性能最差。（2）热影响区 由于热影响区各点温度不同，热影响区可
5、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(yn r)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。第7页/共37页第八页，共37页。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(xngnng)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。因此在焊接过
6、程中尽可能减小其宽度。焊接接头组织和性能(xngnng)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(xngnng)的主要因素（）部分(b fen)相变区第8页/共37页第九页，共37页。第9页/共37页第十页，共37页。1111 手工电弧焊具有设备简单，操作灵活(ln hu)，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(hnji)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
7、水平要求较高。第10页/共37页第十一页，共37页。第11页/共37页第十二页，共37页。13132.电源种类（1）交流弧焊机 它是一种(y zhn)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，是手工电弧焊中应用最广泛的一种(y zhn)供电设备。但是需注意：交流弧焊机电弧稳定性较差。手工(shugng)电弧焊第12页/共37页第十三页，共37页。第13页/共37页第十四页，共37页。1515 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(gngjin)时，也常选用直流电源。直流电源根据接工件(gngjin)电极
8、的不同，分为正接和反接两种接法。直流正接是指工件(gngjin)接正极，焊条接负极（厚板、酸性焊条）。直流反接是指工件(gngjin)接负极，焊条接正极（薄板、碱性低氢焊条、低合金钢和铝合金）。第14页/共37页第十五页，共37页。1616 正接和反接时，焊接电弧的形状不一样。显然，只有采正接和反接时，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。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：焊件极性的选择原则：1 1、焊条电弧焊
9、使用碱性低氢焊条时，一律采用反接。若、焊条电弧焊使用碱性低氢焊条时，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嘶嘶声飞溅(fijin)(fijin)很大，并且极容易产生气孔。使用酸性焊很大，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。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，一般也采用反同样道理，埋弧焊若使用直流电源施焊时，一般也采用反接。接。2 2、钨极氩弧焊焊接钢、黄铜时，一律采用正接。因为阴、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
10、远小于阳极，所以用直流正接电源时，钨极接负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，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。因此熔深大，生产率高。第15页/共37页第十六页，共37页。第16页/共37页第十七页，共37页。1818焊芯中各合金元素对焊接的影响焊芯中各合金元素对焊接的影响1)1)碳碳(C)(C)。碳是钢中的主要合金元素，当含碳量增加时，钢的强。碳是钢中的主要合金元素，当含碳量增加
11、时，钢的强度、硬度明显提高，而塑性降低。在焊接过程中，碳起到一定的脱氧度、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过高，还原作用剧烈，会引起较大的飞溅和气孔(qkng)(qkng)。
12、考虑到碳。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般0.10.1。2)2)锰锰(Mn)(Mn)锰在钢中是一种较好的合金剂，随着锰含量的增加，其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，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少焊缝热裂纹倾向。因此一般碳素
13、结构钢焊芯的含锰量为0.300.300.550.55，焊接某些特殊用途的钢丝，其含锰量高达，焊接某些特殊用途的钢丝，其含锰量高达1 1 7070一一2.102.10。第17页/共37页第十八页，共37页。19193)3)硅硅(Si)(Si)硅也是一种较好的合金剂，在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。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，易促氧形成二氧化硅，但它会提
14、高渣的粘度，易促进非金属夹杂进非金属夹杂(jiz)(jiz)物生成。物生成。4)4)铬铬(Cr(Cr）铬能够提高钢的硬度、耐磨性）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，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形成难熔的氧化物三氧化二铬(Cr203)(Cr203)，从而，从而增加了焊缝金属夹杂增加了焊缝金属夹杂(jiz)(jiz)物的可能性。三物的可能性。三氧化二铬过渡到熔渣后，能使熔渣粘度提高，氧化二铬过渡到熔渣后，能使熔渣粘度提高，流动性降低。流动性降低。
15、5)5)镍镍(NO(NO）镍对钢的韧性有比较显著的效）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，适当掺入一果，一般低温冲击值要求较高时，适当掺入一些镍。些镍。6)6)硫（硫（S S）硫是一种有害杂质，随着硫含）硫是一种有害杂质，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芯中硫的含量不得大于0.040.04。在焊接重要。在焊接重要结构时，硫含量不得大于结构时，硫含量不得大于0.030.03。7)7)磷磷(P)(P)磷是一种有害杂质，随着含量磷是一种有害杂质，随着含量的增加，将增大焊缝的冷裂纹倾向。的增加，将增大焊缝的
16、冷裂纹倾向。第18页/共37页第十九页，共37页。第19页/共37页第二十页，共37页。第20页/共37页第二十一页，共37页。2222按照焊条药皮的主要按照焊条药皮的主要(zhyo)(zhyo)化学成分来分类，可以将电焊条分为：氧化钛型焊化学成分来分类，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、）、低氢型焊条（分为低氢钠型、低氢钾型和铁粉低氢型等低氢钾型
17、和铁粉低氢型等 ）、石墨型焊条及盐基型焊条。）、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、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、高效铁粉焊条、防潮焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、躺焊焊条、打底层焊条、高效铁粉焊条、防潮焊条、水下焊条、重力焊条等。水下焊条、重力焊条等。第21页/共37页第二十二页，共37页。第22页/共37页第二十三页，共37页。第23页/共37页第二十四页，共37页。第24页/共37页第二十五页，共37页。第25页/共37页第二十六页，共37
18、页。2727手工电弧焊焊接手工电弧焊焊接(hnji)(hnji)工艺工艺规范规范 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(cnsh)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(shugng)电弧焊第26页/共37页第二十七页，共37页。第四节第四节第四节第四节 其他焊接其他焊接其他焊接其他焊接(hnji)(hnji)(hnji)(hnji)方法简介方法简介方法简介方法简介 1、埋弧自动(zdng)焊 埋弧焊是指电弧在焊剂层下燃烧进行焊接(hnj
19、i)的方法。埋弧自动焊是埋弧焊的一种自动化焊接(hnji)方法。第27页/共37页第二十八页，共37页。2、气体(qt)保护电弧焊 1）二氧化碳(r yng hu tn)气体保护焊（简称CO2焊）二氧化碳(r yng hu tn)气体保护焊是利用CO2作为保护气体的电弧焊 第28页/共37页第二十九页，共37页。2）氩弧焊 氩弧焊是以氩气作为保护(boh)气体的电弧焊。第29页/共37页第三十页，共37页。3、气焊(qhn)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(tioji)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 第
20、30页/共37页第三十一页，共37页。4、电阻(dinz)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(xngchng)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。第31页/共37页第三十二页，共37页。5、钎焊(qin hn)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(xin b)，优点是加热温度低，接头组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
21、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32页/共37页第三十三页，共37页。第五节第五节第五节第五节 焊接新工艺和新技术焊接新工艺和新技术焊接新工艺和新技术焊接新工艺和新技术(jsh)(jsh)(jsh)(jsh)简介简介简介简介 1、传统焊接(hnji)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(zhngdin)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
22、展的 主要 方向。第33页/共37页第三十四页，共37页。2、高能束焊接方法(fngf)的应用 高能束焊接方法能量密度高，可一次穿透较厚的焊缝而不需预制(y zh)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。第34页/共37页第三十五页，共37页。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(ky)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(jgung)焊 第35页/共37页第三十六页，共37页。3、特种(tzhng)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(qngl)，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。第36页/共37页第三十七页，共37页。