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1、第二章 常用焊接方法表1焊接方法及代号焊接方法焊接方法代号代号焊条电弧焊焊条电弧焊SMAWSMAW钨极气体保护焊钨极气体保护焊GTAWGTAW熔化极气体保护焊熔化极气体保护焊GMAWGMAW（含药芯焊丝电（含药芯焊丝电弧焊弧焊FCAWFCAW）埋弧焊埋弧焊SAWSAW一、手工电弧焊1、焊接电弧电弧的温度阴极区 2100，弧柱 57007700，阳极区 2300 气体电离电极发射电子电弧区热量阳极占43%,阴极区占36%,弧 柱区占21%。正接法:工件接正极,焊条接负极2、焊接过程手工电弧焊(3)当电弧向前移动时,熔池冷却凝固而新的熔池不断产生,形成连续的焊缝。(1)电弧在焊条与被焊件之间 燃烧
2、,电弧热使工件和焊条同时熔化成熔池;(2)电弧使焊条的药皮熔化或燃烧,产生熔渣和气体,对熔化金属和熔池起保护作用；3、焊接设备（1）设备：弧焊机 对弧焊机的要求：a 具有一定的空载电压以满足引弧的需要,一般为5080V。b限制适当的短路电流，以免引起过载损坏,一般不超过工作电流的1.25-2倍。c应有保证电弧稳定的电弧电压,一般情况下，电弧电压在1635V范围内。d焊接电流应具有可调节性。类型：直流、交流电焊机 直流电焊机：普通直流弧焊机：整流弧焊机：电动机发电机，电弧稳定，焊接薄板、铸铁、合金钢、有色金属。但结构复杂，噪声大、成本高、维修困难。弧焊整流器。电弧稳定，结构简单，重量轻，无噪声，
3、制造维修方便。交流弧焊机：有特殊要求的降压变压器。结构简单，制造方便，价格便宜，使用可靠，维修容易，工作噪声小，但电弧稳定性差。焊接基础与焊接方法（2）手弧焊工艺 焊前准备：下料、整形、表面清理。焊接接头型式：对接接头、搭接接头、角接接头和T形接头。为什么开坡口？工件厚度6mm即开，保证焊透为防止烧穿，坡口的根部，留有的23mm直边，称为“钝边”。坡口基本形式：I形坡口、Y形坡口、V形坡口、K型坡口。焊缝的空间位置：平焊、立焊、横焊、仰焊 焊接规范：焊接时的各种参数，手弧焊主要有：焊条直径：主要根据厚度。焊接电流：据焊条直径和焊缝位置 大：咬边、烧穿、飞溅、过热 小：焊不透、夹渣等 经验公式：
4、I=k d k-经验系数，一般为30-50。平焊时，K取较大值，其他位置焊时，K取较小值。焊接速度：电弧长度：操作过程：引弧、运条、焊缝的连接与收尾 焊接基础与焊接方法（3）手弧焊的特点与应用 与气焊相比有如下特点：温度高，热量集中，速度快，生产率高，热影响区小，焊接变形小；产生气体和熔渣保护，去除有害元素，渗合金元素，化学成分较好。总之，焊条电弧焊焊接质量好，生产率高，焊接变形小。与埋弧自动焊相比有如下特点：但对焊工技术要求高，焊接质量不稳定，厚件、长焊缝焊接时生产率较低。设备简单，操作灵活，适应性强，各种位置、焊接结构中焊机不能到达的部位以及各种不规则的焊缝都能施焊；应用范围：适用于单件小
5、批生产，用于厚度2mm以上，各种焊接位置，短的、不规则的焊缝，以及焊机不能到达的部位的焊接。钛等易氧化的金属不能用手弧焊。3、手工电弧焊的特点手工电弧焊手工电弧焊有何特点？使用哪种设备？优点：设备简单，操作灵活，适应性强。缺点：生产效率低，劳动强度大，质量不易保证。电焊机：直流电焊机：交流电焊机：引弧容易，电弧稳定，焊接质量好结构简单，使用可靠，维修方便二、埋弧自动焊1.埋弧自动焊的焊接过程自动焊焊接动作由机械装置自动完成。埋弧焊电弧在颗粒状焊剂层下燃烧进行焊接。焊车焊丝焊剂在焊缝处撒放焊剂 焊丝送入电弧区 选定弧长 引弧燃烧 焊机带动焊丝匀速前移工件 焊丝 熔化 较大体积熔池 焊缝 焊剂熔化
6、 熔渣保护焊缝 焊剂蒸发熔渣泡 隔绝空气，防止熔滴外溅 减少电弧热能损失，阻止弧光四射 埋弧自动焊自动焊小车埋弧焊生产2.埋弧自动焊的特点与应用n 生产效率高（比手弧焊提高510倍）n 焊接质量好（焊缝内气孔、夹渣少，焊缝美观）n 成本低（省工、省时、省料）n 劳动条件好（无弧光,飞溅,劳动强度低）n 适应性差（平焊、长直焊缝和较大直径的环缝）n 焊接设备复杂，焊前准备工作严格应用：成批生产、中厚板结构的长直焊缝和较大直径的环缝，如锅炉、压力容器、船舶等。特点：压力容器环缝和纵缝的埋弧自动焊纵缝环缝压力容器焊接生产三、气体保护焊1、氩弧焊及其特点保护气体氩气CO2氩弧焊CO2气体保护焊钨极 金
7、属极 钨极氩弧焊n 焊接电流不能过大；n 焊接钢材板：直流正接法；n 焊铝、镁合金：直流反接法或交流电源。气体保护焊钨极熔点高，发射电子能力强直流正接：钨极烧损小。直流反接：钨极烧损大，电弧不稳，但有“阴极破碎”作用（焊铝时有利）。应用特点焊接范围广,可适用0.3以上不同板厚 作业性好，明弧操作，便于观察和控制熔池焊接性能好，无飞溅、成型好、变形小、焊后修整简单。气体保护、不用药剂，无残留药剂的腐蚀问题。适用于各种结构、形状的全位置焊接可焊接所有工业用金属、合金。与手工焊比：焊接成本较高，抗风能力差，设备较复杂。TIG焊的特点2.TIG焊主要规范参数2.7 电流种类与极性2.6 氩 气2.4
8、填充焊丝2.2 电弧长度2.3 焊接速度2.1 焊接电流2.5 钨电 极2.1 焊接电流焊接电流的选择应保证单位时间内给焊缝适宜的热量。通常根据焊接条件（板厚、材质、焊接速度、焊接位置等参数）选定相应的焊接电流。焊接热量三要素：Q=I*U/t（J/mm）I：焊接电流（A）U:电弧电压（V）t:焊接速度（mm/s）注意：焊接电流的选择不允许超过焊机的额定电流2.2 电弧长度钨 极喷 嘴填充焊丝工 件电弧长度（钨极与工件间距离）：焊接过程中保持稳定的电弧长度是评定焊接熟练程度的一项重要内容。电弧长度发生变化将直影响到焊缝形状、熔深等，对焊接质量产生极大的影响。电弧长度增加:焊道宽度增加，熔深减小，
9、保护效果变差。电弧长度减少:不宜观察熔池，填充焊丝易与钨极短路。L 24 电弧长度(L)钨极伸出长度钨极伸出长度:对焊时:5 6 角焊时:7 8（过长时钨极易氧化）开口夹2.3 焊接速度在焊接电流一定的情况下,焊接速度的选择保证单位时间内给焊缝适宜的热量.焊接热量三要素：Q=I*U/t（J/mm）I：焊接电流（A）U:电弧电压（V）t:焊接速度（mm/s）焊接速度快时：焊道窄，熔深浅。焊接速度慢时，焊道宽，熔深深。选择焊接速度应考虑以下因素：1.焊接铝及铝合金等高导热金属时，为了减少变形，应采用较 快的焊接速度。2.焊接有裂纹倾向的合金时，不能采用高速焊接。3.非平焊位置焊接时，为保证较小的熔
10、池，避免铁水下流，尽 量选择较快的焊速。2.4 填充焊丝 为保证焊接强度或当焊缝有间隙时，TIG焊需插入适量的填充焊丝，使用填充焊丝时应注意以下事项：1.焊丝的化学成分应与母材的性能相匹配,严格控制其化学成分、纯度和质量。主要化学成分应比母材稍高，以弥补高温的烧损。2.TIG焊使用钢焊丝时应尽量选专用焊丝,以减少主要化学成分的 变化,保证焊缝一定的力学性能和熔池液态金属的流动性,获得良 好的焊缝成型,避免产生裂纹等缺陷。3.TIG焊使用有色金属焊丝焊接铜、铝、镁、钛及其合金时应注 意成分相符。有时可将与母材成分相同的薄板剪成小条当焊丝。4.焊丝在使用前应采用机械或化学方法清除其表面的油脂、锈蚀
11、 等杂质，并使之露出金属光泽。5.填充焊丝直径的选择标准:P24焊接电流(A)1020 2050 50100 100200 200300焊丝直径(mm)01.0 01.6 1.02.4 1.63.0 2.44.52.5 钨 电 极1.钨电极的作用：传导电流、引燃电弧和维持电弧正常燃烧。2.对钨极的要求：发射电子能力强，电流承载能力大，寿命长，抗污染性好。3.常用的钨极:钍钨极:含有1-2%氧化钍，电流密度大，寿命长，抗污染能力 强。引弧性能好，电弧稳定。成本高，有微量放射性。铈钨极:含有2%的氧化铈，引弧性能更好，电弧稳定，热量集 中，寿命长，电流密度比钍钨高5%-8%，烧损率比钍 钨低5%-
12、50%，放射性低，推荐使用。4.钨极的选用:焊接方法 电极材质 标志颜色直流TIG焊接2%氧化钍钨（钍）红色2%氧化铈钨（铈）灰色2%氧化镧钨（镧）黄绿色交流TIG焊接2%氧化钍钨（钍）红色2%氧化铈钨（铈）灰色纯钨（纯钨）绿色150 mm钨极 标志颜色钨极许用电流范围表（钍钨极、铈钨极）电极直径（mm）焊接电流（A）交流 直流正接 直流反接0.5 520 5201.0 1580 15801.6 70150 70150 10202.4 140235 150250 15303.2 225325 250400 25404.0 300425 400500 40554.8 400525 500800
13、55805.钨极的许用电流:钨极的许用电流主要由直径、电流种类和极性决定，当焊接电 流超过钨极的许用值时，会使钨极强烈发热、熔化和蒸发，电 弧不稳，影响焊接质量，导致焊缝产生气孔、夹钨等缺陷，同 时焊缝的外型粗糙不整齐。在许用电流允许的情况下应选用细 直径的钨极以提高电流密度。钨极的许用电流范围见下表：6.钨极的端部形状：钨极的端部形状是一个重要工艺参数，应根据所用电流种类选用不同的端部 形状。钨极尖端角度的大小会影响钨极的许用电流、引弧及稳弧性能。小电流焊接时：小的钨极直径和锥角可使引弧容易，电弧稳定。大电流焊接时：增大锥角可避免尖端过热熔化，减少损耗，并防止电弧往上扩展影响阴极斑点的稳定性
14、。钨极尖端角度对焊缝熔深和熔宽也有一定影响：减小锥角，焊缝熔深增大熔宽减小，反之则熔深减小熔宽增大。钨极尖端形状和电流范围：直流正接 交流钨极直径（mm）尖端直径（mm）尖端角度（O）电流（A）恒定直流 脉冲电流1.0 0.125 12 215 2251.0 0.25 20 530 5601.6 0.5 25 850 81001.6 0.8 30 1070 101402.4 0.8 35 1290 121802.4 1.1 45 15150 152503.2 1.1 60 20200 203003.2 1.5 90 25250 253502.6 氩 气(A r)焊接电流（A）100 200 3
15、00500气体流量（L/分）67 89 1015滞后停气（秒）5 10 20作用：隔离空气并作为电弧的介质。纯度：纯度应为99.99%。否则产生气孔，夹渣，焊接质量变差。性质：1.无色、无味、单原子气体，重量是空气的1.4倍，气体保护效果好。2.惰性气体，常温下不与其他物质产生化学反应，高温下不分解。3.高温下氩气离解为正离子和电子,其中正离子体积和质量较大,对阴极冲 击力很强,具有强烈的阴极破碎作用。4.焊接时拉长电弧，其弧压改变不大，电弧不易熄灭,电弧稳定性较好。5.无脱氧或去氢作用,因此对工件、焊丝、钨极的除油、去锈、去水要求 严格。存储：瓶装气态，瓶内压力为150个大气压。容量：气瓶容
16、量为7m3 时约为6000 7000升气体。流量：2.7 电流种类与极性 钨极惰性气体保护焊使用的电流种类可分为直流正接、直流反接及交流三种。其特点如下：电流种类直流交流（对称的）直流正接 直流反接示意图熔深特点 深、窄 浅、宽 中等电极热量分布工件70%钨极30%工件30%钨极70%工件50%钨极50%钨极许用电流 最大 小 较大阴极清理作用 无 有 有（工件为负时）适用材料 除铝、镁外金属 一般不采用 铝、镁、铝青铜等 TIG焊直流正接与直流反接的特点直流正极性的特点：钨极发射电子，带走大量的逸出功，钨极本身温度不高，烧损小，同样直径钨极可使用较大电流，电弧稳定而集中，熔深大，焊接质量好，
17、直流反极性的特点：钨极吸收电子，钨极本身温度高，烧损大，同样大小直径的钨极许用电流要小的多，电流密度小，熔深浅而宽。但在质量很大的氩正离子的高速撞击下可清除铝、镁等易氧化金属表面形成的氧化膜，有阴极清理即“清洁”作用。钨极工件工件钨极 通常情况下，铝板或镁板表面有一层很明显的氧化膜。即使工件金属熔化后，此膜也呈固体状浮在表面上（既不熔化），为达到良好的焊接效果，就需要清除此膜。清洁作用：TIG焊接工件为阴极时，阳离子（氩气正离子）加速冲向工件，破坏并分解表面的氧化膜，使氧化膜消失。这一作用是在氩气中进行的，一旦被破坏消除后，此膜不会再生，即可得到漂亮、光洁的铝等焊缝。工件钨极 工件660 钨极
18、氧化膜2050 TIG交流电源0t反极性正极性清洁作用 熔化极氩弧焊气体保护焊1、以连续送进的金属丝做 电极并填充焊缝；2、焊接电流较大,生产效率高，适用焊接较厚的焊件；（板厚为825mm）3、采用直流反接，电弧稳定，焊铝时有“阴极 破碎”作用;4、可采用自动焊或半自动焊。氩弧焊特点气体保护焊 1)保护效果好，电弧稳定，焊接质量好；2)电弧热量集中，热影响区小，焊后变形小；3)可全方位焊接，便于观察、易于自动控制；4)成本高。应用：用于焊接易氧化的有色金属、合金钢和不锈钢。2、CO2气体保护焊 CO2气体保护焊的焊接过程CO2 电弧CO+O 使金属氧化，合金元素烧损，不能焊接有色金属和合金钢。
19、(药芯焊丝可以焊接合金钢)应用：用于低碳钢、低合金钢薄板的焊接（药芯焊丝可以焊接合金钢）。必须采用含脱氧剂的焊丝，直流反接。气体保护焊焊接效果溶深大熔深是手弧焊的三倍,坡口加工小。溶敷效率高手弧焊焊条熔敷效率是60%CO2焊焊丝熔敷效率是90%引弧性能好能量集中，引弧容易，连续送丝电弧不中断。焊接质量好对铁锈不敏感，焊缝含氢量低，抗裂性能好，受热变形小，焊接范围广可适用低碳钢高强度钢普通铸钢全方位焊焊接速度快单位时间内熔化焊丝比手工电弧焊快一倍与手工焊比：抗风能力差，设备较复杂。C02气保焊的特点2.CO2焊主要规范参数2.7 极性2.6 气体2.4 干伸长度2.2 焊接电压2.3 焊接速度2
20、.1 焊接电流2.5 焊丝焊接电流:根据焊接条件（板厚、焊接位置、焊接速度、材质等参数）选定相应的焊接电流。CO2焊机调电流实际上是在调整送丝速度。因此CO2焊机的焊接电流必须与焊接电压相匹配，既一定要保证送丝速度与焊接电压对焊丝的熔化能力一致，以保证电弧长度的稳定。焊接电流(一)短路过渡 小电流、低电压。熔滴长大受到空间限制而与母材短路，在表面张力及小桥爆破力作用下脱离焊丝。(二)滴状过渡 电弧长度较长，熔滴可自由长大，直至下落力大于表面张力时，脱离焊丝落入熔池。(三)细颗粒过渡 CO2焊时，电流超过一定值，过渡颗粒变小，飞溅小焊缝成型好。(四)射流过渡 MAG焊时，焊丝端部液态金属成铅笔尖
21、状，细小熔滴从焊丝尖端一个接一个成轴线状向熔池过渡。焊接无飞溅。熔滴过渡的形式同一焊丝，电流越大送丝速度越快。电流相同，丝越细送丝速度越快。焊接电压既电弧电压:提供焊接能量。电弧电压越高，焊丝熔化速度就越快，焊接电流也就越大，焊接能量越大。焊接电压焊接电压的设定 根据焊接条件选定相应板厚的焊接电流，然后根据下列公式计算焊接电压:300A时:焊接电压=(0.04倍焊接电流+20 2)伏 举例1：选定焊接电流200A，则焊接电压计算如下：焊接电压=(0.04 200+16 1.5)伏=(8+16 1.5)伏=(24 1.5)伏电压偏高时:弧长变长,飞溅颗粒变大,易产生气孔.焊道变宽,熔深和余高变小
22、.电压偏低时:焊丝插向母材,飞溅增加,焊道变窄，熔深和余高大.啪嗒！啪嗒！嘭！嘭！嘭！母材母材焊接电压对焊接效果的影响 在焊接电压和焊接电流一定的情况下：焊接速度的选择决定了单位长度焊缝所吸收的热能量（既：焊接线能量）.焊接线能量 Q=I*U/t（J/mm）I：焊接电流（A）U:电弧电压（V）t:焊接速度（mm/sec）半自动：焊接速度为0.1-0.6m/min 自动焊：焊接速度可高达2.5m/min以上 焊接速度过快时:焊道变窄,熔深和余高变小。焊接速度小于300A时:L=(10-15)倍焊丝直径.大于300A时:L=(10-15)倍焊丝直径+5mm 干伸长度定义:焊丝从导电咀到工件的距离.
23、导电咀L工件举例：直径1.2mm焊丝可用电流120-350A,电流小时乘10倍的焊丝直径，电流大时乘15倍的焊丝直径。焊接过程中，保持焊丝干伸长度不变是保 证焊接过程稳定性的重要因素之一。过长时：气体保护效果不好，易产生气孔，引弧性能差,电弧不稳,飞溅加大,熔深变浅，成形变坏.过短时：看不清电弧,喷嘴易被飞溅物堵塞,飞溅大，熔深变深，焊丝易与导电咀粘连.干伸长度热量电弧热量干伸长度为什麽要求严格 焊 丝 因CO2是一种氧化性气体，在电弧高温区分解为一氧化碳和氧气，具有强烈的氧化作用，使合金元素烧损，所以CO2焊时为了防止气孔，减少飞溅和保证焊缝较高的机械性能，必须采用含有S i、M n等脱氧元
24、素的焊丝。CO2焊使用的焊丝既是填充金属又是电极，所以焊丝既要保证一定的化学性能和机械性能，又要保证具有良好的导电性能和工艺性能。CO2焊丝分为实芯焊丝和药芯焊丝两种:焊丝型号 特征及适用范围H08Mn2SiA冲击值高，送丝均匀，导电好。H04Mn2SiTiA 脱氧、脱氮、抗气孔能力强，适用于200A以上电流。H04Mn2SiAlTiA脱氧脱氮抗气孔能力更强,适用于填充和CO2-O2混合气体保护焊。H08MnSiA MAG 焊实芯焊丝的型号、特征及适用范围常用的实芯焊丝型号：H 0 8 M n 2 S i A H：焊接用钢,08：含碳量0.08%,M n 2:2%的氧化锰,S i:1%的氧化硅
25、,A:含硫、磷量小于0.03%,无A则0.04%。为了提高导电性能及防止焊丝表面生锈，一般在焊丝表面采用镀铜工艺，要求镀层均匀，附着力强，总含铜量不得大于0.35%A).实 芯 焊 丝焊丝直径（mm）电流范围（A）适用板厚（mm）0.6 40 100 0.6 20.8 50 150 0.8 40.9 70 200 1.0 61.0 90 250 1.2 121.2 120 350 2.0 161.6 200550 6.0不同焊丝直径使用电流范围药芯焊丝：使用药芯焊丝焊接时，通常用CO2或CO2+A r气体作为保护气体，与实芯焊丝的区别主要在于焊丝内部装有焊剂混合物。焊接时在电弧热作用下熔化状态
26、的焊剂材料、焊丝金属、母材金属和保护气体相互之间发生冶金作用，同时形成一层较薄的液态溶渣包覆溶滴并覆盖溶池，对溶化金属形成又一层保护，实质上这种焊接方法是一种气渣联合保护的方法，它综合了手工电弧焊和CO2气体保护焊的优点。B)药 芯 焊 丝药芯焊丝调整焊剂成分可适应各种钢材，及对焊缝的质量要求气相和渣相双重保护抗气孔能力强于实芯电弧焊熔化速度快溶敷效率高，生产率比手工焊高35倍电弧稳定焊缝成形美观，飞溅小，适合全位置焊接药芯焊丝的特点药芯焊丝是由08A冷轧薄钢带光亮退火后经轧机纵向折迭加粉拉拔而成，其横截面有“O”形、“T”形、梅花形等多种形状。示意图如下：“O”形 梅花形“T”形 药芯焊丝的
27、焊剂成分和焊条的药皮类似，含有稳弧剂、脱氧剂、造渣剂、和铁合金等，起着造渣保护溶池，掺合金，稳弧等作用。药芯焊丝按焊剂成分可分为二氧化钛型和碱性型两种。直径有1.2,1.6,2.0,2.4,3.2 mm。主要用于低碳钢和低合金钢的焊接 药芯焊丝因钢性较差，丝体较软，所以对送丝机构要求严格，既要降低送丝压力，又要保证匀速送丝。药芯焊丝的结构及使用中的注意事项反极性特点：电弧稳定，焊接过程平稳，飞溅小。正极性特点：熔深较浅，余高较大，飞溅很大，成形不好，焊丝 熔化速度快（约为反极性的1.6倍），只在堆焊时才采用。极 性工件焊枪直流反极性接法 KR 500AV+工件焊枪直流正极性接法 KR 500A
28、V+CO2焊、MAG焊和脉冲MAG焊一般都采用直流反极性。作用：隔离空气并作为电弧的介质。纯度：纯度要求大于 99.5%，含水量小于0.05%。性质：无色，无味，无毒，是空气密度的1.5倍，比水轻。CO2 气 体 CO2气体保护焊的特点n 成本低（为埋弧焊和手弧焊的40%50%）n 效率高（电流密度大，熔深大，焊接速度快）n 焊接质量好（有气流冷却，热影响区小，变形小）n 采用气体保护，能全位置焊接n 焊缝成形差，飞溅大n 设备使用维修不方便气体保护焊本章结束谢谢观看谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH