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第六讲一、内容一、内容1、焊接方法焊接方法二、习题二、习题1、名词解释：、名词解释：焊芯、埋弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体焊芯、埋弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、等离子弧切割、等离子弧焊接、电阻焊、点焊、保护焊、等离子弧切割、等离子弧焊接、电阻焊、点焊、缝焊、对焊、摩擦焊、钎焊、电渣焊。缝焊、对焊、摩擦焊、钎焊、电渣焊。2、焊条药皮的作用有哪些？、焊条药皮的作用有哪些？3、手工电弧焊主要特点有哪些？手工电弧焊主要特点有哪些？4、埋弧焊的特点有哪些？、埋弧焊的特点有哪些？5、氩弧焊的特点有哪些？、氩弧焊的特点有哪些？6、CO2焊的特点有哪些？焊的特点有哪些？7、摩擦焊的特点有哪些？、摩擦焊的特点有哪些？1一、一、焊条电弧焊焊条电弧焊焊焊条条电电弧弧焊焊(即即手手工工电电弧弧焊焊)：利利用用焊焊条条与与工工件件间间产产生生电电弧弧热，将工件和焊条熔化而进行焊接的方法。热，将工件和焊条熔化而进行焊接的方法。第二节第二节 焊接方法焊接方法1 1、焊条电弧焊的焊接过程、焊条电弧焊的焊接过程 电弧在焊条与被焊工件之间燃烧。电弧在焊条与被焊工件之间燃烧。电电弧热弧热使工件和焊芯同时熔化形成使工件和焊芯同时熔化形成熔池熔池，同，同时也使焊条的药皮熔化和分解。药皮熔化时也使焊条的药皮熔化和分解。药皮熔化后与液态金属发生物理化学反应，所形成后与液态金属发生物理化学反应，所形成的的熔渣熔渣不断从熔池中浮起；药皮受热分解不断从熔池中浮起；药皮受热分解产生大量的产生大量的CO2、CO和和H2等保护气体，围等保护气体，围绕在电弧周围，熔渣和气体能防止空气中绕在电弧周围，熔渣和气体能防止空气中氧和氮的侵入，起保护熔化金属的作用。氧和氮的侵入，起保护熔化金属的作用。当电弧向前移动时，工件和焊条不断当电弧向前移动时，工件和焊条不断熔化汇成新的熔池。原来的熔池则不断冷熔化汇成新的熔池。原来的熔池则不断冷却凝固，构成连续的焊缝。却凝固，构成连续的焊缝。22 2、电焊条、电焊条焊芯焊芯(埋弧焊时为焊丝埋弧焊时为焊丝)是组成焊缝金属的主要材料。它的化学成分是组成焊缝金属的主要材料。它的化学成分和非金属夹杂物的多少将直接影响焊缝质量。和非金属夹杂物的多少将直接影响焊缝质量。（1 1）焊芯）焊芯焊芯的作用：焊芯的作用：导电：导电：作为电极，产生电弧；作为电极，产生电弧；填充焊缝：填充焊缝：作为填充金属，与熔化的母材一起组成焊缝金属；作为填充金属，与熔化的母材一起组成焊缝金属；3是用矿石粉、合金粉这些原料按一定比例配制后，压是用矿石粉、合金粉这些原料按一定比例配制后，压涂在焊芯外面。涂在焊芯外面。（2 2）焊条药皮）焊条药皮药皮的作用：药皮的作用：提高电弧燃烧的稳定性，减少飞溅，同时改善焊缝的提高电弧燃烧的稳定性，减少飞溅，同时改善焊缝的成形；成形；机械保护作用，熔化后形成气体和熔渣用来保护溶质机械保护作用，熔化后形成气体和熔渣用来保护溶质金属和焊条熔化后形成的熔滴，防止氧化和氮气熔到金属和焊条熔化后形成的熔滴，防止氧化和氮气熔到液态金属中；液态金属中；冶金处理作用，去除有害元素，增加有用合金元素，冶金处理作用，去除有害元素，增加有用合金元素，即脱氧、去氢、除硫、渗合金等。即脱氧、去氢、除硫、渗合金等。41 1）种种类类：我我国国按按化化学学成成分分分分七七大大类类碳碳钢钢焊焊条条、低低合合金金钢钢焊焊条条、不不锈锈钢钢焊焊条条、堆堆焊焊焊焊条条、铸铸铁铁焊焊条条及及焊焊丝丝、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条等。等。2 2）型号）型号：是：是国家标准中国家标准中规定的各种系列品种的焊条代号。规定的各种系列品种的焊条代号。（3 3）焊条的种类、型号和牌号）焊条的种类、型号和牌号 例如碳钢焊条型号例如碳钢焊条型号E4303E4303、E5015E5015、E5016E5016等。等。“E”“E”表示焊条；表示焊条；前两位数字表示焊缝金属的抗拉强度等级前两位数字表示焊缝金属的抗拉强度等级；第三位数字表示焊条的焊接位置第三位数字表示焊条的焊接位置。“0”“0”及及“1”“1”表示焊条适用于全位置焊接表示焊条适用于全位置焊接(平、立、仰、横平、立、仰、横)；“2”“2”表示焊条适用于平焊及平角焊；表示焊条适用于平焊及平角焊；“4”“4”表示焊条适用于向下立焊；表示焊条适用于向下立焊；第三位和第四位数字组合第三位和第四位数字组合表示焊接电流种类及药皮类型表示焊接电流种类及药皮类型，如，如“03”“03”为钛钙型药皮交流或直流正、反接，为钛钙型药皮交流或直流正、反接，“15”“15”为低氢为低氢钠型药皮，直流反接，钠型药皮，直流反接，“16”“16”为低氢钾型药皮，交流或直流为低氢钾型药皮，交流或直流反接。反接。53 3）牌号）牌号：是：是焊条行业统一焊条行业统一规定的各种系列品种的焊条代号。规定的各种系列品种的焊条代号。焊条牌号一般用一个大写拼音字母和三个数字表示。焊条牌号一般用一个大写拼音字母和三个数字表示。如如J422、J507等。等。拼音字母表示焊条的大类。拼音字母表示焊条的大类。如如“J”表示结构钢焊条表示结构钢焊条(碳钢焊条和普通低合金钢焊条碳钢焊条和普通低合金钢焊条)，“A”表表示奥示奥氏体不锈钢焊条氏体不锈钢焊条，“Z”表示铸铁焊条等；表示铸铁焊条等；前两位数字表示各大类中若干小类前两位数字表示各大类中若干小类。如结构钢焊条前两位数字表示焊缝金属抗拉强度等级，其等级有如结构钢焊条前两位数字表示焊缝金属抗拉强度等级，其等级有42、50、55、60、70、75、85等，分别表示其焊缝金属的抗拉强度大于或等于等，分别表示其焊缝金属的抗拉强度大于或等于420、500、550、600、700、750和850MPa；最后一个数字表示药皮类型和电流种类最后一个数字表示药皮类型和电流种类。64 4）焊条还可按熔渣性质分为酸性焊条和碱性焊条两大类）焊条还可按熔渣性质分为酸性焊条和碱性焊条两大类。药皮熔渣中酸性氧化物（如药皮熔渣中酸性氧化物（如SiO2SiO2、TiO2TiO2、Fe2O3Fe2O3）比碱性）比碱性氧化物（如氧化物（如CaOCaO、FeOFeO、MnOMnO、Na2ONa2O）多的焊条）多的焊条为酸性焊条。为酸性焊条。特点：特点：适合各种电源，操作性较好，电弧稳定，成本低，适合各种电源，操作性较好，电弧稳定，成本低，但焊缝塑、韧性稍差，渗合金作用弱，故不宜焊接承受动但焊缝塑、韧性稍差，渗合金作用弱，故不宜焊接承受动载荷和要求高强度的重要结构件。载荷和要求高强度的重要结构件。药皮熔渣中碱性氧化物比酸性氧化物多的焊条药皮熔渣中碱性氧化物比酸性氧化物多的焊条为碱性焊条。为碱性焊条。特点：特点：一般要求采用直流电源，焊缝塑、韧性好，抗一般要求采用直流电源，焊缝塑、韧性好，抗冲击能力强，但操作性差，电弧不够稳定，价格较高，故冲击能力强，但操作性差，电弧不够稳定，价格较高，故只适合焊接重要结构件。只适合焊接重要结构件。7母材的力学性能和化学成分。母材的力学性能和化学成分。焊焊接接低低碳碳钢钢和和低低合合金金高高强强度度钢钢时时，根根据据母母材材的的抗抗拉拉强强度度按按“等等强强”原原则则选选用用相相同同强强度度等等级级的的结结构构钢钢焊焊条条；焊焊接接不不锈锈钢钢时时，选选用用与与母母材材化化学学成成分分类类型型相相同同的的不不锈锈钢钢焊焊条条；对对于于碳碳、硫硫、磷含量多的淬硬倾向大的容易裂的母材，应选用碱性焊条。磷含量多的淬硬倾向大的容易裂的母材，应选用碱性焊条。焊件的工作条件和结构特点。焊件的工作条件和结构特点。对于承受交变载荷、冲击载荷的或其它性能要求高的重要结对于承受交变载荷、冲击载荷的或其它性能要求高的重要结构，或形状复杂、厚度大、刚性大的容易裂的焊件应选用碱构，或形状复杂、厚度大、刚性大的容易裂的焊件应选用碱性焊条。性焊条。焊接设备和施工条件。焊接设备和施工条件。焊接现场缺少直流弧焊机而又必须用碱性焊条时，应选用交、焊接现场缺少直流弧焊机而又必须用碱性焊条时，应选用交、直流两用的低氢钾型药皮的碱性焊条。直流两用的低氢钾型药皮的碱性焊条。（4 4）焊条的选用）焊条的选用 基本原则：基本原则：保证焊缝金属与母材具有同等水平的性能。保证焊缝金属与母材具有同等水平的性能。83 3、手工电弧焊手工电弧焊主要特点主要特点灵灵活活方方便便，适适应应性性强强。它它可可以以在在各各种种焊焊接接位位置置和和各各种焊接结构的各个部位进行焊接。种焊接结构的各个部位进行焊接。设备简单，便宜。设备简单，便宜。生产率低。生产率低。对焊工操作技术要求高。对焊工操作技术要求高。5 5、应用范围、应用范围 一般适用于单件、小批生产，厚度一般适用于单件、小批生产，厚度2mm以上，以上，各种常用金属材料，各种焊接位置的焊缝和短的、各种常用金属材料，各种焊接位置的焊缝和短的、不规则的焊缝。不规则的焊缝。9埋弧焊埋弧焊：电弧在电弧在焊剂层下焊剂层下燃烧进行焊接的方法。燃烧进行焊接的方法。焊焊剂剂：焊焊接接时时能能够够熔熔化化形形成成焊焊渣渣和和气气体体，对对熔熔化化金金属属起起保保护护和和冶冶金金处处理作用的一种颗粒状物质。理作用的一种颗粒状物质。二、二、埋弧焊埋弧焊1 1、埋弧焊的焊接过程、埋弧焊的焊接过程 随着电弧向前移动，电弧把熔池金属推向后方，并且不断熔化前随着电弧向前移动，电弧把熔池金属推向后方，并且不断熔化前方的母材、焊丝和焊剂，熔池后方的液态金属冷却凝固就形成焊缝。方的母材、焊丝和焊剂，熔池后方的液态金属冷却凝固就形成焊缝。连续送进的焊丝和焊件之间产生电连续送进的焊丝和焊件之间产生电弧，把焊件、焊丝和电弧附近的焊剂熔弧，把焊件、焊丝和电弧附近的焊剂熔化，熔化的金属形成化，熔化的金属形成熔池熔池，熔化的焊剂，熔化的焊剂形成形成熔渣熔渣，浮在熔池的上面，这些熔渣，浮在熔池的上面，这些熔渣和电弧周围的熔渣膜把电弧和熔池封闭和电弧周围的熔渣膜把电弧和熔池封闭起来，隔绝空气，保护熔池金属和焊池起来，隔绝空气，保护熔池金属和焊池熔化后形成的熔滴。熔化后形成的熔滴。102 2、埋弧焊的特点、埋弧焊的特点生产率高。生产率高。由于焊丝没有药皮，焊丝嘴的伸出长度短，由于焊丝没有药皮，焊丝嘴的伸出长度短，焊接电流大，工件熔深大，可以不开坡口或坡口开得小焊接电流大，工件熔深大，可以不开坡口或坡口开得小一点。生产率比手工电弧焊提高一点。生产率比手工电弧焊提高5 51010倍。倍。焊接质量高而且稳定。焊接质量高而且稳定。这是因为埋弧自动焊的保护效果这是因为埋弧自动焊的保护效果好，而且采用机器操作，焊接工艺参数稳定，焊接质量好，而且采用机器操作，焊接工艺参数稳定，焊接质量好，焊接成形也比较美观。好，焊接成形也比较美观。节省金属材料。节省金属材料。埋弧焊热量集中，熔深大，埋弧焊热量集中，熔深大，2025mm以以下的工件可不开坡口进行焊接，而且没有焊条头的浪费，下的工件可不开坡口进行焊接，而且没有焊条头的浪费，飞溅很小，所以能节省大量金属材料。飞溅很小，所以能节省大量金属材料。改善了劳动条件。改善了劳动条件。埋弧焊看不到弧光焊接烟雾也很少，埋弧焊看不到弧光焊接烟雾也很少，焊接时只要焊工调整、管理焊机就可自动进行焊接，劳焊接时只要焊工调整、管理焊机就可自动进行焊接，劳动条件得到很大改善。动条件得到很大改善。113 3、埋弧焊的应用范围、埋弧焊的应用范围厚厚度度4mm的的中中、厚厚板板。因因为为熔熔深深大大，焊焊薄薄板板容容易易烧穿。烧穿。平焊或平角焊位置焊缝；平焊或平角焊位置焊缝；长直径或较大直径的环缝等规则焊缝；长直径或较大直径的环缝等规则焊缝；成批生产。不一定是焊件的数量多，只要同类焊成批生产。不一定是焊件的数量多，只要同类焊缝的数量多就可以认为是成批生产缝的数量多就可以认为是成批生产。适用于同时具备下列条件适用于同时具备下列条件：124 4、埋弧焊的焊丝与焊剂、埋弧焊的焊丝与焊剂1 1）焊接时作为填充金属或同时作为导电电极的金属丝。）焊接时作为填充金属或同时作为导电电极的金属丝。2 2）作用：与）作用：与焊条芯焊条芯是相同的，起导电和填充的作用。是相同的，起导电和填充的作用。3 3）常用的焊丝牌号有）常用的焊丝牌号有H08A、H08MnA、H10Mn2等。等。（1 1）焊丝）焊丝（2 2）焊剂）焊剂作用与作用与焊条药皮焊条药皮的作用也是类似的，一是机械保护作用；二是的作用也是类似的，一是机械保护作用；二是冶金处理作用。埋弧焊焊剂根据制造方法不同分为熔炼焊剂和冶金处理作用。埋弧焊焊剂根据制造方法不同分为熔炼焊剂和陶质焊剂两大类。陶质焊剂两大类。1 1）熔熔炼炼焊焊剂剂是是把把一一定定比比例例的的各各种种配配料料放放在在炉炉内内熔熔炼炼，然然后后经经水水冷冷沥沥化、烘干筛选而制成。我国大量使用熔炼焊剂。化、烘干筛选而制成。我国大量使用熔炼焊剂。2 2）陶陶质质焊焊剂剂是是把把粉粉料料加加入入适适量量的的粘粘结结剂剂经经过过混混合合搅搅拌拌沥沥化化和和低低温温烘烘干而成，又称粘结焊剂。干而成，又称粘结焊剂。3 3）焊剂牌号）焊剂牌号HJ431 HJ：表表示示埋埋弧弧焊焊用用熔熔炼炼焊焊剂剂；4 4表表示示焊焊剂剂为为高高锰锰型型；3 3表表示示焊焊剂剂为为高高硅低氟型；硅低氟型；1 1表示牌号编号为表示牌号编号为1 1。埋弧焊的焊丝和焊剂要配合使用。埋弧焊的焊丝和焊剂要配合使用。13145 5、埋弧焊工艺、埋弧焊工艺埋埋弧弧焊焊要要求求更更仔仔细细地地下下料料、准准备备坡坡口口和和装装配配。焊焊接接前前，应应将将焊缝两侧焊缝两侧5060mm内的一切污垢与铁锈除掉，以免产生气孔。内的一切污垢与铁锈除掉，以免产生气孔。埋埋弧弧焊焊一一般般在在平平焊焊位位置置焊焊接接，用用以以焊焊接接对对接接和和丁丁字字形形接接头头的的长直线焊缝和对接接头环形焊缝。长直线焊缝和对接接头环形焊缝。对对接接厚厚20mm以以下下工工件件时时，可可以以采采用用单单面面焊焊接接。工工件件厚厚度度超超过过20 mm时，可进行双面焊接，或采用开坡口单面焊接。时，可进行双面焊接，或采用开坡口单面焊接。由由于于引引弧弧处处和和断断弧弧处处质质量量不不易易保保证证，焊焊前前应应在在接接缝缝两两端端焊焊上上引弧板与引出板引弧板与引出板，焊后再去掉。，焊后再去掉。为为了了保保持持焊焊缝缝成成形形和和防防止止烧烧穿穿，生生产产中中常常采采用用各各种种类类型型的的焊焊剂垫和垫板剂垫和垫板，或者先用焊条电弧焊封底。，或者先用焊条电弧焊封底。焊焊接接筒筒体体对对接接焊焊缝缝时时，工工件件以以一一定定的的焊焊接接速速度度旋旋转转，焊焊丝丝位位置置不不动动。为为防防止止熔熔池池金金属属流流失失，焊焊丝丝位位置置应应逆逆旋旋转转方方向向偏偏离离焊件中心线一定距离焊件中心线一定距离a，其大小视筒体直径与焊接速度等而定。，其大小视筒体直径与焊接速度等而定。1516 随随着着科科学学技技术术的的发发展展，就就提提出出了了象象铝铝、钛钛等等容容易易氧氧化化的的有有色色金金属属的的焊焊接接问问题题，埋埋弧弧焊焊和和手手工工电电弧弧焊焊等等普普通通方方法法是是不不能能满满足足它它们们的的质质量量要要求求的的。因因为为焊焊接接过过程程中中熔熔池池和和熔熔滴滴要要受受到到氧氧化化，会会影影响响金金属属的的融融合合，焊接质量就比较差。就出现了惰性气体保护焊。焊接质量就比较差。就出现了惰性气体保护焊。三、三、气体保护焊气体保护焊（一）氩弧焊（一）氩弧焊使用使用氩气氩气作为保护气体的气体保护电弧焊。作为保护气体的气体保护电弧焊。氩气是惰性气体，不和工氩气是惰性气体，不和工件发生化学反应，也不溶件发生化学反应，也不溶解于液态金属中，是理想解于液态金属中，是理想的保护气体，焊接质量好。的保护气体，焊接质量好。氩气在空气中只占氩气在空气中只占0.94 17氩弧焊过程氩弧焊过程18 （1 1）电极电极为高熔点的为高熔点的铈钨棒，铈钨棒，焊接时不熔化，但焊接时不熔化，但有少量的烧损。所以焊接电流不能太大，一般用于焊有少量的烧损。所以焊接电流不能太大，一般用于焊接厚度接厚度6mm的工件。的工件。1 1不熔化极氩弧焊不熔化极氩弧焊 焊接焊接3mm以下薄件时，常采用卷边以下薄件时，常采用卷边(弯边弯边)接头直接熔合。接头直接熔合。焊接较厚工件时，需用手工添加填充金属。焊接较厚工件时，需用手工添加填充金属。焊接钢材时，多用直流电源正接，以减少钨极的烧损。焊接钢材时，多用直流电源正接，以减少钨极的烧损。焊接铝、镁及其合金时，则希望用直流反接或交流电源。焊接铝、镁及其合金时，则希望用直流反接或交流电源。因极间正离子撞击工件熔池表面，可使氧化膜破碎，有因极间正离子撞击工件熔池表面，可使氧化膜破碎，有利于焊件金属熔合和保证焊接质量。利于焊件金属熔合和保证焊接质量。（2 2）工艺过程）工艺过程（操作与气焊相似）（操作与气焊相似）19以以连续送进的焊丝连续送进的焊丝作为电极进行焊接。作为电极进行焊接。2 2熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊 适于焊接适于焊接各类合金钢各类合金钢、易氧化的非铁金属及稀有金属易氧化的非铁金属及稀有金属。电电弧弧很很稳稳定定，保保护护效效果果好好，焊焊缝缝金金属属纯纯净净，焊焊接接质质量量很很好，焊缝形状美观。好，焊缝形状美观。焊焊接接热热影影响响区区小小，焊焊接接变变形形小小。这这是是因因为为电电弧弧热热量量比比较较集中。集中。由由于于气气体体保保护护没没有有焊焊渣渣而而且且采采用用明明弧弧焊焊接接，所所以以可可进进行行全位置焊，容易实现机械化自动化；全位置焊，容易实现机械化自动化；氩气比较贵，所以焊接成本高。氩气比较贵，所以焊接成本高。3.3.氩弧焊的特点氩弧焊的特点 v焊接电流大，熔深大，生产率高。焊接电流大，熔深大，生产率高。v通常用于比较厚的工件焊接。通常用于比较厚的工件焊接。204 4氩弧焊的应用氩弧焊的应用 焊焊接接易易氧氧化化的的有有色色金金属属以以及及不不锈锈钢钢等合金钢；等合金钢；高高压压管管子子焊焊接接和和重重要要焊焊件件的的打打底底焊焊（底层焊缝的焊接）；（底层焊缝的焊接）；厚度厚度1mm以下的薄板焊接等。以下的薄板焊接等。21（二）二氧化碳气体保护焊（二）二氧化碳气体保护焊以以CO2作为保护气体的电弧焊。作为保护气体的电弧焊。它用它用焊丝焊丝作电极，靠焊丝作电极，靠焊丝和焊件之间产生的电弧熔化工和焊件之间产生的电弧熔化工件与焊丝，熔池凝固后成为焊件与焊丝，熔池凝固后成为焊缝。焊丝由送丝机构送入送丝缝。焊丝由送丝机构送入送丝软管，再经导电嘴进出。软管，再经导电嘴进出。CO2气气体体从焊炬喷嘴中以一定流量喷从焊炬喷嘴中以一定流量喷出。电弧引燃后，焊丝端部及出。电弧引燃后，焊丝端部及熔池被熔池被CO2气体所包围，故可防气体所包围，故可防止空气对高温金属的侵害。止空气对高温金属的侵害。1.1.焊接过程焊接过程 222、CO2 CO2是是保保护护气气体体，但但有有氧氧化化性性，氧氧化化金金属属，烧烧损损合合金金元元素素，因因此此CO2焊焊不不能能用用于于焊焊接接不不锈锈钢钢和和有有色色金金属属，但但可可以以用用来来焊焊接低、中碳钢和低合金结构钢。接低、中碳钢和低合金结构钢。3 3、焊丝、焊丝 要要用用合合金金钢钢H08Mn2SiA，通通过过Mn、Si脱脱氧氧和和渗渗合合金金等等合合金金处处理理。标标准准CO2焊焊丝丝H08Mn2SiA适适用用于于焊焊接接低低、中中碳碳钢钢和和抗抗拉拉强度在强度在600MPa以下的低合金高强度钢。以下的低合金高强度钢。234 4、CO2焊的特点焊的特点 成本低成本低。CO2气体价格很低，其成本是手工电弧焊或埋弧焊的气体价格很低，其成本是手工电弧焊或埋弧焊的4050。生产率高。生产率高。电流密度大，焊件的熔深大，焊丝熔化快，焊接速电流密度大，焊件的熔深大，焊丝熔化快，焊接速度也比较快。采用气体保护，不需要清除焊渣，生产率比手工度也比较快。采用气体保护，不需要清除焊渣，生产率比手工电弧焊提高电弧焊提高14倍。倍。操作性能好操作性能好。是明弧焊，焊接中可清楚地看到焊接过程，容易。是明弧焊，焊接中可清楚地看到焊接过程，容易发现问题并及时调整处理。适合于各种位置的焊接。发现问题并及时调整处理。适合于各种位置的焊接。质量较好质量较好。由于电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，因而焊接。由于电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，因而焊接热影响区较小，变形和产生裂纹的倾向性小。热影响区较小，变形和产生裂纹的倾向性小。CO2有氧化性有氧化性。焊缝成形较差，焊接时飞溅大。焊缝成形较差，焊接时飞溅大。由于电弧稳定性较差的原因。由于电弧稳定性较差的原因。3.CO2焊的应用范围焊的应用范围CO2焊适于焊接厚度焊适于焊接厚度1mm以上的低中碳钢和低合金结构钢。不以上的低中碳钢和低合金结构钢。不适于焊接不锈钢和易氧化的有色金属。适于焊接不锈钢和易氧化的有色金属。24自由电弧自由电弧：电弧区内的气体尚未完全电离，能量也未高度集中起来。电弧区内的气体尚未完全电离，能量也未高度集中起来。等等离离子子弧弧：通通过过水水冷冷喷喷嘴嘴等等压压缩缩作作用用，获获得得电电离离度度很很高高的的具具有有较较高高能能量量密密度度的的压压缩缩电电弧弧。等等离离子子流流速速很很细细，能能够够迅迅速速地地熔熔化化金金属属，可可以用来焊接和切割金属。以用来焊接和切割金属。四、等离子弧焊与切割四、等离子弧焊与切割1 1、等离子弧产生原理、等离子弧产生原理 等离子弧是通过等离子弧是通过机械机械压缩压缩、热压缩热压缩和和电磁压缩电磁压缩三种压缩作用获得的。三种压缩作用获得的。25（1 1）机械压缩作用）机械压缩作用，电弧通过水冷，电弧通过水冷喷嘴的小孔通道时，弧柱的截面喷嘴的小孔通道时，弧柱的截面（即电弧的直径）受喷嘴孔道的（即电弧的直径）受喷嘴孔道的限制要缩小；限制要缩小；（2 2）热收缩作用）热收缩作用，等离子气通入喷，等离子气通入喷嘴以后，由于水冷喷嘴的温度比嘴以后，由于水冷喷嘴的温度比较低，在喷嘴的内壁形成一层冷较低，在喷嘴的内壁形成一层冷气膜，迫使弧柱的横截面积进一气膜，迫使弧柱的横截面积进一步缩小，称为热收缩（热压缩）；步缩小，称为热收缩（热压缩）；（3 3）电磁收缩作用）电磁收缩作用，电弧是一种载流导体，在自身磁场作用，电弧是一种载流导体，在自身磁场作用下，要产生指向弧柱中心的电磁力，这个电磁力使得弧柱下，要产生指向弧柱中心的电磁力，这个电磁力使得弧柱进一步压缩。进一步压缩。262 2、等离子弧切割、等离子弧切割（1 1）等等离离子子弧弧切切割割是是利利用用高高速速、高高温温和和高高能能量量密密度度的的等等离离子子流流束束，将将被被切切割割材材料料局局部部加加热热熔熔化化并并随随即即吹吹除除，形形成整齐的切口。成整齐的切口。（2 2）等等离离子子弧弧切切割割的的应应用用：用用于于切切割割氧氧气气不不能能切切割割的的金金属属。如如不不锈锈钢钢、铸铸铁铁、铜铜铝铝钛钛镍镍钼钼钨钨锆锆金金属属及及合合金金，另另外还可切割非金属材料，如碳化硅、花岗石、耐火砖等。外还可切割非金属材料，如碳化硅、花岗石、耐火砖等。273 3、等离子弧焊接、等离子弧焊接利用利用等离子弧等离子弧进行焊接的方法。进行焊接的方法。实质实质是一种具有压缩效应的钨极氩弧焊。是一种具有压缩效应的钨极氩弧焊。能能量量密密度度大大；温温度度高高，能能够够产产生生穿穿透透的的小小孔孔，易易于于实现单面焊双面成形。实现单面焊双面成形。电电流流小小到到0.1安安培培时时，等等离离子子弧弧仍仍然然还还有有较较好好的的稳稳定性，能焊接更细更薄的工件。电弧稳定；定性，能焊接更细更薄的工件。电弧稳定；焊接速度快，生产率高，热影响区小，焊接变形小。焊接速度快，生产率高，热影响区小，焊接变形小。焊焊接接设设备备复复杂杂，投投资资大大。是是一一般般氩氩弧弧焊焊设设备备投投资资的的25倍。倍。（1 1）等离子弧焊的特点）等离子弧焊的特点28焊焊接接难难熔熔、易易氧氧化化金金属属；焊焊接接钨钨、钴钴、钼钼、镍镍、钛等。钛等。焊焊接接厚厚度度在在9mm以以下下，要要求求不不开开坡坡口口一一次次焊焊透透的焊件。的焊件。细细丝丝及及厚厚度度为为0.025mm1mm的的箔箔材材和和薄薄板板的的焊接。焊接。过过去去常常用用于于航航空空航航天天、军军工工等等尖尖端端工工业业，比比如如钛钛合合金金的的导导弹弹壳壳体体，波波纹纹管管等等零零件件的的焊焊接接。现在民用工业也开始采用。现在民用工业也开始采用。（2 2）等离子弧焊的应用）等离子弧焊的应用29五、电阻焊五、电阻焊1 1、电阻焊：、电阻焊：利用电流通过焊件利用电流通过焊件及接触处产生的电阻热将焊件局及接触处产生的电阻热将焊件局部加热到塑性熔化状态，然后在部加热到塑性熔化状态，然后在压力下形成焊接接头的焊接方法。压力下形成焊接接头的焊接方法。2 2、电阻焊的特点电阻焊的特点:(1)利用电流通过工件焊接处的电阻而产生的利用电流通过工件焊接处的电阻而产生的热量对工件加热。即热量不是来源于工热量对工件加热。即热量不是来源于工件之外，而是件之外，而是内部热源内部热源。(2)(2)整个焊接过程都是在压力作用下完成的，即必须整个焊接过程都是在压力作用下完成的，即必须施加压力施加压力。(3)(3)在焊接处在焊接处不需加任何填充材料不需加任何填充材料，也，也不需任何保护剂不需任何保护剂。30点点焊焊是是利利用用柱柱状状电电极极加加压压通通电电，在在搭搭接接工工件件接接触触面面之之间间焊成一个个焊成一个个焊点焊点的焊接方法。的焊接方法。（一）点焊（一）点焊 1 1点焊过程点焊过程312 2、分流现象、分流现象焊焊完完一一个个点点后后，电电极极将将移移至至另另一一点点进进行行焊焊接接。当当焊焊接接下下一一个个点点时时，有有一一部部分分电电流流会会流流经经已已焊焊好的焊点。好的焊点。后果后果使焊点质量不稳定。分流使焊接区电流密度降低，使焊点质量不稳定。分流使焊接区电流密度降低，可能造成未焊透、焊核形状畸变等缺陷。可能造成未焊透、焊核形状畸变等缺陷。影响因素影响因素焊点间距焊点间距：点焊时相邻两焊点的中心距。：点焊时相邻两焊点的中心距。在保证焊件连接强度的前提下，焊点间距应以较大为好，这不仅是在保证焊件连接强度的前提下，焊点间距应以较大为好，这不仅是减少焊点、提高生产率的问题，而且焊点间距越大，电流流经已焊减少焊点、提高生产率的问题，而且焊点间距越大，电流流经已焊好的焊点的分流电阻也越大，分流减少，有利于提高焊接质量。好的焊点的分流电阻也越大，分流减少，有利于提高焊接质量。323 3、影响点焊质量的因素、影响点焊质量的因素一是一是焊接电流；二是通电时间焊接电流；二是通电时间（1 1）硬硬规规范范（强强规规范范）：电电流流大大、时时间间短短：加加热热速速度度很很快快，焊焊接接区区温温度度分分布布陡陡，加加热热区区窄窄，表表面面质质量量好好，接接头头过过热热组组织织少少，接接头头综综合合性性能能好好，生生产产率率高高。控控制制不不当当易易出现飞溅，要求电极压力大；焊机功率大。出现飞溅，要求电极压力大；焊机功率大。（2 2）软软规规范范（弱弱规规范范）：电电流流小小、时时间间长长：温温度度分分布布平平缓缓，塑塑性性区区宽宽，在在压压力力作作用用下下易易变变形形，可可消消除除缩缩孔孔，降降低内应力。低内应力。33主要适用于厚度为主要适用于厚度为4mm以下的薄板、以下的薄板、冲压结构及线材的焊接，每次焊一个冲压结构及线材的焊接，每次焊一个点或一次焊多个点。点或一次焊多个点。目前，点焊已广泛用于制造汽车、车目前，点焊已广泛用于制造汽车、车厢、飞机等薄壁结构以及罩壳和轻工、厢、飞机等薄壁结构以及罩壳和轻工、生活用品等。生活用品等。4 4、点焊接头、点焊接头5 5、应用、应用34（二）缝焊（二）缝焊缝焊类似于缝焊类似于连续点焊连续点焊。点焊的柱状电极点焊的柱状电极旋转的滚盘状电极旋转的滚盘状电极焊点焊点焊缝焊缝v缝焊时焊点相互重叠缝焊时焊点相互重叠50以上，密封以上，密封性好。主要用于制造要求性好。主要用于制造要求密封性密封性的薄壁的薄壁结构。如油箱、小型容器与管道等。结构。如油箱、小型容器与管道等。v缝焊的缝焊的分流现象严重分流现象严重，焊接相同厚度的工件时，焊接，焊接相同厚度的工件时，焊接电流约为点焊的电流约为点焊的1.52倍。因此要使用大功率焊机，用倍。因此要使用大功率焊机，用精确的电气设备控制间断通电的时间。精确的电气设备控制间断通电的时间。v缝焊只适用于厚度缝焊只适用于厚度3mm以下的薄板结构。以下的薄板结构。35（三）对焊（三）对焊利用利用电阻热电阻热使两个工件在整个接触面上焊接起来的一种方法。使两个工件在整个接触面上焊接起来的一种方法。1.1.电阻对焊：电阻对焊：用夹具将两焊件用夹具将两焊件夹紧，并使之夹紧，并使之端面相互挤紧端面相互挤紧，然后然后通电加热通电加热，当焊件端面加，当焊件端面加热至塑性状态时，断电并加大热至塑性状态时，断电并加大压力进行顶锻，直至两焊件冷压力进行顶锻，直至两焊件冷却结晶而形成牢固的对接接头。却结晶而形成牢固的对接接头。电阻对焊一般只用于焊接截面电阻对焊一般只用于焊接截面形状简单、直径形状简单、直径(或边长或边长)小于小于20 mm和强度要求不高的工件。和强度要求不高的工件。362.2.闪光对焊：闪光对焊：用夹具将两焊件夹紧并用夹具将两焊件夹紧并通电通电，然后使两焊件缓，然后使两焊件缓慢靠拢并轻微慢靠拢并轻微接触接触，因端面个别点的接触而形成喷射状火花，因端面个别点的接触而形成喷射状火花，加热至一定温度时，断电进行迅速顶锻，最后在压力作用下加热至一定温度时，断电进行迅速顶锻，最后在压力作用下冷却结晶而形成牢固接头。冷却结晶而形成牢固接头。（1 1）优点：）优点：接头中夹渣少，质量好，强度高。接头中夹渣少，质量好，强度高。（2 2）缺点：）缺点：金属损耗较大，闪光火花易玷污其它金属损耗较大，闪光火花易玷污其它设备与环境，接头处焊后有毛刺需要加工清理。设备与环境，接头处焊后有毛刺需要加工清理。（3 3）应用：）应用：常用于对重要工件的焊接。可焊相同常用于对重要工件的焊接。可焊相同金属件，也可焊接一些异种金属。被焊工件直径金属件，也可焊接一些异种金属。被焊工件直径可小到可小到0.01mm的金属丝，也可以是断面大到的金属丝，也可以是断面大到20000mm2的金属棒和金属型材。的金属棒和金属型材。37（4 4）对焊接头：）对焊接头：焊件断面应尽量相同。圆棒直径、方钢边长焊件断面应尽量相同。圆棒直径、方钢边长和管子壁厚之差均不应超过和管子壁厚之差均不应超过25。38摩摩擦擦焊焊：利利用用工工件件间间相相互互摩摩擦擦产产生生的的热热量量，同同时时加加压压而而进进行焊接的方法。行焊接的方法。六、六、摩擦焊摩擦焊 先将两焊件夹在焊机上，加一先将两焊件夹在焊机上，加一定压力使焊件紧密接触。然后焊件定压力使焊件紧密接触。然后焊件1 1作旋转运动，使焊件接触面作旋转运动，使焊件接触面相对摩相对摩擦擦产生热量，待工件端面被加热到产生热量，待工件端面被加热到高温塑性状态时，利用刹车装置使高温塑性状态时，利用刹车装置使焊件焊件1骤然停止旋转，并在焊件骤然停止旋转，并在焊件2的的端面加大压力使两焊件产生塑性变端面加大压力使两焊件产生塑性变形而焊接起来。形而焊接起来。1 1摩擦焊过程摩擦焊过程39在摩擦焊过程中，焊件接触表面的氧化膜与杂质被清在摩擦焊过程中，焊件接触表面的氧化膜与杂质被清除，因此接头组织致密，不易产生气孔、夹渣等缺陷，除，因此接头组织致密，不易产生气孔、夹渣等缺陷，接头质量好而且稳定。接头质量好而且稳定。可焊接的金属范围较广，不仅可焊同种金属，也可以可焊接的金属范围较广，不仅可焊同种金属，也可以焊接异种金属。焊接异种金属。焊接操作简单，不需焊接材料，容易实现自动控制，焊接操作简单，不需焊接材料，容易实现自动控制，生产率高。生产率高。电能消耗少电能消耗少(只有闪光对焊的只有闪光对焊的1/101/15)。设备复杂，一次性投资大。设备复杂，一次性投资大。2 2摩擦焊的特点摩擦焊的特点40摩摩擦擦焊焊接接头头一一般般是是等等断断面面的的，特特殊殊情情况况下下也也可可以以是是不不等等断断面面的的。但但需需要要至至少少有有一一个个焊焊件件为为圆形或管状。圆形或管状。3 3摩擦焊的接头摩擦焊的接头4 4摩擦焊的应用摩擦焊的应用 已广泛用于圆形工件、棒料及管类件的焊已广泛用于圆形工件、棒料及管类件的焊接。可焊实心焊件的直径为接。可焊实心焊件的直径为2mm至至100mm。管管类件外径最大可达类件外径最大可达150mm。41因此、目前气焊不如手弧焊应用因此、目前气焊不如手弧焊应用广泛，主要用广泛，主要用于焊接厚度于焊接厚度3mm的薄钢板、有色金属、合金和铸的薄钢板、有色金属、合金和铸铁的焊补。铁的焊补。二、氧二、氧乙炔焰乙炔焰 乙炔与氧混合燃烧所形成的火乙炔与氧混合燃烧所形成的火焰，由焰心内焰和外焰三部分焰，由焰心内焰和外焰三部分组成，如图所示。组成，如图所示。七七 气气 焊焊一、一、气焊的实质、特点及应用气焊的实质、特点及应用1、气焊：是利用气体火焰作为热源的焊接法，最常用的、气焊：是利用气体火焰作为热源的焊接法，最常用的是氧是氧乙炔焊。乙炔焊。2、特点及应用：特点及应用：气焊加热过程比较平稳、缓慢，这因气焊加热过程比较平稳、缓慢，这因为气焊火焰温度低，热量不够集中，所以生产率不高。另为气焊火焰温度低，热量不够集中，所以生产率不高。另外，气焊的热影响区大，焊后工件变形较大，火焰对熔池外，气焊的热影响区大，焊后工件变形较大，火焰对熔池保护差。焊接质量不高。保护差。焊接质量不高。42 (2)碳化焰碳化焰 当氧与乙炔的混合当氧与乙炔的混合比比12时，燃烧所形成的火焰时，燃烧所形成的火焰称为氧化焰。火焰中有过量的氧，称为氧化焰。火焰中有过量的氧，对熔池金属有强烈的氧化作用，对熔池金属有强烈的氧化作用，适合焊接黄铜与镀锌铁板。适合焊接黄铜与镀锌铁板。根据氧与乙炔体积的混合比例，火焰分为中性焰、碳化焰根据氧与乙炔体积的混合比例，火焰分为中性焰、碳化焰和氧化焰三种和氧化焰三种 (1)中性焰中性焰 当氧与乙炔体积混合比为当氧与乙炔体积混合比为1.11.2时、燃烧时、燃烧所形成的火焰称为中性焰所形成的火焰称为中性焰这种火焰对焊件无化学反应，应用最广，这种火焰对焊件无化学反应，应用最广，用于焊接碳钢，用于焊接碳钢，紫铜和低合金结构钢。紫铜和低合金结构钢。433、乙炔瓶乙炔瓶是表面涂是表面涂白色的无白色的无缝钢管瓶缝钢管瓶，瓶内装有浸满丙，瓶内装有浸满丙酮的多孔充填物，以溶解乙酮的多孔充填物，以溶解乙炔，并使乙炔安全地贮存在炔，并使乙炔安全地贮存在瓶中。使用时，溶入丙酮的瓶中。使用时，溶入丙酮的乙炔通过瓶阀压力降低而不乙炔通过瓶阀压力降低而不断逸出。断逸出。4、减压器减压器，又叫氧气表。它，又叫氧气表。它的作用是把氧气瓶的输出压的作用是把氧气瓶的输出压力降低为工作压力，并保持力降低为工作压力，并保持焊接过程中氧气压力不变。焊接过程中氧气压力不变。三三 气焊设备气焊设备1、气焊所用设备有、气焊所用设备有氧气瓶，乙炔瓶，减压器和焊炬氧气瓶，乙炔瓶，减压器和焊炬等。等。这些设备用软管连接，形成工作系统，如图这些设备用软管连接，形成工作系统，如图 2、氧气瓶是贮存高压氧气的容器，由无缝钢管制造，表、氧气瓶是贮存高压氧气的容器，由无缝钢管制造，表面涂天兰色，一般容积面涂天兰色，一般容积40L，贮氧最高压力为，贮氧最高压力为147MPa。使用时，应避免撞击和温度过高。使用时，应避免撞击和温度过高。445、焊炬：又叫焊枪焊炬：又叫焊枪。它是将乙炔与氧气均匀混合，并调。它是将乙炔与氧气均匀混合，并调节火焰正常燃烧的气焊工具，每支焊炬备有节火焰正常燃烧的气焊工具，每支焊炬备有5个孔径不个孔径不同的焊嘴同的焊嘴，以便用于焊接不同厚度的焊件。，以便用于焊接不同厚度的焊件。四、四、气焊工艺气焊工艺 气焊焊缝按空间位置也分为气焊焊缝按空间位置也分为平、横、立、仰平、横、立、仰四种。接四种。接头类型以头类型以对接为主对接为