工程材料与热加工24焊接.ppt

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1、第第1111章焊章焊 接接焊接在航空、航天、机械、化工、电子、电器等领域焊接在航空、航天、机械、化工、电子、电器等领域具有广泛而重要的应用，具有广泛而重要的应用，小到集成电路基片与引脚，大到万吨轮船，都离不开小到集成电路基片与引脚，大到万吨轮船，都离不开焊接，尤其在制备大型构件和复杂部件时焊接更显焊接，尤其在制备大型构件和复杂部件时焊接更显其优越性。其优越性。它可以化大为小、化复杂为简单的办法来准备坯料，它可以化大为小、化复杂为简单的办法来准备坯料，然后再逐次装配焊接的方法拼小成大、拼简单成复然后再逐次装配焊接的方法拼小成大、拼简单成复杂，这是其它工艺方法难以做到的。杂，这是其它工艺方法难以做

2、到的。第第1111章焊章焊 接接在制造大型机器设备时，还可以采用铸在制造大型机器设备时，还可以采用铸焊或锻焊复焊或锻焊复合工艺。合工艺。用焊接方法还可以制成双金属构件，如制造复合层容用焊接方法还可以制成双金属构件，如制造复合层容器、耐磨表面堆焊等，此外，还可以对不同材料进器、耐磨表面堆焊等，此外，还可以对不同材料进行焊接。行焊接。可以毫不夸张地说，没有现代焊接方法发展，就不会可以毫不夸张地说，没有现代焊接方法发展，就不会有现代工业技术的今天！有现代工业技术的今天！第第1111章焊章焊 接接焊接的历史：焊接的历史：18851885年俄国人别那尔道斯发明碳孤焊接，这可以年俄国人别那尔道斯发明碳孤焊

3、接，这可以看作是电弧作为工业热源应用的起步。看作是电弧作为工业热源应用的起步。电弧焊真正应用于工业，是在电弧焊真正应用于工业，是在18921892年发现金属极电年发现金属极电弧以后。弧以后。电阻焊是电阻焊是18861886年由美国人发明的，它的大规模工业年由美国人发明的，它的大规模工业应用也几乎跟电弧焊同时代。应用也几乎跟电弧焊同时代。19301930年以前，焊接在机器制造工业中的作用还是很年以前，焊接在机器制造工业中的作用还是很微不足道的。当时造船、锅炉、飞机等制造工业基微不足道的。当时造船、锅炉、飞机等制造工业基本上还是用铆接方法。本上还是用铆接方法。第第1111章焊章焊 接接焊接的历史：

4、焊接的历史：到目前为止已经发展为到目前为止已经发展为2020多种基本焊接方法，如果多种基本焊接方法，如果包括各种派生方法，那就更多。由此可见，从电弧包括各种派生方法，那就更多。由此可见，从电弧焊和电阻焊的大量应用算起，到现代焊接方法还只焊和电阻焊的大量应用算起，到现代焊接方法还只有半个世纪多一点的历史。有半个世纪多一点的历史。8080年代还进行了太空焊接试验。可以预料，随着工业年代还进行了太空焊接试验。可以预料，随着工业和科学技术的不断发展，焊接也必定有新的发展。和科学技术的不断发展，焊接也必定有新的发展。第第1111章焊章焊 接接焊接是通过加热或加压，或两者兼用，使焊件达到原焊接是通过加热或

5、加压，或两者兼用，使焊件达到原子间结合并形成永久接头的工艺过程。世界每年钢子间结合并形成永久接头的工艺过程。世界每年钢材消耗量的材消耗量的50%50%都有焊接工序的参与，在现代制造都有焊接工序的参与，在现代制造工业中，广泛应用于金属结构件的生产。例如桥梁、工业中，广泛应用于金属结构件的生产。例如桥梁、船体、车厢、容器等，都可采用焊接而成。船体、车厢、容器等，都可采用焊接而成。焊接可分为三大类：焊接可分为三大类：熔焊、压力焊、钎焊。熔焊、压力焊、钎焊。第第1111章焊章焊 接接熔焊：将要焊接的工件局部加热至融化，冷凝后形成熔焊：将要焊接的工件局部加热至融化，冷凝后形成焊缝而使构件连接在一起的加工

6、方法。包括电弧焊、焊缝而使构件连接在一起的加工方法。包括电弧焊、气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等。气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等。压力焊：焊接过程中必须要施加压力，可以加热也可压力焊：焊接过程中必须要施加压力，可以加热也可以不加热才能完成的焊接。其加热的主要目的是为以不加热才能完成的焊接。其加热的主要目的是为使金属软化，靠施加压力使金属塑变使金属软化，靠施加压力使金属塑变,让原子接近让原子接近到相互稳固吸引的距离，这一点与熔焊时的加热有到相互稳固吸引的距离，这一点与熔焊时的加热有本质的不同。包括电阻焊、摩擦焊、超声波焊、冷本质的不同。包括电阻焊、摩擦焊、超声波焊、冷压焊、爆炸焊、扩散焊、磁力

7、焊。压焊、爆炸焊、扩散焊、磁力焊。第第1111章焊章焊 接接钎焊：将熔点比母材低的钎料加热至融化，但加热温钎焊：将熔点比母材低的钎料加热至融化，但加热温度低于母材的熔点，用融化的钎料填充焊缝、润湿度低于母材的熔点，用融化的钎料填充焊缝、润湿母材并与母材相互扩散形成一体的焊接方法。母材并与母材相互扩散形成一体的焊接方法。钎焊分两大类：钎焊分两大类：硬钎焊和软钎焊。硬钎焊的加热温硬钎焊和软钎焊。硬钎焊的加热温度大于度大于450450度，抗拉强度大于度，抗拉强度大于200 MPa 200 MPa，经常用银，经常用银基、铜基钎料，适于工作应力大，环境温度高的场基、铜基钎料，适于工作应力大，环境温度高的

8、场合，比如硬质合金车刀、地质钻头的焊接。软钎焊合，比如硬质合金车刀、地质钻头的焊接。软钎焊的加热温度小于的加热温度小于450450度，抗拉强度小于度，抗拉强度小于70 MPa 70 MPa 适于适于应力小，工作温度低的环境。比如电路的锡基钎焊应力小，工作温度低的环境。比如电路的锡基钎焊第第1111章焊章焊 接接11.111.1电弧焊电弧焊11.211.2其它常用焊接方法其它常用焊接方法11.311.3常用金属材料的焊接常用金属材料的焊接11.4 11.4 焊接件结构设计焊接件结构设计11.111.1电弧焊电弧焊电弧焊是利用电弧的热量加热、熔化金属进行焊接的电弧焊是利用电弧的热量加热、熔化金属进

9、行焊接的方法，它是焊接生产的一项重要工艺，是目前应用方法，它是焊接生产的一项重要工艺，是目前应用最广的焊接技术。最广的焊接技术。分为渣保护电弧焊和气体保护电弧焊两类，包括焊条分为渣保护电弧焊和气体保护电弧焊两类，包括焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护焊等多种工艺方法。电弧焊、埋弧焊和气体保护焊等多种工艺方法。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 11.1.311.1.3埋弧焊埋弧焊 11.1.411.1.4气体保护焊气体保护焊 11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧

10、焊的工艺基础 1.1.焊接电弧焊接电弧热量来源于：热量来源于：阳极阳极4343，阴极，阴极3636，弧柱弧柱2121热量的热量的65658585用于加热熔化用于加热熔化金属，金属，其余散失在电弧周围，飞溅的其余散失在电弧周围，飞溅的金属液。金属液。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 1.1.焊接电弧焊接电弧 电弧径向温度分布图：11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 1.1.焊接电弧焊接电弧由于阴极区和阳极区的温度不同，当采用直流电焊由于阴极区和阳极区的温度不同，当采用直流电焊接时，便有以下

11、两种极性的接法：接时，便有以下两种极性的接法：正接：工件接阳极，焊条接阴极，此时工件受热多，正接：工件接阳极，焊条接阴极，此时工件受热多，宜焊厚大工件。宜焊厚大工件。反接：工件接阴极，焊条接阳极，此时工件受热少，反接：工件接阴极，焊条接阳极，此时工件受热少，宜焊薄小工件。宜焊薄小工件。当采用交流电焊接时，因电流每秒钟正负变化达一当采用交流电焊接时，因电流每秒钟正负变化达一百次，所以两极加热一样，就不存在正接或反接百次，所以两极加热一样，就不存在正接或反接问题。问题。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 1.1.焊接电弧焊接电弧焊接时的引弧电压

12、是弧焊机的空载电压，焊接时的引弧电压是弧焊机的空载电压，一般为一般为505090V90V。电电弧弧稳稳定定燃燃烧烧时时的的电电压压称称为为电电弧弧电电压压，它它与与电电弧弧长长度度（即即焊焊条条与与工工件件间间的的距距离离）有有关关。电电弧弧长长度度越越大大，电电弧弧电电压压也也越越高高。一一般般情情况况下下，电电弧弧电电压压在在161635V35V范范围围内内，这这也也是是电电弧弧焊焊机机在在正正常常工工作作时时的的安全电压。安全电压。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 2.2.电弧焊的焊接过程电弧焊的焊接过程 电电弧弧焊焊包包括括焊焊条

13、条电电弧弧焊焊、埋埋弧弧焊焊和和气气体体保保护护焊焊等等多多种种工工艺方法。艺方法。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 2.2.电弧焊的焊接过程电弧焊的焊接过程 埋弧焊埋弧焊的焊接过程与焊条电弧焊极为相似。的焊接过程与焊条电弧焊极为相似。所不同的是：所不同的是：埋埋弧弧焊焊的的焊焊剂剂（相相当当于于焊焊条条的的药药皮皮）与与焊焊丝丝是是分分开开的，在电弧引燃之前，的，在电弧引燃之前，焊剂先预洒在焊缝处。焊剂先预洒在焊缝处。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 2.2.电弧焊的焊接过程电弧焊

14、的焊接过程 气体保护焊：气体保护焊：(a)不融化极氩弧焊(b)融化极氩弧焊11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 3.3.焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 焊接时，电弧沿着工件逐渐移动并对工件进行局部焊接时，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，焊缝及其附近的金属都加热。因此在焊接过程中，焊缝及其附近的金属都是由常温状态开始被加热到较高的温度，然后再逐是由常温状态开始被加热到较高的温度，然后再逐渐冷却到常温。但随着各点金属所处位置（距焊缝渐冷却到常温。但随着各点金属所处位置（距焊缝中心的距离）的不同，其最高加热温度

15、也不一样，中心的距离）的不同，其最高加热温度也不一样，离焊缝的距离越远，其最高温度越低。离焊缝的距离越远，其最高温度越低。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 3.3.焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 总体看来，在焊接过程中，焊缝的形成是一次冶金过总体看来，在焊接过程中，焊缝的形成是一次冶金过程，焊缝及其附近区域金属相当于受到一次不同规范程，焊缝及其附近区域金属相当于受到一次不同规范的热处理，必然会产生相应的组织与性能的变化。的热处理，必然会产生相应的组织与性能的变化。焊缝金属相当于受到金属型铸造；紧邻焊缝的母材相焊缝金属相当于受到金

16、属型铸造；紧邻焊缝的母材相当于受到不同的热处理。当于受到不同的热处理。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 3.3.焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 焊缝焊缝两侧呈固态的母材因受热的影响而组织和性能发两侧呈固态的母材因受热的影响而组织和性能发生变化的区域叫生变化的区域叫热影响区热影响区。焊缝和热影响区之间的过渡区叫做焊缝和热影响区之间的过渡区叫做熔合区熔合区。焊接接头。焊接接头就是由焊缝、熔合区和热影响区三部分组成的。就是由焊缝、熔合区和热影响区三部分组成的。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧

17、焊的工艺基础 3.3.焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 （1 1）焊缝区的组织与性能）焊缝区的组织与性能热源移走后，熔池焊缝中的液体金属立刻开始冷却结热源移走后，熔池焊缝中的液体金属立刻开始冷却结晶，从熔合区中许多未熔化完的晶粒开始，以垂直熔晶，从熔合区中许多未熔化完的晶粒开始，以垂直熔合线的方式向熔池中心生长为合线的方式向熔池中心生长为柱状树枝晶的铸态组织，柱状树枝晶的铸态组织，由铁素体和少量珠光体所组成。由铁素体和少量珠光体所组成。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 3.3.焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 （2 2）熔

18、合区的组织与性能熔合区的组织与性能熔合区又称半熔化区，熔合区又称半熔化区，是焊缝与母材交接的过渡区。是焊缝与母材交接的过渡区。该区组织由该区组织由粗大的过热组织和部分新结晶的铸态组织粗大的过热组织和部分新结晶的铸态组织构构成。该区虽然很窄，化学成分和组织却很不均匀，因此成。该区虽然很窄，化学成分和组织却很不均匀，因此强度低，强度低，脆性大，是裂纹及局部脆断的发源地，是焊接接头中最薄弱的脆性大，是裂纹及局部脆断的发源地，是焊接接头中最薄弱的部位，部位，所以说，熔合区在很大程度上决定着焊接接头的性能。所以说，熔合区在很大程度上决定着焊接接头的性能。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.

19、1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 3.3.焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 （3 3）热影响区的组织与性能）热影响区的组织与性能 焊缝两侧因焊接热作用焊缝两侧因焊接热作用虽没有熔化但却发生组织虽没有熔化但却发生组织和性能变化的区域。和性能变化的区域。对对于于低低碳碳非非合合金金钢钢，热热影影响响区区可可分分为为过过热热区区、正正火火区和部分相交区。区和部分相交区。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 3.3.焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 （3 3）热影响区的组织与性能）热影响区的组织与性能 过热区过热区被加热到被加热

20、到Ac3Ac3以上以上100100200200至固相线温度区间。至固相线温度区间。由由于于奥奥氏氏体体晶晶粒粒急急剧剧长长大大，形形成成过过热热组组织织，故故塑塑性性及及韧韧性性降降低低。过过热热区区是是热热影影响响区区中中力力学学性性能能最最差差的的部位部位。对于易淬火硬化钢材，此区脆性更大。对于易淬火硬化钢材，此区脆性更大。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 3.3.焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 （3 3）热影响区的组织与性能）热影响区的组织与性能 正火区。正火区。被加热到被加热到Ac1Ac1至至Ac3Ac3以上以上1001

21、00200200区间。区间。加加热热时时金金属属发发生生重重结结晶晶，转转变变为为细细小小的的奥奥氏氏体体晶晶粒粒。冷冷却却后后得得到到均均匀匀而而细细小小的的铁铁素素体体和和珠珠光光体体组组织织，其其力学性能优于母材力学性能优于母材。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 3.3.焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 （3 3）热影响区的组织与性能）热影响区的组织与性能 部分相变区部分相变区相当于加热到相当于加热到Ac1Ac1Ac3Ac3温度区间。温度区间。珠珠光光体体和和部部分分铁铁素素体体发发生生重重结结晶晶，转转变变成成细细小小的的

22、奥奥氏体晶粒。氏体晶粒。部部分分铁铁素素体体不不发发生生相相变变，但但其其晶晶粒粒有有长长大大趋趋势势。冷冷却后晶粒大小不均，因而却后晶粒大小不均，因而力学性能比正火区稍差力学性能比正火区稍差。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 3.3.焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 （3 3）热影响区的组织与性能）热影响区的组织与性能 熔合区、焊接热影响区熔合区、焊接热影响区是影响焊接接头性能的关键部位。是影响焊接接头性能的关键部位。焊接接头的断裂往往不是出现在焊缝区中，焊接接头的断裂往往不是出现在焊缝区中，而是出现在接头的熔合区、热影响区中，

23、而是出现在接头的熔合区、热影响区中，尤其是多发生在熔合区及过热区中，尤其是多发生在熔合区及过热区中，因此必须对焊接热影响区进行控制。因此必须对焊接热影响区进行控制。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 3.3.焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 （3 3）热影响区的组织与性能）热影响区的组织与性能 一一般般来来说说，在在保保证证焊焊接接过过程程正正常常进进行行的的前前提提下下，提提高焊接速度、减小焊接电流都能使热影响区减小。高焊接速度、减小焊接电流都能使热影响区减小。但是，焊接热影响区不可避免。但是，焊接热影响区不可避免。用用焊焊条条电

24、电弧弧焊焊或或埋埋弧弧焊焊方方法法焊焊接接一一般般低低碳碳钢钢结结构构时时，因因热热影影响响区区较较窄窄，危危险险性性较较小小，焊焊后后不不进进行行处处理理即即可使用。可使用。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 3.3.焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 （3 3）热影响区的组织与性能）热影响区的组织与性能 对对重重要要的的碳碳钢钢构构件件、合合金金钢钢构构件件或或用用电电渣渣焊焊焊焊接接的的构件，必须注意热影响区带来的不利影响。构件，必须注意热影响区带来的不利影响。为消除其影响，一般采用为消除其影响，一般采用焊后正火处理焊后正火处理

25、，使使焊焊缝缝和和焊焊接接热热影影响响区区的的组组织织转转变变成成为为均均匀匀的的细细晶晶结构，以改善焊接接头的性能。结构，以改善焊接接头的性能。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 4.4.焊接应力与变形焊接应力与变形 （1 1）焊接应力与变形产生的原因）焊接应力与变形产生的原因在在焊焊件件局局部部区区域域加加热热后后又又冷冷却却凝凝固固的的极极不不平平衡衡的的热热循环过程。循环过程。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 4.4.焊接应力与变形焊接应力与变形 （2 2）焊接变形的基本形式）

26、焊接变形的基本形式11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 4.4.焊接应力与变形焊接应力与变形 （3 3）预预防防和和减减少少焊焊接接应应力力与变形的措施与变形的措施焊前预热，焊后缓冷。焊前预热，焊后缓冷。采采用用合合理理的的焊焊接接顺顺序序和和方方向。向。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.111.1.1电弧焊的工艺基础电弧焊的工艺基础 4.4.焊接应力与变形焊接应力与变形 （3 3）预防和减少焊接应力与变形的措施）预防和减少焊接应力与变形的措施合理地选择焊接方法和焊接工艺参数。合理地选择焊接方法和焊接工艺参数。反变形法。反变形法。采用

27、刚性固定法。采用刚性固定法。焊后及时消除应力。焊后及时消除应力。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 也称也称手工电弧焊手工电弧焊,是利用电弧作热源，用手工操作焊是利用电弧作热源，用手工操作焊条进行焊接的熔焊方法。条进行焊接的熔焊方法。特点：特点：设备简单、操作方便灵活设备简单、操作方便灵活应用最广泛、特别适合于形状复杂的焊接结构件的焊应用最广泛、特别适合于形状复杂的焊接结构件的焊接。接。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 电焊条对于焊条电弧焊是不可缺少的，电焊条质量的电焊条对于焊条电弧焊是不可缺少的，电焊条质量

28、的优劣对于焊接质量起着至关重要的作用。优劣对于焊接质量起着至关重要的作用。焊条组成：焊芯药皮。焊条组成：焊芯药皮。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 1.1.焊芯焊芯焊芯是电焊条中被药皮包覆的金属芯。焊芯是电焊条中被药皮包覆的金属芯。主要作用有三：主要作用有三：一是作为电极产生电弧提供焊接热源；一是作为电极产生电弧提供焊接热源；二是作为填充金属，与熔化的母材金属共同组成焊缝二是作为填充金属，与熔化的母材金属共同组成焊缝金属；金属；三是为焊缝提供合金元素。三是为焊缝提供合金元素。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊

29、 1.1.焊芯焊芯焊芯用焊接专用钢丝制成：焊芯用焊接专用钢丝制成：结构钢焊条的焊芯常用结构钢焊条的焊芯常用H08AH08A等；等；焊接合金结构钢、不锈钢用的焊条，采用的是相应合焊接合金结构钢、不锈钢用的焊条，采用的是相应合金结构钢、不锈钢焊丝。金结构钢、不锈钢焊丝。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 1.1.焊芯焊芯v所有焊丝的碳含量一般不超过所有焊丝的碳含量一般不超过0.1%0.1%0.12%0.12%，其它，其它合金的含量则根据需要添加。合金的含量则根据需要添加。v常用焊芯直径为常用焊芯直径为1 16mm6mm（如：（如：1.61.6、2.02.0

30、、2.52.5、3.23.2、4.04.0、5.0mm5.0mm等等)，以直径为以直径为3.23.25.0mm5.0mm的应用最广，长度一般为的应用最广，长度一般为350mm350mm。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 2.2.药皮药皮药皮是压涂在焊芯表面的涂料层，药皮是压涂在焊芯表面的涂料层，由各种矿物质、铁合金、有机物等原料组成的，由各种矿物质、铁合金、有机物等原料组成的，药皮中含有稳弧剂、造气剂、造渣剂、粘结剂、脱氧药皮中含有稳弧剂、造气剂、造渣剂、粘结剂、脱氧剂和合金材料等。剂和合金材料等。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1

31、.2焊条电弧焊焊条电弧焊 2.2.药皮药皮药皮作用：药皮作用：一是提高电弧燃烧的稳定性；一是提高电弧燃烧的稳定性；二是保护熔化金属不被氧化；二是保护熔化金属不被氧化；三是对熔化金属脱氧和渗合金以提高焊缝的力学性能；三是对熔化金属脱氧和渗合金以提高焊缝的力学性能；四是产生的熔渣避免焊缝金属冷却过快产生裂纹。四是产生的熔渣避免焊缝金属冷却过快产生裂纹。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 3.3.焊条的种类、型号和牌号焊条的种类、型号和牌号我国焊条的种类（按用途）：我国焊条的种类（按用途）：碳钢焊条碳钢焊条低合金钢焊条低合金钢焊条不锈钢焊条不锈钢焊条堆焊焊条

32、堆焊焊条铸铁焊条铸铁焊条铜及铜合金焊条铜及铜合金焊条铝及铝合金焊条铝及铝合金焊条其中应用最多的是碳钢焊条和低合金钢焊条。其中应用最多的是碳钢焊条和低合金钢焊条。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 3.3.焊条的种类、型号和牌号焊条的种类、型号和牌号我国焊条的种类：我国焊条的种类：按药皮熔化后形成熔渣的化学性质分为：按药皮熔化后形成熔渣的化学性质分为：酸性焊条，碱性焊条酸性焊条，碱性焊条11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 3.3.焊条的种类、型号和牌号焊条的种类、型号和牌号我国焊条的种类：我国焊条的种类：酸性焊条

33、：药皮熔渣中酸性氧化物（如酸性焊条：药皮熔渣中酸性氧化物（如SiO2SiO2，TiO2TiO2，Fe2O3Fe2O3）比碱性氧化物（如）比碱性氧化物（如CaOCaO、FeOFeO、MnOMnO、Na2ONa2O）多的焊条多的焊条 酸性焊条适合各种电源，操作性较好，电弧稳定，成酸性焊条适合各种电源，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，故不本低，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。宜焊接承受动载荷和要求高强度的重要结构件。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 3.3.焊条的种类、型号和牌

34、号焊条的种类、型号和牌号我国焊条的种类：我国焊条的种类：碱性焊条：熔渣中碱性氧化物比酸性氧化物多碱性焊条：熔渣中碱性氧化物比酸性氧化物多 碱性焊条一般要求采用直流电源，焊缝塑、韧性好，碱性焊条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，价格抗冲击能力强，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。较高，故只适合焊接重要结构件。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 3.3.焊条的种类、型号和牌号焊条的种类、型号和牌号焊条的型号：焊条的型号：焊条型号是国家标准中的焊条代号焊条型号是国家标准中的焊条代号-是对该

35、型号焊条的质量要求。是对该型号焊条的质量要求。如如E4303E4303、E5015E5015、50165016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(单位为单位为1010；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“”表表示焊条适用于全位置焊接（平、立、仰、横）；示焊条适用于全位置焊接（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”表示焊表示焊条适用于向下焊；条适用于向下焊；11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条

36、电弧焊 3.3.焊条的种类、型号和牌号焊条的种类、型号和牌号焊条的型号：焊条的型号：焊条型号是国家标准中的焊条代号焊条型号是国家标准中的焊条代号。如如E4303E4303、E5015E5015、50165016、E5003E5003等。等。第三位和第四位组合时表示焊接电流种类及药皮类型，第三位和第四位组合时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”为低氢钠型药皮，直流反接，为低氢钠型药皮，直流反接，“16”16”为低氢钾型药皮，交流或直流正、反接。为低氢钾型药皮，交流或直流正、反接。11.1 11.1 电弧焊

37、电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 3.3.焊条的种类、型号和牌号焊条的种类、型号和牌号焊条的牌号：是焊条的牌号：是焊条行业统一的焊条代号焊条行业统一的焊条代号。一般用一。一般用一个大写拼音字母和三位数字表示，如个大写拼音字母和三位数字表示，如J422J422、J507J507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”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碳钢焊条和普通低合金钢焊条条)，“A”A”表示奥氏体不锈钢焊条，表示奥氏体不锈钢焊条，“”表示铸铁焊条等；表示铸铁焊条等；11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条

38、电弧焊焊条电弧焊 3.3.焊条的种类、型号和牌号焊条的种类、型号和牌号前两位数字表示各大类中若干小类，如结构钢焊条前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，其等级有两位数字表示焊缝金属抗拉强度等级，其等级有4242、5050、5555、6060、7070、7575、8585等；等；最后一位数字表示药皮类型和电流种类，其中最后一位数字表示药皮类型和电流种类，其中1 1至至5 5为为酸性焊条，酸性焊条，6 6和和7 7为碱性焊条。为碱性焊条。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 3.3.焊条的种类、型号和牌号焊条的种类

39、、型号和牌号焊条的型号和牌号一般来说是一一对应的：焊条的型号和牌号一般来说是一一对应的：E4303E4303、E5015E5015、50165016、E5003E5003J422J422、J507J507、J506J506、J502J50211.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 4.4.焊条的选用焊条的选用选择依据：选择依据：根据焊件情况确定根据焊件情况确定化学成分、力学性能、抗裂性、耐腐蚀耐高温性能化学成分、力学性能、抗裂性、耐腐蚀耐高温性能结构形状、受力情况、焊接设备条件结构形状、受力情况、焊接设备条件11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.

40、1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 4.4.焊条的选用焊条的选用选用原则：选用原则：（1 1）低碳钢和普通低合金钢构件，一般都要求）低碳钢和普通低合金钢构件，一般都要求焊缝金焊缝金属与母材等强度属与母材等强度，因此可根据钢材的强度等级来选，因此可根据钢材的强度等级来选用相应的焊条。但应注意，钢材是按屈服强度确定用相应的焊条。但应注意，钢材是按屈服强度确定等级的，而结构钢焊条的等级是指焊缝金属抗拉强等级的，而结构钢焊条的等级是指焊缝金属抗拉强度的最低保证值。度的最低保证值。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.211.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 4.4.焊条的选用焊条的选用（2 2）同一强度等级的酸

41、性焊条或碱性焊条的选定，主）同一强度等级的酸性焊条或碱性焊条的选定，主要应考虑焊接件的结构形状（简单或复杂）、钢板要应考虑焊接件的结构形状（简单或复杂）、钢板厚度、载荷性质（静载或动载）和钢材的抗裂性能厚度、载荷性质（静载或动载）和钢材的抗裂性能而定。而定。-重要性原则重要性原则通常对要求塑性好、冲击韧度高、抗裂能力强或低温通常对要求塑性好、冲击韧度高、抗裂能力强或低温性能好的结构，要选用碱性焊条。性能好的结构，要选用碱性焊条。如果构件受力不如果构件受力不复杂、母材质量较好，应尽量选用较经济的酸性焊复杂、母材质量较好，应尽量选用较经济的酸性焊条条。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.21

42、1.1.2焊条电弧焊焊条电弧焊 4.4.焊条的选用焊条的选用（3 3）低碳钢与低合金结构钢焊接，可按异种钢接头中）低碳钢与低合金结构钢焊接，可按异种钢接头中强度较低的钢材来选用相应的焊条。强度较低的钢材来选用相应的焊条。-低强度为准低强度为准（4 4）铸钢铸钢的含碳量一般都比较高，而且厚度较大，形的含碳量一般都比较高，而且厚度较大，形状复杂，很容易产生焊接裂纹。一般应选用状复杂，很容易产生焊接裂纹。一般应选用碱性焊碱性焊条条，并采取适当的工艺措施（如，并采取适当的工艺措施（如预热预热）进行焊接。）进行焊接。（5 5）焊接）焊接不锈钢或耐热钢不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，等有特殊性能要求

43、的钢材，应选用相应的应选用相应的专用焊条专用焊条，以保证焊缝的主要化学成，以保证焊缝的主要化学成分和性能与母材相同。分和性能与母材相同。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.3 11.1.3 埋弧自动焊埋弧自动焊 11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.3 11.1.3 埋弧自动焊埋弧自动焊特点：特点：v大电流（大电流（1000A1000A）、生产率高）、生产率高v焊接质量高且稳定焊接质量高且稳定v节约金属节约金属热量集中、可无坡口、无焊条头、飞溅少热量集中、可无坡口、无焊条头、飞溅少v改善劳动条件无弧光、烟雾改善劳动条件无弧光、烟雾v自动化程度高自动化程度高v工艺装备复杂，适合批量生产

44、工艺装备复杂，适合批量生产11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.4 11.1.4 气体保护焊气体保护焊-氩弧焊氩弧焊钨极氩弧焊钨极氩弧焊11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.4 11.1.4 气体保护焊气体保护焊-氩弧焊氩弧焊氩弧焊主要被用来焊接不锈钢与其它合金钢，同时还氩弧焊主要被用来焊接不锈钢与其它合金钢，同时还可以在无焊药的情况下焊接铝、铝合金、镁合金及可以在无焊药的情况下焊接铝、铝合金、镁合金及薄壁制件（板厚小于薄壁制件（板厚小于6mm6mm）。）。11.1 11.1 电弧焊电弧焊11.1.4 11.1.4 气体保护焊气体保护焊-CO2-CO2保护焊保护焊11.2 11.2 其

45、它常用焊接方法其它常用焊接方法11.2.1 11.2.1 熔焊熔焊11.2.2 11.2.2 压焊压焊11.2.3 11.2.3 钎焊钎焊11.2 11.2 其它常用焊接方法其它常用焊接方法11.2.1 11.2.1 熔焊熔焊将要焊接的工件局部加热至融化，冷凝后形成焊缝而将要焊接的工件局部加热至融化，冷凝后形成焊缝而使构件连接在一起的加工方法。包括电弧焊、气焊、使构件连接在一起的加工方法。包括电弧焊、气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊、等离子弧焊等。电渣焊、电子束焊、激光焊、等离子弧焊等。11.2 11.2 其它常用焊接方法其它常用焊接方法11.2.1 11.2.1 熔焊熔焊1.1.气焊气焊利用气

46、体火焰作热源，来熔化母材和填充金属的一种利用气体火焰作热源，来熔化母材和填充金属的一种焊接方法。焊接方法。11.2 11.2 其它常用焊接方法其它常用焊接方法11.2.1 11.2.1 熔焊熔焊1.1.气焊气焊特点：特点：与电弧焊相比，气焊火焰的温度低，热量分散，加热与电弧焊相比，气焊火焰的温度低，热量分散，加热速度缓慢，故生产率低，工件变形严重，焊接的热速度缓慢，故生产率低，工件变形严重，焊接的热影响区大，焊接接头质量不高。影响区大，焊接接头质量不高。但是气焊设备简单、操作灵活方便，火焰易于控制，但是气焊设备简单、操作灵活方便，火焰易于控制，不需要电源。所以气焊主要用于焊接厚度小于不需要电源

47、。所以气焊主要用于焊接厚度小于3mm3mm以以下的低碳钢薄板，铜、铝等有色金属及其合金，以下的低碳钢薄板，铜、铝等有色金属及其合金，以及铸铁的焊补等。及铸铁的焊补等。11.2 11.2 其它常用焊接方法其它常用焊接方法11.2.1 11.2.1 熔焊熔焊2.2.电渣焊电渣焊利用电流通过熔渣时产生的电阻热加热并熔化焊丝和利用电流通过熔渣时产生的电阻热加热并熔化焊丝和母材来进行焊接的一种熔焊工艺方法，可分为丝极母材来进行焊接的一种熔焊工艺方法，可分为丝极电渣焊、板极电渣焊、熔嘴电渣焊和熔管电渣焊电渣焊、板极电渣焊、熔嘴电渣焊和熔管电渣焊 11.2 11.2 其它常用焊接方法其它常用焊接方法11.2

48、.1 11.2.1 熔焊熔焊2.2.电渣焊电渣焊11.2 11.2 其它常用焊接方法其它常用焊接方法11.2.1 11.2.1 熔焊熔焊2.2.电渣焊电渣焊特点特点a.a.电渣焊可一次焊接很厚的工件，故焊接效率高。电渣焊可一次焊接很厚的工件，故焊接效率高。b.b.电渣焊只需留有一定的间隙而不用开坡口，焊接过电渣焊只需留有一定的间隙而不用开坡口，焊接过程中焊剂、焊丝和电能的消耗量均比埋弧焊低，而程中焊剂、焊丝和电能的消耗量均比埋弧焊低，而且工件越厚效果越明显。且工件越厚效果越明显。c.c.电渣焊时，金属熔池的凝固速率低，保持液态时间电渣焊时，金属熔池的凝固速率低，保持液态时间长，熔池中的气体和杂

49、质较易浮出，故电渣焊焊缝长，熔池中的气体和杂质较易浮出，故电渣焊焊缝洁净，产生气孔、夹渣的倾向较低。洁净，产生气孔、夹渣的倾向较低。11.2 11.2 其它常用焊接方法其它常用焊接方法11.2.1 11.2.1 熔焊熔焊2.2.电渣焊电渣焊特点特点d.d.焊接应力小。电渣焊加热和冷却的速度都很小，焊焊接应力小。电渣焊加热和冷却的速度都很小，焊缝周围温差较小，因此焊后焊接应力较小。同时有缝周围温差较小，因此焊后焊接应力较小。同时有利于淬硬倾向较大的合金钢的焊接。利于淬硬倾向较大的合金钢的焊接。e.e.电渣焊时，一般不需要预热。用电渣焊焊接易淬火电渣焊时，一般不需要预热。用电渣焊焊接易淬火钢时，产

50、生淬火裂纹的倾向小。钢时，产生淬火裂纹的倾向小。f.f.渣池的热容量大，对电流波动的敏感性小，电流密渣池的热容量大，对电流波动的敏感性小，电流密度可在较大的范围（度可在较大的范围（0.20.2300A/mm2300A/mm2）内变化。）内变化。11.2 11.2 其它常用焊接方法其它常用焊接方法11.2.1 11.2.1 熔焊熔焊2.2.电渣焊电渣焊应用应用目前，电渣焊已在我国水轮机、水压机、轧钢扔、重目前，电渣焊已在我国水轮机、水压机、轧钢扔、重型机械和石油化工等大型设备制造中得到广泛应用。型机械和石油化工等大型设备制造中得到广泛应用。电渣焊适用于板厚电渣焊适用于板厚40mm40mm以上结构