[精选]111焊接工艺简介jfu.pptx
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1、焊接工艺简介焊接工艺简介 于静泊于静泊 金属构件的连接金属构件的连接 生产技术的一个重要任务是金属构件的生产技术的一个重要任务是金属构件的连接。而金属构件的连接一般可区分为通过连接。而金属构件的连接一般可区分为通过螺钉,销钉和热压配合的螺钉,销钉和热压配合的可拆连接可拆连接和通过焊和通过焊接、钎焊、铆接及粘接的接、钎焊、铆接及粘接的不可拆连接不可拆连接。焊接技术焊接技术焊接的定义焊接的定义 传统意义上的焊接,是指采用物理或化学方传统意义上的焊接,是指采用物理或化学方法使分离的材料产生原子或分子结合,形法使分离的材料产生原子或分子结合,形成具有一定性能要求的整体。而焊接发展成具有一定性能要求的整
2、体。而焊接发展到今天已有各种焊接工艺技术近百种,并到今天已有各种焊接工艺技术近百种,并采用了力、热、电、光、声及化学等一切采用了力、热、电、光、声及化学等一切可利用的能源,实现焊接的目的。可利用的能源,实现焊接的目的。焊接、钎焊、粘接的区别:焊接、钎焊、粘接的区别:焊接焊接-焊接是一种不可拆的连接方法,它是工焊接是一种不可拆的连接方法,它是工件在加热或加压作用下,或者在加热与加压共同件在加热或加压作用下,或者在加热与加压共同作用下实现材料连接的方法。在连接区,材料一作用下实现材料连接的方法。在连接区,材料一般被熔化和般被熔化和/或产生塑性变形,焊接可分为或产生塑性变形,焊接可分为 熔化焊接熔化
3、焊接(采用加热方法时)(采用加热方法时)压力焊接压力焊接(采用加压或加压与加热共同作用时)(采用加压或加压与加热共同作用时)钎焊钎焊-钎焊是一种不可拆的热连接方法,它钎焊是一种不可拆的热连接方法,它是在采用熔化的钎料,而该处母材不被熔化或产是在采用熔化的钎料,而该处母材不被熔化或产生塑性变形的情况下实现材料连接的方法。在连生塑性变形的情况下实现材料连接的方法。在连接区,母材被熔化了的钎料所浸润,连接是通过接区,母材被熔化了的钎料所浸润,连接是通过母材与钎料之间的扩散过程实现的。母材与钎料之间的扩散过程实现的。钎焊可分钎焊可分 软钎焊软钎焊(钎料的液相温度(钎料的液相温度900)粘接粘接-粘接是
4、在采用中间层(粘合剂)粘接是在采用中间层(粘合剂)情况下,材料的一种不可拆连接。在连接情况下,材料的一种不可拆连接。在连接区,母材被粘合剂湿润,连接是通过表面区,母材被粘合剂湿润,连接是通过表面粘附(附着力)实现的。粘附(附着力)实现的。焊接方法的分类焊接方法的分类金属材料焊接金属材料焊接熔化焊熔化焊压力焊压力焊其它熔化焊其它熔化焊电阻熔化焊电阻熔化焊电阻压力焊电阻压力焊其它压力焊其它压力焊气焊气焊手工电弧焊手工电弧焊熔化极气体保熔化极气体保 护焊护焊钨极氩弧焊钨极氩弧焊 (WIG)埋弧焊埋弧焊激光焊激光焊箱式焊箱式焊电渣焊电渣焊电阻点焊电阻点焊电阻缝焊电阻缝焊电阻对焊电阻对焊闪光电阻对焊闪光
5、电阻对焊超声波焊超声波焊扩散焊扩散焊火焰焊火焰焊气压焊气压焊电弧压力焊电弧压力焊铸压焊铸压焊冷压焊冷压焊摩擦焊摩擦焊MISL焊焊焊接基本术语介绍焊接基本术语介绍基本术语基本术语金属焊接方法金属焊接方法焊接技术相关术语焊接技术相关术语机械化焊接相关术语机械化焊接相关术语其他相关术语,包括电极等其他相关术语,包括电极等 a:按照对所焊工件实施的能量载体分类:按照对所焊工件实施的能量载体分类 固体固体(solid body)搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊 液体液体(Liquid)铝热焊铝热焊 气体气体(Gas)气焊气焊 放电放电(Electrical discharge)电弧焊电弧焊 放射放射(Radiati
6、on)电子束焊电子束焊 运动运动(Movement of a mass)摩擦焊摩擦焊 电流电流(Electric current)点焊点焊 未指定未指定(Unspecified)扩散焊扩散焊b:按照所焊母材种类分类:按照所焊母材种类分类 钢焊接、铝焊接、铜焊接钢焊接、铝焊接、铜焊接c:按照焊接目的分类:按照焊接目的分类 堆焊堆焊(Surfacing)连接连接(Joining)d:按照焊接的物理过程分类:按照焊接的物理过程分类 熔化焊接(采用加热方法时),熔化焊接(采用加热方法时),压力焊接(采用加压或加压与加热共压力焊接(采用加压或加压与加热共 同作用时)同作用时)e:按照机械化程度分类:按照
7、机械化程度分类 m手工焊手工焊 t 部分机械化焊接部分机械化焊接 v 完全机械化焊接完全机械化焊接 a 自动化焊接自动化焊接 熔化焊:熔化焊:使局部区域熔化,在无压力的作用使局部区域熔化,在无压力的作用 下,带或不带焊接填充材料的焊接。下,带或不带焊接填充材料的焊接。熔化焊焊缝通常在以下方面有较高的要求:熔化焊焊缝通常在以下方面有较高的要求:强度和韧性强度和韧性具有较强耐高温和低温能力具有较强耐高温和低温能力耐腐蚀和磨损能力耐腐蚀和磨损能力对气体、蒸汽、压力或真空等条件下的密封对气体、蒸汽、压力或真空等条件下的密封 性能性能压力焊:压力焊:在力的作用下,带或不带焊接填充材在力的作用下,带或不带
8、焊接填充材 料,实施局部性加热(至熔化状态)的料,实施局部性加热(至熔化状态)的 焊接。焊接。连接(焊接):连接(焊接):两个或更多的工件通过焊接两个或更多的工件通过焊接 而形成永久性的连接。而形成永久性的连接。堆焊:堆焊:为增大或恢复焊件尺寸,或使焊件表为增大或恢复焊件尺寸,或使焊件表 面获得具有特殊性能的熔敷金属而进面获得具有特殊性能的熔敷金属而进 行的焊接。行的焊接。单道焊:单道焊:只熔敷一条焊道完成整条焊缝或者只熔敷一条焊道完成整条焊缝或者 一个焊层中只熔敷一条焊道的焊接。一个焊层中只熔敷一条焊道的焊接。双道焊:双道焊:熔敷两条焊道完成整条焊缝或者一熔敷两条焊道完成整条焊缝或者一 个焊
9、层中熔敷两条焊道进行的焊接。个焊层中熔敷两条焊道进行的焊接。单面焊:单面焊:仅在焊件的一面施焊,完成整条焊仅在焊件的一面施焊,完成整条焊 缝而进行的焊接。缝而进行的焊接。双面焊:双面焊:在焊件的两面施焊,完成整条焊缝在焊件的两面施焊,完成整条焊缝 而进行的焊接。而进行的焊接。焊接操作:焊接操作:通过焊接完成工件的连接的过程。通过焊接完成工件的连接的过程。焊接条件:焊接条件:焊接时周围的条件,包括环境因素焊接时周围的条件,包括环境因素 (例如天气)、应力和环境因素(例如天气)、应力和环境因素 (例如噪音、热度、拘束状态)、(例如噪音、热度、拘束状态)、工件因素(例如母材材质、坡口形工件因素(例如
10、母材材质、坡口形 状、工作位置)。状、工作位置)。焊接工艺参数:焊接工艺参数:焊接时为保证焊接质量而需要的数据。焊接时为保证焊接质量而需要的数据。熔化速度:熔化速度:填充材料熔化的速度。指填充材料在单位填充材料熔化的速度。指填充材料在单位 时间内熔化的长度。时间内熔化的长度。焊接速度:焊接速度:单位时间内完成焊缝的长度。单位时间内完成焊缝的长度。焊接时间:焊接时间:完成焊接接头所需要的时间(不包括准备完成焊接接头所需要的时间(不包括准备 和完成操作),包括焊接生产时间和辅助和完成操作),包括焊接生产时间和辅助 时间。时间。熔敷效率:熔敷效率:熔敷在坡口或者工件上的焊缝金属量与熔熔敷在坡口或者工
11、件上的焊缝金属量与熔 化的填充金属量的比率,或者与药芯电化的填充金属量的比率,或者与药芯电 弧焊中熔化焊丝的比率,常用百分比表弧焊中熔化焊丝的比率,常用百分比表 示。示。焊接填充材料:焊接填充材料:焊接时被熔化用尽,并有利于焊缝形焊接时被熔化用尽,并有利于焊缝形 成的材料。例如填充金属、气体、焊剂成的材料。例如填充金属、气体、焊剂 典型焊接方法简介典型焊接方法简介氧乙炔火焰气焊(氧乙炔火焰气焊(G;311)焊条电弧焊(焊条电弧焊(E;111)钨极惰性气体保护焊(钨极惰性气体保护焊(WIG;141)熔化极气体保护焊(熔化极气体保护焊(MSG;MIG 131/MAG 135)埋弧焊(埋弧焊(UP;
12、12)电阻点焊(电阻点焊(RP;21)氧乙炔火焰气焊(氧乙炔火焰气焊(G;311)气焊时,焊接熔池是由火焰加热所形成,火焰气焊时,焊接熔池是由火焰加热所形成,火焰是由可燃气体与氧气的化学反应产生的,火焰的热是由可燃气体与氧气的化学反应产生的,火焰的热量使材料熔化。通常用手将焊棒送入熔化区,把焊量使材料熔化。通常用手将焊棒送入熔化区,把焊接坡口填满。火焰气体覆盖着熔池,并保护熔池免接坡口填满。火焰气体覆盖着熔池,并保护熔池免受空气的影响。受空气的影响。应用范围:主要用于非合金、低合金钢板和应用范围:主要用于非合金、低合金钢板和 管材的焊接(也可用于铸铁的焊接)管材的焊接(也可用于铸铁的焊接)板厚
13、:约从板厚:约从0.8mm至至6mm 用于除立向下以外所有焊接位置的管用于除立向下以外所有焊接位置的管 道工程、车体结构、安装和修理等焊道工程、车体结构、安装和修理等焊 接。接。氧气瓶及压力表氧气瓶及压力表乙炔瓶及压力表乙炔瓶及压力表回火防止器回火防止器氧气带氧气带乙炔带乙炔带焊枪焊枪焊丝焊丝焊枪咀焊枪咀工件工件焊接火焰焊接火焰典型应用:典型应用:用于所有位置连接焊接,用于所有位置连接焊接,特别是应用于管子的安特别是应用于管子的安装、维修;堆焊装、维修;堆焊左焊法:左焊法:板厚板厚3mm的钢材的钢材右焊法:右焊法:板厚板厚3mm的钢材的钢材焊条电弧焊(焊条电弧焊(E;111)用药皮焊条进行焊条
14、电弧焊接时,焊接电用药皮焊条进行焊条电弧焊接时,焊接电源提供焊接电流,使之在焊条和工件之间产生源提供焊接电流,使之在焊条和工件之间产生一个燃烧的电弧。电弧的温度高于一个燃烧的电弧。电弧的温度高于4000,电,电弧的热量使母材和焊条熔化,熔化的焊条以熔弧的热量使母材和焊条熔化,熔化的焊条以熔滴状向母材过渡。焊条药皮受热作用产生气体滴状向母材过渡。焊条药皮受热作用产生气体与熔渣,保护焊条末端、过渡的熔滴以及母材与熔渣,保护焊条末端、过渡的熔滴以及母材上的液态金属,使其免受空气的有害影响。凝上的液态金属,使其免受空气的有害影响。凝固的熔渣覆盖着焊缝金属,同样起着保护作用。固的熔渣覆盖着焊缝金属,同样
15、起着保护作用。应用范围:适用于全位置焊接,工件厚度应用范围:适用于全位置焊接,工件厚度3mm 以上的低碳钢、低合金钢和高合金以上的低碳钢、低合金钢和高合金 钢的连接焊接及堆焊。钢的连接焊接及堆焊。电网连接电网连接焊接电源焊接电源电源电缆(电极)电源电缆(电极)电源电缆(工件)电源电缆(工件)焊枪焊枪焊条焊条工件夹工件夹工件工件电弧电弧焊条芯焊条芯(11)焊条药皮焊条药皮(12)过渡熔滴过渡熔滴(13)由焊条药皮产生的保护气体由焊条药皮产生的保护气体(14)液态熔渣液态熔渣(15)固态熔渣固态熔渣(16)液态焊缝液态焊缝(17)固态焊缝固态焊缝钨极惰性气体保护焊(钨极惰性气体保护焊(WIG;14
16、1)钨极气体保护焊接法分为钨极惰性气体保护焊钨极气体保护焊接法分为钨极惰性气体保护焊(WIG)、钨极等离子焊()、钨极等离子焊(WP)和钨极氢原子焊)和钨极氢原子焊(WHG)三种。钨极惰性气体保护焊焊接时,在)三种。钨极惰性气体保护焊焊接时,在焊炬中夹持的非熔化的钨极和工件之间燃烧着的电焊炬中夹持的非熔化的钨极和工件之间燃烧着的电弧所产生的能量使材料熔化。通常使用焊丝作为填弧所产生的能量使材料熔化。通常使用焊丝作为填充材料进行焊接。惰性保护气体如氩、氦或它们的充材料进行焊接。惰性保护气体如氩、氦或它们的混合气体保护钨极和焊缝,使之免受空气的侵入,混合气体保护钨极和焊缝,使之免受空气的侵入,工件
17、的加热集中在由针状钨极产生的小电弧区域上,工件的加热集中在由针状钨极产生的小电弧区域上,因此特别有利于薄壁构件的焊接。钨极惰性气体保因此特别有利于薄壁构件的焊接。钨极惰性气体保护焊接时,既不形成熔渣,也不会出现焊缝表面的护焊接时,既不形成熔渣,也不会出现焊缝表面的氧化现象。氧化现象。应用范围:适用于工件厚度应用范围:适用于工件厚度0.5至至4.0mm范围内的范围内的 钢及有色金属全位置连接焊接;以及钢及有色金属全位置连接焊接;以及 堆焊。堆焊。电网连接电网连接焊接电源焊接电源电源电缆(电极)电源电缆(电极)电源电缆(工件)电源电缆(工件)工件夹工件夹保护气瓶(含压力表和流量计)保护气瓶(含压力
18、表和流量计)保护气胶管保护气胶管焊枪焊枪焊丝焊丝工件工件(11)钨极钨极(12)钨极夹和导电咀钨极夹和导电咀(13)电弧电弧(14)液态焊缝液态焊缝(15)固态焊缝固态焊缝(16)保护气层保护气层钨极氩弧焊的特点钨极氩弧焊的特点钨极氩弧焊的优点是:由于焊缝被保护得好,故焊缝金属纯度高、性能好;焊接时加热集中,所以焊件变形小;电弧稳定性好,在小电流(10A)时电弧也能稳定燃烧。并且,焊接过程很容易实现机械化和自动化。缺点:氩气较贵,焊前对焊件的清理要求很严格。同时由于钨极的载流能力有限,焊缝熔深浅,只适合于焊接薄板(6mm)和超薄板。为了防止钨极的非正常烧损,避免焊缝产生夹钨的缺陷,不能采用常用
19、的短路引弧法,必须采用特殊的非接触引弧方式。熔化极气体保护焊熔化极气体保护焊(MSG;MIG 131/MAG 135)熔化极惰性气体保护焊(熔化极惰性气体保护焊(MIG)和熔化极活性)和熔化极活性气体保护焊(气体保护焊(MAG)均属于熔化极气体保护焊接法。)均属于熔化极气体保护焊接法。通过软管束,将保护气体、焊接电流和作为焊通过软管束,将保护气体、焊接电流和作为焊接填充材料的焊丝送入焊炬。送丝机构通过焊炬导接填充材料的焊丝送入焊炬。送丝机构通过焊炬导电咀的滑动接触面将焊接电流传输到焊炬中正在移电咀的滑动接触面将焊接电流传输到焊炬中正在移动着的焊丝上。在焊丝与工件之间可见的燃烧电弧动着的焊丝上。
20、在焊丝与工件之间可见的燃烧电弧供给焊丝熔化和工件所需要的能量,电弧温度约高供给焊丝熔化和工件所需要的能量,电弧温度约高达达10000。焊丝熔化成熔滴状。焊接有色金属时,。焊丝熔化成熔滴状。焊接有色金属时,用惰性气体(稀有气体)保护熔池,使之免受空气用惰性气体(稀有气体)保护熔池,使之免受空气的侵入;焊接碳钢、低合金钢和高合金钢时,一般的侵入;焊接碳钢、低合金钢和高合金钢时,一般采用通过导电咀直接传输到离电弧很近的部位,如采用通过导电咀直接传输到离电弧很近的部位,如此可使焊丝具有较高的电流承载能力(例如直径此可使焊丝具有较高的电流承载能力(例如直径1mm的焊丝,可承载的焊丝,可承载40200安培
21、的焊接电流),从安培的焊接电流),从而也提高了熔敷率。而也提高了熔敷率。应用范围:适于工件厚度应用范围:适于工件厚度0.6至至100mm 范围内的全位置连接焊范围内的全位置连接焊 接,以及堆焊。接,以及堆焊。电网连接电网连接焊接电源焊接电源焊枪电缆焊枪电缆 (电极电极)送丝系统送丝系统保护气瓶保护气瓶 (含含压压力力表表和和流流量量计计)焊接电源电缆焊接电源电缆 (含丝电极含丝电极)丝电极丝电极保护气胶管保护气胶管焊枪焊枪工件夹工件夹(11)工件工件(12)电源电缆电源电缆(工件工件)(13)导电咀导电咀(14)保护气罩保护气罩(15)电弧电弧(16)过度熔滴过度熔滴(17)液态焊缝液态焊缝(
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