《现代焊接技术》讲座课件
3)钎焊:利用熔点比母材低的填充金属熔化后,填充接头间隙并与固态的母材相互扩散实现连接的一种焊接方法。
2.1 电弧焊
焊条电弧焊是利用电弧作为热源,手工操纵焊条进行焊接的方法,又称手工电弧焊。
手工电弧焊的特点: 1)设备简单、操作灵活; 2)可焊接多种金属材料; 3)室内、外焊接效果相近;
4)对焊工操作水平要求较高,生产率较低。
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手工电弧焊是熔化焊中最基本的一种焊接方法。它利用电弧产生的热熔化被焊金属,使之形成永久结合。由于它所需要的设备简单、操作灵活,可以对不同焊接位置、不同接头形式的焊缝方便地进行焊接,因此是目前应用最为广泛的焊接方法。
手工电弧焊按电极材料的不同可分为熔化极手工电弧焊和非熔化极手工电弧焊。非熔化极手工电弧焊如手工钨极气体保护焊。溶化极手工电弧焊是以金属焊条作电极,电弧在焊条端部和母材表面燃烧的方法。
下图中的电路是以弧焊电源为起点,通过焊接电缆、焊钳、焊条、工件、接地电缆形成回路。在有电弧存在时形成闭合回路,形成焊接过程。焊条和工件在这里既作为焊接材料,也作为导体。焊接开始后,电弧的高热瞬间熔化了焊条端部和电弧下面的工件表面,使之形成熔池,焊条端部的熔化金属以细小的熔滴状过渡到熔池中去,与母材熔化金属混合,凝固后成为焊缝。
手工电弧焊示意图
手工电弧焊所用的设备需根据焊条和被焊材料选取。电源分为交流电和直流电两种。使用酸性焊条焊接低碳钢一般构件时,应优先考虑选用价格低廉、维修
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方便的交流弧焊机;使用碱性焊条焊接高压容器、高压管道等重要钢结构,或焊接合金钢、有色金属、铸铁时,则应选用直流弧焊机。购置能力有限而焊件材料的类型繁多时,可考虑选用通用性强的交、直流两用弧焊机。当采用某些碱性药皮焊条时,如结507时,必须选用直流焊接电源,而且要注意此时应将电焊机的负极接工件,正极接焊条,称为直流反接法;反之称为正接法。如图4.2.2所示。
(a)正接法 (b)反接法
采用直流电焊接的极性接法示图
2.1 埋弧焊
埋弧焊(SAW)又称焊剂层下电弧焊。它是通过保持在光焊丝和工件之间的电弧将金属加热,使被焊件之间形成刚性连接。按自动化程度的不同,埋弧焊分为半自动焊(移动电弧由手工操作)和自动焊。这里所指的埋弧焊都是指埋弧自动焊,半自动焊已基本上由气体保护焊代替。
⒈ 埋弧自动焊的焊接过程
如下图所示,埋弧自动焊时,焊剂由给送焊剂管流出,均匀地堆敷在装配好的焊件(母材)表面。焊丝由自动送丝机构自动送进,经导电嘴进入电弧区。焊接电源分别接在导电嘴和焊件上,以便产生电弧。给送焊剂管、自动送丝机构及控制盘等通常都装在一台电动小车上。小车可以按调定的速度沿着焊缝自动行走。
插入颗粒状焊剂层下的焊丝末端与母材之间产生电弧,电弧热使邻近的母材、焊丝和焊剂熔化,并有部分被蒸发。焊剂蒸气将熔化的焊剂(熔渣)排开,形成一个与外部空气隔绝的封闭空间,这个封闭空间不仅很好地隔绝了空气与电弧和熔池的接触,而且可完全阻挡有碍操作的电弧光的辐射。电弧在这里继续燃烧,焊丝便不断地熔化,呈滴状进入熔池与母材熔化的金属和焊剂提供的合金化元素混合。熔化的焊丝不断地被补充,送入到电弧中,同时不断地添加焊剂。随
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着焊接过程的进行,电弧向前移动,焊接熔池随之冷却而凝固,形成焊缝。密度较小的熔化焊剂浮在焊缝表面形成熔渣层。未熔化的焊剂可回收再用。
⒉ 埋弧自动焊的特点及应用
⑴ 焊接质量好 焊接过程能够自动控制。各项工艺参数可以调节到最佳数值。焊缝的化学成分比较均匀稳定。焊缝光洁平整,有害气体难以侵入,熔池金属冶金反应充分,焊接缺陷较少。
⑵ 生产率高 焊丝从导电嘴伸出长度较短,可用较大的焊接电流,而且连续施焊的时间较长,这样就能提高焊接速度。同时,焊件厚度在14mm以内的对接焊缝可不开坡口,不留间隙,一次焊成,故其生产率高。
⑶ 节省焊接材料 焊件可以不开坡口或开小坡口,可减少焊缝中焊丝的填
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充量,也可减少因加工坡口而消耗掉的焊件材料。同时,焊接时金属飞溅小,又没有焊条头的损失,所以可节省焊接材料。
⑷ 易实现自动化,劳动条件好,劳动强度低,操作简单。
埋弧自动焊的缺点是:适应性差,通常只适用于水平位置焊接直缝和环缝,不能焊接空间焊缝和不规则焊缝,对坡口的加工、清理和装配质量要求较高。 埋弧自动焊通常用于碳钢、低合金结构钢、不锈钢和耐热钢等中厚板结构的长直缝、直径大于300mm环缝的平焊。此外,它还用于耐磨、耐腐蚀合金的堆焊、大型球墨铸铁曲轴以及镍合金、铜合金等材料的焊接。
2.3气体保护焊
气体保护焊是指用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。 气体保护焊是明弧焊接,焊接时便于监视焊接过程,故操作方便,可实现全位置自动焊接,焊后还不用清渣,可节省大量辅助时间,大大提高了生产率。另外,由于保护气流对电弧有冷却压缩作用,电弧热量集中,因而焊接热影响区窄,工件变形小,特别适合于薄板焊接。
2.3.1 氩弧焊
氩弧焊是以氩(Ar)气作为保护气体的气体保护电弧焊。氩气是一种惰性气体,在高温下,它不与金属和其他任何元素起化学反应,也不熔于金属,因此保护效果良好,所焊接头质量高。
按使用的电极不同,氩弧焊可分为不熔化极氩弧焊即钨极氩弧焊(TIG焊)和熔化极氩弧焊(MIG)两种,如下图所示。
(a) 熔化极氩弧焊;(b)钨极氩弧焊
1— 送丝轮;2—焊丝;3—导电嘴;4—喷嘴;5—进气管;
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