第二节常用焊接方法

第二节常用焊接方法一·气体保护焊气体保护焊是利用外加气体保护电弧区的融滴和熔池及焊缝的电弧焊。保护气体有二种：一种是惰性气体；另一种是活性气体。1CO2气体保护焊CO2气体保护焊是一种生产率高，焊接成本低，能耗低，适用范围广的焊接方法，焊后不需清渣，又因是明狐，利用实现焊接的机械化和自动化。但其在焊接过中有金属飞溅，焊缝外形较为粗糙。主要用于焊接低碳钢及低合金钢等。焊接时，金属和合金元素易氧化，烧损，故其不宜焊接非铁金属和合金钢。CO2气体保护焊分为自动焊和半自动焊二种。CO2气体的纯度对焊缝金属的致密性有较大的影响，一般要求其纯度不低于99.·5%，露点低于—40。CO2气体保护焊常用焊丝。为了使电弧稳定，飞溅少，常采用直流反接。CO2气体的纯度对焊缝金属的致密性有较大的影响，一般要求其纯度不低于99·5%，露点低于—40。CO2气体保护焊设备组成如图所示。一般采用平和下降外特性电源。2氩弧焊氩弧焊分为钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊两种。如图11—22所示。钨极氩弧焊时气体保护焊的一种。它的电极是难容金属钨或钨的合金棒。电弧燃烧过程中电极是不熔化的，故易维持电弧的长度，焊接过程稳定，可以焊接易氧化非铁金属及其合金、不锈钢、高温合金、钛及钛合金以及难熔的活性金属（如钼、铌、锆）等。由于钨极的载流能力有限，钨极氩弧焊一般只适于焊接厚度小于6mm的工件。它所使用的保护气体—氩气一般要求纯度应在99.9%~99.999%范围内。钨极氩弧焊需填充焊丝，也可以在焊接中附加填充金属条或采用卷边接头。钨极氩弧焊有交流和直流之分。钨极氩弧焊机结构如图11—13所示。熔化极氩弧焊用焊丝作电极兼填充金属。它几乎可以焊接所有的金属，尤其适合于焊接铝及铝合金·铜及铜合金以及不锈钢等材料。用于焊接厚板铝·铜等金属时比钨极氩弧焊生产率高，焊件变形小。它也分为交流和直流两种。氩弧焊用氩气保护，焊缝金属纯净，焊接质量优良，焊缝成形美观，可以全位置焊接，且易于自动控制；但氩气很贵，成本较高。二·埋弧焊埋弧焊是当今生产较效率较高的机械化焊接方法之一，又称焊剂层下自动电弧焊，其焊接过程如图11-14所示。1·埋弧焊设备埋弧焊的设备有焊接电源·焊接小车和控制箱等三部分组成。常用埋弧焊机型号有MZ-1000和MZ1-1000两种。MZ表示埋弧焊机；1000表示额定焊接电流为1000A。焊接电源为匹配相应的弧焊整流器或弧焊变压器BX2-1000。2·焊接材料埋弧焊的焊接材料有焊丝和焊剂。焊剂的作用和焊条药皮的作用相似。焊剂按制造方法分为熔炼焊剂和非熔炼焊剂。一般在使用前必须在250.度下烘干，并保湿1~2h。埋弧焊的焊丝与焊条焊芯同属于一个国家标准，即焊接用钢丝。焊丝直径一般为1.6~6mm。埋弧焊时通过焊丝与焊剂的合理匹配，来保证焊缝金属化学成分和性能。3·埋弧焊工艺埋弧焊所使用的电流较大，熔深较深，一般板厚小于14mm的钢板可不开坡口；当钢板厚度为14~22mm时，一般开v型坡口；厚度为22~50mm时可开双Y型坡口；对一些要求较高的焊件的重要焊缝，一般多开U型坡口。为了提高焊接质量，需将坡口及焊接部位的表面锈蚀·油污·氧化皮·水分等消除干净。埋弧焊焊接装配时，要求焊件间隙均匀·高低平整不错边。为了易于焊透，减少焊接变形，一般均采用双面焊，如图11-15a所示；在不能采用双面焊时，采用单面焊，如图11-15b`c`d所示。埋弧焊在焊接直焊缝中需加引弧板和熄弧板。采用滚轮架，也可以焊接环缝，如图11-16所示。埋弧焊一般用于焊接环缝直径大于300mm的简体。4·埋弧焊特点及应用埋弧焊可以较大的焊接电流，热量集中，熔深大，对14mm以内的对接焊缝可不开坡口，不留间隙一次焊成，固其生产效率较高；焊接时焊剂层对焊接区保护良好，焊接金属杂质较少，焊接参数可自动控制调整，因而易获得稳定的高质量的焊缝；焊接时电弧在焊剂层下燃烧，无飞溅现象，避免了弧光·烟尘对焊工的危害，降低了焊工的劳动强度。埋弧焊的缺点是：适应性差，通常只适合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·请理合装配质量要求较高。埋弧焊通常用于焊钢·低合金结构钢·不锈钢和耐热钢等中厚板结构的长直缝和直接大于300mm环缝的平焊。此外，他还用于耐磨·耐蚀合金的堆焊，大型球墨铸铁曲轴以及镍合金·铜合金等焊接。三·电渣焊电渣焊是利用电流通液体熔渣所产生的电阻热来进行焊接的方法。根据使用的电极形状，可以分为丝极电渣焊·极板电渣焊和熔嘴电渣焊等。图11-7是丝极电渣焊的示意图。电渣焊的过程：焊前先把工件垂直放置，在焊接面之间预留20~40mm间隙，把工件位置固定，在工件的上部和下部分别焊上引出板和引弧板，然后再工件两侧装上使焊缝成形的水冷滑块。开始焊接时，先在引弧板上加上少量焊剂，使焊丝送进与引弧板短路引燃电弧。焊剂在电阻热作用下熔化成液体熔渣，形成渣池，当熔池达到一定深度后，焊丝插入渣池内，，电弧即熄灭。电流通过液体熔渣时，在渣池产生大量电阻热。将焊丝和工件边缘熔化，熔化金属因密度较大而沉积到渣池下部形成金属熔池。随着焊丝连续送进，熔池不断上升，水冷滑块也同步上升，并强制熔池下部分金属凝固，从而形成连续的焊缝。根据焊缝不同厚度，丝极电渣焊也可采用2~3根或多丝进行焊接，并且焊丝根据需要可以摆动。当焊丝换成金属板条时，这时的电渣焊叫板极电渣焊，主要用于厚大截面短焊缝的焊接。焊接变截面焊缝时，在焊件接缝之间安放一块与焊缝截面形状相似的金属“熔嘴”，这种方法称为熔嘴电渣焊。电渣焊适合焊接厚大截面焊缝，并且焊接生产率高，焊缝质量好。缺点是接头处晶粒粗大，焊后应进行热处理。四电阻焊电阻焊是利用电流通过焊件及接触处所产生的电阻热将焊件接头处加热到塑性状态或局部熔化状态，然后断电，同时施加机械压力而使二焊件连接起来的焊接方法。其主要特点是焊接电压低，焊接电流大，焊接时不需填充金属，生产率高。其基本形式有电焊，缝焊和对焊三种。1点焊点焊是利用电流通过圆柱形电极和塔接的二焊件产生电阻热，将焊件加热并局部熔化，然后在压力作用下形成焊点。其焊接过程如图所示。焊接时焊件放在上下二电极之间，先以不大的出压力将焊件压紧，及至通以强大的电流，在电阻热的作用下二焊件接触处被加达熔化状态，这时断电并同时施以压力，使其凝固成焊核，而将金属连接起来。点焊主要用于薄板构件的焊接，不能用于焊接有密封焊缝要求的容器。2缝焊缝焊又称滚焊，其焊接过程与电焊相似，但其所用电极是二只旋转的导电滚乱。焊件在滚乱带动下前进。通常是滚乱连续的旋转，电流是间隙按地接通，因此在两焊件间形成一个彼此重叠的焊核，形成一连续的焊缝，如图11-19所示。缝焊主要用于薄壁容器的焊接。3·对焊对焊分为电阻对焊和闪光对焊。（1）电阻对焊电阻对焊的过程是：先加预压，使两焊件端面压紧，再通电加热，使待焊处达塑性状态，再断电加压顶锻，从而使工件焊合，如图11-20所示。电阻对焊件操作简便，生产率高，主要用于焊接直径小于20mm的棒料和管材。（2）闪光对焊闪光对焊的过程是：两工件不接触先通电源，再使工件缓慢的靠拢接触，端面个别点的接触而被加热到熔化状态，甚至气化，再加上电磁力作用，液体金属即发生爆破，以火花形式向外散开，形成闪光现象；然后突然加速送进工件并在压力下压紧。这时熔化的金属被挤出结合面，两工件焊合。闪光对焊接头质量高，常用于焊接重要的受力构件或断面较大的零件。五·钎焊熔点比焊件低的钎料和焊件被共同加热到稍高于钎料熔点的温度后，以靠液体钎料填满固态焊件金属的间隙并与之形成金属结合而连成一体，这种方法叫钎焊。钎焊时要求母材的接触面要干净，因此要有钎剂去除被焊件的氧化膜和油污等杂质，保护焊件接触面和钎料不受氧化，并增加钎料湿润性和毛细流动性。钎焊接的强度很大程度上取决于钎料。钎焊接按钎料熔点可分为软钎焊和硬钎焊两种。（1）软钎焊钎料熔点低于450度的钎焊。常用的钎料是锡铅钎料、锌锡料等。钎剂常用松香、氯化锌等。软钎焊适用于受力不大、工作温度不高的工件的焊接。（2）硬焊接钎料熔点高于450度的钎焊叫硬钎焊。常用钎料有铜基钎料、铝基钎料、银基钎料等。常用钎剂有硼砂、氯化物、氟化物等，主要适用于机械零部件的钎焊。钎焊的加热方法有很多种，常用的加热主要有烙铁加热、火焰加热、炉内加热、高频感应加热等。钎焊可以焊接异种金属和材料，焊接变形小，焊件尺寸精确；但其接头强度低，工作温度低，焊接前被焊处的装配工作要求高。钎焊接头强度主要与被焊件接触面大小有关。钎焊接头常用搭接接头。常用的接头形式。