焊接方法的分类

焊接方法的分类：熔焊、圧焊、钎焊电弧的物理本质：由焊接电源供给能量，在一定电压的两极之间或电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。电弧放电：暗放电、辉光放电、电弧放电；气体放电的两个条件：1.带电粒子2.两极之间有一定强度的电场气体的电离种类：热电离、场致电离、光电离电子的发射：热发射、场致发射、光发射、粒子碰撞发射焊接电弧由：阴极区、阳极区、弧柱区三部分组成。焊接电弧的电特性主要是指焊接电弧的静特性和焊接电弧的动特性。焊接电弧的静特性是指：在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与焊接电压变化的关系，也称伏-安特性。它包含下降特性，平特性和上升特性三个区。焊接电弧的产热机构：阴极区的产热：Pk=I(Uk-Uw-Ut)阳极区的产热：Pk=I(Ua+Uw+Ut)弧柱区的产热：Pc=IUc焊接电弧力：电磁收缩力、等离子流力、斑点压力焊接电弧稳定性的影响因素：1焊接电源2焊接电流和电弧电压3电流的种类和极性4焊条药皮和焊剂5磁偏吹6其他因素磁偏吹：焊接时由于某种原因使电弧周围磁场分布的均匀性受到破坏，从而导致焊接电弧偏离焊丝的轴线而向某一方向偏吹的现象。能够引起磁偏吹的情况：1.地线接线位置偏向电弧一侧2.电弧一侧放置铁磁物质3.平行电弧之间焊丝的熔化热源：1.电弧热—熔化极电弧焊熔化焊丝的主要热源Pa=IUw;2.电阻热熔滴上的作用力：重力、表面张力、电弧力（电磁收缩力，等离子流力，斑点压力）、爆破力、电弧气体吹力熔滴过渡的主要形式：自由过渡、接触过渡（短路，搭桥）、渣壁过渡短路过渡过程：电弧燃烧形成熔滴—熔滴长大并与熔池短路熄弧—液桥缩颈断开而过渡—电弧再引燃燃弧时间取决于电弧电压和焊接电流或焊丝送进速度。焊缝成形缺陷及其防止：未熔合和未焊透，烧穿和塌陷，咬边，焊瘤焊接电流对焊缝成形的影响：1.焊件上的电弧力随焊接电流的增加而增加2.电弧焊的焊芯或焊丝的熔化速度与焊接电流成正比3.焊接电流增大后，弧柱直径增大，但熔深的增加量较小4.提高焊接速度会导致焊接热输入减少，熔宽和熔深都减少注：1.为了提高焊接生产率应该提高焊接速度2.直流正接时焊缝熔深最大，且钨极烧损最小，所以钨极氩弧焊焊接钢、钛等金属材料时应“直流正接”；3.熔化极气体保护焊时，由于“直流反接”时不仅熔深大而且焊接电弧和熔滴过渡过程都较直流正接和交流时稳定，而且具有阴极清理作用，被广泛采用。埋弧：焊剂堆敷到焊件的待焊处，回抽引弧。焊剂的作用：保护焊接金属，冶金处理（清除有害杂质，过渡有益合金）埋弧焊的特点:优点：生产效率高，焊接质量好，劳动条件好，节约金属及电能；缺点：焊接位置、厚度受到局限，对焊件坡口与装配要求较严；应用：中厚板、长焊缝；埋弧焊的冶金特点：机械保护作用好，冶金反应充分，焊缝化学成分稳定，焊缝的组织易粗化低碳钢埋弧焊的主要化学冶金反应：1.锰、硅的还原反应2.碳的氧化烧损3.去氢反应（冷裂纹，气孔）4.脱硫、脱磷反应（热裂纹，硫降低焊缝金属的冲击韧度，磷增加焊缝金属的冷脆性）工艺特点：稀释率高，热输入高，焊接速度快埋弧焊焊接工艺：1.使用电流比较大、熔深比较大，焊件厚度14mm不用开坡口2.焊前清理：手工清理、机械清除3.焊件装配时：保证间隙均匀，高低平整双丝埋弧焊：纵列双丝，横列双丝（并联、串联）气体保护焊：焊接电源：直流反接（-焊件+钨极）TIG焊直流反接用得较少，只用于厚度约3毫米以下的铝、镁及其合金的焊接直流正接（-钨极+焊件）适用于除铝、镁及其合金以外的其他金属的焊接钨极材料：纯钨极，钍钨极，铈钨极，其他电极热丝TIG焊：利用附加电源预先加热填充焊丝，从而提高焊丝的熔化速度，增加熔敷金属量，达到生产高效率的一种TIG焊方法。优点：提高熔敷率，焊缝质量高，热丝TIG焊的送丝速度独立与焊接电流之外，能够更好的控制焊缝成形。钨极脉冲氩弧焊：特点：1.采用脉冲电流可以减小焊接电流的平均值，可以用较低的热输入获得足够的熔深2.可调焊接参数多，便于精确控制3.焊接过程中，脉冲电流对点状熔池有搅拌作用4.每个焊点的加热和冷却迅速，适合焊导热性强和厚度差别大的焊件焊接参数：脉冲电流Im基值电流Ij脉冲幅比RA=Im/Ij,脉冲宽度Rw=tm/ti,脉冲周期T=tm+tj,f脉冲频率=1/T熔化极氩弧焊：特点：1.MIG焊用纯惰性气体作保护气，电弧空间无氧化性，可避免氧化，焊接中不产生熔渣，在焊丝中不需要加入脱氧剂2.与CO2气保焊相比，电弧稳定熔滴过渡稳定，焊接飞溅少，焊缝成形美观3.与TIG焊相比，采用焊丝做电极，电流密度大，焊丝融化速度快，熔敷效率高，母才熔深大，焊接变形小，焊接生产率高应用：几乎可以焊接所有的金属材料，主要用于焊接镁铝铜钛及其合金以及不锈钢的焊接极性选择：一般采用直流反接（焊件接负）熔滴过渡：1.射滴过渡（常采用）2.射流过渡3.亚射流过渡送丝系统：推丝式、拉丝式、推拉丝式保护气体：1.Ar+He(钛、锆)2.Ar+N2（铜及铜合金）3.Ar+O2(不锈钢等高合金钢)4.Ar+CO2(碳钢和低合金钢)脉冲熔化极氩弧焊：熔滴过渡控制：一脉一滴、一脉多滴、多脉一滴TIME焊：一种高效MIG焊，采用单焊丝单电弧焊接，采用四元混合气体Ar+He+CO2+O2应用：主要用于焊接低碳钢和低合金钢、还耐热钢、低温钢CO2气体保护焊：特点：高效节能、是低氢型焊接方法、价格便宜、明弧焊接方法；飞溅多、焊缝外形比较粗糙、不能焊接易氧化得金属材料、设备比较复杂。CO2气体保护焊的冶金特点：1.合金元素氧化问题（氧化性是产生气孔和飞溅的重要原因）2.脱氧与合金化问题3.气孔问题（一般认为CO2焊具有较强的抗潮和抗锈能力）CO2焊用的焊接材料，主要是指CO2气体和焊丝。在室温下，当气瓶压力低于980kpa(10个工程大气压)时，CO2气体中的含水量增加，不能用于焊接。飞溅问题与控制措施：1.由冶金反应引起的飞溅—采用含有脱氧元素的焊丝2.由斑点压力引起的飞溅—采用反接3.熔滴短路时引起的飞溅—在焊接回路中串入合适的电感CO2气体保护电弧焊的其他方法：药芯焊丝CO2气体保护焊、波形控制CO2气体保护电弧焊、STT控制法等离子弧焊接：等离子弧是在钨极氩弧焊基础上发展起来的，钨极氩弧是在常压状态下的自由电弧，而等离子弧是借助水冷喷嘴等外部拘束条件使弧柱受到压缩电弧等离子体，又称压缩电弧。等离子弧的形成：机械压缩效应、热压缩效应、磁压缩效应等离子弧的分类：非转移型、转移型、联合型等离子弧特性：1.静态特性Uf=f(If)2.热源特性：温度和能量密度、等离子弧的挺度、热源组成双弧现象及其防止：正常的转移型等离子弧会稳定的燃烧在钨极与工件之间，由于一些原因，有时会出现一种破坏电弧稳定燃烧的现象，这时除已存在的等离子弧主弧外，在钨极—喷嘴—工件之间会产生另外一种旁路电弧，即主弧和旁路电弧同时存在，这就是“双弧现象”。双弧形成因素：喷嘴、电流、离子气体、其他；等离子弧焊分类：穿透型、熔透型、微束等离子（焊接电流在30A以下的熔透型等离子弧焊接）等离子弧焊接特点：电弧能量集中，因此焊缝深宽比大，截面积小，焊接速度快；电弧挺度好；电弧稳定性好；由于钨极内缩在喷嘴之内，无焊缝夹钨问题；构造复杂化，要求焊枪喷嘴轴线更准确地对焊缝。