焊接知识补充

焊接知识补充焊接电弧电弧：一种强烈而持久的气体放电现象，正负电极间具有一定的电压，而且两电极间的气体介质应处在电离状态。阳极区产生的热量比较多，43％；阴极区产生的热量较少，约占36％；其余21％左右的热量是在弧柱区产生的。阳极区的温度为2600K，阴极区的温度为2400K，弧柱区的温度最高可达6000～8000K。选用直流电源焊接时，就有极性的选择问题，当工件接电源的正极，焊条接负极，这种接法称为正接法，工件受热较大，适合焊接厚大工件，反之则称为反接法，工件受热较小，适合焊接薄小工件。手工电弧焊熔化的焊条金属与熔化的工件金属混合，形成金属熔池。药皮熔化形成了熔渣并与熔池中的液态金属发生物理化学反应。熔渣又从熔池中上浮，覆盖在熔池表面。气流和熔渣起到了保护作用。特点：设备简单，应用灵活方便，可以进行各种位置及各种不规则焊缝的焊接；可焊接大多数金属材料；焊条载流能力有限（电流为20～500A），焊接厚度一般在3～20mm，生产率低，焊接质量很大程度上取决于焊工的技能；焊工需要在高温、尘雾环境下工作，劳动条件差，强度大；不适合焊接一些活泼金属、难熔金属及低熔点金属。埋弧自动焊埋弧自动焊时，焊剂从焊剂漏斗中流出，均匀堆敷在焊件表面，焊丝由送丝机构自动送进，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产生电弧，焊剂漏斗、送丝机构及控制盘等通常都装在一台电动小车上可以按调定的速度沿着焊缝自动行走。1-焊接小车2-控制盘3-焊丝盘4-焊剂漏斗5-焊接机头6-焊剂7-渣壳8-焊缝9-焊接电缆10-焊接电源11-控制箱埋弧自动焊有以下优点：（1）生产率高。焊接电流比手工电弧焊时大得多，可以高达1000A，一次熔深大，焊接速度大，且焊接过程可连续进行，无需频繁更换焊条，因此生产率比手工电弧焊高5～20倍。（2）焊接质量好熔渣对熔化金属的保护严密，冶金反应较彻底，且焊接工艺参数稳定，焊缝成形美观，焊接质量稳定。（3）劳动条件好焊接时没有弧光辐射，焊接烟尘小，焊接过程自动进行。缺点：埋弧自动焊一般只适用于水平位置的长直焊缝和直径250mm以上的环形焊缝，焊接的钢板厚度一般在6～60mm，适焊材料局限于钢、镍基合金、铜合金等，不能焊接铝、钛等活泼金属及其合金。气体保护焊气体保护电弧焊：用气体将电弧、熔化金属与周围的空气隔离，防止空气与熔化金属发生冶金反应，以保证焊接质量。保护气体主要有Ar、He、CO2、N2等。与埋弧焊相比，气体保护焊具有以下特点：（1）采用明弧焊，熔池可见性好，适用于全位置焊接，有利于焊接过程的机械化、自动化。（2）电弧热量集中，熔池小，热影响区窄，焊件变形小，尤其适用于薄板焊接。（3）可焊材料广泛，可用于各种黑色金属和非铁合金的焊接。钨极氩弧焊高熔点的钍钨棒或铈钨棒作电极，由于钨的熔点高达3410℃，焊接时钨棒基本不熔化，只是作为电极起导电作用，填充金属需另外添加。在焊接过程中，氩气通过喷嘴进入电弧区将电极、焊件、焊丝端部与空气隔绝开。优点：（1）采用纯氩气保护，焊缝金属纯净，特别适合于非铁合金、不锈钢、钛及钛合金等材料的焊接。（2）焊接过程稳定，所有焊接参数都能精确控制，明弧操作，易实现机械化、自动化。（3）焊缝成形好，特别适合3mm以下的薄板焊接、全位置焊接和不用衬垫的单面焊双面成形。钨极氩弧焊示意图（自动焊）1-熔池2-焊丝3-送丝滚轮4-焊丝盘5-钨极6-导电嘴7-焊炬8-喷嘴9-保护气体10-电弧熔化极氩弧焊采用焊丝作电极并兼作填充金属，焊丝在送丝滚轮的输送下，进入到导电嘴，与焊件之间产生电弧，并不断熔化，形成很细小的熔滴，以喷射形式进入熔池，与熔化的母材一起形成焊缝。熔化极氩弧焊主要用于焊接高合金钢、化学性质活泼的金属及合金，如铝及铝合金、铜及铜合金、钛、锆及其合金等。熔化极氩弧焊示意图（自动焊）1-焊接电弧2-保护气体3-焊炬4-导电嘴5-焊丝6-送丝滚轮7-焊丝盘8-喷嘴9-熔池CO2气体保护焊CO2可以将电弧、熔化金属与空气机械地隔离；另一方面，在电弧的高温作用下，CO2会分解为CO和O，具有较强的氧化性，会使Mn、Si等合金元素烧损，焊缝增氧，力学性能下降，还会形成气孔。另外，由于CO2气流的冷却作用及强烈的氧化反应，导致电弧稳定性差、金属飞溅大、弧光强、烟雾大等缺点，因此CO2气体保护焊只适合焊接低碳钢和低合金结构钢，不能用于焊接高合金钢和非铁合金。优点：（1）CO2气体保护焊的成本仅为手工电弧焊和埋弧焊的40%～50%；（2）CO2电弧穿透能力强，熔深大，生产率比手工电弧焊高1～4倍；（3）焊缝氢含量低，焊丝中Mn含量高，脱硫作用好，因而焊接接头的抗裂性好。等离子弧借助于水冷喷嘴、保护气流等外部拘束条件，使弧柱受到压缩，弧柱气体完全电离而得到的电弧，其温度远高于一般电弧，可达到30000K。具有热量集中、温度高、电弧挺度好等特点。等离子弧焊接时工作气体为氩气，电极一般用钨极。特点：（1）能量密度大，弧柱温度高，一次熔深大，热影响区小，焊接变形小，焊接质量高。（2）电流小到0.1A，电弧仍能稳定燃烧，并保持良好的挺直度和方向性，因而可以焊接金属薄箔，最小厚度可达0.025mm。不足：设备复杂、投资高、气体消耗量，主要应用于国防工业及尖端技术中，焊接一些难熔、易氧化、热敏感性强的材料，如Mo、W、Cr、Ti及其合金、不锈钢等，也用于焊接质量要求较高的一般钢材和非铁合金。等离子弧发生装置原理图1-钨极2-工作气体3-水冷喷嘴4-等离子弧5-工件6-电阻7-冷却水8-直流电源1．点焊点焊过程，1、加预压，施加一定的压力，2、通以强大的电流。3、断电，加压力。分流现象工件材料的厚度及导电性焊点距离点焊主要用于焊接薄板冲压结构点焊工件厚度为0.3～4mm，采用搭接。电阻焊2．缝焊缝焊时由于焊点重叠,分流现象严重只限于焊接3mm以下的薄板结构。采用搭接。缝常用来焊接要求密封的薄壁容器如汽车油箱、消音器等，广泛应用于汽车等制造业。3．对焊电阻对焊接头强度低，尤其是冲击韧性差。闪光对焊强度高且塑性、韧性好，所以常用于重要、受冲击工件的焊接。对焊主要用于焊接截面小而长度大的工件。不论是哪种对焊工艺，其工件对焊截面形状应尽量相同摩擦焊摩擦焊是利用工件接触端面相互摩擦所产生的热量作为焊接热源，将工件接合处加热到塑状态，然后在压力作用下进行焊接的一种压焊方法。摩擦焊接头要求有一个工件的截面为圆形或圆管形。摩擦焊可以焊接异种金属如铝-铜、铝-钢接头。钎焊钎焊是指工件与填充金属同时被加热，在工件不熔化的情况下，填充金属熔化、浸润并填满工件连接处的间隙中，依靠溶解和扩散作用，形成牢固接头的一种焊接方法。方法硬钎焊钎料的熔点在450℃以上，接头的强度比较高。软钎焊钎料的熔点在450℃以下，接头的强度比较低。使用钎剂（或称熔剂）。钎剂在钎焊过程中所起的作用是：清除工件金属和钎料表面上的氧化膜及杂质；隔离空气起保护作用；从而增大钎料的填充能力。特点焊接变形小．尺寸精度高，并能保证致密性。钎焊不仅可以焊同种金属、异种金属，钎焊的成本较高采用搭接接头提高接头承载能力电渣焊是以电流通过液态熔渣所产生的电阻热作为热源，熔化被焊的工件金属和填充金属进行焊接的一种熔化焊方法。电渣焊适合于焊接厚大工件，焊接热影响区比较宽焊缝晶粒粗大焊后工件进行热处理电渣焊