机械制造工艺基础第三章

第三章焊接§3－1概述§3－2焊条电弧焊§3－3气焊与气割§3－4其他焊接方法简介§3－1概述焊接——通过加热或加压或两者并用，并使用（或不用）填充材料，使工件达到结合的一种方法。焊件——由焊接方法连接的组件。一、焊接的分类二、焊接的特点和应用焊接概述一、焊接的分类熔焊——将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。压焊——焊接时对焊件施加压力，以完成焊接的方法。钎焊——采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔化的温度，利用液态钎料浸润母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。二、焊接的特点和应用特点：焊接是相互分离的金属材料借助于原子间的结合力连接起来的一种工艺方法。节约材料，接头密封性好，易实现机械化和自动化生产程序简单，经济效益高设备简单，操作方便，产品成本低§3－2焊条电弧焊一、焊条电弧焊二、焊接电源三、焊接用具四、焊条五、焊接接头形式和坡口六、焊接操作七、焊接工艺参数的选择八、焊接缺陷一、焊条电弧焊1．焊条电弧焊的焊接过程2．焊条电弧焊的特点3．引弧4．正接与反接1．焊条电弧焊的焊接过程焊条电弧焊——是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，又称手工电弧焊。1－焊件2－焊条3－焊钳4－电焊机5－焊接电弧6－熔池7－焊缝手工电弧焊概述2．焊条电弧焊的特点以焊条为熔化电极，传导电流，产生电弧，作为熔焊的热源。焊接过程中作为电极的焊条不断熔化，融入熔池，作为形成焊缝的填充材料电弧温度较高、热量集中，设备简单，操作方便、灵活，能适应在各种条件下焊接（能进行对接、角接、T形接、搭接等各种接头形式，各种坡口，平焊、横焊、立焊、仰焊等各种位置的焊接）生产效率降低，劳动强度较大，焊接质量取决于焊工的操作技术水平3．引弧焊接电弧——由焊接电源供给的具有一定电压的两电极间或电极与母材间，通过气体介质产生的强烈而持久的放电现象。引弧——电弧焊时，引燃焊接电弧的过程。焊接电弧的组成1—阴极区2—弧柱3—阳极区4．正接与反接正接——焊件接电源正极，焊条接电源负极的接线方法。反接——焊件接电源负极，焊条接电源正极的接线方法。二、焊接电源焊条电弧焊的焊接电源（俗称电焊机）有直流电源和交流电源两种，分直流弧焊发电机、交流弧焊变压器和弧焊整流器三大类。1．直流弧焊发电机2．交流弧焊变压器3．弧焊整流器三、焊接用具1．焊接电缆2．焊钳3．面罩4．辅助器具焊钳面罩焊接用具四、焊条焊条——涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极，它由药皮和焊芯两部分组成。焊芯——焊条中被药皮包覆的金属芯。药皮——压涂在焊芯表面上的涂料层。焊条五、焊接接头形式和坡口接头形式——零件（焊件）连接处所采用的结构方式。1．接头形式对接接头角接接头T形接头搭接接头接头形式坡口——根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成一定几何形状的沟槽。2．坡口对接接头的坡口形式对接接头的坡口形式I形V形（带钝边）X形（带钝边）U形（带钝边）双U形（带钝边）六、焊接操作1．电弧的引燃与控制2．运条1．电弧的引燃与控制将焊条的末端与焊件表面接触形成短路，然后迅速将焊条提离焊件表面至一定距离（2~4mm），电弧即能引燃。焊条末端与焊件表面之间的距离要保持不变。直击法划擦法引弧2．运条1－焊条送进2－焊条沿焊接方向移动3－焊条横向摆动运条焊条横向摆动的形式锯齿形月牙形三角形“8”字形环形多层焊单道多层焊多道多层焊七、焊接工艺参数的选择1．焊条直径2．焊接电流3．焊接速度及其他1．焊条直径主要取决于焊件的厚度其次应考虑接头形式、焊接位置、热输入量及焊工技术熟练程度等因素2．焊接电流焊接电流——焊接时，流经焊接回路的电流。I——焊接电流，AK——系数d——焊条直径，mmI=Kd系数K与焊条直径相关，可查表获得主要取决于焊条直径3．焊接速度及其他焊接速度v——单位时间内完成的焊缝长度电弧电压U25~30V为宜焊接层数层数选择要兼顾质量和效率八、焊接缺陷1.未焊透2.夹渣3.气孔4.咬边5.焊瘤6.焊接裂纹焊接缺陷§3－3气焊与气割一、气焊与气割的特点二、气焊、气割用的气体、设备和工具三、气焊要点1．气焊的特点（1）焊接时不需要电源。（2）火焰控制容易，热量输入调节方便，设备简单，使用灵活。（3）变形大，焊接质量不如电弧焊。（4）生产率较低。主要用于碳素钢、低合金钢、有色金属（如铜、铝等）的薄件、小件的焊接，多为单件、小批量生产或维修场合。一、气焊与气割的特点气焊概述2．气割的特点（1）气割是利用气体火焰对金属材料加热到燃点，然后喷以高速切割氧流使金属燃烧生成氧化熔渣并将其从切口处吹除实现切割。（2）设备简单，操作方便，使用范围广；所用的气体、设备和工具与气焊相同，只是气焊时使用气焊炬，气割时使用割炬。广泛用于碳素钢和低合金钢的切割。不能气割的金属为铸铁、不锈钢、铜、铝等。气割概述二、气焊、气割用的气体、设备和工具1．氧气和乙炔2．氧气瓶3．溶解乙炔气瓶4．乙炔发生器5．减压器6．气焊炬7．割炬8．氧气炔焰氧气瓶乙炔发生器减压器割炬氧乙炔焰气焊炬三、气焊要点2．选择焊丝1．焊前准备彻底清除焊件接头处的锈蚀、油污、油漆和水分等。焊丝在气焊时与熔化的焊件混合形成焊缝金属。氧乙炔焊操作步骤3．焊炬移动方向左焊法右焊法焊嘴倾角——气焊时，焊嘴相对焊件表面倾斜的一定角度。焊嘴倾角与焊件厚度的关系4．控制焊嘴倾角气割过程§3－4其他焊接方法简介一、埋弧焊二、气体保护电弧焊三、电阻焊四、钎焊一、埋弧焊1．埋弧焊的原理1—漏斗2—焊丝盘3—焊丝4—自动焊机头5—导电嘴6—焊缝7—渣壳8—焊件9—焊剂埋弧焊2．埋弧焊的特点焊缝质量好生产率高成本低劳动条件改善二、气体保护电弧焊1．分类与特点二氧化碳气体保护焊惰性气体保护焊（氩弧焊、氦弧焊等）采用外加气体保护，与熔渣保护比较，电弧可见，焊接时对中容易电弧受气体压缩而热量集中，熔池小，热影响区较窄，焊件变形小电弧气氛的含氢量较易控制，可减小冷裂倾向适用于焊接钢铁及各种非铁金属.特点：2．二氧化碳气体保护焊1－焊件2－喷嘴3－CO2气体4－流量计5－减压器6－CO2气瓶7－焊丝8－送丝机构9－软管10－导电嘴11－电源12－熔池13－焊缝CO2气体保护焊3．氩弧焊熔化极氩弧焊钨极氩弧焊钨极氩弧焊三、电阻焊1．电阻焊的特点焊接时须对焊件加压并通电，焊件的内电阻和接触电阻发热而使焊件被焊处达到熔化或热塑性状态，在压力作用下焊合在一起焊件接头不需要开坡口，不用填充金属热影响区小，焊件变形小劳动条件好，生产效率高，容易实现自动化2．电阻焊的分类电阻对焊电阻点焊缝焊电阻焊四、钎焊1．钎焊及其分类硬钎焊：使用硬钎料进行的钎焊。软钎焊：使用软钎料进行的钎焊。钎焊——采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。钎焊2．钎焊的特点焊接时，母材不熔化，只有钎料熔化焊件加热温度低，构件变形小，焊件金属组织和性能基本不变可焊接异种金属、难熔金属半永久性连接3．钎料与钎剂钎焊焊剂——是钎焊时使用的熔剂，简称钎剂。钎料分硬钎料和软钎料。硬钎料——熔点高于450℃的钎料称为硬钎料。软钎料——熔点低于450℃的钎料称为软钎料。