焊接工艺介绍ppt课件

2020/12/18单位:轿车锁公司冲压车间制作人：鲁元日期：2010.10.20焊接基础：焊接工艺介绍1课程介绍前言绪论第一章：电阻焊第二章：CO2气体保护焊第三章：电阻焊第四章：安全操作要求2前言为了提高公司班组长级别的技术技能及管理水平，公司特意组织此次培训，希望大家能在此次培训中学习到有益的知识能够为大家进行此次焊接技术的相关培训，我倍感荣幸，不足之处还请大家批评指正，谢谢3绪论英文名称：welding中文名称：焊接定义：焊接是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。焊接的定义4焊接过程中，工件和焊料在高温热源的作用下熔化形成熔融区域，熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。这一过程中，通常还需要施加压力。焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。5焊接的发展经历焊接技术是随着金属的应用而出现的，古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。中国商朝制造的铁刃铜钺，就是铁与铜的铸焊件。春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙，是分段钎焊连接而成的。古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊和钎焊的水平上，使用的热源都是炉火，温度低、能量不集中，无法用于大截面、长焊缝工件的焊接，只能用以制作装饰品、简单的工具和武器。19世纪初，英国的戴维斯发明用电弧和氧乙炔焰作为焊接高温热源；1885～1887年,俄国的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳；1900年又出现了铝热焊。20世纪初，碳极电弧焊和气焊得到应用，同时还出现了薄药皮焊条电弧焊，电弧比较稳定，焊接熔池受到熔渣保护，焊接质量得到提高，使手工电弧焊进入实用阶段，电弧焊从20年代起成为一种重要的焊接方法。在此期间，美国的诺布尔利用电弧电压控制焊条送给速度，制成自动电弧焊机，从而成为焊接机械化、自动化的开端。1930年美国的罗宾诺夫发明使用焊丝和焊剂的埋弧焊，焊接机械化得到进一步发展。40年代，为适应铝、镁合金和合金钢焊接的需要，钨极和熔化极惰性气体保护焊相继问世。6焊接的发展经历1951年苏联的巴顿电焊研究所创造电渣焊，成为大厚度工件的高效焊接法。1953年，苏联的柳巴夫斯基等人发明二氧化碳气体保护焊，促进了气体保护电弧焊的应用和发展，如出现了混合气体保护焊、药芯焊丝气渣联合保护焊和自保护电弧焊等。1957年美国的盖奇发明等离子弧焊；40年代德国和法国发明的电子束焊，也在50年代得到实用和进一步发展；60年代又出现激光焊等离子、电子束和激光焊接方法的出现，标志着高能量密度熔焊的新发展，大大改善了材料的焊接性，使许多难以用其他方法焊接的材料和结构得以焊接。其他的焊接技术还有1887年，美国的汤普森发明电阻焊，并用于薄板的点焊和缝焊；缝焊是压焊中最早的半机械化焊接方法，随着缝焊过程的进行，工件被两滚轮推送前进；二十世纪世纪20年代开始使用闪光对焊方法焊接棒材和链条。至此电阻焊进入实用阶段。1956年，美国的琼斯发明超声波焊；苏联的丘季科夫发明摩擦焊；1959年，美国斯坦福研究所研究成功爆炸焊；50年代末苏联又制成真空扩散焊设备。7工艺简单，易于实现价格低廉，成本低性能可靠，可大规模使用可以实现自动化焊接的特点8金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。熔焊熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。焊接分类焊接电弧焊电渣焊激光焊等离子焊电子束焊铸焊气焊熔化焊手工电弧焊埋弧焊气体保护焊9压焊压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。电阻焊冷压焊高频焊超声波焊扩散焊爆炸焊摩擦焊压力焊对焊点焊缝焊10钎焊钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。钎焊软钎焊硬钎焊11本公司常用的焊接方式焊接区使用的电阻焊吊钩焊接使用的CO2气体保护焊维修使用的焊条手工焊12第一章：电阻焊13第一节：电阻焊简介1、概念：电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间,并通以电流,利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态,形成金属结合的一种方法。14★电阻焊的显著优点：熔核形成时,始终被塑性环包围,熔化金属与空气隔绝,冶金过程简单.􀂾加热时间短,热量集中,故热影响区小,变形与应力也小,通常在焊后不必安排校正和热处理工序.􀂾不需要焊丝,焊条,等填充金属,以及氧,乙炔,氩气等焊接材料,焊接成本低.􀂾操作简单,易于实现机械化和自动化,改善了劳动条件.􀂾生产率高,且无噪音及有害气体,在大批量生产中,可以和其他制造工序一起编到组装线上,但闪光对焊因有火花喷溅,需要隔离.2、电阻焊特点15★电阻焊的缺点：目前还缺乏可靠的无损检测方法,焊接质量只能靠编工艺试样和工件的破坏性试验来检查,以及靠各种监控技术来保证.􀂾缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重量,且因在两板间熔核周围形成尖角,致使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低.􀂾设备功率大,机械化,自动化程度较高,使设备成本较高,维修较困难,并且常用的大功率单相交流焊机不利于电网的正常运行对参数波动敏感，很小的变量会导致很明显的焊缝状态变化16第二节：电阻焊原理（一）电阻热的产生1、电阻热——电阻焊的热源：Q=I2Rt2、影响产热的因素：⑴电阻焊件本身电阻RW=ρL/s其中ρ是一个重要参数且会随温度的升高而增大。接触电阻RC（可从R=ρL/s进行解释）当表面清理十分洁净时，RC仅在通电开始极短的时间内存在，随后会迅速消失。但它在焊接时间很短的情况下（如焊薄铝），对熔核的形成和焊点强度的稳定性仍有显著影响。一、电阻热及影响因素17⑵焊接电流焊接电流（密度）对产热的影响比电阻和时间两者都大，在焊接过程中是一个必须严格控制的参数。⑶通电时间与焊接电流在一定范围内可互为补充⑷电极压力对总电阻R影响大，压力增大，R减小。⑸电极材料及端面形状主要是电阻率和导热性⑹焊件表面状况主要影响接触电阻。彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。18（二）温度分布：点（凸）焊——中心高，四周低二、热平衡及温度分布（一）热平衡：热量小部分（10~30%）有用，大部分散失，其中主要通过电极的热传导而散失。19焊接循环由四个基本阶段组成。1预压时间――由电极开始下降到焊接电流开始接通的时间。这一时间是为了确保在通电之前电极压紧工件，使工件间由有适当的压力。2焊接时间――焊接电流通过工件并产生熔核的时间。3维持时间――焊接电流切断后，电极压力继续保持的时间。在此时间内，熔核凝固并冷却至具有足够的强度。4休止时间――由电极开始提起到电极再次开始下降，准备在下一个待焊点压紧工件的时间。休止时间只适用于焊接循环重复进行的场合。三、（点焊）焊接循环20硬规范（强规范）:大电流、短时间软规范（弱规范）：小电流、长时间21四、电阻焊对金属的要求主要从下列各项指标进行评定：1、材料的导电性和导热性导电性和导热性越高，焊接性越差。2、材料的高温强度高温（0.5~0.7Tm）屈服强度越高，焊接性越差。3、材料的塑性温度范围塑性温度范围越窄，对参数波动越敏感，焊接性越差。4、材料对热循环的敏感性敏感性越强，焊接性越差。另外，熔点高、线膨胀系数大、易形成致密氧化膜的金属，其焊接性一般较差。22按焊接接头的不同分类：􀂾点焊􀂾缝焊􀂾凸焊􀂾对焊五、电阻焊的分类23点焊时,工件只在有限的接触面上,即所谓”点”上被焊接起来,并形成扁球形的熔核.点焊又可以分为单点焊和多点焊,多点焊时,使用两对以上的电极,在同一工序内形成多个熔核.凸焊是点的一种变形.在一个工件上有预制的凸点.凸焊时,一次可在接头处形成一个或多个熔核第三节点焊、凸焊24一、点焊（spotwelding）点焊是一种高速、经济的连接方法。它适用于制造可以采用搭接接头、不要求气密、厚度小于3mm的冲压、轧制的薄板构件。点焊有时也用于连接厚度≧6mm的金属板，但与熔焊的对接相比较，点焊的承载能力低，搭接接头增加了构件的重量和成本，且需要昂贵的特殊焊机，因而是不经济的。1.点焊接头的形成过程点焊循环：预压通电锻压休止（可以是复杂的循环图）2.点焊接设计接头形式：搭接折边接头设计时应注意考虑：点距、边距、搭接量、分流、装配间隙等。2526二、凸焊（projectionwelding）凸焊是点焊的一种特殊形式。在焊接过程中充分利用“凸点”的作用，使焊接易于达成且表面平整无压痕（如图）。凸焊的特点：①多个焊点可同时焊接，生产率高；②小电流焊接可以可靠地形成小熔核；③凸点位置、尺寸准确，强度均匀；④压痕浅，电极磨损少；⑤焊前对表面质量要求（比点焊）低。缺点是结构需要有凸点（往往需要专门冲制）、电极复杂，需要高电极压力、高精度大功率焊机。27①焊前清理：由于工件表面上的氧化物、污垢、水和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的不均匀性还会影响各个焊点加热的不一致，引起焊接质量的波动。因此，彻底清理工件表面式保证获得优质接头的必要条件。清理方法分机械清理和化学清理两种。常用的机械清理方法有喷砂、喷丸、抛光以及用砂布、钢丝刷清理等。化学清理包括酸性腐蚀液清洗等不同的金属和合金采用不同的清理方法。三、点（凸）焊工艺28②工艺参数及选择：电极压力：取决于被焊金属的性能、凸点尺寸和一次焊成的凸点数量，应使凸点在达到焊接温度时被完全压溃，并使工件贴合紧密。焊接时间：确定合适的电极压力和焊接电流后，再调节焊接时间。通常凸焊的焊接时间比点焊长，而电流比点焊小，多点凸焊的时间应适当稍长。焊接电流：一般比点焊的小。应采用在合适的电极压力下不致于挤出过多金属的最大电流。☆由于材料、结构和凸点的不同，凸焊的焊接工艺参数差异较大，建议参考相关手册上的数据来确定焊接工艺参数，必要时作适当调整。其它工艺措施：电极：通常采用2类电极合金，3类电极合金亦可。常用平面电极，电极接触面直径不小于凸点直径的2倍。焊接模具和夹具：凸焊通常需要模具和夹具的配合。模具用于保持和夹紧工件于适当位置，同时也作电极；夹具是不导电的辅助定位装置（小工件的电极和定位夹具可合二为一，而大工件的模具和夹具则很复杂）。29通常是根据工件的材料和厚度，参考该种材料的焊接条件表选取。首先确定电极的端面形状和尺寸，其次初步选定电极压力和焊接时间，然后调节焊接电流，以不同的电流焊接试样。经检验熔核直径符合要求后，再在适当的范围内调节电极压力、焊接时间和电流，进行试样的焊接和检验，直到焊点质量完全符合技术条件所规定的要求为止。以试样选择工艺参数时，要充分考虑试样和工件在分流、铁磁性物质影响以及装配间隙方面的差异，并适当加以调整。☆点焊工艺参数之间互相影响，而且还受外界因素（如材料、结构、设备等）的影响，参数之间要合理匹配，比较复杂，所以，已将焊接参数标准化，可查阅相关手册、必要时加以修正而得。点击参看点（凸）焊工艺参数选择示例30③点焊质量的检验最常用的检验试样的方法是撕开法。优质焊点的标志是：在撕开试样的一片上有圆孔，而另一片上有圆凸台。厚板或淬火材料有时不能撕出圆孔和凸台，但可通过剪切的断口判断熔核的直径，必要时，还需进行低倍测量、拉伸试验和X射线检验等，以判定熔透率、抗剪强度和有无缩孔、裂纹等缺陷。异种材料及不等厚板点焊的工艺措施：不等厚及异种材料焊接时、熔核偏向（产热多、散热难）一边调整原则：增加薄料或导电、热好工件的产热，减小其散热。具体方法