工程材料基础 教学课件 作者 张文灼 赵振学 主编 10.2 焊接.ppt

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1、焊接成型基础焊接：是通过加热或加压或两者兼用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子（分子）间结合的一种方法第一节概述熔化焊将待焊处母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法压力焊焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法称为压焊。钎焊钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材金属熔点低的金属（称为钎料），将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔化温度，利用液态钎料填充接头间隙并与固态母材通过扩散实现连接焊件的方法。焊接方法分类主要焊接方法压力焊摩擦焊超声波焊爆炸焊扩散焊高频焊钎焊软钎焊硬钎焊熔化焊电弧焊电渣焊等离子弧焊电子束焊激光焊手弧焊气体保护焊埋弧焊电阻焊焊接的特点焊接与铆接等其

2、他加工方法相比，具有减轻结构重量，节省材料；生产效率高，易实现机械化和自动化；接头密封性好，力学性能高；工作过程中无噪音等优点。其不足之处是会引起焊接接头组织、性能的变化，同时焊件还会产生较大的应力和变形。焊接的应用焊接主要用于制造各种金属构件，如建筑结构、船体、车辆、锅炉及各种压力容器。此外，焊接也常用于制造机械零件，如重型机械的机架、底座、箱体、轴、齿轮等。手工电弧焊手工电弧焊是熔焊一种,是利用电弧产生的热量来熔化焊条和部分工件，从而使两块金属连成一体的手工操作的焊接方法。由于它使用的设备简单，操作灵活方便，能够适应各种条件下的焊接，因此成为熔焊中应用最广泛的一种焊接方法。但焊条电弧焊要求

3、操作者技术水平较高，生产率较低，劳动条件较差。（一）焊接过程手工电弧焊是利用焊条与工件间产生的电弧热，将工件熔化而进行焊接的。焊接时,焊工手握夹着焊条的焊钳进行焊接,在电弧高热的作用下，被焊金属局部熔化，在电弧的吹力作用下，被焊金属上形成了凹坑。这个凹坑称为熔池。焊条作为一个电极,其端部在电弧的作用下不断被熔化,形成熔滴，焊条金属熔滴借重力和电弧气体吹力的作用逐渐过渡到熔池当中,随着电弧的向前移动,熔池尾部液态金属逐步冷却结晶,最终形成焊缝。电弧热还使焊条的药皮熔化或燃烧。药皮燃烧后与液体金属起物理化学作用，所形成的熔渣和气体可防止空气中氧、氮的侵入，其保护熔化金属的作用。焊接时,先将焊条与焊

4、件瞬时接触,发生短路.强大的短路电流流经少数几个接触点,致使接触点处温度急剧升高并熔化,甚至部分发生蒸发。当焊条迅速提起时，焊条头温度已升得很高，在两电极间的电场作用下，产生了热电子发射。飞速的电子撞击焊条端头与焊件间的空气，使之电离成正离子和负离子。电子和负离子流向正极，正离子流向负极。这些带电质点的定向运动形成了焊接电弧。动画：电弧的形成62（二）焊接电弧1、电弧的产生焊接电弧分三个区域，阴极区，阳极区和弧柱区。各区域的热量是不同的。阴极区：热量约占电弧总热量的36％；阳极区：热量约占电弧总热量的43％；弧柱区：热量约占电弧总热量的21％。2、电弧的组成及热量分布用碳钢焊条焊接钢时，阳极区

5、约为2600K，阴极区约为2400K，弧柱的温度约为（6000～8000）K（2)交流电源焊接时，不存在正、反接问题。3、电弧的极性及应用（1)直流电源焊接正接法：焊件接电源正极，焊条接负极。反接法：焊件接电源负极，焊条接正极。选择极性时，主要根据焊条的性质与焊件的厚度。正接时，工件上热量较大，可保证有较大的熔深,用于厚件焊接；反接法用于薄板和有色金属焊接。（三）手工电弧焊设备１）直流弧焊机直流弧焊机分焊接发电机和弧焊整流器两部分。（１）焊接发电机焊接发电机由交流电动机和直流电焊发电机同轴组装而成。采用焊接发电机焊接时电弧稳定，能适应各种焊条，但结构复杂，噪音大，成本高。焊接发电机适用于小电流

6、焊接。（2）弧焊整流器弧焊整流器是一种将交流电通过整流器转换为直流电的直流弧焊机。弧焊整流器没有旋转部分，结构简单，噪音小，维修容易，使用已趋普遍。２）交流弧焊机它是符合焊接要求的降压变压器。工作原理如图所示，通过改变次级线圈抽头的接法和可动铁芯的位置，对焊接电流进行调节。交流弧焊机结构简单，制造方便，成本低廉，节省电能，使用可靠，维修方便。缺点是电弧不够稳定。交流弧焊机是一种常用的焊条电弧焊设备。３）焊钳和面罩焊钳是用来夹持焊条和传递电流的。面罩是用来保护眼睛和面部，以避免弧光伤害。（四）电焊条（简称焊条）（1）电焊条的组成及其作用手工焊焊条由焊芯和涂料（药皮）组成。焊芯焊芯是焊条中被药皮包

7、覆的金属芯。它起导电和填充焊缝的作用。焊芯用由特殊冶炼的焊条钢拉拔制成。焊芯牌号：H+材料牌号（H08，H08Mn2Si）药皮药皮是压涂在焊芯表面的涂料层。它起稳弧、造气、造渣、脱氧、渗合金等作用。药皮必须含有造气剂和造渣剂。还应含有稳弧剂和合金化剂，以及脱氧剂、脱硫剂和去氢剂等。（2）电焊条的分类根据药皮的性质及其作用，焊条分为：酸性焊条和碱性焊条。酸性焊条：药皮熔渣中的酸性氧化物比碱性氧化物多