机械制造工艺与装备 教学课件 ppt 作者 孙英达 主编 模块九 第三章焊接2.doc

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1、第三章焊接§3－1概述焊接是通过加热或加压或两者并用，并使用（或不用）填充材料，使工件达到结合的土种方法。焊接是一种不可拆连接，它不仅可以连接各种同质金属，也可以连接不同质的金属。由焊接方法连接的组件称为焊件。一、焊接的分类焊接的方法很多，按焊接过程中被焊金属所处状态不同，可分为熔焊、压焊和钎焊三大类。熔焊是将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。常见和应用最普遍的熔焊有气焊和电弧焊。气焊是利用气体火焰作热源的熔焊方法。电弧焊是利用电弧作为热源的熔焊方法。压焊是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。钎焊是采用比母材

2、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。随着焊接技术的不断发展，目前焊接方法已有数十种之多，现将常用的焊接方法分类如下：二、焊接的特点和应用焊接具有下列特点：（1）与铆接相比，焊接可节约金属材料，接头密封性好，容易实现机械化和自动化。（2）可用型材等拼焊成焊接结构件，以代替大型复杂的铸件，生产周期短，劳动强度低。（3）设备简单，操作方便，产品成本低。焊接在现代工业生产中有着广泛的应用。在船舶、化工容器、建筑构件、桥梁、动力锅炉、大型发电

3、机和汽轮机等产品的制造中都要应用焊接，在航空、航天、原子能、电子等领域也离不开焊接。§3－2焊条电弧焊焊条电弧焊又称手弧焊，是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。它利用焊条与焊件间产生的电弧热将金属加热并熔化而实现焊接。如图3-1所示，焊接前，把焊钳3和焊件1分别接到电焊机4输出端的两极，并用焊钳夹持焊条2。焊接时，在焊条和焊件之间引燃焊接电弧5，电弧的热量将焊条和焊件被焊部位熔化形成熔池6。随着焊条沿焊接方向移动，新的熔池不断形成，而原先的熔池液态金属不断冷却凝固，构成焊缝7，使焊件连接在一起。焊条电弧焊具有电弧温度较高、热量集中，设备简单

4、，操作方便、灵活，能适应在各种条件下焊接等特点，是焊接生产中普遍应用的土种方法，广泛应用于碳素钢、合金钢、不锈钢、耐热钢、高强度锅、铸铁等金属材料的不同厚度及不同位置的焊接，也可用于铜合金、镍合金的焊接。焊条电弧焊的缺点是生产效率低，劳动强度较大，焊接质量取决于工人的操作技术水平。一、焊接电弧由焊接电源供给的具有下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称为焊接电弧。1、引弧电弧焊时，引燃焊接电弧的过程称为引弧。引弧开始时，先使焊条与焊件瞬时接触，因电路短路而产生高热，使接触处金属很快熔化并产生金属蒸气。当焊条迅

5、速提起，离开焊件2～4mm时，焊条与焊件间充满了高温的气体和气态的金属，由于质点热运动的相互碰撞及焊接电压的作用使气体电离而导电，在焊条与焊件间形成电弧。焊接电弧由阴极区、弧柱和阳极区组成，如图3－2所示。阳极区产生的热量约占电弧总热量的42％，温度较高；阴极区产生的热量占电弧总热量的38％左右，温度较低。2、正接与反接由于焊接电弧发出的热量在阳极区和阴极区有差异，因此，在使用直流电焊接时就有两种不同的接法：正接和反接。焊件接电源正极、电极（焊条）接电源负极的接线法称为正接，如图3－2所示。正接多用于熔点较高的钢材和厚板料的焊接。焊件接电源负

6、极、电极（焊条）接电源正极的接线法称为反接。反接多用于铸铁、有色金属及其合金或薄钢板的焊接。图3－2焊接电弧的组成1-阴极区2-弧柱3-阳极区图3-1焊条电弧焊焊接过程1-焊件2-焊条3-焊钳4-电焊机5-焊接电弧6-熔池7-焊缝当使用交流电焊接时，由于极性是交替变化的，因此，阴极区与阳极区（瞬时）上的热量分布和温度基本相等，没有正接与反接之分。二、焊接电源常用的焊条电弧焊的焊接电源（俗称电焊机）有直流弧焊发电机、交流弧焊变压器和弧焊整流器三大类。1、直流弧焊发电机图3-3所示为直流弧焊发电机外形图，电动它由一台交流电动机和一台直流发电机组成

7、，发电机带动发电机而形成直流焊接电源。弧焊发电机能获得稳定的直流电，因此引弧容易，电弧稳定，但运转时噪声大，空载损耗大，并且结构复杂，造价高，易损坏，维修较困难，因此，己逐渐被弧焊整流器所替代。图3-3直流弧焊发电机1-交流电动机2-细调电流手柄3-直流发电机4-粗调电流手柄图3－2焊接电弧的组成1-阴极区2-弧柱3-阳极区2、交流弧焊变压器交流弧焊变压器输出的焊接电流为交流电。它具有结构简单、制造方便、成本低廉、使用可靠和维修方便等优点，困而应用普遍，为焊接低碳钢焊件最常用的焊接设备。图3-4所示为交流弧焊变压器外形图。3、弧焊整流器图3-

8、5所示为ZX5－400型弧焊整流器外形图。该整流器为晶闸管式弧焊整流器，额定焊接电流为400A，弧焊整流器具有噪声小、空载损耗小、成本低、制造和维修容易等优点，其应