1、焊接工藝基礎(chǔ)及方法第1頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四金屬材料 一、定義 金屬就是具有金屬光澤、不透明、高塑性、良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性以及固定熔點(diǎn)特征的結(jié)晶物質(zhì)。 二、分類 純金屬：?jiǎn)我辉?合金：兩種或兩種以上元素第2頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四三、金屬的性能： 1、物理性能： 比重 熔點(diǎn) 導(dǎo)電性 導(dǎo)熱性 導(dǎo)磁性 熱膨脹性第3頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四2、機(jī)械性能（力學(xué)性能）： 金屬在外界機(jī)械力的作用下所反應(yīng)出來的各種性能。強(qiáng)度塑性硬度沖擊韌性疲勞第4頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期

2、四3、工藝性能：焊接性4、化學(xué)性能：返回第5頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四鋼的分類及牌號(hào)1、碳素鋼：基本元素碳、硅、錳、硫、磷1）普通結(jié)構(gòu)鋼 例：Q235A F2）優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 例：203）工具鋼 例：T 74）專用鋼 例：H08A 20g第6頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四2、普通合金鋼：合金總量3%16 Mn125 Mn2 V1返回第7頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四焊接工藝及方法 一、 焊接方法的發(fā)展及其應(yīng)用 1、焊接的定義： 焊接是指通過適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)過程使兩個(gè)分離的固態(tài)物體產(chǎn)生原子（分子）間結(jié)合力而連接成一

3、體的連接方法。第8頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四1)焊接方法的發(fā)展1885年俄國(guó)人別那爾道斯發(fā)明碳極電弧；1892年發(fā)現(xiàn)金屬極電??；1930年出現(xiàn)薄皮、厚皮焊條；1950年以后 2)應(yīng)用應(yīng)用于現(xiàn)代一切機(jī)器制造行業(yè)，如汽車、船艦、飛機(jī)、航天、原子能、石油化工、電子等行業(yè)。連接的物體包括金屬（黑色金屬、有色金屬）和非金屬（石墨、陶瓷、玻璃、塑料等）第9頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四3）焊接優(yōu)越性：節(jié)約金屬節(jié)約時(shí)間和勞動(dòng)力焊接附加設(shè)備少改善勞動(dòng)條件焊縫美觀，結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)堅(jiān)固、嚴(yán)密第10頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四2

4、. 焊接方法的分類1）熔化焊接: 使被連接的構(gòu)件表面局部加熱熔化成液體，然后冷卻結(jié)晶成一體的方法稱為熔化焊接。如氣焊、電弧焊、電渣焊、激光焊等。第11頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四 2） 壓力焊 利用摩擦、擴(kuò)散和加壓等物理作用克服兩個(gè)連接表面的不平度，除去（擠走）氧化膜及其他污物，使兩個(gè)連接表面的原子相互接近到晶格距離，從而實(shí)現(xiàn)在固態(tài)下的連接，這種連接都必須加壓，所以稱為壓力焊。如摩擦焊、閃光焊等 第12頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四 3）釬焊 利用某些熔點(diǎn)低于被連接構(gòu)件熔點(diǎn)的熔化金屬（釬料）作連接的媒介物在連接界面的流散浸潤(rùn)作用，然后冷

5、卻結(jié)晶形成結(jié)合面的方法稱為釬焊。如火焰釬焊、電阻爐釬焊、鹽浴釬焊等。第13頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四3. 各種焊接方法在行業(yè)的應(yīng)用設(shè)備制造：方法較多，如埋弧焊、CO2氣保焊、鎢極氬弧焊、手工電弧焊等。安裝和檢修：以手工電弧焊為主。返回第14頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四 二、焊接工藝基礎(chǔ)知識(shí) 熔化焊定義：使被連接的構(gòu)件表面局部加熱熔化成液體，然后冷卻結(jié)晶成一體的方法稱為熔化焊接。第15頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四1 焊接電弧焊接電弧，實(shí)質(zhì)上就是在一定的條件下，兩電極間的氣體發(fā)生強(qiáng)而有力的、持久的放電現(xiàn)象。

6、第16頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四1)電弧的產(chǎn)生 A 電極發(fā)射電子 發(fā)射形式分為熱發(fā)射、電場(chǎng)發(fā)射、光發(fā)射、碰撞發(fā)射。 B 氣體的電離 電離分為熱電離、光電離和碰撞電離。第17頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四2）焊接電弧的組成A 陰極區(qū)：發(fā)射電子區(qū)，溫度為22003600K，放熱量占全電弧的38%；B 弧柱區(qū)：氣體電離區(qū)，溫度為50008000K，發(fā)熱量占全電弧的20%；C 陽(yáng)極區(qū)：接受陰極發(fā)射電子的轟擊區(qū)，溫度為4200K，發(fā)熱量占全電弧的42%。第18頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四3）電弧的靜特性 定義：在電

7、極材料、氣體介質(zhì)和弧長(zhǎng)一定的情況下，電弧電壓與焊接電流之間的關(guān)系叫電弧的靜特性。也稱伏安特性。第19頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四A 電弧的靜特性曲線a-b 陡降段：電弧燃燒不穩(wěn)定b-c 水平段：手弧焊和埋弧焊、鎢極氬弧 焊c-d 上升段：熔化極氣保焊（氬弧焊、 CO2氣保焊）第20頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四第21頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四B 電弧電壓與弧長(zhǎng)的關(guān)系 U=a+bL U-電弧電壓 a-陰極與陽(yáng)極電壓降之和，即U陰+U陽(yáng)（V） b- 弧柱單位長(zhǎng)度上的電壓降（V/mm） L-弧柱長(zhǎng)度（mm）第2

8、2頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四C 影響電弧靜特性的因素 電弧長(zhǎng)度的影響：弧長(zhǎng)增加，電弧電壓增加，曲線上移。 周圍氣體種類的影響：如在氬氣中加入50%的氦氣，則電弧電壓升高，曲線上移； 周圍氣體介質(zhì)壓力的影響：氣體壓力越大，對(duì)電弧的冷卻作用越強(qiáng)，則電弧電壓升高，曲線上移；第23頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四4）影響電弧穩(wěn)定燃燒的因素A 焊接電源的影響 如外特性欠佳、空載電壓過低、電源的極性等B 熔渣（焊條涂料）的影響 藥皮成分電離電位的高低、藥皮的厚度等；C 氣流的影響D 焊件表面污物的影響F 電磁力的影響第24頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，

9、5月20日，14點(diǎn)24分，星期四 電磁力的影響 電弧在電磁場(chǎng)的作用下，發(fā)生電弧偏離軸線 的現(xiàn)象，叫磁偏吹。 可通過改變接線位置來控制，或改變焊條傾角或減小電流來減小影響。第25頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四 5)焊接極性: 定義:直流電弧焊或直流切割時(shí),焊件與電源輸出端正 負(fù)極的接法. 正接: 焊件( +) 電極(-) 反接: 焊件( -) 電極(+ ) 應(yīng)用: TIG方法等。第26頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四2 熔化焊接1）熔化焊的特點(diǎn)A 熱源是移動(dòng)的 ；B 熱源溫度高而集中；C 受熱金屬體積小；D 凝固時(shí)間短；F 具有高的溫度梯度；

10、第27頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四G 化學(xué)反應(yīng)不平衡；H 化學(xué)成分和金相組織發(fā)生變化；I 基本金屬的組織變化第28頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四2）兩個(gè)概念 焊接熱循環(huán)：熱源沿被焊工件按一定方向移動(dòng)時(shí)，焊接溶池（焊縫）或近縫區(qū)某點(diǎn)溫度隨時(shí)間的變化。第29頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四第30頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四 焊接線能量：向單位長(zhǎng)度焊縫內(nèi)輸入的熱量稱為焊接線能量。 q=UI/v (J/cm) q 焊接線能量（焦耳/厘米) U 焊接電壓（伏特） I 焊接電流（安培） V 焊

11、接速度（厘米/秒） 電弧有效熱功率利用系數(shù) 手工：0,70.8; 埋狐:0,850.95; 鎢極: 0.5第31頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四 3 焊條的熔化 (1)焊條金屬的加熱電阻加熱-輔助熱源電弧加熱-主要熱源化學(xué)熱 -僅占1-3% , 可忽略(2)焊條金屬的熔化過渡短路過渡顆粒狀過渡射流過渡第32頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四4 焊縫成形 H-熔深 B-熔寬 a-余高B/H-成形系數(shù) , 影響裂紋和氣孔的產(chǎn)生 Fm-母材金屬在焊縫截面中所占的面積 FH -填充金屬在焊縫截面中所占的面積r=Fm/( Fm+FH )-熔合比 , 決定

12、焊縫的化學(xué)成分 機(jī)械性能 裂紋敏感性第33頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四5 焊接結(jié)晶過程 結(jié)晶: 液態(tài)金屬在冷卻過程中 , 凝結(jié)成本身具有的晶體結(jié)構(gòu).( 1 ) 一次結(jié)晶定義: 形核過程 長(zhǎng)大第34頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四偏析: 顯微偏析 區(qū)域偏析 層狀偏析第35頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四 對(duì)組織性能的影響: 粗大柱狀晶降低焊縫塑性 韌性 熱裂紋傾向大 抗晶間腐蝕力下降改善措施 變質(zhì)處理 振動(dòng)結(jié)晶 第36頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四( 2 ) 二次結(jié)晶定義: 過程 :改善

13、措施: 焊后熱處理 多層焊接 錘擊焊道 跟蹤回火處理 返回第37頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四三 常用的焊接方法 （一） 手工電弧焊（焊條電弧焊） 1 、手工電弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)：A、設(shè)備簡(jiǎn)單； B、工藝靈活，適合各種位置下的焊接，對(duì)焊縫接頭裝配精度要求不高； C、適用性強(qiáng)，幾乎可以焊接所有的鋼種； D、容易控制形狀復(fù)雜的工件的焊接變形。第38頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四缺點(diǎn) A 對(duì)焊工要求高 B勞動(dòng)條件差 C生產(chǎn)率低應(yīng)用 廣泛使用在造船鍋爐, 壓力容器等等制造維修行業(yè)。第39頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期

14、四 、手工電弧焊的工藝參數(shù) 焊接工藝參數(shù)規(guī)范：焊接時(shí)，為保證焊接質(zhì)量而選定的各個(gè)物理量 （）焊接電流：最重要的參數(shù) 焊條直徑 焊接位置 焊接層次第40頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四（）焊接電弧電壓：重要的參數(shù)（）焊接速度：重要的參數(shù)（）焊條類型：較重要的參數(shù)（）焊機(jī)類型：次要的參數(shù)（）焊接層次：次要的參數(shù)第41頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四手工電弧焊工藝一、焊接規(guī)范：1、焊條：直徑、牌號(hào)2、焊機(jī)3、焊接電流4、焊接電壓5、焊接速度6、層道數(shù)第42頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四二、引弧 1、劃擦法 2、接觸法三、

15、焊條傾角： 1、板平焊 2、板立焊第43頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四焊條偏心第44頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四三、焊條擺動(dòng)方法： 1、板平焊 2、板立焊四、焊縫的起弧、接頭和收弧第45頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四（二） 埋弧焊 1 、埋弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)：A 生產(chǎn)率高 B 改善勞動(dòng)條件,降低勞動(dòng)強(qiáng)度 C質(zhì)量好 D節(jié)省材料和電能第46頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四缺點(diǎn): A、設(shè)備復(fù)雜； B、只適合水平位置的焊接， C、難以焊接有色金屬； D、容易出現(xiàn)氣孔 E、不適合焊接薄板。

16、應(yīng)用 廣泛使用在造船 鍋爐等制造行業(yè)第47頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四 、埋弧焊的工藝參數(shù)（）焊接電流： （）焊接電弧電壓： （）焊接速度：第48頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四（三） TIG焊 1 、TIG焊的特點(diǎn)及應(yīng)用原理:優(yōu)點(diǎn)： A 保護(hù)效果好,焊縫質(zhì)量高 B 操作容易,適用全位置焊,易于機(jī)械化 自動(dòng)化 C熱量集中,焊接應(yīng)力變形小第49頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四 缺點(diǎn): A、成本高； B、引弧困難， C、對(duì)焊工危害較大。 應(yīng)用 廣泛使用在高合金和有色合金的焊接上。第50頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月2

17、0日，14點(diǎn)24分，星期四 、TIG焊的工藝參數(shù)（）焊接電流： （）焊接電弧電壓： （）焊接速度：（ 4 ）焊接電源種類及極性： （ 5 ）鎢極直徑： （ 6 ）氬氣流量：第51頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四（三） CO2焊 1 、CO2焊的特點(diǎn)及應(yīng)用 特點(diǎn): CO2的氧化性 氣孔:CO N2 H2 抗冷裂性 飛濺（富氬）第52頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四優(yōu)點(diǎn)：A 保護(hù)效果較好,焊縫質(zhì)量較高 B 明弧焊,操作容易,適用全位置焊,易于機(jī)械化 自動(dòng)化 C熱量集中,焊接應(yīng)力變形小 D成本低缺點(diǎn): A、飛濺大； B、易氧化。應(yīng)用 廣泛使用在汽車

18、 管道等制造上.第53頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四 、CO2焊的工藝參數(shù)（）焊接電流： （）焊接電弧電壓： （）焊接速度： 3 焊接設(shè)備 焊接電源 焊槍及送絲機(jī)構(gòu) 供氣系統(tǒng) 控制系統(tǒng):提前送氣、滯后停氣第54頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四（四） 電渣焊 1 、電渣焊的特點(diǎn)及應(yīng)用原理特點(diǎn): A 勞動(dòng)效率高； B、不易出現(xiàn)氣孔等缺陷 C、成本低； D、只適合垂直位置的焊接， E、晶粒粗大。返回第55頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四接頭型式圖2-3焊接接頭基本型式(GB985)a. 對(duì)接接頭 b. 搭接接頭 c. 丁字接頭 d. 角接接頭焊接接頭一、焊接接頭的基本形式第56頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四圖2-5 常見的丁字(十字)接頭(有工作焊縫和聯(lián)系焊縫之分)第57頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四圖2-6 常見的角接頭返回第58頁(yè)，共70頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)24分，星期四二、接頭空間位置：1、板件：平焊:1G立焊:2G橫焊:3G仰焊:4G第59頁(yè)，