焊接工藝基礎及方法第1頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月金屬材料一、定義金屬就是具有金屬光澤、不透明、高塑性、良好的導電性和導熱性以及固定熔點特征的結晶物質(zhì)。二、分類純金屬：單一元素合金：兩種或兩種以上元素第2頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月三、金屬的性能：1、物理性能：比重熔點導電性導熱性導磁性熱膨脹性第3頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月2、機械性能（力學性能）：金屬在外界機械力的作用下所反應出來的各種性能。強度塑性硬度沖擊韌性疲勞第4頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月3、工藝性能：焊接性4、化學性能：返回第5頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月鋼的分類及牌號1、碳素鋼：基本元素——碳、硅、錳、硫、磷1）普通結構鋼例：Q235—A·F2）優(yōu)質(zhì)結構鋼例：203）工具鋼例：T74）專用鋼例：H08A20g第6頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月2、普通合金鋼：合金總量﹤3%16Mn125Mn2V1返回第7頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接工藝及方法

一、焊接方法的發(fā)展及其應用1、焊接的定義：焊接是指通過適當?shù)奈锢砘瘜W過程使兩個分離的固態(tài)物體產(chǎn)生原子（分子）間結合力而連接成一體的連接方法。第8頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月1)焊接方法的發(fā)展1885年俄國人別那爾道斯發(fā)明碳極電弧；1892年發(fā)現(xiàn)金屬極電?。?930年出現(xiàn)薄皮、厚皮焊條；1950年以后2)應用應用于現(xiàn)代一切機器制造行業(yè)，如汽車、船艦、飛機、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，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月3）焊接優(yōu)越性：節(jié)約金屬節(jié)約時間和勞動力焊接附加設備少改善勞動條件焊縫美觀，結構整體性強堅固、嚴密第10頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月2.焊接方法的分類1）熔化焊接:

使被連接的構件表面局部加熱熔化成液體，然后冷卻結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，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月

2）壓力焊利用摩擦、擴散和加壓等物理作用克服兩個連接表面的不平度，除去（擠走）氧化膜及其他污物，使兩個連接表面的原子相互接近到晶格距離，從而實現(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，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月

3）釬焊

利用某些熔點低于被連接構件熔點的熔化金屬（釬料）作連接的媒介物在連接界面的流散浸潤作用，然后冷卻結晶形成結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，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月3.各種焊接方法在行業(yè)的應用

設備制造：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，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、焊接工藝基礎知識

熔化焊定義：使被連接的構件表面局部加熱熔化成液體，然后冷卻結晶成一體的方法稱為熔化焊接。第15頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月1．焊接電弧

焊接電弧，實質(zhì)上就是在一定的條件下，兩電極間的氣體發(fā)生強而有力的、持久的放電現(xiàn)象。第16頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月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，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月2）焊接電弧的組成

A陰極區(qū)：發(fā)射電子區(qū)，溫度為2200~3600K，放熱量占全電弧的38%；B弧柱區(qū)：氣體電離區(qū)，溫度為5000~8000K，發(fā)熱量占全電弧的20%；C陽極區(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，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月3）電弧的靜特性定義：在電極材料、氣體介質(zhì)和弧長一定的情況下，電弧電壓與焊接電流之間的關系叫電弧的靜特性。也稱伏安特性。第19頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月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，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月B電弧電壓與弧長的關系U=a+bLU---電弧電壓a----陰極與陽極電壓降之和，即U陰+U陽（V）b----弧柱單位長度上的電壓降（V/mm）L-----弧柱長度（mm）第22頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月C影響電弧靜特性的因素電弧長度的影響：弧長增加，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，對電弧的冷卻作用越強，則電弧電壓升高，曲線上移；第23頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月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，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月電磁力的影響電弧在電磁場的作用下，發(fā)生電弧偏離軸線的現(xiàn)象，叫磁偏吹?？赏ㄟ^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，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月5)焊接極性:定義:直流電弧焊或直流切割時,焊件與電源輸出端正負極的接法.正接:焊件(+)電極(--)反接:焊件(--)電極(+)應用:TIG方法等。第26頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月2熔化焊接1）熔化焊的特點A熱源是移動的；B熱源溫度高而集中；C受熱金屬體積?。籇凝固時間短；F具有高的溫度梯度；第27頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月G化學反應不平衡；H化學成分和金相組織發(fā)生變化；I基本金屬的組織變化第28頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月2）兩個概念

焊接熱循環(huán)：熱源沿被焊工件按一定方向移動時，焊接溶池（焊縫）或近縫區(qū)某點溫度隨時間的變化。第29頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月第30頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月焊接線能量：向單位長度焊縫內(nèi)輸入的熱量稱為焊接線能量。q=ηUI/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—焊接速度（厘米/秒）

η—電弧有效熱功率利用系數(shù)手工：0,7~0.8;埋狐:0,85~0.95;鎢極:0.5第31頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月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，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月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,決定焊縫的化學成分機械性能裂紋敏感性第33頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月5焊接結晶過程

結晶:液態(tài)金屬在冷卻過程中,凝結成本身具有的晶體結構.(1)一次結晶定義:形核過程長大第34頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月偏析:顯微偏析區(qū)域偏析層狀偏析第35頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月對組織性能的影響: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)處理振動結晶第36頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)二次結晶定義:過程:改善措施:焊后熱處理多層焊接錘擊焊道跟蹤回火處理返回第37頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月三常用的焊接方法

（一）手工電弧焊（焊條電弧焊）1、手工電弧焊的特點及應用優(yōu)點：A、設備簡單；B、工藝靈活，適合各種位置下的焊接，對焊縫接頭裝配精度要求不高；C、適用性強，幾乎可以焊接所有的鋼種；D、容易控制形狀復雜的工件的焊接變形。第38頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月缺點A對焊工要求高B勞動條件差C生產(chǎn)率低應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，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月２、手工電弧焊的工藝參數(shù)焊接工藝參數(shù)／規(guī)范：焊接時，為保證焊接質(zhì)量而選定的各個物理量．（１）焊接電流：最重要的參數(shù)Ａ焊條直徑Ｂ焊接位置Ｃ焊接層次第40頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月（２）焊接電弧電壓：重要的參數(shù)（３）焊接速度：重要的參數(shù)（４）焊條類型：較重要的參數(shù)（５）焊機類型：次要的參數(shù)（６）焊接層次：次要的參數(shù)第41頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月手工電弧焊工藝一、焊接規(guī)范：1、焊條：直徑、牌號2、焊機3、焊接電流4、焊接電壓5、焊接速度6、層道數(shù)第42頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月二、引弧1、劃擦法2、接觸法三、焊條傾角：1、板平焊2、板立焊第43頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月焊條偏心第44頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月三、焊條擺動方法：1、板平焊2、板立焊四、焊縫的起弧、接頭和收弧第45頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）埋弧焊

1、埋弧焊的特點及應用優(yōu)點：A生產(chǎn)率高B改善勞動條件,降低勞動強度C質(zhì)量好D節(jié)省材料和電能第46頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月缺點:A、設備復雜；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。應用廣泛使用在造船鍋爐等制造行業(yè)第47頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月２、埋弧焊的工藝參數(shù)（１）焊接電流：（２）焊接電弧電壓：（３）焊接速度：

第48頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）TIG焊

1、TIG焊的特點及應用原理:優(yōu)點：A保護效果好,焊縫質(zhì)量高B操作容易,適用全位置焊,易于機械化自動化C熱量集中,焊接應力變形小第49頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月缺點:A、成本高；B、引弧困難，C、對焊工危害較大。應用廣泛使用在高合金和有色合金的焊接上。第50頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月２、TIG焊的工藝參數(shù)（１）焊接電流：（２）焊接電弧電壓：（３）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，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）CO2焊

1、CO2焊的特點及應用特點:CO2的氧化性氣孔:CON2H2抗冷裂性飛濺（富氬）第52頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點：A保護效果較好,焊縫質(zhì)量較高B明弧焊,操作容易,適用全位置焊,易于機械化自動化C熱量集中,焊接應力變形小D成本低缺點:A、飛濺大；B、易氧化。應用廣泛使用在汽車管道等制造上.第53頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月２、CO2焊的工藝參數(shù)（１）焊接電流：（２）焊接電弧電壓：（３）焊接速度：3焊接設備焊接電源焊槍及送絲機構供氣系統(tǒng)控制系統(tǒng):提前送氣、滯后停氣第54頁，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）電渣焊

1、電渣焊的特點及應用原理特點:A勞動效率高；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，課件共70頁，創(chuàng)作于2023年2月接頭型式圖2-3焊接接頭基本型式(GB985)a.對接接頭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，課件共7