焊接工艺基础及方法

1950年以后
2)应用
• 应用于现代一切机器制造行业，如汽车、 船舰、飞机、航天、原子能、石油化工、 电子等行业。连接的物体包括金属（黑色 金属、有色金属）和非金属（石墨、陶瓷、 玻璃、塑料等）
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3）焊接优越性： 节约金属 节约时间和劳动力 焊接附加设备少 改善劳动条件 焊缝美观，结构整体性强 坚固、严密
目录
金属材料
钢的分类及牌号
一、定义
1、碳素钢
二、分类
2、普通合金钢
三、金属的性能
焊接工艺及方法
一、 焊接方法的发展及其应用
二、焊接工艺基础知识
三、常用的焊接方法
焊接接头
焊接符号的表示方法
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金属材料
一、定义 金属就是具有金属光泽、不透明、高塑性、
良好的导电性和导热性以及固定熔点特征的结 晶物质。 二、分类
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2. 焊接方法的分类
1）熔化焊接:
使被连接的构件表面局部加热熔化成液 体，然后冷却结晶成一体的方法称为熔化 焊接。如气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊 等。
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2） 压力焊
利用摩擦、扩散和加压等物理作用 克服两个连接表面的不平度，除去 （挤走）氧化膜及其他污物，使两 个连接表面的原子相互接近到晶格 距离，从而实现在固态下的连接， 这种连接都必须加压，所以称为压 力焊。如摩擦焊、闪光焊等
安装和检修：以手工电弧焊为主。
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二、焊接工艺基础知识
• 熔化焊定义：使被连接的构件表面局
部加热熔化成液体，然后冷却结晶成一 体的方法称为熔化焊接。
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1． 焊接电弧
• 焊接电弧，实质上就是在一定的条件 下，两电极间的气体发生强而有力的、 持久的放电现象。
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5)焊接极性: 定义:直流电弧焊或直流切割时,焊 件与电源输出端正 负极的接法. 正接: 焊件( +) 电极(--) 反接: 焊件( --) 电极(+ ) 应用: TIG方法等。
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2 熔化焊接
1）熔化焊的特点 A 热源是移动的 ； B 热源温度高而集中； C 受热金属体积小； D 凝固时间短； F 具有高的温度梯度；
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焊接工艺及方法
一、 焊接方法的发展及其应用
1、焊接的定义： 焊接是指通过适当的物理化学过程 使两个分离的固态物体产生原子（分子） 间结合力而连接成一体的连接方法。
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1)焊接方法的发展
1885年俄国人别那尔道斯发明碳极电弧；
1892年发现金属极电弧；
1930年出现薄皮、厚皮焊条；
焊 c-d 上升段：熔化极气保焊（氩弧焊、
CO2气保焊）
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B 电弧电压与弧长的关系
U=a+bL
U---电弧电压 a----阴极与阳极电压降之和，即U阴+U阳（V） b---- 弧柱单位长度上的电压降（V/mm） L-----弧柱长度（mm）
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G 化学反应不平衡； H 化学成分和金相组织发生变化； I 基本金属的组织变化
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2）两个概念
• 焊接热循环：热源沿被焊工件按 一定方向移动时，焊接溶池（焊缝） 或近缝区某点温度随时间的变化。
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•
焊接线能量：向单位长度焊缝内输入的热量称为焊接线能量。
纯金属：单一元素 合金：两种或两种以上元素
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三、金属的性能：
1、物理性能： 比重 熔点 导电性 导热性 导磁性 热膨胀性
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2、机械性能（力学性能）： 金属在外界机械力的作用下所反应出来 的各种性能。 强度 塑性 硬度 冲击韧性 疲劳
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3、工艺性能：焊接性 4、化学性能：
C 阳极区：接受阴极发射电子的轰击区，温度 为4200K，发热量占全电弧的42%。
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3）电弧的静特性
定义：在电极材料、气体 介质和弧长一定的情况下，电 弧电压与焊接电流之间的关系 叫电弧的静特性。也称伏安特 性。
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A 电弧的静特性曲线
a-b 陡降段：电弧燃烧不稳定 b-c 水平段：手弧焊和埋弧焊、钨极氩弧
q=ηUI/v (J/cm)
q —焊接线能量（焦耳/厘米)
U —焊接电压（伏特）
C 影响电弧静特性的因素
•
电弧长度的影响：弧长增加，电弧电压增加，曲
线上移。
•
周围气体种类的影响：如在氩气中加入50%的氦气，
则电弧电压升高，曲线上移；
Байду номын сангаас
•
周围气体介质压力的影响：气体压力越大，对电
弧的冷却作用越强，则电弧电压升高，曲线上移；
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4）影响电弧稳定燃烧的因素
A 焊接电源的影响 如外特性欠佳、空 载电压过低、电源的极性等
B 熔渣（焊条涂料）的影响 药皮成分 电离电位的高低、药皮的厚度等；
C 气流的影响 D 焊件表面污物的影响 F 电磁力的影响
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电磁力的影响
•
电弧在电磁场的作用下，发生电弧偏离轴线
•
的现象，叫磁偏吹。
可通过改变接线位置来控制，或改变焊条倾 角或减小电流来减小影响。
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1)电弧的产生
A 电极发射电子 发射形式分为热发射、电场发射、 光发射、碰撞发射。 B 气体的电离 电离分为热电离、光电离和碰撞电 离。
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2）焊接电弧的组成
A 阴极区：发射电子区，温度为2200~3600K， 放热量占全电弧的38%；
B 弧柱区：气体电离区，温度为5000~8000K， 发热量占全电弧的20%；
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钢的分类及牌号
1、碳素钢： 基本元素——碳、硅、锰、硫、磷 1）普通结构钢 例：Q235—A·F 2）优质结构钢 例：20 3）工具钢 例：T 7 4）专用钢 例：H08A 20g
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2、普通合金钢：合金总量﹤3% 16 Mn1 25 Mn2 V1
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3）钎焊
利用某些熔点低于被连接构件 熔点的熔化金属（钎料）作连接 的媒介物在连接界面的流散浸润 作用，然后冷却结晶形成结合面 的方法称为钎焊。如火焰钎焊、 电阻炉钎焊、盐浴钎焊等。
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3. 各种焊接方法在行业的应用
设备制造：方法较多，如埋弧焊、 CO2气保焊、钨极氩弧焊、手工 电弧焊等。