1、焊接成形技術高效應用焊接基本概念以及方法焊接基本概念熔化焊工藝方法壓力焊工藝方法釬焊工藝方法一、金屬的連接方法： 二、焊接的定義： 焊接技術是指通過物理或化學的手段，使兩個相分離的物體（同種材料或異種材料）產生原子（分子）間的結合而連接成一體的連接方法。三、焊接的分類： 焊接方法種類繁多，而新的方法仍在不斷涌現。通常首先以焊接時的物理冶金特征進行分類，即以兩材料發生結合時的物理狀態為焊接過程最主要的特征，分為三大類：1、 溶化焊（液相）2、 壓力焊（固相）3、 釬焊（固相兼液相）， 然后，每一大類中又按熱源的類型分類，如高能束、電弧熱、電阻熱、化學反應熱、機械能、間接熱能等等，最后，在每一類中

2、以各自的特征細分，如電弧焊中的保護方式、電阻熱中的熔渣電阻和固體電阻、高能束中的電子束和激光束等等。 四、焊接的特點： 結構重量輕、省工省料、密封性好等特點。在制造業中，材料焊接技術是一種十分重要的加工工藝，已廣泛應用于機械制造、造船、海洋開發、汽車制造、右油化工、航空航天、原子能、電力、電子技術及建筑等部門。 熔化焊： 利用局部加熱的方法,將工件的焊接處加熱到熔化狀態,形成 熔池，然后冷卻結晶，形成焊縫的焊接方法 。 由于所用熱源的不同，熔化焊分為：（1）氣焊 (2)電弧焊 （3）激光焊 (4) 激光切割 （5）電子束焊 （6）電渣焊（7）等離子弧焊(2)電弧焊一、什么叫焊接電弧： 它是在具

3、有一定電壓的兩電極間或電極與焊件間，氣體介質 產生強烈而持久的放電現象。二、電弧的實質： 它是一種氣體放電。氣體在一般情況下是不導電的。要使氣體導電，須將兩個電極之間的氣體電離，并在兩電極間加上一定的電壓，使這些帶電離子在電場作用下作定向運動，兩個電極間的氣體中能連續不斷地通過很大的電流，從而形成的電弧。電弧導電時，產生大量的熱量，同時發出強烈的弧光。 1、電弧的構造2、焊條在電弧下的熔化及焊縫的成形過程。電弧的構造 在鋼焊條的電弧中，電弧弧柱區的溫度高達5000K以上。陰極區和陽極區的溫度較低，分別約為2400K和2600K。陰極區和陽極區的幾何長度很小，僅為104105cm。我們所看到的電

4、弧實際上是電弧的弧柱區。陰極區和陽極區雖然幾何長度很小，但是對于焊接時熱量的產生很重要。在陰極區和陽極區所產生的熱量占電弧產熱的近80。弧柱區產生的熱量僅約占20。三、電弧焊的類型： 電弧焊接時由于對電弧與焊縫的保護方法的不同，電弧焊可分為以下三種： 、手工電弧焊：是利用焊條與工件間產生的電弧熱，將工件和焊條熔化而進行焊接的工藝方法。 （1）手工電弧焊焊接過程 （2）手工電弧焊的主要優點有： 1)操作靈活，高焊接各種空間位置的焊縫。 2)焊接質量受焊工技術水平，施工條件等影響， 變動幅度大。 3)焊接輔助時間長，生產效率底。 4)焊接生產率低。、埋弧自動焊：在焊接過程中，焊接電弧將焊劑,焊絲及

5、工件焊接處熔化后形成熔池，熔池冷卻后形成焊縫。液態熔渣形成焊渣，焊后履蓋在焊縫表面起保 護焊縫的作用。（1）埋弧自動焊的焊接過程（2）與手工焊相比埋弧自動焊的主要優點有： 1)生產率高：埋弧自動可用的電流比手工電弧焊大，所以生產率高。 2)焊接質量好：由于電弧被液態溶渣泡所包圍，可以防止空氣的浸害， 因而焊縫質量好。 3)電弧的熱量損失小，能量集中。 4)節省金屬與電能：由于焊絲連續送進，從而節省金屬材料，節省輔 助時間。埋弧焊熔化深度大。因而也節省了電能。 5)改善了勞動條件：埋弧焊焊接時沒有弧光。送入與運條又實現了機 械械化，從而減少了工人的勞動強度。改善了勞動條件。 6)適合中等厚度的板

6、材的直、長縫或大圓圈環形焊縫的手工焊縫焊接。 （3）壓力容器的焊接的現場圖片壓力容器環焊縫的焊接壓力容器的封頭與筒體組焊埋弧焊接壓力容器縱焊縫埋弧焊壓力容器施工現場圖：、氣體保護焊：用外加氣體作為電弧介質并保護電弧和焊接區的電弧焊，稱為氣體保護焊。外加氣體有以下二種：氬氣與二氧化碳氣體保護焊 1、氬弧焊：氬氣是惰性氣體，不與金屬起化學反應；不溶解于液體金屬。所以，氬氣是一種可靠的保護介質。氬弧焊可以獲得高質量的焊縫.氬弧焊是焊接不銹鋼的主要方法，也廣泛用于焊接鋁合金、鈦合金、鋯合金等材料；用于航空航天、核工業等部門。 （1）氬弧焊的焊接過程及主要優缺點 2、二氧化碳氣體保護焊：是以CO2氣體作

7、為保護介質的氣體保護焊方法。 （1）二氧化碳氣體保護焊的特殊性： *因為CO2氣體是一種氧化性氣體，在焊接過程中會使焊縫金屬氧化.故須采取脫氧措施。 *由于CO2氣體的特殊的物理性質，熔滴過渡的形式是短路過渡。為了使焊接過程穩定,需要對焊機電路進行特殊設計。 （2） 汽車傳動軸的焊接 （3）二氧化碳氣體保護焊的優缺點： 生產率高比手工電弧焊高15倍。工作時連續焊接,不需要換焊條,不需要敲渣. 成本低 CO2氣體是很多工業部門的副產品，成本較低. 二氧化碳氣體保護焊是一種重要的焊接方法，主要用于焊接低碳鋼和低合金鋼.在汽車行業和其他工業部門中廣泛應用。（5）電子束焊 隨著科學技術的最新發展，尤其

8、原子能和導彈技術的發展。大量應用了鋯、鈦、鉭、鉑、鎳及其合金。焊接這些金屬用一般的氣體保護焊常不能得到滿意的結果。電子束焊接研制成功才順利地解決了上述稀有和難熔金屬的焊接問題。 圖-1為真空電子束焊接示意圖。 電子槍、焊件及焊具全部裝在真空室內。電子槍由加熱燈絲、陰極。陽極及聚焦裝置等組成。當陰極被燈絲加熱到2600度時，能發出大量電子。這些電子在陰極與陽極（焊件）間的高電壓作用下，經電子透鏡聚焦成電子流束，以極大的速度（可達160000kmS）射向焊件表面，電子的動能變為熱能。能量密度比普通電弧可大5000倍，它使焊件金屬迅速熔化甚至氣化。根據焊件的熔化程度，逐漸移動焊件，即能得到要求的焊接

9、接頭。 真空電予束焊接的特點：（1）在真空中進行焊接，金屬不會氧化氮化。且無金屬電極沾污，所以能保證焊縫金屬的高純度。表面平滑潔凈，沒有孤坑或其他表面缺陷。焊縫內部熔合得好，無氣孔夾渣 （2）熱源能量密度大、熔深大、焊速快、焊縫深而窄，焊縫深寬比可達20：1，能單道焊厚件。焊接熱影響區很小，基本上不產生焊接變形。可防止難熔金屬焊接時易產生的裂紋和泄漏。（3）焊接時一般不加填充金屬。因而接頭要加工得平整清潔、裝配緊密，不留間隙。任何厚度的工件都不開坡口。（4）電子束參數可在較寬范圍內調節、控制靈活、精度高、適應性強。（5）真空電子束焊接的缺點是設備復雜、造價高。使用維護技術要求高、焊件尺寸受真空

10、室限制，對焊件清整裝配質量要求嚴格，因而其應用受到一定限制。 （點擊 觀看動畫）（6）電渣焊 電渣焊是利用電流通過液態熔渣所產生的電阻熱作為熱源來進行焊接的，一般總是在垂直立焊位置進行焊接，其焊接過程示意圖如32-4所示。 兩個工件位于垂直位置，相距25-35mm，工件待焊端面兩側，裝有冷卻銅滑塊、使液態熔渣及金屬不會外流，冷水從其內部通過，迫使熔池冷卻凝固成為焊縫。固態焊劑熔化以后形成的渣池具有較大的電阻，當電流通過時產生大量電阻熱，使渣池溫度保持在1700一2000。焊絲與工件被渣池加熱熔化而形成熔池。焊接過程中，焊絲不斷送進并被熔化，熔池及渣池逐漸上升（冷卻滑塊也同時逐漸上升），下面的一

11、金屬則逐漸凝固組成焊縫民從而使立焊縫一次焊成。 由于渣池熱量多，溫度高，與熔渣接觸的金屬都被熔化，而且焊絲在焊接時還可左右緩慢擺動，因此很厚的工件也可用電渣焊一次焊成。 電渣焊與其他焊接方法比較有以下特點：（1）很厚的工件也可一次焊成。這就從根本上改變了重型機械制造的工藝，可用鑄一鍛一焊組合結構拼小成大以代替巨大的鑄、鍛整體結構，（2）生產率高，焊接材料消耗少。電渣焊時任何厚度的工件都不需開坡口，只要使焊接面之間保持；25-35mm的間隙就可一次焊成。（3）焊縫金屬比較純凈。電渣焊時，金屬熔池上面覆蓋著一定深度的渣池，可避免空氣與金屬熔池接觸。另外，金屬熔池在液態存在的時間較長，熔池中的氣體與

12、雜質有較充分的時間 出。由于冷卻條件，焊縫金屬結晶的方向也有利于排出低熔點雜質。因此焊縫金屬比較純凈（4）由于較厚工件用電渣焊焊接是一次焊成，所以焊接速度比較慢，焊縫區在高溫停留較長的時間。熱影響區比其他焊接方法都定，晶粒粒大、易產生過熱組織，機械性能有顯著下降所以對較重要的構件，焊后須進行正火處理。 （點擊 觀看動畫）（7）等離子弧焊 等離子弧焊和切割 等離子弧實質是一種導電截面被壓縮得很小、能量轉換非常激烈、電離度很大、熱量非常集中的壓縮電弧。這種電弧受三種壓縮作用： 一、 是兩極間的電弧通過噴嘴細孔道的機械壓縮，稱為機械壓縮效應； 二、 是水冷噴嘴使弧往外層冷卻，迫使帶電粒子流向孤往中心

13、收派稱為 熱壓縮效應； 三、 是無數根平行導體所產生的自身磁場，使弧柱進一步壓縮，稱磁壓 縮效應。 這樣就將電弧壓縮成能量高度集中的高溫等離子弧，溫度可達2400050000K，能量密度可達l00000-1000000W/平方厘米。弧柱內的氣體被充分電離，形成離子化的導電氣體，即等離子體，故稱等離子孤。等離子弧焰流速可達數倍音速，表現出強大的沖擊力。等離子弧技術可以應用于等離于弧切割。這是利用等離子孤的高溫將被割件熔化，并借助弧焰的機械沖擊力把熔融金屬強制排除，從而形成割縫以實現切割。由于等離子弧的上述特點，等離子切割特別適用于切割高合金鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳、鈦及其合金、難熔金屬.（點擊 觀看

14、動畫）電阻焊 電阻焊是利用電流通過焊件時產生的電阻熱，作為熱源，加熱焊件，在壓力下進行焊接的。電阻焊接頭的形狀不同分為點焊，縫焊和對焊等。一、點焊：點焊是利用上、下電極對焊件施加壓力，通電加熱在壓力下成形焊接的。 1、焊點的形成過程 2、點焊是應用最廣的焊接工藝之一，點焊汽車駕駛室二、縫焊：是利用滾盤對焊件進行加壓，通電進行焊接的。縫焊最適合焊接要求密封件的薄板件生產，例如: 1、汽車油箱的焊接 2、自行車鋼圈的生產與縫焊的過程 三、對焊：是被焊工件兩端面連接的電阻焊。它分為閃光對焊與電阻對焊 、閃光對焊：是將二件夾在兩電極間經通電-爆裂閃光-移動工件-連續 產生爆裂 閃光-快速加壓-切斷電流-形成焊接。 *閃光對焊的焊接過程 *自行車