第七节焊接成形工艺.pptx

机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录第七节第七节 焊接成形工艺焊接成形工艺一、焊接基础一、焊接基础二、焊条电弧焊二、焊条电弧焊三、气焊与气割三、气焊与气割四、其他焊接方法四、其他焊接方法机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录一、焊接基础一、焊接基础 焊接是通过加热或加压，或两者并用，借助于焊接是通过加热或加压，或两者并用，借助于金属原子的结合和扩散，使分离的材料牢固地连金属原子的结合和扩散，使分离的材料牢固地连接成一体的工艺方法。接成一体的工艺方法。焊接生产的主要优缺点：焊接生产的主要优缺点：（1 1）与铸钢结构件相比，可节约材料、减轻重量、降低成本；）与铸钢结构件相比，可节约材料、减轻重量、降低成本；（2 2）对一些单件大型零件可以以小拼大，简化制造工艺；）对一些单件大型零件可以以小拼大，简化制造工艺；（3 3）可修补铸锻件的缺陷和局部损坏的零件，经济意义重大；）可修补铸锻件的缺陷和局部损坏的零件，经济意义重大；（4 4）接头致密性高，连接性能好；）接头致密性高，连接性能好；（5 5）容易产生焊接变形、焊接应力及焊接缺陷等。）容易产生焊接变形、焊接应力及焊接缺陷等。机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录主要焊接方法主要焊接方法熔熔 焊焊压压 焊焊钎钎 焊焊电电弧弧焊焊电电渣渣焊焊气气 焊焊弧弧焊焊等等离离子子电电阻阻焊焊摩摩擦擦焊焊软软钎钎焊焊硬硬钎钎焊焊点点 焊焊缝缝 焊焊对对 焊焊自动自动半自动半自动焊焊条条电电弧弧焊焊埋埋 弧弧 焊焊气气体体保保护护焊焊氩弧焊氩弧焊CO2焊焊锡锡 焊焊铜铜 焊焊银银 焊焊熔焊熔焊将两个焊件局部连接处加热至熔化状态，并加入填将两个焊件局部连接处加热至熔化状态，并加入填充金属形成熔池，待其冷却结晶后形成牢固接头的一个整体充金属形成熔池，待其冷却结晶后形成牢固接头的一个整体的焊接方法。的焊接方法。压焊压焊将两个焊件局部连接处施加压力（不论加热与否），将两个焊件局部连接处施加压力（不论加热与否），使其产生塑性变形，从而焊合成一个整体的焊接方法。使其产生塑性变形，从而焊合成一个整体的焊接方法。钎焊钎焊利用对熔点比焊件低的填充金属钎料的加热熔化利用对熔点比焊件低的填充金属钎料的加热熔化（焊件不熔化），填入接头间隙并与母材通过扩散接合成一（焊件不熔化），填入接头间隙并与母材通过扩散接合成一个整体的焊接方法。个整体的焊接方法。机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录二、焊条电弧焊（手工电弧焊）二、焊条电弧焊（手工电弧焊）（一）焊接电弧（一）焊接电弧焊焊 钳钳焊焊 条条电电 弧弧熔熔 池池焊焊 缝缝工工 件件工工 件件电焊机电焊机焊接方向焊接方向进给方向进给方向焊条电弧焊焊条电弧焊利用焊条和焊件之间产生的电利用焊条和焊件之间产生的电弧热量熔化金属的一种焊接方法。弧热量熔化金属的一种焊接方法。机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录 药皮的作用药皮的作用：产生产生COCO2 2气体覆盖熔池，防止空气中的氧、氮、侵入气体覆盖熔池，防止空气中的氧、氮、侵入后生成氧化物、氮化物，烧损有益元素，金属含氧量大后生成氧化物、氮化物，烧损有益元素，金属含氧量大大增加，使力学性能降低；大增加，使力学性能降低；形成熔渣，使有害物及杂质浮于表面容易清除。形成熔渣，使有害物及杂质浮于表面容易清除。焊焊 条条焊条药皮焊条药皮熔熔 滴滴熔熔 池池CO2气体气体熔熔 渣渣渣渣 壳壳焊焊 件件焊焊 缝缝焊接过程焊接过程机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录 用交流电焊接时用交流电焊接时极性是交替变化极性是交替变化的，两极的温度相的，两极的温度相同，不必考虑正接同，不必考虑正接与反接。与反接。阳极区阳极区2600阴极区阴极区2400弧柱区弧柱区达达7000（二）焊条电弧焊设备（二）焊条电弧焊设备主要设备主要设备弧焊机（亦称焊接电源）弧焊机（亦称焊接电源）机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录（细细调调电电流流）调调节节手手柄柄接接 地地（粗粗调调电电流流）线线圈圈抽抽头头电源电源两极两极 交流弧焊电源（弧焊变压器）交流弧焊电源（弧焊变压器）简单、便宜、简单、便宜、噪音小、使用可靠、维护方便、应用很广，但噪音小、使用可靠、维护方便、应用很广，但电弧不够稳定；电弧不够稳定；2 2、常用弧焊电源的类型、常用弧焊电源的类型机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录调节手柄调节手柄 （细调电流）（细调电流）交流交流 电动机电动机直流直流 发电机发电机正极抽头正极抽头 （粗调电流）（粗调电流）直流弧焊电源（直流弧焊发电机）直流弧焊电源（直流弧焊发电机）电弧稳电弧稳定、焊接质量好，但结构复杂、噪音大、价格定、焊接质量好，但结构复杂、噪音大、价格高、不易维修、已不再生产，（已由整流式直高、不易维修、已不再生产，（已由整流式直流发电机取代，亦称流发电机取代，亦称“弧焊整流器弧焊整流器”）。）。机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录（三）电焊条（三）电焊条焊焊 芯芯药药 皮皮焊条夹焊条夹持和导持和导电部分电部分焊芯焊芯 传导电源、产生电弧、作填充金属；传导电源、产生电弧、作填充金属；焊芯是专门冶炼的，焊芯是专门冶炼的，C、Si较低，较低，S、P极少，目前常用碳素结构钢焊极少，目前常用碳素结构钢焊芯牌号有芯牌号有H08、H08A、H08MnA，常用直径有常用直径有3.26mm,长度有长度有350450mm；药皮药皮 稳定燃烧、阻隔空气、添加合金元素、稳定燃烧、阻隔空气、添加合金元素、保证焊缝性能；保证焊缝性能；药皮主要由矿石粉和药皮主要由矿石粉和铁合金粉等按一定比例配制而成；铁合金粉等按一定比例配制而成；机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录按药皮性质不同结构钢又可分为：按药皮性质不同结构钢又可分为：酸性焊条（交直流两用，焊接工艺性能较好，酸性焊条（交直流两用，焊接工艺性能较好，但韧性较差，适用于一般低碳钢和强度较低的低但韧性较差，适用于一般低碳钢和强度较低的低合金钢）；合金钢）；碱性焊条（脱硫脱磷能力强，焊接接头中含氢碱性焊条（脱硫脱磷能力强，焊接接头中含氢很低，又称低氢焊条，焊缝的抗裂性和力学性能很低，又称低氢焊条，焊缝的抗裂性和力学性能良好，但工艺性差，一般用直流电，适用于重要良好，但工艺性差，一般用直流电，适用于重要结构（锅炉、压力容器等）的焊接；结构（锅炉、压力容器等）的焊接；（四）（四）焊条电弧焊工艺焊条电弧焊工艺机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录搭搭 接接双双U形对接形对接角角 接接平头对接平头对接X形对接形对接U形对接形对接T形接形接V形对接形对接（1 1）接头形式）接头形式机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录（2 2）焊缝空间位置）焊缝空间位置平平 焊焊立立 焊焊横横 焊焊仰仰 焊焊机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录三、气焊与气割三、气焊与气割利用气体火焰来熔化母材和填充金属的焊接方法。利用气体火焰来熔化母材和填充金属的焊接方法。（一）气焊（一）气焊 气焊设备简单，操作灵气焊设备简单，操作灵活方便，不需电源。但火活方便，不需电源。但火焰温度较低（最高焰温度较低（最高3150），），生产率低，工生产率低，工件变形大。一般用于焊接件变形大。一般用于焊接厚度在厚度在3mm以下的薄钢板、以下的薄钢板、铜、铝等有色金属及合金，铜、铝等有色金属及合金，钎焊刀具，铸铁焊补。钎焊刀具，铸铁焊补。乙炔乙炔+氧气氧气焊嘴焊嘴工件工件熔池熔池焊丝焊丝焊缝焊缝机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录减压阀减压阀氧气瓶氧气瓶减压阀减压阀乙炔瓶乙炔瓶回火回火 防止器防止器焊焊 具具胶皮管胶皮管焊焊 丝丝焊焊 件件加入加入 焊剂（气焊粉）：焊剂（气焊粉）：去除氧化物，保护熔池，去除氧化物，保护熔池，增加金属流动性，改善增加金属流动性，改善焊缝成形。焊缝成形。机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录（二）气割（二）气割利用火焰将金属预热到燃烧点后，打开压力利用火焰将金属预热到燃烧点后，打开压力氧气阀，使高温金属在纯氧中燃烧成熔渣，然后高氧气阀，使高温金属在纯氧中燃烧成熔渣，然后高压氧将其从切口中吹走，从而分离金属的方法。压氧将其从切口中吹走，从而分离金属的方法。切割氧气管切割氧气管切割氧阀门切割氧阀门乙炔乙炔阀门阀门预热氧预热氧阀门阀门混合气混合气体管体管割割嘴嘴乙炔乙炔+氧气氧气氧氧 气气切切 口口氧化渣氧化渣乙炔乙炔+氧气氧气预热焰预热焰预热嘴预热嘴切割嘴切割嘴气焊与气割（气焊与气割（4 4）机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录四、其它焊接方法四、其它焊接方法（一）埋弧焊（一）埋弧焊自动送自动送焊丝焊丝覆盖颗覆盖颗粒熔剂粒熔剂熔池体积熔池体积大熔深大大熔深大熔剂熔化，熔渣熔剂熔化，熔渣和气体覆盖保护和气体覆盖保护焊缝焊缝美观美观形成的渣形成的渣壳平整壳平整埋弧焊埋弧焊在熔剂层的覆盖下进行电弧焊的焊接方法。在熔剂层的覆盖下进行电弧焊的焊接方法。机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录1.1.质量高质量高 无飞溅，堆层厚无飞溅，堆层厚,保护好，焊缝美观。保护好，焊缝美观。2.2.生产率高生产率高 电流大，不须换焊条。电流大，不须换焊条。3.3.省材料省材料 不开坡口，焊丝利用率高，熔渣可回收。不开坡口，焊丝利用率高，熔渣可回收。4.4.劳动条件好劳动条件好 无弧光，不飞溅，烟雾少。无弧光，不飞溅，烟雾少。主要用于平焊；由于电流强度大主要用于平焊；由于电流强度大,不适合焊接不适合焊接厚度小于厚度小于20mm20mm的薄板的薄板.埋弧焊（埋弧焊（4 4）机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录（二）电渣焊（二）电渣焊引燃电弧引燃电弧熔化焊剂熔化焊剂和工件和工件导丝管导丝管送焊丝送焊丝强制成强制成形装置形装置形成金形成金属熔池属熔池形成形成渣池渣池冷却水冷却水进出管进出管工件工件电渣焊电渣焊利用电流通过液态熔渣产生的电阻热加热利用电流通过液态熔渣产生的电阻热加热熔化母材与填充金属（电极）的焊接方法。熔化母材与填充金属（电极）的焊接方法。机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录1 1、生产率高，成本低、生产率高，成本低：大型厚工件以焊代替铸锻，大型厚工件以焊代替铸锻，不开坡口，省工省时省料；不开坡口，省工省时省料；2 2、焊缝金属纯净质量高、焊缝金属纯净质量高：保护好，空气不易进入，保护好，空气不易进入，熔池存在时间长；低熔点杂质易排出；熔池存在时间长；低熔点杂质易排出；3 3、焊接接头组织粗大，焊后要正火处理；、焊接接头组织粗大，焊后要正火处理；一般用于板厚一般用于板厚4040mmmm以上工件的直缝焊接（直立以上工件的直缝焊接（直立焊接）。焊接）。电渣焊（电渣焊（3 3）机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录（三）二氧化碳气体保护焊（三）二氧化碳气体保护焊焊接焊接 电源电源可调可调电感电感焊焊 件件焊焊 枪枪送丝送丝机构机构气阀气阀低压干低压干燥器燥器气体流气体流量计量计气体减气体减压阀压阀高压干高压干燥器燥器预热器预热器CO2 气气瓶瓶是以是以CO2气体作为保护气体，以焊丝作为电极，靠焊气体作为保护气体，以焊丝作为电极，靠焊丝与焊件之间产生的电弧熔化金属的焊接方法。丝与焊件之间产生的电弧熔化金属的焊接方法。机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录1 1、生产率高，成本低：、生产率高，成本低：COCO2 2气体便宜，成本是埋弧自气体便宜，成本是埋弧自动焊和手弧焊的动焊和手弧焊的40%40%；焊丝自动送料，电弧热量集中，；焊丝自动送料，电弧热量集中，焊接速度快，；焊接速度快，；2 2、操作性能好：、操作性能好：COCO2 2气体保护焊是明弧，焊接过程看气体保护焊是明弧，焊接过程看得清楚，并且焊接灵活，适合全位置焊接；得清楚，并且焊接灵活，适合全位置焊接；3 3、焊接质量高：、焊接质量高：COCO2 2气体保护焊焊缝含氢低质量高，气体保护焊焊缝含氢低质量高，并且电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，热影响区小，并且电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，热影响区小，变形和开裂倾向小；变形和开裂倾向小；4 4、焊缝成形差，飞溅大，烟雾大，设备使用维修不、焊缝成形差，飞溅大，烟雾大，设备使用维修不便；便；一般一般用于低碳钢、低级别普通低合金钢的薄板的用于低碳钢、低级别普通低合金钢的薄板的焊接。焊接。机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录（四）氩弧焊（四）氩弧焊是以惰性气体氩气作为保护气体的焊接方法。是以惰性气体氩气作为保护气体的焊接方法。送送 焊丝焊丝导电嘴导电嘴进进 气气喷喷 嘴嘴工工 件件氩气流氩气流熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊工工 件件导电嘴导电嘴进进 气气喷喷 嘴嘴钨钨 极极填充填充 焊丝焊丝钨钨 极极 氩氩 弧弧 焊焊机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录1 1、保护效果好，焊缝成形美观，质量优良；、保护效果好，焊缝成形美观，质量优良；2 2、电弧稳定，特别是小电流时也很稳定；、电弧稳定，特别是小电流时也很稳定；3 3、电弧可见，易于实现全位置焊接；、电弧可见，易于实现全位置焊接；4、电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，热影电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，热影响区小，变形和开裂倾向小；响区小，变形和开裂倾向小；5 5、氩气价格较高，因此成本高。、氩气价格较高，因此成本高。一般适用于焊接易氧化的有色金属和合金钢，一般适用于焊接易氧化的有色金属和合金钢，如铝、钛和不锈钢的薄板。如铝、钛和不锈钢的薄板。气体保护焊（气体保护焊（4 4）机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录（五）电阻焊（五）电阻焊是利用电流通过焊件时的电阻热作为热源，将焊是利用电流通过焊件时的电阻热作为热源，将焊件加热到熔化状态，然后在压力作用下形成接头的焊件加热到熔化状态，然后在压力作用下形成接头的焊接方法。接方法。点点 焊焊缝缝 焊焊对对 焊焊点焊点焊适用于焊接各种薄板；适用于焊接各种薄板；缝焊缝焊适用于焊接薄形适用于焊接薄形容器和筒体；容器和筒体；对焊对焊适用于焊接棒料、型钢和管材。适用于焊接棒料、型钢和管材。电阻焊（电阻焊（2 2）机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录（六）摩擦焊（六）摩擦焊摩擦焊摩擦焊是利用两个焊件在压力下进行机械运是利用两个焊件在压力下进行机械运动所产生的摩擦热作为热源而进行焊接的方法。动所产生的摩擦热作为热源而进行焊接的方法。工工 件件卡卡 盘盘一般适用于焊接批量生产的不同材质的棒料、管件或一般适用于焊接批量生产的不同材质的棒料、管件或将棒料、管件焊在平板上。将棒料、管件焊在平板上。摩擦焊（摩擦焊（1 1）机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录摩摩 擦擦 焊焊 录录 象（象（1）机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础机械制造技术基础目录目录（七）钎焊（七）钎焊利用对熔点比焊件低的填充金属钎料的加热熔利用对熔点比焊件低的填充金属钎料的加热熔化（焊件不熔化），从而使焊件母材通过扩散接合化（焊件不熔化），从而使焊件母材通过扩散接合成一个整体的焊接方法。成一个整体的焊接方法。软钎焊软钎焊 钎料熔点在钎料熔点在450450以下，有以下，有锡等锡等钎剂是松香、钎剂是松香、氯化锌溶液氯化锌溶液软钎焊强度低、工软钎焊强度低、工作温度低，用于电子线作温度低，用于电子线路的焊接。路的焊接。硬钎焊硬钎焊钎料熔点在钎料熔点在450450以上，有以上，有铜、银、镍等铜、银、镍等钎剂是硼砂、硼钎剂是硼砂、硼酸、氯化物等酸、氯化物等硬钎焊用于受力较大的钢硬钎焊用于受力较大的钢铁和铜合金构件以及刀具等的铁和铜合金构件以及刀具等的焊接。焊接。