焊接基础与焊接方法

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1、主讲主讲：贾新强：贾新强焊接基础与焊接方法焊接基础与焊接方法一、一、焊接概述焊接概述 1、焊接定义、焊接定义 2、焊接分类、焊接分类 二、二、电弧焊接基础知识电弧焊接基础知识 3、焊接特点及应用、焊接特点及应用 1、焊接电弧、焊接电弧 2、焊接冶金过程特点、焊接冶金过程特点 3、焊接接头的组织与性能、焊接接头的组织与性能 4、焊接材料、焊接材料 三、常用焊接方法三、常用焊接方法 1、手弧焊、手弧焊 2、气体保护焊、气体保护焊 3、埋弧焊、埋弧焊 5、其它焊接方法、其它焊接方法 4、气焊与气割、气焊与气割 一、焊接概述一、焊接概述 1、焊接定义、焊接定义 是永久性连接金属材料的方法。是永久性连接

2、金属材料的方法。 焊接基础与焊接方法焊接基础与焊接方法是通过加热、加压，或加热同时加压的方法，是通过加热、加压，或加热同时加压的方法， 使分离的金属借助原子间的结合与扩散作用连接起来的工艺方法。使分离的金属借助原子间的结合与扩散作用连接起来的工艺方法。 2、焊接分类、焊接分类 3、焊接特点、焊接特点 （1）节省材料，减轻重量。）节省材料，减轻重量。 焊接基础与焊接方法焊接基础与焊接方法（2）可化大为小、以小拼大。）可化大为小、以小拼大。 简化复杂和大型零件的制造过程。简化复杂和大型零件的制造过程。 （3）适应性强。）适应性强。 可焊范围广，连接性能好。可焊范围广，连接性能好。 （4）能满足特殊

3、性能要求，可实现异种金属和密封件的连接。）能满足特殊性能要求，可实现异种金属和密封件的连接。 （5）生产效率高，便于实现机械化和自动化。）生产效率高，便于实现机械化和自动化。 优点优点 缺点：缺点： 焊接应力、变形，焊接应力、变形， 接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。 4、焊接应用、焊接应用 （1）制造金属结构件；）制造金属结构件； （2）制造机器零件和工具；）制造机器零件和工具； （3）修复。）修复。 二、电弧焊基础知识二、电弧焊基础知识 电弧焊是利用焊件与焊条（焊丝）间产生的电弧热量，电弧焊是利用焊件与焊条（焊丝）间产生的电弧热量， 焊接基础与焊接方法焊接

4、基础与焊接方法待冷却凝固后形成牢固接头的工艺方法。待冷却凝固后形成牢固接头的工艺方法。 将焊件与焊条（焊丝）将焊件与焊条（焊丝）熔化，熔化，主要有：主要有：手弧焊、埋弧焊、气体保护焊手弧焊、埋弧焊、气体保护焊 1、焊接电弧、焊接电弧 （1）引弧：）引弧： 瞬时接触，瞬时接触，瞬间短路，产瞬间短路，产生低压大电流生低压大电流 产生大量电子发射，两极间产生大量电子发射，两极间气体介质电离形成电弧气体介质电离形成电弧 迅速分离迅速分离2-4mm。具备两个条件：具备两个条件：电子发射、电子发射、气体电离。气体电离。 （2）电弧本质：）电弧本质： 是在电极与工件之间强烈而持久的气体放电现象。是在电极与工

5、件之间强烈而持久的气体放电现象。 焊接基础与焊接方法焊接基础与焊接方法电极可以是金属丝、钨丝、碳棒或焊条。电极可以是金属丝、钨丝、碳棒或焊条。 电弧特点：电弧特点： 低电压、大电流、能量密度大、温度高、移动性好。低电压、大电流、能量密度大、温度高、移动性好。 （3）电弧构造）电弧构造 阴极区：阴极区：2400K，约占总热量的，约占总热量的36-38% 阳极区：阳极区：2600K，约占总热量的，约占总热量的42-44%。弧柱区：弧柱区：6000-8000K，约占总热量的，约占总热量的20%。 （4）电弧极性及应用）电弧极性及应用 使用直流电焊机时，有正、反接法。使用直流电焊机时，有正、反接法。

6、正接法：焊件接阳极，焊厚件。正接法：焊件接阳极，焊厚件。 反接法：焊件接阴极，焊薄件。反接法：焊件接阴极，焊薄件。 2、焊接冶金过程特点、焊接冶金过程特点 焊接基础与焊接方法焊接基础与焊接方法是指焊接时在电弧高温下焊接区内各种物质间的相互作用过程。是指焊接时在电弧高温下焊接区内各种物质间的相互作用过程。 和普通冶金相比，具有如下特点：和普通冶金相比，具有如下特点： （1）熔池温度高）熔池温度高（2）熔池小，冷速快。）熔池小，冷速快。 元素（元素（C、Si、Mn）烧损厉害，降低力学性能。）烧损厉害，降低力学性能。冶金反应不充分，难以达到平衡态。冶金反应不充分，难以达到平衡态。 （3）在大气中进行

7、）在大气中进行 产生氧化物、氮化物、氢脆产生氧化物、氮化物、氢脆 力学性能下降。力学性能下降。 （4）熔渣、保护气体将熔池与空气分开）熔渣、保护气体将熔池与空气分开 有利于提高力学性能。有利于提高力学性能。 空气中空气中N2和和O2的影响：的影响：Fe+OFeO，C+OCO，Mn+OMnO，Si+2OSiO2 空气中水汽的影响：空气中水汽的影响： H2O2H+O 3、焊接接头的组织与性能、焊接接头的组织与性能 焊接基础与焊接方法焊接基础与焊接方法接头接头焊缝焊缝 热影响区热影响区 熔池金属冷却结晶所形成的铸态组织。熔池金属冷却结晶所形成的铸态组织。 性能不低于基体金属。性能不低于基体金属。 焊

8、缝两侧的母材，由于焊接热的作用，组织和性能变化的区域。焊缝两侧的母材，由于焊接热的作用，组织和性能变化的区域。 （1）熔合区）熔合区 是焊缝和基体金属的交界区。是焊缝和基体金属的交界区。 窄：窄：0.1-1mm， 加热温度：加热温度：T液液T固固 过热组织，过热组织， b、k很差，很差， 是裂纹和局部脆断的发源地。是裂纹和局部脆断的发源地。 （2）过热区）过热区 加热温度：加热温度：T固固Ac3+(100 200）， 晶粒粗大，属过热组织，晶粒粗大，属过热组织， 、k差，差， （3）正火区）正火区 加热温度：加热温度：Ac3-Ac3+(100 200）， 正火组织，力性好正火组织，力性好 （4

9、）部分相变区：）部分相变区： Ac1-Ac3之间，组织不均，力性稍差。之间，组织不均，力性稍差。 4、焊接材料、焊接材料 焊接基础与焊接方法焊接基础与焊接方法焊条、焊丝、焊剂、保护气体。焊条、焊丝、焊剂、保护气体。 主要介绍焊条主要介绍焊条 （1）组成及作用）组成及作用 焊芯：焊芯： 传导电流及填充焊缝的金属，传导电流及填充焊缝的金属， 其化学成分及非金属夹杂物的多少直其化学成分及非金属夹杂物的多少直接影响焊缝的质量接影响焊缝的质量 焊芯是采用焊接专用纲丝制成，是经过特殊冶炼而成。焊芯是采用焊接专用纲丝制成，是经过特殊冶炼而成。 焊丝的牌号：焊丝的牌号：H元素符号元素符号元素符号元素符号 如：

10、如：H08Mn2SiA 芯丝直径：芯丝直径： min：0.4mm；max:9mm，一般：，一般：3.2-5mm。 药皮：药皮： 稳弧、去杂质、渗合金，保护熔化金属及焊缝。稳弧、去杂质、渗合金，保护熔化金属及焊缝。 （2）分类）分类 按药皮熔渣性质分：按药皮熔渣性质分： 酸性焊条和碱性焊条酸性焊条和碱性焊条 酸性焊条：酸性焊条： 焊接基础与焊接方法焊接基础与焊接方法药皮中含药皮中含SiO2、FeO等较多，等较多， 熔渣呈酸性，熔渣呈酸性， 氧化性较强，氧化性较强， 焊接时合金元素烧损多，焊接时合金元素烧损多， 焊缝中焊缝中O、N较多，较多， 焊缝焊缝、k差，差， 但工艺性好，但工艺性好， 用于一

11、般钢结构焊接。用于一般钢结构焊接。 碱性焊条：碱性焊条： 药皮中含较多的药皮中含较多的CaCO3、CaF2（萤石），（萤石）， 熔渣呈碱性，熔渣呈碱性， 并含有较多的并含有较多的Fe合金作脱氧剂及合金剂，合金作脱氧剂及合金剂， CO2气保护，气保护， CaO去去S，CaF2去去H， 焊缝力性高，焊缝力性高， 但对水、油、锈等较敏感，但对水、油、锈等较敏感， 易产生气孔，需焊前清理，易产生气孔，需焊前清理， 电弧稳定性差，电弧稳定性差， 一般采用直流反接，一般采用直流反接， 用于重要结构焊接，如锅炉、压力容器、合金结构钢等。用于重要结构焊接，如锅炉、压力容器、合金结构钢等。 按用途分：根据牌号编