焊接技术
2020-03-03 07:33:06 来源：范文大全收藏下载本文
焊接：指通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。通过焊接材料不仅建立了永久联系，并且在微观上建立了组织之间的内在联系。
熔焊：焊接过程中将焊件街头加热至熔化状态不加压完成焊接的方法。 压焊：是在焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），完成焊接的方法。有两种形式：一是将被焊金属接触部分加热至塑性状态或局部熔化状态，然后施加一定压力，使金属原子间互相结合形成牢固的焊接接头。二是不加热，仅在被焊金属的接触面上施加足够的压力，借助压力所引起的塑性变形，使原子间相互接近而获得牢固的挤压接头，分为冷压焊，爆炸焊。
钎焊：是采用比母材熔点低的钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔点的温度，利用表面张力的吸附作用，填充接头间隙并与母材相互扩散形成一个接头。有烙铁钎焊，火焰焊。
焊条：是涂有药皮的供焊条电弧焊用的焊接材料，由焊芯和药皮组成。 焊芯作用：传到焊接电流产生电弧，把电能转换成热能；焊芯本身熔化做填充金属与熔化母材金属熔合形成焊缝。
药皮作用：机械保护作用；冶金处理渗合作用；改善焊接工艺性能。 按熔渣特性分类：
酸性焊条：熔渣以酸性氧化物为主。优点是工艺性能好，容易引弧，电弧稳定，飞溅小，脱渣性好，焊缝形成美观，对过年关键的锈油灯污物不敏感，焊接时产生的有害气体少，可交直流两用，适合全位置焊接。缺点：焊缝的金属力学性能和抗裂纹性能差。
碱性焊条：熔渣以碱性氧化物和氟化物为主。优点是脱氧，脱硫，脱磷，脱氢能力强，故力学性能和抗裂性能比酸性焊条好。焊缝中含氢量低，故也称低氢韩型焊条。适用于合金钢和重要碳钢结构焊接。缺点是工艺性能差，对油锈及水灯敏感，容易产生气孔。碱性焊条350-400℃烘干一小时。 焊条电弧焊：是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，是熔化焊最基本的一种焊接方法。
原理：焊接时将焊条与焊件之间接触短路引燃电弧，电弧的高温将焊条与焊件局部熔化，熔化了的焊芯以容滴的形式督导局部熔化的焊件表面，熔合一起形成熔池。药皮熔化过程中产生的气体和液态熔渣不仅起着保护液体金属的作用，而且熔化了的焊芯、焊件发生一系列冶金反应，保证了形成焊缝的性能。
特点：工艺灵活，适应性强；应用广泛、质量易于控制；设备简单、成本低廉。
弧焊电源外特性有：下降；平；上升。 焊条电弧焊采用陡降外特性电源原因：焊接回路中，弧焊电源与电弧构成供电用电系统。为了保证焊接电弧稳定燃烧和焊接参数稳定，电源外特性曲线与电弧静特性曲线必须相交。因为在焦点，电源供给的电压和电流与电弧燃烧所需要的电压和电流相等，电弧才能燃烧。由于焊条电弧焊电弧静特性曲线的工作段在平特区，所以只有下降外特性曲线才有与其焦点。当弧长变化相同时，陡降外特性曲线引起的电流偏差小于缓降外特性引起的电流偏差，有利于焊接参数稳定。
焊接工艺参数：是指焊接时为保证焊接质量而选定的物理量，主要有：焊条直径、焊接电源、电弧电压、焊接速度、焊接层数。
一、焊接直径：
1、焊件的厚度：厚度大的焊件选用直径大的焊条。反之。
2、焊缝位置：厚度相同条件下，平焊缝焊条直径比其他大一些，最大不超过5mm，仰焊、横焊最大直径不超过4mm，这可造成较小熔池，减少熔化金属下淌。
3、焊接层次：多层时，第一层焊道采用直径较小的焊条焊接，以后各层可根据焊件厚度选用较大直径焊条。
4、接头形式：搭接接头、T形头不存在焊透问题，选用较大焊条直径提高生产率。
二、焊接电流：是焊条电弧焊最重要工艺参数。决定电流强度因素：焊条直径、焊缝位置、焊条类型、焊接层次。
1、焊条直径：Ib=（35~55）dIb焊接电流A；d 焊条直径，mm。
2、焊缝位置：平焊缝用较大电流。立焊横焊焊接电流比平焊小10%-15%，仰焊比平焊小15-20%。
3、焊条类型：碱性焊条比酸性焊条小10-15%，否则容易产生气孔。不锈钢焊条比碳钢小15-20%
4、焊接层次：焊接打底层，特别单面焊双面行程是，为保证质量常用较小电流；填充层为提高效率，保证熔合良好，使用较大电流；盖面层时，为防止咬边和保证焊缝形成，使用电流比填充层稍小。
判断选择电流是否合适：
看飞溅：电流过大可见较大颗粒铁水向熔池飞溅，爆裂声大；电流过小，熔渣铁水不易分清。看焊缝形成：电流过大焊缝厚度大、焊缝余高低、两侧易产生咬边；电流过小，焊缝窄而高、焊缝厚度小、两侧与母材金属熔合不好；电流适中焊缝两侧与母材熔合好，呈圆滑过渡。看焊条熔化状态：电流过大，焊条熔化大半根时，其余部分均发红；电流过小，电弧燃烧不稳定，易粘在焊件上。
三、电弧电压
焊条电弧焊电弧电压主要由电弧长度决定，电弧长，电弧电压高；反之。
四、焊接层数：打底3.2 其他4
气焊与气割：是利用气体火焰作为热源，进行金属材料的焊接或切割的加工工艺方法。
气割采用氧气与乙炔燃烧产生的气体火焰——氧-乙炔焰。
混合比例不同分为：碳化、中性、氧化焰氧乙比例：~1.1~1.2~
最红碳化焰，最短氧化焰，中性焰用于低碳钢，合金钢，紫铜。
气焊：利用气体火焰作为热源的一种熔焊方法。常用氧乙炔焊。
原理：先将焊件的焊接处金属加热到熔化状态形成熔池，并不断熔化焊丝向熔池中填充，随着焊接过程进行，熔化尽速冷却形成焊缝。
特点：设备简单、操作方便、成本低、适应性强。
缺点：火焰温度低、加热分散、热影响区宽、罕见变形大和过热严重。 用于：焊接薄板、小直径薄壁管、铸铁、有色金属、低熔点金属及硬质合金。
气焊设备工具：氧气瓶（40L,150at，15MPa，蓝色），乙炔瓶（白色），液态石油气瓶、减压器、焊炬。
气焊工艺参数：焊丝型号、牌号及直径、气焊熔剂、火焰性质及能率、焊炬的倾斜角度、接头形式。 火焰性质及能率：
性质：中性焰用于一般低碳钢和要求焊接过程对熔化金属不渗碳的金属材料；碳化焰只使用含碳高的高碳钢、铸铁、音质合金及高速钢；氧化焰很少使用，黄铜。能率：根据每小时可燃气体（乙炔）的消耗量决定（L/h），尽量选取较大能率调高生产率。 焊炬倾斜角度：主要取决于焊件厚度和木材的熔点及导热性。焊件越厚、导热性及熔点越高，采用倾斜角打，可使火焰热量集中；反之。
气割：利用气体火焰能量将金属分离的一种加工方法，是生产中刚才分离重要手段。
原理：利用气体火焰（中性焰）热能，将工件切割出预热到燃烧温度后，喷出高速切割氧流，使其燃烧并放出热量实现切割的方法。预热-燃烧-吹渣。本质是燃烧，不是熔化。 条件：（低碳钢）金属在氧气中燃点低于熔点；气割时形成氧化物的熔点低于金属本身的熔点；金属燃烧应该是放热反应，且金属导热性小；金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性杂志要少。
气割工艺参数：
1、气割氧压力：割件越厚，要求氧压力越大。过大浪费，而且割口粗糙，割缝大。过小不能吹除熔渣，割缝背部很难清除的挂渣，甚至割不透。
2、气割速度，越厚越慢。速度太慢割缝边缘熔化；太快，产生很大后拖量或割不穿。
3、预热火焰能率：根据割件厚度选择，越厚越大。过大会使割缝产生连续朱状钢粒，甚至熔化成圆角，割件背面粘渣增多。能率过小，速度变慢，甚至气割过程困难。
4、割嘴与割件的倾斜角：割嘴与割件倾斜角直接影响气割速度和后拖量。
5、割嘴离工件表面距离：根据预热火焰长度和割件厚度决定，一般3-5mm。割件厚度小于20mm火焰可长些，距离可适当加大；厚度大于等于20mm，反之。
焊接缺陷：是指焊接接头中的不连续性、不均匀性以及其他不健全的缺陷，特质那些不符合设计或工艺要求，或具体焊接产品使用性能要求的焊接缺陷。
根据位置不同分为：外部缺陷、内部缺陷。
根据产生原因分为：构造缺陷、工艺缺陷、冶金缺陷。
热裂纹：结晶裂纹和液化裂纹。 特征：产生的温度和时间，一般产生子啊焊缝的结晶过程中，在焊缝金属凝固后的冷却过程中还可能继续发展。产生部位，绝大多数产生在焊缝金属中，有纵向，横向，发生在弧坑中的往往呈星状。外观特征，锯齿状，氧化色。金相结构上的特征，都发生在晶界上。
产生原因：
1、晶间存在液态薄膜，杂志或FeS-Fe形成低熔点共晶物（998℃）在寒风金属降温时积聚在晶界形成液态薄膜。
2、节投中存在拉应力，焊缝金属结晶过程中产生拉应力。 冷裂纹：是焊接接头冷却到较低温度下产生的裂纹。
特征：产生的温度和时间，约200-300℃一下，可能焊接后立即出现，也可能延迟几小时，几周甚至更长的时间后产生，故又称延迟裂纹。产生部位，大多产生在母材或母材与焊缝交界的熔合线上。外观特征，多数是纵向裂纹，也可能有横向裂纹，在接头金属表面的冷裂纹断面上没有明显氧化色，所以裂口发亮。金相结构上的特征，一般为穿晶裂纹，少数情况下可能沿晶界发展。
咬边：焊接过程中沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷即为咬边。
危害：使母材金属的有效截面减小，减弱了焊接接头的强度，同事咬边处容易引起应力集中，承载后有可能在咬边处产生裂纹甚至引起结构破坏。 原因：操作工艺不当、操作规范选择不正确，茹焊接电流过大、电弧过长、焊条角度不当。
防治措施：正确选择焊接电源、电压和焊接速度，掌握正确的焊条角度和电弧长度。
未融合：是指焊接时焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分；或指点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分。
防止气孔产生：
1、清除焊丝、工件破口及其附近表面油污，铁锈，水分和杂物。
2、践行焊条对H2，CO敏感，在使用践行焊条要彻底烘干，直流犯戒是氢气孔最少。
3、焊前预热，减缓冷却速度。
4、电流不宜过大，焊接速度不宜过快。
碱性焊条对气孔敏感原因：碱性熔渣中FeO活度比较大，熔渣中FeO稍有增加，寒风中的FeO就明显增多。此外碱性焊条对水分也很敏感，因为这类焊条熔池脱氧比较完全，不具有CO气泡沸腾而排除氢气的能力，荣池中一旦溶解了氢就很难排除。
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