• 家用液化气罐主缝 缝焊
• 自行车圈
缝焊外边、闪光对焊
• 电子线路板
软钎焊
• 锅炉壳体
埋弧焊、电渣焊
• 钢轨对接
闪光对焊、铝热焊
• 不锈钢储罐
等离子弧焊接、氩弧焊
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焊接工艺常识(1)
四、金属材料的焊接性
• 焊接性概念
– 设定相同（焊接方法、材料、参数、结构） – 易焊、难焊：获得优质焊接接头的难易程度
本讲内容
• 一、电弧焊工艺常识 • 二、焊条电弧焊 • 三、特种焊接工艺方法 • 四、金属材料的焊接性 • 五、焊接结构设计 • 六、连接技术
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焊接工艺常识(1)
一、电弧焊工艺常识
• 1、焊接电弧
– 气体介质中导电现象
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焊接工艺常识(1)
焊接电弧的热量
03为钛钙型药皮、交流或直流
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焊接工艺常识(1)
焊条种类
• 焊条牌号
– J422、J507
• J：结构钢焊条（奥氏体不锈钢A、铸铁Z） • 42：抗拉强度等级MPa（50、55、60、70、80） • 2：药皮和电流种类
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焊接工艺常识(1)
焊条种类
• 按熔渣性质
• 焊丝焊剂决定焊缝化学成分、力学性能 • 熔炼焊剂、陶质焊剂
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焊接工艺常识(1)
埋弧焊工艺
• 仔细下料、准备（清理）坡口、装配 • 引弧板与引出板－焊后去掉
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焊接工艺常识(1)
防止烧穿－焊剂垫、垫板
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焊接工艺常识(1)
环缝焊接
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焊接工艺常识(1)
4、焊缝
• 从熔池底向中心凝固
– 各个方向凝固速度不同 – 柱状铸态组织 – 铁素体＋少量珠光体 – 杂质集中在焊缝中心，
影响焊缝质量
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焊接工艺常识(1)
焊缝的热影响区
• 1－融合区
– 0.1~1mm，关键
• 2－过热区
– 脆性比融合区更大
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焊接工艺常识(1)
3、气体保护焊－氩弧焊
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焊接工艺常识(1)
气体保护焊－CO2保护焊
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焊接工艺常识(1)
4、等离子弧焊接与切割
• 电弧压缩
– 机械压缩 – 热压缩 – 电磁收缩
• 中心区域温 度极高
– 16000K
• 焊接/切割 熔点很高的 金属
• 3－正火区
– 力学性能优于母材
• 4－部分相变区
– 比正火区稍差
• 不同焊接方法热影响区 宽度不同
• 焊后正火改善接头性能
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焊接工艺常识(1)
5、焊接应力与变形
• 极不平衡的热循环过 程
• 应力分布规律
– 先冷受压，后冷受拉
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焊接工艺常识(1)
消除焊接应力
• 软钎焊
– 450℃以下、接头强度70MPa以下 – 仪表、导电元件、各种低载荷构件
• 加热方式
– 烙铁、火焰、电阻、感应
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焊接工艺常识(1)
钎焊的常见接头形式
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焊接工艺常识(1)
钎焊接头的比较
© 2004 金© 2004 金工教研室
– 不锈钢 – 钛、钨
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焊接工艺常识(1)
5、焊接自动化
• 数控轨迹控制 • 焊接质量监控
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焊接工艺常识(1)
焊接机器人
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焊接机器人演示
焊接工艺常识(1)
用电弧焊焊接钢板的问题
• 如图拼焊一张大钢板
– 焊缝布置合理吗？ – 如何改进？
– 酸性焊条
• 酸性氧化物比碱性氧化物多 • 适合各种电源、易操作、电弧稳定、成本低 • 焊缝塑性韧性差、不宜用于重要构件
– 碱性焊条
• 焊缝塑性韧性好、抗冲击能力强 • 要求直流电源、操作性差、电弧不够稳定、价
格高，适于重要构件
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焊接工艺常识(1)
焊条选用原则
• 选择依据：根据焊件
焊接工艺常识(1)
5、真空电子束焊接
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焊接工艺常识(1)
6、激光焊接
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焊接工艺常识(1)
题外话：关于铝热剂
• 什么是铝热剂
– 通常把铝粉和氧化铁的混合物叫铝热剂 – 用某些金属氧化物(如V2O5，Cr2O3，MnO2等)
代替氧化铁也可以做铝热剂
• 有什么特性
• 焊条电弧焊过程 • 药皮燃烧：
– 电弧周围气体：CO2、 CO、H2
– 熔池中熔渣，冷却形 成渣壳
– 保护熔池中的熔化金 属
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焊接工艺常识(1)
1、电焊条
• 焊芯
– 导电和填充焊缝 – 焊接用钢丝
• 低碳钢、合金结构钢、不锈钢
• 药皮
– 焊接过程顺利进行 – 焊缝化学成分、力学性能
– 难熔的金属氧化物与混合物中的铝反应时放 出大量热
• 有什么用？
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焊接工艺常识(1)
焊接钢轨
• 原理
– 铝热反应公式示例：使用铝粉可还原氧化铁
• Fe2O3 + 2 Al = 2Fe + Al2O3
– 还原反应产生大量的热能，无需外部的能源， 就能熔化金属，可以用来焊接钢轨
– 化学成分、力学性能、抗裂性、耐腐蚀耐高温性能 – 结构形状、受力情况、焊接设备条件
• 低碳钢和低合金钢构件：根据强度（两构件强 度较低者为准）
• 酸性/碱性：根据重要性 • 铸铁：碱性焊条和适当工艺（预热） • 不锈钢和耐热钢：特殊、专用焊条
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焊接工艺常识(1)
2、埋弧焊
– 模具带有几何形状特征，能 控制铸造和固化的过程。
– 当铝热钢冷却下来后，进行 进一步的热处理来提高它的 机械特性。
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焊接工艺常识(1)
铝热焊设备
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焊接工艺常识(1)
其它用途
• 冶炼难熔金属
• 军事用途
– 在炮弹导弹弹头一但装进铝热剂成分，可极 大地提高杀伤力。
• 铜及铜合金可以采用电阻焊吗？
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焊接工艺常识(1)
2、摩擦焊
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焊接工艺常识(1)
摩擦焊的接头形式
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焊接工艺常识(1)
3、钎焊
• 焊接过程示意图－毛细管作用
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焊接工艺常识(1)
钎焊
• 硬钎焊
– 450℃以上、接头强度200MPa以上 – 自行车架、工具、刀具
防止焊接变形
• 减小焊接应力 • 提高结构刚度 • 对称焊缝分布 • 焊前反变形
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焊接工艺常识(1)
防止焊接变形
• 合理焊接操作
– 平衡温度分布 – 利用变形
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焊接工艺常识(1)
防止焊接变形
• 焊后校正
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焊接工艺常识(1)
二、焊条电弧焊
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焊接工艺常识(1)
小型抗裂实验法
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焊接工艺常识(1)
碳钢焊接
• 低碳钢（C% < 0.25%）
– 焊接性好、淬硬倾向小、无需特别处理 – 大于50mm多层焊接－>应力、变形开裂 – 焊条电弧焊、埋弧焊、电渣焊、气体保护焊
电阻焊 – 保证焊接接头与母材等强度
• 提高母材塑性 • 避免焊缝交叉 • 避免焊缝过宽过长 • 合理焊接顺序
– 先焊短焊缝 – 后焊长焊缝
• 预热焊件、振动焊缝 • 焊后退火
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焊接工艺常识(1)
• 收缩变形 • 角变形 • 弯曲变形 • 扭曲变形 • 波浪变形
焊接变形
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焊接工艺常识(1)
埋弧焊演示
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焊接工艺常识(1)
埋弧焊特点
• 大电流（1000A）、生产率高 • 焊接质量高且稳定 • 节约金属
– 热量集中、可无坡口、无焊条头、飞溅少
• 改善劳动条件
– 无弧光、烟雾
• 自动化程度高 • 工艺装备复杂，适合批量生产
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焊接工艺常识(1)
焊丝与焊剂
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焊接工艺常识(1)
焊条种类
• 按化学成分分成七大类
– 碳钢、低合金钢、不锈钢、堆焊、铸铁、铜 及铜合金、铝及铝合金
• 焊条型号
– E4303：
• E碳钢焊条 • 43：焊缝抗拉43 kgf/mm2 • 0：(0/1)全位置焊接、(2)平焊、(4)向下立焊 • 03：3、4为组合表示焊接电流种类和药皮类型，
焊接工艺常识(1)
点焊的接头形式
• 硬规范 • 软规范 • 电极压力 • 表面清洗 • 接头形式
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焊接工艺常识(1)
缝焊
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焊接工艺常识(1)
对焊
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焊接工艺常识(1)
对焊接头形式
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