Ⅰ 什麼是焊接
焊接,也稱作熔接,是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的製造工藝及技術。
現代焊接的能量來源有很多種,包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。除了在工廠中使用外,焊接還可以在多種環境下進行,如野外、水下和太空。無論在何處,焊接都可能給操作者帶來危險,所以在進行焊接時必須採取適當的防護措施。焊接給人體可能造成的傷害包括燒傷、觸電、視力損害、吸入有毒氣體、紫外線照射過度等。
Ⅱ 什麼是焊接
世界焊接發展史話
公元前3000多年埃及出現了鍛焊技術。
公元前2000多年中國的殷朝採用鑄焊製造兵器。
公元前200年前,中國已經掌握了青銅的釺焊及鐵器的鍛焊工藝。
1801年:英國H.Davy發現電弧。
1836年:Edmund Davy 發現乙炔氣。
1856年:英格蘭物理學家James Joule 發現了電阻焊原理。
1959年:Deville和Debray發明氫氧氣焊。
1881年:法國人 De Meritens 發明了最早期的碳弧焊機。
1881年:美國的R. H. Thurston 博士用了六年的時間,完成了全系列銅-鋅合金釺料在強度與延伸性方面的全部實驗。
1882年:英格蘭人Robert A. Hadfield發明並以他的名字命名的奧氏體錳鋼獲得了專利權。
1885年:美國人Elihu Thompson 獲得電阻焊機的專利權。
1885年:俄羅斯人 Benardos Olszewski 發展了碳弧焊接技術。
1888年:俄羅斯人H.г.Cлавянов 發明金屬極電弧焊。
1889—1890年:美國人C. L. Coffin首次使用光焊絲作電極進行了電弧焊接。
1890年;美國人C. L. Coffin提出了在氧化介質中進行焊接的概念。
1890年:英國人Brown 第一次使用氧加燃氣切割進行了搶劫銀行的嘗試。
1895年:巴伐利亞人 Konrad Roentgen 觀察到了一束電子流通過真空管時產生X射線的現象。
1895年:法國人 Le Chatelier 獲得了發明氧乙炔火焰的證書。
1898年:德國人Goldschmidt發明鋁熱焊。
1898年:德國人克萊菌.施密特發明銅電極弧焊。
1900年:英國人Strohmyer發明了薄皮塗料焊條。
1900年:法國人 Fouch 和 Picard製造出第一個氧乙炔割炬。
1901年:德國人Menne 發明了氧矛切割。
1904年:瑞典人奧斯卡.克傑爾貝格建立了世界上第一個電焊條廠—ESAB公司的OK焊條廠。
1904年:美國人Avery 發明了攜帶型鋼瓶。
1907年:在美國紐約拆除舊的中心火車站時,由於使用氧乙炔切割節省工程成本的20%多。
1907年:10月 瑞典人O. Kjellberg 完善了厚葯皮焊條。
1909年:Schonherr 發明了等離子弧。
1911年:由Philadelphia & Suburban氣體公司建成了第一條使用氧溶劑氣焊焊接的11英里長管線。
1912年:第一根氧乙炔氣焊鋼管投入市場。
1912年:位於美國費城的Edward G. Budd 公司生產出第一個使用電阻點焊焊接的全鋼汽車車身。
大約1912:年 美國福特汽車公司為了生產著名的T型汽車,在自己工廠的實驗室里完成了現代焊接工藝。
1913年:在美國的印第安納波利斯 Avery 和 Fisher完善了乙炔鋼瓶。
1916年:安塞爾.先特.約發明了焊接區X射線無損探傷法。
1917年:第一次世界大戰期間使用電弧焊修理了109艘從德國繳獲的船用發動機,並使用這些修理後的船隻把50萬美國士兵運送到了法國。
1917年:位於美國麻薩諸塞州的Webster & Southbridge 電氣公司使用電弧焊設備焊接了11英里長、直徑為3英寸的管線。
1919年:Comfort A.Adams組建了美國焊接學會(AWS)。
1924年美國焊接協會活動時紀念照片
1919年:C.J.Halslag發明交流焊。
1920年:Gerdien發現等離子流熱效應。
1920年:第一艘全焊接船體的汽船 Fulagar號在英國下水。
大約1920年:開始使用電弧焊修理一些貴重設備。
大約1920年:使用電阻焊焊接鋼管的生產方法(The Johnson Process)獲得了專利。
大約1920年:第一艘使用焊接方法製造的油輪Poughkeepsie Socony號在美國下水。
大約1920年:葯芯焊絲被用於耐磨堆焊。
1922年:Prairie 管道公司使用氧乙炔焊接技術,成功地完成了從墨西哥到德克撒斯的直徑為8英寸,長達140英里的原油輸送管線的鋪設工作。
1923年:斯托迪發明堆焊。
1923年:世界上第一個浮頂式儲罐(用來儲存汽油或其他化工品)建成;其優點是由焊接而成的浮頂與罐壁組成象望遠鏡一樣可升高或降低的儲罐,從而可以很方便的改變儲罐的體積。
1924年:Magnolia 氣體公司使用氧乙炔焊接技術建成了14英里長的全焊結構的天然氣管線。
1924年:在美國由H.H.Lester首先使用X光線照相術,為Boston Edison 公司的發電廠檢驗蒸汽壓力為8.3Mpa的待安裝的鑄件質量。
1926年:美國Langmuir發明原子氫焊。
1926年:美國Alexandre發明CO2氣體保護焊原理。
1926年:由美國的A.O.Smith公司率先介紹了在電弧焊接用金屬電極外使用擠壓方式塗上起保護作用的固體葯皮(即手工電弧焊焊條)的製作方法。
1926年:鉻鎢鈷焊材合金獲得了第一份關於葯芯焊絲的專利。
1926年:美國人M.Hobart和 P.K.Devers獲得了使用氦氣作為電弧保護氣體的專利。
1927年:由Lindberg單獨駕駛Ryan式單翼飛機成功地飛過了大西洋,該飛機機身是由全焊合金鋼管結構組成的。
1928年:第一部結構鋼焊接法規《建築結構中熔化焊和氣割規則》由美國焊接學會出版發行,這部法規就是今天的《D1.1結構鋼焊接規則》的前身。
1930年:Georgia 鐵路中心為了在兩條隧道中鋪設鐵路採用了連續焊接的方法。焊接軌道在兩年後線路貫通時投入使用。
1930年:前蘇聯羅比諾夫發明埋弧焊。
1931年:由焊接工藝製造全鋼結構組成的帝國大廈建成。
1933年:第一條使用電弧焊工藝焊接的接頭採用無襯墊結構的長輸管線鋪成。
1933年:當時世界上最高的懸索橋舊金山的金門大橋建成通車,她是由87750噸鋼材焊接拼成的。
1934年:巴頓焊接研究所成立。
巴頓所創始人葉夫金·奧斯卡洛維奇·巴頓
歐洲最大的全焊接第涅伯河上鐵橋—巴頓橋
1934年:非加熱壓力容器規范由API—ASME合作出版發行 。
1935年:美國的Linde Air Procts公司完善了埋弧焊技術。
1936年:瑞士Wasserman發明低溫釺焊。
1939年:美國Reinecke發明等離子流噴槍。
1940年:第一艘全焊接船Exchequer號在美國的Ingalls 船塢建成下水。
1941年:美國人Meredith 發明了鎢極惰性氣體保護電弧焊(氦弧焊)。
1941年:二次世界大戰時艦艇、飛機、坦克及各種重武器的製造採用了大量的焊接技術。
1943年:美國Behl發明超聲波焊。
1943年:飛機的製造者們首次使用原子氫焊、埋弧焊和熔化極氣體保護焊焊接飛機鋼制螺旋槳的空心葉片。
1944年:英國Carl發明爆炸焊。
1947年:前蘇聯Bopoшeвич(沃羅舍維奇)發明電渣焊。
1949年:第一台使用弧焊和電阻焊工藝製造的全焊結構的FORD牌汽車下線。
1950年:美國人Muller,Gibson和Anderson三人獲得第一個熔化極氣體保護焊噴射過度的專利。
1950年:德國F.Buhorn發現等離子電弧。
大約1950年:在前蘇聯首次把電渣焊用於生產。
1953年:美國Hunt發明冷壓焊。
1953年:前蘇聯柳波夫斯基、日本關口等人發明CO2氣體保護電弧焊。
1954年:自保護葯芯焊絲在美國Lincoln電氣公司投入生產。
1954年:第一艘採用焊接工藝製造的核潛艇The Nautilus號開始為美國海軍服役。
1954年:貝納德發明了管狀焊條。
1955年:美國托姆.克拉浮德發明高頻感應焊。
1956年:中國成立了哈爾濱焊接研究所
1956年:前蘇聯楚迪克夫發明了摩擦焊技術
1957年:法國施吉爾發明電子束焊。
1957年:前蘇聯卡扎克夫發明擴散焊。
1957年:《焊接》創刊,這是中國第一本焊接專業雜志。
大約1957年:美國、英國和前蘇聯都在熔化極氣體保護焊短路過度工藝中使用了CO2作為保護氣體。
1960年:美國Maiman發現激光,現激光已被廣泛的應用在焊接領域。
1960年:美國的Airco 推出熔化極脈沖氣體保護焊工藝。
1962年:氣電立焊的專利權授予了比利時人Arcos。
1962年:電子束焊接首先在超音速飛機和B-70轟炸機上正式使用。
1964年:熱絲焊接方法和協調控制熔化極氣體保護焊接方法的專利權授予了美國人Manz。
1965年:焊接而成的Appllo 10號宇宙飛船登月成功。
1967年:日本荒田發明連續激光焊。
1967年:世界上第一條海底管線在墨西哥灣鋪設成功,它是由美國的Krank Pilia公司使用熱螺紋工藝及焊接工藝製造而成的。
1968年:在芝加哥的 John Hancock 中心的22層以上焊接而成了世界上最高的銳角形鋼結構,高度達到1107英尺。
1969年:美國的Linde公司提出熱絲等離子弧噴塗工藝。
1970年:晶閘管逆變焊機問世。
1976年:日本荒田發明串聯電子束焊。
1980年左右:半導體電路和計算機電路被廣泛的用來控制焊接與切割過程。
1980年左右:使用蒸汽釺焊焊接印刷線路板。
1983年:太空梭上直徑為160英尺的瓣狀結構的圓形頂部是使用埋弧焊和氣保護焊方法焊接而成的,使用射線探傷機進行檢驗的。
1984年:前蘇聯女宇航員Svetlana Savitskaya在太空中進行焊接試驗。
1988年:焊接機器人開始在汽車生產線中大量應用。
1990年左右:逆變技術得到了長足的發展,其結果使得焊接設備的重量和尺寸大大的下降。
1991年:英國焊接研究所發明了攪拌摩擦焊,成功的焊接了鋁合金平板。
1993年:使用機器人控制CO2激光器成功的焊接了美國陸軍 Abrams型主戰坦克。
1996年:以烏克蘭巴頓焊接研所B.K.Lebegev院士為首的三十多人的研製小組,研究開發了人體組織的焊接技術。
2001年:人體組織焊接成功應用於臨床。
2002年:三峽水輪機的焊接完成,是已建造和目前正在建造的世界上最大的水輪機。
Ⅲ 焊接的概念及焊接機理是什麼
1焊接的概念
焊接,就是用加熱的方式使兩件金屬物體結合起來。如果在焊接的過程中需要熔入第三種物質,則稱之為「釺焊」,所熔入的第三種物質稱為「焊料」。按焊料熔點的高低不同又將釺焊分為「硬釺焊」和「軟釺焊」,通常以450℃為界,低於450℃的稱為「軟釺焊」。電子產品安裝的所謂「焊接」就是軟釺焊的一種,主要是用錫、鉛等低熔點合金作焊料,因此俗稱「錫焊」。
2錫焊的機理
從物理學的角度來看,任何焊接都是一個「擴散」的過程,是一個在高溫下兩個或兩個以上物體表面分子相互滲透的過程。錫焊,就是讓熔化的焊料滲透到兩個被焊物體(比如元器件引腳與印刷電路板焊盤)的金屬表面分子中,然後冷凝而使之結合。
錫焊的機理可以由以下三個過程來表述。
1)浸潤
加熱後呈熔融狀態的焊料(錫鉛合金),沿著工件金屬的凹凸表面,靠毛細管的作用擴展。如果焊料和工件金屬表面足夠清潔,焊料原子與工件金屬原子就可以接近到能夠相互結合的距離,即接近原子引力相互作用的距離,上述過程稱為焊料的浸潤。
2)擴散
由於金屬原子在晶格點陣中呈熱振動狀態,所以在溫度升高時,它會從一個晶格點陣自動地轉移到其他晶格點陣,這種現象稱為擴散。錫焊時,焊料和工件金屬表面的溫度較高,焊料與工件金屬表面的原子相互擴散,在兩者界面形成新的合金。
3)界面層結晶與凝固
焊件或焊點降溫到室溫,在焊接處形成由焊料層和工件金屬表面層組成的結合結構,成為「界面層」或「合金層」。冷卻時,界面層首先以適當的合金狀態開始凝固,形成金屬結晶,而後結晶向未凝固的焊料擴展,最終形成固體焊點。
3錫焊的條件
1)被焊金屬材料必須具有可焊性
可焊性可浸潤性,它是指被焊接的金屬材料與焊錫在適當的溫度和助焊劑作用下形成良好結合的性能。在金屬材料中,金、銀、銅的可焊性較好,其中銅應用最廣,鐵、鎳次之,鋁的可焊性最差。為了便於焊接,常在較難焊接的金屬材料和合金錶面鍍上可焊性較好的金屬材料,如錫鉛合金、金、銀等。
2)被焊金屬表面應潔凈
金屬表面的氧化物和粉塵、油污等會妨礙焊料浸潤被焊金屬表面。在焊接前可用機械方法(用小刀或砂紙刮引線的表面)或化學方法(酒精等)清除這些雜質。
3)正確選用助焊劑
助焊劑的種類繁多,效果也不一樣,使用時必須根據被焊件材料的性質、表面狀況和焊接方法來選取。助焊劑的用量越大,助焊效果越好,可焊性越強,但助焊劑殘渣也越多。助焊劑殘渣不僅會腐蝕元器件,而且會使產品的絕緣性能變差,因此在錫焊完成後應進行清洗除渣。
4)正確選用焊料
錫焊工藝中使用的焊料是錫鉛合金,電子產品的裝配和維修中要用共晶合金。
5)控制好焊接溫度和時間
熱能是進行焊接必不可少的條件。熱能的作用是熔化焊料,提高工件金屬的溫度,加速原子運動,使焊料浸潤工件金屬界面,擴散到金屬界面晶格中去,形成合金層。溫度過低,則達不到上述要求而難於焊接,造成虛焊。提高錫焊的溫度雖然可以提高錫焊的速度,但溫度過高會使焊料處於非共晶狀態,加速助焊劑的分解,使焊料性能下降,還會導致印刷電路板上的焊盤脫落,甚至損壞電子元器件。合適的溫度是保證焊點質量的重要因素。在手工焊接時,控制溫度的關鍵是選用具有適當功率的電烙鐵和掌握焊接時間。根據焊接面積的大小,經過反復多次實踐才能把握好焊接工藝的這兩個要素。焊接時間過短,會使溫度太低,焊接時間過長,會使溫度太高。一般情況下,焊接時間應不超過5s。
4錫焊的質量要求
電子產品的組裝其主要任務是在印刷電路板上對電子元器件進行錫焊。焊點的個數從幾十個到成千上萬個,如果有一個焊點達不到要求,就要影響整機的質量,因此在錫焊時,必須做到以下幾點
1)電氣性能良好
高質量的焊點應是焊料與工件金屬界面形成牢固的合金層,才能保證導電性能。不能簡單地將焊料堆附在工件金屬表面而形成虛焊,這是焊接工藝中的大忌。
2)焊點要有足夠的機械強度
焊點的作用是連接兩個或兩個以上的元器件,並使電氣接觸良好。電子設備有時要工作在振動的環境中,為使焊件不松動或脫落,焊點必須具有一定的機械強度。錫鉛焊料中的錫和鉛的強度都比較低,有時在焊接較大和較重的元器件時,為了增加強度,可根據需要增加焊接面積,或將元器件引線、導線元件先行網繞、絞合、鉤接在接點上再行焊接。
3)焊點上的焊料要適量
焊點上焊料過少,不僅降低機械強度,而且由於表面氧化層逐漸加深,會導致焊點早期失效。焊點上焊料過多,既增加成本,又容易造成焊點橋連(短路),也會掩蓋焊接缺陷,所以焊點上的焊料要適量。印刷電路板焊接時,焊料布滿焊盤呈裙狀展開時最合適,如圖3-7所示。
圖3-7典型焊點的外觀
1—焊錫絲;2—電烙鐵;3—焊點剖面呈「雙曲線」;4—平滑過渡;5—半弓形凹下;6—元器件引線;7—銅箔;8—基板
4)焊點表面應光亮均勻
良好的焊點表面應光亮且色澤均勻。這主要是助焊劑中未完全揮發的樹脂成分形成的薄膜覆蓋在焊點表面,能防止焊點表面氧化。
5)焊點不應該有毛刺、空隙
焊點表面存在毛刺、空隙不僅不美觀,還會給電子產品帶來危害,尤其在高壓電路部分,將會產生尖端放電而損壞電子設備。
6)焊點表面必須清潔
焊點表面的污垢、尤其是助焊劑的有害殘留物質,如果不及時清除,酸性物質會腐蝕元器件引線、接點及印刷電路,吸潮會造成漏電甚至短路燃燒等而帶來嚴重隱患。
Ⅳ 壓焊是什麼焊接方法
焊接過程中無論加熱與否,均需要加壓的焊接方法。常見的壓焊有電阻焊、摩擦焊、冷壓焊、擴散焊、爆炸焊等。
Ⅳ 焊接的定義是什麼
焊接是通過加熱、加壓,或兩者並用,使同性或異性兩工件產生原子間結合的加工工藝和聯接方式。焊接應用廣泛,既可用於金屬,也可用於非金屬。
焊接技術主要應用在金屬母材上,常用的有電弧焊,氬弧焊,CO2保護焊,氧氣-乙炔焊,激光焊接,電渣壓力焊等多種,塑料等非金屬材料亦可進行焊接。
金屬焊接方法有40種以上,主要分為熔焊、壓焊和釺焊三大類。
1、熔焊是在焊接過程中將工件介面加熱至熔化狀態,不加壓力完成焊接的方法。熔焊時,熱源將待焊兩工件介面處迅速加熱熔化,形成熔池。熔池隨熱源向前移動,冷卻後形成連續焊縫而將兩工件連接成為一體。
2、壓焊是在加壓條件下,使兩工件在固態下實現原子間結合,又稱固態焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊,當電流通過兩工件的連接端時,該處因電阻很大而溫度上升,當加熱至塑性狀態時,在軸向壓力作用下連接成為一體。
3、釺焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釺料,將工件和釺料加熱到高於釺料熔點、低於工件熔點的溫度,利用液態釺料潤濕工件,填充介面間隙並與工件實現原子間的相互擴散,從而實現焊接的方法。
(5)固液焊接是什麼擴展閱讀
焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程,焊接區由於受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮,冷卻後在焊件中便產生焊接應力和變形。重要產品焊後都需要消除焊接應力,矯正焊接變形。
現代焊接技術已能焊出無內外缺陷的、機械性能等於甚至高於被連接體的焊縫。被焊接體在空間的相互位置稱為焊接接頭,接頭處的強度除受焊縫質量影響外,還與其幾何形狀、尺寸、受力情況和工作條件等有關。接頭的基本形式有對接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。
對接接頭焊縫的橫截面形狀,決定於被焊接體在焊接前的厚度和兩接邊的坡口形式。焊接較厚的鋼板時,為了焊透而在接邊處開出各種形狀的坡口,以便較容易地送入焊條或焊絲。坡口形式有單面施焊的坡口和兩面施焊的坡口。
選擇坡口形式時,除保證焊透外還應考慮施焊方便,填充金屬量少,焊接變形小和坡口加工費用低等因素。
厚度不同的兩塊鋼板對接時,為避免截面急劇變化引起嚴重的應力集中,常把較厚的板邊逐漸削薄,達到兩接邊處等厚。對接接頭的靜強度和疲勞強度比其他接頭高。在交變、沖擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯接,常優先採用對接接頭的焊接。
Ⅵ 三大類焊接方法是什麼
焊接通過下列三種途徑達成接合的目的:
1、熔焊:加熱欲接合之工件使之局部熔化形成熔池,熔池冷卻凝固後便接合,必要時可加入熔填物輔助,它是適合各種金屬和合金的焊接加工,不需壓力。
2、壓焊:焊接過程必須對焊件施加壓力,屬於各種金屬材料和部分金屬材料的加工。
3、釺焊:採用比母材熔點低的金屬材料做釺料,利用液態釺料潤濕母材,填充接頭間隙,並與母材互相擴散實現鏈接焊件。適合於各種材料的焊接加工,也適合於不同金屬或異類材料的焊接加工。
(6)固液焊接是什麼擴展閱讀:
焊絲選用要考慮的順序如下:
1、根據被焊結構的鋼種選擇焊絲 對於碳鋼及低合金高強鋼,主要是按「等強匹配」的原則,選擇滿足力學性能要求的焊絲。對於耐熱鋼和耐候鋼,主要是側重考慮焊縫金屬與母材化學成分的一致相似,以滿足耐熱性和耐腐蝕性等方面的要求。
2、根據被焊部件的質量要求(特別是沖擊韌性)選擇焊絲 與焊接條件、坡口形狀、保護氣體混合比等工藝條件有關,要在確保焊接接頭性能的前提下,選擇達到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。
3、根據現場焊接位置對應於被焊工件的板厚選擇所使用的焊絲直徑,確定所使用的電流值,參考各生產廠的產品介紹資料及使用經驗,選擇適合於焊接位置及使用電流的焊絲牌號。
焊接工藝性能包括電弧穩定性、飛濺顆粒大小及數量、脫渣性、焊縫外觀與形狀等。對於碳鋼及低合金鋼的焊接(特別是半自動焊),主要是根據焊接工藝性能來選擇焊接方法及焊接材料。
Ⅶ 三大類焊接方法是什麼
焊接材料
焊接知識
焊接材料
(一)手工電弧焊焊接材料
1、焊條的組成
焊條就是塗有葯皮的供電弧焊使用的熔化電極。它是由葯皮和焊芯兩部分組成。
(l)焊芯。焊條中被葯皮包覆的金屬芯稱為焊芯。焊芯一般是一根具有一定長度及直徑的鋼絲。焊接時,焊芯有兩個作用:一是傳導焊接電流,產生電弧把電能轉換成熱能;二是焊芯本身熔化為填充金屬與母材金屬熔合形成焊縫。
用於焊接的專用鋼絲可分為碳素結構鋼鋼絲、合金結構鋼鋼絲和不銹鋼鋼絲三類。
(2)葯皮。壓塗在焊芯表面的塗層稱為葯皮。在光焊條外面塗一層由各種礦物等組成的葯皮,能使電弧燃燒穩定,焊縫質量得到提高。
葯皮中要加入一些還原劑,使氧化物還原,以保證焊縫質量。
由於電弧的高溫作用,焊縫金屬中所含的某些合金元素被燒損(氧化或氮化),這樣會使焊縫的機械性能降低。通過在焊條葯皮中加人鐵合金或純合金元素,使之隨著葯皮的熔化而過渡到焊縫金屬中去,以彌補合金元素燒損和提高焊縫金屬的機械性能。
改善焊接工藝性能使電弧穩定燃燒、飛濺少、焊縫成形好、易脫渣和熔敷效率高。
總之,葯皮的作用是保證焊縫金屬獲得具有合乎要求的化學成分和機械性能,並使焊條具有良好的焊接工藝性能。
2、焊條的分類
(l)按焊條的用途分:
l)低碳鋼和低合金高強度鋼焊條(簡稱結構鋼焊條)。
2)不銹鋼焊條。
3)堆焊焊條。
4)低溫鋼焊條。
5)鑄鐵焊條。
6)鎳及鎳合金焊條。
7)銅及銅合金焊條。
8)鋁及鋁合金焊條。
(2)按焊條葯皮熔化後的熔渣特性分:
l)酸性焊條。
一般用於焊接低碳鋼和不太重要的鋼結構。
2)鹼性焊條。
鹼性熔渣的脫氧較完全,又能有效地消除焊縫金屬中的硫,合金元素燒損少,所以焊縫金屬的機械性能和抗裂性均較好,可用於合金鋼和重要碳鋼結構的焊接。
3、焊條的選用
通常應根據組成焊接結構鋼材的化學成分、機械性能。焊接性和工作環境(有無腐蝕介質、高溫或是低溫)等要求,以及焊接結構的形狀。受力情況和焊接設備(是否有直流電焊機)等方面進行綜合考慮,以決定選用哪種焊條。在選用焊條時應注意下列原則:
(l)焊件的機械性能、化學成分。低碳鋼、中碳鋼和低合金鋼可按其強度等級來選用相應強度的焊條。
在焊條的強度確定後再決定選用酸性還是鹼性焊條時,主要決定於焊接結構具體形狀的復雜性,鋼材厚度的大小,焊件載荷的情況(靜載還是動載)和鋼材的抗裂性以及得到直流電源的難易等。一般來說,對於塑性、沖擊韌性和抗裂性能要求較高,低溫條件下工作的焊縫都應選用鹼性焊條;當受某種條件限制而無法清理低碳鋼焊件坡口處的鐵銹。油污和氧化皮等臟物時,應選用對鐵銹、油污和氧化皮敏感性小和抗氣孔性能較強的酸性焊條。
異種鋼的焊接如低碳鋼與低合金鋼、不同強度等級的低合金鋼焊接,一般選用與較低強度等級鋼材相匹配的焊條。
(2)焊件的工作條件及使用性能。珠光體耐熱鋼一般選用與鋼材化學成分相似的焊條,或根據焊件的工作溫度來選取。
(3)簡化工藝、提高生產率和降低成本。
4、焊接參數的選擇方法
電弧焊的焊接參數主要有焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接層數、電源種類及極性等。
(1)焊條直徑的選擇。焊條直徑的選擇主要取決於焊件厚度、接頭型式、焊縫位置及焊接層次等因素。在不影響焊接質量的前提下,為了提高勞動生產率,一般傾向於選擇大直徑的焊條。
(2)焊接電流的選擇。主要根據焊條類型、焊條直徑、焊件厚度、接頭型式、焊縫空間位置及焊接層次等因素來決定,其中,最主要的因素是焊條直徑和焊縫空間位置。
(3)電弧電壓的選擇。電弧電壓是由電弧長來決定。電弧長,則電弧電壓高;電弧短,則電弧電壓低。
(4)焊接層數的選擇。在中、厚板焊條電弧焊時,往往採用多層焊。
(5)電源種類和極性的選擇。直流電源,電弧穩定,飛濺小,焊接質量好,一般用在重要的焊接結構或厚板大剛度結構的焊接上。其他情況下,應首先考慮用交流焊機。
一般情況下,使用鹼性焊條或薄板的焊接,採用直流反接;而酸性焊條,通常選用正接。
二)碳弧刨割條
工作時只需交、直流弧焊機,不用空氣壓縮機。
(三)埋弧焊焊接材料
1、焊絲
根據所焊金屬材料的不同,埋弧焊用焊絲有碳素結構鋼焊絲、合金結構鋼焊絲。高合金鋼焊絲、各種有色金屬焊絲和堆焊焊絲。按焊接工藝的需要,除不銹鋼焊絲和有色金屬焊絲外,焊絲表面均鍍銅,以利於防銹並改善導電性能。
同一電流使用較小直徑的焊絲時,可獲得加大焊縫熔深、減小熔寬的效果。當工件裝配不良時,宜選用較粗的焊絲。
2.焊劑
埋弧焊焊劑按用途分為鋼用焊劑和有色金屬用焊劑,按製造方法分為熔煉焊劑、燒結焊劑和陶質焊劑。
(1)焊劑應滿足下列基本要求:
l)具有良好的冶金性能。
2)具有良好的工藝性能。
(2)焊劑的分類。埋弧焊焊劑除按其用途分為鋼用焊劑和有色金屬用焊劑外,通常還按製造方法、化學成分、化學性質和顆粒結構等分類。
l)按製造方法分為:熔煉焊劑、燒結焊劑和陶質焊劑。
2)按化學成分分為:鹼性焊劑、酸性焊劑和中性焊劑。
(3)焊劑和焊絲的選配。
低碳鋼的焊接可選用高錳高硅型焊劑,配合H08MnA焊絲,或選用低錳、無錳型焊劑配H08MnA和H10MnZ焊絲。低合金高強度鋼的焊接可選用中錳中硅或低錳中硅型焊劑配合與鋼材強度相匹配的焊絲。
耐熱鋼、低溫鋼、耐蝕鋼的焊接可選用中硅或低硅型焊劑配合相應的合金鋼焊絲。鐵素體、奧氏體等高合金鋼,一般選用鹼度較高的熔煉焊劑或燒結、陶質焊劑,以降低合金元素的燒損及摻加較多的合金元素。
焊接知識
按照焊接過程中金屬所處的狀態及工藝的特點,可以將焊接方法分為熔化焊、壓力焊和釺焊三大類。
(一)熔化焊
1、氣焊 GMAW
氣焊主要應用於薄鋼板、低熔點材料(有色金屬及其合金)、鑄鐵件和硬質合金刀具等材料的焊接,以及磨損、報廢車件的補焊、構件變形的火焰矯正等。
2、電弧焊
手工電弧焊SMAW可以進行平焊、立焊、橫焊和仰焊等多位置焊接。另外由於電弧焊設備輕便,搬運靈活,可以在任何有電源的地方進行焊接作業。適用於各種金屬材料、各種厚度和各種結構形狀的焊接。
埋弧焊SAW一般只適用於平焊位置,不適於焊接厚度小於 1mm的薄板。
由於埋弧焊熔深大,生產率高,機械化操作的程度高,因而適於焊接中厚板結構的長焊縫。埋弧焊能焊的材料已從碳素結構鋼發展到低合金結構鋼、不銹鋼、耐熱鋼等以及某些有色金屬,如鎳基合金、鈦合金和銅合金等。
3、氣電焊 EGW
用外加氣體作為電弧介質並保護電弧和焊接區的電弧焊稱為氣體保護電弧焊,簡稱氣電焊。
氣電焊通常按照電極是否熔化和保護氣體不同,分為不熔化極(鎢極)惰性氣體保護焊和熔化極氣體保護焊,氧化混合氣體保護焊、CO2氣體保護焊和管狀焊絲氣體保護焊。
從被焊件材質上看,CO2氣體保護焊可以焊接碳鋼和低合金鋼;從焊接位置上看,可以進行全位置焊接,也可以進行平焊、橫角焊及其他空間位置的焊接。
鎢極惰性氣體保護焊可用於幾乎所有金屬和合金的焊接,但由於其成本較高,通常多用於焊接鋁、鎂、鈦和銅等有色金屬,以及不銹鋼和耐熱鋼等。
鎢極惰性氣體保護焊GTAW所焊接的板材厚度范圍,從生產率考慮以3mm以下為宜。對於某些黑色和有色金屬的厚壁重要構件(如壓力容器及管道),為了保證高的焊接質量,也採用鎢極惰性氣體保護焊。
熔化極氣體保護除具備不熔化極氣體保護焊的主要優點(可進行各種位置的焊接;適用於有色金屬、不銹鋼、耐熱鋼、碳鋼、合金鋼絕大多數金屬的焊接)外,同時也具有焊接速度較快,熔敷效率較高等優點。
4、等離子弧焊 PAW
等離子弧廣泛應用於焊接、噴塗和堆焊。能夠焊接更細、更薄(如 1mm以下極薄金屬的焊接)的工件 。
5、電渣焊 ESW
電渣焊可以焊接各種碳素結構鋼、低合金高強度鋼、耐熱鋼和中合金鋼,現已廣泛應用於鍋爐、壓力容器、重型機械、冶金設備和船舶等的製造中。另外,用電渣焊可進行大面積堆焊和補焊。
6、激光焊 LAW
激光焊可以焊接各種金屬材料和非金屬材料如碳鋼、硅鋼、鋁和鈦等金屬及其合金、鎢、鉬等難熔金屬及異種金屬以及陶瓷、玻璃和塑料等。特別適於焊接微型、精密、排列非常密集、對熱敏感性強的工件,適於焊接厚度小於0.5mm的薄板、直徑小於0.6mm的金屬絲。
7、電子束焊 EBW
電子束焊設備復雜,價格貴,使用維護要求高;焊件裝配要求高,尺寸受真空室大小限制;需防護X射線。電子束焊可以用來焊接絕大多數金屬及合金以及要求變形小、質量高的工件等。目前電子束焊已廣泛應用於精密儀器、儀表和電子工業等。
(二)壓力焊 CW
1、電阻焊
電阻焊方法主要有四種,即點焊、縫焊、凸焊和對焊。
點焊適用於可以採用搭接、接頭不要求氣密、厚度小於3 mm的沖壓、軋制的薄板構件。
縫焊廣泛應用於油桶、罐頭罐、暖氣片、飛機和汽車油箱的薄板焊接。
凸焊主要用於焊接低碳鋼和低合金鋼的沖壓件。板件凸焊最適宜的厚度為0.5-4mm。
2、超聲波焊
超聲波焊接原則上適於焊接大多數熱塑性塑料。
(三)釺焊
1、火焰釺焊
火焰釺焊適於碳素鋼、鑄鐵以及銅及其合金等材料的釺焊。氧乙炔焰是常用的火焰。
2、電阻釺焊
電阻釺焊分為直接加熱及間接加熱兩種方式。間接加熱電阻釺焊適宜於熱物理性能差別較大和厚度差別較大焊件的釺焊。
3、感應釺焊
感應釺悍的特點是加熱快、效率高、可進行局部加熱,且容易實現自動化。按照保護方式可以分為空氣中感應釺焊、保護氣體中感應釺焊和真空中感應釺焊。