Ⅰ 什么是焊接
焊接,也称作熔接,是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。
现代焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。除了在工厂中使用外,焊接还可以在多种环境下进行,如野外、水下和太空。无论在何处,焊接都可能给操作者带来危险,所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施。焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等。
Ⅱ 什么是焊接
世界焊接发展史话
公元前3000多年埃及出现了锻焊技术。
公元前2000多年中国的殷朝采用铸焊制造兵器。
公元前200年前,中国已经掌握了青铜的钎焊及铁器的锻焊工艺。
1801年:英国H.Davy发现电弧。
1836年:Edmund Davy 发现乙炔气。
1856年:英格兰物理学家James Joule 发现了电阻焊原理。
1959年:Deville和Debray发明氢氧气焊。
1881年:法国人 De Meritens 发明了最早期的碳弧焊机。
1881年:美国的R. H. Thurston 博士用了六年的时间,完成了全系列铜-锌合金钎料在强度与延伸性方面的全部实验。
1882年:英格兰人Robert A. Hadfield发明并以他的名字命名的奥氏体锰钢获得了专利权。
1885年:美国人Elihu Thompson 获得电阻焊机的专利权。
1885年:俄罗斯人 Benardos Olszewski 发展了碳弧焊接技术。
1888年:俄罗斯人H.г.Cлавянов 发明金属极电弧焊。
1889—1890年:美国人C. L. Coffin首次使用光焊丝作电极进行了电弧焊接。
1890年;美国人C. L. Coffin提出了在氧化介质中进行焊接的概念。
1890年:英国人Brown 第一次使用氧加燃气切割进行了抢劫银行的尝试。
1895年:巴伐利亚人 Konrad Roentgen 观察到了一束电子流通过真空管时产生X射线的现象。
1895年:法国人 Le Chatelier 获得了发明氧乙炔火焰的证书。
1898年:德国人Goldschmidt发明铝热焊。
1898年:德国人克莱菌.施密特发明铜电极弧焊。
1900年:英国人Strohmyer发明了薄皮涂料焊条。
1900年:法国人 Fouch 和 Picard制造出第一个氧乙炔割炬。
1901年:德国人Menne 发明了氧矛切割。
1904年:瑞典人奥斯卡.克杰尔贝格建立了世界上第一个电焊条厂—ESAB公司的OK焊条厂。
1904年:美国人Avery 发明了便携式钢瓶。
1907年:在美国纽约拆除旧的中心火车站时,由于使用氧乙炔切割节省工程成本的20%多。
1907年:10月 瑞典人O. Kjellberg 完善了厚药皮焊条。
1909年:Schonherr 发明了等离子弧。
1911年:由Philadelphia & Suburban气体公司建成了第一条使用氧溶剂气焊焊接的11英里长管线。
1912年:第一根氧乙炔气焊钢管投入市场。
1912年:位于美国费城的Edward G. Budd 公司生产出第一个使用电阻点焊焊接的全钢汽车车身。
大约1912:年 美国福特汽车公司为了生产著名的T型汽车,在自己工厂的实验室里完成了现代焊接工艺。
1913年:在美国的印第安纳波利斯 Avery 和 Fisher完善了乙炔钢瓶。
1916年:安塞尔.先特.约发明了焊接区X射线无损探伤法。
1917年:第一次世界大战期间使用电弧焊修理了109艘从德国缴获的船用发动机,并使用这些修理后的船只把50万美国士兵运送到了法国。
1917年:位于美国麻萨诸塞州的Webster & Southbridge 电气公司使用电弧焊设备焊接了11英里长、直径为3英寸的管线。
1919年:Comfort A.Adams组建了美国焊接学会(AWS)。
1924年美国焊接协会活动时纪念照片
1919年:C.J.Halslag发明交流焊。
1920年:Gerdien发现等离子流热效应。
1920年:第一艘全焊接船体的汽船 Fulagar号在英国下水。
大约1920年:开始使用电弧焊修理一些贵重设备。
大约1920年:使用电阻焊焊接钢管的生产方法(The Johnson Process)获得了专利。
大约1920年:第一艘使用焊接方法制造的油轮Poughkeepsie Socony号在美国下水。
大约1920年:药芯焊丝被用于耐磨堆焊。
1922年:Prairie 管道公司使用氧乙炔焊接技术,成功地完成了从墨西哥到德克撒斯的直径为8英寸,长达140英里的原油输送管线的铺设工作。
1923年:斯托迪发明堆焊。
1923年:世界上第一个浮顶式储罐(用来储存汽油或其他化工品)建成;其优点是由焊接而成的浮顶与罐壁组成象望远镜一样可升高或降低的储罐,从而可以很方便的改变储罐的体积。
1924年:Magnolia 气体公司使用氧乙炔焊接技术建成了14英里长的全焊结构的天然气管线。
1924年:在美国由H.H.Lester首先使用X光线照相术,为Boston Edison 公司的发电厂检验蒸汽压力为8.3Mpa的待安装的铸件质量。
1926年:美国Langmuir发明原子氢焊。
1926年:美国Alexandre发明CO2气体保护焊原理。
1926年:由美国的A.O.Smith公司率先介绍了在电弧焊接用金属电极外使用挤压方式涂上起保护作用的固体药皮(即手工电弧焊焊条)的制作方法。
1926年:铬钨钴焊材合金获得了第一份关于药芯焊丝的专利。
1926年:美国人M.Hobart和 P.K.Devers获得了使用氦气作为电弧保护气体的专利。
1927年:由Lindberg单独驾驶Ryan式单翼飞机成功地飞过了大西洋,该飞机机身是由全焊合金钢管结构组成的。
1928年:第一部结构钢焊接法规《建筑结构中熔化焊和气割规则》由美国焊接学会出版发行,这部法规就是今天的《D1.1结构钢焊接规则》的前身。
1930年:Georgia 铁路中心为了在两条隧道中铺设铁路采用了连续焊接的方法。焊接轨道在两年后线路贯通时投入使用。
1930年:前苏联罗比诺夫发明埋弧焊。
1931年:由焊接工艺制造全钢结构组成的帝国大厦建成。
1933年:第一条使用电弧焊工艺焊接的接头采用无衬垫结构的长输管线铺成。
1933年:当时世界上最高的悬索桥旧金山的金门大桥建成通车,她是由87750吨钢材焊接拼成的。
1934年:巴顿焊接研究所成立。
巴顿所创始人叶夫金·奥斯卡洛维奇·巴顿
欧洲最大的全焊接第涅伯河上铁桥—巴顿桥
1934年:非加热压力容器规范由API—ASME合作出版发行 。
1935年:美国的Linde Air Procts公司完善了埋弧焊技术。
1936年:瑞士Wasserman发明低温钎焊。
1939年:美国Reinecke发明等离子流喷枪。
1940年:第一艘全焊接船Exchequer号在美国的Ingalls 船坞建成下水。
1941年:美国人Meredith 发明了钨极惰性气体保护电弧焊(氦弧焊)。
1941年:二次世界大战时舰艇、飞机、坦克及各种重武器的制造采用了大量的焊接技术。
1943年:美国Behl发明超声波焊。
1943年:飞机的制造者们首次使用原子氢焊、埋弧焊和熔化极气体保护焊焊接飞机钢制螺旋桨的空心叶片。
1944年:英国Carl发明爆炸焊。
1947年:前苏联Bopoшeвич(沃罗舍维奇)发明电渣焊。
1949年:第一台使用弧焊和电阻焊工艺制造的全焊结构的FORD牌汽车下线。
1950年:美国人Muller,Gibson和Anderson三人获得第一个熔化极气体保护焊喷射过度的专利。
1950年:德国F.Buhorn发现等离子电弧。
大约1950年:在前苏联首次把电渣焊用于生产。
1953年:美国Hunt发明冷压焊。
1953年:前苏联柳波夫斯基、日本关口等人发明CO2气体保护电弧焊。
1954年:自保护药芯焊丝在美国Lincoln电气公司投入生产。
1954年:第一艘采用焊接工艺制造的核潜艇The Nautilus号开始为美国海军服役。
1954年:贝纳德发明了管状焊条。
1955年:美国托姆.克拉浮德发明高频感应焊。
1956年:中国成立了哈尔滨焊接研究所
1956年:前苏联楚迪克夫发明了摩擦焊技术
1957年:法国施吉尔发明电子束焊。
1957年:前苏联卡扎克夫发明扩散焊。
1957年:《焊接》创刊,这是中国第一本焊接专业杂志。
大约1957年:美国、英国和前苏联都在熔化极气体保护焊短路过度工艺中使用了CO2作为保护气体。
1960年:美国Maiman发现激光,现激光已被广泛的应用在焊接领域。
1960年:美国的Airco 推出熔化极脉冲气体保护焊工艺。
1962年:气电立焊的专利权授予了比利时人Arcos。
1962年:电子束焊接首先在超音速飞机和B-70轰炸机上正式使用。
1964年:热丝焊接方法和协调控制熔化极气体保护焊接方法的专利权授予了美国人Manz。
1965年:焊接而成的Appllo 10号宇宙飞船登月成功。
1967年:日本荒田发明连续激光焊。
1967年:世界上第一条海底管线在墨西哥湾铺设成功,它是由美国的Krank Pilia公司使用热螺纹工艺及焊接工艺制造而成的。
1968年:在芝加哥的 John Hancock 中心的22层以上焊接而成了世界上最高的锐角形钢结构,高度达到1107英尺。
1969年:美国的Linde公司提出热丝等离子弧喷涂工艺。
1970年:晶闸管逆变焊机问世。
1976年:日本荒田发明串联电子束焊。
1980年左右:半导体电路和计算机电路被广泛的用来控制焊接与切割过程。
1980年左右:使用蒸汽钎焊焊接印刷线路板。
1983年:航天飞机上直径为160英尺的瓣状结构的圆形顶部是使用埋弧焊和气保护焊方法焊接而成的,使用射线探伤机进行检验的。
1984年:前苏联女宇航员Svetlana Savitskaya在太空中进行焊接试验。
1988年:焊接机器人开始在汽车生产线中大量应用。
1990年左右:逆变技术得到了长足的发展,其结果使得焊接设备的重量和尺寸大大的下降。
1991年:英国焊接研究所发明了搅拌摩擦焊,成功的焊接了铝合金平板。
1993年:使用机器人控制CO2激光器成功的焊接了美国陆军 Abrams型主战坦克。
1996年:以乌克兰巴顿焊接研所B.K.Lebegev院士为首的三十多人的研制小组,研究开发了人体组织的焊接技术。
2001年:人体组织焊接成功应用于临床。
2002年:三峡水轮机的焊接完成,是已建造和目前正在建造的世界上最大的水轮机。
Ⅲ 焊接的概念及焊接机理是什么
1焊接的概念
焊接,就是用加热的方式使两件金属物体结合起来。如果在焊接的过程中需要熔入第三种物质,则称之为“钎焊”,所熔入的第三种物质称为“焊料”。按焊料熔点的高低不同又将钎焊分为“硬钎焊”和“软钎焊”,通常以450℃为界,低于450℃的称为“软钎焊”。电子产品安装的所谓“焊接”就是软钎焊的一种,主要是用锡、铅等低熔点合金作焊料,因此俗称“锡焊”。
2锡焊的机理
从物理学的角度来看,任何焊接都是一个“扩散”的过程,是一个在高温下两个或两个以上物体表面分子相互渗透的过程。锡焊,就是让熔化的焊料渗透到两个被焊物体(比如元器件引脚与印刷电路板焊盘)的金属表面分子中,然后冷凝而使之结合。
锡焊的机理可以由以下三个过程来表述。
1)浸润
加热后呈熔融状态的焊料(锡铅合金),沿着工件金属的凹凸表面,靠毛细管的作用扩展。如果焊料和工件金属表面足够清洁,焊料原子与工件金属原子就可以接近到能够相互结合的距离,即接近原子引力相互作用的距离,上述过程称为焊料的浸润。
2)扩散
由于金属原子在晶格点阵中呈热振动状态,所以在温度升高时,它会从一个晶格点阵自动地转移到其他晶格点阵,这种现象称为扩散。锡焊时,焊料和工件金属表面的温度较高,焊料与工件金属表面的原子相互扩散,在两者界面形成新的合金。
3)界面层结晶与凝固
焊件或焊点降温到室温,在焊接处形成由焊料层和工件金属表面层组成的结合结构,成为“界面层”或“合金层”。冷却时,界面层首先以适当的合金状态开始凝固,形成金属结晶,而后结晶向未凝固的焊料扩展,最终形成固体焊点。
3锡焊的条件
1)被焊金属材料必须具有可焊性
可焊性可浸润性,它是指被焊接的金属材料与焊锡在适当的温度和助焊剂作用下形成良好结合的性能。在金属材料中,金、银、铜的可焊性较好,其中铜应用最广,铁、镍次之,铝的可焊性最差。为了便于焊接,常在较难焊接的金属材料和合金表面镀上可焊性较好的金属材料,如锡铅合金、金、银等。
2)被焊金属表面应洁净
金属表面的氧化物和粉尘、油污等会妨碍焊料浸润被焊金属表面。在焊接前可用机械方法(用小刀或砂纸刮引线的表面)或化学方法(酒精等)清除这些杂质。
3)正确选用助焊剂
助焊剂的种类繁多,效果也不一样,使用时必须根据被焊件材料的性质、表面状况和焊接方法来选取。助焊剂的用量越大,助焊效果越好,可焊性越强,但助焊剂残渣也越多。助焊剂残渣不仅会腐蚀元器件,而且会使产品的绝缘性能变差,因此在锡焊完成后应进行清洗除渣。
4)正确选用焊料
锡焊工艺中使用的焊料是锡铅合金,电子产品的装配和维修中要用共晶合金。
5)控制好焊接温度和时间
热能是进行焊接必不可少的条件。热能的作用是熔化焊料,提高工件金属的温度,加速原子运动,使焊料浸润工件金属界面,扩散到金属界面晶格中去,形成合金层。温度过低,则达不到上述要求而难于焊接,造成虚焊。提高锡焊的温度虽然可以提高锡焊的速度,但温度过高会使焊料处于非共晶状态,加速助焊剂的分解,使焊料性能下降,还会导致印刷电路板上的焊盘脱落,甚至损坏电子元器件。合适的温度是保证焊点质量的重要因素。在手工焊接时,控制温度的关键是选用具有适当功率的电烙铁和掌握焊接时间。根据焊接面积的大小,经过反复多次实践才能把握好焊接工艺的这两个要素。焊接时间过短,会使温度太低,焊接时间过长,会使温度太高。一般情况下,焊接时间应不超过5s。
4锡焊的质量要求
电子产品的组装其主要任务是在印刷电路板上对电子元器件进行锡焊。焊点的个数从几十个到成千上万个,如果有一个焊点达不到要求,就要影响整机的质量,因此在锡焊时,必须做到以下几点
1)电气性能良好
高质量的焊点应是焊料与工件金属界面形成牢固的合金层,才能保证导电性能。不能简单地将焊料堆附在工件金属表面而形成虚焊,这是焊接工艺中的大忌。
2)焊点要有足够的机械强度
焊点的作用是连接两个或两个以上的元器件,并使电气接触良好。电子设备有时要工作在振动的环境中,为使焊件不松动或脱落,焊点必须具有一定的机械强度。锡铅焊料中的锡和铅的强度都比较低,有时在焊接较大和较重的元器件时,为了增加强度,可根据需要增加焊接面积,或将元器件引线、导线元件先行网绕、绞合、钩接在接点上再行焊接。
3)焊点上的焊料要适量
焊点上焊料过少,不仅降低机械强度,而且由于表面氧化层逐渐加深,会导致焊点早期失效。焊点上焊料过多,既增加成本,又容易造成焊点桥连(短路),也会掩盖焊接缺陷,所以焊点上的焊料要适量。印刷电路板焊接时,焊料布满焊盘呈裙状展开时最合适,如图3-7所示。
图3-7典型焊点的外观
1—焊锡丝;2—电烙铁;3—焊点剖面呈“双曲线”;4—平滑过渡;5—半弓形凹下;6—元器件引线;7—铜箔;8—基板
4)焊点表面应光亮均匀
良好的焊点表面应光亮且色泽均匀。这主要是助焊剂中未完全挥发的树脂成分形成的薄膜覆盖在焊点表面,能防止焊点表面氧化。
5)焊点不应该有毛刺、空隙
焊点表面存在毛刺、空隙不仅不美观,还会给电子产品带来危害,尤其在高压电路部分,将会产生尖端放电而损坏电子设备。
6)焊点表面必须清洁
焊点表面的污垢、尤其是助焊剂的有害残留物质,如果不及时清除,酸性物质会腐蚀元器件引线、接点及印刷电路,吸潮会造成漏电甚至短路燃烧等而带来严重隐患。
Ⅳ 压焊是什么焊接方法
焊接过程中无论加热与否,均需要加压的焊接方法。常见的压焊有电阻焊、摩擦焊、冷压焊、扩散焊、爆炸焊等。
Ⅳ 焊接的定义是什么
焊接是通过加热、加压,或两者并用,使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛,既可用于金属,也可用于非金属。
焊接技术主要应用在金属母材上,常用的有电弧焊,氩弧焊,CO2保护焊,氧气-乙炔焊,激光焊接,电渣压力焊等多种,塑料等非金属材料亦可进行焊接。
金属焊接方法有40种以上,主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
1、熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。
2、压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。
3、钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料,将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度,利用液态钎料润湿工件,填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。
(5)固液焊接是什么扩展阅读
焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程,焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩,冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力,矫正焊接变形。
现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头,接头处的强度除受焊缝质量影响外,还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。
对接接头焊缝的横截面形状,决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时,为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口,以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。
选择坡口形式时,除保证焊透外还应考虑施焊方便,填充金属量少,焊接变形小和坡口加工费用低等因素。
厚度不同的两块钢板对接时,为避免截面急剧变化引起严重的应力集中,常把较厚的板边逐渐削薄,达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接,常优先采用对接接头的焊接。
Ⅵ 三大类焊接方法是什么
焊接通过下列三种途径达成接合的目的:
1、熔焊:加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池,熔池冷却凝固后便接合,必要时可加入熔填物辅助,它是适合各种金属和合金的焊接加工,不需压力。
2、压焊:焊接过程必须对焊件施加压力,属于各种金属材料和部分金属材料的加工。
3、钎焊:采用比母材熔点低的金属材料做钎料,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工,也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。
(6)固液焊接是什么扩展阅读:
焊丝选用要考虑的顺序如下:
1、根据被焊结构的钢种选择焊丝 对于碳钢及低合金高强钢,主要是按“等强匹配”的原则,选择满足力学性能要求的焊丝。对于耐热钢和耐候钢,主要是侧重考虑焊缝金属与母材化学成分的一致相似,以满足耐热性和耐腐蚀性等方面的要求。
2、根据被焊部件的质量要求(特别是冲击韧性)选择焊丝 与焊接条件、坡口形状、保护气体混合比等工艺条件有关,要在确保焊接接头性能的前提下,选择达到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。
3、根据现场焊接位置对应于被焊工件的板厚选择所使用的焊丝直径,确定所使用的电流值,参考各生产厂的产品介绍资料及使用经验,选择适合于焊接位置及使用电流的焊丝牌号。
焊接工艺性能包括电弧稳定性、飞溅颗粒大小及数量、脱渣性、焊缝外观与形状等。对于碳钢及低合金钢的焊接(特别是半自动焊),主要是根据焊接工艺性能来选择焊接方法及焊接材料。
Ⅶ 三大类焊接方法是什么
焊接材料
焊接知识
焊接材料
(一)手工电弧焊焊接材料
1、焊条的组成
焊条就是涂有药皮的供电弧焊使用的熔化电极。它是由药皮和焊芯两部分组成。
(l)焊芯。焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝。焊接时,焊芯有两个作用:一是传导焊接电流,产生电弧把电能转换成热能;二是焊芯本身熔化为填充金属与母材金属熔合形成焊缝。
用于焊接的专用钢丝可分为碳素结构钢钢丝、合金结构钢钢丝和不锈钢钢丝三类。
(2)药皮。压涂在焊芯表面的涂层称为药皮。在光焊条外面涂一层由各种矿物等组成的药皮,能使电弧燃烧稳定,焊缝质量得到提高。
药皮中要加入一些还原剂,使氧化物还原,以保证焊缝质量。
由于电弧的高温作用,焊缝金属中所含的某些合金元素被烧损(氧化或氮化),这样会使焊缝的机械性能降低。通过在焊条药皮中加人铁合金或纯合金元素,使之随着药皮的熔化而过渡到焊缝金属中去,以弥补合金元素烧损和提高焊缝金属的机械性能。
改善焊接工艺性能使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好、易脱渣和熔敷效率高。
总之,药皮的作用是保证焊缝金属获得具有合乎要求的化学成分和机械性能,并使焊条具有良好的焊接工艺性能。
2、焊条的分类
(l)按焊条的用途分:
l)低碳钢和低合金高强度钢焊条(简称结构钢焊条)。
2)不锈钢焊条。
3)堆焊焊条。
4)低温钢焊条。
5)铸铁焊条。
6)镍及镍合金焊条。
7)铜及铜合金焊条。
8)铝及铝合金焊条。
(2)按焊条药皮熔化后的熔渣特性分:
l)酸性焊条。
一般用于焊接低碳钢和不太重要的钢结构。
2)碱性焊条。
碱性熔渣的脱氧较完全,又能有效地消除焊缝金属中的硫,合金元素烧损少,所以焊缝金属的机械性能和抗裂性均较好,可用于合金钢和重要碳钢结构的焊接。
3、焊条的选用
通常应根据组成焊接结构钢材的化学成分、机械性能。焊接性和工作环境(有无腐蚀介质、高温或是低温)等要求,以及焊接结构的形状。受力情况和焊接设备(是否有直流电焊机)等方面进行综合考虑,以决定选用哪种焊条。在选用焊条时应注意下列原则:
(l)焊件的机械性能、化学成分。低碳钢、中碳钢和低合金钢可按其强度等级来选用相应强度的焊条。
在焊条的强度确定后再决定选用酸性还是碱性焊条时,主要决定于焊接结构具体形状的复杂性,钢材厚度的大小,焊件载荷的情况(静载还是动载)和钢材的抗裂性以及得到直流电源的难易等。一般来说,对于塑性、冲击韧性和抗裂性能要求较高,低温条件下工作的焊缝都应选用碱性焊条;当受某种条件限制而无法清理低碳钢焊件坡口处的铁锈。油污和氧化皮等脏物时,应选用对铁锈、油污和氧化皮敏感性小和抗气孔性能较强的酸性焊条。
异种钢的焊接如低碳钢与低合金钢、不同强度等级的低合金钢焊接,一般选用与较低强度等级钢材相匹配的焊条。
(2)焊件的工作条件及使用性能。珠光体耐热钢一般选用与钢材化学成分相似的焊条,或根据焊件的工作温度来选取。
(3)简化工艺、提高生产率和降低成本。
4、焊接参数的选择方法
电弧焊的焊接参数主要有焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。
(1)焊条直径的选择。焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头型式、焊缝位置及焊接层次等因素。在不影响焊接质量的前提下,为了提高劳动生产率,一般倾向于选择大直径的焊条。
(2)焊接电流的选择。主要根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头型式、焊缝空间位置及焊接层次等因素来决定,其中,最主要的因素是焊条直径和焊缝空间位置。
(3)电弧电压的选择。电弧电压是由电弧长来决定。电弧长,则电弧电压高;电弧短,则电弧电压低。
(4)焊接层数的选择。在中、厚板焊条电弧焊时,往往采用多层焊。
(5)电源种类和极性的选择。直流电源,电弧稳定,飞溅小,焊接质量好,一般用在重要的焊接结构或厚板大刚度结构的焊接上。其他情况下,应首先考虑用交流焊机。
一般情况下,使用碱性焊条或薄板的焊接,采用直流反接;而酸性焊条,通常选用正接。
二)碳弧刨割条
工作时只需交、直流弧焊机,不用空气压缩机。
(三)埋弧焊焊接材料
1、焊丝
根据所焊金属材料的不同,埋弧焊用焊丝有碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝。高合金钢焊丝、各种有色金属焊丝和堆焊焊丝。按焊接工艺的需要,除不锈钢焊丝和有色金属焊丝外,焊丝表面均镀铜,以利于防锈并改善导电性能。
同一电流使用较小直径的焊丝时,可获得加大焊缝熔深、减小熔宽的效果。当工件装配不良时,宜选用较粗的焊丝。
2.焊剂
埋弧焊焊剂按用途分为钢用焊剂和有色金属用焊剂,按制造方法分为熔炼焊剂、烧结焊剂和陶质焊剂。
(1)焊剂应满足下列基本要求:
l)具有良好的冶金性能。
2)具有良好的工艺性能。
(2)焊剂的分类。埋弧焊焊剂除按其用途分为钢用焊剂和有色金属用焊剂外,通常还按制造方法、化学成分、化学性质和颗粒结构等分类。
l)按制造方法分为:熔炼焊剂、烧结焊剂和陶质焊剂。
2)按化学成分分为:碱性焊剂、酸性焊剂和中性焊剂。
(3)焊剂和焊丝的选配。
低碳钢的焊接可选用高锰高硅型焊剂,配合H08MnA焊丝,或选用低锰、无锰型焊剂配H08MnA和H10MnZ焊丝。低合金高强度钢的焊接可选用中锰中硅或低锰中硅型焊剂配合与钢材强度相匹配的焊丝。
耐热钢、低温钢、耐蚀钢的焊接可选用中硅或低硅型焊剂配合相应的合金钢焊丝。铁素体、奥氏体等高合金钢,一般选用碱度较高的熔炼焊剂或烧结、陶质焊剂,以降低合金元素的烧损及掺加较多的合金元素。
焊接知识
按照焊接过程中金属所处的状态及工艺的特点,可以将焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。
(一)熔化焊
1、气焊 GMAW
气焊主要应用于薄钢板、低熔点材料(有色金属及其合金)、铸铁件和硬质合金刀具等材料的焊接,以及磨损、报废车件的补焊、构件变形的火焰矫正等。
2、电弧焊
手工电弧焊SMAW可以进行平焊、立焊、横焊和仰焊等多位置焊接。另外由于电弧焊设备轻便,搬运灵活,可以在任何有电源的地方进行焊接作业。适用于各种金属材料、各种厚度和各种结构形状的焊接。
埋弧焊SAW一般只适用于平焊位置,不适于焊接厚度小于 1mm的薄板。
由于埋弧焊熔深大,生产率高,机械化操作的程度高,因而适于焊接中厚板结构的长焊缝。埋弧焊能焊的材料已从碳素结构钢发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢等以及某些有色金属,如镍基合金、钛合金和铜合金等。
3、气电焊 EGW
用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊,简称气电焊。
气电焊通常按照电极是否熔化和保护气体不同,分为不熔化极(钨极)惰性气体保护焊和熔化极气体保护焊,氧化混合气体保护焊、CO2气体保护焊和管状焊丝气体保护焊。
从被焊件材质上看,CO2气体保护焊可以焊接碳钢和低合金钢;从焊接位置上看,可以进行全位置焊接,也可以进行平焊、横角焊及其他空间位置的焊接。
钨极惰性气体保护焊可用于几乎所有金属和合金的焊接,但由于其成本较高,通常多用于焊接铝、镁、钛和铜等有色金属,以及不锈钢和耐热钢等。
钨极惰性气体保护焊GTAW所焊接的板材厚度范围,从生产率考虑以3mm以下为宜。对于某些黑色和有色金属的厚壁重要构件(如压力容器及管道),为了保证高的焊接质量,也采用钨极惰性气体保护焊。
熔化极气体保护除具备不熔化极气体保护焊的主要优点(可进行各种位置的焊接;适用于有色金属、不锈钢、耐热钢、碳钢、合金钢绝大多数金属的焊接)外,同时也具有焊接速度较快,熔敷效率较高等优点。
4、等离子弧焊 PAW
等离子弧广泛应用于焊接、喷涂和堆焊。能够焊接更细、更薄(如 1mm以下极薄金属的焊接)的工件 。
5、电渣焊 ESW
电渣焊可以焊接各种碳素结构钢、低合金高强度钢、耐热钢和中合金钢,现已广泛应用于锅炉、压力容器、重型机械、冶金设备和船舶等的制造中。另外,用电渣焊可进行大面积堆焊和补焊。
6、激光焊 LAW
激光焊可以焊接各种金属材料和非金属材料如碳钢、硅钢、铝和钛等金属及其合金、钨、钼等难熔金属及异种金属以及陶瓷、玻璃和塑料等。特别适于焊接微型、精密、排列非常密集、对热敏感性强的工件,适于焊接厚度小于0.5mm的薄板、直径小于0.6mm的金属丝。
7、电子束焊 EBW
电子束焊设备复杂,价格贵,使用维护要求高;焊件装配要求高,尺寸受真空室大小限制;需防护X射线。电子束焊可以用来焊接绝大多数金属及合金以及要求变形小、质量高的工件等。目前电子束焊已广泛应用于精密仪器、仪表和电子工业等。
(二)压力焊 CW
1、电阻焊
电阻焊方法主要有四种,即点焊、缝焊、凸焊和对焊。
点焊适用于可以采用搭接、接头不要求气密、厚度小于3 mm的冲压、轧制的薄板构件。
缝焊广泛应用于油桶、罐头罐、暖气片、飞机和汽车油箱的薄板焊接。
凸焊主要用于焊接低碳钢和低合金钢的冲压件。板件凸焊最适宜的厚度为0.5-4mm。
2、超声波焊
超声波焊接原则上适于焊接大多数热塑性塑料。
(三)钎焊
1、火焰钎焊
火焰钎焊适于碳素钢、铸铁以及铜及其合金等材料的钎焊。氧乙炔焰是常用的火焰。
2、电阻钎焊
电阻钎焊分为直接加热及间接加热两种方式。间接加热电阻钎焊适宜于热物理性能差别较大和厚度差别较大焊件的钎焊。
3、感应钎焊
感应钎悍的特点是加热快、效率高、可进行局部加热,且容易实现自动化。按照保护方式可以分为空气中感应钎焊、保护气体中感应钎焊和真空中感应钎焊。