大学化工机械基础课件4：焊接.ppt

第九章 焊 接 第一节 电弧焊 利用电弧热量加热并熔化金属进行焊接 一、焊接电弧 一种强烈的持久的气体放电现象。 在一定的电场作用下，将电弧空间的气体介质电离，带电质点分别向着电场的两极方向运动，使局部气体空间导电，而形成电弧。 引燃电弧：接触引弧和非接触引弧。 手工电弧焊采用接触引弧。 瞬时接触短路使接触点上电流密度相当大； 氧化皮电阻大产生热，使金属熔化蒸发。 焊条提起，空间内充满了金属蒸气和空气，其中某些原子可能已被电离。 刚拉开瞬间，阴极发射电子。气体介质被撞击电离,电弧温度进一步升高,开始引燃。 维持一定电压，连续放电，电弧连续燃烧。 非接触引弧一般借助于高频或高压脉冲引弧装置，使阴极表面产生强场发射，电子流与气体介质撞击，使其离解导电 二、手工电弧焊 设备简单,操作灵活,对不同位置、不同接头焊缝均能方便焊接，目前仍广泛使用。 短路，随即分开（约2－4mm）引燃电弧。 电弧下工件熔化构成一个半卵形熔池。 药皮熔化,气体隔绝空气,免于氧、氮侵害；溶渣,喷向熔池或与焊芯熔滴喷向溶池。 在电弧及熔池中，液态金属、熔渣和电弧气体间发生某种物理化学变化， 熔池内气体和渣上浮。电弧移去,温度降低，金属和渣凝固,结晶连接。 渣壳脱落露出带鱼鳞纹状的金属焊缝。 交流电焊机实质上是一种特殊的变压器，将工业用电的电压降低。 瞬时熄弧、重新引弧和再次稳定燃烧，交流电弧稳定性较差。 但因结构简单、维修方便、造价低廉和省电等优点，所以广泛采用 直流电焊机又分为旋转式直流电焊机和硅整流式直流电焊机。 前者成本高、噪音大、重量大、维护不方便。 硅整流式直流电焊机结构简单，已逐渐替代旋转式直流电焊机。 电弧持续而稳定，焊缝质量容易保证。 焊条接负极、工件接正极时为正接法；反之为反接法。 一般用碱性低氢型焊条（如J507），为使电弧稳定燃烧，规定用直流反接法； 用酸性焊条（如J422）焊接厚钢板时，用正接法，因为阳极部分温度高于阴极部分，用正接法可得到较大的熔深； 焊接薄钢板及有色金属采用反接法。 三、埋弧自动焊 引燃电弧、送丝、电弧沿焊接方向移动及焊接收尾等过程完全由机械完成。 30－50mm厚的粒状焊剂， 电弧热量使焊丝、工件和焊剂溶化，形成金属熔池，使它们与空气隔绝。 低碳钢用H08A，配高锰高硅型焊剂HJ431 埋弧自动焊的主要优点是： 1）生产率高 用大电流，熔深大，生产率较高。对于20mm以下的对接焊可不开坡口,不留间隙，填充金属少 2）焊缝质量高 保护完善，杂质较少，易获得稳定高质量的焊缝。 3）劳动条件好 没有弧光辐射，劳动条件较好。 最常用。适于批量大，较厚较长的直线及较大直径的环形焊缝的焊接。 埋弧自动焊的不足之处 1)不及手工焊灵活，一般只适合于水平位置或倾斜度不大的焊缝； 2)工件边缘准备和装配质量要求较高、费工时； 3)由于埋弧操作，看不到熔池和焊缝形成过程，必须严格控制焊接规范。 四、氩弧焊 氩气的电离势较高，引弧较困难，常借用高频振荡器产生高频高压电引弧。 氩气的散热能力较低，一旦引燃后，能较稳定地燃烧。 氩弧焊按所用的电极不同分为两种：非熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊。 1、非熔化极氩弧焊（TIG焊） 电极只发射电子、产生电弧，本身不熔化，常用熔点较高的钍钨棒或铈钨棒作为电极，又叫钨极氩弧焊。 可以用手工进行，也可以自动进行。 非熔化极氩弧焊（TIG焊） 防止电极熔化和烧损，电流不能过大，常用于焊接4mm以下的薄板，管子对接、管子与管板的连接 2、熔化极氩弧焊（MIG焊） 焊丝为电极，焊接电流可大大提高，适用于中、厚板焊接，如化工容器筒体的焊接。 焊接过程可采用自动或半自动方式 金属熔滴沿焊丝轴向高速喷射入溶池。不短路，电弧燃烧稳定，无飞溅，焊缝成形好，熔透深度增加，用于焊接厚度为3mm以上的金属。 焊接成本高。焊接易氧化的有色金属、稀有金属、高强度合金钢及一些特殊用途的高合金钢（不锈钢、耐热钢）。 近三十年来，发展了钨极、熔化极脉冲氩弧焊，扩大了应用范围。 用可控的脉冲电流代替连续电流，控制电弧能量，精确控制熔池体积、焊缝熔深及溶滴过渡等，可焊接薄板或超薄板构件。 直流脉冲TIG焊可焊小至0.1mm的薄板。 第二节 焊接接头和坡口形式 对接接头、T形接头、角接接头和搭接接头 一、对接接头 容易焊透，受力情况好，应力均匀，联接强度高，焊接接头质量容易保证。 坡口的主要作用是保证焊透 二、T形接头和角接接头 分不开坡口、单边和双边V形及K形坡口 应力不均，焊缝根部有较大应力集中， 三、搭接接头 不开坡口,均属角焊缝,分端焊缝和侧焊缝 第三节 焊接材料 一、手工电弧焊用焊接材料 电焊条：内部钢芯和外侧药皮 1、钢芯 主要作用导电，并在焊条端部形成具有一定成分的熔敷金属。 要求焊