《焊接基础知识》课件剖析优秀PPT.ppt
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1、焊焊接接基基础础学学问问课课件件一、焊接概述 焊接在现代工业生产中具有特殊重要地作用,在制焊接在现代工业生产中具有特殊重要地作用,在制造大型结构或困难地机器部件时,更显优越,因为它造大型结构或困难地机器部件时,更显优越,因为它可以用化大为小,化困难为简洁地方法准备坯料,然可以用化大为小,化困难为简洁地方法准备坯料,然后用逐次装配焊接地方法拼小成大,这是其他工艺方后用逐次装配焊接地方法拼小成大,这是其他工艺方法难以做到的。法难以做到的。水冷壁焊接汽车制造动车组制造现场造船行业的自动化焊接水下焊接(二)焊接利用加热或加压或二者并用的方法,将两种或两种以上的同种或异种材料,通过原子或分子之间的结合和
2、扩散连接成一体的工艺过程。(三)焊接特点优点:(1)节约材料,减轻质量,生产成本低;(2)简化困难零件和大型零件的加工工艺,缩短加工周期;(3)适应性好;可实现特殊结构的生产及不同材料间的连接成型;(4)整体性好,具有良好的气密性、水密性;(5)降低劳动强度,改善劳动条件。不足:结构无可拆性。焊接时局部加热,焊接接头的组织和性能与母材相比发生变更,产生焊接残余应力和焊接变形。焊接缺陷的隐藏性,易导致焊接结构的意外破坏。(四)焊接应用概述 应用:(1)制造金属结构件,承压设备;(2)制造机器零件和工具;(3)修复。焊接在承压类特种设备制造中也占有重要的地位。焊接质量对承压类特种设备的产品质量和运
3、用平安牢靠性有干脆影响。很多承压类特种设备事故源于焊接缺陷,因此,对承压类特种设备无损检测人员来说,驾驭焊接学问是特殊必要的。(五)焊接分类(1)熔化焊 将待焊处母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。(2)压力焊 焊接过程中,必需对焊件施加压力(加热或加热),以完成焊接的方法称为压力焊。(3)钎焊 钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。接受比母材金属熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材溶化温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。(1)按空间位置不同分按焊缝的空间位置不同可分为:、平焊:水平面的焊接。、立焊:垂直平面,垂直方向上的焊接。、
4、横焊:垂直平面,水平方向上的焊接。、仰焊:倒悬平面,水平方向上的焊接。1、平焊平焊:手工平焊影像明显可见的匀整分布的焊条运行水纹,成形较规正,其水纹图形犹如水的水纹一样。2、立焊立焊:手工立焊影像明显可见鱼鳞状三角水纹,有时呈三角沟槽,成形较规正。3、横焊横焊:手工横焊影像明显可见焊道与焊道之间的沟槽,横焊时,焊条不上下摇摆,故无运条的水纹。4、仰焊仰焊:手工仰焊,由于焊条摇摆方式与平、立、横均不相同,其影像无平、立、横的运条水纹,犹如很多个圆饼形纹组成的焊缝影像,黑度不匀整,若其背面为平焊缝,则还可见不太明显的平焊水纹。1、熔焊原理及过程 熔焊的本质及特点:熔焊的本质及特点:熔化焊的本质是小
5、熔池熔化焊的本质是小熔池熔炼与铸造,是金属熔炼与铸造,是金属熔化与结晶的过程。熔化与结晶的过程。熔池存在时间短,温度熔池存在时间短,温度高;冶金过程进行不高;冶金过程进行不充分,氧化严峻;热充分,氧化严峻;热影响区大。影响区大。冷却速度快,结晶后易冷却速度快,结晶后易生成粗大的柱状晶。生成粗大的柱状晶。2、熔化焊的三要素 热源 能量要集中,温度要高。以保证金属快速熔化,减小热影响区。满足要求的热源有电弧、等离子弧、电渣热、电子束和激光。熔池的疼惜 可用渣疼惜、气疼惜和渣-气联合疼惜。以防止氧化,并进行脱氧、脱硫和脱磷,给熔池过渡合金元素。填充金属 保证焊缝填满及给焊缝带入有益的合金元素,并达到
6、力学性能和其它性能的要求,主要有焊芯和焊丝。3、承压类特种设备常用的焊接方法手工电弧焊埋弧自动焊氩弧焊二氧化碳气体疼惜焊等离子弧焊电渣焊(1)手工电弧焊手工电弧焊手工电弧焊是利用焊条与工件之间的电弧热,将焊条和部分工件熔化而形成焊缝的焊接方法电弧区域热量分布:阳极区 43,弧柱区21,阴极区36手工电弧焊的特点手工电弧焊具有设备简洁,操作灵敏,成本低等优点,且焊接性好,对焊接接头的装配尺寸无特殊要求,可在各种条件下进行各种位置的焊接,适于多种钢材和有色金属等是生产中应用最广的焊接方法。手工电弧焊时有猛烈弧光和烟尘污染,焊接质量不够稳定,焊缝短而不连续,焊缝宽度不均,劳动条件差,劳动强度大,生产
7、率低,对工人技术水平要求较高。手工电弧焊设备1.1.手工电弧焊电源基本要求手工电弧焊电源基本要求 手工电弧焊电源应具有适当的空载电压和较高的引手工电弧焊电源应具有适当的空载电压和较高的引弧电压,以利于引弧,保证平安;当电弧稳定燃烧时,弧电压,以利于引弧,保证平安;当电弧稳定燃烧时,焊接电流增大,电弧电压应急剧下降;还应保证焊条焊接电流增大,电弧电压应急剧下降;还应保证焊条与焊件短路时,短路电流不应太大;同时焊接电流应与焊件短路时,短路电流不应太大;同时焊接电流应能灵敏调整,以适应不同的焊件及焊条的要求。能灵敏调整,以适应不同的焊件及焊条的要求。2.2.电源的种类电源的种类 常用的手工弧焊电源依
8、据输出电流类型分为直流电常用的手工弧焊电源依据输出电流类型分为直流电焊机和沟通电焊机焊机和沟通电焊机 手工电弧焊2.电源种类(1)沟通弧焊机 它是一种特殊的降压变压器,具有结构简洁、噪声小、成本低,效率高,运用和维护便利等优点,是手工电弧焊中应用最广泛的一种供电设备。但是需留意:沟通弧焊机电弧稳定性较差。(2)直流弧焊机 1)旋转式直流电焊机:由一台三相感应电动机和一台直流弧焊发电机组成。焊接电流可在较大范围内匀整调整以满足焊接工艺的要求。2)硅整流式直流电焊机:多接受硅整流元件,与旋转式直流电焊机相比具有噪声小,效率高,用料少,成本低等优点,正逐步代替旋转式直流电焊机手工电弧焊直流电焊机的特
9、点是直流电弧燃烧稳定,所以用小电流焊接时常选用。在焊接合金钢、不锈钢等材质工件时,也常选用直流电源。直流电源依据接工件电极的不同,分为正接和反接两种接法。直流正接是指工件接正极,焊条接负极(厚板、酸性焊条)。直流反接是指工件接负极,焊条接正极(薄板、碱性低氢焊条、低合金钢和铝合金)。正接和反接时,焊接电弧的形态不一样。明显,只有接受直流焊接电源时,才有正接和反接两种接线法,沟通焊接电源由于正、负极在不断地交替,所以不存在极性问题。焊件极性的选择原则:1、焊条电弧焊运用碱性低氢焊条时,一律接受反接。若接受正接,则电弧燃烧不稳定电弧声音很暴燥,发出猛烈的嘶嘶声飞溅很大,并且极简洁产生气孔。运用酸性
10、焊条时,极性对电弧的稳定燃烧影响不大。同样道理,埋弧焊若运用直流电源施焊时,一般也接受反接。2、钨极氩弧焊焊接钢、黄铜时,一律接受正接。因为阴极的发热量远小于阳极,所以用直流正接电源时,钨极接负极,发热量小,不易过热,钨极寿命长,同样直径的钨极可以接受较大的焊接电流。同时正接时,焊件为阳极发热量大,因此熔深大,生产率高。三.焊条焊条的组成焊条的组成焊芯焊芯作为电极,传导焊接电流,产生电弧作为电极,传导焊接电流,产生电弧作为填充金属,与熔化的母材金属共同组成焊缝金属作为填充金属,与熔化的母材金属共同组成焊缝金属添加合金元素添加合金元素 药皮药皮改善焊接工艺性能改善焊接工艺性能易于引弧和再引弧,稳
11、弧性好,易于引弧和再引弧,稳弧性好,削减飞溅,使焊缝成形美观;削减飞溅,使焊缝成形美观;机械疼惜作用机械疼惜作用气疼惜和渣疼惜气疼惜和渣疼惜冶金处理作用冶金处理作用去除有害杂质(如去除有害杂质(如O.H.S.PO.H.S.P等),等),添加有益元素添加有益元素 焊芯中各合金元素对焊接的影响1)碳(C)碳是钢中的主要合金元素,当含碳量增加时,钢的强度、硬度明显提高,而塑性降低。在焊接过程中,碳起到确定的脱氧作用,在电弧高温作用下与氧发生化合作用,生成一氧化碳和二氧化碳气体,将电弧区和熔池四周空气解除,防止空气中的氧、氮有害气体对熔池产生的不良影响,削减焊缝金属中氧和氮的含量。若含碳量过高,还原作
12、用猛烈,会引起较大的飞溅和气孔。考虑到碳对钢的淬硬性及其对裂纹敏感性增加的影响,低碳钢焊芯的含碳量一般0.1。2)锰(Mn)锰在钢中是一种较好的合金剂,随着锰含量的增加,其强度和韧性会有所提高。在焊接过程中,锰也是一种较好的脱氧剂,能削减焊缝中氧的含量。锰与硫化合形成硫化锰浮于熔渣中,从而削减焊缝热裂纹倾向。因此一般碳素结构钢焊芯的含锰量为0.300.55,焊接某些特殊用途的钢丝,其含锰量高达1 70一2.10。3)硅(Si)硅也是一种较好的合金剂,在钢中加入适量的硅能提高钢的屈服强度、弹性及抗酸性能;若含量过高,则降低塑性和韧性。在焊接过程中,硅也具有较好的脱氧实力,与氧形成二氧化硅,但它会
13、提高渣的粘度,易促进非金属夹杂物生成。4)铬(Cr)铬能够提高钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。对于低碳钢来说,铬便是一种偶然的杂质。铬的主要冶金特征是易于急剧氧化,形成难熔的氧化物三氧化二铬(Cr203),从而增加了焊缝金属夹杂物的可能性。三氧化二铬过渡到熔渣后,能使熔渣粘度提高,流淌性降低。5)镍(NO镍对钢的韧性有比较显著的效果,一般低温冲击值要求较高时,适当掺入一些镍。6)硫(S)硫是一种有害杂质,随着硫含量的增加,将增大焊缝的热裂纹倾向,因此焊芯中硫的含量不得大于0.04。在焊接重要结构时,硫含量不得大于0.03。7)磷(P)磷是一种有害杂质,随着含量的增加,将增大焊缝的冷裂纹倾向。1、焊
14、条的分类(1)焊条按熔渣的化学性质分为两大类 酸性焊条 溶渣呈酸性(熔渣碱度1.5),药皮的主要成分为CaCO3、CaF2、CaSiO3和MgCO3等碱性氧化物。优点:抗裂性能好,特殊是冲击韧度较高。承压类特种设备制造中广泛运用碱性焊条缺点:对锈、油、水分较敏感,简洁产生气孔缺陷,电弧稳定性差,脱渣性不好,发尘量大。2)焊条按用途可分为十一大类 碳钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条。依据焊条药皮的主要化学成分来分类,可以将电焊条分为:氧化钛型焊条、氧化钛钙型焊条、钛铁矿型焊条、氧化铁
15、型焊条、纤维素型焊条(分为高纤维素钠型(接受直流反接)、高纤维素钾型两类)、低氢型焊条(分为低氢钠型、低氢钾型和铁粉低氢型等)、石墨型焊条及盐基型焊条。按性能分类的焊条,都是依据其特殊运用性能而制造的专用焊条,如超低氢焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、躺焊焊条、打底层焊条、高效铁粉焊条、防潮焊条、水下焊条、重力焊条等。5.焊条型号 由国家标准分别规定各类焊条的型号编制方法。如标准规定碳钢焊条型号为“E”,其中,字母“E”表示焊条;前二位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值;第三位数字表示焊接位置,“0”及“1”表示焊条适用于全位置(平焊、立焊、横焊、仰焊)焊接,“2”为平焊及平角焊,“4”表示焊条适
16、用于向下立焊;第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。在第四位数字后附加R表示耐吸潮焊条;附加M表示耐吸潮和力学性能有特殊规定的焊条;附加-1表示冲击性能有特殊规定的焊条。6.焊条的选用(1)按强度等级和化学成分选用 焊接异种结构钢时,按强度等级低的钢种选用焊条。焊接一般结构,如低碳钢、低合金钢结构件时,一般选与焊件强度等级相同的焊条,而不考虑化学成分相同或相近。焊接特殊性能钢种,如不锈钢、耐热钢时,应选用与焊件化学成分相同或相近的特种焊条。焊件碳、硫、磷质量分数较大时,应选用碱性焊条。焊接铸造碳钢或合金钢时,因为碳和合金元素的质量分数较高,而且多数铸件厚度、刚度较大,形态困难,故
17、一般选用碱性焊条。(2)按焊件的工况条件选用焊条 焊接承受动载、交变载荷及冲击载荷的结构件时,应选用碱性焊条。焊接承受静载的结构件时,应选用酸性焊条。焊接表面带有油、锈、污等难以清理的结构件时,应选用酸性焊条。焊接在特殊条件,如在腐蚀介质、高温等条件下工作的结构件时,应选用特殊用途焊条。(3)按焊件形态、刚度及焊接位置选用焊条 厚度、刚度大、形态困难的结构件,应选用碱性焊条。厚度、刚度不大,形态一般,尤其是均可接受平焊结构件,应选用适当的酸性焊条。除平焊外,立焊、横焊、仰焊等焊接位置的结构件应选用全位置焊条。异种钢焊接时焊条选用要点:强度级别不同的碳钢+低合金钢(或低合金钢+低合金高强钢)一般
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