1、沈阳航空工业学院工程训练中心第四章焊接实训沈阳航空工业学院工程训练中心沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 目目 录录 4 4.1 1 金属材料的焊接方法金属材料的焊接方法 4 4.2 2 手工电弧焊接工艺手工电弧焊接工艺 4 4.3 3 电焊条的作用电焊条的作用 4 4.4 4 焊接的空间位置和焊接接头焊接的空间位置和焊接接头 4 4.5 5 手工电弧焊接工艺规范及安全特点手工电弧焊接工艺规范及安全特点 4 4.6 6 气焊与气割气焊与气割 4 4.7 7 点焊点焊沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 焊接是一种重要的连接方法，其本质是在被连接工件的接头处，利用局部加热、加压
2、或既加热又加压， 促使原子间互相扩散结合，从而形成不可拆卸的整体的一种加工方法。焊接不仅可以连接金属材料，也可以连接塑料、陶瓷等非金属材料。焊接有很多类型，但是最常见的是手工电弧焊和气焊。手工电弧焊沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 焊接技术的应用几乎涉及所有的工业部门，现在焊接已经成为金属结构生产的主要加工方法之一。它具有很多的优点。 其一，可以连接板金件、锻件等。 其二，焊缝具有良好的机械性能。 其三，采用焊接方法制造金属结构，一般比铆接节少金属材料1020%，而且焊接加工快，工时少，生产周期短。 但是，焊接还存在一定的缺点，焊后工件易产生变形、裂纹等缺陷，还有相当一部分金属的焊
3、接性差，有的焊接工艺较为复杂。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 4.1 金属材料的焊接方法金属材料的焊接方法 根据焊接过程的特点，焊接方法可以分三大类。 1. 熔化焊 这类焊接方法的特点是采用局部加热的方法，将被连接金属的结合处加热到熔化状并形成共同的熔池，一般都加入填充金属，冷凝后彼此结合在一起的焊接方法。 2.压力焊 这类焊接方法的共同特点是不论加热与否都施加一定的压力，使两个连接的结合面紧密的结合在一起，以获得牢固接头的焊接方法。 3. 钎焊 这类焊接方法的共同特点是在焊接时焊件不熔化，而只是适当的加热，将熔化的钎料填充到焊件之间，凝固后便将焊件连接起来，必要时需加熔剂。沈阳
4、航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 1.手工电弧焊概念及应用 手工电弧焊简称手弧焊，是利用电弧产生热量来熔化被焊金属的一种手工操作的焊接方法，其采用手工操作进行引弧到形成焊接的过程，是焊接最基本的操作工艺。 4.2 手工电弧焊接工艺手工电弧焊接工艺沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 (1) 擦划引弧法擦划引弧法 这种引弧方法与擦火柴有些相似，将焊条在焊件上划动一下，即可引燃电弧。当电弧发生后，趁金属还没有开始大量熔化的一瞬间，迅速将焊条轻轻提起和工件保持13毫米距离，使弧长维持到所需长度。 2.手工电弧焊引弧方法 手工电弧焊是采用低电压，大电流放电产生电弧。手工电弧焊可采用两种
5、方法来引燃电弧(引弧)。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 (2) 敲击引弧法敲击引弧法 焊条在焊件表面敲击接角后，便迅速缩回并保持一定的距离(13mm)，电弧即产生。此法方便，在用于各种位置特别是窄小位置焊接时更具适用性。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 (1) 焊条三个基本方向的运焊条三个基本方向的运动动 当电弧引燃后，在焊接过程中为了得到良好的焊缝，焊条必须要有三个基本方向的运动:焊条朝着熔池方向逐渐下降;焊条沿焊接方向前移;作横向摆动。 3.运条方法 为了确保焊缝质量，选用正确的运条方法对于初学者来说，尤其应该注意。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训直线
6、形运条法直线形运条法 (2) 常用的运条方法及应用范围常用的运条方法及应用范围 运条方法很多，应根据接头的型式和间隙、焊缝的空间位置、焊条直径与性能、焊接电流及焊工的技术水平等方面来选用合适的运条方法。常用的运条方法有如下几种。 直线形运条法要求焊接时保持一定的弧长，并沿焊接主向作直线前进。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 锯齿形运条法操作容易，在实际中应用较广，多用于较厚钢板的焊接、平焊及仰焊的对接接头、立焊的对接和填角焊接头。 直线往复运条法直线往复运条法锯齿形运条法锯齿形运条法直线往复运条法具有焊接速度快、焊缝窄和散热快的特点，所以多用于薄板焊接和接头间隙较大的焊缝。沈阳航空
7、工业学院工程训练中心第四章 焊接实训月牙形运条法要求焊条末端焊接方向作月牙形的左右摆动。月牙形运条法月牙形运条法 此方法应用范围和锯齿形运条法基本相同，不过其焊出来的焊缝增高量较高，具有较长的保温时间、易使气体析出和熔渣浮到焊缝表面上来的优点。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 此方法适用于坡口立焊和填角立焊。它的特点是一次能焊出较厚的焊缝断面，焊缝不易产生夹渣，有利于提高生产率。三角形运条法三角形运条法三角形运条法要求焊条末端作连续三角形运动并不断前移。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 圆圈形运条法，如图所示，要求焊条末端连续作圆圈运动，并不断前进。 圆圈形运条法圆圈形
8、运条法 此方法适用于平焊、仰脸焊位置的填角焊和横焊。它主要能控制熔滴金属不下淌，有助于焊缝成形。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 此方法的特点是使两个被焊件边缘充分加热，使之熔化均匀，保证焊透，适用于厚板有坡口的对接焊缝。八字形运条法八字形运条法 八字形运条法要求焊条末端连续作字形运动，并不断前移。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 4.手弧焊的收弧工艺 焊缝结束时应当拉断电弧，称为收弧。如果收弧时立即拉断电弧则易产生弧坑，引起裂纹及气孔等缺陷，因此，要应用合理的收弧。常用的收弧方法有四种。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 4. 3电焊条的作用电焊条的作用 一
9、、焊条的组成 焊条由焊芯和药皮两部分组成。 1. 焊芯的作用 焊芯是具有一定长度和直径的焊接专用金属丝。它的作用如下： (1)作用电极，起传导焊接电注的作用 (2)起填充金属的作用 (3)维持电弧稳定燃烧沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 2. 药皮的作用 药皮的组成比较复杂，其组成物按作用分有稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂，合金剂及粘结剂等。焊条的药皮在焊接过程中起着极其重要的作用，是决定焊缝金属质量优劣的重要因素之一，其作用如下： (1)提高电弧的稳定性，以保证焊接过程正常进行。 (2)产生保护气体和形成熔渣，保护焊缝金属不易氧化。 (3)保证焊缝金属顺利脱氧、脱硫、脱磷。 (4
10、)向焊缝渗合金，以提高焊缝金属的机械性能。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 二、电焊条的分类 1. 按焊条用途分类 (1)结构钢焊条 (2)钼和铬钼耐热钢焊条 (3)不锈钢焊条 (4)堆焊焊条 (5)低温钢焊条 (6)铸铁焊条 (7)镍及镍合金焊条 (8)铜及铜合金焊条 (9)铝及铝合金焊条 (10)特殊用途焊条沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训(1)氧化钛型(2)氧化钛钙型(3)钛铁矿型(4)氧化铁型(5)纤维素型(6)低氢型(7)石墨型(8)盐基型(直流电源)2. 按焊条药皮类型分类沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 3. 焊条牌号中汉字(或拼音字母)及数字
11、的意义 如：结422(J422) 结(J)表示结构钢焊条，前两位数字42表示焊缝金属抗拉强度不低于42kgf/mm2，后面的数字2表示氧化钛钙型药皮，交、直流电源两用。 “A”表示奥氏体不锈钢焊条，“Z”表示铸铁焊条。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 4. 选择电焊条的原则 在生产中，可根据下述原则选择焊条。 (1)考虑焊接件的机械性能和化学成分。 (2)考虑焊接件的工作条件及使用要求。 (3)考虑焊接件几何形状的复杂程度及钢板的厚度。 (4)考虑现场的设备及工艺条件。 (5)考虑改善工人的劳动条件、生产率和经济性等。 在保证质量的情况下，尽量使用普通焊条。沈阳航空工业学院工程训练
12、中心第四章 焊接实训 4.4 焊接的空间位置和焊接接头焊接的空间位置和焊接接头一、焊接的空间位置 焊接按不同的空间位置，可分为平焊，立焊，横焊，仰焊四种。1. 平焊 焊条位于工件之上，焊工俯视工件所进行的焊接叫平焊。 平平 焊焊沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 2. 横焊 在工件的立面或倾斜面上横方向进行的焊接叫横焊。 横 焊 横焊比平焊困难，施焊时应根据焊件的厚度选择焊条直径及焊条的角度位置。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 3. 立焊 在工件的立面或倾斜面上进行纵方向的焊接叫立焊。立立 焊焊 立焊比平面更难掌握，因为焊接熔池处在垂直面上，熔池中的液体金属因自身重量有
13、流出熔池的趋势，容易形成焊瘤。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 4.仰焊 焊接时焊条位于工件下方,焊工仰视工件进行的焊接叫仰焊。 仰焊是焊接中最困难的一种。因为在焊接时,焊接溶池向下,焊条与基本金属熔化后金属液体因自重下流,容易形成根部未焊透、溶缝夹渣等缺陷。仰 焊沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 二、焊接结构中的焊接接头型式 生产中应用较多的有以下四种。 1.对接接头 两焊件的对口平整，且保留一定的间隙的对接焊称为对接接头，如图 所示。对接接头 对接接头是焊接结构中最常见的接头型式，因为焊接受力比较均匀，结构理想，检验方便。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训
14、 2.搭接接头 两焊件相叠并准备在顶端边缘上施焊的接头称为搭接接头，如图所示。 搭 接 接 头沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 3. 丁字接头 两焊件构成“”字型的接头称为丁字接头，如图所示。 丁字接头在钢结构中被广泛应用，在焊接时要注意焊接次序以减少应力和变形。 丁丁 字字 接接 头头 沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 4. 角接接头 两焊件构成直角或某一角度，并准备在顶端边缘上施焊时接头称为角接接头，如图4-15所示。角角 接接 接接 头头 沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 一、手工电弧焊接工艺规范 手工电弧焊接工艺规范(焊接规范)主要包括焊条直径、焊接
15、电流(3555)b,立焊电流比平焊减小1520%，仰 焊电流比平焊减小(1015%)，电弧长度及焊接速度等。 二、焊接缺陷及防止方法 在焊接过程中，由于各种原因常常造成焊缝出现缺陷，这些缺陷按所处的位置可分为外部缺陷和内部缺陷两种。 外部缺陷位于焊缝表面，用肉眼或低倍放大镜可看到。 内部缺陷位于焊缝内部。 4.5 手工电弧焊接工艺规范及安全特点手工电弧焊接工艺规范及安全特点沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 三、手工电弧焊的安全特点 1. 由触电造成的电击伤害 2.烟尘及有毒气体中毒 3.电焊弧光造成眼睛和皮肤的疾病 4.爆炸、火灾和其它伤害沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实
16、训气气 焊焊 气焊是利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰所产生的高热熔化焊件和焊组织上而进行金属连接的一种熔化焊方法。4.6 气焊与气割气焊与气割一、气焊的优缺点 1. 优点 (1)可以焊接很薄的工件 (2)焊接铸铁，有色金属时，焊缝质量很好。 (3)在电力不足的地方需要焊接时，气焊可发挥更大的作用。2. 缺点(1)生产效率低。 (2)焊后变形大，热影响区大。(3)设备复杂，占用生产面积大。(4)技术较难掌握，不易实现自动化。(5)不适于焊厚的工件。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训二、气焊设备 1. 气焊时应用的设备和器具 气焊设备及连接图气焊设备及连接图 设备：氧气瓶，乙炔瓶，乙炔发
17、生器及回火防止器。 器具：焊炬，减压器，胶管等。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 2. 减压器的作用 (1)显压 显示瓶内气体及减压后气体的压力。 (2)减压 将气体从高压降低到工作压力。 (3)稳压 不论高压气体压力及焊炬耗气量如何变化都能保持工作压力基本稳定不变。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 三、常用的气体及氧-乙炔焰 1. 气焊中常用的气体 气焊所用的气体中，一种是可燃气体，如甲烷，液化石油气，氢气天然气，乙炔等，另一种是助燃气体，如氧气，乙炔和氧气燃烧时产生的温度最高(3500)，所以，氧-乙炔焰在气焊中应用最广。 2. 氧-乙炔焰 在气焊操作时，调节焊炬的
18、氧气阀和乙炔阀，可以改变氧和乙炔的比例而得到三种不同性质的火焰。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 (1)碳化焰 在混合室内氧气和乙炔的比值(O2/C2H2)小于1时喷出具有富碳区的火焰为碳化焰。 这种火焰明显的分为火焰心，内焰和外焰三部分，火焰温度最高达27003000 。气焊设备及连接图气焊设备及连接图沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 (2)中性焰 氧气与乙炔的比值为11.2时,焰心中没有过量的自由气及自由碳存在的火焰叫中性焰。 中性焰的焰心色白明亮，轮廓清楚微微可见和外焰没有明显的界限，只从颜色上可以略加区别。它的最高温度可达31003200。 气焊设备及连接图气焊
19、设备及连接图沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 (3)氧化焰 当氧气与乙炔的比值大于1.2时，火焰焰心周围没有过量的自由氧的火焰叫氧化焰。 此种火焰由焰心和外焰两部分组成，氧化焰中氧含量较高，燃烧比中性焰强烈，温度最高可达3500。气焊设备及连接图气焊设备及连接图沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 四、气焊工艺 1. 焊丝与焊粉的选择 焊丝的选择原则与电弧焊基本相同，其直径与焊件应大致相适应。 焊粉的主要作用是保护熔池金属，去除焊接过程中产生的氧化物，改善焊缝性能，气焊低碳钢时可不用焊粉。 气焊不锈钢和耐热钢时选用“粉101” 气焊铸铁时选用“粉201” 气焊铜及其合金时选
20、用“粉301” 气焊铝及其合金选用“粉401”。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 2. 气焊接头沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 3. 焊炬的倾角 当焊接厚度，熔点高，导热性好的焊件时，焊炬的倾角应当大些。开始焊接时，为了迅速地形成熔池，可以将焊炬的倾角增大，甚至到8090。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 4. 气焊方法 焊前应预热焊缝旁的金属。焊接必须在内焰中进 行，一般焰心应当距离金属表面23mm。焊接时可用左向或右向焊接法。 气焊设备及连接图气焊设备及连接图沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训气气 割割 利用气体火焰将金属预热到燃点，然后开放
21、切割氧，使金属迅速燃烧成溶渣，并从切口将熔渣吹掉，从而使金属分离的过程叫气割。 一、气割的条件 1. 金属在氧气流中猛烈氧化的燃点温度应低于熔点。 2. 金属氧化物的熔点，应低于金属本身的熔点。 3. 生成的金属氧化物应易于流动。 4. 金属在氧气流中能够剧烈地燃烧，并放出足够的热量。 5. 金属在氧气流中燃烧时的发热量，应大于其导热性能。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训二、气割的优缺点1. 优点 割缝整齐，节省金属(因为用电焊切割时，需用电焊条切割)、灵活方便和加工速度快。2. 缺点 割缝附近金属成分发生变化，某些金属元素被烧损了，这一区域的金属硬度提高，晶粒组织变粗，切割后的工件稍有变形。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训4.6 点焊点焊 点焊是利用柱状电极通电加压，在搭接焊件接触面形成焊点将工件连接在一起的焊接方法。点点 焊焊 点焊主要适用于薄板壳体、型钢构架和钢筋构件的焊接。沈阳航空工业学院工程训练中心第四章 焊接实训 焊接过程如图所示。 经过搭接装配好后，放在点焊机的上、下电极之间压紧，如图 (a)所示。 通以大电流，将焊件的接触面迅速加热到塑性及局部熔化状态，形成熔核，如图(b)所示。 断电后保持一定的压力，使熔核冷却凝固，形成焊点，如图(c)所示。 取出工件，如图(d)所示。气焊设备及连接图气焊设备及连接图
