金屬焊接方法有40種以上,主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。
熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài),不加壓力完成焊接的方法。熔焊時,熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化,形成熔池。熔池隨 。
熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài),不加壓力完成焊接的方法。熔焊時,熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化,形成熔池。熔池隨熱源向前移動,冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。
在熔焊過程中,如果大氣與高溫的熔池直接接觸,大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池,還會在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷,惡化焊縫的質(zhì)量和性能。
為了提高焊接質(zhì)量,人們研究出了各種保護方法。例如,氣體保護電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣,以保護焊接時的電弧和熔池率;又如鋼材焊接時,在焊條藥皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧,就可以保護焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進入熔池,冷卻后獲得優(yōu)質(zhì)焊縫。
壓焊是在加壓條件下,使兩工件在固態(tài)下實現(xiàn)原子間結(jié)合,又稱固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊,當(dāng)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(dāng)加熱至塑性狀態(tài)時,在軸向壓力作用下連接成為一體。
各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數(shù)壓焊方法如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程,因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素?zé)龘p,和有害元素侵入焊縫的問題,從而簡化了焊接過程,也改善了焊接安全衛(wèi)生條件。同時由于加熱溫度比熔焊低、加熱時間短,因而熱影響區(qū)小。許多難以用熔化焊焊接的材料,往往可以用壓焊焊成與母材同等強度的優(yōu)質(zhì)接頭。
釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料,將工件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于工件熔點的溫度,利用液態(tài)釬料潤濕工件,填充接口間隙并與工件實現(xiàn)原子間的相互擴散,從而實現(xiàn)焊接的方法。
焊接時形成的連接兩個被連接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側(cè)在焊接時會受到焊接熱作用,而發(fā)生組織和性能變化,這一區(qū)域被稱為熱影響區(qū)。焊接時因工件材料焊接材料、焊接電流等不同,焊后在焊縫和熱影響區(qū)可能產(chǎn)生過熱、脆化、淬硬或軟化現(xiàn)象,也使焊件性能下降,惡化焊接性。這就需要調(diào)整焊接條件,焊前對焊件接口處預(yù)熱、焊時保溫和焊后熱處理可以改善焊件的焊接質(zhì)量。
另外,焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程,焊接區(qū)由于受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮,冷卻后在焊件中便產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形。重要產(chǎn)品焊后都需要消除焊接應(yīng)力,矯正焊接變形。
現(xiàn)代焊接技術(shù)已能焊出無內(nèi)外缺陷的、機械性能等于甚至高于被連接體的焊縫。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(zhì)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(guān)。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,決定于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(yīng)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(yán)重的應(yīng)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(lián)接,常優(yōu)先采用對接接頭的焊接。
搭接接頭的焊前準(zhǔn)備工作簡單,裝配方便,焊接變形和殘余應(yīng)力較小,因而在工地安裝接頭和不重要的結(jié)構(gòu)上時常采用。一般來說,搭接接頭不適于在交變載荷、腐蝕介質(zhì)、高溫或低溫等條件下工作。
采用丁字接頭和角接頭通常是由于結(jié)構(gòu)上的需要。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點與搭接接頭的角焊縫相似。當(dāng)焊縫與外力方向垂直時便成為正面角焊縫,這時焊縫表面形狀會引起不同程度的應(yīng)力集中;焊透的角焊縫受力情況與對接接頭相似。
角接頭承載能力低,一般不單獨使用,只有在焊透時,或在內(nèi)外均有角焊縫時才有所改善,多用于封閉形結(jié)構(gòu)的拐角處。
焊接產(chǎn)品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕,對于交通運輸工具來說可以減輕自重,節(jié)約能量。焊接的密封性好,適于制造各類容器。發(fā)展聯(lián)合加工工藝,使焊接與鍛造、鑄造相結(jié)合,可以制成大型、經(jīng)濟合理的鑄焊結(jié)構(gòu)和鍛焊結(jié)構(gòu),經(jīng)濟效益很高。采用焊接工藝能有效利用材料,焊接結(jié)構(gòu)可以在不同部位采用不同性能的材料,充分發(fā)揮各種材料的特長,達到經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)。焊接已成為現(xiàn)代工業(yè)中一種不可缺少,而且日益重要的加工工藝方法
焊接種類方法:
1、焊條電弧焊:
原理——用手工操作焊條進行焊接的電弧焊方法。利用焊條與焊件之間建立起來的穩(wěn)定燃燒的電弧,使焊條和焊件熔化,從而獲得牢固的焊接接頭。屬氣-渣聯(lián)合保護。
主要特點——操作靈活;待焊接頭裝配要求低;可焊金屬材料廣;焊接生產(chǎn)率低;焊縫質(zhì)量依賴性強(依賴于焊工的操作技能及現(xiàn)場發(fā)揮)。
應(yīng)用——廣泛用于造船、鍋爐及壓力容器、機械制造、建筑結(jié)構(gòu)、化工設(shè)備等制造維修行業(yè)中。適用于(上述行業(yè)中)各種金屬材料、各種厚度、各種結(jié)構(gòu)形狀的焊接。
2、埋弧焊(自動焊):
原理——電弧在焊劑層下燃燒。利用焊絲和焊件之間燃燒的電弧產(chǎn)生的熱量,熔化焊絲、焊劑和母材(焊件)而形成焊縫。屬渣保護。
主要特點——焊接生產(chǎn)率高;焊縫質(zhì)量好;焊接成本低;勞動條件好;難以在空間位置施焊;對焊件裝配質(zhì)量要求高;不適合焊接薄板(焊接電流小于100A時,電弧穩(wěn)定性不好)和短焊縫。
應(yīng)用——廣泛用于造船、鍋爐、橋梁、起重機械及冶金機械制造業(yè)中。凡是焊縫可以保持在水平位置或傾斜角不大的焊件,均可用埋弧焊。板厚需大于5毫米(防燒穿)。焊接碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、復(fù)合鋼材等。
3、二氧化碳?xì)怏w保護焊(自動或半自動焊):
原理:利用二氧化碳作為保護氣體的熔化極電弧焊方法。屬氣保護。主要特點——焊接生產(chǎn)率高;焊接成本低;焊接變形小(電弧加熱集中);焊接質(zhì)量高;操作簡單;飛濺率大;很難用交流電源焊接;抗風(fēng)能力差;不能焊接易氧化的有色金屬。
4、MIG/MAG焊(熔化極惰性氣體/活性氣體保護焊):
MIG焊原理——采用惰性氣體作為保護氣,使用焊絲作為熔化電極的一種電弧焊方法。保護氣通常是氬氣或氦氣或它們的混合氣。MIG用惰性氣體,MAG在惰性氣體中加入少量活性氣體,如氧氣、二氧化碳?xì)獾取?/p>
5、TIG焊(鎢極惰性氣體保護焊)
原理——在惰性氣體保護下,利用鎢極與焊件間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲(也可不加填充焊絲),形成焊縫的焊接方法。焊接過程中電極不熔化。
6、等離子弧焊
原理——借助水冷噴嘴對電弧的拘束作用,獲得高能量密度的 等離子弧進行焊接的方法。
擴展資料:
焊接注意事項:
一、電弧的長度
電弧的長度與焊條涂料種類和藥皮厚度有關(guān)系。但都應(yīng)盡可能采取短弧,特別是低氫焊條。電弧長可能造成氣孔。短弧可避免大氣中的O2、N2等有害氣體侵入焊縫金屬,形成氧化物等不良雜質(zhì)而影響焊縫質(zhì)量。
二、焊接速度
適宜的焊接速度是以焊條直徑、涂料類型、焊接電流、被焊接物的熱容量、結(jié)構(gòu)開頭等條件有其相應(yīng)變化,不能作出標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。保持適宜的焊接速度,熔渣能很好的覆蓋著熔潭。使熔潭內(nèi)的各種雜質(zhì)和氣體有充分浮出時間,避免形成焊縫的夾渣和氣孔。在焊接時如運棒速度太快,焊接部位冷卻時,收縮應(yīng)力會增大,使焊縫產(chǎn)生裂縫。
焊絲選用的要點
焊絲的選擇要根據(jù)被焊鋼材種類、焊接部件的質(zhì)量要求、焊接施工條件(板厚、坡口形狀、焊接位置、焊接條件、焊后熱處理及焊接操作等待)、成本等綜合考慮。
參考資料:搜狗百科-焊接
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