文档介绍：焊接方法、操作及变形控制
一、焊接的定义与特点
1、定义:
焊接是利用原子之间的扩散与结合,使分离的金属材料牢固地连接起来,成为一个整体的过程。
2、焊接的优点(6点)
节省金属材料、减轻结构重量,且经济效益好。
焊接结构比铆接结构重量可减轻15%-20%,比铸件轻30%-40%,比锻件轻30%。
简化加工与装配工序,生产周期短,生产效率高。
结构强度高,接头密封性好。
为结构设计提供较大的灵活性。
用拼焊的方法可以大大突破铸锻能力的限制。
焊接工艺过程易实现机械化和自动化。
3、焊接的局限性
用焊接方法加工的结构易产生较大的焊接变形和焊接残余应力,从而影响结构的承载能力、加工精度和尺寸稳定性,同时在焊缝与焊件交界处还会产生应力集中,对结构的疲劳断裂有较大的影响。
焊接接头中存在着一定数量的缺陷,如裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等。这些缺陷的存在会降低强度,引起应力集中,损坏焊缝致密性,这是造成焊接结构破坏的主要原因之一。
焊接接头具有较大的性能不均匀性。由于焊缝的成分及金相组织与母材不同,接头各部位经历的热循环不同,使接头不同区域的性能不同。
焊接生产过程中产生高温、强光及一些有毒气体,对人身体有一定损害,因此要加强焊接操作人员的劳动保护。
二、焊接方法的分类
按工艺特点对焊接进行分类,分为三大类:熔焊、压焊、钎焊。
等离子弧焊
非熔化极
TIG
激光焊
电子束焊
钎焊
电渣焊
MAG
压力焊
铝热焊
气焊
CO2
MIG
电弧焊
熔化极
手工焊
埋弧焊
熔化焊接
熔焊
所谓熔焊,是指焊接过程中,将焊接接头在高温等的作用下至熔化状态,两个工件熔化的融液发生混合,待温度降低后,熔化部分凝结,两个工件就被牢固的焊在一起,完成焊接的方法。
熔焊可以分为:电弧焊、电渣焊、气焊、电子束焊、激光焊等。最常见的电弧焊又可以进一步分为:手工电弧焊(焊条电弧焊)、气体保护焊、埋弧焊、等离子焊等。
压焊、钎焊
钎焊是采用比母材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,低于母材熔化温度,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。
压焊是指利用焊接时施加一定压力而完成焊接的方法,压力焊又称压焊。锻焊、接触焊、摩擦焊、气压焊、冷压焊、爆炸焊属于压焊范畴。
对于锅炉压力容器行业,目前主要采用熔化焊。
——因为它具有强度高、气密、水密性好,材质和板厚选择范围大,工艺成熟,可靠性好等优点。
三、几种常用的焊接方法
手工电弧焊、埋弧自动焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊。
(一)几种焊接方法的对比
序
焊接方法
定义
优点
缺点
备注
1
手工电弧焊
是利用焊条与焊件之间的电弧热,将焊条及部分焊件熔化而形成焊缝的焊接方法。
设备简单,便于操作,工艺灵活,使用性强,适用室内外各种位置的焊接,可以焊接碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢等各种材料。
生产效率低,劳动强度大,对焊工的技术水平及操作要求较高。
焊接过程中焊条药皮熔化分解生成气体和熔渣,在气体和熔渣的共同保护下,有效地排除了周围空气对熔化金属的有害影响。通过高温下熔化金属与熔渣间的冶金反应,还原并净化焊缝金属,从而得到优质的焊缝。
2
氩弧焊
氩弧焊是以惰性气体氩气作为保护气体作为保护气体的一种电弧焊接方法。
1 适于焊接各种钢材、有色金属及合金,焊接质量优良;
2 电弧和熔池用气体保护,清晰可见,便于实现全位置自动化焊接;
3 电弧在保护气流压缩下燃烧,热量集中,熔池较小,焊接速度较快,热影响区小,工件焊接变形较小。
4 电弧稳定,飞溅小,焊缝致密,成型美观。
氩气成本较昂贵,氩弧焊的设备和控制系统比较复杂,钨极氩弧焊生产效率较低,且只能焊薄壁构件。
电弧发生在电极与焊件之间,在电弧周围通以氩气,形成封闭气流,保护电弧和熔池不受空气的侵害。而氩气是惰性气体,即使在高温之下,氩气也不与金属发生化学作用,且不溶解于液态金属,因此焊接质量较高。
关于氩弧焊需要注意的问题:
1)、氩弧焊根据电极是否熔化分为不熔化极氩弧焊及熔化极氩弧焊。
2)、不熔化极氩弧焊通常叫钨极氩弧焊,它以钨棒作电极,在氩气保护下,靠钨极与工件间产生的电弧热,熔化基本金属进行焊接。必要时,也可另外填充焊丝。在焊接过程中,钨极不发生明显的熔化和消耗,只起发射电子引燃电弧及传导电流的作用。钨极氩弧焊电弧稳定,可使用小电流焊接薄工件,并可单面焊双面成型,近年在压力容器制造和安装中得到广泛应用。特别是采用钨极氩弧焊打底,然后用手工电弧焊或其它焊接方法形成焊缝,可以避免根部未焊透等缺陷,提高焊接质量。