零件的焊接概述、常用的焊接技术 —电弧焊（课件）-高二《汽车机械基础》同步教学（北理工版）

2023-06-28

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《汽车机械基础》零件的焊接概述焊接通常是指金属的焊接，是通过加热、加压或两者同时并用，使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成形方法。焊接技术在机器制造、造船工业、建筑工程、电力设备生产、航空及航天工业等应用十分广泛。根据焊接过程中加热程度和工艺特点的不同，焊接方法可以分为三大类。下一页返回（1）熔焊：将工件焊接处局部加热到熔化状态，形成熔池（通常还加入填充金属），冷却结晶后形成焊缝，被焊工件结合为不可分离的整体。常见的熔焊方法有气焊、电弧焊、电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。下一页返回（2）压焊：在焊接过程中无论加热与否，均需要加压的焊接方法。常见的压焊有电阻焊、摩擦焊、冷压焊、扩散焊、爆炸焊等。下一页返回（3）钎焊：采用熔点低于被焊金属的钎料（填充金属）熔化之后，填充接头间隙，并与被焊金属相互扩散实现连接。钎焊过程中被焊工件不熔化，且一般没有塑性变形。其他连接技术： ① 胶接技术—使用胶黏剂来连接各种材料。 ② 机械连接—有螺纹连接、销钉连接、键连接和铆钉连接，其中铆钉连接为不可拆连接，其余均为可拆连接。下一页返回常用的焊接技术 —电弧焊 1.焊接电弧电弧是一种强烈而持久的气体放电现象，正负电极间具有一定的电压，而且两电极间的气体介质应处在电离状态。引燃焊接电弧时，通常是将两电极（一极为工件，另一极为填充金属丝或焊条）接通电源，短暂接触并迅速分离，两极相互接触时发生短路，分离时形成电弧。这种方式称为接触引弧。电弧形成后，只要电源保持两极之间一定的电位差，就可维持电弧的燃烧。下一页返回电弧由阴极区、阳极区、弧柱区三部分组成，如图 21所示。阴极区发射电子，因而要消耗一定的能量，所产生的热量占电弧热的36%左右；在阳极区，由于高速电子撞击阳极表面并进入阳极区而释放能量，阳极区产生的热量较多，占电弧热的43%左右。用钢焊热量仅占电弧热的21%，弧柱区的温度可达6000～ 8000K。下一页返回上一页 2.弧焊电源焊接电弧所使用的电源称为弧焊电源，通常可分为四大类：交流弧焊电源、直流弧焊电源、脉冲弧焊电源和逆变弧焊电源。下一页返回上一页 3.焊条焊条是手工电弧焊所使用的焊接材料，由心部的金属焊芯和表面药皮涂层组成。 1)焊芯焊芯作为电极产生电弧并传导焊接电流，焊芯熔化后作为填充金属成为焊缝的一部分。钢焊条的焊芯采用专门的焊接用钢丝。焊条直径是由焊丝直径来表示的，一般为1.6mm、2.0mm、2.5mm、3.2mm、4.0mm、5.0mm、6.0mm 、8.0mm等规格，长度为300～450mm。下一页返回上一页 2）药皮压涂在焊芯表面的涂料层，它的主要作用是保证电弧稳定燃烧，造气、造渣以隔绝空气，保护熔化金属，对熔化金属进行脱氧、去硫、渗入合金元素等。焊条药皮的组成物按其作用分为稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、黏结剂等，由矿石、铁合金、有机物和化工产品四大类原材料粉末，如碳酸钾、碳酸钠、大理石、萤石、锰铁、硅铁、钾钠水玻璃等配成。下一页返回上一页根据熔渣化学性质的不同，焊条可分为酸性焊条和碱性焊条。（1）酸性焊条：熔渣中以酸性氧化物为主，氧化性强，合金元素烧损大，故焊缝的塑性和韧度不高，且焊缝中氢含量高，抗裂性差。但酸性焊条具有良好的工艺性，对油、水、锈不敏感，交直流电源均可用，广泛用于一般结构件的焊接。下一页返回上一页（2）碱性焊条（又称低氢焊条）：药皮中以碱性氧化物和萤石为主，并含较多铁合金，脱氧、除氢、渗金属作用强。与酸性焊条相比，其焊缝金属的含氢量较低，有益元素较多，有害元素较少，因此焊缝力学性能与抗裂性好，但碱性焊条工艺性较差，电弧稳定性差，对油污、水、锈较敏感，抗气孔性能差，一般要求采用直流焊接电源，主要用于焊接重要的钢结构或合金钢结构。下一页返回上一页 4.焊条的牌号与型号 1）焊条的牌号以大写拼音字母或汉字表示焊条的类别，后面跟三位数字，前两位表示焊缝金属的性能，如强度、化学成分、工作温度等，第三位数字表示焊条药皮的类型和焊接电源。如 J422(结422)： “J”(“ 结” ) 表示结构钢焊条， “ 42” 表示熔敷金属的抗拉强度（σ ｂ) ， “2” 表示氧化钛钙型药皮，交流、直流电源均可使用； Z248（铸 248）： “Z”（ “ 铸” ）表示铸铁焊条， “ 2” 表示熔敷金属主

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