4．3 焊接(1)（课件）-高一《金属加工与实训--基础常识》同步教学（高教版第三版）

焊接 金属加工基础与实训 焊接的基础知识 Part 01 气焊 Part 03 焊条电弧焊 Part 02 埋弧焊 Part 04 气体保护电弧焊 Part 05 CONTENT 目 录 电渣焊 Part 08 焊接新技术和新工艺 Part 10 钎焊 Part 09 电阻焊 Part 07 等离子弧焊 Part 06 CONTENT 目 录 焊接的基础知识 一、焊接的基础知识 焊接是一种重要的金属成形加工工艺，广泛应用于车辆、桥梁、容器、船舰、锅炉、起重机械及金属桁架等的制造中。随着科学技术的不断发展和计算机技术在焊接工艺中的应用，焊接质量及生产率不断提高，焊接在国民经济建设中的应用越来越广泛。 一、焊接的基础知识 1.焊接的分类 （1）熔焊 将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。 （2）压焊 在焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热）以完成焊接的方法称为压焊。 （3）钎焊 采用比母材熔点低的金属材料作为钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，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的焊接方法称为钎焊。 一、焊接的基础知识 1.焊接的分类 常用焊接方法的分类如下： 一、焊接的基础知识 2.焊接的特点 ①焊接能够减轻结构质量，节省金属材料。焊接与传统的铆接方法相比，一般可以节省金属材料15%~20%。 ②焊接能够制造双金属结构。可以对不同金属材料的零件进行对焊、摩擦焊等；还可以制造复合层容器，以满足高温设备、高压设备及化工设备等的特殊性能要求。 ③焊接能够化大为小，也能实现以小拼大。在制造形状复杂的结构件时常常先把金属材料加工成较小的部分，然后用逐步装配焊接的方法实现以小拼大。对于大型结构，如船体（图2）等，其制造过程就是以小拼大。 一、焊接的基础知识 2.焊接的特点 一、焊接的基础知识 2.焊接的特点 ④焊接结构强度高。在多数情况下，焊接接头能达到与母材等强度，甚至高于母材强度，因此焊接结构的产品质量比铆接好。目前焊接已基本取代了铆接。 ⑤焊接过程产生的噪声较小，工人劳动强度较低，生产率较高，易于实现机械化与自动化。 ⑥由于焊接是一个不均匀的加热过程，所以焊接后会产生焊接应力与焊接变形。如果在焊接过程中采取合理的措施，就可以消除或减小焊接应力与焊接变形。 焊条电弧焊 二、焊条电弧焊 焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。焊条电弧焊是目前生产中应用最多、最普遍的一种金属焊接方法。它利用焊条与焊件之间产生的电弧热熔化焊件与焊条进行焊接。 二、焊条电弧焊 焊接电弧是指在电极与焊件之间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象，如图1所示。焊接电弧的产生一般有接触引弧和非接触引弧两种方式，手工电弧焊采用接触引弧，如图2a所示。 1.焊接电弧 二、焊条电弧焊 用装在焊钳上的焊条擦划或敲击焊件，由于焊条末端与焊件瞬时接触而造成短路，从而产生很大的短路电流，并使温度迅速升高，为电子逸出和气体电离准备了能量条件；接着迅速把焊条提起3~6mm的距离，在两极间电场力的作用下，被加热的阴极就有电子高速飞出并撞击气体介质，使气体介质电离成正离子、负离子和自由电子，如图2b所示。所产生的正离子奔向阴极，负离子和自由电子奔向阳极。在它们的运动过程中以及到达两极时不断碰撞和复合，使动能变为热能，从而产生大量的光和热，最终在焊条端部与焊件之间形成电弧。 1.焊接电弧 二、焊条电弧焊 在焊条与焊件之间形成的电弧热使焊件局部和焊条端部同时熔化成熔池，焊条金属熔化后成为熔滴，并借助重力和电弧气体的吹力作用过渡到焊件熔池中。同时，电弧热还使焊条药皮熔化或燃烧，药皮熔化后与液体金属发生物理、化学反应，形成的液态熔渣不断从熔池中向上浮起，药皮燃烧时产生的大量气体环绕在电弧周围，熔渣和气体阻止空气中氧和氮的侵入，保护了熔化金属。如图2c所示，焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。阴极区温度大约为2400K；阳极区温度大约为2600K；弧柱区中心的温度最高，为6000~8000K。 1.焊接电弧 二、焊条电弧焊 电弧热量与焊接电流和电压的乘积成正比。通常把电弧稳定燃烧时，焊件与焊条之间所保持的一定电压称为电弧电压。电弧电压主要与电弧长度（焊接电弧两端间的最短距离）有关。电弧越长，相应的电弧电压越高，一般电弧电压为20~35V。由于电弧电压变化较小，所以生产中主要是通过调节焊接电流来调节电弧的热量，焊接电流越大，则电弧产生的总热量越多，反之则电弧产生的总热量越少。 1.焊接电弧 二、焊条电弧焊 1.弧焊电源 为焊条电弧焊提供电源的专用设备称为电焊机，它是焊条电弧焊的主要设备。生产中按焊接电流的种类不同可将电焊机分为直流弧焊机和交流弧焊机两类。 （1）直流弧焊机 直流弧焊机有两种：一种是直流弧焊发电