3-3 其他焊接方法《机械制造工艺基础》（劳动版·第八版）河南省（对口招生）装备制造类 知识点讲解

河南省（对口招生）装备制造类《机械制造工艺基础》 知识点讲解 3-3 其他焊接方法 【课程要求】 1.能说出埋弧自动焊的原理、三个显著特征及主要特点。 2.能描述等离子弧焊的原理、三种形式及应用。 3.能列举电阻焊的三种分类及其各自的应用。 4.能简述钎焊的原理、分类及特点。 5.通过图示分析，理解埋弧自动焊的工作原理和焊缝断面结构。 6.通过对比分析，区分不同焊接方法的适用场景。 【知识网络】 【知识要点】 知识点1 埋弧自动焊 1. 定义 ￮利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧所产生的热量来熔化焊丝、焊剂和焊件而形成焊缝的电弧焊方法。 2. 分类 ￮分为自动焊和半自动焊两种，最常用的是埋弧自动焊。 3. 设备图示 ￮图3-23 埋弧自动焊设备。 4. 三个显著特征 ￮采用连续焊丝，使用颗粒焊剂，焊接过程自动化。 5. 工作原理（图3-24） ￮电源输出端分别接在导电嘴和焊件上，先将焊丝由送丝机构送出，经导电嘴与焊件轻微接触，焊剂由漏斗口经软管流出后，均匀地撒在待焊处。引弧后电弧将焊丝和焊件熔化形成熔池，同时将电弧区周围的焊剂熔化并析出熔渣，形成一个封闭的电弧燃烧空间。熔渣较少的熔渣浮在熔池表面，将液态金属与空气隔绝开来，有利于焊接冶金反应的进行。随着电弧向前移动，熔池液态金属随之冷却凝固而形成焊缝，浮在表面上的液态熔渣也随之冷却而形成渣壳。 6. 焊缝断面示意图（图3-25） ￮展示焊件、焊缝、熔渣、渣壳的结构。 7. 特点： ￮焊缝质量好：电弧在焊剂层下燃烧，熔池金属不受空气的影响，焊丝的送进和熔渣的移动均为自动控制，因此工作稳定，焊接质量好。 ￮生产效率高：埋弧自动焊允许使用大的焊接电流，熔深大，焊接速度快，因而生产效率高。 ￮成本低：埋弧自动焊能量损失少，使用连续焊丝余料损失少，一般厚度的焊件不需要开坡口，因此可节约大量能源、材料和工时，成本低。 ￮改善劳动条件：埋弧自动焊过程已实现机械化、自动化，焊接时无可见弧光，烟尘少，焊工劳动条件得到改善。 ￮适用性有限：埋弧自动焊只适用于水平位置焊接（允许倾斜坡度不超过20°）和长而直或大圆弧的连续焊缝，而且对生产批量有一定要求（大批量生产），因而应用受到一定的限制。 知识点2 等离子弧焊 1. 原理/定义 ￮等离子弧是一种压缩电弧，通过焊枪的特殊设计将钨极插入焊枪喷嘴内部，在喷嘴中通以等离子气，强迫电弧通过喷嘴的孔道，借助水冷喷嘴的外部喷水条件，利用机械压缩作用，热收缩作用和电磁收缩作用，使电弧的弧柱横截面受到限制，产生温度达24000～50000 K，能量密度达10^5～10^6 W/cm^2的高温，高能量密度的压缩电弧。利用等离子弧焊枪所产生的高温等离子弧有效地熔化焊件而实现焊接的过程称为等离子弧焊。 2. 设备图示 ￮图3-26 等离子弧焊。 3. 三种形式（图3-27） ￮非转移型等离子弧：电极接电源负极，喷嘴接正极，而焊件不参与导电。电弧在电极和喷嘴之间产生。 ￮转移型等离子弧：电极接电源负极，焊件接正极，等离子弧在钨极与焊件之间产生。 ￮联合型（又称混合型）等离子弧：转移弧和非转移弧同时存在，需要两个电源独立供电。电极接两个电源的负极，喷嘴及焊件分别接两个电源的正极。 4. 特点及应用： ￮等离子弧呈柱形，其加热区域大小与焊枪离工件的距离基本无关。 ￮温度高，能量密度和等离子流力很大的等离子弧具有很强的小孔效应，适合于单面焊双面成形。 ￮能量密度大，流速快的等离子弧具有很好的稳定性和刚性，不易偏离它所指向的最近点，因此可进行高速焊接，而且对接头的对中要求不高。 ￮应用：可用于从超薄材料到中厚板材的焊接。一般离子气和保护气采用氩气、氮气等惰性气体，可用于低碳钢、低合金钢、不锈钢和铜、镍合金及活性金属的焊接。 知识点3 电阻焊 1. 定义 ￮焊件组合后通过电极施加压力，将被焊工件压紧于两电极之间，并通过电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。 2. 分类及应用 ￮电阻对焊（图3-28）：俗称对焊，工件装配成对接形式，并使其端面紧密接触。焊接时先利用电阻热将其加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻力，使其相互结合，形成焊缝，常用于刀具、型钢、管材的焊接。 ￮电阻点焊（图3-29）：俗称点焊，工件装配成搭接形式，压紧在两电极之间，焊接时利用电阻热熔化母材金属，形成焊点，常用于薄钢板的焊接。 ￮缝焊（图3-30）：电极是一对滚轮，工件装配成搭接或对接形式并置于滚轮之间。滚轮在加压工件的同时转动，连续或断续送电，利用电阻热产生连续焊点，形成缝焊焊缝，常用于焊接厚度不大于2mm的有密封性要求的薄壁容器或构件。 3. 特点： ￮焊接时须对焊件加压并通电，焊件的内电阻和接触电阻发热而使焊件被焊处达到熔化或塑性状态，在压力作用下焊合在一起。 ￮焊件接头不需要开坡口，不用填充金属。 ￮热影响区小，焊件变形小。 ￮劳动条件好，生产效率高，容易实现自动化。 知识点4 钎焊 1. 定义 ￮采用比母材熔点低的金属材料做钎料，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焊件的方法称为钎焊。 2. 分类 ￮硬钎焊：使用硬钎料进行的钎焊称为硬钎焊。硬钎焊适用于受力较大或工作温度较高的焊件。 ￮软钎焊：使用软钎料进行的钎焊称为软钎焊。软钎焊适用于受力不大或工作温度较低、要求不高的焊件。 ￮此外，按加热方式不同，钎焊又分为烙铁钎焊、火焰钎焊（图3-31）和浸渍钎焊等。 3. 特点及应用 ￮焊接时，母材不熔化，只有钎料熔化。 ￮焊件加热温度低，构件变形小，焊件金属组织和性能基本不变。 ￮可焊接异种金属、难熔金属。 ￮为半永久性连接。 ￮应用：钎焊适用于精密零件、复杂结构件及异种金属、难熔金属甚至金属与非金属材料的连接。 【练习题】 一、单项选择题 1. 埋弧自动焊最常用的焊接方式是（ ） A. 半自动焊 B. 自动焊 C. 手工焊 D. 机器人焊 2. 埋弧自动焊使用的焊剂形态是（ ） A. 块状 B. 粉末状 C. 颗粒状 D. 膏状 3. 下列哪种焊接方法在焊接过程中无可见弧光（ ） A. 焊条电弧焊 B. 氩弧焊 C. 埋弧自动焊 D. CO2气体保护焊 4. 等离子弧焊枪中，产生压缩电弧的关键部件是（ ） A. 钨极 B. 导电嘴 C. 喷嘴 D. 送丝机构 5. 利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法是（ ） A. 埋弧焊 B. 等离子弧焊 C. 电阻焊 D. 钎焊 6. 下列哪种电阻焊方法使用一对滚轮作为电极？（ ） A. 电阻对焊 B. 电阻点焊 C. 缝焊 D. 凸焊 7. 硬钎焊与软钎焊的主要区别在于（ ） A. 焊接温度不同 B. 所用钎料不同 C. 母材不同 D. 焊接设备不同 8. 等离子弧的温度可达（ ） A. 5000～10000K B. 10000～20000K C. 24000～50000K D. 50000～100000K 9. 下列焊接方法中，焊接时母材不熔化的是（ ） A. 埋弧焊 B. 等离子弧焊 C. 电阻焊 D. 钎焊 10. 电阻点焊常用于（ ）的焊接。 A. 厚钢板 B. 薄钢板 C. 管材 D. 型钢 二、判断题 1. 埋弧自动焊适用于各种位置的焊接。（ ） 2. 埋弧自动焊一般需要在焊件上开坡口。（ ） 3. 等离子弧焊具有很好的稳定性和刚性，不易偏离焊接方向。（ ） 4. 联合型等离子弧需要两个电源独立供电。（ ） 5. 电阻对焊焊接时需要施加顶锻力。（ ） 6. 缝焊的焊缝是连续的一条直线。（ ） 7. 钎焊属于永久性连接，无法拆卸。（ ） 8. 软钎焊适用于受力较大或工作温度较高的焊件。（ ） 三、名词解释 1. 联合型等离子弧 2. 电阻对焊 3. 硬钎焊 4. 小孔效应 四、简答题 简述埋弧自动焊的五个特点。 【答案】 一、单项选择题 1.B 2.C 3.C 4.C 5.C 6.C 7.B 8.C 9.D 10.B 二、判断题 1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.√ 6.√ 7.× 8.× 三、名词解释 1.联合型等离子弧：又称混合型等离子弧，是转移弧和非转移弧同时存在的等离子弧形式，需要两个电源独立供电，电极接两个电源的负极，喷嘴及焊件分别接两个电源的正极。 2.电阻对焊：俗称对焊，工件装配成对接形式并使其端面紧密接触，焊接时先利用电阻热将其加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻力，使其相互结合形成焊缝的电阻焊方法。 3.硬钎焊：使用硬钎料进行的钎焊，适用于受力较大或工作温度较高的焊件。 4.小孔效应：等离子弧焊中，由于温度高、能量密度和等离子流力很大，使等离子弧具有穿透焊件形成小孔的能力，适合于单面焊双面成形。 四、简答题 （1）焊缝质量好：电弧在焊剂层下燃烧，熔池金属不受空气影响，工作稳定。 （2）生产效率高：允许使用大的焊接电流，熔深大，焊接速度快。 （3）成本低：能量损失少，使用连续焊丝余料损失少，一般厚度的焊件不需要开坡口。 （4）改善劳动条件：过程已实现机械化、自动化，焊接时无可见弧光，烟尘少。 （5）适用性有限：只适用于水平位置焊接（允许倾斜坡度不超过20°）和长而直或大圆弧的连续焊缝，对生产批量有一定要求。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $