焊接工艺.pptx

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2015/5/15,#,单击此处编辑母版标题样式,冯松,焊接工艺,焊 接,焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合,金属,或其他,热塑性,材料如,塑料,的,制造,工艺及技术,。,焊接是通过,加热,、,加压,，或两者并用，使两工件产生,原子间结合,的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于,金属,，也可用于非金属。,锻焊（打铁的）,普京也是打铁的,水下焊接技术,手工电弧焊,氩弧焊,电烙铁焊接,气焊,气体保护焊,气压焊,焊接机器人,热风塑料焊,焊接技术的分类,熔 焊,熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至,熔化状态,，,不加压力,完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。,熔焊的优点,焊适用于多种金属材料的焊接，设备简单、成本低廉、焊炬操作灵便，在小批量薄件（最薄,0.5,毫米）焊接、全位置安装焊（如锅炉低压管安装）和修补焊等方面应用较普遍,气 焊,气焊的优缺点,优点,设备简单、费用低、移动方便、使用灵活。,通用性强，对铸铁及某些有色金属的焊接有较好的适应性。,由于无需电源，因而在无电源场合和野外工作时有实用价值。,缺点,生产效率较低。气焊火焰温度低，加热速度慢。,焊接后工件变形和热影响区较大，加热区域宽，焊接热影响区宽，焊接变形大。,焊接过程中，熔化金属受到的保护差，焊接质量不易保证,较难实现自动化。,气焊,铝 热 焊,用,化学反应,热作为热源的焊接方法。焊接时，预先把待焊两工件的端头固定在铸型内，然后把铝粉和氧化铁粉混合物（称铝热剂）放在坩埚内加热，使之发生还原放热反应，成为液态金属（铁）和熔渣,(,主要为,Al2O3),，注入铸型。液态金属流入接头空隙，形成焊缝金属，熔渣则浮在表面上。为了调整熔液温度和焊缝金属化学成分，常在铝热剂中加入适量的添加剂和合金。,铝热焊图片（一）,铝热焊图片（二）,铝热焊的优点,铝热焊具有设备简单,使用方便、不需要电源等特点常用于钢轨、钢筋和其他大截面工件的焊接。,铝热焊视频,电 渣 焊,电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源，将填充金属和母材熔化，凝固后形成金属原子间牢固连接。在开始焊接时，使焊丝与起焊槽短路起弧，不断加入少量固体焊剂，利用电弧的热量使之熔化，形成液态熔渣，待熔渣达到一定深度时，增加焊丝的送进速度，并降低电压，使焊丝插入渣池，电弧熄灭，从而转入电渣焊焊接过程。,电渣焊原理图,电渣焊图片,电渣焊的优点,优点：,完成接缝的速度，一般是,1m,接缝,/,小时，不考虑厚度；,无角形变；,边角形变被限制在,3mm/m,焊缝；,形成高质量的焊缝；,简单的接头准备，如火焰切割直角边缘；,通过切割所有焊缝和重复焊接可方便地进行大型的修理,电渣焊的缺点,缺点,输入的热量大接头在高温下停留时间长,焊缝附近容易过热，焊缝金属呈粗大结晶的铸态组织，冲击韧性低,焊件在焊后一般需要进行正火和回火热处理。,电渣焊视频,电子束焊,电子束焊是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。,电子束焊接因具有不用焊条、不易,氧化,、工艺重复性好及热变形量小的优点而广泛应用于,航空航天,、,原子能,、,国防,及,军工,、,汽车,和电气电工仪表等众多行业。电子束焊接的基本原理是电子枪中的阴极由于直接或间接加热而发射电子，该电子在高压静电场的加速下再通过电磁场的聚焦就可以形成能量密度极高的电子束，用此电子束去轰击工件，巨大的动能转化为热能，使焊接处工件熔化，形成熔池，从而实现对工件的焊接,电子束焊接图片,电子束优点,电子束穿透能力强，焊缝深宽比大，可达到,50:1,。,焊接速度快，热影响区小，焊接变形小。,真空环境利于提高焊缝质量。,焊接可达性好。,电子束易受控。,电子束缺点,1),设备比较复杂，费用比较昂贵。,2),焊接前对接头加工、装配要求严格，以保证接头位置准确，间隙小而且均匀。,3),真空电子束焊接时，被焊工件尺寸和形状常常受到真空室的限制。,4),电子束易受杂散电磁场的干扰，影响焊接质量。,5),电子束焊时产生的,X,射线需要严加防护以保证操作人员的健康和安全,电子束焊接,激光焊接,激光焊接以可聚焦的激光束作为焊接能源。当高强度激光照射在被焊材料表面上时，部分光能将被材料吸收而转变成,热能,，使材料熔化，从而达到焊接的目的。,激光焊接图片,激光焊接优点（一）,（,1,）可将入热量降到最低的需要量，热影响区金相变化范围小，且因热传导所导致的变形亦最低。,（,2,）,32mm,板厚单道焊接的焊接工艺参数业经检定合格，可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用。,（,3,）不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑。且因不属于接触式焊接制程，机具的耗损及变形接可降至最低。,（,4,）激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引，可放置在离工件适当之距离，且可在工件周围的机具或障碍间再导引，其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥。,（,5,）工件可放置在封闭的空间（经抽真空或内部气体环境在控制下）。,（,6,）激光束可聚焦在很小的区域，可焊接小型且间隔相近的部件，,激光焊接优点（二）,（,7,）可焊材质种类范围大，亦可相互接合各种异质材料。,（,8,）易于以自动化进行高速焊接，亦可以数位或电脑控制。,（,9,）焊接薄材或细径线材时，不会像电弧焊接般易有回熔的困扰。,（,10,）不受磁场所影响（电弧焊接及电子束焊接则容易），能精确的对准焊件。,（,11,）可焊接不同物性（如不同电阻）的两种金属,（,12,）不需真空，亦不需做,X,射线防护。,（,13,）若以穿孔式焊接，焊道深一宽比可达,10:1,（,14,）可以切换装置将激光束传送至多个工作站,激光焊接的缺点,（,1,）焊件位置需非常精确，务必在激光束的聚焦范围内。,（,2,）焊件需使用夹治具时，必须确保焊件的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准。,（,3,）最大可焊厚度受到限制渗透厚度远超过,19mm,的工件，生产线上不适合使用激光焊接。,（,4,）高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等，焊接性会受激光所改变。,（,5,）当进行中能量至高能量的激光束焊接时，需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除，以确保焊道的再出现。,（,6,）能量转换效率太低，通常低于,10%,。,（,7,）焊道快速凝固，可能有气孔及脆化的顾虑。,（,8,）设备昂贵。,激光焊接视频,电 弧 焊,电弧焊是利用电弧作为热源的熔焊方法，简称弧焊。其基本原理是利用电弧是在大电流（,10,至,200A,）以及低电压（,10,至,50V,）条件下通过一电离气体时放电所产生的热量，来熔化焊条与工件使其在冷凝后形成焊缝。按其自动化程度可分为：,手工电弧焊,、半自动电弧焊、自动电弧焊。按其工艺可大致分为：钨极气体保护电弧焊、熔化极气体保护电弧焊、埋弧焊、,等离子,体电弧焊,电弧焊分类,电弧焊可分为手工电弧焊、半自动（电弧）焊、自动（电弧）焊。自动（电弧）焊通常是指埋弧自动焊,-,在焊接部位覆有起保护作用的焊剂层，由填充金属制成的光焊丝插入焊剂层，与焊接金属产生电弧，电弧埋藏在焊剂层下，电弧产生的热量熔化焊丝、焊剂和母材金属形成焊缝，其焊接过程是自动化进行的。最普遍使用的是手工电弧焊。,手动电弧焊（熔化极）,手工电弧焊使用各种各样的方法保护焊接熔池，防止和大气接触。热能由电弧提供。和,MIG,焊一样，电极为自耗电极。金属电极外由矿物质熔剂包覆，熔剂熔化时形成焊渣,(,药皮,),盖住焊接熔池。包覆的熔剂释放出气体保护焊接熔池，含有合金元素用来补偿合金熔池的合金损失。,有些情况下，包覆的熔剂内含有所有合金元素，中部的焊条仅是碳钢。然而，在采用这些类型的焊条时，需要特别小心，因为所有飞溅都具有软钢性质，在使用过程中焊缝会锈蚀。,2011,年,10,月第,41,届世界技能大赛获得奖牌第一人裴先锋,国家主席习近平接见裴先锋,裴先锋获得银牌作品,手工电弧焊,手工电弧焊的优缺点,优点,1,、设备简单。,2,、操作灵活方便。,3,、能进行全位置焊接适合焊接多种材料。,缺点,生产效率低劳动强度大。,手工电弧焊,埋弧焊,（熔化极）,埋弧焊原理及特点 埋弧焊也是利用电弧作为热源的焊接方法。埋弧焊时电弧是在一层颗粒状的可熔化焊剂覆盖下燃烧，电弧光不外露。埋弧焊由此得名。所用的金属电极是不间断送进的裸焊丝。二、埋弧焊的适用范围 由于埋弧焊熔深大、生产率高、机械操作的程度高，因而适于焊接中厚板结构的长焊缝。在造船、锅炉与压力容器、桥梁、超重机械、核电站结构、海洋结构、武器等制造部门有着广泛的应用，是当今焊接生产中最普遍使用的焊接方法之一。,埋弧焊图片,埋弧焊的优缺点,埋弧焊优点：,1,）使用的焊接电流大、焊缝厚度深、可减小焊件的坡口。,2,）焊接速度快。,3,）焊剂的保护效果好（属于渣保护），特别在有风的环境中施焊。,4,）焊接质量与对焊工技艺水平的要求比手弧焊低。没有弧光辐射，劳动条件较好。,埋弧焊缺点,埋弧焊的主要缺点是只能适用于平焊位置，容易焊偏，薄板焊接难度较大,埋弧焊视频,二氧化碳保护焊（熔化极）,二氧化碳气体保护焊是焊接方法中的一种，是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。在焊接时不能有风，适合室内作业。,按焊丝分类,可分为药芯和实心焊丝两种,二氧化碳保护焊图片,二氧化碳保护焊优点,主要优点,1,焊接成本低。其成本只有埋弧焊、焊条电弧焊的,4050%,。,2,生产效率高。其生产率是焊条电弧焊的,14,倍。,3,操作简便。明弧，对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可以向下焊接。,4,焊缝抗裂性能高。焊缝低氢且含氮量也较少。,5,焊后变形较小。角变形为千分之五，不平度只有千分之三。,6,焊接飞溅小。当采用超低碳合金焊丝或药芯焊丝，或在,CO2,中加入,Ar,，都可以降低焊接飞溅。,二氧化碳保护焊缺点,二氧化碳保护焊缺点,1,二氧化碳保护焊弧光很强，必须注意个人防护。,2,二氧化碳保护焊抗风能力差，在室外焊接作业很不方便。,二氧化碳保护焊视频,等离子焊接,等离子弧焊是利用等离子弧作为热源的,焊接,方法。气体由电弧加热产生离解，在高速通过水冷喷嘴时受到,压缩,，增大能量密度和离解度，形成等离子弧。它的稳定性、发热量和温度都高于一般电弧，因而具有较大的熔透力和焊接速度。形成等离子弧的气体和它周围的保护气体一般用氩。根据各种工件的材料性质，也有使用氦或氩氦、氩氢等混合气体的。,等离子焊接图片,等离子焊接,等离子焊接优缺点,（,1,）微束等离子弧焊可以焊接箔材和薄板。,（,2,）具有小孔效应，能较好实现单面焊双面,自由成形,。,（,3,）等离子弧能量密度大，弧柱温度高，穿透能力强，,10,12mm,厚度钢材可不开坡口，能一次焊透双面成形，焊接速度快，生产率高，应力变形小。,（,4,）设备比较复杂，气体耗量大，只宜于室内焊接,等离子焊接视频,氩弧焊,氩弧焊是氩气体保护焊，就是在电弧焊的周围通上氩弧保护性气体,将空气隔离在焊区之外，防止焊区的氧化。氩弧焊按照电极的不同分为熔化极氩弧焊（,MIG,）和非熔化极氩弧焊（,TIG,）两种。,氩弧焊接,氩弧焊特点,熔化极氩弧焊与钨极氩弧焊相比的特点,（,1,）效率高 因为它电流密度大，热量集中，熔敷率高，焊接速度快。另外，容易引弧。,（,2,）需加强防护 因弧光强烈，烟气大，所以要加强防护。,氩弧焊的危害,氩弧焊与焊条电弧焊相比对人身体的伤害程度要高一些，氩弧焊的电流密度大，发出的光比较强烈，它的电弧产生的紫外线辐射，约为普通焊条电弧焊的,5,30,倍，红外线约为焊条电弧焊的,1,1.5,倍，在焊接时产生的臭氧含量较高，因此，尽量选择空气流通较好的地方施工,不然对身体有很大的伤害,氩弧焊视频,压焊,压力焊是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。这类焊接有两种形式，可,加热后施压,，亦可,直接冷压,焊接，其压接接头较牢固。,压力焊是典型的固相焊接方法，固相焊接时必须利用压力使待焊部位的表面在固态下直接紧密接触，并使待焊接部位的温度升高，通过调节温度，压力和时间，使待焊表面充分进行扩散而实现原子间结合。,压焊图片（一）,压焊图片（二）,压焊分类,加热施压,将被焊金属接触部分加热至塑性状态或局部熔化状态，然后施加一定的压力，以使金属原子间相互结合形成牢固的焊接接头。如锻焊、接触焊、爆炸焊、摩擦焊、气压焊、电阻焊、超声波焊等就是这种类型的压力焊方法。,摩擦焊,在压力作用下，是在恒定或递增压力以及扭矩的作用下，利用焊接接触端面之间的相对运动在摩擦面及其附近区域产生摩擦热和塑形变形热，使及其附近区域温度上升到接近但一般低于熔点的温度区间，材料的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎，在顶锻压力的作用下，伴随材料产生塑性变形及流动，通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态,焊接,方法,摩擦焊,摩擦焊优缺点,摩擦焊具有以下优点：（,1,）焊接质量稳定，焊件尺寸精度高，接头废品率低于电阻对焊和闪光对焊。（,2,）焊接生产率高，比闪光对焊高,5,6,倍。（,3,）适于焊接异种金属，如碳素钢、低合金钢与不锈钢、高速钢之间的连接，铜,-,不锈钢、铜,-,铝、铝,-,钢、钢,-,锆等之间连接。（,4,）加工费用低，省电，焊件无需特殊清理。（,5,）易实现机械化和自动化，操作简单，焊接工作场地无火花，弧光及有害气体。缺点：靠工件旋转实现，焊接非圆截面较困难。盘状工件及薄壁管件，由于不易夹持也很难焊接。受焊机主轴电机功率的限制，目前摩擦焊可焊接的最大截面为,20000mm2,。摩擦焊机一次性投资费用大，适于大批量生产。,摩擦焊视频,电阻焊分类,电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，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。,电阻焊方法主要有四种：即,点焊,、,缝焊,、,凸焊,和,对焊,。,1,）、点焊是一种高速经济的连接方法。,2,）、缝焊主要适用于油桶、罐头罐、暖气片、飞机和汽车油箱的薄板焊接。,3,）、凸焊主要用于焊接,低碳钢,和,低合金钢,的冲压件。,4,）、对焊时两工件端面相接触，经过电阻加热和加压后沿整个接触面被焊接起来。,点焊,闪光对焊,超声波焊,塑料超声波焊接的原理是使塑料的焊接面在,超声波,能量的作用下作高频,机械振动,而发热熔化，同时施加焊接压力，从而把塑料焊接在一起。,根据焊具与工件相互位置的不同，超声波焊接分为近程和远程两种。,近程又称为直接式超声波焊接，或接触超声波焊接。,远程称为间接超声波焊接。,超声波焊接,爆炸焊接,爆炸焊接（,explosive welding,）是一种固相焊接方法，通常用于异种金属之间的焊接。如钛、铜、铝、钢等金属之间的焊接，可以获得强度很高的,焊接接头,。而这些化学成分和物理性能各异的金属材料的焊接，用其他的焊接方法很难实现。现代工业需要多种多样的金属,复合材料,，爆炸焊接工艺应运而生。,爆炸焊接,爆炸焊优缺点,爆炸焊接投资少，成本低。而且能够进行大面积工件的焊接，用途极为广泛。但是在生产过程中会产生噪声和地震波，对爆炸场附近环境和居民造成影响，因此，,爆炸加工,场一般应建在偏远的山区。同时爆炸加工露天作业受天候影响较大。,爆炸焊视频,冷压焊,不进行加热，仅在被焊金属接触面上施加足够大的压力，借助于压力所引起的塑性变形，以使原子间相互接近而获得牢固的压挤接头，这种压力焊的方法有冷压焊、爆炸焊等。,冷压焊装置,冷压焊特点（一）,1,焊接在允许的形变速度之下不会引起接头升温，也不存在界面原子的扩散，固没有软化区、热影响区和脆性金属中间相。,2,结合面呈现复杂的峰谷和犬牙交错的空间形态，接触面大，同种金属接头强度不低于母材。异种金属接头强度不低于金属强度,3,结合界面大，又无中间相，所以接头的导电性、抗腐蚀性能优良。,4,压力是唯一的外加能量。单位压力通常要比被焊材料的屈服强度大许多倍。,5,不需加热、填料，设备简单，节省能源。,6,易于操作和自动化，焊接质量稳定，生产率高，成本低。,冷压焊特点（二）,7,在大截面工件的焊接时设备较庞大，搭接焊后工件表面有较深的压坑,8,不用焊剂，无污染,9,焊接头不会腐蚀，温度不升高，材料结晶状态不变,10,通过,冷焊机,飞边后，容易去除，表面光洁,11,金属组织部发生再结晶和软化、退火现象，机械强度不会降低,12,对焊接材料的性能、厚度以及焊接压力、以及对焊时的顶锻压力都有个比较严格的约束,13,焊接质量稳定，不受电压波动影响,14,适合不允许升温的产品，有些金属焊接时会因升温而母相软化，冷压焊是不错的选择,冷压焊视频,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。,根据焊接温度的不同，钎焊可以分为两大类。焊接加热温度低于,450,称为软钎焊，高于,450,称为硬钎焊。,钎焊分类,钎焊分类,1,、烙铁钎焊,2,、波峰钎焊,3,、火焰钎焊,4,、浸沾钎焊,5,、感应钎焊,6,、炉中钎焊,7,、真空钎焊,8,、电子束钎焊,9,、激光钎焊,钎焊图片,感应钎焊,感应钎焊,:,感应钎焊是将需要焊接的金属工件（一般紫铜居多）放在感应线圈内，通高频交流电，产生感应电磁场，在工件表面耦合产生感应电动势，在金属表面形成感应涡流，依靠在金属表面产生的涡流发热，在焊接部位一般会涂上焊粉，待到工件达到钎料熔化温度时焊接即可，感应钎焊是目前世界上最清洁环保的加热焊接方式,感应器钎焊图片,感应钎焊视频,激光钎焊,钎焊的优缺点,钎焊的优缺点,（,1,）钎焊加热温度较低，接头光滑平整，组织和机械性能变化小，变形小，工件尺寸精确。,（,2,）可焊异种金属，也可焊异种材料，且对工件厚度差无严格限制。,（,3,）有些钎焊方法可同时焊多焊件、多接头，生产率很高。,（,4,）钎焊设备简单，生产投资费用少。,（,5,）接头强度低，耐热性差，且焊前清整要求严格，钎料价格较贵。,谢谢大家,!,