機(jī)械制造基礎(chǔ)之焊接技術(shù)(文件)
【正文】 ?氬弧焊是焊接銅和銅合金應(yīng)用最廣的熔焊方法。 ?埋弧焊適用于中、厚板長(zhǎng)焊縫的焊接，厚度 20mm以上的工件焊前應(yīng)預(yù)熱，單面焊時(shí)背面應(yīng)加成形墊板。過熱區(qū)晶粒粗化或鈦馬氏體生成以及氫、氧、氮與母材金屬的激烈反應(yīng)，都使焊接接頭脆化，產(chǎn)生裂紋。 ?備料： 包括型材選擇，型材外形矯正，按比例放樣、劃線，下料切割，邊緣加工，成形加工（折邊、彎曲、沖壓、鉆孔等）。因此，設(shè)計(jì)焊縫位置時(shí)應(yīng)考慮下列原則： 1）焊縫應(yīng)盡量處于平焊位置 各種位置的焊縫，其操作難度不同。 ?埋弧焊時(shí)，要考慮焊縫所處的位置能否存放焊劑。但焊件變形大， 焊接質(zhì)量較差 焊條 電弧 焊 電弧 全 位置 ＞ 1 常用 2～ 10 較好 中 等 較低 碳鋼、低合金 鋼、不銹鋼、 鑄鐵等 成本較低，適應(yīng)性強(qiáng)， 可焊各種空間位置的短、 曲焊縫 埋 弧焊 電弧 平焊 ≥3 常用 4～ 60 好 高 較高 碳鋼、低合金 鋼等 成批生產(chǎn)、中厚板長(zhǎng)直 焊縫和直徑 250 mm環(huán) 焊縫 氬 弧焊 電弧 全 位置 ～ 25 好 中 等 較高 鋁、銅、鈦、 及其合金、不 銹鋼、耐熱鋼 焊接質(zhì)量好，成本高 常用焊接方法的特點(diǎn)及適用范圍 焊接 方法 焊接 熱源 可焊空 間位置 適用鋼板厚 度（ mm） 焊縫成 形性 生 產(chǎn) 率 設(shè)備 費(fèi)用 可焊材料 適用范圍及特點(diǎn) CO2焊 電弧 全 位置 ～ 50 常用于薄板 較好 高 較高 碳鋼、低合金鋼 生產(chǎn)率高，無渣殼，成本低，宜 焊薄板，也可焊中厚板，長(zhǎng)直或 短曲焊縫 電渣焊 電阻熱 立焊 25～ 1000 常用 40～ 450 好 高 高 碳鋼、低合金鋼、鑄 鐵 較厚工件立焊縫 點(diǎn)焊 電阻熱 全位置 常用 ～ 6 好 很 高 較低～ 較高 碳鋼、低合金鋼、鋁 及鋁合金 焊接薄板，接頭為搭接 縫焊 平焊 ＜ 3 較高 焊接有密封要求的薄板容器和管 道，接頭為搭接 對(duì)焊 —— 高 較低～ 較高 焊接桿狀零件，接頭為對(duì)接 釬焊 各種熱源（常 用烙鐵和氧－ 乙炔焰） 平、立 焊 —— 好 高 一般為金屬材料 常用于電子元件、儀器、儀表及 精密機(jī)械零件的焊接，還可完成 其他焊接方法難以完成的異種金 屬間焊接。 ?又如焊接低碳鋼薄板，若要求焊接變形小時(shí)，應(yīng)選用 CO2焊或點(diǎn)（縫）焊，而不宜選用氣焊。焊接鋁合金工件，板厚＞ 10mm采用熔化極氬弧焊為好，板厚＜ 6mm采用鎢極氬弧焊適宜。 ?例如，無法采用雙面焊工藝又要求焊透的工件，采用單面焊工藝時(shí)，若先用鎢極氬弧焊（甚至鎢極脈沖氬弧焊）打底焊接，更易于保證焊接質(zhì)量。 1）焊接接頭形式設(shè)計(jì) 焊接接頭按其結(jié)合形式分為對(duì)接接頭、蓋板接頭、搭接接頭、 T形接頭、十字形接頭、角接接頭和卷邊接頭等，如圖所示。 ?搭接接頭不在同一平面，接頭處部分相疊，應(yīng)力分布不均勻，會(huì)產(chǎn)生附加彎曲力，降低了疲勞強(qiáng)度，多耗費(fèi)材料，但對(duì)下料尺寸和焊前定位裝配尺寸要求精度不高，且接頭結(jié)合面大，增加承載能力，所以薄板、細(xì)桿焊件如廠房金屬屋架、橋梁、起重機(jī)吊臂等桁架結(jié)構(gòu)常用搭接接頭。 2）焊接接頭坡口形式設(shè)計(jì) 開坡口的根本目的是為使接頭根部焊透，同時(shí)也使焊縫成型美觀，此外通過控制坡口大小，能調(diào)節(jié)焊縫中母材金屬與填充金屬的比例，使焊縫金屬達(dá)到所需的化學(xué)成分。此外，還有帶墊板的 I形坡口等。但重要結(jié)構(gòu)件板厚＞ 3mm就需開坡口，以保證焊接質(zhì)量； ?板厚在 6～ 26mm之間可采用 Y形坡口，這種坡口加工簡(jiǎn)單，但焊后角變形大。如要求焊透的受力焊縫，能雙面焊盡量采用雙面焊，以保證接頭焊透，變形小，但生產(chǎn)率下降。 較薄板的厚度 δ 1 mm ＞ 2～ 5 ＞ 5～ 9 ＞ 9～ 12 ＞ 12 允許厚度差 δ mm 1 2 3 4 。 對(duì)于不同厚度的板材，為保證焊接接頭兩側(cè)加熱均勻，接頭兩側(cè)板厚截面應(yīng)盡量相同或相近，如圖所示。帶鈍邊 U形坡口比 Y形坡口省焊條，省焊接工時(shí)，但坡口加工麻煩，需切削加工。 ?T形接頭坡口形式設(shè)計(jì) T形接頭的坡口基本形式有： I形坡口、帶鈍邊單邊 V形坡口、帶鈍邊雙單邊 V形坡口等。焊條電弧焊的對(duì)接接頭、角接接頭和 T形接頭中有各種形式的坡口，其選擇主要取決于焊件板材厚度。 ?角接接頭和 T形接頭根部易出現(xiàn)未焊透，引起應(yīng)力集中，因此接頭處常開坡口，以保證焊接質(zhì)量，角接接頭多用于箱式結(jié)構(gòu)。 ?對(duì)接接頭應(yīng)力分布均勻，節(jié)省材料，易于保證質(zhì)量，是焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多的一種，但對(duì)下料尺寸和焊前定位裝配尺寸要求精度高。設(shè)計(jì)接頭形式主要考慮焊件的結(jié)構(gòu)形狀和板厚、接頭使用性能要求等因素。 ?焊接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備條件及工藝可能性 ?選擇焊接方法進(jìn)，要考慮現(xiàn)場(chǎng)是否具有相應(yīng)的焊接設(shè)備，野外施工有沒有電源等。如果是位于不同空間位置的短曲焊縫，單件或小批量生產(chǎn)，采用焊條電弧焊為好。 ?如點(diǎn)焊、縫焊都適于薄板輕型結(jié)構(gòu)焊接，縫焊才能焊出有密封要求的焊縫。 3）焊縫布置要有利于減少焊接應(yīng)力與變形 ?盡量減少焊縫數(shù)量及長(zhǎng)度 ,縮小不必要的焊縫截面尺寸； ?焊縫布置應(yīng)避免密集或交叉； ?焊縫布置應(yīng)盡量對(duì)稱； ?焊縫布置應(yīng)盡量避開最大應(yīng)力位置或應(yīng)力集中位置； ?焊縫布置應(yīng)避開機(jī)械加工表面 （ 2）焊接方法的選擇 各種焊接方法都有其各自特點(diǎn)及適用范圍，選擇焊接方法時(shí)要根據(jù)焊件的結(jié)構(gòu)形狀及材質(zhì)、焊接質(zhì)量要求、生產(chǎn)批量和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備等，在綜合分析焊件質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性和工藝可能性之后，確定最適宜的焊接方法。 2）焊縫要布置在便于施焊的位置 ?焊條電弧焊時(shí)，焊條要能伸到焊縫位置。 ?焊接： 根據(jù)焊件材質(zhì)、尺寸、使用性能要求、生產(chǎn)批量及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況選擇焊接方法，確定焊接工藝參數(shù)，按合理順序施焊。 ?3mm以下薄板鈦合金的鎢極氬弧焊焊接工藝比較成熟，但焊前的清理工作，焊接中工藝參
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