機械制造基礎(chǔ)之焊接技術(shù)(編輯修改稿)
2025-03-20 10:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 為手工焊和自動焊兩種。焊接時填充焊絲在鎢極前方添加。當焊接薄板時，一般不需開坡口和加填充焊絲。 鎢極氬弧焊的電流種類與極性的選擇原則是：焊接鋁、鎂及其合金時，采用交流電；焊其他金屬采用直流正接。由于鎢極的載流能力有限，其電功率受到限制，所以鎢極氬弧焊一般只適于焊接厚度小于 6mm的工件。 2）熔化極氬弧焊（ MIG） 熔化極氬弧焊是以連續(xù)送進的焊絲作為電極，電弧產(chǎn)生在焊絲與工件之間，焊絲不斷送進，并熔化過渡到焊縫中去，因而焊接電流可大大提高。 熔化極氬弧焊可分為半自動焊和自動焊兩種，一般采用直流反接法。 （ 2） C02氣體保護焊 CO2氣體保護焊是利用廉價的 CO2氣體作為保護氣體的電弧焊。它是利用焊絲作電極，焊絲由送絲機構(gòu)通過軟管經(jīng)導(dǎo)電嘴送出。電弧在焊絲與工件之間發(fā)生。CO2氣體從噴嘴中以一定的流量噴出，包圍電弧和熔池，從而防止空氣對液體金屬的有害作用。 CO2保護焊可分為自動焊和半自動焊。目前應(yīng)用較多的是半自動焊。 由于 CO2氣體是氧化性氣體，高溫時可分解成 CO和氧原子，易造成合金元素燒損、焊縫吸氧，導(dǎo)致電弧穩(wěn)定性差、飛濺較多、弧光強烈、焊縫表面成形不夠美觀等缺點。若控制或操作不當，還容易產(chǎn)生氣孔。為保證焊縫的合金元素，須采用含錳、硅較高的焊接鋼絲或含有相應(yīng)合金元素的合金鋼焊絲。 CO2氣體保護焊除具有前述的氣體保護焊的那些優(yōu)點外，還有焊縫含氫量低，抗裂性能好； CO2氣體價格便宜、來源廣泛，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。 氣焊是利用氣體火焰作熱源的焊接方法。最常用的是氧－乙炔焊，利用氧－乙炔焰進行焊接。 乙炔 (C2H2)為可燃氣體，氧氣為助燃氣體。乙炔和氧氣在焊炬中混合均勻后從焊嘴噴出燃燒，將焊件和焊絲熔化形成熔池，冷卻凝固后形成焊縫。氣焊時氣體燃燒，產(chǎn)生大量的 CO CO、 H2氣體籠罩熔池，起到保護作用。氣焊使用不帶藥皮的光焊絲作填充金屬。 氣焊設(shè)備簡單、操作靈活方便、不需電源，但氣焊火焰溫度較低（最高約 3150176。 C），且熱量較分散，生產(chǎn)率低，工件變形大，所以應(yīng)用不如電弧焊廣泛。主要用于焊接厚度在 3mm以下的薄鋼板，銅、鋁等有色金屬及其合金，低熔點材料以及鑄鐵焊補等。氣焊設(shè)備由氧氣瓶、乙炔瓶、減壓器、回火保險器及焊炬等組成。 氣割是利用高溫的金屬在純氧中燃燒而將工件分離的加工方法。氣割使用的氣體和供氣裝置可與氣焊通用。 氣割時，先用氧 乙炔焰將金屬加熱到燃點，然后打開切割氧閥門，放出一股純氧氣流，使高溫金屬燃燒。燃燒后生成的液體熔渣，被高壓氧流吹走，形成切口。金屬燃燒放出大量的熱，又預(yù)熱了待切割的金屬。所以氣割過程是予熱 → 燃燒→ 吹渣形成切口不斷重復(fù)進行的過程。氣割所用的割炬與焊炬有所不同，多了一個切割氧氣管和切割氧閥門。 符合下列條件的金屬才能進行氣割： ?金屬的燃點應(yīng)低于本身的熔點，否則變?yōu)槿鄹睿骨懈钯|(zhì)量降低，甚至不能切割。碳素鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼具有很好的氣割性能。但氣割鑄鐵時，因其燃點高于熔點，且渣中有大量的粘稠的 SiO2防礙切割進行。 ?金屬氧化物的熔點應(yīng)低于金屬本身的熔點。否則高熔點的氧化物會阻礙著下層金屬與氧氣流接觸，使氣割無法繼續(xù)進行。另外，氣割時所產(chǎn)生的氧化物應(yīng)易于流動。又如氣割鋁和不銹鋼，因存在高熔點 Al2O3和 Cr2O3膜，故亦不能用一般氣割方法切割。 ?金屬的導(dǎo)熱性不能太高，否則使氣割處的熱量不足，造成氣割困難。 ?金屬在燃燒時所產(chǎn)生的大量熱能應(yīng)能維持氣割的進行。 低碳鋼的焊接性良好，焊接時一般不需要采取特殊的工藝措施，用各種焊接方法都能獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭。只有厚大結(jié)構(gòu)件在低溫下焊接時，才應(yīng)考慮焊前預(yù)熱，如 20mm以下板厚、溫度低于零下 10℃ 或板厚大于 50mm、溫度低于 0℃ ，應(yīng)預(yù)熱 100℃ ～ 150℃ 。 ?低碳鋼結(jié)構(gòu)件焊條電弧焊時，根據(jù)母材強度等級，一般選用酸性焊條 E4303（ J422）、 E4320（ J424）等； ?承受動載荷、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的厚大焊件，選用抗裂性好的堿性焊條 E4215（ J427）、 E4316（ J426）等。 ?埋弧焊時，一般選用焊絲 H08A或 H08MnA配合焊劑 HJ431。 ?采用電渣焊時，焊后應(yīng)進行正火處理。 ?沸騰鋼焊接時裂紋傾向大，不宜作為焊接結(jié)構(gòu)件，應(yīng)改用鎮(zhèn)靜鋼。 、高碳鋼焊接 中碳鋼焊接時，熱影響區(qū)組織淬硬傾向增大，較易出現(xiàn)裂紋和氣孔，為此要采取一定的工藝措施。如 3 45鋼焊接時，焊前應(yīng)預(yù)熱 150℃ ～ 250℃ 。根據(jù)母材強度級別，選用焊條 E5015（ J507）、 E5016（ J506）、 E5515－ （ J557）、 E5516－ （ J556）等（ 代表后綴字母，表示熔敷金屬化學成分分類的代號）。為避免母材過量熔入焊縫中導(dǎo)致碳含量升高，要開坡口并采用細焊條，小電流，多層焊等工藝。焊后緩冷，并進行 600～ 650℃ 回火，以消除應(yīng)力。 ?高碳鋼碳當量數(shù)值在 %以上 ,淬硬傾向大 ,易出現(xiàn)各種裂紋和氣孔 ,焊接性差 ,一般不用來制作焊接結(jié)構(gòu) ,只用于破損工件的焊補。焊補時通常采用焊條電弧焊或氣焊，焊條選用 E6015－ （ J607）、 E7015－ （ J707）等，預(yù)熱 250℃ ～ 350℃ ，焊后緩冷，并立即進行 650℃ 以上高溫回火，以消除應(yīng)力。 ?中、高碳鋼焊條電弧焊時，若焊件無法預(yù)熱，應(yīng)選用奧氏體不銹鋼焊條進行焊接。 ?低、中碳調(diào)質(zhì)鋼的碳當量數(shù)值在 %以上，焊接時熱影響區(qū)產(chǎn)生淬硬組織傾向較大，易產(chǎn)生冷裂紋，且鋼的強度級別越高，冷裂傾向越大。因此，焊接前應(yīng)預(yù)熱。由于中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性比低碳調(diào)質(zhì)鋼差，所以預(yù)熱溫度應(yīng)更高，約為 200℃ ～ 350℃ 。 ?焊接強度用鋼的常用方法有焊條電弧焊、埋弧焊和 CO2焊等。鎢極氬弧焊可用于要求全焊透的管形工件的打底焊。焊接厚板工件如厚壁壓力容器，可采用電渣焊。 ?奧氏體型不銹鋼如 0Cr18Ni9等，雖然 Cr， Ni元素含量較高，但 C含量低，焊接性良好，焊接時一般不需要采取工藝措施，因此它在不銹鋼焊接中應(yīng)用最廣。焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊時，焊條、焊絲和焊劑的選用應(yīng)保證焊縫金屬與母材成分類型相同。焊接時采
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