焊接工艺学.

焊接工艺学
1—1焊接电弧的引燃过程电弧具有两个特性，那就是它能发出强烈的光和大量的热。

1.焊接电弧
焊接电弧：由电源供给的，具有一定电压的两电极间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。

2.焊接电弧的引燃过程
焊接电弧的引燃的有关因素：焊接电流强度、电弧中的电离物质、电源的空载电压及其特性等。

1—2焊接电弧的构造及静特性
1.焊接电弧的构造及温度焊接电弧的构造可划分三个区域：阴极区、阳极区、弧柱。

(1)阴极区的温度达2400—3500°K,放出的热量占36%左右。

(2)阴极区的温度达2600—4200°K,放出的热量占43%左右。

(3)弧柱的中心温度达6000—8000°K,放出的热量占21%左右。

(4)电弧电压：电弧两端之间的电压降。

2.电弧的静特性
电弧静特性：在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系。

影响电弧静特性的因素：
(1)电弧长度的影响；
（2）电弧周围气体种类的影响；
（3）电弧周围气体介质压力的影响。

1 —3焊接电源的极性、应用及电弧的稳定性
1.焊接电源的极性
正接：就是焊件接电源正极、电极接电源负极的接线法。

反接：就是焊件接电源负极、电极接电源正极的接线法。

2.焊接电源极性的应用
如焊接厚钢板采用酸性焊条时，可采用直流正接性，以获得较大的熔深；焊接薄板采用酸性焊条时，可采用直流反接性，可防止烧穿。

若酸性焊条采用交流电焊机时，其熔深则介于直流正接性和反接性之间。

1-4焊接电弧的偏吹
1.焊接电弧偏吹的原因
（1）焊条的偏心度过大；
（2）电弧周围气流的干扰；
（3）磁偏吹。

2.减少防止焊接电弧偏吹的方法
（1）采用小电流短弧焊接；
（2）适当调整焊条角度，使焊条偏吹的方向转向熔池。

（3）采用大坡口宽间隙。

1-5预热、后热、焊后热处理及提高手工电弧焊生产的途径
1.预热作用
(1)预热能降低焊后冷却速度；
(2)防止产生焊接裂纹；
(3)减小焊接应力。

2.后热的作用
(1)减缓焊缝和热影响区的冷却速度；
(2)使焊缝金属中的扩散氢加速逸出，防止产生冷裂纹。

(3)消氢处理：
焊后立即焊件加热到250—350C温度范围，保温2-6小时后空冷。

对于焊后要求“立即”进行热处理的焊件，不需要另作消氢处理。

3.焊后热处理作用
(1)降低焊件残余应力；
(2)改善焊缝和热影响区的组织和性能；
(3)提高接头的塑性和性能；
(4)稳定结构的尺寸。

局部热处理
B=5 R、
B-筒体加热宽度
R-筒体半径
5 —筒体壁厚
1-5电弧焊的熔滴过渡
金属熔滴向熔池过程的形式分为：熔状过渡、短路过渡、噴射过渡。

1.熔滴过渡的作用力
(1)熔滴的重力
(2)表面的张力
(3)电磁力
(4)极电压力
(5)气体的吹力
2- 1焊接接头型式和焊缝型式
焊接接头：用焊接方法连接的接头。

焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区。

一、焊接接头型式
焊接接头型式分：
1.对接接头：两焊件端面相对平行的接头。

2.角接接头：两焊件端面构成大于30 °，小于135°夹角的接头。

3.搭接接头；两焊件部分重叠构成的接头。

4.T字接头：一焊件端面与另一表面构成直角或近似直角的接头。

二、焊缝型式
按焊缝空间位置的不同可分为：
1.平焊缝；
2.横焊缝；
3.立焊缝；
4.仰焊缝。

三焊缝的代号
焊缝代号：在图纸上标注焊接方法，焊缝形式和焊缝尺寸的符号。

焊缝标注时，具体标注如下：
（1）在焊缝符号左边标注：
纯边高度p,坡口高度H,焊角高度K,焊缝余高h,熔透深度s,根部半径R 焊缝宽度c，焊点直径d。

（2）在焊缝符号右边标注：焊缝长度L,焊缝间隙e，相同焊缝数量n。

（3）在焊缝符号上边标注：坡口角度a，根部间隙
b。

2-2引弧和运条方法
一、电弧的引燃方法
引燃的方法有：
1.划擦法；
2.直击法。

二运条方法
当电弧引燃后，焊条要有三个基本方向的运动才能使焊缝良好成形：1.朝着熔池方向作逐渐送进的动作；
2•作横向摆动；
3.沿着焊接方向逐渐移
动。

2-3焊缝的起头、收尾及连接
一焊条的收尾：
1.划圈收尾法；
2.反复断弧收尾法；
3.焊尾回收
法。

2-4焊接工艺参数
一焊条直径
焊条直径大小的选择与下列因素有关：
1.焊件的厚度；
2.焊接的位置；
3.焊接的层数。

二焊接电流
焊接电流强度与焊条直径的关系：
I=K*d
I -焊接电流
d-焊条直径
K经验系数（50）
三电弧电压
一般弧长等于焊条的直径，电弧越短，电压越低。

2-1焊缝结晶及焊接接头的显微组织
焊缝和热影响区总称为焊接接头。

一、焊缝金属的结晶
焊缝的结晶过程，是指从液相转变为固相的一次结晶过程。

焊缝的结晶速度等于焊接速度。

焊接速度越慢，熔池体积越大则焊
缝冷却也越慢，其结晶粒也越粗大，焊缝金属的朔？性和韧性也越差。

二、焊缝中的偏析现象
偏析就是合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象。

三、焊缝金属的二次结晶
当金属温度降低至相变温度时，又发生了组织转变，称为二次结晶
四、热影响区金属的组织
热影响区分为：不完全熔化段、过热段、正火段、不完全重结晶段、再结晶段、蓝脆性段。

五、线能量对焊接接头性能的影响
线能量是指焊接过程中，单位长度的焊接接头上所得到的电弧热量。

其计算公式如下：
E= = (J/cm)
式中
E—焊接线能量，J/cm ;
q—电弧有效功率，J/s ;
v—焊接速度，cm/s;
n —电弧有效功率因数；
I —焊接电流，A;
U—焊接电压，V。

焊接线能量会影响焊缝的性能和质量，不同的钢材，焊接线能量最佳范围也不一样，一般通过工艺试验来确定线能量的范围，再根据线能量范围确定焊接工艺参数。

2-2焊缝中的气孔
1.焊接方法影响气孔的原因
(1)埋弧自动焊由于焊接速度较大，熔池的熔深也大，焊接时产生气孔的倾向也大。

(2)气焊时，在火焰内有较多的02及C2H2所以促使生成较多的
C0.
(3)惰性气体保护焊时，熔池没有保护好，空气进入熔池，也会产生气孔。

(4)手工焊时，电流大，焊接速度快，也容易产生气孔。

2-3焊接时的裂缝
焊接裂缝分为：热裂缝、冷裂缝、再热裂缝。

一、热裂缝
1.热裂缝的特点
在焊接过程中焊缝结晶时产生。

2.热裂缝产生的原因
拉应力是产生热裂缝的外因，晶界上的低熔共晶体是产生热裂缝的内因，拉应力通过晶界上的低熔共晶体而造成热裂缝。

3.控制热裂缝的措施
（1）控制焊缝形状；
（2）减少拉应力的作用；
（3）选择合理的焊接顺序和焊接方向。

二、冷裂缝
1.冷裂缝产生的原因
（1）焊接应力；
（2）焊接时由于快速冷却而产生的碎？硬组织，它一方面造成相当大的应力，一方面又使焊接接头变脆，促使产生裂缝。

（3）由氢气造成的焊接接头脆化。

2.防止冷裂缝的措施：
（1）焊前预热和焊后缓冷；
（2）选用适当的焊接规范；
（3）采用减少氢的工艺措施；
（4）选用合理的焊接材料；
（5）采用合理的焊接顺序
（6）焊件的焊后热处理。