焊接分类及焊接原理
对焊接的认识和理解
对焊接的认识和理解一、焊接原理焊接是通过加热或加压，或两者并用，使两个分离的物体产生原子间结合力，从而连接成一个整体的工艺过程。
焊接的能量来源有很多种，包括气体火焰、电弧、激光、微波或其他类型的热源。
二、焊接方法根据加热方法的不同，焊接可以分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。
熔化焊主要包括电弧焊、气焊、激光焊等；压力焊主要包括超声波焊、摩擦焊等；钎焊则是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。
三、焊接材料焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体等。
选择合适的焊接材料对于保证焊接质量至关重要，需要根据母材的化学成分、机械性能以及焊接工艺要求等因素进行选择。
四、焊接工艺焊接工艺是指焊接过程中的一系列操作步骤和参数，包括焊接方法、焊接材料、焊接电流、焊接速度等。
合理的焊接工艺能够保证焊接质量，提高生产效率，降低成本。
五、焊接缺陷焊接过程中可能出现各种缺陷，如气孔、夹渣、未熔合、裂纹等。
这些缺陷会影响焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能，需要采取措施加以控制和预防。
六、焊接安全焊接作业涉及高温和高电压，可能对操作人员和周围环境造成危害。
因此，进行焊接作业时必须遵守安全规范，如穿戴防护服、戴防护眼镜、使用防护罩等。
七、焊接设备焊接设备包括各种焊接机、焊枪、焊机控制系统等。
选择合适的焊接设备能够提高生产效率，保证焊接质量，降低成本。
八、焊接质量检测焊接质量检测是确保焊接接头质量的重要环节。
检测方法包括外观检查、无损检测（如X射线检测、超声波检测等）、力学性能试验等。
通过质量检测可以及时发现并处理焊接缺陷，提高产品质量。
焊工理论知识点总结
焊工理论知识点总结一、焊接的基本概念1.1 焊接的定义焊接是指将两个或两个以上的金属工件加热至熔点，使其熔化并在固化后形成一体的连接。
焊接是一种重要的金属加工方法，它能够将金属工件牢固地连接在一起，从而满足不同领域的使用要求。
1.2 焊接的作用焊接的主要作用是实现金属材料之间的连接，从而形成一个整体。
通过焊接，可以将金属材料连接成各种形状、大小的构件，同时也能够实现金属材料的复合结构、修复和改造等功能。
1.3 焊接的分类根据焊接材料的相变形式，焊接可以分为固体相变焊接和液相变焊接。
固相焊接主要包括压力焊、摩擦焊、爆炸焊等；而液相焊接主要包括电弧焊、气体保护焊、等离子焊等。
1.4 焊接的方法焊接方法通常包括手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊、电渣焊、激光焊等多种。
不同的焊接方法适用于不同的金属材料、工件形状和使用要求。
二、焊接的基本原理2.1 焊接温度焊接过程中，工件受热的温度至关重要。
通常来说，焊接温度一般高于金属工件的熔点，以便实现金属材料的熔化和连接。
2.2 焊接压力在某些焊接方法中需要施加一定的压力，以保证焊接接头的质量。
这种压力可以是机械压力、液压压力或者重力等。
2.3 焊接速度焊接速度是指焊接过程中，电弧或其他热源对工件的加热速度。
合理的焊接速度有利于焊接材料的均匀加热和保证焊接接头的质量。
2.4 焊接热输入焊接热输入是指焊接过程中通过热源输入到工件中的热能量。
合理的焊接热输入有助于保证焊接接头的质量，避免产生裂纹、变形等缺陷。
2.5 焊接材料焊接材料选择根据工件的材料和使用要求来确定。
通常来说，焊接材料应具有与工件相似的力学性能、耐腐蚀性能和热膨胀系数等。
2.6 焊接接头形式焊接接头形式有直接对接、角接、搭接、搭接角向接头、T型接头、角T型接头、搭接T 型接头等。
不同形式的接头有不同的焊接方法和工艺要求。
三、焊接的热源3.1 电弧电弧焊是一种常用的焊接方法，它通过电弧产生的热量来使工件熔化并形成连接。
焊接的工作原理
焊接的工作原理焊接是一种将金属或非金属材料彼此连接的工艺，其工作原理是利用高温将材料熔化并融合在一起，达到牢固连接的目的。
在焊接的过程中，需要使用焊接设备，包括焊枪、电源、气源等设备，以及焊接材料，例如焊条、焊丝等。
下面将详细介绍焊接的工作原理。
一、焊接的原理焊接是利用加热装置将金属或非金属材料加热至熔点或高于熔点，使材料成为可流动状态，然后将两个或两个以上的材料组合起来，通过冷却和固化形成一个牢固的连接。
在焊接过程中，也需要焊接材料填塞焊缝，以达到更好的连接效果。
二、焊接的类型1.电焊：通过电流加热将材料熔化，使其相互连接的方式称为电焊，常见的有手工电弧焊、氩弧焊等。
2.燃气焊：利用气焰将材料加热至熔点，使其相互连接的方式称为燃气焊，常见的有氧气焊、乙炔焊等。
3.激光焊：利用激光将材料加热至熔点，使其相互连接的方式称为激光焊，具有高精度、高效率和节能等优点。
三、焊接的步骤1.准备工作：包括选择焊接设备和焊接材料，清洁工作面等，以确保焊接质量。
2.预热：将工件加热至一定温度，以减少应力和热裂纹的发生，提高焊接质量。
3.焊接：根据设计要求和焊接工艺，将两个或两个以上的工件焊接在一起。
4.填缝：将焊丝或焊条等填入焊缝，使焊接更加牢固。
5.后处理：对焊缝进行磨光、打磨、清洁等处理，以保证良好的外观和防腐等性能。
四、焊接的应用焊接广泛应用于船舶、桥梁、建筑、汽车、航空航天、石化等行业。
它不仅能够连接金属材料，还可以连接非金属材料如塑料、陶瓷等。
综上所述，焊接是一种高效、便捷的连接方式，在工业生产中得到广泛的应用。
焊接的质量、效率和稳定性对于工业生产的质量和效率起着举足轻重的作用。
什么是电弧焊？
什么是电弧焊？电弧焊是一种常用的金属焊接工艺，通过电流产生的弧光和热量将金属材料熔化，并借助填充材料将两个或多个金属工件连接在一起。
下面将从电弧焊的原理、应用及其优缺点等方面进行介绍。
一、电弧焊的原理与分类电弧焊的原理是利用电流通过两个导体之间产生的电弧，在电弧的高温状态下熔化金属，同时通过填充材料使其冷却后形成焊缝。
根据电源和焊接条件的不同，电弧焊可分为直流电弧焊和交流电弧焊两种。
1. 直流电弧焊：在直流电弧焊中，电流始终在一个方向上流动，这种焊接方式可实现更深的焊缝和更好的电弧稳定性。
直流电弧焊广泛应用于构造焊接、船舶制造和轨道交通等领域。
2. 交流电弧焊：交流电弧焊中，电流会不断地改变方向，这种焊接方式通常用于较薄的金属材料焊接。
与直流电弧焊相比，交流电弧焊融化的金属更少，但焊接速度更快。
二、电弧焊的应用领域电弧焊具有焊接速度快、生产效率高、焊接强度好等优点，广泛应用于以下领域：1. 制造业：电弧焊在制造业中扮演着重要的角色，例如汽车制造、造船和机械制造等行业。
使用电弧焊进行金属焊接可以提高制造工艺的效率，确保焊缝的强度和密度。
2. 建筑行业：电弧焊在建筑行业常用于焊接钢结构。
通过电弧焊进行焊接，可以使钢结构的强度符合设计要求，并且节省了施工时间。
3. 能源行业：电弧焊在能源行业中也得到广泛应用，例如石油、天然气和核电站等领域。
这些领域对焊接的质量和安全性要求很高，而电弧焊可以提供稳定可靠的焊接效果。
三、电弧焊的优缺点电弧焊作为一种常见的焊接工艺，具有以下优点和缺点：优点：1. 焊接速度快：电弧焊的焊接速度较快，可大大提高生产效率，适用于大规模生产。
2. 融合性好：电弧焊能够将焊接材料彻底融合在一起，焊缝牢固，焊接质量高。
3. 适用范围广：电弧焊适用于多种金属材料的焊接，具有较高的通用性。
缺点：1. 焊接变形严重：电弧焊时产生的高温和热量容易导致焊接变形，需要进行后续的调整和校正。
2. 焊接成本高：电弧焊需要耗费较多的电力和填充材料，导致焊接成本相对较高。
焊接工艺及原理
焊接工艺及原理一、焊接基本原理焊接是一种通过加热或加压，或两者并用，使两个分离的物体产生原子间结合的方法。
其基本原理是利用高温或高压使两个工件产生塑性变形，以实现连接。
二、焊接方法与分类1.熔焊：将工件加热至熔点，形成熔池，冷却凝固后形成连接。
常见的熔焊方法包括电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
2.压焊：通过施加压力，使两个工件在固态下产生塑性变形，实现连接。
常见的压焊方法包括电阻焊、超声波焊、摩擦焊等。
3.钎焊：使用比母材熔点低的金属作为钎料，将工件加热至钎料熔化，填充接头间隙，实现连接。
常见的钎焊方法包括火焰钎焊、烙铁钎焊等。
三、焊接材料1.母材：被焊接的金属材料。
2.填充金属：用于填充接头间隙的金属材料，可根据母材和焊接方法选择。
3.钎料：用于钎焊的金属材料，其熔点应低于母材。
四、焊接工艺参数1.焊接电流：焊接过程中通过的电流大小，直接影响焊接质量和效率。
2.焊接电压：电弧焊中电弧两端的电压，影响电弧的稳定性和焊接质量。
3.焊接速度：焊接过程中单位时间内完成的焊缝长度，影响焊接效率和接头质量。
4.预热温度：对于某些高强度钢或铸铁等材料，焊接前需要进行预热以提高接头质量。
5.后热温度：焊接完成后对工件进行后热处理，以促进接头组织转变和消除残余应力。
6.保温时间：后热处理过程中保持工件温度的时间，影响接头组织和性能。
五、焊接变形与控制1.热变形：由于焊接过程中局部加热和不均匀冷却导致的变形。
控制方法包括选择合适的焊接顺序、采用对称焊接、局部散热等措施。
2.残余应力变形：焊接过程中产生的残余应力在工件内部造成的变形。
控制方法包括合理安排焊接顺序、采用振动消除应力等方法。
3.收缩变形：由于焊接过程中熔池的液态金属凝固后体积收缩导致的变形。
控制方法包括减小焊接电流和焊接速度、增加填充金属等措施。
六、焊接缺陷及防止1.气孔：由于保护不良或母材有锈等原因导致的气体未及时逸出形成的空穴。
防止方法包括加强保护、清理母材表面等措施。
焊接技术概述PPT课件
3）进入容器内部焊接要实行监护制，派专人进行监 护，监护人不能随便离开现场，要与容器内部的人员经 常取得联系。
4）在容器内焊接时，容器的内部尺寸不应过小， 还应注意通风排气，通风应用压缩空气，严禁使用氧 气进行通风。
5）在容器内部作业时，要做好绝缘防护工作，最 好垫上绝缘垫，以防止触电等事故的发生。
焊接及其他常见连接方法 a) 容器壳体的焊接 b) 脚手架扣件的螺纹连接 c) 钢桥上钢板的铆接连接 d) 轮毂与轴的键连接
§1－1 焊接及发展概况
一、焊接的原理
焊接就是通过加热或加压，或两者并用，用或不用 填充材料，使焊件达到结合的一种加工工艺方法。
焊接最本质的特点就是通过焊接使焊件达到结合， 从而将原来分开的物体形成永久性连接的整体。
（6）焊条头及焊后的焊件不能随便乱扔，要妥善管 理，更不能扔在易燃、易爆物
品的附近，以免发生火灾。 （7）离开施焊现场时，应关闭气源、电源，并将火 种熄灭。
3. 预防有害气体和烟尘中毒的安全技术
（1）焊接场地应有良好的通风 1）全面机械通风 2）局部机械通风 3）充分利用自然通风
（2）合理组织劳动布局，避免多名焊工拥挤在 一起操作。
3）高处焊接作业时，登高工具要安全、牢固、可 靠，焊接电缆线等应扎紧在固定的地方，不能缠绕在 身上，或搭在背上工作。不能用可燃物作固定脚手架、 焊接电缆线和气割用气管的材料。
4）乙炔瓶、氧气瓶、焊机等焊接设备器具应尽量 留在地面上。
5）雨天、雪天、雾天或刮大风（六级以上）时， 禁止高处焊接作业。
（2）容器内焊接作业 1）进入容器内部前，先要弄清容器内部的情况。 2）容器与外界联系的部位，都要进行隔离和切断， 如电源和附带在设备上的水管、料管、蒸气管、压力管 等，均要切断并挂牌，如容器内有污染物，应进行清洗 并经检查确认无危险后，才能进入内部进行焊接。
焊接理论
后导致形成很深的穿透型蒸气毛细孔，其周围是熔化的金
属，形成焊接热源。在焊件相对电子束移动已形成焊缝时， 蒸气毛细孔呈现“钥孔”形式。
电阻热
电阻热：利用电流通过导体时产生的电阻热作为 焊接热源，如电阻焊。采用这种热源的焊接工艺 具有高度的机械化和自动化水平，但需要强大的 电力供应。电阻热可用于电阻点焊（包括凸焊和 缝焊）和电阻对焊（压力对焊和闪光对焊，纵缝 和螺旋形缝的高频电阻焊）以及电渣焊。
生于焊件表面，通过热传导输送至焊件内部
化学热
化学热：利用可燃性气体（液化气、乙炔）或铝、 镁热剂发生强烈反应时所产生的热能作为焊接热 源，如气焊、热剂焊。
电子束
电子束：利用真空中被电场加速的集束电子轰击被焊工件 表面所产生的热能作为焊接热源。由于热能高度集中和在
真空中焊接，故焊接质量很高，如电子束焊。
材料成型原理
青岛滨海学院
一、 焊接的定义 二、焊接的物理本质 三、焊接的分类 四、焊接热源的种类 五、焊接温度场 六、焊接热影响区 七、焊条电弧焊
焊接的定义
焊接（welding）：被焊工件的同种或异种材质， 通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填 充材料，使被焊材料达到原子之间结合，并形 成永久性连接的工艺过程。 焊接定义从welding逐步变成了Materials Joining Engineering ，从窄范围发展成较宽泛 的“材料连接工程”
摩擦热
摩擦热：利用机械摩擦所产生的热量进行焊接， 如摩擦焊。 在摩擦焊时，相对旋转的表面被摩擦加热，去除 不纯材料层，最后在轴向加压，使焊件在略低于 熔点的温度下连接起来。在振动焊时，利用了高 频的摩擦效应，但是没有达到熔化温度。
焊接的定义
焊接的定义焊接是通过加热或加压（或两者并用）使用工件产生原子间的结合的一种连接方法。
一、焊接的分类焊接：熔焊、压焊、钎焊、熔焊：气焊、电弧焊（手工电弧焊、自动电弧焊）、电渣焊、等离子焊、压焊：电阻焊（对焊、点焊、缝焊、）磨擦焊、钎焊：熔铁钎焊、火焰钎焊、盐浴钎焊、1 熔焊又叫熔化焊、是一种常见的焊接方法。
所谓熔焊指焊接过程中，将焊接接头在高温等的作用下至融化状态。
2压焊利用焊接时施加一定压力而完成的焊接方法，压力焊又称压焊。
3、钎焊是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，低于母材融化温度，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的焊接的方法。
二、焊接原理焊条与焊件之间是有电压的，当它们相互接触时，相当于电弧焊电源短路。
由于接点很大，短路电流很大，则产生的大量电阻热使金属融化，甚至蒸发、气化，引起强烈的电子发射和气化电离。
这是再把焊丝与焊件之间拉开一点距离（3-4MM），这样由于电源电压的作用，在这段距离内，形成很强的电场，又促使产生电子发射。
同时加速气体的电离，两极定向运动，弧焊电源不断的提供给电能，新的带电粒子不断得到补充，形成连续燃烧的电弧。
三、焊接的重要性及发展趋势重要性：焊接在现代工业生产中有十分重要的作用，如船舰的船体、高炉炉壳、建筑构架、锅炉与压力容器、压力管道、车厢及家用电器、汽车车身等工业产品的制造都离不开焊接。
发展趋势：1、扩展焊接布局的运用，大力推广优质高效节能的焊接技能2、提高焊接机械化、主动化水平，实现焊接工艺及配备的现代化。
3、提高焊接质量、不断降低成本。
焊接的分类
焊接的分类焊接是一种将两个或多个金属或非金属材料连接在一起的方法。
它是工业生产中常用的一种技术，广泛应用于建筑、汽车、电子、机械等领域。
根据不同的焊接方式和材料，焊接可以分为多种类型。
本文将对焊接的分类进行详细介绍。
一、按焊接方式分类1.手工焊接手工焊接是最基本的一种焊接方式。
它是通过人工操作焊接电极，将电弧和金属材料熔化并连接在一起的方法。
手工焊接适用于小型零部件的制造，但它的效率低、质量难以保证，因此在大型工程中很少使用。
2.自动焊接自动焊接是一种使用机器人或自动焊接设备进行焊接的方法。
它可以提高生产效率，保证焊接质量，并减少人工操作的风险。
自动焊接适用于大型零部件的制造，如船舶、桥梁等。
3.半自动焊接半自动焊接是一种介于手工焊接和自动焊接之间的焊接方式。
它是通过焊接电弧和金属材料的熔化来连接两个或多个物体，但是焊接电极是由焊工手动操作的。
半自动焊接适用于中小型零部件的制造，如汽车、家电等。
4.气体保护焊接气体保护焊接是一种在焊接过程中使用惰性气体来保护焊缝的方法。
惰性气体可以防止空气中的氧气和水分进入焊缝，从而保证焊接质量。
气体保护焊接适用于高质量的焊接需求，如航空、核电等。
5.电阻焊接电阻焊接是一种将金属材料通过电流加热并连接起来的方法。
它适用于连接薄板和线材等小型零部件，如汽车、电子等。
二、按焊接材料分类1.金属焊接金属焊接是一种将金属材料连接在一起的方法。
它适用于连接同种或不同种金属材料，如钢铁、铜、铝等。
2.非金属焊接非金属焊接是一种将非金属材料连接在一起的方法。
它适用于连接塑料、陶瓷、玻璃等材料。
三、按焊接形式分类1.点焊点焊是一种将两个或多个金属材料通过电流加热并连接在一起的方法。
它的焊接点很小，通常只有几毫米，适用于连接薄板和线材等小型零部件，如汽车、电子等。
2.对接焊对接焊是一种将两个金属材料连接在一起的方法。
它的焊接面积较大，适用于连接厚板和结构件等大型零部件，如桥梁、船舶等。
焊接基础必学知识点
焊接基础必学知识点
1. 焊接的定义和原理：焊接是通过热能和力学能将金属材料连接在一
起的工艺。
焊接原理是利用电弧、燃气火焰或激光束等加热金属材料，使之熔化并形成一定形状的焊缝。
2. 焊接的分类：按照焊接方式可以分为手工焊接、自动焊接和半自动
焊接；按照焊接材料可以分为金属焊接、塑料焊接和玻璃焊接等。
3. 焊接电源和设备：常用的焊接电源包括直流电源（直流弧焊机）和
交流电源（交流弧焊机），焊接设备包括焊接机、焊枪、焊丝、电焊
钳等。
4. 焊接材料：常用的焊接材料包括焊条、焊丝和焊剂等。
焊条是由焊
芯和焊皮组成的，焊芯是焊接所需的金属材料，焊皮是包裹焊芯的外
层材料。
5. 焊接技术：焊接技术包括焊接位置选择、焊接参数设置、焊接方法
选择等。
焊接位置选择是确定焊接部位的位置和方向，焊接参数设置
是根据材料和焊接要求调整焊接电流、焊接电压、焊接速度等，焊接
方法选择是根据材料、焊接位置和要求选择适合的焊接方法。
6. 焊接缺陷和质量控制：焊接过程中可能出现的缺陷包括焊缝裂纹、
气孔、夹渣等。
质量控制包括焊接前的材料检查和处理、焊接过程的
参数控制、焊后的检测和评价。
7. 焊接安全：焊接操作时需要注意保护眼睛、皮肤和呼吸系统，使用
防护设备如焊接面罩、皮手套、防护服和呼吸器等。
8. 与焊接相关的其他知识点：如焊接符号、焊接标准、焊接工艺指导书等。
以上是焊接基础必学的知识点，学好这些知识可以帮助理解焊接的原理和技术，提高焊接技能和质量控制能力。
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图11－3 平板焊接过程中的应力与变形形成原理示意图
• (二)焊接裂纹与焊接变形的形式 • 焊接时，在任何情况下焊接应力总是存在的。当焊接应力超过 该材料相应温度的屈服应力时，焊件将产生变形；超过材料的断 裂应力时，焊件将会产生裂纹甚至断裂。焊接裂纹包括纵向裂纹、 横向裂纹、内部裂纹、根部裂纹等；焊接变形的基本形式有角变 形、弯曲变形、波浪变形、收缩变形、扭曲变形、错边变形等， 见图11-4。
2、焊接分类
第一节 焊接的基本原理
• 一、 焊接的实质 • 二、 焊接热过程对焊接接头组织、性能的影响 • 三、 焊接应力与变形
一、 焊接的实质
•
焊接的实质是使两个分离的物体通过加热或加压，或两者并用， 在用或不用填充材料的条件下借助于原子间或分子间的联系与质 点的扩散作用形成一个整体的过程。 • 1. 焊接电弧 • 由焊接电源供给、具有一定电压的两极间或电极与母材间，在气 体介质中产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。电弧燃烧 后，弧柱中充满了高温电离气体，放出大量的热能和强烈的光。 焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱三部分组成。如图3-1所示。阴 极区是电弧紧靠负电极的区域，阴极区很窄，约为0.1um-0.01um， 温度约为2400K。阳极区是指电弧紧靠正电极的区域，阳极区较 阴极区宽，约为10um-1um，温度约为2600K。电弧阳极区和阴极 区之间的部分称为弧柱，弧柱区温度最高，可达6000K-8000K。 焊接电弧两端间（指电极端头和熔池表面间）的最短距离称为弧 长。
第二节 焊条电弧焊
•
电弧焊是利用电弧作为热源的熔焊方法，简称弧焊。焊条电弧 焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。焊条电弧焊具有设 备简单，操作灵活，成本低等优点，且焊接性好，对焊接接头的 装配尺寸无特殊要求，可在各种条件下进行各种位置的焊接，是 生产中应用最广的焊接方法。但焊条电弧焊时有强烈弧光和烟尘 污染，劳动条件差，生产率低，对工人技术水平要求较高，焊接 质量不够稳定。因此，主要应用于单件小批量生产中焊接碳素钢、 低合金结构钢、不锈钢、耐热钢和对铸铁的补焊等。适宜板厚为 3mm-20mm。 • 一、焊条电弧焊电源 • 二、焊条 • 三、焊条电弧焊接工艺规范
• 3.焊条的选用 • （1）按强度等级和化学成分选用 • 1）焊接一般结构，如低碳钢、低合金钢结构件时，一般选 与焊件强度等级相同的焊条，而不考虑化学成分相同或相近。 • 2）焊接异种结构钢时，按强度等级低的钢种选用焊条。 • 3）焊接特殊性能钢种，如不锈钢、耐热钢时，应选用与焊 件化学成分相同或相近的特种焊条。 • 4）焊件碳、硫、磷质量分数较大时，应选用碱性焊条。 • 5）焊接铸造碳钢或合金钢时，因为碳和合金元素的质量分数 较高，而且多数铸件厚度、刚度较大，形状复杂，故一般选用 碱性焊条。
• (二)焊缝区的金属组织与性能 • 1. 焊缝金属区 焊缝金属区指在焊接接头横截面上测量的焊缝金属 的区域。熔焊时，是指由焊缝表面和熔合线所包围的区域；电阻 焊时，是指焊后形成的熔核部分。 • 焊接加热时，焊缝金属区的温度在液相线以上，母材金属和填 充金属熔化后共同形成液态熔池。冷却结晶是以熔池和母材交界 处半熔化状态的母材金属晶粒为结晶核心，沿着垂直于散热面的 反方向生长，成为柱状晶的铸态组织。 • 2. 熔合区 焊缝与母材交接的过渡区，即熔合线处微观显示的母材 半熔化区。此区是焊缝和母材金属的交界区，温度在固相线和液 相线之间，焊接过程中母材金属部分熔化，故亦称半熔化区。熔 化的金属凝固成铸态组织，未熔化的金属因加热温度过高成过热 粗晶，其塑性和韧性明显变差，容易产生裂纹和脆性破坏。虽然 此区只有0.1mm-0.4mm，但它对焊接接头的性能影响很大，是焊 接接头的危险区域之一。
• 4. 刚性固定法 采用工装夹具或定位焊固定，此法可显著减小但不 能完全消除焊后残余变形。 • 5. 选择合理的焊接顺序 应尽量使焊缝的纵向和横向都能自由收缩， 避免交叉焊缝处应力过大产生裂纹；采用对称焊接顺序以减小变 形；长焊缝可采用分段退焊法或跳焊法。 • 6. 锤击焊缝法 用圆头小锤对焊后红热的焊缝金属进行均匀适度锤 击，以延伸变形，补偿其收缩，同时释放出部分能量，减小焊接 应力和变形。 • 7. 强迫冷却法 将焊缝区的热量迅速散掉，使焊接时金属受热面积 减小，此法又称散热法。 • 8. 焊后热处理 采取去应力退火的方法将焊件整体或局部加热到 600℃-650℃，保温一定时间后（不小于1h）缓慢冷却，这样可 消除焊接余应力80％-90％。
焊接分类及焊接原理
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引言 第一节 焊接的基本原理 第二节 焊条电弧焊 第三节 其它焊接方法 第四节 压焊与钎焊 第五节 堆焊与热喷涂 第六节 常用金属材料的焊接 第七节 焊接结构设计 参考资料
引言
• 1、何为焊接？ • 焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料， 使工件达到结合的一种方法。 • 1）.熔焊 将待焊处母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。 • 2）.压焊 焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或加热），以完 成焊接的方法称为压焊。 • 3）.钎焊 钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材金属熔点低的 金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材溶 化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母-2 低碳钢焊接热影响区的组织变化
二、 焊接热过程对焊接接头组织、性能的影响 • （一） 焊接热循环 • 焊接时，电弧沿焊件逐渐移动并对焊件进行局部加热。 焊件经焊接后所形成的结合部分称为焊缝。焊缝及其 邻近区域的总称叫焊缝区。 • 在焊接过程中，焊缝区金属从常温被加热到最高温度， 然后再逐渐冷却到常温。由于焊件上各点所处的位置 不同，其被加热的最高温度亦不相同；而热量的传递 需要一定的时间，故各点达到其最高温度的时间亦不 相同。在焊接热源作用下，焊件上某点的温度随时间 变化的过程称为焊接热循环。
• 2. 焊条的分类 • (1)焊条按熔渣的化学性质分为两大类 • 1）酸性焊条 溶渣呈酸性，药皮中含大量SiO2、TiO2、MnO等氧 化 物。 • 2）碱性焊条 熔渣呈碱性，药皮的主要成分为CaCo3和CaF2 。 • (2)焊条按用途可分为十一大类 碳钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼 耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍 及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条。
• （2）按焊件的工况条件选用焊条 • 1）焊接承受动载、交变载荷及冲击载荷的结构件时，应选用碱 性焊条。 • 2）焊接承受静载的结构件时，应选用酸性焊条。 • 3）焊接表面带有油、锈、污等难以清理的结构件时，应选用酸 性焊条。 • 4）焊接在特殊条件，如在腐蚀介质、高温等条件下工作的结构 件时，应选用特殊用途焊条。
• (3) 焊条型号 • 由国家标准分别规定各类焊条的型号编制方法。如标准规定碳 钢焊条型号为"E××××"，其中，字母"E"表示焊条；前二位数 字表示熔敷金属抗拉强度的最小值；第三位数字表示焊接位置， "0"及"1"表示焊条适用于全位置（平焊、立焊、横焊、仰焊）焊 接，"2"为平焊及平角焊，"4"表示焊条适用于向下立焊；第三位 和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。在第四位数 字后附加"R"表示耐吸潮焊条；附加"M"表示耐吸潮和力学性能有 特殊规定的焊条；附加"-1"表示冲击性能有特殊规定的焊条。
图11-1 焊接电弧示意图
• 2. 焊接的冶金特点
1）熔池中冶金反应不充分，化学成分有较大的不均 匀性，常常发生偏析、夹杂等缺陷。 2）在高温电弧作用下，氧、氢、氮等气体分子吸收 电弧热量而分解成化学性质十分活泼的原子或离子状 态，它们很容易溶解在液体金属之中，造成气孔、氧 化、脆化和其它缺陷。 3）在熔剂或药皮中加入比铁氧化能力强的硅铁、锰 铁等物质，除起到渗入合金作用、补充烧损元素外， 亦可起到脱氧作用。 4）焊缝中硫或磷的质量分数超过0.04%时，极易产生 裂纹。因此，应选用含硫、磷低的焊接原材料，并通 过在焊剂或药皮中加石灰石、氟石等脱硫脱磷，以保 证焊缝质量。
一、 焊条电弧焊电源
•1. 电源的要求 • 焊条电弧焊电源应具有适当的空载电压和较高的引弧电压，以 利于引弧，保证安全；当电弧稳定燃烧时，焊接电流增大，电弧电 压应急剧下降；还应保证焊条与焊件短路时，短路电流不应太大； 同时焊接电流应能灵活调节，以适应不同的焊件及焊条的要求。 •2. 电源种类 •（1） 交流弧焊机 它是一种特殊的降压变压器，具有结构简单、 噪声小、成本低等优点，但电弧稳定性较差。 •（2） 直流弧焊机 直流弧焊机有弧焊发电机（由一台三相感应电 动机和一台直流弧焊发电机组成）和焊接整流器（整流式直流弧焊 机）两种类型。
• 3. 热影响区 是焊接或切割过程中，材料因受热的影响（但未熔化） 而发生金相组织和力学性能变化的区域。按其组织特征又可分为 以下四个区域： （1） 过热区 指焊接热影响区中，具有过热组织 或晶粒显著粗大的区域。此区的温度范围为固相线至1100℃，因 加热温度过高，奥氏体晶粒急剧长大，使其塑性明显下降，尤其 是冲击韧度下降20％-30％，对于易淬火钢，此区脆性更大，是 热影响区中性能最差的部位。焊接刚度大的结构件，此区容易产 生裂纹。 （2） 细晶区 此区温度范围为Ac3以上，而尚未达到过 热温度。由于焊后为空冷，相当于热处理后的正火组织，亦称正 火区。此区的力学性能优于母材金属。
• (四)接变形的矫正 • 1. 机械矫正法 即用机械的方法将变形矫正过来，生产中常用 的设备有辊床、压力机、矫直机等；薄板焊接最常见的变形 为波浪变形，其矫正较难，一般用锤击法进行矫正 • 2. 火焰矫正法 采用局部加热焊件的某些部位，使其受热时膨 胀，受周围冷金属制约引起长度方向被压缩，冷却时收缩而 矫正变形。
• （3） 不完全重结晶区 此区温度范围为Ac3至Ac1之间。在此区 间珠光体已转变为奥氏体，部分铁素体深入奥氏体，尚未溶入奥 氏体的铁素体晶粒不断长大。空冷时，奥氏体又折出较细的铁素 体，到Ar1线时，残余奥氏体直接转变为共析组织珠光体，未深 入奥氏体的铁素体却将粗大晶粒保持下来，亦称部分相变区。该 区金相组织很不均匀，力学性能较差。 （4） 再结晶区 此区温度 范围在Ac1至500℃-450℃之间。焊前经过冷变形加工的焊件，由 于母材中有晶格畸变及碎晶组织，当加热到该温度时，就会产生 回复及再结晶而细化，其力学性能提高。焊前未经冷加工变形的 焊件不存在再结晶区。s