耐磨药芯焊丝YD611M耐磨堆焊焊丝1.6_塑胶五金网
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钢厂布料溜槽、辊破、高炉料钟、阀门堆焊修复用焊接材料（材料种类：1.焊条；2.CO2气保护药芯焊丝Ф1.6；3.埋弧焊丝Ф3.2、Ф4.0；4.明弧焊丝Ф3.2、Ф4.0）
硬 度(HRC)
性能及主要用途
用于布料溜槽的耐磨衬板制造。具有非常优异的高温耐磨性。
用于布料溜槽的耐磨衬板制造及现场修复。
用于辊破的新品制造。
用于中高温下辊破的新品耐磨预保护及现场修复。
用于常温下辊破的新品耐磨预保护及现场修复。
适用于堆焊600℃以下受强烈冲击磨损，气蚀磨损工件的堆焊修复及制造，适用于中、低压阀门及高炉料钟密封面的堆焊。堆焊层具有良好的红硬性、耐磨性、及抗冷热疲劳性能，可不预热堆焊，抗裂性能优良。
主要用于堆焊工作温度在540℃以下的受水、蒸汽等作用的部件，适用于中、低压阀门密封面的堆焊。堆焊层具有良好的耐磨、耐热、耐蚀以及抗热裂性能。
用于工作温度在450℃以下的中、低压阀门密封面的堆焊。堆焊层具有较好的抗氧化和抗裂纹性能。
用于工作温度在450℃以下的中、低压阀门密封面的堆焊。堆焊层具有较好的抗氧化和抗裂纹性能。
270～320HB
用于堆焊570℃以下工作的电站高压锅炉装置的阀门密封面及其它密封零件。堆焊层具有良好的抗擦伤、耐腐蚀、抗氧化性能。
用于工作温度低于600℃的高压阀门密封面的堆焊。堆焊金属具有良好的高温抗擦伤、抗冲蚀等性能，有较高的高温硬度，良好的热稳定性和抗热疲劳性。
部分材料高温硬度测试
试验温度t（℃）
高温硬度值（HV3）
堆焊工艺及其它
直径（mm）
包装形式：盒装
单件重量：20公斤
焊接电流（A）
直径（mm）
包装形式：
真空层绕盘装
单件重量：15公斤
焊接电流（A）
焊接电压（V）
气体流量（L/min）
埋弧焊药芯焊丝
直径（mm）
包装形式：
真空层绕盘装
单件重量：
30～40公斤
焊接电流（A）
焊接电压（V）
焊接速度（mm/min）
500～600&&
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咨询热线：CO2 气体保护焊的焊接缺陷产生的原因及防止方法缺陷产生原因 1、焊缝深宽比太大；焊道太窄（特别 是角焊缝和底层焊道） 2、焊缝末端处的弧坑冷却过快防止方法 1、增大电弧电压或减小焊接电流，以加宽焊道而减 小熔深；减慢行走速度，以加大焊道的横截面。 2、采用衰减控制以减小冷却速度；适当地填充弧坑； 在完成焊缝的顶部采用分段退焊技术， 一直到焊缝结焊缝金属裂纹束。 3、焊丝或工件表面不清洁（有油、锈、 3、焊前仔细清理 漆等） 4、焊缝中含 C、S 量高而 Mn 量低 5、多层焊的第一道焊缝过薄 1、采用多道焊短路电弧（熔焊渣型夹 杂物） 4、检查工件和焊丝的化学成分，更换合格材料 5、增加焊道厚度 1、在焊接后续焊道之前，清除掉焊缝边上的渣壳夹渣 2、高的行走速度（氧化膜型夹杂物） 2、减小行走速度；采用含脱氧剂较高的焊丝；提高 电弧电压 1、保护气体覆盖不足；有风 1、增加保护气体流量，排除焊缝区的全部空气；减 小保护气体的流量，以防止卷入空气；清除气体喷嘴 内的飞溅；避免周边环境的空气流过大，破坏气体保 护；降低焊接速度；减小喷嘴到工件的距离；焊接结 束时应在熔池凝固之后移开焊枪喷嘴。 2、焊丝的污染 2、采用清洁而干燥的焊丝；清除焊丝在送丝装置中 或导丝管中黏附上的润滑剂。 气孔 3、工件的污染 3、在焊接之前，清除工件表面上的全部油脂、锈、 油漆和尘土；采用含脱氧剂的焊丝 4、电弧电压太高 5、喷嘴与工件距离太大 6、气体纯度不良 7、气体减压阀冻结而不能供气 8、喷嘴被焊接飞溅堵塞 4、减小电弧电压 5、减小焊丝的伸出长度 6、更换气体或采用脱水措施 7、应串接气瓶加热器 8、仔细清除附着在喷嘴内壁的飞溅物9、输气管路堵塞 1、焊接速度太高 2、电弧电压太高 咬边 3、电流过大 4、停留时间不足 5、焊枪角度不正确 1、焊缝区表面有氧化膜或锈皮9、检查气路有无堵塞和弯折处 1、减慢焊接速度 2、降低电压 3、降低送丝速度 4、增加在熔池边缘的停留时间 5、改变焊枪角度，使电弧力推动金属流动 1、在焊接之前，清理全部坡口面和焊缝区表面上的 轧制氧化皮或杂质2、热输入不足 3、焊接熔池太大 未熔合 4、焊接技术不合适2、提高送丝速度和电弧电压；减小焊接速度 3、减小电弧摆动以减小焊接熔池 4、 采用摆动技术时应在靠近坡口面的熔池边缘停留； 焊丝应指向熔池的前沿5、接头设计不合理5、坡口角度应足够大，以便减少焊丝伸出长度（增 大电流），使电弧直接加热熔池底部；坡口设计为 J 形或 U 形1、坡口加工不合适1、接头设计必须合适，适当加大坡口角度，使焊枪 能够直接作用到熔池底部， 同时要保持喷到工件的距 离合适；减小钝边高度；设置或增大对接接头中的底 层间隙未焊透 2、焊接技术不合适 2、使焊丝保持适当的行走角度，以达到最大的熔深； 使电弧处在熔池的前沿 3、热输入不合适 3、提高送丝速度以获得较大的焊接电流，保持喷嘴 与工件的距离合适 1、热输入过大 熔透过大 2、坡口加工不合适 1、焊丝干伸长过大 蛇形焊道 2、焊丝的校正机构调整不良 3、导电嘴磨损严重 1、电感量过大或过小 飞溅 2、电弧电压过低或过高 2、根据焊接电流仔细调节电压；采用一元化调节焊 2、减小过大的底层间隙；增大钝边高度 1、保持适合的干伸长 2、再仔细调整 3、更换新导电嘴 1、仔细调节电弧力旋钮 1、减小送丝速度和电弧电压；提高焊接速度机 3、导电嘴磨损严重 4、送丝不均匀 5、焊丝与工件清理不良 6、焊机动特性不合适 3、更换新导电嘴 4、检查压丝轮和送丝软管（修理或更换） 5、焊前仔细清理焊丝及坡口处 6、对于整流式焊机应调节直流电感；对于逆变式焊 机须调节控制回路的电子电抗器 1、导电嘴内孔过大 2、导电嘴磨损过大 3、焊丝纠结 4、送丝轮的沟槽磨耗太大引起送丝不 电弧不稳 良 5、送丝轮压紧力不合适 6、焊机输出电压不稳定 7、送丝软管阻力大 5、在调整 6、检查控制电路和焊接电缆接头，有问题及时处理 7、更换或清理弹簧软管 1、使用与焊丝直径相适合的导电嘴 2、更换新导电嘴 3、仔细解开 4、更换送丝轮【转】CO2 气体保护焊的工艺参数选择CO2 气体保护焊以其速度快、操作方便、焊接质量高、适用范围广和成本低廉等诸多优势，逐渐取代了传统的手工焊条 电弧焊。在焊接生产中，焊接工艺参数对焊接质量和焊接生产率有很大的影响，正确选择焊接工艺参数是获得质量优良的焊 接接头和提高生产率的关键。本文主要对 CO2 气体保护焊中各种相关的工艺参数对 CO2 气体保护焊的影响及其焊接工艺的参 数选择进行了比较详细的分析。随着科学技术的飞速发展，焊接设备也在不断的更新换代。CO2 气体保护焊的出现和发展对于传统的手工焊条电弧焊就 是一次技术性的革命。它以其速度快、操作方便、焊接质量高、适用范围广和低成本等诸多优势，逐渐取代了传统的手工焊 条电弧焊。在实际生产中，广泛用于机车车辆、汽车、摩托车、船舶、煤矿机械及锅炉制造行业，主要用于焊接低碳钢、低 合金钢、耐磨零件的堆焊、铸钢件的补焊等方面。为了充分发挥 CO2 气体保护焊的效能，在焊接时必须正确选择焊接工艺参 数。焊接工艺参数就是焊接时， 为保证焊接质量而选定的各项参数的总称。 2 气体保护焊焊接工艺参数主要包括焊丝直径、 CO 焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体流量、焊丝伸出长度、焊枪倾角和电源极性等。在这里，我根据多年的工作经验，把 CO2 气体保护焊各焊接工艺参数对其焊接的影响及其选择的肤浅认识整理出来，供大家参考、探讨：1、 CO2 气体保护焊各工艺参数对其焊接的影响 焊接工艺参数对焊接质量和焊接生产率有很大的影响。 为了获得优质的焊接接头， 必须先搞清楚各焊接工艺参数对焊接的影 响。 1.1 焊丝直径 焊丝直径对焊接过程的电弧稳定、金属飞溅以及熔滴过渡等方面有显著影响。随着焊丝直径的加粗（或减细）则熔滴下 落速度相应减小（或增大）；随着焊丝直径的加粗（或减细），则相应减慢（或加快）送丝速度，才能保证焊接过程的电弧 稳定。随着焊丝直径加粗,焊接电流、焊接电压、飞溅颗粒等都相应增大，焊接电弧越不稳定，焊缝成形也相对较差。 1.2 焊接电流 焊接电流除对焊接过程的电弧稳定、金属飞溅以及熔滴过渡等方面有影响外，还对焊缝宽度、熔深、加强高有显著影 响。通常随着焊接电流的增加，电弧电压会相应增加一些。因此随着电流的增加，焊缝熔宽和余高会随之增大一些，而熔深 增大最明显。但是当焊接电流太大时，金属飞溅会相应增加，并容易产生烧穿及气孔等缺陷。反之，若焊接电流太小时，电 弧不能连续燃烧，容易产生未焊透及焊缝表面成形不良等缺陷。焊接电流与送丝成正比，也就是说送丝速度越快则焊接电流也越大。CO2 气体保护焊接电流的大小是由送丝速度来调节 的。焊接电流对焊丝的熔化影响也大。焊接电流与熔化速度关系，如图 1 所示。图中表明随着焊接电流的增大，焊丝熔化 速度也增大。其中细焊丝的熔化速度增大更快些，这是因为细丝产生的电阻热较大。图 1 焊接电流与熔化速度关系图 2 电弧电压与焊缝成形的关系B—熔宽H—余高R—熔深1.3 电弧电压电弧电压是影响熔滴过渡、金属飞溅、电弧燃烧时间以及焊缝宽度的主要因素。在一般情况下，电弧电压越高，电弧笼罩也 越大。于是熔宽增加，而熔深、余高却减小，焊接趾部易出现咬边；电弧电压过低，则电弧太短，焊丝容易伸入熔池，使电 弧不稳定，焊缝易造成熔合不良（焊道易成为凸形）。电弧电压与焊缝成形的关系，如图 2 所示。电弧电压也反映了弧长的大小。电弧电压越高，弧长也越长，则焊枪喷嘴到焊件的距离也越大，气体保护效果会越差， 这样就易产生气孔。电弧电压与气孔的关系，如图 3 所示。1.4 焊接速度焊接速度对焊缝内部与外观的质量都有重要影响。在保持焊接电流和电弧电压一定的情况下，焊接速度加快则焊缝的 熔深、熔宽和余高都会减小，焊道会成为凸形。焊接速度对焊缝成形的影响，如图 4 所示。焊接速度再加快，在焊接趾部易 出现咬边。进一步提高焊接速度时出现驼峰焊道。相反焊速过低，熔池中液态金属将流到电弧前面，电弧在液态金属上面燃 烧，从而使焊缝熔合不良，形成未焊透。通常半自动焊时，当焊速低于 15cm/min 时，焊枪移动不易均匀。而在焊速达 60cm/min～70cm/min 时，焊枪难以对准 焊接线，所以通常焊接速度多为 30-50cm/min。图3电弧电压与气孔的关系图 4 焊接速度对焊缝成形的影响B—熔宽H—余高R—熔深1.5 焊丝伸出长度焊丝伸出长度是指焊接时导电嘴与焊件间的距离。 焊丝伸出长度对焊接过程的稳定性影响比较大。 当焊丝伸出长度增加 时，焊丝的熔化速度加快，可以使生产率提高。焊丝伸出长度过大时，由于电阻热的作用，使焊丝的熔化速度相应加快，将 引起电弧不稳，飞溅增加，焊缝外观不良和产生气孔；反之，焊丝伸出长度太短时，则焊接电流增大，并缩短了喷嘴与焊件 间的距离，这样使喷嘴极易过热，容易堵塞喷嘴，从而影响气体流通。焊丝伸出长度的大小还影响母材的热输入。焊丝伸出长度与焊接电流、熔深的关系，如图 5 所示。恒电压电源和等速送 丝系统，当改变焊丝伸出长度时，焊接电流与熔深均发生变化。当伸出长度增大时，焊丝熔化的速度加快。而焊缝熔深及焊 接电流减少，根据这一特点，在半自动焊接时焊工可以通过调节焊枪高度来调节输入。焊丝伸出长度/mm图5焊丝伸出长度与焊接电流、熔深的关系1.6 气体流量CO2 气体保护焊利用 CO2 气体的屏蔽作用实现保护的，气体流量、焊丝伸出长度及风的大小都是影响保护的主要因素。气 体流量的大小与电流有关，在大电流时气体的流量则要大，为 20-25L/min。在工作环境有风时，应适当增大喷嘴直径，以 便在大流量时仍可获得稳定的电弧。CO2 气体流量和风速上限的关系，见表 1。通常实芯焊丝 CO2 焊时，为得到可靠的保护效 果，风速上限为 4m/s，如果风速超过这一上限值，则应采取必要的防风措施。表 1——CO2 气体流量和风速上限的关系喷嘴直径/mm161616222222CO2 流量 L/min253036253035风速上限 m/s2.12.53.01.11.41.71.7 焊枪倾角无论是自动焊还是半自动焊，当喷嘴与工件垂直时，飞溅都很大，电弧不稳。其主要原因是运条时产生空气阻力，使保 护气流后偏吹。1.8 电源极性CO2 气体保护焊时，电源极性对焊缝熔深、电弧稳定都有重要影响。为保证电弧的稳定燃烧，一般采用直流反接。采用 正接时，焊丝熔化速度加快、焊缝熔深浅、余高增加，电弧燃烧没有反接稳定。2、 CO2 气体保护焊接工艺参数的选择CO2 气体保护焊广泛用于各种位置、不同坡口形式和各种厚度焊件的焊接。如果不能正确选择焊接参数，将引起各种焊 接缺陷，增加工时和降低工作效率。2.1 焊丝直径根据焊件情况，首先应选择合适的焊丝直径。常用焊丝直径为 φ 0.6mm～φ 1.2mm,各种直径的焊丝都有其通用的电流 范围、适合的焊接位置，见表 2。从表中可以看到，小于 φ 1.2mm 的焊丝，适合于全位焊。大于 φ 1.2mm 的焊丝主要适用于 平焊。表 2——焊丝直径、焊接电流、焊接位置的关系焊丝直径/mm焊接电流/A适合焊件厚度适合焊接位置0.640～901.0～4.0全位置0.850～1200.960～150170～802.0～12.01.280～350≥1.6300～500≥6平焊位置2.2 焊接电流焊接电流是焊接的主要参数之一，主要根据母材厚度，接头形式以及焊丝直径等正确选择。在保证焊透的前提下，尽量 选择小电流，因为当电流太大时，易造成熔池翻滚，不仅飞溅大，焊缝成形也非常差。焊丝直径与焊接电流的关系，见表 2。2.3 电弧电压确定焊接电流的范围后，调整电弧电压。使电弧电压与焊接电流形成良好的匹配。焊接过程中电弧稳定，飞溅小，能 听到沙、沙的声音，能看到焊机的电流表、电压表的指针稳定，摆动小，焊接电流和电弧电压也就达到了最佳匹配。最佳的 电弧电压一般在 16V～24V 之间，粗滴过渡时，电压为 25V～45V，所以电弧电压应细心调试。2.4 焊接速度随着焊接速度增大（或减小），则焊缝熔宽，熔深和堆积高度都相应减小（或增大）。当焊接速度过快时，会使气体 保护的作用受到破坏，易使焊缝产生气孔。同时焊缝的冷却速度也会相应提高，也降低了焊缝金属的塑性的韧性，并会使焊缝中间出现一条棱，造成成形不良。当焊接速度过慢时，熔池变大，焊缝变宽，易因过热造成焊缝金属组织粗大或烧穿。因 此焊接速度应根据焊缝内部与外观的质量选择。 一般自动焊速度为 15m/h～30m/h。2.5 焊丝伸出长度焊丝伸出长度一般为焊丝直径的 10～20 倍。焊丝伸出长度与电流有关，电流越大，伸出长度越长。焊丝伸出长度与焊 接电流的关系，见表 3。焊丝伸出长度太长时，焊丝的电阻热越大，焊丝熔化速度加快，易造成成段焊丝熔断，飞溅严重焊 接过程不稳定；焊丝伸出长度太短时，容易使飞溅物堵住喷嘴，有时飞溅物熔化到熔池中，造成焊缝成形差。一般经验公式 是，伸出长度为焊丝直径的十倍，既 Φ 1.2mm 焊丝选择伸出长度为 12 mm 左右。表 3——焊丝伸出长度与焊接电流的关系焊接电流/A焊丝伸出长度/mm&2506-15&25015-252.6 气体流量气体流量会直接影响焊接质量，一般根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径来选择。当焊接电流越大， 焊接速越快，焊丝伸出长度越长时，气体流量应大些。气体流量太大或太小时，都会造成成形差，飞溅大，产生气孔。一般 经验公式是，数量为焊丝直径的十倍，既 Φ 1.2mm 焊丝选择 12L/min。当采用大电流快速焊接，或室外焊接及仰焊时，应适 当提高气体流量。CO2 气体纯度不低于 99.5%。2.7 焊枪倾角无论是自动焊还是半自动焊，当喷嘴与工件垂直时，飞溅都很大，电弧不稳。其主要原因是运条时产生空气阻力，使保 护气流后偏吹。为了避免这种情况的出现，一般采用左向焊法焊接，可将喷嘴前倾 10°~15°，不仅能够清楚观察和控制熔 池，而且能够保证焊缝成形良好，焊接过程稳定。2.8 电源极性CO2 气体保护焊电源极性应采用直流反接焊接，因为直流反接时熔深大，飞溅小，电弧稳定，焊缝成形好。CO2 气体保护焊在实际生产中，选择焊接工艺参数时，应做到以下几点：（1）根据母材先确定焊丝直径和焊接电流； （2）根据选择的焊接电流，在试板上试焊，细心调整出相匹配的电弧电压；（3）根据试板上焊缝成形情况，细调整焊接电 流，焊接电压，气体流量，达到最佳的焊接工艺参数；（4）在工件上正式焊接过程中，应注意焊接回路，接触电阻引起的 电压降低，及时调整焊接电压。 有了一定的理论基础，再加上我们勤于思考，相信我们每一名焊接操作者通过，不断的调整， 最终都能获得最佳的焊接工艺参数。正确使用焊接工艺参数，可以避免各种焊接缺陷，提高操作技能、为保证焊接质量奠定 良好的基础，同时也增加了工时利用率，提高了生产效率。各种焊接方法的比较从原理、特点，冶金反应，熔滴过渡，电弧控制，焊接材料， 从原理、特点，冶金反应，熔滴过渡，电弧控制， 焊接材料，适用范围等方面 比较各种焊接方法。一、埋弧焊 Submerged Metal Arc Welding (SMAW)埋弧焊是以颗粒状焊剂为保护介质，电弧掩藏在焊剂层下的一种熔化极电 焊接方法。埋弧焊的施焊过程由三个环 节组成： 在焊件待焊接缝处均匀堆敷足 够的颗粒状焊剂； 导电嘴和焊件分别接通焊接电源两级以产生焊接电弧； 自 动 1 2 3 送进焊丝并移动电弧实施焊接。埋弧焊的主要特点如下：1、电弧性能独特（1）焊缝质量高熔渣隔绝空气保 护效果好，电弧区主要成分为 CO2，焊 缝金属中含氮量、 含氧量大大降低， 焊接 参数自动调节， 电弧行走机械化， 熔池存在时间长， 冶金反应充分 ， 抗风能力 强， 所以焊缝成分稳定，力学性能好； （2）劳动条件好 熔渣隔离弧光有利于焊 接操作；机械化行走，劳动强度较低。2、弧 柱电场强度较高 比之熔化极气体保 护焊有如下特点： （1）设备调节性能好，由于电场强度较高，自动调节系统的灵 敏 度较高，使焊接过程的稳定性提高； （2）焊接电流下限较高。3、生产效率高 由于焊丝导电长度缩短，电流和电流密度显 著提高，使电弧的熔透能力和焊丝的 熔敷速率大大提高；又由于焊剂和熔渣的隔热作用，总的热效率大大增加，使焊 接速 度大大提高。冶金反应：焊剂参与冶金反应，Si 、Mn 被还原，C 部分烧毁，限制杂质 S、P 去 H，防止产生氢气孔。熔滴过渡：渣壁过渡电源：直流电源用于小电流情况,等速送丝，自身电弧调节；大电流一般用交流电源， 变速送丝（SAW 焊丝一般 较粗） ，弧压反馈电 弧调节 焊接材料： 焊丝和焊剂。 焊丝和焊剂的选配必须保证获得高质量的焊接接头，同时又要尽可能减低成本，还要注意适用的电流种类和极性。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。 埋弧焊除了用于金属结构中构件的连接外，还可在基体金属 表面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层。 随着 焊接冶金技术与焊接材料生产技术的发 展，埋弧焊能焊的材料已从碳素结构钢发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢等 以 及某些有色金属，如镍基合金、钛合金、铜合金等。由于自己的特点，其应用 也有一定的局限性，主要为： （1）焊接位 置的限制，由于焊剂保持的原因，如不 采用特殊措施， 埋弧焊主要用于水平俯位置焊缝焊接， 而不能用于横、 立、 仰 焊； （2）焊接材料的局限，不能焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金，主要用于 焊接黑色金属； （3）只适合于长焊 缝焊接切，且不能焊接空间位置有限的焊缝； （4）不能直接观察电弧； （5）不适用于薄板、小电流焊。二、熔化极气体保护焊（GMAG）GMAG 属于用电弧作为热源的熔化焊方法， 其电弧建立在连续送进的焊丝 与熔池之间熔化的焊丝金属与母材金属混 合而成的熔池在电弧热源移走后结晶 形成焊缝并把分离的母材通过冶金方式连接起来。CO2 焊接的特点：（1） 在焊接电弧高温作用下 CO2 会分解成 CO、 和 O， 对电弧具有叫强烈的压缩作用， 从 O2 而导致该焊接方法的电弧形态具有弧柱直径较 小，弧跟面积小且往往难于覆盖焊丝端部全部熔滴的特点，因此熔滴受到的 过渡 阻力（斑点力）较大而使熔滴粗化，过渡路径轴向性变差，飞溅率大； （2）对焊 接区保护良好， 2 的密度是常用 保护气体中最大的， CO 加上 CO2 气体受热分解后， 体积增大， 因此保护较好； （3） 能量相对集中， 熔透能力较大； （4） 生产成本低， 节约电能。 （5）工艺和技术上还具有焊接区可见度好，便于观察、操作；焊接热 影响区和焊接变形较小； 熔池体积较小结晶速度较快，全位置焊接性能良好；对 锈污敏感度低的优点。冶金特性： （1） 、合金元素的氧化 CO2 焊时，在电弧高温作用下，CO2 会分 解成 CO、O2 和 O，在焊接条件 下，CO 不溶于金属，也不参与反应，而 CO2 和 O 都有强烈的氧化性，使 Fe 及其它合金元素氧化。 、脱氧及焊缝金属的 合金 （2） 化 通常在焊丝中加入一定量的脱氧剂进行脱氧，此外，剩余的脱氧剂作为合金 元素留在焊缝中，以弥补氧化 烧损损失并保证焊缝的化学成分要求。熔滴过渡： 、短路过渡（短弧、细丝、小电流）适用于薄板全位置焊接； （1） （2） 、细颗粒过渡，粗丝、 长弧、大电流焊接； （3） 、潜弧射滴过渡（很少用） 。 电源：平特性电源（单旋钮调节） 、直流反接、等速送丝焊接材料：CO2 气体和焊丝适用范围：目前 CO2 气体保护焊广泛应用于机车制造、船舶制造、汽车制 造、采煤机械制造等领域。适用于焊接 低碳钢、低合金钢、低合金高强钢，但是 不适合于焊接有色金属、不锈钢。尽管有资料显示 CO2 气体保护焊可以用于不 锈 钢的焊接，但不是焊接不锈钢的首选。三、钨极氩弧焊（GTAW 或 TIG）钨极氩弧焊是以难熔金属钨或其合金棒作为电源一极， 采用惰性气体氩气作 为保护气体， 利用钨极与工件之间产 生的电弧热作为电源，加热并熔化工件和填 充金属的一种焊接方法。特点：由于电弧是在氩气中进行燃烧，因此具有以下优缺点：1） 氩气具有 极好的保护作用，能有效的隔绝周围空 气； 它本身既不与金属起化学反应， 也不 溶于金属， 使得焊接过程中的冶金反应简单易控制， 因此获得较高质量的焊缝提 供 良好条件。2）钨极电弧非常稳定，即使在很小电流情况下（&10A）仍可稳定 燃烧，特别适用于薄板材料焊接。3）热源和 填充焊丝可分别控制， 因而热输入 容易调整所以这种焊接方法可进行全方位焊接， 也是实现单面焊双面成型的理想 方法。 4）由于填充焊丝不通过电流，故不产生飞溅，焊缝成型美观。5)交流氩 弧焊在焊接过程中能够自动清除焊件表面的氧化膜 作用，因此，可成功地焊接一 些化学活泼性强的有色金属，如铝、镁及合金。6）钨极承载电流能力较差，过 大的电流会 引起钨极的熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池而引起夹钨。因此， 熔敷速度小、熔深浅、生产率低。7）采用氩气较贵， 熔敷率低，且氩弧焊机有 较复杂，和其他焊接方法（如焊条电弧焊、埋弧焊、CO2-气体保护焊）比 较，生产成本较高。8） 氩弧周围受气流影响较大，不易室外工作。熔滴过渡：有填丝时搭桥过渡电源：陡降电源、直流正接； 焊铝采用交流、陡降电源，需引弧、稳弧措 施 焊接材料：保护气体、钨极适用范围：广泛用于工业生产，特别是航空航天等军工和尖端工业技术所 用的铜及铜合金、钛及钛合金、合金钢、 不锈钢、钼等金属的焊接，如钛合金的 导弹壳体，飞机上的一些薄壁容器等。四、等离子弧焊（PAW）借助水冷喷嘴等措施，可以使电弧的弧柱区横截面积减小，电弧的温度、能 量密度、等离子的流速都显著提高，这 种用外部拘束使弧柱受到压缩的电弧称为 等离子弧。等离子弧是电弧的一种特殊形式，是一种具有高能量密度的电弧，仍然是气体导 电现象。 等离子弧焊接是利用等离子弧的 热量加热＆熔化工件和母材实现焊接的 方法。特点： （1）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。 （2）焊缝截面成酒杯状，无指状熔深问题。 （3）电弧挺直性好，受弧 长波动的 影响， 熔池的波动小。 （4） 电弧稳定 0.1A， 仍具有较平的静特性， 配用恒流源， 可很好的进行薄板的焊接 （0.1mm） （5）钨极内缩，防止焊缝夹钨（6）采用小 。 孔焊接技术，实现单面焊双面成形。 （7）设备比较复杂，气体耗量大，只 宜于室内焊接，焊枪的可达性比 TIG 差。 （8）电弧直径小，需要焊枪轴线与焊缝中线更准确地对中。冶金反应：单一，只有蒸发 电源：陡降电源、直流正接；焊接铝镁时用交流、陡降电源、需引弧、稳弧 措施 焊接 材料：保护气体、钨极。适用范围：广泛用于工业生产，特别是航空航天等军工和尖端工业技术所用 的铜及铜合金、钛及钛合金、合金钢、不 锈钢、钼等金属的焊接，如钛合金的导 弹壳体，飞机上的一些薄壁容器等。五、电阻焊 焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的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，形成原子间的结合。优点：1）熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过 程简单。 2）加热时间短、热量集中、 故热影响区小， 变形与应力也小， 通常在 焊后不必安排校正和热处理工序。 3） 不需要焊丝、 焊条等填充金属， 以及氧、 乙 炔、氩等焊接材料，焊接成本低。4）操作简单，易于实现机械化和自动化， 改善了劳动条件。 5）生产率高，且无噪声及 有害气体，在大批量生产中，可以 和其他制造工序一起编到组装线上。但闪光对焊因有火花喷溅，需要隔离。缺点： 1）目前还缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和工 件的破坏性试验来检查，以及靠各种监 控技术来保证。 2）点、缝焊的搭接接 头不仅增加了构件的重量，且因在两板间熔核周围形成夹角，致使接头的抗拉强 度 和疲劳强度较低。 3） 设备功率大， 机械化自动化程度较高， 使设备成本较高、 维修较困难，并且常用的大功率单相交 流焊机不利于电网的正常运行。适用范围：在汽车、飞机、仪器、家电、建筑用的钢筋、等行业有广泛应用 适用材料广泛，只是易氧化金属的电阻 焊焊接性稍差。焊接方法的分类随着生产和科学技术的不断发展,目前金属焊接方法的种类很多,如果按照焊接过程的特点区分,可以归纳为三大 类.：（分类族系法） 熔焊、压焊、钎焊 。1） 熔焊——定义： 在不是施加压力的情况下， 将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。 电弧焊： 熔化极 熔化极（焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、螺熔化极 柱焊） 非熔化极（钨极氩弧焊、等离子弧焊、碳弧 焊、原子氢 非熔化极焊、气焊、氧氢、氧乙炔、空气乙炔、铝热焊、电渣焊、电子束焊、 激光焊）。这一类焊接方法的共 同特点是,利用局部热源将焊件的接合处及填充金属材料(有时不用填充金属材料)熔化,不加压力而互相熔合,冷却凝固后而 形成牢固的接头.电弧焊、电渣焊都属于这一类。2）压焊——定义：焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)，以完 成焊接的方法称为压焊。 电阻焊（点 焊、缝焊、凸焊、对焊、高频焊)；冷压焊 （超声波焊、爆炸焊、锻焊、扩散焊、摩擦焊、气压焊）。这一类焊接方法的共 同特点是，焊件不论加热与否均施加一定压力，使两结合面紧密接触产生结合作用，从而使两焊件连接在一起，接触焊与摩 擦焊等都属于这一类.。3）钎焊——定义：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焊接方法称为钎焊 （火焰、感应、炉中、浸渍、 电子束、红外线等）。钎焊与熔焊相似，却有着本质的区别，它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 到高于钎料熔点却低于母材熔点的温度，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。最小电压原理最小电压原理是电弧的一种特性，用以表征电弧的最小能量消耗的性能。大家知道，自由电弧是在两个电极之间的气体 放电现象，其导电截面可以自由扩大和缩小，也就是输入电弧的能量等于电弧散出的能量，于是表征电弧特性的各种物理参 数，如弧柱直径（D）、弧柱温度（T）和弧柱电场强度（E）等都为确定值，其大小都遵循着能量消耗最小原则。最小电压原理是：对一个轴线对称的电弧，在给定的电流和边界条件下，当电弧处于稳定状态时，其弧柱直径（D）或 温度（T）应使弧柱电场强度（E）具有最小值。利用最小电压原理可以解释许多电弧现象，例如当电弧被周围介质强迫冷却时（高速气流或环境温度降低），电弧将自 动收缩其断面， 使其电流密度升高， 电场强度和电弧温度也提高。 因为电弧的散热增加， 要求电弧产生更多的热量给与补偿。电弧产热为 IE，如果电流 I 不变，则 E 必定要增加。根据最小电压原理，电弧有自动使 E 增加到最小限度的倾向，也就是 热损失最小的倾向。所以在电弧被冷却时，电弧将自动收缩到某一个直径，这时电弧电场强度 E 增加得最小。 14:20熔滴过渡主要形式及其特点焊丝（条）端头的金属在电弧热作用下被加热熔化形成熔滴，并在各种力的作用下脱离焊丝（条）进入熔池，称之为熔 滴过渡。种类介绍：熔滴过渡状态是指焊条熔化后滴入熔池的状态。对熔滴过渡产生影响的因素包括保护气体的种类和成分，焊接电 流和电压，焊条的成分和直径等。1. 粒状熔滴过渡(Globular transfer)：指熔滴直径比所使用的 wire 直径大时的过渡状态。可以细分为低电流和中 间程度的焊接电流范围内所产生的 drop transfer 和较高电流 co2 焊接时产生的 repelled transfer。2.短路熔滴过渡(Short circuiting transfer)：Wire 端部产生的熔滴与熔池直接接触过渡。在低电流电压 co2 焊接时， 或在惰性气体成分高的焊接条件下，即 MAG 或 MIG 焊接时会出现。3.旋转熔滴 Rotatingtransfer :在 GMAW 的大电流领域产生的现象。由于电流越高熔合效率越高，因此从效率方面考虑时电流越高越好。但是与其相对 应缺点是很难控制熔池，易产生焊接不良。目前对提高焊接效率的研究主要集中在 rotating mode 的 control 方面。4.射流过渡 Spraytransfer :是指比焊接 wire 小的熔滴的过渡状态。 在较高电流中 Ar 主成份的保护气体焊接时产生。 喷雾过渡时熔滴一滴一滴有规 律的过渡，因此称为 projectedtransfer。熔化后滴落的 wire 前端形成小的粒状，熔滴以流淌的状态过渡，称为 streaming transfer 。另外熔化的 wire 前端拉长并高速旋转的过渡称为 rotating transfer。5.球状体过渡 前端熔化金属变大形成球状，继而发展为比表面张力还重的大粒熔滴，向母材侧落下过渡的形态叫球状 体过渡。这种形式在 CO2 焊接的电流区更明显。因熔滴过渡时不是直落而下，所以焊缝略显不规则，飞溅也多。短路过渡：使受电弧热熔化的消耗电极（焊条）前端与母材熔池短路，边重复进行燃弧，短路熔滴边过渡的形态叫短路 过渡式，这种形式在 CO2 焊接与 MIG 焊接的小电流，低电压区焊接时尤为显著，被应用于熔深较浅的薄板焊接。电极前端的 熔融部分逐渐变成球状并增大形成熔滴，与母材熔池里的熔融金属相接触，借助于表面张力向母材过渡。短路过渡在采用低电流装置和较小焊丝直径的条件下产生，短路过渡易形成一个较小的、迅速冷却的熔池，适合于焊接 留较大根部间隙的横梁结构，适合于全位置焊接。焊丝通过电弧间隙时没有熔滴过渡发生，当接触到焊接熔池时才会发生熔 滴过渡。A、当电弧正常工作时，母材和焊丝都处于高温状态，送丝机构稳定的送进焊丝。当焊丝接触到熔池时，同时伴随着如 下 3 个过程发生。①较大的焊接电流通过焊丝进入焊缝和母材，使焊丝末端开始熔化。②在图中短弧区，焊接电流迅速提高。③当初始焊接电弧较短时，电弧电压值降低，电弧熄灭。B、采用平特性焊接电源可以使电流持续增加，主要是为了保持焊接电压稳定并提高电弧电压。此时电弧保持稳定，熔 化的焊丝继续向焊接熔池熔敷金属。C、当焊接电流与电压继续增加时，焊丝在焊缝上形成一个圆锥形区域，通过持续的送丝过程，将更多的焊丝送进该圆 锥形区域中。D、随着焊接电压和电流继续增加，更多焊丝的送进，锥形区域不断扩大，接着焊丝在锥形顶部开始产生缩颈，为下一 步的剪切作准备。 电磁剪切力主要是焊接电流通过焊丝与焊缝熔敷金属之间的短路过渡产生的， 电磁剪切力沿着焊丝的方向 向内辐射。E、从 D 开始，焊丝与焊缝上部形成的锥形区域分离，电弧再引燃，电流开始降低，电压从短路过渡电压升高到电弧电 压，熔滴停止向焊缝中过渡。F、电弧对焊丝和焊缝进行加热。G、在电弧区，利用电弧热清除锥形区域，使之熔入焊缝中，增加焊缝和焊丝的热量，为下一个焊接周期作准备。H、当电压降低到电弧电压以下时，短路过渡过程结束，焊丝接触到焊缝并熄灭。短路过渡工艺过程中的注意事项如下。①焊丝熔滴只在短路过渡时才能熔入焊缝金属中，并且没有金属离子通过电弧。②短路过渡的熔滴过渡周期为 20～250 次/s。③在短路过渡过程中，电流产生的磁力场是主要影响因素，而重力不是主要因素，因此所有的焊接位置均可以采用。④焊丝周围的电流磁力场在短路过渡过程中会引起电磁收缩效应， 焊丝顶部熔化的金属熔滴在电磁收缩力的作用下转变 成球形熔滴并附着在顶部，形成一个自由熔滴并进人焊接熔池。⑤短路过渡适合于直径为 1.2mm 焊丝的焊接。⑥厚板材料采用大直径焊丝，并且采用喷射过渡来提高金属熔敷效率。⑦短路过渡对于母材的焊接热量输入较低，因此比较适合焊接薄板，焊接过程中不会产生烧穿现象，常用于焊接板厚小 于 5mm 的碳钢和低合金钢。自由过渡：熔滴从焊丝端头脱落后，通过电弧空间自由运动一段距离后落入熔池的过渡形式称为自由过渡。因条件 不同，熔滴的自由过渡又可分为滴状过渡和喷射过渡两种形式。滴状过渡：焊接电流较小时，熔滴的直径大于焊丝直径，当熔滴的尺寸足够大时，主要依靠重力将熔滴缩短拉断，熔 滴落入熔池，熔滴的这种过渡形式称为滴状过渡。（1）轴向滴状过渡：焊条电弧焊、富氩混合气体保护焊时，熔滴在脱离焊条(丝)前处于轴向(下垂)位置(平焊时)，脱 离焊条(丝)后也沿焊条(丝)轴向落入熔池，这种过渡形式称为滴状过渡。（2）非轴向滴状过渡：多原子气氛(CO2、N2、H2)中，阻碍熔滴过渡的力大于熔滴的重力，熔滴在脱离焊丝之前就偏离 轴线，甚至上翘，在脱离焊丝之后，熔滴一般不能沿焊丝轴向过渡，形成飞溅，称为熔滴的非轴向滴状过滤。喷射过渡熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式， 称为喷射过渡， 喷射过渡可分为射滴过渡和射流过 渡两种形式。（1）射滴过渡：在某些条件下，形成的熔滴尺寸与焊丝直径相近，焊丝金属以较明显的分离熔滴形式和较高的速度沿 焊丝轴向射向熔滴的过渡形式，称为射滴过渡。（2）射流过渡：在某些条件下，因电弧热和电弧力的作用，焊丝端头熔化的金属压成铅笔尖状，以细小的熔滴从液柱尖端 高速轴向射入熔池的过渡形式，称为射流过渡。这些直径远小于焊丝直径的熔滴过渡，频率很高，看上去好像是在焊丝端部 存在一条流向熔池的金属液流。焊接应力与焊接变形一、焊接应力在没有外力的情况下，物体内部存在的应力称为内应力，内应力在物体内部自相平衡，即物体内部各方向的内应力总 和等于零，内应力对于任何一点的力矩总和等于零。常见的内应力有以下几种：1、热应力：又称温度应力。它是在不均匀加热及冷却过程中所产生的应力，它与加热温度和加热不均匀程度、焊件 的钢度以及焊件材料的热物理性能等因素有关。2、相变应力：金属发生相变时，由于体积发生变化而引起的应力。3、装配应力：在装配和安装过程中产生的应力。例如：紧固螺栓、热套结构等均匀有内应力产生。4、残余应力：当构件上承受局部荷载或经受不均匀加热时，都会在局部地区产生塑性应变。当局部外载撤去后或热 源离去，构件温度恢复到原始的均匀状态时，由于构件内部发生了不能恢复的塑性变形，因而产生了内应力，即残余应力。 残留下来的变形即残余变形。焊接过程中焊件的热应力是随时间而变化的瞬时应力，焊后残余下来，即为残余应力。按照焊接应力在空间的方向 可以分为单项应力、双向应力和三项应力。薄板对接时，可以认为是双向应力。大厚度焊件的焊缝，三个焊缝的交叉处以及 存在裂缝、加渣等缺陷通常出现三向应力，三相应力使材料的塑性降低、容易导致脆性断裂，它是一种最危险的应力状态。二、焊接变形1、焊接变形发生的原因钢材的焊接通常采用熔化焊方法,把焊接局部连接处加热至溶化状态形成熔池,待其冷却结晶后形成焊缝,使原来分 开的钢材连接成整体。 由于焊接加热时还焊接接头局部加热不均匀,金属冷却后沿焊缝纵向收缩时受到焊件低温部分的阻碍， 使焊缝及其附近区域受拉应力，远离焊缝区域受压应力。因加热、冷却这种热变化在局部范围急速地进行,膨胀和收缩变形 均受到拘束而产生塑性变形，焊接完成并冷却至常温后该塑性变形残留下来，焊接变形因此产生。2、焊接变形的主要形式：焊接变形主要有收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形和破浪变形五种基本形式。其成因如下：收缩变形——是 由于焊缝的纵向（沿焊缝方向）和横向（垂直焊缝方向）收缩引起的；角变形——由于 V 型坡口对接焊焊缝布置不对称，造 成焊缝上下横向收缩量不均匀而引起的变形；弯曲变形——T 型梁焊接后，由于焊缝布置不对称，焊缝多的一面收缩量大， 引起的工件弯曲；扭曲变形——由于焊接过程中焊接顺序和焊接方向不合理引起的工件扭曲，又称为螺旋形变形，多出现在 工字梁的焊接加工过程中； 波浪变形——这种变形易发生在波板焊接过程中。 是由于焊缝收缩使薄板局部引起较大的压应力 而失去稳定性，焊后使构件成波浪形。错边变形——焊接过程中，由于两块板材的热膨胀不一致，可能引起长度方向或厚度 方向上的错边。焊接变形的影响因素及预防措施焊接变形可以分为在焊接热过程中发生的瞬态热变形和在室温条件下的残余变形。影响焊接变形的因素很多,但归纳起 来主要有材料性能、设计结构和焊接工艺三个方面。一、材料因素的影响金属的焊接是金属的一种加工性能， 接变形的影响不仅和焊接材料有关,而且和母材也有关系,它决定于金属材料的本身性质 和加工条件。金属的化学成分不同，其焊接性也不同。碳的影响最大，其它合金元素可以换算成碳的相当含量来估算它们对 焊接性的影响。碳当量 CE=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Gr+Mo+V)/5(%)，式中各化学元素含量取其成分的上限。碳当量越大，焊接性能越差。当 CE＜0.4%时，钢材焊接性良好，冷裂纹倾向小，焊接时一般不需加热；当 CE=0.4～0.6 时，焊接性较差，冷冽倾向 明显，焊接时需预热并采取其它工艺措施；CE＞0.6 时，焊接性差，冷冽倾向严重，焊接时需要较高预热温度和严格的工艺 措施。二、结构设计因素的影响焊接结构的设计对焊接变形的影响最关键,也是最复杂的因素。 虽然焊接工件随拘束度的增加,焊接残余应力增加,焊接 变形相应减少，但在焊接变形过程中,工件本身的拘束度是不断变化着的，复杂结构自身的拘束作用在焊接过程中占据主导 地位,而结构本身在焊接过程中的拘束度变化情况随结构复杂程度的增加而增加。 在设计焊接结构时,常需要采用筋板或加强 板来提高结构的稳定性和刚性,这样做不但增加了装配和焊接工作量,而且给焊接变形分析与控制带来了一定的难度。因此, 在结构设计时针对结构板的厚度及筋板或加强筋的位置数量等进行优化,对减小焊接变形有着十分重要的作用。三、焊接工艺的影响1、焊接方法的影响：熔焊使焊缝及其附近的母材经历了一个加热和冷却的热过程，由于温度分度不均匀，焊缝受到一次复杂的冶金过程，焊 缝周围受到一次不同规范的热处理，引起相应的组织和性能的变化，直接影响焊缝质量。在金属结构焊接常用的焊接方法有埋弧焊，手工焊和 CO2 气体保护焊等，各种焊接方法的热输入差别较大，其中埋弧焊热输 入最大，收缩变形最大，手工电弧焊居中，CO2 气体保护焊最小。一般情况下，焊接热输入大时，加热的高温区范围大，冷 却速度慢，接头塑性变形区增大。2、焊接接头形式的影响1)表面堆焊时， 焊缝金属的横向变形不但受到纵横向母材的约束， 而且加热只限于工件表面一定深度而使焊缝的收缩同 时受到板厚、深度、母材方面的约束，因此，变形相对较小。2)T 形角接接头和搭接接头时，其焊缝横向收缩情况与堆焊相似，其横向收缩值与角焊缝面积成正比，与板厚成反比。3)对接接头在单道(层)焊的情况下，其焊缝横向收缩比堆焊和角焊大，在单面焊时坡口角度大，板厚上、下收缩量差别 大，因而角变形较大。4)双面焊时情况有所不同，随着坡口角度和间隙的减小，横向收缩减小，同时角变形也减小。焊缝横向收缩变形近似值接头形式板厚 mm3～44～88～1212～1616～2020～2424～30收缩量V 形坡口对接0.7～1.31.3～1.41.4～1.81.8～2.12.1～2.62.6～3.4X 形坡口对接1.6～1.91.9～2.42.4～2.82.9～3.2单面坡口十字接头1.5～1.61.6～1.81.8～2.12.1～2.52.5～3.03.0～3.53.5～4单面坡口角焊缝0.80.70.60.4无坡口单面角焊缝0.90.80.70.4双面断续角焊缝0.40.30.23、焊接层数的影响1)横向收缩：在对接接头多层焊接时，第一层焊缝的横向收缩符合对接焊的一般条件和变形规律，第一层以后相当于无 间隙对接焊，接近于盖面焊道时与堆焊的条件和变形规律相似，因此，收缩变形相对较小。2)纵向收缩：多层焊接时，每层焊缝的热输入比一次完成的单层焊时的热输入小得多，加热范围窄，冷却快，产生的收缩变 形小得多，而且前层焊缝焊成后都对下层焊缝形成约束，因此，多层焊时的纵向收缩变形比单层焊时小得多，而且焊的层数 越多，纵向变形越小。焊接变形的预防与控制措施：一、设计措施1、尽量减少焊缝数量焊缝截面积是指熔合线范围内的金属面积。坡口尺寸越大，焊缝面积越大，冷却时收缩引起的塑性变形量越大，收缩变形越 大。在设计焊接结构时，应当避免不必要的焊缝，尽量选用型钢、冲压件代替焊件。合理地选择肋板的形状,适当地安排肋 板的位置,优化肋板数量，避免不必要的焊缝,以减少肋板数量来减少焊接和矫正变形的工作量。2、合理地选择焊接的尺寸和形式焊接尺寸直接关系到焊接工作量和焊接变形的大小。 焊缝尺寸大,焊接量大,焊接变形就大。 因此,要尽量减少焊缝的数 量和尺寸，在保证结构的承载能力的条件下,设计时应尽量尽可能采用较小的坡口尺寸，减小焊缝截面积，对于板缝较大的 对接接头应选“X”型坡口代替“V”型坡口，减少熔敷金属总量以减少变形。对于不需要进行强度计算的“T”型接头，应 选用工艺上合理的最小焊脚尺寸，采用断续焊缝比采用连续焊缝更能减少变形。当设计计算确定“T”接头角焊缝时，应采 用连续焊缝，不应采用与之等强的断续焊缝，并应采用双面连续焊缝代替等强度的单面连续焊缝，以减少焊角尺寸。对于受 力较大的“T”形式或“十”字接头，在保证强度的条件下，应采用开坡口的角焊缝比一般角焊缝可大大减少焊缝金属，减 少焊接变形量。低碳钢最小焊脚尺寸（mm）板厚≤67～1819～3031～5051～100最小焊脚尺寸3468103、合理设计结构形式及合理安排焊缝位置设计结构时应考虑焊接工作量最小，以及部件总装时的焊接变形量最小。薄板结构应选合适的板厚，减少骨架间距及 焊角尺寸，以减少波浪变形。此外，还应避免设计曲线形结构。由于焊缝横向收缩通常比纵向收缩显著，因此应尽量将焊缝 布置在平行于焊接变形量最小的方向，焊缝位置应尽量对称于截面中心线（或轴线），或者使焊缝接近中心线线（或轴线）， 这对于减少梁、柱等类型结构的扭曲曲变形有良好的效果。二、工艺措施工艺措施是指在焊接构件生产制造过程中所采用的一系列措施,将其分为焊前预防措施、焊接过程中的控制措施和焊后 矫正措施。1、焊前预防措施焊接应力的控制措施主要包括反变形法、加裕量法、刚性固定法和预拉伸法。1)反变形法是根据预测的焊接变形大小和方向,在焊件装配时造成与焊接残余变形大小相当、方向相反的预变形量(反 变形量),焊后焊接残余变形抵消了预变形量,使构件恢复到设计要求的几何形状和尺寸。这种预制的反变形可以是弹性的， 塑性的或弹塑性的。采用加裕量的办法控制焊接变形时，在工件下料尺寸上所加的焊接裕量通常为 0.1%～0.2%,以弥补焊后 变形。2)刚性固定法是采用夹具或刚性胎具将被焊构件加以固定来限制焊接变形，对于刚度小的结构刚性固定可有效的控制 角变形、波浪变形及弯曲变形。结构刚度越大，刚性固定法控制弯曲变形的效果就越差。刚性固定可减少焊接变形，但会产 生较大的焊接应力。3)预拉伸法是采用机械预拉伸或加热预拉伸的方法使钢板得到预先的拉伸与伸长， 这时在张紧的钢板上进行焊接装配， 焊后去除预拉伸或加热,使钢板恢复初始状态。此方法多用于薄板平面构件，可有效地降低焊接残余应力,防止波浪变形。（不同的预热温度在降低残余应力方面有的差别：当预热温度在 300℃～400℃时,残余应力水平降低了 30%～50%,当预热温 度为 200℃时,残余应力水平降低了 10%～20%。）2、焊接过程控制措施焊接过程中采用合理的焊接方法和焊接参数,选择合理的焊接次序，随焊强制冷却，等措施均可降低焊接残余应力、减 小焊接变形。1)先焊短焊缝后焊长焊缝。焊接 1 米以上的长焊缝时要两头中间断断续续的焊，不要连续焊接，采用逐步退焊、跳焊 预留焊接长度的方法,预留 100～200mm 的焊缝对纵向收缩变形给予补偿，减少焊接变形量。2)厚板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊。“T”形接头板厚较大时采用开坡口对接焊缝。双面均可焊接操作时，要采 用双面对称坡口，并在多层焊时采用与构件中心线（或轴线）对称的焊接顺序。3)纵向加强肋和横向加强肋的焊接可采用间断焊接法。中心板和内环板之间的焊缝，可由数名焊工均布对称施焊，并可 同时进行。4)对于焊缝较多的构件，组焊时要采取合理的焊接顺序。根据结构和焊缝的布置，要先焊收缩量较大的焊缝，后焊收缩 量较小的焊缝；先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝，后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝。10-710-85)选用不同的焊接参数，采用能量密度较高的焊接方法，通过较小的焊接热输入，控制焊接温度场，减小焊接变形。 例如：对屈服强度 345MPa 以下，淬硬性不强的钢材采用较小的热输入，尽可能不预热或适当降低预热和层间温度；可优先 采用热输入较小的焊接方法，如 CO2 气体保护焊。6)采用焊强制冷却的方法使焊缝处热量迅速散走，减小金属受热面，也能能够显著地降低残余应力和减少焊接变形。3、焊后矫正措施当构件焊接后,只能通过矫正措施来减小或消除已发生的残余变形。 焊后矫正措施主要分为机械矫正和加热矫正。 加热 矫正又分为整体加热和局部加热。机械矫正：采用手工锤击、压力机、多辊平板机等对焊件进行静力加压或辗压，产生新的塑性变形，使原来缩短的部分 得到延伸，从而矫正变形。加热矫正：1)整体加热矫正是指将整体构件加热至锻造温度以上再进行矫正的方法,可用以消除较大的形状偏差。但是焊后整体加 热容易引起冶金方面的副作用,限制了该方法的进一步推广及应用。2)局部加热矫正多采用火焰对焊接构件局部加热,在高温处,材料的热膨胀受到构件本身刚性制约,产生局部压缩塑性变 形,冷却后收缩,抵消了焊后部位的伸长变形,达到矫正目的, 局部加热矫正方法简便灵活,因此在生产上广为应用。 在实际使 用时应控制加热的温度与位置，对于低碳钢和普通低合金钢，常采用 600～800℃的加热温度。局部加热矫正的方法有以下三种：①点状加热法多用于薄板结构，加热点直径 d≥15mm,加热点中心距 a 为 50～100mm。②线状加热法多用于矫正角变形、扭曲变形及筒体直径过大或椭圆度。③三角形加热法多用于矫正弯曲变形。局部加热矫正的注意事项：①矫正变形前应认真分析变形情况，制定矫正方案，确定加热位置及矫正步骤。②认真了解被矫正结构的材料性质。焊接性好的材料，矫正后材料性能变化小。对于已经热处理的高强度钢，加热温度 不应超过其回火温度。③加热火焰一般采用中性焰。④当采用水冷配合火焰矫正时，应在钢材冷却到失去红态时再浇水。⑤由于火焰矫正需要对构件再次加热至高温，所遇对于合金钢等材料应当慎用。⑥采用锤击法矫正薄板变形时，应采用木锤。焊接变形的影响因素与减小焊接变形的措施,基本了解焊接变形的原因及变形的种类,针对焊接变形的原因和控制措施 从焊接工艺等方面进行改进,从而有效防止减少焊接变形所带来的危害。焊接电弧力及其影响因素焊接电弧是一个热源，同时也是一个力源。电弧产生的机械作用力对焊接质量影响很人。焊接电弧的作用力统称为电弧 力，主要包括电磁力、等离子流力、斑点压力和短路爆破力等。1. 电磁力 由电工学可知，在两根相距不远的平行导线中，通过同方向的电流时，则产生相互吸引的力；反之，通过相反方向的电 流时，则产生相互排斥的力。这个力的形成是由于在导体周围空间形成磁场，而两个通电导体又都处于磁场之中，受到磁场力作用，其单位长度导线 受力大小与导线中流过的电流乘积成正比，与两导线间的距离成反比。当电流从一个导体中流过时，整个电流可看成是许多平行的电流线组成，这些电流线之间也产生相互吸引力，则导体断 面有收缩的倾向。如果导体是固态不能自由变形，此收缩力不能改变导体的外形：如果导体是可以自由变形的液态和气态， 导体将发生收缩，如图 1-7 中液态段。 这种现象称为电磁收缩效应，由此产生的力称为电磁力或电磁收缩力。这种力在导体内将引起径向力。假设导体为圆柱 体，电流线在导体中的分布是均匀的。因为在流体中各方向的压力相同，所以由于径向压力的产生也将产生轴向压力且大小相等。在焊接电弧中，F 将同时作用于焊丝和工件上。 实际上焊接电弧不是圆柱体，而是断面直径变化的圆锥状的气体导体。由于焊丝直径限制了电弧的扩展，而在工件上电 弧可以扩散得比较宽，也就是从焊丝端头到工件形成锥状。直径不同将引起压力差，从而产生由焊丝指向工件的推力 Fp。电磁压力与电流的平方成正比，与 l2 成反比，且与 θ 、ψ 角有关。这种由电磁力引起的压力称为电磁静压力。其特点 是靠近焊丝处和电弧中心压力大些，而相反靠近母材和电弧边缘处压力减弱。2.等离子流力 焊接电弧呈锥形， 靠近电极(焊丝)一端的电弧断面积比靠近工件一端的小， 所以电极端电弧的电磁收缩力比工件端的大， 从电极 A 到工件 B 形成一定的压力差，在该压力差的作用下，形成轴向推力 Fp 在电极附近电弧中的气体离子将向工件方向 流动。高温气体流动时，将从下方吸入电弧周围的气体介质，而形成有一定速度的连续气流进入电弧区，在这里新加入的气体 被加热和电离后，在电弧轴向推力作用下，冲向熔池，并对熔池产生附加压力，在电弧中，由于电弧推力引起高温气流的运 动所形成的力称为等离子力，或称为等离子流力。由于该力是由电磁收缩力引起的，所以又称为电磁动压力。等离子流速度 很快，其速度高达几十~几百米/秒，所以将对熔滴过渡和焊缝成形造成很大影响。3.斑点压力 在焊丝端头形成斑点时，在阴极或阳极斑点处，由于电子流或离了流的冲击和金属蒸气的反作用力，对斑点所造成的压 力称为斑点压力。 斑点压力常常不是某种单一原因造成的，而是多种因素同时作用的结果。主要因素如下：(1)正离子流或电子流对电极的冲击力阳极接受电子流撞击或阴极接受正离子流的撞击。由于正离子的质量远远大于电 子的质量，同时一般情况下阴极压降 UK 大于阳极压降 UA，所以斑点压力在阴极上表现较大，在阳极上表现较小。(2)电磁收缩力当电极上形成熔滴并出现斑点。熔滴和电弧空间的电流线都是在斑点处集中。根据前面电磁收缩力产生 的原理，电磁力的合力方向是由小断面指向大断面，所以在熔滴内从斑点处将产生向下的电磁收缩力，阻碍熔滴下落。(3)电极材料强烈蒸发的反作用力由与斑点上的电流密度很高，局部温度也很高而造成金属材料强烈地蒸发，使金属蒸气以较高速度从斑点表而发射出来，这种物质的发射将对斑点形成反作用力。由于阴极斑点电流密度比阳极斑点的高，发 射也要更强烈，所以阴极斑点压力也将比阳极斑点压力大。(4)爆破力在短路过渡时，熔滴与熔池金属短路，电弧熄灭，电流通过短路液态金属流过，在电磁收缩力作用下，形成 液态金属小桥。随着小桥直径变细，电流密度增加。则液体金属小桥的温度急剧升高，最终使液柱气化而爆断，这种作用力 称为爆破力。爆破力的大小对焊接飞溅影响很大，所以应适当控制。焊接电弧的稳定性及其影响因素焊接电弧的稳定性是指电弧保持稳定燃烧而不产生断弧、漂移和磁偏吹等的程度。焊接电弧燃烧是否稳定，直接影响 到焊接质量的好坏，焊接过程能否正常进行。影响焊接电弧稳定性的因素主要有以下几方面：1）焊工操作技术：如焊接操作中电弧长度控制不当，将会产生断弧。2）弧焊电源：（1）弧焊电源的特性。电源的特性符合电弧燃烧的要求时，则焊接电弧的稳定性好。反之，电弧稳定性 差)。(2）弧焊电源的种类。直流焊接电源比交流弧焊电源的电弧稳定性好。（3）弧焊电源的空载电压。弧焊电源的空载电 压越高，引弧越容易，电弧燃烧的稳定性越好，但空载电压过高时，对焊工人身安全不利。3）焊接电流：焊接电流大，电弧的温度高，弧柱区气体电离程度和热发射作用强，则电弧燃烧越稳定。4）焊条涂层：焊条涂层中含电离电位较低的物质（如钾、钠、钙的氧化物）越多，气体电离程度越好，导电性越强， 则电弧燃烧越稳定。反之，则不稳定。5）电弧长度：电弧长度过短，容易造成短路；电弧长度过长，电弧就会发生剧烈摆动，从而破坏焊接电弧的稳定性， 并且飞溅大。6）焊接表面状况、气流、电弧偏吹等：焊接处不清洁，如有油脂、水分、锈蚀等存在时电弧稳定性差。气流、大风、 电弧偏吹等都会降低电弧燃烧的稳定性。埋弧焊埋弧焊的工作原理及特点：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，电弧不外露，埋弧 焊由此得名。所用的金属电极是不间断送进的光焊丝。一、工作原理图 1 是埋弧焊焊缝形成过程示意图。 焊接电弧在焊丝与工件之间燃烧， 电弧热将焊丝端部及电弧附近的母材和焊剂熔化。 熔化的金属形成熔池，熔融的焊剂成为溶渣。熔池受熔渣和焊剂蒸汽的保护，不与空气接触。电弧向前移动时，电弧力将熔 池中的液体金属推向熔池后方。在随后的冷却过程中，这部分液体金属凝固成焊缝。熔渣则凝固成渣壳，覆盖于焊缝表面。 熔渣除了对熔池和焊缝金属起机械保护作用外，焊接过程中还与熔化金属发生冶金反应，从而影响焊缝金属的化学成分。埋弧焊时，被焊工件与焊丝分别接在焊接电源的两极。焊丝通过与导电嘴的滑动接触与电源联接。焊接回路包括焊接电 源、联接电缆、导电嘴、焊丝、电弧、熔池、工件等环节，焊丝端部在电弧热作用下不断熔化，因而焊丝应连续不断地送进，以保持焊接过程的稳定进行。焊丝的送进速度应与焊丝的熔化速度相平衡。焊丝一般由电动机驱动的送丝滚轮送进。随应用 的不同，焊丝数目可以有单丝、双丝或多丝。有的应用中采用药芯焊丝代替实心焊丝，或是用钢带代替焊丝。1—焊剂2—焊丝(电极)3—电弧4—熔池 5—熔渣6—焊缝7—母材 8—渣壳图1埋弧焊焊缝形成过程示意图埋弧焊有自动埋弧焊和半自动埋弧焊两种方式。 前者的焊丝送进和电弧移动都由专门的机头自动完成， 后者的焊丝送进 由机械完成，电弧移动则由人工进行。焊接时，焊剂由漏斗铺撒在电弧的前方。焊接后，未被熔化的焊剂可用焊剂回收装置 自动回收，或由人工清理回收。二、埋弧焊的优点和缺点1．埋弧焊的主要优点(1)所用的焊接电流大，相应输入功率较大。加上焊剂和熔渣的隔热作用，热效率较高，熔深大。工件的坡口可较小， 减少了填充金属量。单丝埋弧焊在工件不开坡口的情况下，一次可熔透 20mm。(2)焊接速度高，以厚度 8～10mm 的钢板对接焊为例，单丝埋弧焊速度可达 50～80cm／min，手工电弧焊则不超过 10～ 13cm/min。(3)焊剂的存在不仅能隔开熔化金属与空气的接触，而且使熔池金属较慢凝固。液体金属与熔化的焊剂间有较多时间进 行冶金反应，减少了焊缝中产生气孔、裂纹等缺陷的可能性。焊剂还可以向焊缝金属补充一些合金元素，提高焊缝金属的力 学性能。(4)在有风的环境中焊接时，埋弧焊的保护效果比其他电弧焊方法好。(5)自动焊接时，焊接参数可通过自动调节保持稳定。与手工电弧焊相比，焊接质量对焊工技艺水平的依赖程度可大大 降低。(6)没有电弧光辐射，劳动条件较好。2．埋弧焊的主要缺点(1)由于采用颗粒状焊剂，这种焊接方法一般只适用于平焊位置。其他位置焊接需采用特殊措施以保证焊剂能覆盖焊接 区。(2)不能直接观察电弧与坡口的相对位置，如果没有采用焊缝自动跟踪装置，则容易焊偏。(3)埋弧焊电弧的电场强度较大，电流小于 100A 时电弧不稳，因而不适于焊接厚度小于 1mm 的薄板。三、埋弧焊的适用范围由于埋弧焊熔深大，生产率高，机械化操作的程度高，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、起重机械、铁路车辆、工程机械、重型机械和冶金机械、核电站结构、海洋结构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。埋弧焊除了用于金属结构中构件的连接外，还可在基体金属表面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层。随着焊接冶金技术与焊接材料生产技术的发展，埋弧焊能焊的材料已从碳素结构钢发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热 钢等以及某些有色金属，如镍基合金、钛合金、铜合金等。等离子焊等离子焊工作原理： 根据电源的要求， 主电路包括 2 个部分： 一是在切割工作模式下为割炬提供 0-200 V 电压、 0-30A 电流， 或在焊接工作模式下为焊枪提供 0-80V 电压、 0-60V 电流的直流电源电路； 二是为触发电路和控制电路提供+15V、 -15V、 +24V 和+5V 电压的直流电源电路。其中第一部分包含变压、整流、滤波、高频引弧、保护回路等几个子电路；在第二部分中包含了变压、整流、滤波、稳压等子电路，其中整流输出主要由 、7824 和 7805 三端集成稳压器实现主电路工 作时，380V 三相交流电经过隔离变压器（电源变压器）由 2 个抽头分别得到切割抽头（148V）和焊接抽头（60V）的交流电， 然后经过晶闸管可控桥式整流电路、滤波电路后得到直流电。空载时切割电压为 200V，焊接电压为 80V；工作时在高频引弧 电路中产生 250kHz/2500V 的高频电压耦合到割炬或焊枪，电离空气，进行切割或焊接。当主机申请响应后输出信号使继电 器闭合接通带电，接通高频回路，高频振荡器产生的高频高压信号耦合到割矩或焊枪上，从而击穿空气形成等离子弧。当切 割或焊接完毕后，回路电流为零，电流传感器输出 0 信号，在程序的控制下电路延时几十秒后自动断开气阀；压力控制器触 点断开，主接触器断电停止工作，主电路输出电压为零。等离子焊优点：由于等离子电弧具有较高的能量密度，温度及刚直性（能量密度可达 10000 到 100000w/平方厘米， 弧柱中心温度可达 1K 以上，焰流速度可达 300m/s 以上），因此与一般电弧焊相比，等离子电弧具有下列优点： 1.能量密度大，电弧方向性强，融透能力强，在不开坡口，不加填充焊丝的情况下可一次焊透 8 至 10mm 厚的不锈钢板，与 钨极氩弧焊相比，在相同的焊缝熔深情况下，等离子焊接速度要快得多。2.焊缝质量对弧长的变化不敏感。这是由于等离子 弧的形态接近圆柱形，发散角很小（约 5 度），且挺直性好，弧长变化对加热斑点的面积影响很小，因此容易获得均匀的焊 缝形状。若按钨极氩弧焊的扩散角为 90 度，等离子焊扩散角为 5 度计算，电弧断面变化 20%时，钨极氩弧焊的焊炬高度只 允许变化±0.12mm,而等离子焊则可变化±1.2mm,这对保证焊缝成形和焊缝均匀性都十分有益。 3.钨极缩在水冷铜喷嘴内部， 不可能与工件接触，因此可有效避免焊缝金属产生夹钨现象。另外，电弧搅动性好，熔池温度高，有利于熔池内气体的释放。 4.等离子电弧由于压缩效应及热电离度较高，电流较小时仍很稳定。配用新型的电子电源，焊接电流可以小到 0.1A，这样 小的电流也能达到电弧稳定燃烧，因此特别适合焊接微型紧密零件。5.焊缝的深宽比大，热影响区小，适合焊接某些可焊性 差的材料和双金属等。6.可以产生稳定的小孔效应，通过小孔效应，正面施焊的时候可以获得良好的单面焊双面成型。7. 焊接成本低，与一般氩弧焊相比，可省电 1/3～1/2,省气 1/2～2/3，且在焊接厚度较小的情况下，无需填丝。钛及钛合金的等离子弧焊接：等离子弧焊能量密度高、线能量大、效率高。厚度 2．5～15mm 的钛及钛合金板材采用 &小孔型&方法可一次焊透，并可有效地防止产生气孔，&熔透型&方法适于各种板厚，但一次焊透的厚度较小，3mm 以上一般 需开坡口。钛的弹性模量仅相当于铁的 1／2，因此在应力相同的条件下，钛及钛合金焊接接头将发生比较显著的变形。等离子弧 的能量密度介于钨极氩弧和电子束之间，用等离子弧焊接钛及钛合金时，热影响区较窄，焊接变形也较易控制。目前微束等 离子弧焊已经成功地应用于薄板的焊接。采用 3～10A 的焊接电流可以焊接厚度为 0.08～0.6mm 的板材。由于液态钛的密度较小，表面张力较大，利用等离子弧的小孔效应可以单道焊接厚度较大的钛和钛合金，保证不致发生 熔池坍塌，焊缝成形良好。通常单道钨极氩弧焊时工件的最大厚度不超过 3mm，并且因为钨极距离熔池较近，可能发生钨极 熔蚀，使焊缝渗入钨夹杂物。等离子弧焊接时，不开坡口就可焊透厚度达 15mm 的接头，不可能出现焊缝渗钨现象。钛板等离子弧焊接的工艺参数见表 1-4。TC4 钛合金等离子弧焊和 TIG 焊接接头的力学性能见表 1-5。焊接航天工程中应用的 TC4 钛合金高压气瓶的研究结果表明，等离子弧焊接头强度与氩弧焊相当，强度系数均为 90％， 但塑性指标比氩弧焊接头高，可达到母材的 75％。根据 30 万吨合成氨成套设备的生产经验，用等离子弧焊接厚度 10mm 的 TAl 工业纯钛板材，生产率可比钨极氩弧焊提高 5～6 倍，对操作的熟练程度要求也较低。纯钛等离子弧焊的气体保护方式与钨极氩弧焊相似， 可采用氩弧焊拖罩， 但随着板厚的增加、 焊速的提高， 拖罩要加长， 使处于 350℃以上的金属得到良好保护。 背面垫板上的沟槽尺寸一般宽度和深度各为 2.0～3.0mm， 同时背面保护气体的流量 也要增加。厚度 15mm 以上的钛板焊接时，开 6～8mm 钝边的 V 形或 U 形坡口，用&小孔型&等离子弧焊封底，然后用&熔透型& 等离子弧填满坡口。用等离子弧封底可以减少焊道层数，减少填丝量和焊接角变形，提高生产率。&熔透型&多用于厚度 3mm 以下薄件的焊接，比钨极氩弧焊容易保证焊接质量。银与铂的微束等离子弧焊接：银与铂都属于贵金属，价格昂贵。银与铂可制成板材、带材、线材等常用于微电子, 仪器仪表、医药等特殊产品或军工产品。银与铂电子器件的微束等离子弧接的工艺要点如下：1）焊前将银与铂的接头处清理干净； 2）将两种金属预热到 400～ 500℃，3）采用微束脉冲等离子弧，维弧电流为 24A；4）保护气体流量为 6L/min，离子气流量为 0.5L/min。电子束焊接电子束焊接原理电子束焊接(EBW)是利用电子枪所产生的电子在阴阳极间的高电场作用下被拉出， 并加速到很高速度， 经一级或二级磁 透镜聚焦后，形成密集的高速电子流，当其撞击在工件接缝处，其动能转化为热能，使材料迅速熔化而达到焊接的目的。高速电子在金属中的穿透能力非常弱，如在 100kV 加速电压下仅能穿透 1/40mm，但电子束焊接所以能一次焊透甚至达数百 毫米，这是因焊接过程中一部分材料迅速蒸发，其气流强大的反作用力迫使底面液体向四周排开，让出新的底面，电子束继 续作用，过程连续不断进行，最后形成一又深又窄的焊缝。电子束焊接特点电子束焊接是一种先进的焊接方法,其特点和要求主要表现在如下几方面：(1)由于电子束的能量密度很高,焊接速度快,焊件的热影响区和焊接变形极小,可作为零件的终加工工序。(2)电子束焊缝的深宽比大,可达 10∶1~40∶1,而一般电弧焊的深宽比约为 1∶1. 5,因此,可以实现大厚度、 不开坡 口的焊接场合。(3)可控性好。电子束焊接参数(电压、电流、焊接速度等)能够被精确控制,焊接时参数的重复性及稳定性好,能确 保焊件的焊接质量。(4)可将难于整体加工的零件分解为容易加工的几部分,再用电子束焊的方法将其焊成整体,使复杂工序变得简单。(5)可用于不加填充焊丝的对接、角接、T 形接等多种焊接场合。(6)因电子束焊焦点小而能量集中,对组焊件配合处的机械加工精度及装配质量有严格要求,对接焊缝的两边缘要求 平整、贴紧,一般不留间隙。(7)为防止出现焊接裂纹等缺陷,对采用电子束焊接的零件材料,一般要求其碳当量小于 0. 4%,当材料的碳当量大于 0. 6%时,裂纹就很难避免,且对焊接工艺的要求也特别高。电子束焊接的应用:电子束焊接具有焊接热输入量小，焊缝非常窄，几乎没有热影响区，因此焊接接头的性能很好，在焊接过程中工件几 乎没有收缩与变形;在真空中焊接，避免了氮、氢、氧的有害作用，可防止低合金高强度钢产生延迟裂纹，同时，由于在真 空中避免了氮与氧的有害作用，使较活泼的金属也易于焊接等优点。因此，在日本对电子束焊接应用于压力容器非常重视。 在日本有日立、石川岛播磨重工、川崎重工、东芝电气、三菱重工、新日铁等数家公司进行电子束焊接应用于压力容器的研 究。三菱重工业株式会社神户造船所最近装备一台大型移动式电子束焊机，采用此焊机焊接压力容器产品，低合金钢可厚达 10。毫米，不锈钢或钦合金可厚达 80 毫米。齿轮在机械工业是应用最广、用量最大的部件了，常用的齿轮生产是批量化的模具铸造或锻造而成，而对于没有专用 机床设备的工厂来说,往往客户订购的产品数量不多,特别是某些新产品的试制,加工的数量只有几件,在这种情况下,对于斜 齿轮的加工,就不可能采用专机专刀来进行了。 以往对此类型的产品,曾采用过将斜齿轮和接合齿分开加工、 待齿形加工好后 再用手工电弧焊的方法把两者组焊成整体,但由于电弧焊焊接时间长,发热量大,使得工件变形量较大,导致最终的成品合格 率都不够理想。在总结以往加工工艺方法的基础上采用了新工艺———电子束焊接。由于电子束焊接时间极短,由发热引起 的焊接变形极微小。 对这批加工的产品进行了焊接前、 后的检验,同样以齿轮内孔为定位基准,检验斜齿轮与接合齿的齿圈跳 动量,实测结果表明,焊接前、后的齿圈跳动量误差不大于 0. 025 mm。可见,对于利用电子束焊接加工的齿轮产品来说,只要 控制好焊接前各组件的加工精度,焊接后的产品质量是完全能够保证的。近年来，为提高航空发动机压气机效率，一些新型机种盘鼓多采用钦合金、高温合金的整体焊接(电子束焊或摩擦焊) 结构，以代替螺栓联接结构。整体焊接的盘鼓转子部件，能提高材料的利用率、减轻结构重量、保证发动机结构完整性、提 高发动机性能和工作可靠性。英、美、法、德、前苏联等国的几大航空公司制造的发动机压气机转子部件上大量采用了电子 束焊接技术，我国在这个领域也实现了电子束焊接的成功运用。通过分析零件的性能，零件焊接质量良好，控制焊接变形的 工艺措施有效。零件加工精度较高。成功通过了地面试车。实现了预期的目标，满足了需求。汽车行业中的应用:转向柱管的焊接要求变形小，焊接表面要光滑，故宜采用电子束焊接。其工艺过程是:先把切割下来的钢板卷成管子， 然后焊接。设计人员可以自由选定板厚、管子直径和长度，这一点是选用圆形型材所达不到的。配电盘凸轮必须是渗氮后焊接，用其它接合方法比较困难，故采用电子束焊接较为合适。由于焊缝直径很小，工件用不着转 动，仅让电子束沿该焊缝的圆周进行偏转就行了，所以生产率相当高。柴油机的预燃室过去一直采用钎焊，改成电子束焊后提高了质量，降低了成本。起动马达整流子铜环也采用电子束焊接，它能同时高速焊接数十个，生产率相当高，成本可大幅度下降。由于电子束 焊接的施焊速度非常快，不会使球接头中封装的黄油受热变质，所以此处也用电子束焊接。把变速器齿轮改成拼合式后，用 电子束焊接起来是能改善性能、降低成本的。变速器齿轮的电子束焊接，是汽车零件采用焊接结构效果最好的一种。变速器 齿轮多是整件加工而成，但加工过程中受多方面的制约而难于实现。用拼合法制造这样的齿轮并应用电子束焊接最为合适。 它具有强度高、变形小及质量稳定等优点。特别是在欧洲和日本的轻型汽车采用拼合齿轮已成为主流。电子束焊接实用上存在的问题及解决的办法：1、成本电子束焊机与其它焊机相比，价格高得多，固定资产费在焊接费用中占 80 一 90%。因此，为了降低电子束焊接成本， 就需要采取提高速度，缩短真空排气时间等措施使每一台焊机能焊接尽可能多的零件，不过这也是有限度的。所以，虽然采 用电子束焊接对很多零件有技术效果，但由于成本太高仍有许多生产厂不能采用。2、质量电子束焊接从焊接速度及变形来看，无可非议是一种很好的焊接方法，但却存在着一些固有的缺陷，例如由于输入热 量少及加热、冷却速度快会引起硬化裂纹;由于焊缝宽度狭窄易出现焊缝偏移等。这些缺陷的检查方法，以超声波探伤检查最为有效。但有时由于部件的形状使用超声波检查难于实现，还可施加非破坏性载荷的方法对部分零件进行检验。焊前焊件 表面不清洁也是产生气孔、裂纹的主要原因，所以要充分地洗干净、干燥。最好是浸在三氯代乙烯、丙酮等有机溶剂中用超 声波清洗。另外，不要使电子束过于收缩，以减少气孔与飞溅。3、焊机问题(1)丝极寿命由于丝极寿命短，降低了工作效率，使质量也不稳定。丝极制造过程中的质量管理和焊接工艺的掌握 对寿命有很大的影响。如果在这方面下些功夫，对提高寿命是很有好处的。(2)电子束偏移在更换丝极和作转动装置的维修等以后，常会产生电子束偏移现象。通常利用电子枪下部的显微镜和电子束扫描检测装置测定这种偏移， 然后对电子束位置进行修正。 最好还是采用不产生偏移的电子枪及电子束位置校 正装置。(3)焊接飞溅及牵属蒸气因为焊接飞溅物及金属蒸气冷凝堆积在焊接室和电子束通路上， 易引起故障， 产生废品， ，所以必须在焊接飞溅物沉积及滑动部位上设置清除刮板等装置。(4)夹具及焊机的可靠性①为了提高生产率和保证其精度，要尽量使电子束收缩和提高焊接速度，故要求电子束位置有高度的重复性。因此夹具的加工精度、刚性也必须相应地提高;②所选的真空泵应能在高负荷下连续运转，对润滑和 防止异物落入等方面也需作专门的考虑，③由于在电压、电流、焦距等电子束控制上采用复杂的电子回路，所以需要对夏季 的温度、湿度、灰尘等采取充分的防护措施;④高压电缆、高压变速器、真空泵等修理起来很困难，价格也贵，故需要具有 备品。如果可能的话，最好有一台备用焊机。 11:40电渣焊工艺电渣焊是一种 50 年代开始应用于工业生产的熔化焊方法，它可以“以小拼大”，将较小的铸件、锻件、钢板拼焊成 大型机器产品零件。在大厚度焊接结构的焊接中，具有生产率高、自动化程度高、工人劳动强度低等优点，它在大型压机、 大型锅炉、 远洋船舶、 大型水轮机、 大型转炉等产品制造中， 发挥了重要作用。 近年来， 随着钢结构的不断发展， 箱形梁 （柱） 的隔板焊接，广泛采用了小孔熔嘴电渣焊工艺、使电渣焊得到了近一步的发展。一、电渣焊原理：电渣焊是一种高效熔化焊方法，它利用电流通过高温液体熔渣产生的电阻热做为热源，将被焊的工件（钢板、铸件、锻件）和填充金属（焊丝、熔嘴、板极）熔化，而熔化金属以熔滴状通过液体渣池，汇集于渣池下部形成金属熔池。由于填充金属的不断送进和熔化，金属熔池不断上升，熔池下部金属逐渐远离热源，在冷却滑块（或固定 成形块）冷却下，逐渐凝固形成焊缝，见图 1。二、与其他熔化焊相比，电渣焊有以下特点：1） 当电流通过渣池时，电阻热将整个渣池加热至高温，热源体积远 较焊接电弧大，大厚件工件只要留一定装配间隙，便可一次焊接成形，生产率高。2） 电渣焊一般在垂直或接近垂直的位置焊接，整个焊过程中金属熔池上部始终在液体渣池，夹杂物及气体有较充分的时间浮至渣池表面或逸出，故不易产生气孔 和夹渣；熔化的金属熔滴通过一定距离的渣池落至金属熔池。渣池对金属熔有一定的冶金作用，焊缝金属的纯净度较高。 3） 调整焊接电流或焊接电压，可在较大范围内调节金属熔池的熔宽和熔深，这一方面可以调节焊缝的成形系数，以防止 电渣焊渣池体焊缝中产生热裂纹。另一方面还可以调节母材在焊缝中的比例，从而控制焊缝的化学面分和力学性能。4）积大，高温停留时间较长，加热及冷却速度缓慢，焊接中、高碳钢及合金钢时，不易出现淬硬组织，冷裂纹的倾向较小。如 规范选择适当，可不预热焊接。5） 由于加热及冷却速度缓慢，高温停留时间较长，焊缝及热影响区晶粒易长大并产生魏氏组织，因此焊后应进行退火加回火热处理，以细化晶粒，提高冲击韧性，消除焊接应力。三、电渣焊的分类：电渣焊一般根据时所采用的电极种类进行分类，见图 2。四、电渣焊的焊接材料：电渣焊用焊丝、焊剂推荐表见下表 1：表 1 各钢种电渣焊的焊接材料推荐表钢号电极材料焊剂注10、Q235AH10MnA电渣焊接低合金结构钢时、20、25、20g、20R、22gH10Mn2应优先采用 HJ360 焊剂Q235-A?FH10MnSi35、ZG35H10MnA16Mn、16MnCu、16MnRe、16MnC、16Mng、16MnRδ ≤60mmH10Mn2、H10MnSiHJ360δ ≤60mmH08MnMoA、H10MnMo15MnV、15MnVg15MnVR、15MnTiH08MnMoAH10MnMo引弧剂采用 YF-151 或自制铁砂。熔嘴用 XTH?SES-1X 或用无缝钢管自制涂药皮。五、电渣焊设备：采用 ZH-1250 电渣焊机。主要技术参数见表 2。表 2 主要技术参数型号技术参数ZH-1250额定电流1250A电流调节范围250A-1250A电压调节范围30V-48V负载持续率100%机头调节距离X：100mmY：100mmZ：140mm机头绕 X 轴转角±90机头绕 Y 轴转角±45°机头绕 Z 轴转角360°六、电渣焊缺陷及防止措施：电渣焊缺陷及时防止措施参见表 3。表表 3电渣焊缺陷及防止措施序号缺陷名称缺陷特征产生原因防止措施1成形不良1.表面不光滑；2.表面高低不平；3.表面凹凸严重。1.焊缝冷却太快；2.模块间隙装配不定；3.模块有熔蚀状态。1.调整模块出水温度；2.轻微震动模块使之贴紧；3.加强水流量。2焊瘤1.溢出焊缝的多余部；份,点状金属物；2.片状金属物；3.堆状金属物1.模块局部密封性差；2.模块有较大面积不密封；3.模块被熔蚀。1.可轻微鎚击使之密封；2.采用石棉绳或耐火泥堵塞；3.加强水流量；4．采用夹具夹紧模块3气孔1.园形或椭圆形 2.单个存在；3.密集蜂窝状。1.前者氢气孔、后者 CO 气孔；2.多为氢气孔，有水份进入；3.多为 CO 气孔,工件及焊丝不清洁有大量氧化物进入熔池。1.除尽工件及焊丝铁锈、油污；2.严格干燥焊剂；3.采用含硅焊丝。4夹渣1.表面渣；2.中心渣；3.周边渣。1.熔池温度不均匀成形过快；2.熔池浅金属熔化不充分；3.熔池深金属熔化不充分。1.适当摆动焊丝；2.添加焊剂提高渣池深度；3.降低渣池深度适当增大电流和电压。5未焊透1.焊缝表面；2.焊缝中间。1.模块温度低、电流小电压低焊丝未摆动；2.送丝速度太快，冷凝成型时间大于电流熔蚀时间。1.增大焊接电流或使焊丝摆动；2.提高渣池深度、增加渣池温度；3.减慢送丝速度、降低冷却水流量。6未熔合1.表面未熔合；2.中心未熔合。1.电流太小，送丝速度太快；2.膜块水温太低、流量太大；3.渣池太浅、熔池温度太低。1.增大电流、降低送丝速度；2.降低水流量、检查水温；3.增加渣池深度、同时摆动焊丝。7热裂纹1.放射裂纹；2.表面裂纹；3.中心裂纹。1.存在低熔点化合物；2.工件淬硬性大、冷却太快；3.工件刚性大，内应力大。1.清洁干燥焊剂，降低 S、P 含量；2.选用抗裂性好的焊丝；3.加入脱 S、P 的化学元素；4.降低工件的内应力。8冷裂纹1.焊缝与母材交界处；2.纵向裂纹；3.横裂纹。1.工件拘束力大、焊缝不能收缩；2.工件结构复杂、刚性大；3.焊缝中存在气孔、未焊透等缺陷。1.降低工件的拘束力、改造接头形式；2.降低工件刚性，采取预热、缓冷措施；3.调整工艺参数消除工件缺陷。
22:21氩弧焊氩弧焊又称氩气体保护焊。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和非熔化极氩弧焊两种。 1．非熔化极氩弧焊的工作原理及特点 非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧， 在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性 气体(常用氩气)，形成一个保护气罩，使钨极端头，电弧和熔池及已处于高温的金属不与空气接触，能防止氧化和吸收有害 气体。从而形成致密的焊接接头，其力学性能非常好。 2．熔化极氩弧焊的工作原理及特点 焊丝通过丝轮送进，导电嘴导电，在母材与焊丝之间产生电弧，使焊丝和母材熔化，并用惰性气体氩气保护电弧和熔融 金属来进行焊接的。它和钨极氩弧焊的区别：一个是焊丝作电极，并被不断熔化填入熔池，冷凝后形成焊缝；另一个是采用 保护气体，随着熔化极氩弧焊的技术应用，保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气体的广泛应用，如 Ar 80％＋CO220％ 的富氩保护气。通常前者称为 MIG，后者称为 MAG。从其操作方式看，目前应用最广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气 保护焊，其次是自动熔化极氩弧焊。 熔化极氩弧焊与钨极氩弧焊相比，有如下特点。 (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。 3．保护气体 (1)最常用的惰性气体是氩气。 它是一种无色无味的气体， 在空气的含量为 0.935％(按体积计算)， 氩的沸点为－186℃， 介于氧和氦的沸点之间。氩气是氧气厂分馏液态空气制取氧气时的副产品。 我国均采用瓶装氩气用于焊接，在室温时，其充装压力为 15MPa。钢瓶涂灰色漆，并标有“氩气”字样。纯氩的化学成分要求为：Ar≥99.99％；He≤0.01％；O2≤0.0015％；H2≤0.0005％；总碳量≤0.001％；水分≤30mg／m3。 氩气是一种比较理想的保护气体，比空气密度大 25％，在平焊时有利于对焊接电弧进行保护，降低了保护气体的消耗。 氩气是一种化学性质非常不活泼的气体， 即使在高温下也不和金属发生化学反应， 从而没有了合金元素氧化烧损及由此带来 的一系列问题。氩气也不溶于液态的金属，因而不会引起气孔。氩是一种单原子气体，以原子状态存在，在高温下没有分子 分解或原子吸热的现象。氩气的比热容和热传导能力小，即本身吸收量小，向外传热也少，电弧中的热量不易散失，使焊接 电弧燃烧稳定，热量集中，有利于焊接的进行。 氩气的缺点是电离势较高。当电弧空间充满氩气时，电弧的引燃较为困难，但电弧一旦引燃后就非常稳定。 4. 氩弧焊的缺点： （1）氩弧焊因为热影响区域大，工件在修补后常常会造成变形、硬度降低、砂眼、局部退火、开裂、针孔、磨损、划 伤、咬边、或者是结合力不够及内应力损伤等缺点。尤其在精密铸造件细小缺陷的修补过程在表面突出。在精密铸件缺陷的 修补领域可以使用冷焊机来替代氩弧焊，由于冷焊机放热量小，较好的克服了氩弧焊的缺点，弥补了精密铸件的修复难题。 （2）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。 氩弧焊的应用： 氩弧焊适用于焊接易氧化的有色金属和合金钢（目前主要用 Al、Mg、Ti 及其合金和不锈钢的焊接）；适用于单面焊双 面成形，如打底焊和管子焊接；钨极氩弧焊还适用于薄板焊接。右图即为氩弧焊结构示意图 1—填充细棒 2—喷嘴 3—导电嘴 4—焊枪 5—钨极 6—焊枪手柄 7—氩气流 8—焊接电弧 9—金属熔池 10—焊丝盘 11—送丝机构 12—焊丝钨极氩弧焊安全规程 1）焊接工作场地必须备有防火设备，如砂箱、灭火器、消防栓、水桶等。易燃物品距离焊接场所不得小于 5ｍ。若无 法满足规定距离时，可用石棉板、石棉布等妥善覆盖，防止火星落入易燃物品。易爆物品距离焊接所不得小于 10ｍ。氩弧 焊工作场地要有良好的自然通风和固定的机械通风装置，减少氩弧焊有害气体和金属粉尘的危害。 2）手工钨极氩弧焊机应放置在干燥通风处，严格按照使用说明书操作。使用前应对焊机进行全面检查。确定没有隐患， 再接通电源。空载运行正常后方可施焊。保证焊机接线正确，必须良好、牢固接地以保障安全。焊机电源的通、断由电源板 上的开关控制，严禁负载扳动开关，以免形状触头烧损。 3）应经常检查氩弧焊枪冷却水系统的工作情况，发现堵塞或泄漏时应即刻解决，防止烧坏焊枪和影响焊接质量。 4）焊人员离开工作场所或焊机不使用时，必须切断电源。若焊机发生故障，应由专业人员进行维修，检修时应作好防 电击等安全措施。焊机应至少每年除尘清洁一次。 5）钨极氩弧焊机高频振荡器产生的高频电磁场会使人产生一定的头晕、疲乏。因此焊接时应尽量减少高频电磁场作用的时间，引燃电弧后立即切断高频电源。焊枪和焊接电缆外应用软金属编织线屏蔽（软管一端接在焊枪上，另一端接地，外 面不包绝缘）。如有条件，应尽量采用晶体脉冲引弧取代高频引弧。 6）氩弧焊时，紫外线强度很大，易引起电光性眼炎、电弧灼伤，同时产生臭氧和氮氧化合物刺激呼吸道。因此，焊工 操作时应穿白帆布工作服，戴好口罩、面罩及防护手套、脚盖等。为了防止触电，应在工作台附近地面覆盖绝缘橡皮，工作 人员应穿绝缘胶鞋。钨极氩弧焊工艺及参数选择一、焊前准备（一）坡口加工形状通常 4mm 以下的对接焊，可采用不开坡口的 I 形接头单面一次焊透，装配间隙为零时可不必填充焊丝，否则需填充 焊丝或改用卷边接头，后者尤适用于 0.5mm 以下薄板。4～6mm 对接焊缝可采用不开坡口 I 形接头双面焊。6mm 以上一般需开 V 或 U、X 形破口。钝边高度可以不超过 3mm 为宜，装配间隙也应以零为最佳，最大不宜超过 3mm，以节省填充金属，并可提 高焊接生产率。（二）焊前除油及去氧化膜同熔化极氩弧焊一样，钨极氩弧焊时对焊件、焊接区及填充焊丝的除油和去氧化膜是保证焊接质量的重要步骤， 必须给予充分重视。 除油的主要方法是溶剂清洗， 有条件时宜采用工业清洗剂加热水清洗， 也可采用丙酮、 汽油等有机