焊接原理及技术 焊接工艺原理
一、焊接原理及应用
熔焊,又叫熔化焊,是一种最常见的焊接技巧。
所谓熔焊,是指焊接经过中,将焊接接头在高温等的影响下至熔化情形。由于被焊工件是紧密贴在一起的,在温度场、重力等的所用下,不加压力,两个工件熔化的融液会发生混合现象。待温度降低后,熔化部分凝结,两个工件就被牢固的焊在一起,完成焊接的技巧。
熔焊可以分为:电弧焊、电渣焊、气焊、电子束焊、激光焊等。最常见的电弧焊又可以进一步分为:手工电弧焊(焊条电弧焊)、气体保护焊、埋弧焊、等离子焊等。
q=IU/v
式中I——焊接电流(A);
U——电弧电压(V);
v——焊接速度(mm/s);
q——热输入(J/mm)。
例如,一厚度为12mm的低碳钢板,采用双面埋弧焊,焊接参数为焊丝直径4mm,焊接电流600A,电弧电压38V焊接速度8mm/s,此时热输入为
q=(600A×38V)÷8mm/s=22800J/s÷8mm/s=2600J/mm
热输入综合了焊接电流、电弧电压和焊接速度三大焊接参数。热输入增大时,热影响区宽度增大,加热到高温的区域增宽,焊件在高温的停留时刻增长,同时冷却速度减慢。
二、常见手工焊接的技巧
焊接和粘接
1.焊接的实质。焊接技巧分类。焊接在工业生产中的应用。
2.电弧焊质量分析
电弧焊冶金经过。焊接接头的组织和性能。焊接应力和变形。焊接裂纹的产生缘故及防止措施。
3.电弧焊常用技巧
手弧焊的特点和应用。焊条的组成、影响、种类、型号、牌号、特性和选用。
埋弧焊、氩弧焊、CO2气体保护焊、等离子弧焊的焊接经过、设备组成、特点和应用。等离子弧切割。
4.其他常用焊接技巧及焊接新工艺
电阻焊的实质、基本形式、焊接经过、特点和应用。
钎焊的实质。软钎焊和硬钎焊。钎焊特点和应用。
电渣焊的焊接经过、特点和应用。
电子束焊、激光焊、摩擦焊、扩散焊的原理、特点和应用。
5.常用金属材料的焊接
金属焊接性的概念。钢材焊接性的评估。
碳钢和低合金结构钢的焊接。不锈钢的焊接。铸铁件焊补。铝、铜及其合金的焊接。
6.焊接结构工艺设计
焊接技巧的选择。焊缝布置。焊接接头设计。
三、焊接的应用现状与进步路线
焊接的概念
通过加热或加压(或两者并用),并且用(或不用)填充材料,使焊件达到原子间结合的连接技巧。
焊接的特点:
焊接与其它连接技巧有本质的区别,不仅在宏观上建立了永久性的联系,在微观上也建立了组织之间的原子级的内在联系.
焊接比其它连接技巧具有更高的强度,密封性,且质量可靠,生产率高,便于实现自动化.
节省金属,工艺简单,可以很方便的采用锻-焊,铸-焊等复合工艺,生产大型复杂的机械结构和零件.
焊接一个不均匀加热的经过,焊后的焊缝易产生焊接应力,易引起变形.
焊接的种类:
根据焊接的经过可分为三类:
(1)熔化焊:
将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接技巧.
主要有电弧焊,气焊,电渣焊,等离子弧焊,电子束焊,激光焊等.
(2)压力焊:
通过加压和加热的综合影响,以实现金属接合的焊接技巧.
主要包括电阻焊,摩擦焊,爆炸焊等.
(3)钎焊:
以熔点低于被焊金属熔点的焊料填充接头形成焊缝的焊接技巧.
主要包括软钎焊和硬钎焊.
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四、焊接的种类,每个种类的应用范围,
1、焊条电弧焊2、埋弧焊(自动焊):3、二氧化碳气体保护焊(自动或半自动焊):
4、MIG/MAG焊(熔化极惰性气体保护焊):
5、TIG焊(钨极惰性气体保护焊)
6、等离子弧焊
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五、脉冲电子束焊接的研究现状
据现有文献资料所查,目前国内外关于脉冲电子束焊接的报道极少,而对高频脉冲电子束焊接的研究几乎没有报道。国外关于脉冲电子束焊接的报道是德国LEYBOLD-HERAEUS公司生产的ESW1000型高压电子束焊机,频率仅有1000Hz。
俄罗斯的佐洛托夫研究了薄壁零件的单脉冲电子束焊接,在单脉冲规范下,焊缝及热影响区产生较大的过热,但焊件总的受热温度明显低于在连续规范下焊接时的受热温度,这与单脉冲电子束焊接经过时刻短、冷却速度快有关。
北京航空航天大学702教研室将先进的开关电源技术应用到焊接设备的研发当中,率先研制出一台60kV的高频脉冲电子束焊接电源,并自主搭建了脉冲电子束焊接平台,针对脉冲电子束焊接电源控制策略进行了深入的研究。