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焊接技术及其应用
- 金属连接方法
- 机械连接法(借助于螺栓或铆钉)
- 胶接法
- 焊接法
- 焊接技术的应用-桥梁
- 焊接技术的应用-车辆
焊接的物理本质
- 焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体产生原子间结合力而连接成一体的连接成形方法。
- 要把两分离金属物体连接在一起，就要使两物体连接表面的原子
- 焊接的本质就是破坏阻碍原子结合
- 通过加热、加压破坏氧化膜和吸附层，使材料表面紧密接触。 高压焊接区 → 电阻焊接区 → 熔焊区
- 焊接是用加热、加压等手段，使固体材料之间达到原子间的冶金结合，从而形成永久性连接接头的加工技术
- 焊接方法
- 液相焊接 熔焊
- 气焊，电弧焊，等离子弧焊，电渣焊，电子束焊，激光焊
- 固相焊接 压焊
- 电阻焊，摩擦焊，爆炸焊，扩散焊，超声波焊
- 液-固相焊接 钎焊
- 软钎焊，硬钎焊
- 液相焊接 熔焊
焊接工艺方法
电弧焊
- 焊接电弧 是电极与工件之间的气体介质的放电现象，在一定条件下电荷(带电粒子)通过两电极之间的气体空间的导电过程
- 特点 电压低、电流大、温度高、发光强
- 过程
- 接电：接入电弧焊焊接电源
- 空载时输出电流为零，较大空载电压保证引弧；
- 短路时输出电压为零，焊接电流达到最大；
- 电弧的静特性和焊机的外特性共同构成工作点；
- 引弧：焊接电弧的引燃
- 接触引弧
- 非接触引弧 稳定电弧：气体介质电离，气体导电，产生电弧 金属熔化：电弧热产生高温，熔化母材和填充金属，形成熔融的金属熔池 电弧保护： 隔离电弧、电极尖端、焊接熔池和周围空气 形成接头： 熔池冷却凝固，形成焊接接头 角接接头，对接接口
- 接电：接入电弧焊焊接电源
- 手工电弧焊
- 电极： 金属焊条
- 焊芯(电极、填充金属)、药皮(保护焊缝质量)
- 电弧保护： 化学物质涂层
- 特点 焊条牌号 (考试不要求) E 55 16 碳钢焊条， 抗拉强度550
- 电极： 金属焊条
- 气体保护电弧焊
用外加气体作为电弧介质并保护电极
优点：电弧、熔池可见性更好、无需焊后清理
- 电极：钨合金(非熔化电极)、金属焊丝(熔化电极)
- 电弧保护：外加气体(Ar\He\CO2)作为电弧介质和保护气
- 特点：自动化程度高，焊接接头质量优异
- 埋弧焊 利用在焊剂层下于光焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生热量 颗粒溶剂 不适用活性金属焊接
- 等离子弧焊 电极：非熔化钨极 电弧保护：保护气体(Ar) 特点，电弧导电截面收缩，电弧区气体完全处于电离状态，能量高度集中(16000℃～33000℃)，用于焊接厚板
- 等离子切割 钍钨棒()烧损较慢，切割平稳 用高速气流吹走熔化的金属 ，切割厚度大
气焊与切割
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氧-乙炔气焊 利用可燃气体的燃烧热焊接 点燃乙炔-氧混合气体 火焰熔化焊缝金属和焊丝，形成熔池 凝固形成焊接焊头
中性焰：焊接碳钢，紫铜、低合金钢 氧-乙炔容积比1～1.2 氧化焰：黄铜 大于1.2 碳化焰：高碳钢，铸铁 小于1
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氧气切割 氧-乙炔焰预热金属至燃点以上 金属与纯氧反应燃烧生成氧化物，并放热 氧化物被熔化成熔渣，并被氧气流吹走 本质是燃烧而非熔化，切口平整 并非所有金属都可以进行气割
- 金属燃点低于熔点(反例：铸铁)
- 金属氧化物熔点低于金属熔点(不锈钢时的,铸铁时的)
- 金属燃烧放热多(反例Cu)
- 金属导热性不强(反例：Al,Cu及其合金， 传热太快无法达到燃点) 适用于部分碳素钢和低合金钢
电阻焊
利用电阻热作为热源，并在压力下通过塑形变形和再结晶而实现焊接的工艺 特点：局部加热、加压，焊接电流很大5000A～20000A
点焊、缝焊、对焊
摩擦焊
利用工件接触端面相对旋转产生摩擦热，同时加压顶锻而进行焊接的方法
钎焊
利用熔点比焊件低的钎料作为填充金属，加热时钎料熔化而将焊件连接起来
钎料熔点低于母材熔点，熔化的钎料依靠湿润、毛细作用填入母材间隙 软钎焊，液相线温度<450摄氏度，接头强度低⇐200MPa，工作温度低，具较好的焊接工艺性，如锡焊 电子线路焊接 硬钎焊，>=450， 接头强度>=200MPa ，银基钎料、镍铬合金钎料，受力较大的钢铁和铜合金构件、工具刀具焊接