第一篇：先進(jìn)焊接技術(shù)作業(yè)

鋁板/鍍鋅鋼板的CMT焊接技術(shù)

1.CMT焊接技術(shù)基本原理

Fronius公司CMT(Cold Metal Transfer)冷金屬過渡技術(shù)是在MIG/MAG焊基礎(chǔ)上開發(fā)的一種革新技術(shù)。第一次將送絲運動與熔滴過渡過程進(jìn)行數(shù)字化協(xié)調(diào)。當(dāng)焊機的DSP處理器監(jiān)測到一個熔滴短路信號。就會反饋給送絲機構(gòu)，并回抽焊絲幫助熔滴脫落，使熔滴過渡在幾乎無電流的狀態(tài)下進(jìn)行。整個焊接過程實現(xiàn)“熱-冷-熱”交替轉(zhuǎn)換，每秒鐘轉(zhuǎn)換達(dá)70次。焊接熱輸入大幅降低，可實現(xiàn)0.3mm以上薄板的無飛濺、高質(zhì)量的MIG/MAG熔焊和MIG釬焊[1]。

在用CMT 焊接鍍鋅鋼板與鋁的研究中，CMT可以很好的控制脆性金屬間化合物的厚度，保證接頭的力學(xué)性能。在焊接鋁與鍍鋅鋼板時減少鋅層的蒸發(fā)，保證了材料的抗腐蝕性。除此之外，CMT有非常好的適應(yīng)性，不必像TIG一樣對裝配精度要求極高。再加上一元化的專家?guī)煜到y(tǒng)，使它特別適用于自動焊[2]。

CMT技術(shù)的創(chuàng)新之處在于將焊絲的運動與熔滴過渡結(jié)合起來，使得CMT熔滴過渡的電壓電流區(qū)間更低，對焊接技術(shù)的發(fā)展做出了重大的貢獻(xiàn)。與STT法、脈動送絲法等低飛濺焊接的電壓電流波形相比較，CMT技術(shù)具有十分明顯的優(yōu)勢，熔滴過渡和送絲運動相結(jié)合的精細(xì)化、微機化、智能化精確控制是未來電焊機發(fā)展的必然發(fā)展趨勢。在生產(chǎn)中推廣低飛濺CMT焊接方法對降低產(chǎn)品生產(chǎn)的成本將具有重要的意義，具有廣闊的應(yīng)用前景[3]。

CMT技術(shù)是將送絲過程和熔滴過渡過程進(jìn)行了數(shù)字化的協(xié)調(diào)，電弧點燃后，熔滴生成、長大，同時焊絲前送，焊機的數(shù)字信號處理器（DPS）監(jiān)測電弧建立的開始時間，并逐漸降低焊接電流。某一瞬間，熔滴接觸熔池會產(chǎn)生短路，電弧熄滅之后，電流降低且接近零。當(dāng)短路信號被焊機的數(shù)字信號處理器檢測到時，它會將短路信號反饋給送絲機，送絲機將會迅速響應(yīng)進(jìn)行焊絲回抽，從而迫使熔滴從焊絲端頭脫落，熔滴在無電流狀態(tài)下進(jìn)行過渡，在送絲慣性力和表面張力作用下進(jìn)入熔池。在熔滴從焊絲上滴落后，焊接電流通過數(shù)字控制系統(tǒng)再次被提高，焊接電弧重新被生成，并將焊絲向前送出，開始新一輪的焊接過程。

2.CMT焊接技術(shù)工藝特點

從形式上看CMT工藝的熔滴過渡是一種特殊的短路過渡過程。與傳統(tǒng)的熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW）相比有3個明顯的不同之處：（1）電壓和電流幾乎為零在熔滴過渡短路時。CMT焊接系統(tǒng)在數(shù)字化控制時，會獨自本能的監(jiān)控短路過渡的過程，在熔滴過渡短路時，電流被電源將降至非常低，熱輸入量幾乎沒有了，整個熔滴過渡過程就是高頻率的“ 熱一冷一熱” 交替的過程，熱輸入量在很大程度上被降低。

（2）第一次將熔滴過渡過程和焊絲運動相結(jié)合。當(dāng)使用CMT技術(shù)工藝時，焊絲的送進(jìn)/回抽動作會一定程度上影響焊接過程。也就是說，熔滴的過渡過程是通過送絲運動變化來控制的焊絲的“前送/回抽”頻率可高達(dá)70次/秒。與普通的GMAW焊相比，它實現(xiàn)了閉環(huán)控制，這是其重大的創(chuàng)新之處。

（3）熔滴脫落在一定程度上是由于焊絲的回抽。在熔滴過渡時，焊接電流十分的低，但熔滴的脫落一樣被焊絲的機械式回抽運動所實現(xiàn)，一定程度上，并且避免了普通短路過渡方式所形成的飛濺。擺脫了以往STT法單純靠控制脈動與波形送絲法單純靠控制焊絲疼帶來的不足。

3.CMT焊接技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

哈爾濱工業(yè)大學(xué)張洪濤等人[4]，通過建立的電弧形態(tài)視覺傳感系統(tǒng)以及電流電壓波形采集系統(tǒng)研究了鍍鋅層對鋁/鍍鋅鋼板CMT熔-釬焊電弧加熱行為的影響。結(jié)果表明，小電流焊接時，鍍鋅層可以作為等離子體陰極，起到穩(wěn)定電弧的作用，而在無鍍鋅層條件下，電弧的陰極斑點不停地跳躍，電弧極其不穩(wěn)；隨著焊接電流的增大，在鍍鋅鋼板上焊接時，由于鍍鋅層的蒸發(fā)變得十分劇烈，這種蒸發(fā)行為也使得在鍍鋅鋼板上焊接時的電弧的邊緣上翹，減小了電弧與工件的接觸面積，進(jìn)而降低了焊接熱輸入，減小了界面脆性化合物層的厚度。

蘭州理工大學(xué)的曹睿，余剛等人[5]利用正交實驗法對鋁合金與鍍鋅鋼薄板搭接件進(jìn)行了異種材料冷金屬過渡(CMT)熔釬焊，研究了工藝參數(shù)、焊絲成分以及鍍鋅層厚度對焊縫表面成形和接頭力學(xué)性能的影響。鋁/鍍鋅鋼板CMT熔-釬焊的接頭為典型的搭接接頭形貌，在整個焊接過程中，硅和鋅很好的起到了促進(jìn)熔化的鋁在鋼板表面濕潤和鋪展的作用。接頭的界面組織分析表明，焊接接頭被分成熔化區(qū)、中間界面區(qū)、過渡界面區(qū)和富鋅區(qū)。在焊縫金屬和鍍鋅板的界面區(qū)形成的金屬間化合物層，主要成分為Fe2Al5和FeAl3，焊絲中硅含量控制在5%左右可獲得性能良好焊接接頭。通過實驗得出理想的工藝參數(shù)：7075系列鋁材在焊接電壓13V，送絲速度5.0m/min，焊接速度：6.0m/s，偏離中心距離2mm，鍍鋅層厚度：120g/m2，焊絲系列：4043可得到良好的焊接接頭。哈爾濱工業(yè)大學(xué)石常亮、何鵬等人[6]，采用冷金屬過渡方法(CMT)對鋁和鍍鋅鋼板異種材料進(jìn)行了熔釬焊連接。使用掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDAX)和拉伸試驗對焊接接頭界面區(qū)顯微組織及接頭性能進(jìn)行研究。試驗結(jié)果表明，鋁和鍍鋅鋼能得到成形良好的搭接接頭。在CMT熔釬焊的方法下，形成了中間厚兩邊薄的界面區(qū)，并且在熔化區(qū)一側(cè)邊緣形成了富鋅區(qū)，界面區(qū)組織成分也由致密的FeAl3金屬間化合物層變?yōu)棣凉倘荏w和FeAl3化合物混合層，而富鋅區(qū)是由富鋁的α固溶體和殘留的鋁組成。在進(jìn)行拉伸試驗時，斷裂發(fā)生在鋁母材的熱影響區(qū)，接頭強度為72.09MPa。

江蘇科技大學(xué)崔晴晴[7]以Q235和5052鋁合金為研究對象，以ER4043鋁硅焊絲為填充金屬，利用CMT焊接技術(shù)進(jìn)行了鋁/鋼異種金屬的焊接工藝性試驗，采用超井深、SEM、EDS等方法對焊接接頭的組織和性能進(jìn)行了研究。實驗得出鋁硅焊絲焊接鋁/鋼的最佳工藝參數(shù)為：焊接電流66A，焊接速度750mm/min。在最佳工藝參數(shù)下填充ER4043鋁硅焊絲時，接頭最大抗拉強度為115.7Mpa。對接頭端口進(jìn)行宏觀和微觀分析，結(jié)果表明，接頭均斷裂在鋁合金的熱影響區(qū)，斷裂類型為以韌性斷裂為主的韌脆混合斷裂方式。顯微硬度測試表明界面區(qū)的顯微硬度明顯高于鋁和鍍鋅鋼的基體硬度值，達(dá)到460HV。

江蘇科技大學(xué)宋輝[8]在CMT焊接工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行了改造，研究了活性CMT焊接技術(shù)。選擇Fe2O3，Al2O3和MgCO3等9種材料作為活性劑CMT焊接用活性劑。設(shè)計了活性劑加工混勻的工藝流程。通過實驗，酒精完全可以取代丙酮作為活性劑焊接用乳化劑。采用配方均勻設(shè)計方法進(jìn)行試驗。得到B2O3，SiO2和Al2O3三種配方的活性劑對熔深影響最為明顯。確立了一種基礎(chǔ)配方PF0，其配方范圍為：B2O330%-60%，SiO2為10%-30%，Al2O3為20%-30%。活性劑CMT焊接避免了CO2氣體保護(hù)焊飛濺大的缺點和CMT焊接熔深淺的弊端。

4.CMT焊接技術(shù)工藝應(yīng)用

CMT技術(shù)不僅降低了熱輸入量，并且與脈沖MIG 焊相比較而言，焊絲熔化率更加高。通過調(diào)整電流短路的持續(xù)時間，在焊絲熔敷率改變很小的情況下即可以控制熔深。此外，將脈沖MIG焊與CMT工藝相結(jié)合，可以大大的擴(kuò)展可以焊接的材料的厚度，并且焊縫成形美觀。換句話說，CMT技術(shù)提供了一個焊接熱輸入量低且焊縫成形美觀的平臺，可以在此基礎(chǔ)上適當(dāng)提高焊接能量的輸入，使之應(yīng)用范圍更加擴(kuò)大。

當(dāng)前CMT工藝的三個主要應(yīng)用:（1）薄板焊接。傳統(tǒng)氣體保護(hù)焊焊接時熱輸入量大容易引起大的飛濺和大的變形等問題，CMT技術(shù)解決了這些問題。CMT技術(shù)非常適用于焊接薄板材料，甚至到超薄板，而且不用擔(dān)心塌陷和燒穿。

（2）無飛濺的MIG釬焊。因為熱輸入量較低且真正的無飛濺焊接，使之可以進(jìn)行釬焊。因為其熔滴過渡方式十分的特別新穎，使CMT技術(shù)可以在各種位置的釬焊都能如魚得水。CMT工藝與傳統(tǒng)釬焊比較而言，其效率更高并且具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。

（3）異種金屬鋼和鋁的焊接。在汽車行業(yè)中，隨著鋁板應(yīng)用的越來越多。鋼與鋁的連接問題的解決變得迫在眉睫。人們對此進(jìn)行了大量的研究，熱連接或者普通的熔焊連接容易產(chǎn)生較厚的脆性金屬間化合物，這大大的影響了接頭性能。使用CMT技術(shù)焊接鍍鋅鋼板與鋁板的實驗中，CMT技術(shù)可以很好的控制脆性金屬間化合物的厚度并且能夠保證接頭的力學(xué)性能。在焊接鋁板與鍍鋅鋼板時減少鋅層的蒸發(fā)，保證了材料的抗腐蝕性。除此之外，CMT技術(shù)適應(yīng)性非常好，不會像TIG焊一樣要求極高的裝配精度。再加上一元化的專家?guī)煜到y(tǒng)，使CMT特別適用于自動焊。因此，CMT是一種非常有發(fā)展前景的工藝，它在汽車領(lǐng)域、航天領(lǐng)域、電器領(lǐng)域、航空領(lǐng)域、船舶領(lǐng)域和某些建筑領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景[9]。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊修榮.超薄板的CMT冷金屬過渡技術(shù)[J].能源工程焊接國際論壇.2005 [2] 薄板焊接的極限[J].電焊機.2011(4):25 [3] 楊曉峰.CMT工藝應(yīng)用及研究現(xiàn)狀[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇.2011(10): 15 [4] 張洪濤.鍍鋅鋼板CMT熔-釬焊電弧加熱行為的影響[J].焊接學(xué)報.2009(8)[5] 曹睿, 余剛.鋁合金和鋼異種金屬CMT焊接性分析[J].中國學(xué)術(shù)期刊 [6] 石常亮, 何鵬.鋁/鍍鋅鋼板CMT熔釬焊界面區(qū)組織與接頭性能[J].焊接學(xué)報.2006(12): 27 [7] 崔晴晴.鋁合金和鍍鋅鋼的CMT焊接技術(shù)研究[D].江蘇科技大學(xué),2012.30-35 [8] 宋輝.活性劑CMT焊接技術(shù)研究[D].江蘇科技大學(xué)，2011.24-26 [9] 鋁合金與鍍鋅薄鋼板熔釬焊接頭組織與力學(xué)性能[J].材料工程.2010(10):82

第二篇：焊接技術(shù)

焊接：指通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。通過焊接材料不僅建立了永久聯(lián)系，并且在微觀上建立了組織之間的內(nèi)在聯(lián)系。

熔焊：焊接過程中將焊件街頭加熱至熔化狀態(tài)不加壓完成焊接的方法。壓焊：是在焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱或不加熱），完成焊接的方法。有兩種形式：一是將被焊金屬接觸部分加熱至塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài)，然后施加一定壓力，使金屬原子間互相結(jié)合形成牢固的焊接接頭。二是不加熱，僅在被焊金屬的接觸面上施加足夠的壓力，借助壓力所引起的塑性變形，使原子間相互接近而獲得牢固的擠壓接頭，分為冷壓焊，爆炸焊。

釬焊：是采用比母材熔點低的釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點，低于母材熔點的溫度，利用表面張力的吸附作用，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散形成一個接頭。有烙鐵釬焊，火焰焊。

焊條：是涂有藥皮的供焊條電弧焊用的焊接材料，由焊芯和藥皮組成。焊芯作用：傳到焊接電流產(chǎn)生電弧，把電能轉(zhuǎn)換成熱能；焊芯本身熔化做填充金屬與熔化母材金屬熔合形成焊縫。

藥皮作用：機械保護(hù)作用；冶金處理滲合作用；改善焊接工藝性能。按熔渣特性分類：

酸性焊條：熔渣以酸性氧化物為主。優(yōu)點是工藝性能好，容易引弧，電弧穩(wěn)定，飛濺小，脫渣性好，焊縫形成美觀，對過年關(guān)鍵的銹油燈污物不敏感，焊接時產(chǎn)生的有害氣體少，可交直流兩用，適合全位置焊接。缺點：焊縫的金屬力學(xué)性能和抗裂紋性能差。

堿性焊條：熔渣以堿性氧化物和氟化物為主。優(yōu)點是脫氧，脫硫，脫磷，脫氫能力強，故力學(xué)性能和抗裂性能比酸性焊條好。焊縫中含氫量低，故也稱低氫韓型焊條。適用于合金鋼和重要碳鋼結(jié)構(gòu)焊接。缺點是工藝性能差，對油銹及水燈敏感，容易產(chǎn)生氣孔。堿性焊條350-400℃烘干一小時。焊條電弧焊：是用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法，是熔化焊最基本的一種焊接方法。

原理：焊接時將焊條與焊件之間接觸短路引燃電弧，電弧的高溫將焊條與焊件局部熔化，熔化了的焊芯以容滴的形式督導(dǎo)局部熔化的焊件表面，熔合一起形成熔池。藥皮熔化過程中產(chǎn)生的氣體和液態(tài)熔渣不僅起著保護(hù)液體金屬的作用，而且熔化了的焊芯、焊件發(fā)生一系列冶金反應(yīng)，保證了形成焊縫的性能。

特點：工藝靈活，適應(yīng)性強；應(yīng)用廣泛、質(zhì)量易于控制；設(shè)備簡單、成本低廉。

弧焊電源外特性有：下降；平；上升。焊條電弧焊采用陡降外特性電源原因：焊接回路中，弧焊電源與電弧構(gòu)成供電用電系統(tǒng)。為了保證焊接電弧穩(wěn)定燃燒和焊接參數(shù)穩(wěn)定，電源外特性曲線與電弧靜特性曲線必須相交。因為在焦點，電源供給的電壓和電流與電弧燃燒所需要的電壓和電流相等，電弧才能燃燒。由于焊條電弧焊電弧靜特性曲線的工作段在平特區(qū)，所以只有下降外特性曲線才有與其焦點。當(dāng)弧長變化相同時，陡降外特性曲線引起的電流偏差小于緩降外特性引起的電流偏差，有利于焊接參數(shù)穩(wěn)定。

焊接工藝參數(shù)：是指焊接時為保證焊接質(zhì)量而選定的物理量，主要有：焊條直徑、焊接電源、電弧電壓、焊接速度、焊接層數(shù)。

一、焊接直徑：

1、焊件的厚度：厚度大的焊件選用直徑大的焊條。反之。

2、焊縫位置：厚度相同條件下，平焊縫焊條直徑比其他大一些，最大不超過5mm，仰焊、橫焊最大直徑不超過4mm，這可造成較小熔池，減少熔化金屬下淌。

3、焊接層次：多層時，第一層焊道采用直徑較小的焊條焊接，以后各層可根據(jù)焊件厚度選用較大直徑焊條。

4、接頭形式：搭接接頭、T形頭不存在焊透問題，選用較大焊條直徑提高生產(chǎn)率。

二、焊接電流：是焊條電弧焊最重要工藝參數(shù)。決定電流強度因素：焊條直徑、焊縫位置、焊條類型、焊接層次。

1、焊條直徑：Ib=（35~55）dIb焊接電流A；d 焊條直徑，mm。

2、焊縫位置：平焊縫用較大電流。立焊橫焊焊接電流比平焊小10%-15%，仰焊比平焊小15-20%。

3、焊條類型：堿性焊條比酸性焊條小10-15%，否則容易產(chǎn)生氣孔。不銹鋼焊條比碳鋼小15-20%

4、焊接層次：焊接打底層，特別單面焊雙面行程是，為保證質(zhì)量常用較小電流；填充層為提高效率，保證熔合良好，使用較大電流；蓋面層時，為防止咬邊和保證焊縫形成，使用電流比填充層稍小。

判斷選擇電流是否合適：

看飛濺：電流過大可見較大顆粒鐵水向熔池飛濺，爆裂聲大；電流過小，熔渣鐵水不易分清。看焊縫形成：電流過大焊縫厚度大、焊縫余高低、兩側(cè)易產(chǎn)生咬邊；電流過小，焊縫窄而高、焊縫厚度小、兩側(cè)與母材金屬熔合不好；電流適中焊縫兩側(cè)與母材熔合好，呈圓滑過渡。看焊條熔化狀態(tài)：電流過大，焊條熔化大半根時，其余部分均發(fā)紅；電流過小，電弧燃燒不穩(wěn)定，易粘在焊件上。

三、電弧電壓

焊條電弧焊電弧電壓主要由電弧長度決定，電弧長，電弧電壓高；反之。

四、焊接層數(shù)：打底3.2 其他4

氣焊與氣割：是利用氣體火焰作為熱源，進(jìn)行金屬材料的焊接或切割的加工工藝方法。

氣割采用氧氣與乙炔燃燒產(chǎn)生的氣體火焰——氧-乙炔焰。

混合比例不同分為：碳化、中性、氧化焰氧乙比例：~1.1~1.2~

最紅碳化焰，最短氧化焰，中性焰用于低碳鋼，合金鋼，紫銅。

氣焊：利用氣體火焰作為熱源的一種熔焊方法。常用氧乙炔焊。

原理：先將焊件的焊接處金屬加熱到熔化狀態(tài)形成熔池，并不斷熔化焊絲向熔池中填充，隨著焊接過程進(jìn)行，熔化盡速冷卻形成焊縫。

特點：設(shè)備簡單、操作方便、成本低、適應(yīng)性強。

缺點：火焰溫度低、加熱分散、熱影響區(qū)寬、罕見變形大和過熱嚴(yán)重。用于：焊接薄板、小直徑薄壁管、鑄鐵、有色金屬、低熔點金屬及硬質(zhì)合金。

氣焊設(shè)備工具：氧氣瓶（40L,150at，15MPa，藍(lán)色），乙炔瓶（白色），液態(tài)石油氣瓶、減壓器、焊炬。

氣焊工藝參數(shù)：焊絲型號、牌號及直徑、氣焊熔劑、火焰性質(zhì)及能率、焊炬的傾斜角度、接頭形式。火焰性質(zhì)及能率：

性質(zhì)：中性焰用于一般低碳鋼和要求焊接過程對熔化金屬不滲碳的金屬材料；碳化焰只使用含碳高的高碳鋼、鑄鐵、音質(zhì)合金及高速鋼；氧化焰很少使用，黃銅。能率：根據(jù)每小時可燃?xì)怏w（乙炔）的消耗量決定（L/h），盡量選取較大能率調(diào)高生產(chǎn)率。焊炬傾斜角度：主要取決于焊件厚度和木材的熔點及導(dǎo)熱性。焊件越厚、導(dǎo)熱性及熔點越高，采用傾斜角打，可使火焰熱量集中；反之。

氣割：利用氣體火焰能量將金屬分離的一種加工方法，是生產(chǎn)中剛才分離重要手段。

原理：利用氣體火焰（中性焰）熱能，將工件切割出預(yù)熱到燃燒溫度后，噴出高速切割氧流，使其燃燒并放出熱量實現(xiàn)切割的方法。預(yù)熱-燃燒-吹渣。本質(zhì)是燃燒，不是熔化。條件：（低碳鋼）金屬在氧氣中燃點低于熔點；氣割時形成氧化物的熔點低于金屬本身的熔點；金屬燃燒應(yīng)該是放熱反應(yīng)，且金屬導(dǎo)熱性小；金屬中阻礙氣割過程和提高鋼的可淬性雜志要少。

氣割工藝參數(shù)：

1、氣割氧壓力：割件越厚，要求氧壓力越大。過大浪費，而且割口粗糙，割縫大。過小不能吹除熔渣，割縫背部很難清除的掛渣，甚至割不透。

2、氣割速度，越厚越慢。速度太慢割縫邊緣熔化；太快，產(chǎn)生很大后拖量或割不穿。

3、預(yù)熱火焰能率：根據(jù)割件厚度選擇，越厚越大。過大會使割縫產(chǎn)生連續(xù)朱狀鋼粒，甚至熔化成圓角，割件背面粘渣增多。能率過小，速度變慢，甚至氣割過程困難。

4、割嘴與割件的傾斜角：割嘴與割件傾斜角直接影響氣割速度和后拖量。

5、割嘴離工件表面距離：根據(jù)預(yù)熱火焰長度和割件厚度決定，一般3-5mm。割件厚度小于20mm火焰可長些，距離可適當(dāng)加大；厚度大于等于20mm，反之。

焊接缺陷：是指焊接接頭中的不連續(xù)性、不均勻性以及其他不健全的缺陷，特質(zhì)那些不符合設(shè)計或工藝要求，或具體焊接產(chǎn)品使用性能要求的焊接缺陷。

根據(jù)位置不同分為：外部缺陷、內(nèi)部缺陷。

根據(jù)產(chǎn)生原因分為：構(gòu)造缺陷、工藝缺陷、冶金缺陷。

熱裂紋：結(jié)晶裂紋和液化裂紋。特征：產(chǎn)生的溫度和時間，一般產(chǎn)生子啊焊縫的結(jié)晶過程中，在焊縫金屬凝固后的冷卻過程中還可能繼續(xù)發(fā)展。產(chǎn)生部位，絕大多數(shù)產(chǎn)生在焊縫金屬中，有縱向，橫向，發(fā)生在弧坑中的往往呈星狀。外觀特征，鋸齒狀，氧化色。金相結(jié)構(gòu)上的特征，都發(fā)生在晶界上。

產(chǎn)生原因：

1、晶間存在液態(tài)薄膜，雜志或FeS-Fe形成低熔點共晶物（998℃）在寒風(fēng)金屬降溫時積聚在晶界形成液態(tài)薄膜。

2、節(jié)投中存在拉應(yīng)力，焊縫金屬結(jié)晶過程中產(chǎn)生拉應(yīng)力。冷裂紋：是焊接接頭冷卻到較低溫度下產(chǎn)生的裂紋。

特征：產(chǎn)生的溫度和時間，約200-300℃一下，可能焊接后立即出現(xiàn)，也可能延遲幾小時，幾周甚至更長的時間后產(chǎn)生，故又稱延遲裂紋。產(chǎn)生部位，大多產(chǎn)生在母材或母材與焊縫交界的熔合線上。外觀特征，多數(shù)是縱向裂紋，也可能有橫向裂紋，在接頭金屬表面的冷裂紋斷面上沒有明顯氧化色，所以裂口發(fā)亮。金相結(jié)構(gòu)上的特征，一般為穿晶裂紋，少數(shù)情況下可能沿晶界發(fā)展。

咬邊：焊接過程中沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷即為咬邊。

危害：使母材金屬的有效截面減小，減弱了焊接接頭的強度，同事咬邊處容易引起應(yīng)力集中，承載后有可能在咬邊處產(chǎn)生裂紋甚至引起結(jié)構(gòu)破壞。原因：操作工藝不當(dāng)、操作規(guī)范選擇不正確，茹焊接電流過大、電弧過長、焊條角度不當(dāng)。

防治措施：正確選擇焊接電源、電壓和焊接速度，掌握正確的焊條角度和電弧長度。

未融合：是指焊接時焊道與母材之間或焊道與焊道之間未完全熔化結(jié)合的部分；或指點焊時母材與母材之間未完全熔化結(jié)合的部分。

防止氣孔產(chǎn)生：

1、清除焊絲、工件破口及其附近表面油污，鐵銹，水分和雜物。

2、踐行焊條對H2，CO敏感，在使用踐行焊條要徹底烘干，直流犯戒是氫氣孔最少。

3、焊前預(yù)熱，減緩冷卻速度。

4、電流不宜過大，焊接速度不宜過快。

堿性焊條對氣孔敏感原因：堿性熔渣中FeO活度比較大，熔渣中FeO稍有增加，寒風(fēng)中的FeO就明顯增多。此外堿性焊條對水分也很敏感，因為這類焊條熔池脫氧比較完全，不具有CO氣泡沸騰而排除氫氣的能力，榮池中一旦溶解了氫就很難排除。

第三篇：焊接技術(shù)

焊接技術(shù)

焊接和元器件裝配是電子、電氣產(chǎn)品生產(chǎn)中的重要技術(shù)和工藝。它在電子、電氣產(chǎn)品生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。焊接和裝配質(zhì)量的好壞，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。作為在生產(chǎn)一線從事電氣技術(shù)的工程技術(shù)人員，不但要掌握焊接和裝配工藝的基本知識．更需要有熟練的焊接和裝配的操作技能。

一、電烙鐵

1電烙鐵的種類

(1)外熱式電烙鐵

它由烙鐵頭、烙鐵心、外殼、木柄、電源引線、插頭等部分組成。這種電烙鐵的烙鐵頭安裝在烙鐵心內(nèi)．故稱為外熱式電烙鐵。烙鐵的溫度與烙鐵頭的體積、形狀、長短等均有一定關(guān)系。若烙鐵頭的體積較大．保持溫度的時間就較長。

(2)內(nèi)熱式電烙鐵

它是由手柄、連接桿、彈簧夾、烙鐵心、烙鐵頭組成。因它的烙鐵心安裝在烙鐵頭內(nèi)，故稱為內(nèi)熱式電烙鐵。這種烙鐵有發(fā)熱快、熱利用率高等優(yōu)點。內(nèi)熱式電烙鐵常用規(guī)格為20W、50W等幾種。

(3)其他電烙鐵

①恒溫電烙鐵。在焊接溫度不宜過高、焊接時間不宜過長的元器件時，應(yīng)選用恒溫電烙鐵，但它價格較高。

②吸錫電烙鐵。吸錫電烙鐵是將活塞式吸錫器與電烙鐵溶于一體的拆焊工具，它具有使用方便、靈活、適用范圍寬等特點。不足之處是每次只能對一個焊點進(jìn)行拆焊。

2．電烙鐵的使用方法

(1)電烙鐵的握法

為了使焊接牢靠．又不會燙傷被焊的元器件及導(dǎo)線，根據(jù)被焊件的位置和大小及電烙鐵的類型、功率大小，適當(dāng)選擇電烙鐵的握法很重要。電烙鐵的握法分為三種

①反握法。是用五指把電烙鐵的手柄握在掌內(nèi)，此法適用于大功率電烙鐵，焊接散熱量較大的被焊件。

②正握法。此法適用于較大的電烙鐵。彎形烙鐵頭的一般也用此法。3握筆法。用握筆的方法握電烙鐵，此法適用于小功率電烙鐵，焊接散熱量○

小的被焊件，如焊接收音機、電視機的印制電路板及其維修等。

(2)電烙鐵使用前的處理

一把新的電烙鐵必須先處理，后使用。即在使用前先通電．給烙鐵頭“上錫”。具體方法是，首先用銼刀把烙鐵頭按需要銼成一定的形狀。然后接上電源，當(dāng)烙鐵頭溫度升到能熔錫時，將烙鐵頭在松香上沾涂一下，等松香冒煙后再沾涂一層焊錫，如此反復(fù)進(jìn)行二至三次，使烙鐵頭的表面全部掛上一層錫便可使用了。

(3)烙鐵頭長度的調(diào)整

電烙鐵的功率選定后，已基本能滿足焊接溫度的要求。工作中還可通過調(diào)整烙鐵頭的長度來調(diào)整烙鐵頭的溫度，烙鐵頭往前調(diào)整溫度降低，向后調(diào)整則溫度升高。

(4)烙鐵頭的選擇

烙鐵頭有直頭和彎頭兩種。當(dāng)采用握筆法時，直頭的電烙鐵使用起來較靈活，適合元器件較多的電路中進(jìn)行焊接。彎頭電烙鐵用正握法較合適，多用于線路板垂直于桌面情況下的焊接。

(5)其他使用注意事項

①電烙鐵不宜長時間通電而不使用，這樣容易使烙鐵心加速氧化而燒斷．縮短使用壽命，同時也會使烙鐵頭因長時間加熱而氧化，甚至被“燒死’’不再“吃錫’’。

②電烙鐵在焊接時，最好選用松香焊劑，以保護(hù)烙鐵頭不被腐蝕。氧化鋅和酸性焊劑對烙鐵頭腐蝕性較大，使烙鐵頭壽命縮短，故不宜采用。

二、焊料、焊劑

1．焊料

(1)焊料的種類

焊料是指易熔的金屬及其合金。它的作用是將被焊物連接在一起。焊料的熔點比被焊物熔點低。且易于與被焊物連為一體。

焊料按其組成成分．可分為錫鉛焊料、銀焊料、銅焊料。按照使用環(huán)境

溫度不同可分為高溫焊料和低溫焊料。錫鉛焊料中，根據(jù)熔點不同分為硬焊料和軟焊料；熔點在450"C以下的稱為軟焊料，熔點在450'C以上的稱為硬焊料。抗氧化焊料是在錫鉛焊料中加入少量的活性金屬，在形成液體焊料進(jìn)行自動化生產(chǎn)線上進(jìn)行波峰焊時使用，防止焊料暴露在大氣中形成氧化層從而防止虛焊，提高焊接質(zhì)量。

(2)電子產(chǎn)品焊料的選用

焊料的選用，直接影響焊接質(zhì)量。應(yīng)根據(jù)被焊物的不同，選用不同焊料。在電子線路裝配中，一般選用錫鉛焊料，這種焊料俗稱焊錫，它有以下優(yōu)點： ①熔點低.它在180℃時便可熔化,使用25W外熱式或20W內(nèi)熱式的電烙鐵便

2具有一定機械強度。③具有良好導(dǎo)電性。④抗腐蝕性能好。可進(jìn)行焊接。○

⑤對元器件引線及其他導(dǎo)線附著力強，不易脫落。

2助焊劑

(1)助焊劑的作用

在進(jìn)行焊接時，為使被焊物與焊料焊接牢靠，要求金屬表面無氧化物和雜質(zhì)，以保證焊錫與被焊物的金屬表面固體結(jié)晶組織之間發(fā)生合金反應(yīng)。因此焊接開始前，必須采取有效措施除去氧化物和雜質(zhì)。常用的方法有機械法和化學(xué)法。機械法是用砂紙或刀子將其清除。化學(xué)法是用助焊劑清除。用助焊劑清除具有不損壞被焊物和效率高的特點，因此焊接時一般都采用此法。

(2)助焊劑的種類

①無機助焊劑系列。其最大優(yōu)點是助焊作用好，缺點是具有強烈的腐蝕性。②有機系列助焊劑。其優(yōu)點是助焊性能好，不足之處是有一定的腐蝕性。③樹脂活性系列助焊劑。這一類型助焊劑中，最常用的是在松香焊劑中加入活性劑。松香是從各種松樹分泌出來的汁液中提取的，通過蒸餾法加工成固態(tài)松香。松香是一種天然產(chǎn)物，它的成分與產(chǎn)地有關(guān)。松香酒精焊劑是用無水酒精溶解松香配制而成的。一般松香占23％～30％。這種助焊劑的優(yōu)點是無腐蝕性、高絕緣性能、長期的穩(wěn)定性及耐濕性，焊接后易于清洗，并能形成薄膜層覆蓋焊點，使焊點不被氧化腐蝕。電子線路的焊接通常采用松香或松香酒精焊劑。

三、焊接工藝。

裝接電路的主要工作是在電路板上焊接電子元器件，焊接質(zhì)量的好壞直接影響著電路的性能，因此，掌握焊接工藝對于保證焊接質(zhì)量，具有重要意義。

1．對焊點的基本要求

(1)焊點要有足夠的機械強度。

(2)焊接可靠，具有良好的導(dǎo)電性。

(3)焊點表面要光滑、清潔。

2．焊前準(zhǔn)備

(1)工具。電烙鐵、鑷子、剪刀、斜口鉗、尖嘴鉗、焊料、焊劑等

(2)元器件引線的處理。焊前要將被焊元器件引線刮凈，最好先掛錫再焊。

(3)絕緣導(dǎo)線端頭加工。①按所需長度截斷導(dǎo)線。②按導(dǎo)線蓮接方式(搭焊、鉤焊、繞焊連接)決定剝頭長度并剝頭。③多般導(dǎo)線捻頭處理，然后上錫。

3．焊接要領(lǐng)

(1)扶穩(wěn)不晃，上錫適量。

(2)掌握好焊接溫度和時間。

4．焊接順序

元器件裝焊順序依次為：電阻器、電容器、二極管、三極管、集成電路、大功率管，其他元器件為先小后大。

四、焊接質(zhì)量的檢查

焊接是把組成整機產(chǎn)品的各種元器件可靠地連接在一起的主要方法．它的質(zhì)量與整機產(chǎn)品質(zhì)量緊密相關(guān)。每個焊點的質(zhì)量，都影響著整機的穩(wěn)定性，使用的可靠性及電氣性能。

1．目視檢查

日視檢查就是從外觀上檢查焊接質(zhì)量是否合格．也就是從外觀上評價焊點有何缺陷。目視檢查的主要內(nèi)容有：

(1)是否有漏焊．即應(yīng)焊的焊點是否沒有焊上；

(2)焊點的光澤好否；

(3)焊點的焊料是否足夠；

(4)焊點周圍是否殘留焊劑；

(5)有無連焊、橋接，即焊接時把不應(yīng)連接的焊點或銅錆導(dǎo)線連接接在一起。

2．手觸檢查

手觸檢查主要是指用手指觸摸元器件時，有無松動和焊接不牢的現(xiàn)象。用鑷子夾住元器件引線輕輕拉動，看有無松動現(xiàn)象。搖動焊點時．看上面的焊錫是否有脫落現(xiàn)象。

第四篇：焊接技術(shù)

1、什么叫條件？它有哪些內(nèi)容？

答：焊接時周圍的條件，包括：母材材質(zhì)、板厚、坡口形狀、接頭形式、拘束狀態(tài)、環(huán)境溫度及濕度、清潔度以及根據(jù)上述諸因素而確定的焊絲（或焊條）種類及直徑、焊接電流、電壓、焊接速度、焊接順序、熔敷方法、運槍（或運條）方法等。

2.什么叫焊接接頭？基本形式有幾種？

答：用焊接方法連接的接頭。焊接接頭包括焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)三部分。接頭基本形式有：對接、角接、搭接和T型接等。

3.什么叫熔深？

答：在焊接接頭橫截面上，母材熔化的深度。

4.什么叫焊接位置？有幾種形式？

答：熔焊時，焊件接縫所處的空間位置。有平焊、立焊、橫焊和仰焊等形式。

5.什么叫向下立焊和向上立焊？

答：〈1〉立焊時，電弧自上向下進(jìn)行的焊接—叫向下立焊。如：纖維素焊條向下立焊；CO2向下立焊等。

〈2〉立焊時，電弧自下向上進(jìn)行的焊接—叫向上立焊。

6.什么叫焊接結(jié)構(gòu)？

答：用焊接方法連接的鋼結(jié)構(gòu)稱為焊接結(jié)構(gòu)。

7.為什么對焊件要開坡口？

答：坡口--根據(jù)設(shè)計或工藝要求，將焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀，經(jīng)裝配后形成的溝槽。為了將焊件截面熔透并減少熔合比；常用的坡口形式有：I、V、Y、X、U、K、J型等。

8.為什么對某些材料焊前要預(yù)熱？

答：為了減緩焊件焊后的冷卻速度，防止產(chǎn)生冷裂紋。

9.為什么對某些焊接構(gòu)件焊后要熱處理？

答：為了消除焊接殘余應(yīng)力和改善焊接接頭的組織和性能。

10.為什么焊前要制訂焊接工藝規(guī)程？

答：保證焊接質(zhì)量依靠五大控制環(huán)節(jié)：人、機、料、法、環(huán)。

人—焊工的操作技能和經(jīng)驗

機—焊接設(shè)備的高性能和穩(wěn)定性

料—焊接材料的高質(zhì)量

法—正確的焊接工藝規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)

環(huán)—良好的焊接作業(yè)環(huán)境

焊前依據(jù)焊接試驗和焊接工藝評定，制訂的焊接工藝規(guī)程是“法規(guī)”，是保證焊接質(zhì)量的重要因素。

11.為什么焊前要對母材表面處理加工？

答：焊件坡口及表面如果有油（油漆）、水、銹等雜質(zhì)，熔入焊縫中會產(chǎn)生氣孔、夾雜、夾渣、裂紋等缺陷，給焊接接頭帶來危害和隱患。

12.什么叫焊絲的熔化系數(shù)？

答：焊絲的熔化系數(shù)是指單位時間內(nèi)通過單位電流時焊絲的熔化量。(g/Ah)

焊絲越細(xì)，其熔化系數(shù)越大，既效率越高。

13.什么叫焊接工藝參數(shù)？

答：焊接時，為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量（如：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等）的總稱。

14.什么叫焊接電流？

答：焊接時，流經(jīng)焊接回路的電流，一般用安培（A）表示。

15.什么叫電弧電壓？

答：電弧兩端（兩電極）之間的電壓降，一般用伏特（V）表示。

16.什么叫焊接速度？

答：單位時間內(nèi)完成焊縫的長度，一般用厘米/分鐘（cm/min）表示。

17.什么叫干伸長度？

答：焊接時，焊絲端頭距導(dǎo)電嘴端部的距離。

18.什么叫焊接線能量？

答：熔焊時，由焊接熱源輸入給單位長度焊縫上的能量，亦稱“熱輸入”。一般用焦耳/厘米（J/cm）表示。

19.什么叫焊縫金屬的熔合比？

答：熔焊時，被熔化的母材部分在焊縫金屬中所占的比例。

20.什么叫焊縫形狀系數(shù)？

答：熔焊時，在單道焊縫橫截面上焊縫寬度與焊縫厚度的比值。

21.什么叫左向焊法？

答：熔焊時，焊槍由焊件接縫的右端向左端移動的焊法。氣體保護(hù)效果好，焊縫成型美觀。CO2、TIG焊接均用左向焊法；MIG焊鋁必須用左向焊法。

22.什么叫右向焊法？

答：熔焊時，焊槍由焊件接縫的左端向右端移動的焊法。

23.為什么說焊接接頭是焊接結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)？

答：因為焊接接頭存在著組織和性能的不均勻性，還往往存在著一些焊接缺陷，存在著較高的拉伸殘余應(yīng)力；所以焊接接頭是焊接結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié)。

24.為什么說通過工藝途徑可獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭？

答：提高焊接接頭的質(zhì)量，可從以下途徑著手：正確選配焊接材料，采用合理的焊接工藝方法，控制熔合比，調(diào)節(jié)焊接熱循環(huán)特征，運用合理的操作方法和坡口設(shè)計，輔以預(yù)熱、層間保溫及緩冷、后熱等措施，或焊后熱處理方法等，可獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。

汽車焊接工藝的特點

汽車焊接材料主要是低碳鋼的冷軋鋼板，鍍鋅鋼板，及少量的熱軋鋼板，它們可焊性好，適宜大多數(shù)的焊接方法，但由于是薄板件，因而剛性差、易變形。

在結(jié)構(gòu)上，焊接散件大多數(shù)是具有空間曲面的沖壓成形件，形狀、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。有些型腔很深的沖壓件，除存在因剛性差而引起的變形外，還存在回彈變形。

汽車焊接方法主要有CO2氣體保護(hù)焊和電阻焊，CO2氣體保護(hù)焊應(yīng)用范圍較廣，且對夾具結(jié)構(gòu)要求不十分嚴(yán)格。電阻焊對夾具要求嚴(yán)格，尤其是多點焊、反作用焊和機器人點焊。因汽車焊接以電阻焊為主，所以本文將針對電阻焊夾具的設(shè)計進(jìn)行探討。

汽車焊接的基本特征就是組件到部件再到總成的一個組合再組和過程。

從組件到車身焊接總成的每一個過程，既相互獨立，又承前啟后，因此組件的焊接精度決定著部件總成的焊接精度，最后影響和決定著車身焊接總成的焊接精度與質(zhì)量，這就要求相互關(guān)聯(lián)的組件、部件及車身焊接總成夾具的定位基準(zhǔn)應(yīng)具有統(tǒng)一性和繼承性，只有這樣才能保證最終產(chǎn)品質(zhì)量，即使出現(xiàn)質(zhì)量問題也易于分析原因，便于糾正和控制。

焊接過程以流水線生產(chǎn)為主，所以夾具設(shè)計應(yīng)有利于流水線的布置和設(shè)計，同時也考慮給生產(chǎn)管理提供方便。

第五篇：焊接技術(shù)

焊接技術(shù)

焊接技術(shù)就是高溫或高壓條件下，使用焊接材料【焊條或焊絲】將兩塊或兩塊以上的母材【待焊接的工件】連接成一個整體的操作方法。焊接技術(shù)主要應(yīng)用在金屬母材上，常用的有電弧焊，氬弧焊，CO2保護(hù)焊，氧氣-乙炔焊，激光焊接，電渣壓力焊等多種，塑料等非金屬材料亦可進(jìn)行焊接。

編輯摘要

目錄

[ 隱藏 ] 焊接技術(shù)正文配圖

焊接藝術(shù)

焊接技術(shù)正文

焊接(weld)1.焊接過程的物理本質(zhì)

焊接是兩種或兩種以上同種或異種材料通過原子或分子之間的結(jié)合和擴(kuò)散連接成一體的工藝過程.促使原子和分子之間產(chǎn)生結(jié)合和擴(kuò)散的方法是加熱或加壓,或同時加熱又加壓.焊接技術(shù)的發(fā)展歷史

焊接技術(shù)是隨著金屬的應(yīng)用而出現(xiàn)的，古代的焊接方法主要是鑄焊、釬焊和鍛焊。中國商朝制造的鐵刃銅鉞，就是鐵與銅的鑄焊件，其表面銅與鐵的熔合線婉蜒曲折，接合良好。春秋戰(zhàn)國時期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤龍，是分段釬焊連接而成的。經(jīng)分析，所用的與現(xiàn)代軟釬料成分相近。

戰(zhàn)國時期制造的刀劍，刀刃為鋼，刀背為熟鐵，一般是經(jīng)過加熱鍛焊而成的。據(jù)明朝宋應(yīng)星所著《天工開物》一書記載：中國古代將銅和鐵一起入爐加熱，經(jīng)鍛打制造刀、斧；用黃泥或篩細(xì)的陳久壁土撒在接口上，分段煅焊大型船錨。中世紀(jì)，在敘利亞大馬士革也曾用鍛焊制造兵器。

古代焊接技術(shù)長期停留在鑄焊、鍛焊和釬焊的水平上，使用的熱源都是爐火，溫度低、能量不集中，無法用于大截面、長焊縫工件的焊接，只能用以制作裝飾品、簡單的工具和武器。

19世紀(jì)初，英國的戴維斯發(fā)現(xiàn)電弧和氧乙炔焰兩種能局部熔化金屬的高溫?zé)嵩矗?885～1887年,俄國的別納爾多斯發(fā)明碳極電弧焊鉗；1900年又出現(xiàn)了鋁熱焊。

20世紀(jì)初，碳極電弧焊和氣焊得到應(yīng)用，同時還出現(xiàn)了薄藥皮焊條電弧焊，電弧比較穩(wěn)定，焊接熔池受到熔渣保護(hù)，焊接質(zhì)量得到提高，使手工電弧焊進(jìn)入實用階段，電弧焊從20年代起成為一種重要的焊接方法。

在此期間，美國的諾布爾利用電弧電壓控制焊條送給速度，制成自動電弧焊機，從而成為焊接機械化、自動化的開端。1930年美國的羅賓諾夫發(fā)明使用焊絲和焊劑的埋弧焊，焊接機械化得到進(jìn)一步發(fā)展。40年代，為適應(yīng)鋁、鎂合金和合金鋼焊接的需要，鎢極和熔化極惰性氣體保護(hù)焊相繼問世。

1951年蘇聯(lián)的巴頓電焊研究所創(chuàng)造電渣焊，成為大厚度工件的高效焊接法。1953年，蘇聯(lián)的柳巴夫斯基等人發(fā)明二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，促進(jìn)了氣體保護(hù)電弧焊的應(yīng)用和發(fā)展，如出現(xiàn)了混合氣體保護(hù)焊、藥芯焊絲氣渣聯(lián)合保護(hù)焊和自保護(hù)電弧焊等。

1957年美國的蓋奇發(fā)明等離子弧焊；40年代德國和法國發(fā)明的電子束焊，也在50年代得到實用和進(jìn)一步發(fā)展；60年代又出現(xiàn)激光焊等離子、電子束和激光焊接方法的出現(xiàn)，標(biāo)志著高能量密度熔焊的新發(fā)展，大大改善了材料的焊接性，使許多難以用其他方法焊接的材料和結(jié)構(gòu)得以焊接。

其他的焊接技術(shù)還有1887年，美國的湯普森發(fā)明電阻焊，并用于薄板的點焊和縫焊；縫焊是壓焊中最早的半機械化焊接方法，隨著縫焊過程的進(jìn)行，工件被兩滾輪推送前進(jìn)；二十世紀(jì)世紀(jì)20年代開始使用閃光對焊方法焊接棒材和鏈條。至此電阻焊進(jìn)入實用階段。1956年，美國的瓊斯發(fā)明超聲波焊；蘇聯(lián)的丘季科夫發(fā)明摩擦焊；1959年，美國斯坦福研究所研究成功爆炸焊；50年代末蘇聯(lián)又制成真空擴(kuò)散焊設(shè)備。

焊接工藝

金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。

熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。

在熔焊過程中，如果大氣與高溫的熔池直接接觸，大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進(jìn)入熔池，還會在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質(zhì)量和性能。

為了提高焊接質(zhì)量，人們研究出了各種保護(hù)方法。例如，氣體保護(hù)電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣，以保護(hù)焊接時的電弧和熔池率；又如鋼材焊接時，在焊條藥皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進(jìn)行脫氧，就可以保護(hù)焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進(jìn)入熔池，冷卻后獲得優(yōu)質(zhì)焊縫。

壓焊是在加壓條件下，使兩工件在固態(tài)下實現(xiàn)原子間結(jié)合，又稱固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊，當(dāng)電流通過兩工件的連接端時，該處因電阻很大而溫度上升，當(dāng)加熱至塑性狀態(tài)時，在軸向壓力作用下連接成為一體。

各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數(shù)壓焊方法如擴(kuò)散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程，因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素?zé)龘p，和有害元素侵入焊縫的問題，從而簡化了焊接過程，也改善了焊接安全衛(wèi)生條件。同時由于加熱溫度比熔焊低、加熱時間短，因而熱影響區(qū)小。許多難以用熔化焊焊接的材料，往往可以用壓焊焊成與母材同等強度的優(yōu)質(zhì)接頭。

釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于工件熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕工件，填充接口間隙并與工件實現(xiàn)原子間的相互擴(kuò)散，從而實現(xiàn)焊接的方法。

焊接時形成的連接兩個被連接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側(cè)在焊接時會受到焊接熱作用，而發(fā)生組織和性能變化，這一區(qū)域被稱為熱影響區(qū)。焊接時因工件材料焊接材料、焊接電流等不同，焊后在焊縫和熱影響區(qū)可能產(chǎn)生過熱、脆化、淬硬或軟化現(xiàn)象，也使焊件性能下降，惡化焊接性。這就需要調(diào)整焊接條件，焊前對焊件接口處預(yù)熱、焊時保溫和焊后熱處理可以改善焊件的焊接質(zhì)量。

另外，焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程，焊接區(qū)由于受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮，冷卻后在焊件中便產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形。重要產(chǎn)品焊后都需要消除焊接應(yīng)力，矯正焊接變形。

現(xiàn)代焊接技術(shù)已能焊出無內(nèi)外缺陷的、機械性能等于甚至高于被連接體的焊縫。被焊接體在空間的相互位置稱為焊接接頭，接頭處的強度除受焊縫質(zhì)量影響外，還與其幾何形狀、尺寸、受力情況和工作條件等有關(guān)。接頭的基本形式有對接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。

對接接頭焊縫的橫截面形狀，決定于被焊接體在焊接前的厚度和兩接邊的坡口形式。焊接較厚的鋼板時，為了焊透而在接邊處開出各種形狀的坡口，以便較容易地送入焊條或焊絲。坡口形式有單面施焊的坡口和兩面施焊的坡口。選擇坡口形式時，除保證焊透外還應(yīng)考慮施焊方便，填充金屬量少，焊接變形小和坡口加工費用低等因素。

厚度不同的兩塊鋼板對接時，為避免截面急劇變化引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中，常把較厚的板邊逐漸削薄，達(dá)到兩接邊處等厚。對接接頭的靜強度和疲勞強度比其他接頭高。在交變、沖擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯(lián)接，常優(yōu)先采用對接接頭的焊接。

搭接接頭的焊前準(zhǔn)備工作簡單，裝配方便，焊接變形和殘余應(yīng)力較小，因而在工地安裝接頭和不重要的結(jié)構(gòu)上時常采用。一般來說，搭接接頭不適于在交變載荷、腐蝕介質(zhì)、高溫或低溫等條件下工作。

采用丁字接頭和角接頭通常是由于結(jié)構(gòu)上的需要。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點與搭接接頭的角焊縫相似。當(dāng)焊縫與外力方向垂直時便成為正面角焊縫，這時焊縫表面形狀會引起不同程度的應(yīng)力集中；焊透的角焊縫受力情況與對接接頭相似。

角接頭承載能力低，一般不單獨使用，只有在焊透時，或在內(nèi)外均有角焊縫時才有所改善，多用于封閉形結(jié)構(gòu)的拐角處。

焊接產(chǎn)品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕，對于交通運輸工具來說可以減輕自重，節(jié)約能量。焊接的密封性好，適于制造各類容器。發(fā)展聯(lián)合加工工藝，使焊接與鍛造、鑄造相結(jié)合，可以制成大型、經(jīng)濟(jì)合理的鑄焊結(jié)構(gòu)和鍛焊結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)效益很高。采用焊接工藝能有效利用材料，焊接結(jié)構(gòu)可以在不同部位采用不同性能的材料，充分發(fā)揮各種材料的特長，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)。焊接已成為現(xiàn)代工業(yè)中一種不可缺少，而且日益重要的加工工藝方法。

在近代的金屬加工中，焊接比鑄造、鍛壓工藝發(fā)展較晚，但發(fā)展速度很快。焊接結(jié)構(gòu)的重量約占鋼材產(chǎn)量的45%，鋁和鋁合金焊接結(jié)構(gòu)的比重也不斷增加。

未來的焊接工藝，一方面要研制新的焊接方法、焊接設(shè)備和焊接材料，以進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量和安全可靠性，如改進(jìn)現(xiàn)有電弧、等離子弧、電子束、激光等焊接能源；運用電子技術(shù)和控制技術(shù)，改善電弧的工藝性能，研制可靠輕巧的電弧跟蹤方法。

另一方面要提高焊接機械化和自動化水平，如焊機實現(xiàn)程序控制、數(shù)字控制；研制從準(zhǔn)備工序、焊接到質(zhì)量監(jiān)控全部過程自動化的專用焊機；在自動焊接生產(chǎn)線上，推廣、擴(kuò)大數(shù)控的焊接機械手和焊接機器人，可以提高焊接生產(chǎn)水平，改善焊接衛(wèi)生安全條件。

塑料焊接

采用加熱和加壓或其他方法使熱塑性塑料制品的兩個或多個表面熔合成為一個整體的方法。

焊接作業(yè)中發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故的原因

(1)焊接切割作業(yè)時，尤其是氣體切割時，由于使用壓縮空氣或氧氣流的噴射，使火星、熔珠和鐵渣四處飛濺（較大的熔珠和鐵渣能飛濺到距操作點5m以外的地方），當(dāng)作業(yè)環(huán)境中存在易燃、易爆物品或氣體時，就可能會發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故。

(2)在高空焊接切割作業(yè)時，對火星所及的范圍內(nèi)的易燃易爆物品未清理干凈，作業(yè)人員在工作過程中亂扔焊條頭，作業(yè)結(jié)束后未認(rèn)真檢查是否留有火種。

(3)氣焊、氣割的工作過程中未按規(guī)定的要求放置乙炔發(fā)生器，工作前未按要求檢查焊（割）炬、橡膠管路和乙炔發(fā)生器的安全裝置。

(4)氣瓶存在制定方面的不足，氣瓶的保管充灌、運輸、使用等方面存在不足，違反安全操作規(guī)程等。

(5)乙炔、氧氣等管道的制定、安裝有缺陷，使用中未及時發(fā)現(xiàn)和整改其不足。

(6)在焊補燃料容器和管道時，未按要求采取相應(yīng)措施。在實施置換焊補時，置換不徹底，在實施帶壓不置換焊補時壓力不夠致使外部明火導(dǎo)入等。

焊接作業(yè)中發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故的防范措施

(1)焊接切割作業(yè)時，將作業(yè)環(huán)境lOm范圍內(nèi)所有易燃易爆一380．

物品清理干凈，應(yīng)注意作業(yè)環(huán)境的地溝、下水道內(nèi)有無可燃液體和可燃?xì)怏w，以及是否有可能泄漏到地溝和下水道內(nèi)可燃易爆物質(zhì)，以免由于焊渣、金屬火星引起災(zāi)害事故。

(2)高空焊接切割時，禁止亂扔焊條頭，對焊接切割作業(yè)下方應(yīng)進(jìn)行隔離，作業(yè)完畢應(yīng)做到認(rèn)真細(xì)致的檢查，確認(rèn)無火災(zāi)隱患后方可離開現(xiàn)場。

(3)應(yīng)使用符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程要求的氣瓶，在氣瓶的貯存、運輸、使用等環(huán)節(jié)應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程。

(4)對輸送可燃?xì)怏w和助燃?xì)怏w的管道應(yīng)按規(guī)定安裝、使用和管理，對操作人員和檢查人員應(yīng)進(jìn)行專門的安全技術(shù)培訓(xùn)。

(5)焊補燃料容器和管道時，應(yīng)結(jié)合實際情況確定焊補方法。實施置換法時，置換應(yīng)徹底，工作中應(yīng)嚴(yán)格控制可燃物質(zhì)的含影實施帶壓不置換法時，應(yīng)按要求保持一定的電壓。工作中應(yīng)嚴(yán)格控制其含氧量。要加強檢測，注意監(jiān)護(hù)，要有安全組織措施。

內(nèi)容摘要:作為一種工業(yè)技術(shù),焊接的出現(xiàn)迎合了金屬藝術(shù)發(fā)展對新工藝手段的需要。而在另一方面,金屬在焊接熱量作用下所產(chǎn)生的獨特美妙的變化也滿足了金屬藝術(shù)對新的藝術(shù)表現(xiàn)語言的需求。在今天的金屬藝術(shù)創(chuàng)作中,焊接可以而且正在被作為一種獨特的藝術(shù)表現(xiàn)語言而著力加以表現(xiàn)。本文對這一技術(shù)的出現(xiàn)與運用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞:金屬藝術(shù)焊接

藝術(shù)創(chuàng)造與工藝方法永遠(yuǎn)是密不可分的。作為一種工業(yè)技術(shù),焊接的出現(xiàn)迎合了金屬藝術(shù)發(fā)展對新的工藝手段的需要。而在另一方面,金屬在焊接熱量作用下所產(chǎn)生的獨特美妙的變化也滿足了金屬藝術(shù)對新的藝術(shù)表現(xiàn)語言的需求。在今天的金屬藝術(shù)創(chuàng)作中,焊接可以而且正在被作為一種獨特的藝術(shù)表現(xiàn)語言而著力加以表現(xiàn)。

金屬焊接藝術(shù)可以作為一種相對獨立的藝術(shù)形式以分支的方式從傳統(tǒng)的金屬藝術(shù)中分離出來,這是因為:

首先,焊接具有藝術(shù)性。

焊接可以產(chǎn)生豐富的藝術(shù)創(chuàng)作的表現(xiàn)語言。焊接通常是在高溫下進(jìn)行的,而金屬在高溫下會產(chǎn)生許多美妙豐富的變化:金屬母材會發(fā)生顏色變化和熱變形(即焊接熱影響區(qū));焊絲熔化后會形成一些漂亮的肌理;而焊接缺陷在焊接藝術(shù)中更是經(jīng)常被應(yīng)用。焊接缺陷是指焊接過程中,在焊接接頭產(chǎn)生的不符合設(shè)計或工藝要求的缺陷。其表現(xiàn)形式主要有焊接裂紋、氣孔、咬邊、未焊透、未熔合、夾渣、焊瘤、塌陷、凹坑、燒穿、夾雜等。這是個十分有趣的現(xiàn)象:焊接的藝術(shù)性通常體現(xiàn)在一些工業(yè)焊接的失敗操作之中,或者說蘊藏于一些工業(yè)焊接極力避免的焊接缺陷之中。(見

焊接技術(shù)，圖1

圖1

其次,焊接藝術(shù)語言是獨特的。

上述種種焊接缺陷的表現(xiàn)形式以及焊接熱影響區(qū),是通過一定規(guī)范下的焊接操作形成的,也只有通過焊接的方式才會產(chǎn)生這些藝術(shù)語言。焊接藝術(shù)作品的表面效果是其它金屬加工工藝無法或者很難實現(xiàn)的,因而說焊接藝術(shù)具有獨特的藝術(shù)性。

選用不同的金屬材料,使用不同的焊接工藝,焊接的藝術(shù)性可以在不同的金屬藝術(shù)形式中發(fā)揮得淋漓盡致:

1.金屬焊接雕塑

在焊接雕塑作品中,焊縫和割痕不是作為一種技術(shù)加工的痕跡被動地存在,而是以一種精彩的、不可或缺的表現(xiàn)語言著力地加以體現(xiàn)的。一件焊接雕塑,粗的焊縫裸露在雕塑表面,各種不規(guī)則的切割痕跡也變成了藝術(shù)家優(yōu)美的藝術(shù)語言??在很多情況下,由于焊接雕塑所追求的粗糙質(zhì)樸的風(fēng)格,金屬的銹蝕、瑕疵也大多根據(jù)作品的需要特意保留,因此,在焊接雕塑中常常可以感覺到一種非雕琢的、原始的美。

在圖2中

圖2 ,雕塑下部的鋼板拼接處的焊縫很粗大,從焊接工藝的牢固性來看,這顯然不僅僅是出于對雕塑結(jié)實程度的考慮,在這件雕塑中,下部幾條扭曲的焊縫已經(jīng)作為雕塑整體審美的一個重要因素而成為其不可缺少的一部分。從雕塑整體來看,不論是上半部分的文字造型,還是下半部分的肌理處理,到處有扭曲的焊接痕跡的出現(xiàn),整個作品達(dá)到了整體視覺語言的統(tǒng)一。

2.金屬焊接壁飾

如果把一幅壁飾作品看成一幅畫的話,畫面中的點、線、面、黑、白、灰甚至顏色的處理都可以通過焊接的方法來實現(xiàn)。各種型號、各種材質(zhì)的金屬絲,應(yīng)用不同的焊接工藝會在畫面上以不同的形式出現(xiàn)。不同金屬的顏色不同,不銹鋼的亮銀色、鋁材的亞銀色、碳鋼的烏亮色,鈦鋼、青銅、紫銅、黃銅??而且就鋼材來說,不同的鋼材在高溫受熱時會出現(xiàn)不同的顏色變化,即焊接熱影響區(qū)不同。另外,切割也是焊接藝術(shù)壁飾創(chuàng)作的方法之一,既可以與焊接結(jié)合使用,也可以單獨使用,這完全取決于創(chuàng)作者的創(chuàng)作意圖和對工藝與效果的掌握程度。以上所述的這些方法綜合起來,變化的豐富可想而知。

圖3所示作品

圖3

采用的是手工等離子切割的方法,利用切割時電流的熱量,使切割邊緣產(chǎn)生熱影響區(qū),這樣就給亮白色的不銹鋼“染”上了一圈略帶漸變的色彩。同時,通過對焊接規(guī)范的調(diào)節(jié),割槍噴出的強烈氣流會在切割鋼板熔化的瞬間在切割邊緣“吹”起一圈隨機形成的肌理,在切割完成金屬冷卻后,固化為一道美麗的割痕,與中間平坦光亮的不銹鋼板材形成了質(zhì)感的對比。這種隨機效果的形成過程帶有一定的偶然性,但又是在一定的焊接規(guī)范下必然產(chǎn)生的現(xiàn)象。

從尺寸的角度考慮,尺寸較大的焊接藝術(shù)壁飾可采用半自動CO2氣體保護(hù)焊,較小的可采用手工鎢極氬弧焊。