2016机械制造工艺基础（电工版）授课教案：其他焊接方法.docVIP

机械制造工艺基础（电工版）授课教案 任务五、 二 其他焊接方法简介 1．气体保护电弧焊（气体保护焊） 气体保护焊是利用某种特定的气体（如氩气、二氧化碳气体等）作为保护介质的一种电弧焊方法。 其原理就是以电弧为热源，使保护气体喷入焊接熔化区，将熔池金属与空气隔开，达到保护熔化金属的一种焊接方法。 常见的气体保护焊有：氩弧焊和二氧化碳气体保护焊。 氩弧焊（见P19、图1.28所示） 它是以氩气作为保护气体的一种电弧焊方法。（氩气是一种惰性气体，其特性不熔于液态金属。） 其原理是利用从焊枪喷嘴中喷出的氩气流，在焊接区形成连续封闭的气层来保护电极（焊丝）和熔池金属，避免空气中的氧对熔池液态金属形成氧化作用，从而保证焊缝的焊接质量。 氩弧焊根据所使用的电极不同分为两种 熔化极氩弧焊 是用与母材金属相近的可熔化的金属焊丝做电极，焊接时电极熔化兼作填充材料。特点：焊接时允许使用较大的焊接电流，形成的熔深大，因此熔化极氩弧焊适用于较厚焊件焊接。 钨极氩弧焊 是用钨或钨合金材料作电极，焊接时钨极与焊件之间产生电弧，钨极不熔化。所以又叫非熔化极氩弧焊。 特点：焊接时需要外加焊丝作为填充材料熔入熔池（操作方法类似气焊），由于钨极的载流能力有限（承载电流的性能有限）因此，焊接时使用的焊接电流小，形成的熔深小，只适用于薄件焊接。 （椐图解析各原理） 由于氩气具有不与金属发生化学反应的特性，能有效地防止空气对熔池的有害影响，所以氩弧焊的质量较好。但由于氩气价格较高，因此氩弧焊主要用于不锈钢和易氧化的有色金属及合金的焊接。对于低碳钢和低合金钢主要采用二氧化碳气体保护焊。 二氧化碳气体保护焊 是以二氧化碳作为保护气体的焊接方法。其焊接原理（见P19、图例所示） 二氧化碳气体保护焊是以焊丝作为电极，（使用盘焊丝）。焊接时，焊丝由送丝机构控制，经送丝软管从焊炬头部的导电嘴中自动送出，（此时焊丝既是电极也是填充材料）当焊丝电极与焊件电极相触时便引燃电弧。此时，二氧化碳气体由气瓶经减压器、流量计等装置从喷嘴以一定速度喷入焊接区，将电弧、熔池与空气隔开形成气体保护焊接。 特点：焊接成本较氩弧焊成本低廉，且焊接效果好、生产率高、操作方便。但二氧化碳毕竟不是完全的惰性气体，高温状态下会部分分解，产生氧化性，而且表面成形较差，焊接时形成飞溅多，焊缝质量不及氩弧焊。 2．电阻焊 电阻焊是直接利用电阻热，在焊接处将母材金属熔化，并在压力下使工件融合的焊接方法。 电阻焊分为：电阻点焊、电阻缝焊和电阻对焊三种。 （1）点焊 点焊由点焊机完成。（见P20、图例所示） 其焊接原理是：点焊时，将工件紧压在两电极之间，然后接通电源，此时两电极之间的工件因电阻的高热瞬时形成熔核，再切断电源，熔核在压力状态下凝固结晶形成一个焊点。完成对工件局部的一个点焊。 点焊常用于金属薄板材料的非密封性焊接，如汽车车体、车门等。 （2）缝焊 缝焊由缝焊机完成。 其焊接原理基本和点焊相同。区别在于它是利用滚轮电极取代电焊机的柱状电极来滚压焊件，当滚轮电极连续在焊接表面滚压时，通过脉冲供电方式，使焊点相互重叠而形成连续致密的焊缝。 常用于有密封性要求的薄壁容器的焊接。（如油箱等） （3）对焊 由对焊机完成。 对焊根据操作方法的不同分为：电阻对焊和闪光对焊两种。 电阻对焊的原理类似于点焊，焊接时，将工件装配成对接形式，（一工件装夹在固定电极上，另一工件装夹在活动电极上）然后压紧工件，接通电源，利用电阻热将工件瞬时加热至塑性状态（软化状态）再通过活动电极施加顶锻力使焊件完全熔合，形成焊接接头。 特点：操作简单、接头表面光洁，但接头内部容易存留杂质（因接头处金属没有熔化，接头表层金属杂质不易去除）因此，焊接质量不高，抗拉强度较差。 闪光对焊的特点在于：在对焊之前是先接通电源，然后使工件接头逐渐靠合，通过工件两电极间的瞬时短路产生强大的局部接触点电流，使端面金属瞬时熔化，然后断电，再通过活动电极的顶锻力将工件焊接在一起。 特点：较之电阻对焊接头内部杂质少，焊接质量高，接头的抗拉强度较好。 对焊常用于刀具、型材、管材等焊接。 3．等离子弧焊和切割 我们知道，一般的电弧焊所产生的电弧由于没有受到外界的约束，称之为自由电弧。自由电弧的特点就是其电弧区内的气体是不能完全电离的，电弧的能量也不能完全高度集中。因此普通的焊接电弧形成的焊接温度十分有限，故焊接效率不高。 如果利用某种装置使自由电弧的弧柱受到压缩限制，由于压缩效应的作用就能使电弧中的气体完全电离，这就产生了温度比自由电弧高得多的等离子电弧。 等离子电弧形成原理（见P20、图例所示） 即：在等离子发生装置的钨电极与工件之间加一高压，经高频振荡器使喷嘴中的气体电离形成电弧，由于喷嘴结构限制，电弧在“机械压缩效应”“热压缩效用”和“电磁效应”