金屬焊接工藝有哪些
① 焊接分類
電弧焊()、氣焊(OFW)、電阻焊(RW)、固相焊(SSW)、硬釺焊(B)、軟釺焊(S)主要有,電子束焊、激光焊、熱劑焊、感應焊、沖擊電阻焊、電渣焊等。
② 金屬焊接工藝~
焊接工藝
金屬焊接方法有40種以上,主要分為熔焊、壓焊和釺焊三大類。
熔焊是在焊接過程中將工件介面加熱至熔化狀態,不加壓力完成焊接的方法。熔焊時,熱源將待焊兩工件介面處迅速加熱熔化,形成熔池。熔池隨熱源向前移動,冷卻後形成連續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、水蒸汽等進入熔池,還會在隨後冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷,惡化焊縫的質量和性能。
為了提高焊接質量,人們研究出了各種保護方法。例如,氣體保護電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣,以保護焊接時的電弧和熔池率;又如鋼材焊接時,在焊條葯皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧,就可以保護焊條中有益元素錳、硅等免於氧化而進入熔池,冷卻後獲得優質焊縫。
壓焊是在加壓條件下,使兩工件在固態下實現原子間結合,又稱固態焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊,當電流通過兩工件的連接端時,該處因電阻很大而溫度上升,當加熱至塑性狀態時,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。多數壓焊方法如擴散焊、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燒損,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生條件。同時由於加熱溫度比熔焊低、加熱時間短,因而熱影響區小。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質接頭。
釺焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釺料,將工件和釺料加熱到高於釺料熔點、低於工件熔點的溫度,利用液態釺料潤濕工件,填充介面間隙並與工件實現原子間的相互擴散,從而實現焊接的方法。
焊接時形成的連接兩個被連接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側在焊接時會受到焊接熱作用,而發生組織和性能變化,這一區域被稱為熱影響區。焊接時因工件材料焊接材料、焊接電流等不同,焊後在焊縫和熱影響區可能產生過熱、脆化、淬硬或軟化現象,也使焊件性能下降,惡化焊接性。這就需要調整焊接條件,焊前對焊件介面處預熱、焊時保溫和焊後熱處理可以改善焊件的焊接質量。
另外,焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程,焊接區由於受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮,冷卻後在焊件中便產生焊接應力和變形。重要產品焊後都需要消除焊接應力,矯正焊接變形。
現代焊接技術已能焊出無內外缺陷的、機械性能等於甚至高於被連接體的焊縫。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。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,決定於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重的應力集中,常把較厚的板邊逐漸削薄,達到兩接邊處等厚。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接,常優先採用對接接頭的焊接。
搭接接頭的焊前准備工作簡單,裝配方便,焊接變形和殘余應力較小,因而在工地安裝接頭和不重要的結構上時常採用。一般來說,搭接接頭不適於在交變載荷、腐蝕介質、高溫或低溫等條件下工作。
採用丁字接頭和角接頭通常是由於結構上的需要。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,或在內外均有角焊縫時才有所改善,多用於封閉形結構的拐角處。
焊接產品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕,對於交通運輸工具來說可以減輕自重,節約能量。焊接的密封性好,適於製造各類容器。發展聯合加工工藝,使焊接與鍛造、鑄造相結合,可以製成大型、經濟合理的鑄焊結構和鍛焊結構,經濟效益很高。採用焊接工藝能有效利用材料,焊接結構可以在不同部位採用不同性能的材料,充分發揮各種材料的特長,達到經濟、優質。焊接已成為現代工業中一種不可缺少,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、鍛壓工藝發展較晚,但發展速度很快。焊接結構的重量約占鋼材產量的45%,鋁和鋁合金焊接結構的比重也不斷增加。
未來的焊接工藝,一方面要研製新的焊接方法、焊接設備和焊接材料,以進一步提高焊接質量和安全可靠性,如改進現有電弧、等離子弧、電子束、激光等焊接能源;運用電子技術和控制技術,改善電弧的工藝性能,研製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,如焊機實現程序控制、數字控制;研製從准備工序、焊接到質量監控全部過程自動化的專用焊機;在自動焊接生產線上,推廣、擴大數控的焊接機械手和焊接機器人,可以提高焊接生產水平,改善焊接衛生安全條件。
(塑料)焊接 採用加熱和加壓或其他方法使熱塑性塑料製品的兩個或多個表面熔合成為一個整體的方法。
③ 焊接工藝一共分多少種其中常見的都是哪些他們是怎麼定義的還有他們的英文縮寫及全稱都是什麼
常用是電焊和氣焊,還有激光焊、釺焊、熱熔焊、電子束焊、爆炸焊等等
17種焊接方法介紹
1.手弧焊
手弧焊是各種電弧焊方法中發展最早、目前仍然應用最廣的一種焊接方法。它是以外部塗有塗料的焊條作電極和填充金屬,電弧是在焊條的端部和被焊工件表面之間燃燒。塗料在電弧熱作用下一方面可以產生氣體以保護電弧,另一方面可以產生熔渣覆蓋在熔池表面,防止熔化金屬與周圍氣體的相互作用。熔渣的更重要作用是與熔化金屬產生物理化學反應或添加合金元素,改善焊縫金屬性能。
手弧焊設備簡單、輕便,*作靈活。可以應用於維修及裝配中的短縫的焊接,特別是可以用於難以達到的部位的焊接。手弧焊配用相應的焊條可適用於大多數工業用碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及其合金。
2.鎢極氣體保護電弧焊
這是一種不熔化極氣體保護電弧焊,是利用鎢極和工件之間的電弧使金屬熔化而形成焊縫的。焊接過程中鎢極不熔化,只起電極的作用。同時由焊炬的噴嘴送進氬氣或氦氣作保護。還可根據需要另外添加金屬。在國際上通稱為TIG焊。
鎢極氣體保護電弧焊由於能很好地控制熱輸入,所以它是連接薄板金屬和打底焊的一種極好方法。這種方法幾乎可以用於所有金屬的連接,尤其適用於焊接鋁、鎂這些能形成難熔氧化物的金屬以及象鈦和鋯這些活潑金屬。這種焊接方法的焊縫質量高,但與其它電弧焊相比,其焊接速度較慢。
3.熔化極氣體保護電弧焊
這種焊接方法是利用連續送進的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源,由焊炬噴嘴噴出的氣體保護電弧來進行焊接的。
熔化極氣體保護電弧焊通常用的保護氣體有:氬氣、氦氣、CO2氣或這些氣體的混合氣。以氬氣或氦氣為保護氣時稱為熔化極惰性氣體保護電弧焊(在國際上簡稱為MIG焊);以惰性氣體與氧化性氣體(O2,CO2)混合氣為保護氣體時,或以CO2氣體或CO2+O2混合氣為保護氣時,或以CO2氣體或CO2+O2混合氣為保護氣時,統稱為熔化極活性氣體保護電弧焊(在國際上簡稱為MAG焊)。
熔化極氣體保護電弧焊的主要優點是可以方便地進行各種位置的焊接,同時也具有焊接速度較快、熔敷率高等優點。熔化極活性氣體保護電弧焊可適用於大部分主要金屬,包括碳鋼、合金鋼。熔化極惰性氣體保護焊適用於不銹鋼、鋁、鎂、銅、鈦、鋯及鎳合金。利用這種焊接方法還可以進行電弧點焊。
4.等離子弧焊
等離子弧焊也是一種不熔化極電弧焊。它是利用電極和工件之間地壓縮電弧(叫轉發轉移電弧)實現焊接的。所用的電極通常是鎢極。產生等離子弧的等離子氣可用氬氣、氮氣、氦氣或其中二者之混合氣。同時還通過噴嘴用惰性氣體保護。焊接時可以外加填充金屬,也可以不加填充金屬。
等離子弧焊焊接時,由於其電弧挺直、能量密度大、因而電弧穿透能力強。等離子弧焊焊接時產生的小孔效應,對於一定厚度范圍內的大多數金屬可以進行不開坡口對接,並能保證熔透和焊縫均勻一致。因此,等離子弧焊的生產率高、焊縫質量好。但等離子弧焊設備(包括噴嘴)比較復雜,對焊接工藝參數的控制要求較高。
鎢極氣體保護電弧焊可焊接的絕大多數金屬,均可採用等離子弧焊接。與之相比,對於1mm以下的極薄的金屬的焊接,用等離子弧焊可較易進行。
5.管狀焊絲電弧焊
管狀焊絲電弧焊也是利用連續送進的焊絲與工件之間燃燒的電弧為熱源來進行焊接的,可以認為是熔化極氣體保護焊的一種類型。所使用的焊絲是管狀焊絲,管內裝有各種組分的焊劑。焊接時,外加保護氣體,主要是CO2。焊劑受熱分解或熔化,起著造渣保護溶池、滲合金及穩弧等作用。
管狀焊絲電弧焊除具有上述熔化極氣體保護電弧焊的優點外,由於管內焊劑的作用,使之在冶金上更具優點。管狀焊絲電弧焊可以應用於大多數黑色金屬各種接頭的焊接。管狀焊絲電弧焊在一些工業先進國家已得到廣泛應用。
「管狀焊絲」即現在所說的「葯芯焊絲」——發貼者注
6.電阻焊
這是以電阻熱為能源的一類焊接方法,包括以熔渣電阻熱為能源的電渣焊和以固體電阻熱為能源的電阻焊。由於電渣焊更具有獨特的特點,故放在後面介紹。這里主要介紹幾種固體電阻熱為能源的電阻焊,主要有點焊、縫焊、凸焊及對焊等。
電阻焊一般是使工件處在一定電極壓力作用下並利用電流通過工件時所產生的電阻熱將兩工件之間的接觸表面熔化而實現連接的焊接方法。通常使用較大的電流。為了防止在接觸面上發生電弧並且為了鍛壓焊縫金屬,焊接過程中始終要施加壓力。
進行這一類電阻焊時,被焊工件的表面善對於獲得穩定的焊接質量是頭等重要的。因此,焊前必須將電極與工件以及工件與工件間的接觸表面進行清理。
點焊、縫焊和凸焊的牾在於焊接電流(單相)大(幾千至幾萬安培),通電時間短(幾周波至幾秒),設備昂貴、復雜,生產率高,因此適於大批量生產。主要用於焊接厚度小於3mm的薄板組件。各類鋼材、鋁、鎂等有色金屬及其合金、不銹鋼等均可焊接。
7.電子束焊
電子束焊是以集中的高速電子束轟擊工件表面時所產生的熱能進行焊接的方法。
電子束焊接時,由電子槍產生電子束並加速。常用的電子束焊有:高真空電子束焊、低真空電子束焊和非真空電子束焊。前兩種方法都是在真空室內進行。焊接准備時間(主要是抽真空時間)較長,工件尺寸受真空室大小限制。
電子束焊與電弧焊相比,主要的特點是焊縫熔深大、熔寬小、焊縫金屬純度高。它既可以用在很薄材料的精密焊接,又可以用在很厚的(最厚達300mm)構件焊接。所有用其它焊接方法能進行熔化焊的金屬及合金都可以用電子束焊接。主要用於要求高質量的產品的焊接。還能解決異種金屬、易氧化金屬及難熔金屬的焊接。但不適於大批量產品。
8.激光焊
激光焊是利用大功率相干單色光子流聚焦而成的激光束為熱源進行的焊接。這種焊接方法通常有連續功率激光焊和脈沖功率激光焊。
激光焊優點是不需要在真空中進行,缺點則是穿透力不如電子束焊強。激光焊時能進行精確的能量控制,因而可以實現精密微型器件的焊接。它能應用於很多金屬,特別是能解決一些難焊金屬及異種金屬的焊接。
9.釺焊
釺焊的能源可以是化學反應熱,也可以是間接熱能。它是利用熔點比被焊材料的熔點低的金屬作釺料,經過加熱使釺料熔化,*毛細管作用將釺料及入到接頭接觸面的間隙內,潤濕被焊金屬表面,使液相與固相之間互擴散而形成釺焊接頭。因此,釺焊是一種固相兼液相的焊接方法。
釺焊加熱溫度較低,母材不熔化,而且也不需施加壓力。但焊前必須採取一定的措施清除被焊工件表面的油污、灰塵、氧化膜等。這是使工件潤濕性好、確保接頭質量的重要保證。
釺料的液相線濕度高於450℃而低於母材金屬的熔點時,稱為硬釺焊;低於450℃時,稱為軟釺焊。
根據熱源或加熱方法不同釺焊可分為:火焰釺焊、感應釺焊、爐中釺焊、浸沾釺焊、電阻釺焊等。
釺焊時由於加熱溫度比較低,故對工件材料的性能影響較小,焊件的應力變形也較小。但釺焊接頭的強度一般比較低,耐熱能力較差。
釺焊可以用於焊接碳鋼、不銹鋼、高溫合金、鋁、銅等金屬材料,還可以連接異種金屬、金屬與非金屬。適於焊接受載不大或常溫下工作的接頭,對於精密的、微型的以及復雜的多釺縫的焊件尤其適用。
10.電渣焊
電渣焊是以熔渣的電阻熱為能源的焊接方法。焊接過程是在立焊位置、在由兩工件端面與兩側水冷銅滑塊形成的裝配間隙內進行。焊接時利用電流通過熔渣產生的電阻熱將工件端部熔化。
根據焊接時所用的電極形狀,電渣焊分為絲極電渣焊、板極電渣焊和熔嘴電渣焊。
電渣焊的優點是:可焊的工件厚度大(從30mm到大於1000mm),生產率高。主要用於在斷面對接接頭及丁字接頭的焊接。
電渣焊可用於各種鋼結構的焊接,也可用於鑄件的組焊。電渣焊接頭由於加熱及冷卻均較慢,熱影響區寬、顯微組織粗大、韌性、因此焊接以後一般須進行正火處理。
11.高頻焊
高頻焊是以固體電阻熱為能源。焊接時利用高頻電流在工件內產生的電阻熱使工件焊接區表層加熱到熔化或接近的塑性狀態,隨即施加(或不施加)頂鍛力而實現金屬的結合。因此它是一種固相電阻焊方法。
高頻焊根據高頻電流在工件中產生熱的方式可分為接觸高頻焊和感應高頻焊。接觸高頻焊時,高頻電流通過與工件機械接觸而傳入工件。感應高頻焊時,高頻電流通過工件外部感應圈的耦合作用而在工件內產生感應電流。
高頻焊是專業化較強的焊接方法,要根據產品配備專用設備。生產率高,焊接速度可達30m/min。主要用於製造管子時縱縫或螺旋縫的焊接。
12.氣焊
氣焊是用氣體火焰為熱源的一種焊接方法。應用最多的是以乙炔氣作燃料的氧-乙炔火焰。由於設備簡單使用方便,但氣焊加熱速度及生產率較低,熱影響區較大,且容易引起較大的變形。
氣焊可用於很多黑色金屬、有色金屬及合金的焊接。一般適用於維修及單件薄板焊接。
13.氣壓焊
氣壓焊和氣焊一樣,氣壓焊也是以氣體火焰為熱源。焊接時將兩對接的工件的端部加熱到一定溫度,後再施加足夠的壓力以獲得牢固的接頭。是一種固相焊接。
氣壓焊時不加填充金屬,常用於鐵軌焊接和鋼筋焊接。
14.爆*炸焊
爆*炸焊也是以化學反應熱為能源的另一種固相焊接方法。但它是利用炸*葯爆*炸所產生的能量來實現金屬連接的。在爆*炸波作用下,兩件金屬在不到一秒的時間內即可被加速撞擊形成金屬的結合。
在各種焊接方法中,爆*炸焊可以焊接的異種金屬的組合的范圍最廣。可以用爆*炸焊將冶金上不相容的兩種金屬焊成為各種過渡接頭。爆*炸焊多用於表面積相當大的平板包覆,是製造復合板的高效方法。
15.摩擦焊
摩擦焊是以機械能為能源的固相焊接。它是利用兩表面間機械摩擦所產生的熱來實現金屬的連接的。
摩擦焊的熱量集中在接合面處,因此熱影響區窄。兩表面間須施加壓力,多數情況是在加熱終止時增大壓力,使熱態金屬受頂鍛而結合,一般結合面並不熔化。
摩擦焊生產率較高,原理上幾乎所有能進行熱鍛的金屬都能摩擦焊接。摩擦焊還可以用於異種金屬的焊接。要適用於橫斷面為圓形的最大直徑為100mm的工件。
16.超聲波焊
超聲波焊也是一種以機械能為能源的固相焊接方法。進行超聲波焊時,焊接工件在較低的靜壓力下,由聲極發出的高頻振動能使接合面產生強裂摩擦並加熱到焊接溫度而形成結合。
超聲波焊可以用於大多數金屬材料之間的焊接,能實現金屬、異種金屬及金屬與非金屬間的焊接。可適用於金屬絲、箔或2~3mm以下的薄板金屬接頭的重復生產。
17.擴散焊
擴散焊一般是以間接熱能為能源的固相焊接方法。通常是在真空或保護氣氛下進行。焊接時使兩被焊工件的表面在高溫和較大壓力下接觸並保溫一定時間,以達到原子間距離,經過原子樸素相互擴散而結合。焊前不僅需要清洗工件表面的氧化物等雜質,而且表面粗糙度要低於一定值才能保證焊接質量。
擴散焊對被焊材料的性能幾乎不產生有害作用。它可以焊接很多同種和異種金屬以及一些非金屬材料,如陶瓷等。
擴散焊可以焊接復雜的結構及厚度相差很大的工件。
④ 什麼是焊接性包括那些內容
金屬材料的可焊性是指被焊金屬在採用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數及結專構型式條件下,獲得優質焊接屬接頭的難易程度。鋼材可焊性的主要因素是化學成分。在各種元素中,碳的影響最明顯,其它元素的影響可摺合成碳的影響,因此可用碳當量方法來估算被焊鋼材的可焊性。硫、磷對鋼材焊接性能影響也很大,在各種合格鋼材中,硫、磷都要受到嚴格限制。
⑤ 金屬材料焊接性分析的主要內容是什麼
金屬材料的可焊性(又稱焊接性能)是指金屬材料在一定的工藝條件下,通過焊接形版成優權質接頭的性能,金屬材料的可焊性通常分為工藝可焊性和使用可焊性兩大類。
工藝可焊性:主要指在一定的焊接工藝條件下,獲得優質焊接接頭的難易程度,即金屬材料對形成焊接缺陷的敏感性。
使用可焊性:主要指金屬的焊接接頭對使用要求的」適應性」和」安全性」,包括焊接接的機械性能,耐腐蝕性能等。
⑥ 金屬材料的工藝性能有哪些
金屬材料的工藝性能有:鑄造性能、 鍛造性、 焊接性、切削加工性能、 熱處理工藝性能
1、 鑄造性能:金屬材料鑄造成形獲得優良鑄件的能力稱為鑄造性能,用流動性、收縮性和偏析來衡量。 被鑄物質多為原為固態,但加熱至液態的金屬,如銅、鐵、錫等,鑄模的材料可以是沙,金屬甚至陶瓷。南關菜市場東頭前兩年有兩個人把大量的鋁易拉罐盒熔化後倒進模子里鑄成大大小小的鋁鍋、鋁盆等.
2、 鍛造性:工業革命前鍛造是普遍的金屬加工工藝,馬蹄鐵、冷兵器、鎧甲均由各國的鐵匠手鍛造,金銀首飾加工、金屬包裝材料是鍛造與沖壓的總和。金屬材料用鍛壓加工方法成形的適應能力稱鍛造性。鍛造性主要取決於金屬材料的塑性和變形抗力。塑性越好,變形抗力越小,金屬的鍛造性能越好。高碳鋼不易鍛造,高速鋼更難。

3、 焊接性:金屬材料對焊接加工的適應性成為焊接性。也就是在一定的焊接工藝條件下,獲得優質焊接接頭的難易程度。鋼材的含碳量高低是焊接性能好壞的主要因素,含碳量和合金元素含量越高,焊接性能越差。
4、切削加工性能:切削加工性能一般用切削後的表面質量(用表面粗糙程度高低衡量)和道具壽命來表示。金屬材料具有適當的硬度和足夠的脆性時切削性良好。改變鋼的化學成分(如加入少量鉛、磷等元素)和進行適當的熱處理(如低碳鋼進行正火,高碳鋼進行球化退火)可以提高剛的切削加工性能。
5、 熱處理工藝性能:鋼的熱處理工藝性能主要考慮其淬透性,即鋼接受淬火的能力。,含錳、鉻、鎳等元素的合金鋼淬透性比較好,碳鋼的淬透性較差。鋁合金的熱處理要求較嚴,銅合金只有幾種可以熔熱處理強化。三國時諸葛亮帶兵打仗,請當時的著名工匠蒲元為他造了3000把鋼刀,蒲元用了的熱處理工藝,經過千錘百煉,使鋼刀削鐵如泥,從而大敗敵軍。
⑦ 焊接的主要特點是什麼2.什麼叫金屬焊接性如何評價金屬焊接性
焊接是通過加熱或加壓,或兩者並用,並且用或不用填充材料,使工件產生原子間結合的一種連接工藝方法。其特點有:
(1)連接性能好 焊縫具有良好的力學性能,能耐高溫、高壓、能耐低溫、具有良好的密 封性、導電性、耐蝕性和耐磨性等。
(2)省料、省工、成本低 採用焊接方法製造金屬結構,一般比鉚接節省金屬材料10%-20%。
(3)重量輕 採用焊接方法製造船舶、車輛、飛機、飛船、火箭等運載工具,可以減輕自 重,提高運載能力。
(4)簡化工藝 可以採用焊接方法製造重型、復雜的及其零部件,簡化鑄造和鍛造工藝, 以及簡化切削加工工藝。
金屬焊接性是金屬材料對焊接加工的適應能力,在一定焊接工藝的條件下,能否獲得優質的焊接接頭和焊接接頭能否在使用條件下安全運行的一種評價尺度。
金屬的焊接性是指金屬材料對焊接加工的適應性,主要指在一定的焊接工藝條件下,獲得優質焊接接頭的難易程度。從廣義來說「焊接性」這一概念還包括「可用性』和「可靠性」。焊接性取決於材料的特性和所採用的工藝條件。金屬材料的焊接性不是靜止不變的,而是發展的,例如原來認為焊接性不好的材料,隨著科學技術的發展,有了新的焊接方法而變為易於焊接,即焊接性變好了。因此我們不能離開工藝條件來泛談焊接性問題。
焊接性包括兩方面的內容:一是接合性能,即在一定的焊接工藝條件下,形成焊接缺陷的敏感性;二是實用性能,即在一定焊接工藝條件下,焊接接頭對使用要求的適應性。
工藝焊接性是指在一定焊接工藝條件下,能否獲得優質、緻密、無缺陷焊接接頭的能力。
分析研究金屬的工藝焊接性時,必然要涉及到焊接過程。對於熔化焊來講,焊接過程一般都要經歷傳熱的冶金反應。因此,把工藝焊接性又分為熱焊接性和冶金焊接性。
(1)熱焊接性:熱焊接性是指在焊接熱過程中,對焊接熱影響區組織性能產生缺陷的影響程度。用它來評定被焊金屬對熱的敏感性(晶粒長大和組織性能變化等),熱焊接性主要與被焊材質及焊接工藝條件有關。
(2)冶金焊接性:冶金焊接性是指冶金反應對焊接性能和產生缺陷的影響程度。它包括合金元素的氧化、還原、蒸發。氫、氧、氮的溶解,對氣孔、夾雜物、裂紋等缺陷的敏感性,它們是影響焊縫金屬化學成分和性能的重要方面。
⑧ 請問:金屬焊接技術有哪些
焊接技術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。
焊接技術主要應用在金屬母材上,常用的有電弧焊,氬弧焊,CO2保護焊,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行焊接。金屬焊接方法有40種以上,主要分為熔焊、壓焊和釺焊三大類。
電焊機
熔焊是在焊接過程中將工件介面加熱至熔化狀態,不加壓力完成焊接的方法。熔焊時,熱源將待焊兩工件介面處迅速加熱熔化,形成熔池。熔池隨熱源向前移動,冷卻後形成連續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、水蒸汽等進入熔池,還會在隨後冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷,惡化焊縫的質量和性能。
壓焊是在加壓條件下,使兩工件在固態下實現原子間結合,又稱固態焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊,當電流通過兩工件的連接端時,該處因電阻很大而溫度上升,當加熱至塑性狀態時,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。多數壓焊方法如擴散焊、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燒損,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生條件。同時由於加熱溫度比熔焊低、加熱時間短,因而熱影響區小。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質接頭。
釺焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釺料,將工件和釺料加熱到高於釺料熔點、低於工件熔點的溫度,利用液態釺料潤濕工件,填充介面間隙並與工件實現原子間的相互擴散,從而實現焊接的方法。
焊接時形成的連接兩個被連接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側在焊接時會受到焊接熱作用,而發生組織和性能變化,這一區域被稱為熱影響區。焊接時因工件材料焊接材料、焊接電流等不同,焊後在焊縫和熱影響區可能產生過熱、脆化、淬硬或軟化現象,也使焊件性能下降,惡化焊接性。這就需要調整焊接條件,焊前對焊件介面處預熱、焊時保溫和焊後熱處
焊接工藝:
焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程,焊接區由於受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮,冷卻後在焊件中便產生焊接應力和變形。重要產品焊後都需要消除焊接應力,矯正焊接變形。
現代焊接技術已能焊出無內外缺陷的、機械性能等於甚至高於被連接體的焊縫。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。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,決定於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重的應力集中,常把較厚的板邊逐漸削薄,達到兩接邊處等厚。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接,常優先採用對接接頭的焊接。
搭接接頭的焊前准備工作簡單,裝配方便,焊接變形和殘余應力較小,因而在工地安裝接頭和不重要的結構上時常採用。一般來說,搭接接頭不適於在交變載荷、腐蝕介質、高溫或低溫等條件下工作。
採用丁字接頭和角接頭通常是由於結構上的需要。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,或在內外均有角焊縫時才有所改善,多用於封閉形結構的拐角處。
焊接產品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕,對於交通運輸工具來說可以減輕自重,節約能量。焊接的密封性好,適於製造各類容器。發展聯合加工工藝,使焊接與鍛造、鑄造相結合,可以製成大型、經濟合理的鑄焊結構和鍛焊結構,經濟效益很高。採用焊接工藝能有效利用材料,焊接結構可以在不同部位採用不同性能的材料,充分發揮各種材料的特長,達到經濟、優質。焊接已成為現代工業中一種不可缺少,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、鍛壓工藝發展較晚,但發展速度很快。焊接結構的重量約占鋼材產量的45%,鋁和鋁合金焊接結構的比重也不斷增加。
未來的焊接工藝,一方面要研製新的焊接方法、焊接設備和焊接材料,以進一步提高焊接質量和安全可靠性,如改進現有電弧、等離子弧、電子束、激光等焊接能源;運用電子技術和控制技術,改善電弧的工藝性能,研製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,如焊機實現程序控制、數字控制;研製從准備工序、焊接到質量監控全部過程自動化的專用焊機;在自動焊接生產線上,推廣、擴大數控的焊接機械手和焊接機器人,可以提高焊接生產水平,改善焊接衛生安全條件。
作為一種工業技術,焊接的出現迎合了金屬藝術發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生的獨特美妙的變化也滿足了金屬藝術對新的藝術表現語言的需求。在今天的金屬藝術創作中,焊接可以而且正在被作為一種獨特的藝術表現語言而著力加以表現。藝術創造與工藝方法永遠是密不可分的。
金屬焊接藝術可以作為一種相對獨立的藝術形式以分支的方式從傳統的金屬藝術中分離出來,這是因為:
首先,焊接具有藝術性。
焊接可以產生豐富的藝術創作的表現語言。焊接通常是在高溫下進行的,而金屬在高溫下會產生許多美妙豐富的變化:金屬母材會發生顏色變化和熱變形(即焊接熱影響區);焊絲熔化後會形成一些漂亮的肌理;而焊接缺陷在焊接藝術中更是經常被應用。焊接缺陷是指焊接過程中,在焊接接頭產生的不符合設計或工藝要求的缺陷。其表現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象:焊接的藝術性通常體現在一些工業焊接的失敗操作之中,或者說蘊藏於一些工業焊接極力避免的焊接缺陷之中。
其次,焊接藝術語言是獨特的。
上述種種焊接缺陷的表現形式以及焊接熱影響區,是通過一定規范下的焊接操作形成的,也只有通過焊接的方式才會產生這些藝術語言。焊接藝術作品的表面效果是其它金屬加工工藝無法或者很難實現的,因而說焊接藝術具有獨特的藝術性。
選用不同的金屬材料,使用不同的焊接工藝,焊接的藝術性可以在不同的金屬藝術形式中發揮得淋漓盡致:
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、不可或缺的表現語言著力地加以體現的。一件焊接雕塑,粗的焊縫裸露在雕塑表面,各種不規則的切割痕跡也變成了藝術家優美的藝術語言……在很多情況下,由於焊接雕塑所追求的粗糙質朴的風格,金屬的銹蝕、瑕疵也大多根據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。
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,這顯然不僅僅是出於對雕塑結實程度的考慮,在這件雕塑中,下部幾條扭曲的焊縫已經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,整個作品達到了整體視覺語言的統一。
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。各種型號、各種材質的金屬絲,應用不同的焊接工藝會在畫面上以不同的形式出現。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不同的顏色變化,即焊接熱影響區不同。另外,切割也是焊接藝術壁飾創作的方法之一,既可以與焊接結合使用,也可以單獨使用,這完全取決於創作者的創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。
手工等離子切割的方法,利用切割時電流的熱量,使切割邊緣產生熱影響區,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,通過對焊接規范的調節,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後,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范下必然產生的現象。
從尺寸的角度考慮,尺寸較大的焊接藝術壁飾可採用半自動CO2氣體保護焊,較小的可採用手工鎢極氬弧焊。理可以改善焊件的焊接質量。
⑨ 金屬工藝學常用的焊接方法有哪些
手工電弧焊、埋弧自動焊、半自動氣體保護焊、氬弧焊等等。