焊接的具体分类有哪些
『壹』 电焊有哪些分类
电焊的分类有电弧焊、电阻焊、高能束焊、钎焊等等。
『贰』 简述焊接的定义以及分类有哪些
焊接与焊接方法:
焊接 焊接就是通过加热加压的手段,在填充材料或者不填充材料的情况下,使两个分离的固体产生原子(分子)间重新结合,形成永久性连接的方法。焊接分类见附图:
『叁』 焊接的方法可分为哪几大类各有什么特点
1、熔焊——加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池,熔池冷却凝固后便接合,必要时可加入熔填物辅助,它是适合各种金属和合金的焊接加工,不需压力。
2、压焊——焊接过程必须对焊件施加压力,属于各种金属材料和部分金属材料的加工。
3、钎焊——采用比母材熔点低的金属材料做钎料,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工,也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。
(3)焊接的具体分类有哪些扩展阅读:
焊接防范措施:
1、焊接切割作业时,将作业环境10M范围内所有易燃易爆物品清理干净,应注意检查作业环境的地沟、下水道内有无可燃液体和可燃气体,以及是否有可能泄漏到地沟和下水道内可燃易爆物质,以免由于焊渣、金属火星引起灾害事故。
2、高空焊接切割时,禁止乱扔焊条头,对焊接切割作业下方应进行隔离,作业完毕应做到认真细致的检查,确认无火灾隐患后方可离开现场。
3、应使用符合国家有关标准、规程要求的气瓶,在气瓶的贮存、运输、使用等环节应严格遵守安全操作规程。
4、对输送可燃气体和助燃气体的管道应按规定安装、使用和管理,对操作人员和检查人员应进行专门的安全技术培训。
5、焊补燃料容器和管道时,应结合实际情况确定焊补方法。实施置换法时,置换应彻底,工作中应严格控制可燃物质的含影实施带压不置换法时,应按要求保持一定的电压。工作中应严格控制其含氧量。要加强检测,注意监护,要有安全组织措施。
『肆』 电焊的种类有哪些
1、电焊的种类:
电焊的种类比较多,目前常用的有以下几种
▪ 电弧焊
电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法。它包括有:手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极 气体保护焊等。绝大部分电弧焊是以电极与工件之间燃烧的电弧作热源。在形成接头时,可以采用也可以不采用填充金属。所用 的电极是在焊接过程中熔化的焊丝时,叫作熔化极电弧焊,诸如手弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、管状焊丝电 弧焊等;所用的电极是在焊接过程中不熔化的碳棒或钨棒时,叫作不熔化极电弧焊,诸如钨极氩弧焊、等离子弧 焊等。
(1)手弧焊
手弧焊是各种电弧焊方法中发展最早、目前仍然应用最广的一种焊接方法。它是以外部涂有涂料的焊条作电极和 填充金属,电弧是在焊条的端部和被焊工件表面之间燃烧。涂料在电弧热作用下一方面可以产生气体以保护电弧 ,另一方面可以产生熔渣覆盖在熔池表面,防止熔化金属与周围气体的相互作用。熔渣的更重要作用是与熔化金 属产生物理化学反应或添加合金元素,改善焊缝金属性能。手弧焊设备简单、轻便,操作灵活。可以应用于维修及装配中的短缝的焊接,特别是可以用于难以达到的部位的 焊接。手弧焊配用相应的焊条可适用于大多数工业用碳钢、不锈钢、铸铁、铜、铝、镍及其合金。
(2)埋弧焊
埋弧焊是以连续送时的焊丝作为电极和填充金属。焊接时,在焊接区的上面覆盖一层颗粒状焊剂,电弧在焊剂层 下燃烧,将焊丝端部和局部母材熔化,形成焊缝。在电弧热的作用下,上部分焊剂熔化熔渣并与液态金属发生冶金反应。熔渣浮在金属熔池的表面,一方面可以保 护焊缝金属,防止空气的污染,并与熔化金属产生物理化学反应,改善焊缝金属的成分及性能;另一方面还可以 使焊缝金属缓慢泠却。埋弧焊可以采用较大的焊接电流。与手弧焊相比,其最大的优点是焊缝质量好,焊接速度高。因此,它特别适于 焊接大型工件的直缝的环缝。而且多数采用机械化焊接。埋弧焊已广泛用于碳钢、低合金结构钢和不锈钢的焊接。由于熔渣可降低接头冷却速度,故某些高强度结构钢、 高碳钢等也可采用埋弧焊焊接。
(3)钨极气体保护电弧焊
这是一种不熔化极气体保护电弧焊,是利用钨极和工件之间的电弧使金属熔化而形成焊缝的。焊接过程中钨极不 熔化,只起电极的作用。同时由焊炬的喷嘴送进氩气或氦气作保护。还可根据需要另外添加金属。在国际上通称 为TIG焊。钨极气体保护电弧焊由于能很好地控制热输入,所以它是连接薄板金属和打底焊的一种极好方法。这种方法几乎 可以用于所有金属的连接,尤其适用于焊接铝、镁这些能形成难熔氧化物的金属以及像钛和锆这些活泼金属。这 种焊接方法的焊缝质量高,但与其它电弧焊相比,其焊接速度较慢。
(4)等离子弧焊
等离子弧焊也是一种不熔化极电弧焊。它是利用电极和工件之间地压缩电弧(叫转发转移电弧)实现焊接的。所 用的电极通常是钨极。产生等离子弧的等离子气可用氩气、氮气、氦气或其中二者之混合气。同时还通过喷嘴用 惰性气体保护。焊接时可以外加填充金属,也可以不加填充金属。等离子弧焊焊接时,由于其电弧挺直、能量密度大、因而电弧穿透能力强。等离子弧焊焊接时产生的小孔效应, 对于一定厚度范围内的大多数金属可以进行不开坡口对接,并能保证熔透和焊缝均匀一致。因此,等离子弧焊的 生产率高、焊缝质量好。但等离子弧焊设备(包括喷嘴)比较复杂,对焊接工艺参数的控制要求较高。钨极气体保护电弧焊可焊接的绝大多数金属,均可采用等离子弧焊接。与之相比,对于1mm以下的极薄的金属的焊 接,用等离子弧焊可较易进行。
(5)熔化极气体保护电弧焊
这种焊接方法是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源,由焊炬喷嘴喷出的气体保护电弧来进行焊接 的。熔化极气体保护电弧焊通常用的保护气体有:氩气、氦气、CO2气或这些气体的混合气。以氩气或氦气为保护气时 称为熔化极惰性气体保护电弧焊(在国际上简称为MIG焊);以惰性气体与氧化性气体(O2,CO2)混合气为保护气体 时,或以CO2气体或CO2+O2混合气为保护气时,或以CO2气体或CO2+O2混合气为保护气时,统称为熔化极活性气 体保护电弧焊(在国际上简称为MAG焊)。熔化极气体保护电弧焊的主要优点是可以方便地进行各种位置的焊接,同时也具有焊接速度较快、熔敷率高等优 点。熔化极活性气体保护电弧焊可适用于大部分主要金属,包括碳钢、合金钢。熔化极惰性气体保护焊适用于不 锈钢、铝、镁、铜、钛、锆及镍合金。利用这种焊接方法还可以进行电弧点焊。
(6)管状焊丝电弧焊
管状焊丝电弧焊也是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧为热源来进行焊接的,可以认为是熔化极气体保 护焊的一种类型。所使用的焊丝是管状焊丝,管内装有各种组分的焊剂。焊接时,外加保护气体,主要是CO。焊 剂受热分解或熔化,起着造渣保护溶池、渗合金及稳弧等作用。管状焊丝电弧焊除具有上述熔化极气体保护电弧焊的优点外,由于管内焊剂的作用,使之在冶金上更具优点。管 状焊丝电弧焊可以应用于大多数黑色金属各种接头的焊接。管状焊丝电弧焊在一些工业先进国家已得到广泛应用。
▪ 电阻焊
这是以电阻热为能源的一类焊接方法,包括以熔渣电阻热为能源的电渣焊和以固体电阻热为能源的电阻焊。电阻焊包括:电阻点焊,涂焊,缝焊,高频焊,闪光对焊。由于 电渣焊更具有独特的特点,故放在后面介绍。这里主要介绍几种固体电阻热为能源的电阻焊,主要有点焊、缝焊 、凸焊及对焊等。电阻焊一般是使工件处在一定电极压力作用下并利用电流通过工件时所产生的电阻热将两工件之间的接触表面熔 化而实现连接的焊接方法。通常使用较大的电流。为了防止在接触面上发生电弧并且为了锻压焊缝金属,焊接过 程中始终要施加压力。进行这一类电阻焊时,被焊工件的表面善对于获得稳定的焊接质量是头等重要的。因此,焊前必须将电极与工件 以及工件与工件间的接触表面进行清理。点焊、缝焊和凸焊的牾在于焊接电流(单相)大(几千至几万安培),通电时间短(几周波至几秒),设备昂贵 、复杂,生产率高,因此适于大批量生产。主要用于焊接厚度小于3mm的薄板组件。各类钢材、铝、镁等有色金属 及其合金、不锈钢等均可焊接。
▪ 高能束焊
这一类焊接方法包括:电子束焊和激光焊。
(1)电子束焊
电子束焊是以集中的高速电子束轰击工件表面时所产生的热能进行焊接的方法。电子束焊接时,由电子枪产生电子束并加速。常用的电子束焊有:高真空电子束焊、低真空电子束焊和非真空电 子束焊。前两种方法都是在真空室内进行。焊接准备时间 (主要是抽真空时间)较长,工件尺寸受真空室大小限 制。电子束焊与电弧焊相比,主要的特点是焊缝熔深大、熔宽小、焊缝金属纯度高。它既可以用在很薄材料的精密焊 接,又可以用在很厚的(最厚达300mm)构件焊接。所有用其它焊接方法能进行熔化焊的金属及合金都可以用电子 束焊接。主要用于要求高质量的产品的焊接。还能解决异种金属、易氧化金属及难熔金属的焊接。但不适于大批 量产品。
(2)激光焊
激光焊是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接。这种焊接方法通常有连续功率激光焊 和脉冲功率激光焊。激光焊优点是不需要在真空中进行,缺点则是穿透力不如电子束焊强。激光焊时能进行精确的能量控制,因而可 以实现精密微型器件的焊接。它能应用于很多金属,特别是能解决一些难焊金属及异种金属的焊接。
▪ 钎焊
钎焊的能源可以是化学反应热,也可以是间接热能。它是利用熔点比被焊材料的熔点低的金属作钎料,经过加热 使钎料熔化,靠毛细管作用将钎料及入到接头接触面的间隙内,润湿被焊金属表面,使液相与固相之间互扩散而 形成钎焊接头。因此,钎焊是一种固相兼液相的焊接方法。钎焊加热温度较低,母材不熔化,而且也不需施加压力。但焊前必须采取一定的措施清除被焊工件表面的油污、 灰尘、氧化膜等。这是使工件润湿性好、确保接头质量的重要保证。钎料的液相线湿度高于450℃而低于母材金属的熔点时,称为硬钎焊;低于450℃时,称为软钎焊。根据热源或加热方法不同钎焊可分为:火焰钎焊、感应 钎焊、炉中钎焊、浸沾钎焊、电阻钎焊等。钎焊时由于加热温度比较低,故对工件材料的性能影响较小,焊件的应力变形也较小。但钎焊接头的强度一般比 较低,耐热能力较差。钎焊可以用于焊接碳钢、不锈钢、高温合金、铝、铜等金属材料,还可以连接异种金属、金属与非金属。适于焊 接受载不大或常温下工作的接头,对于精密的、微型的以及复杂的多钎缝的焊件尤其适用。
▪ 其它方法
这些焊接方法属于不同程度的专门化的焊接方法,其适用范围较窄。主要包括以电阻热为能源的电渣焊、高频焊 ;以化学能为焊接能源的气焊、气压焊、爆炸焊;以机械能为焊接能源的摩擦焊、冷压焊、超声波焊、扩散焊。
(1)电渣焊
如前面所述,电渣焊是以熔渣的电阻热为能源的焊接方法。焊接过程是在立焊位置、在由两工件端面与两侧水冷 铜滑块形成的装配间隙内进行。焊接时利用电流通过熔渣产生的电阻热将工件端部熔化。根据焊接时所用的电极形状,电渣焊分为丝极电渣焊、板极电渣焊和熔嘴电渣焊。电渣焊的优点是:可焊的工件厚度大(从30mm到大于1000mm),生产率高。主要用于在断面对接接头及丁字接头 的焊接。电渣焊可用于各种钢结构的焊接,也可用于铸件的组焊。电渣焊接头由于加热及冷却均较慢,热影响区宽、显微 组织粗大、韧性、因此焊接以后一般须进行正火处理。
(2)高频焊
高频焊是以固体电阻热为能源。焊接时利用高频电流在工件内产生的电阻热使工件焊接区表层加热到熔化或接近 的塑性状态,随即施加(或不施加)顶锻力而实现金属的结合。因此它是一种固相电阻焊方法。高频焊根据高频电流在工件中产生热的方式可分为接触高频焊和感应高频焊。接触高频焊时,高频电流通过与工 件机械接触而传入工件。感应高频焊时,高频电流通过工件外部感应圈的耦合作用而在工件内产生感应电流。高频焊是专业化较强的焊接方法,要根据产品配备专用设备。生产率高,焊接速度可达30m/min。主要用于制造管 子时纵缝或螺旋缝的焊接。
(3)气焊
气焊是用气体火焰为热源的一种焊接方法。应用最多的是以乙炔气作燃料的氧-乙炔火焰。由于设备简单使操作 方便,但气焊加热速度及生产率较低,热影响区较大,且容易引起较大的变形。气焊可用于很多黑色金属、有色金属及合金的焊接。一般适用于维修及单件薄板焊接。
(4)气压焊
气压焊和气焊一样,气压焊也是以气体火焰为热源。焊接时将两对接的工件的端部加热到一定温度,后再施加足 够的压力以获得牢固的接头。是一种固相焊接。气压焊时不加填充金属,常用于铁轨焊接和钢筋焊接。
(5)爆炸焊
爆炸焊也是以化学反应热为能源的另一种固相焊接方法。但它是利用炸药爆炸所产生的能量来实现金属连接的。在爆炸波作用下,两件金属在不到一秒的时间内即可被加速撞击形成金属的结合。在各种焊接方法中,爆炸焊可以焊接的异种金属的组合的范围最广。可以用爆炸焊将冶金上不相容的两种金属焊 成为各种过渡接头。爆炸焊多用于表面积相当大的平板包覆,是制造复合板的高效方法。
(6)摩擦焊
摩擦焊是以机械能为能源的固相焊接。它是利用两表面间机械摩擦所产生的热来实现金属的连接的。摩擦焊的热量集中在接合面处,因此热影响区窄。两表面间须施加压力,多数情况是在加热终止时增大压力,使 热态金属受顶锻而结合,一般结合面并不熔化。摩擦焊生产率较高,原理上几乎所有能进行热锻的金属都能摩擦焊接。摩擦焊还可以用于异种金属的焊接。要适 用于横断面为圆形的最大直径为100mm的工件。
(7)超声波焊
超声波焊也是一种以机械能为能源的固相焊接方法。进行超声波焊时,焊接工件在较低的静压力下,由声极发出 的高频振动能使接合面产生强裂摩擦并加热到焊接温度而形成结合。超声波焊可以用于大多数金属材料之间的焊接,能实现金属、异种金属及金属与非金属间的焊接。可适用于金属 丝、箔或2~3mm以下的薄板金属接头的重复生产。
(8)扩散焊 扩散焊一般是以间接热能为能源的固相焊接方法。通常是在真空或保护气氛下进行。焊接时使两被焊工件的表面 在高温和较大压力下接触并保温一定时间,以达到原子间距离,经过原子朴素相互扩散而结合。焊前不仅需要清 洗工件表面的氧化物等杂质,而且表面粗糙度要低于一定值才能保证焊接质量。扩散焊对被焊材料的性能几乎不产生有害作用。它可以焊接很多同种和异种金属以及一些非金属材料,如陶瓷等。扩散焊可以焊接复杂的结构及厚度相差很大的工件。
2、电焊的工作原理:
电焊的基本工作原理是通过常用的220V电压或者380V的工业用电,通过电焊机里的减压器降低了电压,增强了电流,并使电能产生巨大的电弧热量融化焊条和钢铁,而焊条熔融使钢铁之间的融合性更高。电焊条的外层的药皮、CO2焊接喷出CO2气体起防止金属融化后氧化的作用(不信你把药粉敲了看能焊接不)。当然这种解释是通俗的。
3、电焊的操作规程:
1、电焊工必须经过专业训练,考试合格后并持有安全操作证方准进行独立操作(在学徒训练期间可逐步在师傅监护下进行操作)。
2、电焊工必须按规定穿着工作服和使用防护用品(包括绝热手套、绝缘胶靴、面罩)工作场所压符合安全要求。
3、工作前要详细检查电焊机是否正常,绝缘是否良好,电焊机的外壳,必须有良好的接地。、
4、电源线与二次线路必须完整,绝缘良好,不得用其它物件代替。严禁在设备、钢缆、管道、容器以及厂房金属结构上。
5、在禁火区与有易燃易爆可能性的部位或有毒的地方动火必须办理手续和完备的动火许可证,经分析合格批准后方可施工。
6、焊钳必须绝缘良好,接线要牢固且包好,避免松脱引起触电。
7、在焊接工作场所不得存放易燃易爆物品并应有防止焊渣飞落,引起其它危险的措施。
8、接线或电气设备发生故障,应由电工进行检修,其它人员禁止乱动。
9、打火前应告诉辅助人员避开弧光。
10、进行一般检修时,临时照明行灯电压应为36伏以下,在低洼潮湿地方或金属容器内焊接时,其照明电压应为12伏。
11、在容器内焊接时,需办理《容器内作业许可证》外面必须有专人监护并有良好的通风。不得同时进行电焊和气焊工作,如需要时必须采取一定的安全措施。
12、发现触电者应立即拉下电闸,并用木棒胶管等使其脱离电源,迅速进行人工呼吸,在未切断电源前,不准直接用手拉人体裸露部分。
13、严禁焊接未经清洗、置换、分析合格的装过有毒易燃易爆物品的容器、管道等以及带电带压设备。
14、在多人工作,多层作业或固定场所施焊时,应设防护屏障。
15、下雨天气不准露天焊接。必要时必须采取有效的防护措施方可进行。在低洼地方和金属容器内焊接时,除穿戴绝缘鞋、绝缘手套外,并应设有绝缘垫板。
16、在清除铁锈、焊接时,应戴防护眼镜。
17、移动电焊机时,应先切断电源。
18、高处焊接(2米以上)应办理高处作业许可证和遵守高处作业安全操作规程。
19、电焊机在有水易潮处应垫高于地面,露天放置应设防雨棚,夏季应设在通风处,使用时温度不超过60℃。
20、焊接时,工件要放稳,并有防止歪倒和坠落的措施。
21、工作中断和下班时要切断电源,整理设备场地,收好工件,熄灭火种。
22、电焊机应有专人管理,按时检查维护,电焊工应定期进行体格检查。
23、检修转动设备或进入设备内,必须事先办理检修证和进入设备作业证,联系操作工同意后,通知电工切断电源,采取安全措施,并按规定设专人监护方可施工。
『伍』 焊接的分类和特点
金属的焊接,按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类.
在熔焊的过程中,如果大气与高温的熔池直接接触的话,大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。
为了提高焊接质量,人们研究出了各种保护方法。例如,气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气,以保护焊接时的电弧和熔池率。
又如钢材焊接时,在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧,就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池,冷却后获得优质焊缝。
各种压焊方法的共同特点,是在焊接过程中施加压力,而不加填充材料。多数压焊方法,如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程,因而没有像熔焊那样的,有益合金元素烧损和有害元素侵入焊缝的问题,从而简化了焊接过程,也改善了焊接安全卫生条件。
同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短,因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料,往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。
(5)焊接的具体分类有哪些扩展阅读
焊接注意事项:
一、电弧的长度
电弧的长度与焊条涂料种类和药皮厚度有关系。但都应尽可能采取短弧,特别是低氢焊条。电弧长可能造成气孔。短弧可避免大气中的O2、N2等有害气体侵入焊缝金属,形成氧化物等不良杂质而影响焊缝质量。
二、焊接速度
适宜的焊接速度是以焊条直径、涂料类型、焊接电流、被焊接物的热容量、结构开头等条件有其相应变化,不能作出标准的规定。
保持适宜的焊接速度,熔渣能很好的覆盖着熔潭。使熔潭内的各种杂质和气体有充分浮出时间,避免形成焊缝的夹渣和气孔。在焊接时如运棒速度太快,焊接部位冷却时,收缩应力会增大,使焊缝产生裂缝。
『陆』 焊接方法的种类,各有什么特点
补充一下,还有埋弧焊也比较常用,特点是工艺安全,没有可见弧,常用于平焊,不利因素有不适用于横焊,立焊及仰焊。
『柒』 焊接的种类有哪几种
1、熔焊——加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池,熔池冷却凝固后便接合,必要时可加入熔填物辅助,它是适合各种金属和合金的焊接加工,不需压力。
2、压焊——焊接过程必须对焊件施加压力,属于各种金属材料和部分金属材料的加工。
3、钎焊——采用比母材熔点低的金属材料做钎料,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工,也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。
(7)焊接的具体分类有哪些扩展阅读:
焊接的工业艺术
焊接的出现迎合了金属艺术发展对新工艺手段的需要。
艺术创造与工艺方法,永远是密不可分的。作为一种工业技术,焊接的出现,迎合了金属艺术发展对新的工艺手段的需要。而在另一方面,金属在焊接热量作用下,所产生的独特美妙的变化,也满足了金属艺术对新的艺术表现语言的需求。
在今天的金属艺术创作中,焊接正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。金属焊接艺术,可以作为一种相对独立的艺术形式,以分支的方式从传统的金属艺术中分离出来,这是因为焊接具有艺术性。
焊接,可以产生丰富的艺术创作的表现语言。焊接通常是在高温下进行的,而金属在高温下,会产生许多美妙丰富的变化。金属母材会发生颜色变化和热变形(即焊接热影响区) ;焊丝熔化后会形成一些漂亮的肌理;而焊接缺陷在焊接艺术中更是经常被应用。
『捌』 焊接的种类有哪些
焊接的种类有:焊条电弧焊、二保焊、氩弧焊、气焊、等离子焊、钎焊、埋弧焊、电阻焊等。
『玖』 常用焊接方法分类
焊接是一种不可拆卸的连接方法;它通过加热,加压或两者兼施的方法使两个分离的零件结合在一起。
焊接的方法很多,按其焊接过程的特点,可把它们归纳为熔焊、压焊和钎焊三大类。
熔焊:一般来说,是将两个被焊的工件局部加热到熔化状态,同时加入(也可不加入)填充金属,形成共同的熔池,冷却后则形成牢固的接头。这是一种常用的焊接方法,它包括手工电弧焊和气焊等。
压焊:是利用焊接时施加一定的压力,使两焊接件接触处的金属结合在一起的连接方法。这种焊接根据焊接时是否加热又可分为两种形式:一种是将被焊金属接触处局部加热至塑性状态或局部熔化状态,然后施加一定的压力,使金属结合在一起;另一种形式是不进行加热,只是在金属的接触面上施加足够大的压力,借助于压力所引起的塑性变形,使原子间相互接近而获得牢固的压挤焊接点。属于前者的有锻焊、接触焊、摩擦焊;属于后者的有冷压焊、爆炸焊。
钎焊:是把熔点比焊件低的钎料和焊件共同加热,在焊件不熔化而钎料熔化的情况下,两种材料互相扩散形成钎焊接头。钎焊又有硬钎焊和软纤焊之分。钎焊加热温度低,变形小,接头光滑平整。
在地勘钻探施工中,通常使用的焊接方法是手工电弧焊(又称电焊)和气焊与气割。
(一)电焊
如图4-38所示为手工电弧焊焊接过程简图;1为电焊机,2为焊钳,3为焊条,4是被焊接的工件。工作时,金属电焊条夹在焊钳里和电源的一极相连接,工件则和电源的另一极相连。操作时,使焊条和工件瞬时接触以形成短路,随即提起焊条,使之与工件距离2~4mm,从而引燃电弧。被焊工件与焊条在电弧加热下熔化形成共同的熔池5,随着电弧沿着焊缝不断移动,新的熔池不断形成,原先熔池冷却凝固形成一条牢固的连接焊缝。图中箭头a表示随着焊条不断熔化而需要的焊条送进运动。
图4-38 手工电弧焊
1—电焊机;2—焊钳;3—焊条;4—焊件;5—熔池
1.手工电弧焊工艺
手工电弧焊工艺包括焊接接头、焊缝在空间的位置和焊接规范三个方面。
(1)焊接接头
用焊接方法把两块钢板连接在一起的地方叫作焊接接头。
焊接接头由焊缝、熔合区和热影响区组成。焊缝是指焊件经焊接后所形成的结合部分。热影响区是指焊件受热的影响(但未熔化)而发生金相组织和力学性能变化的区域。熔合区则是由焊缝向热影响区过渡的区域。为了保证焊缝可靠熔透和成形良好,熔池有良好的结晶条件;在焊前将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽,这就叫开坡口。
根据被焊工件的结构形状、厚度及工作条件对接头质量的要求不同,焊接接头有对接、搭接、T形接、角接和卷边接等形式。
1)对接接头。如图4-39所示的形式;两焊件端面相对平行的接头称为对接接头。它的受力情况较好,应力集中程度较小,是各种结构中采用最多的一种接头形式。接头的坡口形式很多,常用的有:①I形坡口。如图4-39a所示形式。一般适用于厚度小于6mm钢板的对接。采用单面焊或双面焊即可焊透,为了使电弧能深入金属进行加热,保证焊透,接边之间可留0~2.5mm间隙。被焊工件厚度增大时,间隙也需相应增大,否则可能引起未焊透。这种接头的接边制备和装配较方便,需用焊条量少,焊接生产率较高。②Y形坡口。如图4-39b所示形式。适用于板厚为3~26mm。③双Y形坡口。如图4-39c所示。适用于板厚12~60mm。④带钝边U形坡口。如图4-39d所示形式。适用于板厚20~60mm。⑤带钝边双U形坡口。如图4-39e所示形式。适用于板厚大于30mm。各种坡口的坡口角度、根部间隙、钝边(接边直边部分高度)、根部半径R等尺寸(图4-39)。
图4-39 对接接头(单位:mm)
a—I形坡口;b—Y形坡口;c—双Y形坡口;d—带钝边U形坡口;e—带钝边双U形坡口
2)搭接接头。如图4-40所示的形式。由两块钢板部分搭叠,沿着一块板或两块板的边缘进行焊接,或在上面一块钢板上开孔,采用塞焊把两块钢板焊在一起的接头称为搭接接头。图4-40中,l、c和塞焊点间距由设计确定。搭接接头一般用于厚度为10~20mm的板料焊接,搭接的长度一般为板厚的3~5倍。必须两面施焊,一般承载能力不高。这种接头消耗钢板较多,增加了结构的自重,在受外力作用时,因两工件不在同一平面上,能产生很大的力矩,使焊缝应力复杂,所以接头承载能力低,在结构设计中应尽量避免采用搭接接头。
图4-40 搭接接头(单位:mm)
3)T形接头。如图4-41所示的形式。由两块钢板成T字形结合的接头称为T形接头。有的又把它称为丁字接头。T形接头也可开I形、带钝边单边V形、带钝边双单边V形以及带钝边双J形坡口等形式。T形接头钢板厚度在2~30mm时,可采用I形坡口(图4-41a);它通常是不需要焊透的,但需要保证两边焊脚K等于工件厚度。当立板较厚或对于重要焊接而又需要焊透时,应采用如图4-41b、图4-41c、图4-41d所示形式的坡口。
图4-41 T形接头(单位:mm)
4)角接接头。如图4-42所示的形式。它是在两块钢板的端部组成30~150°角度的连接接头。同样根据工件厚度和强度要求可分为I形坡口的平接或错接,带钝边的单边V形和双单边V形、Y形坡口等形式。一般焊接件可采用如图4-42a所示的形式。若工件厚度在10mm以上时,为了保证焊透,可使两工件搭接上3~5mm(图4-42b);若操作方便,还可在两工件之间保持l~2mm的间隙再焊接(图4-42c)。
图4-42 角接接头(单位:mm)
5)卷边接头。如图4-43所示形式。一般适用于厚度在2mm以下的薄金属板。焊前将接头边缘用弯板机或手工进行卷边;焊时可不加填充金属,靠电弧熔化卷边,待金属凝固后即形成焊缝。卷边接头的特点是接边的制备和装配方便,生产率高,但承载能力低,只能用于载荷较小的薄壳结构。
图4-43 卷边接头
(2)焊缝在空间的位置
焊接时按照焊缝在空间的位置可分为平焊、立焊、横焊和仰焊几种形式。如图4-44a所示形式为平焊;如图4-44b所示形式为横焊和立焊;如图4-44c所示形式为仰焊。平焊操作方便,易保证质量,仰焊工艺性差。
图4-44 焊缝在空间的位置
(3)焊接规范
焊接规范包括所用焊条直径的大小、焊接电流和焊接速度三个方面的内容。它是影响焊接质量和生产率的重要因素。因为焊接速度取决于焊条直径和焊接电流。所以焊接规范主要指的是焊条直径和焊接电流。
焊条直径的选择依据是工件厚度和接头形式,原则上在保证焊接质量的前提下尽可能选用大直径焊条,从而可以提高生产率。
2.电焊设备机具
(1)电焊机
目前国内使用的电焊设备有直流弧电焊机、交流弧电焊机和焊接整流器三种。在施工现场常用的是交流弧电焊机(图4-45)。其主体为一个特殊降压变压器。空载电压60~70V,工作电压30V,电流调节范围为50~450A,交流弧电焊机结构简单,维修方便,价格低但电弧稳定性较差。
图4-45 BX1-330交流弧电焊机
1—初级绕组;2,3—次级绕组;4—动铁心;5—静铁心;6—接线板;7—摇把
对电焊设备一般必须满足以下一些要求:
1)要有较高的空载电压以便引弧,同时又要保证工作安全,所以一般控制在50~90V之间。
2)短路电流不能太大,防止损坏设备。
3)电焊机要有保证电弧稳定的特殊性能。
4)焊接电流可以调节,以适应焊接件厚薄的变化。
(2)电焊用具
需配备电焊钳、面罩、焊接电缆、焊条箱、尖头手锤、钢丝刷和刷子等。另外,焊接时,工作人员必须戴皮革手套穿帆布工作服,戴脚盖及穿绝缘胶鞋,以防触电和烧伤。
(二)气焊与气割
1.气焊
(1)气焊工作原理
气焊是利用乙炔在空气中燃烧所产生的热量来熔化工件和焊丝进行焊接。
由于气焊有焊接温度比电弧焊低,加热缓慢,热量比较分散,生产率低,焊后易变形等弱点。所以气焊主要适用于焊薄钢板,有色金属及其合金,工具钢和铸铁等。乙炔为无色气体,其分子式为C2H2,它是由电石(CaC2)和水作用而获得的。
CaC2+2H2O→Ca(OH)2十C2H2
乙炔在空气中燃烧可产生2200℃的温度。而在纯氧中燃烧时则可获得3200℃的高温。
(2)气焊需要配备设备
1)氧气瓶。用来贮存氧气的一种容器,贮氧最高压力为150×105Pa。
2)减压阀种容器。用来将氧气瓶中的高压氧降低到工作压力,约(3~4)×105Pa,并保持焊接过程中压力的稳定。
3)乙炔发生器。如图4-46所示的形式,是使水和电石接触产生乙炔的装置。其种类很多,较为普遍的是,浸水式乙炔发生器。乙炔发生器的工作原理是将电石装在与浮筒连在一起的电石筐中,当电石与筒中的水接触后即发生反应放出乙炔气,乙炔气贮存在浮筒内通过导管引出。随着反应的不断进行,浮筒内贮存的乙炔越来越多,压力不断升高,使浮筒逐渐上升。当浮筒内乙炔气的压力超过工作所需压力时,浮筒上升的高度刚好可使电石离开水面,从而使反应停止。当浮筒内压力下降时,浮筒也下降使电石和水接触,反应继续进行,压力回升。从而保证焊接中压力的稳定。从浮筒中导出的乙炔首先要通过一个回火防止器再进入乙炔输送管道。回火防止器的目的是防止乙炔火焰倒流入乙炔发生器中而引起爆炸。回火的原因,往往是由于焊枪喷嘴堵塞,使混合气体喷出的速度小于燃烧速度而造成的。
图4-46 乙炔发生器
1—电石;2—浮筒;3—电石筐;4—乙炔瓶
4)焊炬(又称焊枪)。如图4-47所示形式。它是使乙炔和氧按一定比例而混合获得气焊火焰的工具。使用时,先微开氧气调节阀,再开乙炔调节阀,进行点火,然后再逐渐开大氧气调节阀,将火焰调整合适,一手拿焊枪,一手拿焊丝,沿焊缝移动进行焊接(图4-48)。
图4-47 射吸式焊炬的构造
1—乙炔调节阀;2—乙炔管;3—氧气管;4—氧气调节阀;5—喷嘴;6—射吸管;7—混合气管;8—焊嘴
2.气割
(1)气割工作原理
氧气切割称为气割。
气割时先用氧-乙炔火焰将切割处金属加热到燃烧弹点,再通过喷射高压氧气流将金属剧烈氧化成熔渣从切口中吹掉,从而将金属分开(图4-49),切割时采用切割器(图4-50)。
图4-48 气焊
图4-49 气割
图4-50 射吸式割炬的构造
1—氧气进口;2—乙炔进口;3—乙炔调节阀;4—氧气调节阀;5—高压氧气阀;6—喷嘴;7—射吸管;8—混合气管;9—高压氧气管;10—割嘴
气割的过程是首先将混合的氧、乙炔气体从割嘴喷出(图4-50),利用点燃的预热火焰将切割处金属加热至燃点,再由中央喷出口射出高压纯氧气流将溶渣吹走。
(2)气割适用范围
气割一般只适用于切割低、中碳钢,高碳钢因燃点与熔点接近,切割质量差。铸铁熔点低于它的燃点,故不能气割。有色金属因导热性好,易氧化也不能气割。