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第 9 章 焊 接

第 9 章 焊 接. 9.1 电弧焊. 9.2 电阻焊. 9.3 摩擦焊、钎焊. 9.4 其它焊接方法. 9.5 焊接件结构工艺性. 9.6 常用金属材料的焊接. 9.7 焊接技术新发展. 　　焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。焊接过程的实质是利用加热或加压等手段，借助金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来。. 图 9.1 涂料焊条的电弧焊过程. 9.1 电弧焊 9.1.1 焊条电弧焊 　　即手工电弧焊，利用焊条与工件间产生电弧热，将工件与焊条熔化而进行焊接的方法。焊接原理如图 9.1 。.

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第 9 章 焊 接

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  1. 第9章 焊 接 9.1电弧焊 9.2电阻焊 9.3摩擦焊、钎焊 9.4其它焊接方法 9.5焊接件结构工艺性 9.6常用金属材料的焊接 9.7焊接技术新发展

  2. 　　焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。焊接过程的实质是利用加热或加压等手段，借助金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来。　　焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。焊接过程的实质是利用加热或加压等手段，借助金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来。

  3. 图9.1涂料焊条的电弧焊过程 9.1电弧焊 9.1.1焊条电弧焊 　　即手工电弧焊，利用焊条与工件间产生电弧热，将工件与焊条熔化而进行焊接的方法。焊接原理如图9.1。

  4. 焊缝质量由很多因素决定，如工件基体金属和焊条的质量、焊前的清理程度、焊接时电弧的稳定情况等。焊缝质量由很多因素决定，如工件基体金属和焊条的质量、焊前的清理程度、焊接时电弧的稳定情况等。 电焊条由焊芯和药皮（涂料）两部分组成。焊芯起导电和填充焊缝金属的作用，药皮用于保护焊接顺利进行并使焊缝具有一定的化学成分和力学性能。

  5. 表1.焊条药皮原料的种类、名称及其作用 焊条按化学成分划分为七大类：碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条及焊丝、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条。 按熔渣性质分为酸性焊条和碱性焊条。

  6. 9.1.2埋弧焊　也称熔剂层下焊接 1.焊接过程　 　　焊接时，电弧在颗粒状熔剂层下燃烧，焊机带着焊丝均匀沿坡口移动，或者焊机不动工件匀速运动。焊丝前焊剂从漏斗流出撒在被焊部位。 图9.2环缝埋弧焊示意图

  7. 2.埋弧焊的特点 　生产率高；焊接质量高而且稳定；节省金属材料；改善劳动条件。但设备费用高，工艺装备复杂，对接头加工与装配要求严格，只适用于批量生产长直线焊缝与圆筒形工件的纵、环焊缝。 3.埋弧焊的焊丝与焊剂 　焊剂按制造方法分为熔炼焊剂和陶质焊剂两大类。 4.埋弧焊工艺 　埋弧焊要求仔细地下料、准备坡口和装配。

  8. 1.氩弧焊 图9.3氩弧焊示意图 9.1.3气体保护焊

  9. 图9.4 CO2气体保护焊示意图 2.CO2气体保护焊

  10. 9.1.4等离子弧焊接与切割 图9.5等离子弧发生装置原理图

  11. 9.2电阻焊 　　电阻焊是利用电流通过焊件及其接触处所产生电阻热，将焊件局部加热到塑性或熔化状态，然后在压力下形成焊接接头的焊接方法。 　　电阻焊优点：生产率高，焊接变形小，劳动条件好，不需另加焊接材料，操作简单，易实现机械化。缺点：设备复杂，耗电量大，接头形式与工件厚度受到限制。

  12. 图9.5点焊示意图 9.2.1点焊 　　利用柱状电极加压通电，在搭接工件接触面之间焊成一个个焊点的焊接方法。

  13. 图9.6点焊接头形式 　　影响点焊质量的主要因素有焊接电流、通电时间、电极压力及工件表面清理情况等。

  14. 图9.7缝焊示意图 9.2.2缝焊

  15. 图9.8对焊示意图 9.2.3对焊 　　利用电阻热使两个工件在整个接触面上焊接起来的一种方法。

  16. 图9.9对焊接头形式

  17. 图9.10凸焊示意图 9.2.4凸焊

  18. 图9.11凸焊应用示例

  19. 图9.12摩擦焊示意图 9.3摩擦焊、钎焊 9.3.1摩擦焊 　　利用工件间相互摩擦产生热量，同时加压而进行焊接的方法。

  20. 图9.13摩擦焊接头形式

  21. 图9.14钎焊接头形式 9.3.2钎焊 　　利用熔点比焊件低的钎为作填充金属，加热时钎料熔化成将焊件连结起来的焊接方法。

  22. 作业 • P282: 9-1 9-2 9-3 9-4

  23. 图9.15电渣焊示意图 1.电渣焊 利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源进行焊接的方法 9.4其它焊接方法

  24. 特点： 1）厚大截面可一次焊成，生产效率高； 2）焊缝金属比较纯净； 3）接头组织粗大，焊后需进行正火处理。 应用：适用于板厚40mm以上结构的焊接。一般用于直缝焊接，目前，电渣焊已在我国水轮机、水压机、轧钢机、重型机械等大型设备制造中得到广泛使用。

  25. 图9.16真空电子束焊接示意图 2.真空电子束焊接 利用加速和聚焦电子束轰击置于真空中焊件所生的热能进行焊接的方法称为电子束焊。

  26. 特点： 1）焊缝金属纯度高； 2）焊缝表面质量好，内部熔合性好； 3）焊接热影响区小，焊件不易变形； 4）控制灵活，精度高，适应性强。 应用：电子束焊应用广泛，从微型电子线路组件、真空膜盒、钼箔蜂窝结构、原子燃料器件到大型的导弹外壳都可以采用电子束焊接。此外，熔点、导热性、溶解度相差很大的异种金属，在真空中使用的器件和内部要求真空的密封器件等，用真空电子束焊接也能得到良好接头。

  27. 图9.17激光焊接示意图 3.激光焊接 利用激光器受激产生的激光束，通过聚焦系统聚焦到十分微小的焦点，当调焦到焊件接头处时，光能转换为热能，从而使金属熔化形成接头。

  28. 特点： 1）焊接热影响区极小，焊件难于变形； 2）焊件不易被氧化，可在空气中焊接； 3）焊接设备与焊件间无接触，可焊接难于接近的接头。 应用：激光焊比较容易实现异种金属和异种材料的焊接，目前已广泛用于电子工业和仪表工业中微型件的焊接。

  29. 图9.18型材及管材的高频焊模式 4.高频焊 用流经工件连接面的高频电流所产生的电阻热加热，并在施加或不施加压力的情况下使工件间实现相互连接的一类焊接方法。

  30. 9.19复合板的爆炸焊工艺安装示意图 5.爆炸焊 以炸药为能源进行金属间焊接的方法。

  31. 6.超声波焊 利用超声波频率的机械振动能量，连接同种或异种金属、半异体、塑料及金属陶瓷等的特殊焊接方法

  32. 7.扩散焊 在一定的温度和压力下使待焊表面相互接触，通过微观塑性变形或 通过待焊面产生的微量液相而扩大待焊表面的物理接触，然后经较长时间的原子相互扩散来实现冶金结合的一种焊接方法。

  33. 思考题：说明下列制品该采用什么焊接方法？ 自行车车架 钢窗 自来水管 电子线路板 锅炉壳体 汽车覆盖件装配

  34. 图9.20焊接应力 9.5焊接件结构工艺性 9.5.1焊接缺陷及其预防 1.焊接应力

  35. 图9.21焊接次序对焊接应力的影响

  36. 防止措施： 1.选用塑性好的材料，避免焊缝密集交叉，焊缝过长，截面过大。 2.确定正确焊接次序。 3.焊后去应力退火。

  37. 2.焊接变形 图9.22焊接变形的基本形式及反变形

  38. 防止措施： 1.采用对称结构或大刚度结构，焊缝对称分布。 2.反变形或刚性夹持法。 3.正确选择焊接参数、焊接次序。 4.机械矫正法，火焰加热矫正法。

  39. 图9.23梁的焊接次序 图9.25火焰矫正法 图9.24机械矫正法 3.焊接裂纹

  40. 图9.26焊缝分散布置的设计 9.5.2焊接接头工艺设计 1.焊缝的布置 （1）尽量分散

  41. 图9.27焊缝对称布置的设计 （2）尽可能对称

  42. 图9.28焊缝避开最大应力断面和应力集中位置设计图9.28焊缝避开最大应力断面和应力集中位置设计 （3）尽量避开最大应力断面和应力集中位置

  43. 图9.29焊缝远离机械加工表面的设计 （4）焊缝应尽量避开机械加工面

  44. （5）焊缝位置应便于焊接操作 图9.30焊缝位置便于电弧焊、埋弧焊、点焊的设计

  45. 图9.30焊缝位置便于埋弧焊、点焊的设计

  46. 图9.31焊条电弧焊接头形式与坡口形式 2.接头形式的选择与设计 （1）接头与坡口形式

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