1. 焊接的要点
焊接的姿势
电流的调节
引流和收弧操作要点
焊条角度与运调方法
焊接缺陷产生的原因及防止措施
平角焊角度,运条方法,电流规范操作
2. 如何判断并处理虚焊、连焊问题
虚焊、假焊、未熔合是焊接常见的问题,焊条电弧焊的虚焊、假焊,一般是敲掉焊缝表面的药皮后,工件根本没有连在一起,形成夹渣或者未熔合现象。处理方法是:将有缺陷的地方打磨清理干净,把电流调大一些重新焊接。气体保护焊的虚焊假焊,比较直观的是:看着好像焊起了,但是用力轻轻一拍就掉了。这是铁水熔液刚刚到工件就冷却了,没有和工件熔合到一起。这样的缺陷处理方法:需要把焊缝打磨掉,焊接电流适当大一些,用适合的焊接手法重新焊接。
3. 焊接知识的问题
焊接方法的分类焊接方法分类
一般都根据热源的性质、形成接头的状态及是否采用加压来划分。
1、熔化焊
熔化焊是将焊件接头加热至熔化状态,不加压力完成焊接的方法。它包括气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊、电子束焊、等离子弧焊、堆焊和铝热焊等。
2、压焊
压焊是通过对焊件施加压力(加热或不加热)来完成焊接的方法。它包括爆炸焊、冷压焊、摩擦焊、扩散焊、超声波焊、锻焊、高频焊和电阻焊等。
3、钎焊
钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料,在加热温度高于钎料低于母材熔点的情况下,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。它包括硬钎焊(用熔点高于450℃的钎料铜、银、镍合金进行焊接)、软钎焊(用熔点低于450℃的钎料铅、锡合金进行焊接)等。又分为火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊、盐浴钎焊、电子束钎焊、真空钎焊。
焊接的特点及应用
焊条电弧焊
电弧是两带电导体之间持久而强烈的气体放电现象。 在焊接中,采用直流电焊机时,有正接和反接两种方法。而大量使用的是交流电弧焊设备,电极的极性频繁交变,不存在极性问题,
1)正接——焊件接电源正极,焊条接负极。一般焊接作业均采用正接法。
2)反接——焊件接电源负极,焊条接正极。一般焊接薄板时,为了防止烧穿,采用反接法进行焊接作业。
埋弧自动焊
电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法,称为埋弧焊。埋弧焊的引弧、送进焊条一般均由自动装置来完成,因此又称为埋弧自动焊。埋弧自动焊的主要特点
1、生产率高
2、焊接质量高而且稳定
3、节约焊接材料
4、改善了劳动条件
5、适用于平焊长直焊缝和较大直径的环形焊缝。对于短焊缝、曲折焊缝、狭窄位置及薄板的焊接,不能发挥其长处。
埋弧自动焊的工艺特点
1、焊前准备工作要求严格
2、焊接熔深大
3、采用引弧板和引出板
4、采用焊剂垫或钢垫板
5、采用导向装置
等离子弧焊与切割 等离子弧焊的特点
1、能量密度大,温度梯度大,热影响区小,可焊接热敏感性强的材料或制造双金属件。
2、电弧稳定性好,焊接速度高,可用穿透式焊接,使焊缝一次双面成型,表面美观,生产率高。
3、气流喷速高,机械冲刷力大,可用于焊接大厚度工件或切割大厚度不锈钢、铝、铜、镁等合金。
4、电弧电离充分,电流下限达0.1A以下仍能稳定工作,适合于用微束等离子弧(0.2~30A)焊接超薄板(0.01~2mm),如膜盒、热电偶等。
气体保护焊
一、氩弧焊
使用氩气作为保护气体的气体保护焊称为压弧焊。
氩气是惰性气体,可保护电极和熔化金属不受空气的有害作用。
氩弧焊按所用电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种。
1、非熔化极氩弧焊
电极只作为发射电子、产生电弧用,填充金属另加。
常用掺有氧化钍或氧化铈的钨极,其特点是电子热发射能力强,熔点沸点高(为3700K和5800K)。
2、熔化极氩弧焊
钨极氩弧焊电流小、熔深浅。中厚以上的钛、铝、铜等合金的焊接多选用高生产率的熔化极氩弧焊。
3、氩弧焊的特点
(1)由于氩气的保护,它适于各类合金钢、易氧化的有色金属,以及锆、钽、钼等稀有金属的焊接。
(2)氩弧焊电弧稳定,飞溅小,焊缝致密,表面没有熔渣,成形美观,焊接变形小。
(3)明弧可见,便于操作,容易实现全位置自动焊接。
(4)钨极脉冲氩弧焊接可焊接0.8mm以下的薄板及某些异种金属。
二、二氧化碳气体保护焊
利用CO2作为保护气体的气体保护焊,称为二氧化碳气体保护焊。
它的保护作用主要是使焊接区与空气隔离,防止空气中的氮气对熔化金属的有害作用。
焊接时:
2CO2=2CO+O2
CO2=C+O2
因此焊接是在CO2、CO、O2氧化气氛中进行的。
二氧化碳气体保护焊的特点:
1、焊速高,可实现自动焊,生产率高。
2、为明弧焊接,易于控制焊缝成形。
3、对铁锈敏感性小、焊后熔渣少。
4、价格低廉。
5、焊接飞溅与气孔仍是生产中的难点。
真空电子束焊
真空电子束焊是利用定向高速运动的电子束流撞击工件使动能转化为热能而使工件熔化,形成焊缝。
真空电子束焊的特点:
1、在真空中进行焊接,焊缝纯净、光洁,呈镜面,无氧化等缺陷。
2、电子束能量密度高达108瓦/厘米2,能把焊件金属迅速加热到很高温度,因而能熔化任何难熔金属与合金。熔深大、焊速快,热影响区极小,因此对接头性能影响小,接头基本无变形。
摩擦焊
摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所产生的热量,使端面达到热塑性状态,然后迅速顶锻完成焊接的一种压焊方法。
摩擦焊的特点:
1、由于摩擦,焊件接触表面的氧化膜和杂质被清楚,使焊接接头组织致密,不产生气孔和夹渣等缺陷。
2、即可焊同种金属,更适合于异种金属的焊接。
3、生产率高。
电阻焊
电阻焊是在焊件组合后通过电极施加压力,利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的工艺方法。
电阻焊的种类很多,常用的有点焊、缝焊和对焊三种。
一、点焊
点焊是将焊件装配成搭接接头,并压紧在两电极之间,利用电阻热熔化母材金属,形成焊点的电阻焊方法。点焊主要用于薄板焊接。
点焊的工艺过程:
1、预压,保证工件接触良好。
2、通电,使焊接处形成熔核及塑性环。
3、断点锻压,使熔核在压力继续作用下冷却结晶,形成组织致密、无缩孔、裂纹的焊点。
二、缝焊
缝焊是将焊件装配成搭接或对接接头,并置于两滚轮电极之间,滚轮加压焊件并转动,连续或断续送电,形成一条连续焊缝的电阻焊方法。
缝焊主要用于焊接焊缝较为规则、要求密封的结构,板厚一般在3mm以下。
三、对焊
对焊是使焊件沿整个接触面焊合的电阻焊方法。
1、电阻对焊
电阻对焊是将焊件装配成对接接头,使其端面紧密接触,利用电阻热加热至塑性状态,然后断电并迅速施加顶锻力完成焊接的方法,
电阻对焊主要用于截面简单、直径或边长小于20mm和强度要求不太高的焊件。
2、闪光对焊
闪光对焊是将焊件装配成对接接头,接通电源,使其端面逐渐移近达到局部接触,利用电阻热加热这些接触点,在大电流作用下,产生闪光,使端面金属熔化,直至端部在一定深度范围内达到预定温度时,断电并迅速施加顶锻力完成焊接的方法。
闪光焊的接头质量比电阻焊好,焊缝力学性能与母材相当,而且焊前不需要清理接头的预焊表面。闪光对焊常用于重要焊件的焊接。可焊同种金属,也可焊异种金属;可焊0.01mm的金属丝,也可焊20000mm的金属棒和型材。
激光焊
激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。
激光焊的特点:
1、激光焊能量密度大,作用时间短,热影响区和变形小,可在大气中焊接,而不需气体保护或真空环境。
2、激光束可用反光镜改变方向,焊接过程中不用电极去接触焊件,因而可以焊接一般电焊工艺难以焊到的部位。
3、激光可对绝缘材料直接焊接,焊接异种金属材料比较容易,甚至能把金属与非金属焊在一起。
4. 焊接的要点
1.
焊接前调好烙铁温度,烙铁应保持干净,并调好药品的温度约280度;
2.
左手持焊锡,右手持烙铁。 先将焊铁头靠在被焊元件引脚与焊盘交汇处,再将焊锡送至住交汇处及烙铁头上;
3.
焊接时间2到3秒;
4.
焊点牢固光滑,大小适中,一般控制在焊盘大小的三分之二以上;
5.
焊铁牢固明亮,焊接时不损坏器件;
6.
不得有虚、假、漏焊;
7.
焊料与被焊元件金属引脚接触处的角度为45到60度。
5. 焊接技术问题
低碳钢、低合金钢容易焊接,中碳钢由于焊接时容易产生裂纹所用不容易焊接。为避免产生裂纹,中碳钢要采取比较严格的焊接工艺,比如焊前预热,坡口形式,焊接时参数控制,焊后保温(后热)等等。
6. 焊接常见的主要几个问题及原因分析
焊接缺陷按其在焊缝中的位置,可分为内部缺陷和外部缺陷两大类。外部缺陷位于焊缝的外表面,直接就能看到。外部缺陷主要包括焊缝尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、塌陷、表面气孔、表面裂纹、烧穿等;内部缺陷主要包括未焊透、内部气孔、内部裂纹、夹渣等。内部缺陷位于焊缝内部须用无损探伤法或用破环性试验才能发现。
焊接缺陷产生原因:
(1)焊缝尺寸不符合要求。主要指焊缝高低不平、宽窄不一,余高过高和不足等。焊缝尺寸过小会降低焊接接头的承载能力;焊缝尺寸过大会增加焊接工作量,使焊接残余应力和焊接变形增加,造成应力集中。焊接坡口角度不当或装配间隙不均匀、焊接电流过大或过小、运条方式或速度及焊接角度不当等均会造成焊缝尺寸不符合要求。
(2)咬边。焊接时,焊缝两侧与母材金属交界处形成的凹槽称为咬边(或咬肉)。咬边会使母材金属的有效截面减少,减弱了焊接接头的强度,同时在咬边处容易应力集中,承载后有可能在咬边处产生裂纹,甚至引起结构的破环。
产生咬边的原因是操作工艺不当、焊接规范选择不正确,如焊接电流过大,电弧过长,焊条角度不当等。
(3)焊瘤。焊接过程中,熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤即为焊瘤。焊瘤不仅影响焊缝外观美观,而且焊瘤下面常有未焊透缺陷,易造成应力集中。焊缝间隙过大、焊条位置和运条方法不正确、焊接电流过大或焊接速度太慢等均会引起焊瘤的产生。
(4)烧穿。焊接过程中,熔化金属自坡口背面流出,形成穿孔的缺陷称为烧穿。产生烧穿的主要原因是焊接电流过大,焊接速度太慢,当装配间隙过大或钝边太薄时也会发生烧穿现象。
(5)未焊透。焊接时接头根部未完全熔透的现象称为未焊透。未焊透的主要原因是焊接电流太小;运条速度太快;焊接角度不当或电弧发生偏吹;坡口角度或对口间隙太小;焊件散热太快;氧化物和熔渣等阻碍金属间充分熔合等。凡是造成焊条金属和基本金属不能充分熔合的因素都会引起未焊透的产生。
(6)未熔合。未熔合指焊接时,焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分;或指点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分。产生未熔合的原因有,焊接线能量太低;电弧发生偏吹;坡口侧壁有锈蚀和污物;焊层清渣不彻底等。
(7)凹坑、塌陷及未填满。凹坑指在焊缝表面或焊缝背面形成的低于母材表面的局部低洼部分。塌陷指单面熔化焊时,由于焊接工艺不当,造成焊缝金属过量透过背面,使焊缝正面塌陷,背面凸起的现象。由于填充金属不足,在焊缝表面形成的连续或断续的沟槽,这种现象即未填满。
(8)夹渣。焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣。产生夹渣的原因很多,如焊件边缘及焊层、焊道之间清理不干净;焊接电流太小,致使熔化多属凝固速度加快,熔渣来不及浮出;运条不当,熔渣与铁水分离不清,阻碍了熔渣上浮;焊件及焊条的化学成份不当;熔池内含氧、氮成份过多等。
(9)气孔。焊接时,熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴称为气孔。气孔可分为密集气孔、条虫状气孔和针状气孔等。焊缝中形成气孔的气体主要是氢气、氮气和一氧化碳等。
气孔对焊缝的性能有较大的影响,它不仅使焊缝的有效面积减小,使焊缝的机械性能下降,而且破环了焊缝的致密性,容易造成泄漏。
造成气孔产生的原因有,焊接过程中焊接区的良好保护受到破环;母材焊接区和焊丝表面有油污、铁锈和吸附水的污染物;焊条受潮,烘焙不充分;焊接电流过大或过小、焊接速度过快;焊接电弧过长、电弧电压偏高。
(10)裂纹。形成焊接裂纹的温度可分为热裂纹和冷裂纹,根据裂纹发生的位置可分为焊缝金属中的裂纹和热影响区的裂纹。在焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊缝裂纹称为热裂纹;焊接接头冷却到较低温度时产生的焊接裂纹称为冷裂纹。
焊接裂纹是最危险的焊接缺陷,严重地影响着焊接结构的使用性能
和安全可靠性。裂纹除了降低焊接接头的强度外,还因裂纹末端有一个尖锐的缺口,将引起严重的应力集中,促使裂纹的发展和破环。