什么叫焊接?什么是焊接?

焊接的定義：

焊接是通過加熱、加壓，或兩者并用，用或不用填充材料，使兩工件產(chǎn)生原子間結(jié)合的加工工藝和聯(lián)接方式。焊接應用廣泛，既可用于金屬，也可用于非金屬。

通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達到結(jié)合的一種方法叫焊接。

焊接不僅可以解決各種鋼材的連接，而且還可以解決鋁、銅等有色金屬及鈦、鋯等特種金屬材料的連接，因而已廣泛應用于機械制造、造船、海洋開發(fā)、汽車制造、石油化工、航天技術(shù)、原子能、電力、電子技術(shù)及建筑等部門。據(jù)工業(yè)發(fā)達國家統(tǒng)計，每年僅需要進行焊接加工之后使用的鋼材就占鋼總產(chǎn)量的45％左右。

焊接前的準備工作

1、檢查裝配間隙和坡口角度。焊件邊緣開坡口的目的是為了保證施焊過程中焊件全部厚度內(nèi)充分焊透，以形成牢固的接頭。正確地加工坡口，是保證焊接質(zhì)量的必要條件。

2、清理坡口表面。為了保證焊縫質(zhì)量，在焊接以前必須把坡口表面的油、漆、銹等雜質(zhì)清除干凈，范圍是焊縫兩側(cè)各20—30mm，必須使坡口表面出現(xiàn)金屬光澤。

3、焊條、焊劑按規(guī)定烘干、保溫；焊絲需去油、銹；保護氣體應保持干燥。

4、選擇焊機及其極性；規(guī)定焊接規(guī)范；確定焊接順序。

5、用定位焊的方法固定焊件間的相對位置，防止焊件在焊接過程中變形，使焊接作業(yè)能正常進行。

6、為了使焊件在焊接以后緩慢而均勻地冷卻，防止焊縫及熱影響區(qū)出現(xiàn)裂紋，要對焊件進行預熱。

7、組裝后，應對接頭進行檢驗，合格后方可施焊。

焊接的常識

1、一般根據(jù)鋼材強度等級來選相應的焊條，同時考慮焊接結(jié)構(gòu)尺寸、形狀、坡口、工作條件、受力情況、綜合分析選用需要的焊條和工藝措施。

2、對焊縫冷卻速度快，使強度增高，焊縫易產(chǎn)生裂紋的情況，可選用比母材強度低一級的焊條。

3、遇厚板多層焊或焊后正火處理等情況，須防止焊縫強度過低現(xiàn)象出現(xiàn)。

4、對同一強度等級的酸性焊條或堿性焊條的選用，主要考慮工件結(jié)構(gòu)形狀、鋼板厚度、工作條件等，一般要求塑性好、沖擊韌性高、抗裂能力強，要選用堿性（低氫）焊條。

5、對于碳鋼與低合金鋼或低合金鋼與低合金鋼之間的異種鋼焊接，一般選用與強度等級較低的鋼材相對應的焊條。

6、對中碳鋼的焊接，由于鋼材含碳量較高，增大了焊接裂紋傾向，可選用低氫焊條。并采取預熱和緩冷措施。

7、鑄鋼的焊接，鑄鋼含碳量很高，且厚度大，形狀復雜，極易產(chǎn)生焊接裂紋，當鑄鋼中合金元素含量較多時更為突出，一般選用低氫焊條，一定采取預熱和相應的工藝措施。

8、提供電焊條的電流范圍，僅供參考。工件預熱可比正常電流低5%~15%，采用直流時可比交流小10%左右，立焊和仰焊比平焊電流小10%~15%左右。

焊接實用知識

焊接設(shè)備

1、發(fā)電式直流弧焊機代號AX，因電弧穩(wěn)定，適合空間360°的全位置焊接而被廣泛應用。該機具有正反兩種接法。正接時適合厚塊板的焊接。（正接即：正極接工件，負極接焊鉗）反接時則可焊接薄板（2㎜）鑄鐵，有色金屬及合金，低氫型焊條（T507）等。（反接：即正極接焊鉗，負極接工件），但該機結(jié)構(gòu)復雜，能耗大，使用成本高。

2、整流弧

焊機代號ZX造價低，焊接范圍廣（具有正反接法），高效低耗，穩(wěn)弧被廣泛使用。

3、交流弧焊機代號BX低價方便，操作性差。有動鐵芯式和動圈式兩類。

4、CO2氣體保護焊，使用圈焊絲作為電極，用外加氣體做為電弧介質(zhì)，保護氣體對電弧及熔池進行保護。CO2焊成本低，生產(chǎn)率高熱變形小，抗裂性好，操作靈活，可全位置焊接?？珊傅吞间摗⒌秃辖痄?，廣泛用于各類鋼結(jié)構(gòu)制造。但焊接時飛濺較大，焊縫成形較差。

5、氬弧焊：氬氣做為保護氣體的電弧焊，焊接時氬氣從噴咀中連續(xù)噴出，由于氬氣是惰性氣體對液態(tài)金屬起保護作用，電弧穩(wěn)定焊接質(zhì)量好，焊速快，熔深大，變形小?？珊搞~、鋁、鈦及合金，不銹鋼、耐熱鋼高強度鋼。主要用于重要結(jié)構(gòu)及薄板的焊接。

6、氣焊（氧－乙炔混合氣體焊）氣焊火焰由焰心、內(nèi)焰、外焰組成，調(diào)節(jié)氧氣與乙炔的混合比可得到三種性質(zhì)和用途各異的火焰。

中性焰：O2/C2H2=1-1.2時內(nèi)焰溫度為3050－3150℃可焊低碳鋼、中碳鋼、純銅、鋁及鋁合金等。

碳化焰：O2/C2H21.1火焰溫度2700－3000℃，有較強的還原性，對焊縫有滲碳作用，適于高碳鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、鑄鐵等的焊接。

氧化焰：O2/C2H2>1.2溫度3100－3300℃，僅用于黃銅、青銅的焊接。

7、氣割（氧－乙炔混合氣體切割）也稱熱切割，氣割是利用高溫時金屬能在純氧中燃燒來實現(xiàn)切割。切割時用中性焰將割縫附近的金屬加熱至燃點，開啟高壓純氧切割閥門使燃燒的金屬成為熔渣而被高壓氧流吹走。隨著割炬的移動完成切割。

8、等離子切割是一種利用高速、高溫和高能的等離子氣流加熱并熔化材料的切口部位從而實現(xiàn)切割，主要用于金屬和非金屬的切割。

9、電阻焊：是利用電流通過工件間產(chǎn)生的電阻熱將接觸面局部加熱至塑性狀態(tài)或熔融狀態(tài)，在加力的情況下完成焊接的方法。按工藝可分為點焊、縫焊、閃光對焊三種。特點是焊接時間短，電流大，生產(chǎn)率高，變形小，適合于機械化，自動化生產(chǎn)。

焊接材料的名稱、牌號及作用

1、電焊條是手弧焊的焊接材料，是一種涂有藥皮的熔化電極，由焊芯和藥皮組成。焊芯是專用金屬絲，有一定的長度和直徑。作用是做為電極傳導電流和熔化后作為填充金屬與母材一起熔化組成焊縫。按GB標準規(guī)定常用碳素結(jié)構(gòu)鋼焊芯牌號有H08、 H08A、 H08E 和H10Mn2等，H表示焊芯08為含碳量。

2、藥皮是擠壓涂在焊芯表面的涂料層，主要作用是起弧并使電弧穩(wěn)定燃燒，燃燒時產(chǎn)生的CO2氣體及渣用來保護液態(tài)金屬不被氧化，去除縫中有害元素，添加有益合金元素，提高焊縫塑性，改善焊縫質(zhì)量。

焊條藥皮可分為七類：

高鈦型、鈦鈣型、鈦鐵礦型、氧化鐵型、錳型、低氫鉀型和低氫鈉型。上述低氫鉀型和低氫鈉型屬堿性焊條，其余為酸性焊條。焊條低氫鈉型需直流反接焊。其余皆可交直兩用。

3、焊條型號及牌號：

以目前使用的酸性焊條E4303為例，E4303為國家標準型號 。其中 E表示電焊條，43表示抗拉強度（43㎏f/mm2），0表示全位置焊接，3表示鈦鈣型藥皮。這種焊條的牌號是J422 ，J表示結(jié)構(gòu)鋼，42表示抗拉強度（420兆帕），2表示鈦鈣型藥皮（交直兩用）。

焊接缺陷與焊接變形

1、焊接缺陷 因工藝不合理和操作不當，往往會在焊接接頭處產(chǎn)生缺陷。不同的方法焊接產(chǎn)生缺陷的原因不同。熔化焊常見的缺陷有焊縫外形與尺寸不符合要求，咬邊焊瘤，未焊透，夾渣、氣孔、裂紋等。

2、焊接變形 由于局部受熱不均，導致材料膨脹與收縮使焊件產(chǎn)生應力導致變形。變形的基本形式有收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形和波浪變形等。

焊接的工藝:

金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。
　　熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續(xù)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，還會在隨后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(zhì)量和性能。
　　為了提高焊接質(zhì)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，在焊條藥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、硅等免于氧化而進入熔池，冷卻后獲得優(yōu)質(zhì)焊縫。
　　壓焊是在加壓條件下，使兩工件在固態(tài)下實現(xiàn)原子間結(jié)合，又稱固態(tài)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(tài)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(shù)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(wèi)生條件。同時由于加熱溫度比熔焊低、加熱時間短，因而熱影響區(qū)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(yōu)質(zhì)接頭。
　　釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于工件熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕工件，填充接口間隙并與工件實現(xiàn)原子間的相互擴散，從而實現(xiàn)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(cè)在焊接時會受到焊接熱作用，而發(fā)生組織和性能變化，這一區(qū)域被稱為熱影響區(qū)。焊接時因工件材料焊接材料、焊接電流等不同，焊后在焊縫和熱影響區(qū)可能產(chǎn)生過熱、脆化、淬硬或軟化現(xiàn)象，也使焊件性能下降，惡化焊接性。這就需要調(diào)整焊接條件，焊前對焊件接口處預熱、焊時保溫和焊后熱處理可以改善焊件的焊接質(zhì)量。
　　另外，焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程，焊接區(qū)由于受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮，冷卻后在焊件中便產(chǎn)生焊接應力和變形。重要產(chǎn)品焊后都需要消除焊接應力，矯正焊接變形。
　　現(xiàn)代焊接技術(shù)已能焊出無內(nèi)外缺陷的、機械性能等于甚至高于被連接體的焊縫。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(zhì)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(guān)。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，決定于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(lián)接，常優(yōu)先采用對接接頭的焊接。
　　搭接接頭的焊前準備工作簡單，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(jié)構(gòu)上時常采用。一般來說，搭接接頭不適于在交變載荷、腐蝕介質(zhì)、高溫或低溫等條件下工作。
　　采用丁字接頭和角接頭通常是由于結(jié)構(gòu)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(nèi)外均有角焊縫時才有所改善，多用于封閉形結(jié)構(gòu)的拐角處。
　　焊接產(chǎn)品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕，對于交通運輸工具來說可以減輕自重，節(jié)約能量。焊接的密封性好，適于制造各類容器。發(fā)展聯(lián)合加工工藝，使焊接與鍛造、鑄造相結(jié)合，可以制成大型、經(jīng)濟合理的鑄焊結(jié)構(gòu)和鍛焊結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟效益很高。采用焊接工藝能有效利用材料，焊接結(jié)構(gòu)可以在不同部位采用不同性能的材料，充分發(fā)揮各種材料的特長，達到經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)。焊接已成為現(xiàn)代工業(yè)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(fā)展較晚，但發(fā)展速度很快。焊接結(jié)構(gòu)的重量約占鋼材產(chǎn)量的45%，鋁和鋁合金焊接結(jié)構(gòu)的比重也不斷增加。
　　未來的焊接工藝，一方面要研制新的焊接方法、焊接設(shè)備和焊接材料，以進一步提高焊接質(zhì)量和安全可靠性，如改進現(xiàn)有電弧、等離子弧、電子束、激光等焊接能源；運用電子技術(shù)和控制技術(shù)，改善電弧的工藝性能，研制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(xiàn)程序控制、數(shù)字控制；研制從準備工序、焊接到質(zhì)量監(jiān)控全部過程自動化的專用焊機；在自動焊接生產(chǎn)線上，推廣、擴大數(shù)控的焊接機械手和焊接機器人，可以提高焊接生產(chǎn)水平，改善焊接衛(wèi)生安全條件。

焊接的的特點
目前系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點
　　1. 機械裝置
　　點焊機系統(tǒng)由機械裝置、供電裝置、控制裝置三大部分組成。點焊機為了適應焊接工藝要求，加壓機構(gòu)（焊鉗）采用了雙行程快速氣壓傳動機構(gòu)，通過切換行程控制手柄改變焊鉗開口度，可分為大開和小開來滿足焊接操作要求。通常狀態(tài)為焊鉗短行程張開，當把控制按鈕切換到“通電”位置,扣動手柄開關(guān)則焊鉗夾緊加壓，同時電流在控制系統(tǒng)控制下完成一個焊接周期后恢復到短行程張開狀態(tài)。
　　2. 供電裝置
　　主電力電路由電阻焊變壓器、可控硅單元、主電力開關(guān)、焊接回路等組成。目前，我們采用的焊接設(shè)備是功率200kVA、次級輸出電壓20V的單相工頻交流電阻焊機。由于多種車型共線生產(chǎn)，焊鉗要焊接高強度鋼板和低碳鋼薄板，焊鉗槍臂要傳遞較大的機械力和焊接電流，因此焊鉗的強度、剛度、發(fā)熱要滿足一定要求，并且要具有良好的導電和導熱性，同時要求焊鉗采用通水冷卻，所以選擇焊鉗電極臂能夠承受400kg壓力的新型焊鉗。
　　3. 控制裝置
　　控制裝置主要提供信號控制電阻焊機動作接通和切斷焊接電流，控制焊接電流值，進行故障監(jiān)測和處理。

焊接注意事項

一、焊條的吸潮

已吸潮的焊條在焊接時對焊接工藝性有極其不良的影響，吸潮大時要出現(xiàn)滅弧。可能引起熔渣不能很好地包覆熔潭，而影響焊縫金屬的機械性能。對焊縫金屬的機械性能影響最大是塑性，這是因為焊縫金屬中溶解氫量增加的緣故。特別是低氫焊條吸潮時除上述影響外，對出現(xiàn)氣孔的影響更為顯著。

一般酸性焊條（系指鈦鈣型而言），在完整包裝的情況下，6個月不會吸潮。如果氣候條件好，而在干燥的倉庫保存一年，也不會有什么變化。但經(jīng)打開包裝的焊條，直接與大氣接觸。如果是雨天或潮濕的氣候，經(jīng)過一天時間焊條藥皮就有3％以上的水分吸入。已吸潮的酸性焊條建議在100～150℃烘烤30～60分鐘后使用。低氫焊條在使用前都應經(jīng)過350℃烘烤1小時左右再使用。

二、電弧的長度 　　　　　　　　

電弧的長度與焊條涂料種類和藥皮厚度有關(guān)系。但都應盡可能采取短弧，特別是低氫焊條。電弧長可能造成氣孔。短弧可避免大氣中的O2、N2等有害氣體侵入焊縫金屬，形成氧化物等不良雜質(zhì)而影響焊縫質(zhì)量。

三、焊接速度

適宜的焊接速度是以焊條直徑、涂料類型、焊接電流、被焊接物的熱容量、結(jié)構(gòu)開頭等條件有其相應變化，不能作出標準的規(guī)定。保持適宜的焊接速度，熔渣能很好的覆蓋著熔潭。使熔潭內(nèi)的各種雜質(zhì)和氣體有充分浮出時間，避免形成焊縫的夾渣和氣孔。在焊接時如運棒速度太快，焊接部位冷卻時，收縮應力會增大，使焊縫產(chǎn)生裂縫。

四、焊波的幅度

根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的接頭形狀，而焊波幅度的大小有相應的變化，一般焊波的幅度，在焊條外徑的四倍以內(nèi)較為合適。手弧焊接中，由涂料生成的熔渣和保護氣體，只能在一定范圍充分發(fā)揮機能。如果采取的焊波太寬時，電弧由一端移到另一端，而留下的一端受到周圍溫度差的影響，使熔渣粘稠化，而不能很好地復蓋著熔融鐵水，惡化了各種雜質(zhì)和氣體向上浮出條件。因此有可能使焊縫造成夾渣和氣孔。有時將焊寬焊波為了增加熔潭熱量，增大電流，從而強大的電弧流將熔潭吹大，熔渣吹向熔潭的邊緣使之不能很好的復蓋著熔潭鐵水，而影響熔渣的保護作用和熔潭的冶金處理過程，往往因此造成焊縫的夾渣和氣孔。