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常用的几种熔焊方法及分析

发布时间:2019-09-01    来源:http://www.taklsg.com
熔焊,是指焊接过程中,将焊接接头在高温等的作用下至熔化状态。由于被焊工件是紧密贴在一起的,在温度场、重力等的作用下,不加压力,两个工件熔化的融液会发生混合现象。待温度降低后,熔化部分凝结,两个工件就被牢固的焊在一起,完成焊接的方法,几种常用的熔焊方法有:焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊、MIG/MAG焊、TIG焊、等离子弧焊等。
 
焊条电弧焊
 
原理:用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法,是熔焊中最基本的一种焊接方法。利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧,使焊条和焊件熔化,从而获得牢固的焊接接头,属气-渣联合保护。
 
优点:工艺灵活,适应性强,操作方便;待焊接头装配要求低;可焊金属材料广。
 
缺点:焊接生产率低;焊缝质量依赖性强(依赖于焊工的操作技能及现场发挥)。
 
应用:广泛用于造船、锅炉及压力容器、机械制造、建筑结构、化工设备等制造维修行业中。适用于(上述行业中)各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。
 
埋弧焊(自动焊)
 
原理:电弧在焊剂层下燃烧。利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生的热量,熔化焊丝、焊剂和母材(焊件)而形成焊缝,属渣保护。
 
优点:焊接生产率高;焊缝质量好;焊接成本低;劳动条件好; 
 
缺点:难以在空间位置施焊;对焊件装配质量要求高;不适合焊接薄板(焊接电流小于100A时,电弧稳定性不好)和短焊缝。
 
应用:广泛用于造船、锅炉、桥梁、起重机械及冶金机械制造业中。凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜角不大的焊件,均可用埋弧焊。板厚需大于5mm(防烧穿)。焊接碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、复合钢材等。
 
二氧化碳气体保护焊(自动或半自动焊)
 
原理:利用二氧化碳作为保护气体的熔化极电弧焊方法,属气保护。
 
优点:焊接生产率高;焊接成本低;焊接变形小(电弧加热集中);焊接质量高;操作简单;
 
缺点:飞溅率大;很难用交流电源焊接;抗风能力差及弧光较强;不能焊接易氧化的有色金属。
 
应用:主要焊接低碳钢及低合金钢,适于各种厚度。广泛用于汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门。
 
MIG/MAG焊
 
MIG焊原理:采用惰性气体作为保护气,使用焊丝作为熔化电极的一种电弧焊方法。
保护气通常是氩气或氦气或它们的混合气。MIG用惰性气体,MAG在惰性气体中加入少量活性气体,如氧气、二氧化碳气等。
 
优点:焊接质量好;焊接生产率高;
 
缺点:无脱氧去氢反应(易形成焊接缺陷,对焊接材料表面清理要求特别严格);抗风能力差;焊接设备复杂。
 
应用:几乎能焊所有的金属材料,主要用于有色金属及其合金,不锈钢及某些合金钢(太贵)的焊接。最薄厚度约为1mm,大厚度基本不受限制。
 
TIG焊(钨极惰性气体保护焊)
 
原理:在惰性气体保护下,利用钨极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝(也可不加填充焊丝),形成焊缝的焊接方法。焊接过程中电极不熔化。
 
优点:适应能力强(电弧稳定,不会产生飞溅);
 
缺点:焊接生产率低(钨极承载电流能力较差(防钨极熔化和蒸发,防焊缝夹钨));生产成本较高。
 
应用:几乎可焊所有金属材料,常用于不锈钢,高温合金,铝、镁、钛及其合金,难熔活泼金属(锆、钽、钼、铌等)和异钟金属的焊接。焊接厚度一般在6mm以下的焊件,或厚件的打底焊。利用小角度坡口(窄坡口技术)可以实现90mm以上厚度的窄间隙TIG自动焊。
 
等离子弧焊
 
原理:借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用,获得高能量密度的 等离子弧进行焊接的方法。
 
优点(与氩弧焊比):
 
能量集中、温度高,对大多数金属在一定厚度范围内都能获得小孔效应,可以得到充分熔透、反面成形均匀的焊缝。
 
电弧挺度好,等离子弧基本是圆柱形,弧长变化对焊件上的加热面积和电流密度影响比较小。所以,等离子弧焊的弧长变化对焊缝成形的影响不明显。
 
焊接速度比氩弧焊快。
 
能够焊接更细、更薄加工件。
 
缺点(与氩弧焊比):设备复杂,费用较高;操作难度大,使用场合受限。
 
应用:
 
①穿透型(小孔型)等离子弧焊:利用等离子弧直径小、温度高、能量密度大、穿透力强的特点,在适当的工艺参数条件下(较大的焊接电流100A~500A),将焊件完全熔透,并在等离子流力作用下,形成一个穿透焊件的小孔,并从焊件的背面喷出部分等离子弧的等离子弧焊接方法。可单面焊双面成形,最适于焊接3~8mm不锈钢,12mm以下钛合金,2~6mm低碳钢或低合金结构钢以及铜、黄铜、镍及镍合金的对接焊。(板太厚,受等离子弧能量密度的限制,形成小孔困难;板太薄,小孔不能被液态金属完全封闭,固不能实现小孔焊接法。)
 
②熔透型(溶入型)等离子弧焊:采用较小的焊接电流(30A~100A)和较低的等离子气体流量,采用混合型等离子弧焊接的方法。不形成小孔效应。主要用于薄板(0.5~2.5mm以下)的焊接、多层焊封底焊道以后各层的焊接及角焊缝的焊接。
 
③微束等离子弧:焊接电流在30A以下的等离子弧焊。喷嘴直径很小(Φ0.5~Φ1.5mm),得到针状细小的等离子弧。主要用于焊接1毫米以下的超薄、超小、精密的焊件。
 
附注
 
以上是常用的几种熔焊方法,各有优点和不足,选择焊接方法时,要考虑的因素比较多,如:焊件材料的种类、板厚、焊缝在空间的位置等。选焊接方法的原则是:在保证焊接接头质量的前提下,用总成本低的焊接方法。
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