第二篇机器人焊接技术篇
第一章焊接基本知识
1.1焊接电弧
1.1.1电弧的产生
焊接时，将焊丝端部与焊件接触后很快拉开，在焊丝端部与焊件之间立即就会产生明亮的电弧，这种电弧与一般电火花在本质上是相同的，是一种气体放电现象，而且是一种自持放电过程。借助这种特殊的气体放电过程，电能转换为热能、机械能和光能。焊接时主要是利用其热能和机械能来达到连接金属的目的。电弧中的带电粒子主要是依靠电弧中的气体介质的电离和电极的电子发射两个物理过程而产生的。
1.1.1.1电离
在一定的条件下中性气体分子或原子分离成正离子和电子的现象称为电离。使中性粒子失去第一个电子所需要的最低外加能量称为第一电离能，通常以电子伏特（eV）为单位。若以伏特表示则为电离电位。不同的气体或元素，由于原子的构造不同，其电离电位也不同，表1.1为常用元素的电离电位。
在焊接时使气体介质电离的方式主要有三种：热电离、碰撞电离和光电离。
热电离：在高温时气体的分子或原子的运动速度很快，它们中间的电子也以高速度运动。由于焊接电弧具有很高的温度（弧柱的温度一般在5000K—30000K的范围），这时电子的高速运动所产生的离心力大于原子核对它的吸引力，电子就脱离原子，而使原子变成阳离子和电子。温度越高，热电离作用就越大。
碰撞电离：带电质点受电场的作用而加速运动，使它具有很大的动能，当与中性的气体分子或原子碰撞时，将一部分能量传给气体分子或原子中的电子，促使其内能发生变化，从而使电子脱离原子核的吸引而成为自由电子，原子便成为阳离子。当电弧长度不变，两极间
的电压越高，带电质点的运动速度就越大，产生碰撞电离的作用就越强。
光电离：中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象称为光电离。光电离是电弧中产生带电粒子的一个次要途径。
1.1.1.2电子发射
电弧中担负导电任务的带电粒子除了依靠上述电离过程产生外，还需要从电极表面发射出来。只有从阴极表面发射的电子在电场作用下才可能参与导电过程。使一个电子由金属表面飞出所需要的最低外加能量称为逸出功，单位是电子伏特（eV），由于e是一常数，所以常用V来表示。几种金属的逸出功列于表1.2。由表2可见, 所有金属当表面存在氧化物时其逸出功皆减小。
表1.2几种金属的逸出功
焊接时，根据阴极所吸收能量的性质不同，电子发射的方式可分为热电子发射、场致电子发射和碰撞电子发射。
热电子发射：焊接时，阴极表面温度很高，阴极中的电子运动速度很快，当电子的动能大于电极内部正电荷的吸引时，电子就会冲出阴极表面，而产生热电子发射作用。温度越高，热电子发射作用越强烈。
场致电子发射：在强电场的作用下，由于电场对阴极表面电子的吸引力，电子可以获得足够的动能，从阴极表面发射出来。这种发射电子的情况除了决定于电极外还决定于电场强度。
碰撞电子发射：当运动速度较高，能量较大的阳离子撞击阴极表面时，将能量传给阴极而产生电子发射。电场强度越大，阳离子的运动速度也越大，则产生的碰撞电子发射作用就越强。
1.1.2电弧的构造和温度
焊接电弧可以划分为三个区域：阴极区、阳极区和弧柱区（图1.1）。阴极区和阳极区在电弧长度方向的尺寸皆很小, 约为10-4—10-6厘米。在阴极区的阴极表面有一个明亮部分, 称为阴极斑点。在阳极区的阳极表面也有一个明亮部分称为阳极斑点。
图1.1 焊接电弧的构造
阴极区：为了维持电弧的稳定燃烧，阴极区的任务是向弧柱区提供所需的电子流(Ie=0.999I，I为总电流)，接受弧柱区送来的正离子流（Ii=0.001I）。从阴极发射出来的电子受到阳极的吸引，很快离开阴极向阳极移动。但阳离子的质量比电子大，运动速度较小，所以在阴极表面每一瞬间阳离子的浓度都比电子大得多，这样就使得阴极表面附近所有阳离子的总数大大超过所有电子的总数，因而造成阴极表面附近空间电荷呈正电性。这样从阴极表面到阳离子密集的地方就形成较大的电位差，这部分电位差称为阴极压降UK。
虽然阳离子飞向阴极时，对阴极的撞击和阳离子与电子结合成中性粒子都要放出热量，这些热量传给阴极，使阴极温度升高。但由于阴极发射电子要消耗一些能量，以及阴极金属材料的熔化、蒸发要吸收很多热量，所以阴极的温度一般都低于阴极金属材料的沸点。
阳极区：阳极区的导电机构要比阴极区简单得多，为了维持电弧的导电，阳极区的任务是接受由弧柱流过来的0.999I的电子流和向弧柱提供的0.001I的正离子流。由于阳极不发射正离子，弧柱所要求的正离子流不能从阳极得到补充，阳极前面的电子数必将大于正离子数，形成负的空间电场，使阳极与弧柱之间连接着一个负电性区，这就是所谓的阳极区。阳极区两端的电压降称为阳极压降UA。由于每一个电子到达阳极时都向阳极释放相当于逸出功的能量，从而使阳极区的温度比阴极区的温度要高，如表1.3所示。
表1.3阳极区和阴极区的温度及电压降
阴极斑点：当阴极材料（Fe、Al、Cu等）的熔点和沸点较低而导热性能很强时，即使阴极温度达到材料的沸点开始蒸发，此温度也不足以使阴极通过热发射产生充分的电子来维持电弧的稳定燃烧，阴极将缩小其导电面积，甚至在阴极导电面积前面形成密度很大的正离子空间电荷，所形成很大的阴极压降值，足以产生较强的电场发射，以补充热发射的不足维持电弧的燃烧。此时阴极将形成面积更小，电流密度更大的斑点来导通电流，这种导电斑点称为阴极斑点。当用高熔点材料（C，W）作阴极时，只有在电流较小，阴极温度较低的情况下才可能产生这种阴极斑点。当用低熔点材料作阴极时，则大多属于这种情况。采用这些材料作阴极时，阴极表面将产生许多分离的阴极斑点组成的阴极斑点区。这些分离的斑点在阴极斑点区内以很高的速度跳动，自动选择最有利于部分电场发射和部分热发射的点，电弧通过这些点消耗最低的能量。由于阴极斑点处电流密度很高，受到大量正离子的撞击，斑点上将积聚大量热能，温度很高，甚至达到材料的沸点，从阴极斑点产生大量金属蒸汽，以一定速度射出。这种金属蒸气流的反作用力对斑点形成一定的压力，称为斑点压力。在直流正接的熔化极焊接时，焊丝为阴极，阴极斑点压力对熔滴的过度将起阻碍作用。
由于阴极斑点的形成有上述条件的要求，所以阴极表面上的热发射性能强的物质有吸引电弧的作用，阴极斑点有自动跳向温度高，热发射强的物质上的性能，如果金属表面有低逸出功的氧化膜存在时，阴极斑点有自动寻找氧化膜的倾向，铝合金焊接时的去除氧化膜的作用就是阴极斑点的这种作用所决定的。
阳极斑点：当采用低熔点的材料作阳极时（Fe、Al、Cu等），一旦阳极表面某处有熔化和蒸发产生，由于金属蒸气的电离能大大低于一般气体的电离能，在金属蒸气大量存在的地方更容易产生热电离而提供弧柱所需要的正离子流，因此电流更容易从这里进入阳极，阳极上的导电区将在这里集中而形成阳极斑点。
由于阴极斑点往往伴随着金属蒸气的蒸发，其反作用力对阳极将表现为压力，因此一旦形成阳极斑点也就产生阳极斑点压力。由于条件的不同，阳极斑点的电流密度比阴极斑点要小。所以通常阳极斑点压力要比阴极斑点压力小。熔化极焊接焊丝接阳极时，则阻止熔滴过渡的作用力较小，而当焊丝接阴极时则阻止熔滴过渡的作用力较大，这也是熔化极气体保护焊多采用反接的主要原因之一。由于大多数金属氧化物的熔点和沸点皆高于纯金属，因此当金属表面覆盖氧化膜时，阳极斑点有自动寻找纯金属避开氧化膜的倾向（与阳极斑点的情况相反），铝合金焊接时，当工件为阳极时没有去除氧化膜的作用与阳极斑点的这种特点有密切的关系。
1.1.3电弧的静特性
电弧燃烧时，两个电极之间的总电压与电流之间存在一定的关系，表示电弧稳态电压与稳态电流之间关系的曲线称为电弧静特性，表示处于变化状态的电流与电压之间关系的曲线称为电弧动特性。
图1.2 焊接电弧的静特性曲线
电弧静特性曲线呈U形，分如图1.2所示的三个不同的区域。当电流较小时（A区），电弧静特性是属负特性，即随着电流的增加而电压减小。当电流稍大时（B区），电弧电压几乎不变，在此区间的电弧特性为平特性。钨极氩弧焊时，一般在小电流区域为负特性而在大电流区域为平特性。当电流进一步增大时（C区），电压随电流的增加而升高，电弧静特性属上升特性。细焊丝的熔化极气体保护焊时，一般电流密度皆较大，其电弧静特性皆为上升特性。
影响电弧静特性的因素主要有：电弧长度、周围气体种类及气体介质的压力。当电流一定时，电弧长度增加，电弧电压将随着升高，电弧静特性的位置将提高。气体种类对电弧静特性的影响主要有两方面的原因：一是气体的电离能不同；二是气体的热物理性能不同。其中第二个原因往往是主要的。气体的导热系数，气体的解离及解离能等对电弧电压都有决定性的影响。导热系数大和气体解离时要吸收大量热量，都会加强对电弧的冷却作用，热损失增加，要求较大的IE与之平衡，当I为定值时，E必然要增加，从而使电弧电压升高。其他参数不变时，气体压力的增加意味着气体粒子密度的增加，气体粒子通过散乱运动从电弧带走的总热量将增加，电弧电压将升高。
1.2熔滴过渡及焊缝成形
1.2.1焊丝的熔化
在熔化极电弧焊中，焊丝的稳定熔化并过渡到焊接熔池是影响电弧焊生产率和焊缝质量的一个重要因素。焊丝的熔化主要靠阴极区(正接）或阳极区(反接)所产生的热，而弧柱的幅射热居次要地位。除了焊丝端头处产热外，从焊丝与导电嘴的接触点到电弧端头的一段焊丝上(焊丝的干伸长L S)有焊接电流流过，也将产生电阻热，这也是焊丝熔化的一部分热源。
阴极区与阳极区的产热情况是不同的，可分别用下式表示:
P A=I(U A+U W+U T) P K=I(U K-U W-U T)
其中U A—阳极压降U W—逸出功U T—弧柱温度的等效电压U K—阴极压降
很明显，焊丝端部的产热都与焊接电流成正比，它的比例常数等于式中括弧内的数值，称为焊丝熔化的等效电压，用U W表示,焊丝熔化的等效电压主要与极性、电极材料和保护介质等有关。
焊丝干伸长部分产生的电阻热为：
式中R S—L S段电阻值 —焊丝的电阻率L S—焊丝干伸长S—焊丝横断面积电阻热与材料种类有关。对于导电良好的铝和铜等金属，P R与R或P A相比是很小了，可忽略不计，而对钢和钛等电阻率较大的材料，特别是在细丝大电流时，干伸长越大，P R
对焊丝焊化速率的影响越大，因此对于加热和熔化焊总热量P主要由两部分组成，即P=I(U+IRS)。
1.2.2熔滴过渡形式及其作用力
在熔化极电弧焊中，焊丝端头形成的熔滴，它受到各种力的作用。由于作用力的大小和方向不断变化，而引起焊丝端头上的熔滴形状和位置也不断变化，从而以不同的形式脱离焊丝飞向熔池。
1.2.2.1熔滴上的作用力
在焊丝端部的金属熔滴受以下几个力的作用：表面张力、重力、电磁收缩力、斑点压力、等离子流力和其它力。
(1) 表面张力：液态金属和其它液体一样，具有表面张力，焊丝熔化后，液态金属并不马上掉下来，而是在表面张力的作用下形成球状熔滴悬挂在焊条未端。随着焊丝的不断熔化，熔滴体积不断增大，直到作用在熔滴上的作用力超过熔滴与焊丝界面间的张力时，熔滴才脱离焊丝进入熔池。
表面张力越大，焊丝未端的熔滴越大。表面张力与焊丝直径、液态金属和保护气体的成分以及温度等有关。焊丝直径大,表面张力也大；液态金属温度越高，其表面张力越小；在焊丝内加入一定的活性物质，或在保护气体中加入氧化性气体(O2、CO2)，可以显著降低液体金属的表面张力，形成细颗粒熔滴向熔池过渡。
(2) 重力：任何物体在重力作用下都有下垂的倾向,所以在平焊时，重力促进了熔滴的过渡，但在立焊和仰焊时重力将对熔滴的过渡起阻碍作用。当焊丝直径较大而焊接电流较小时，在平焊位置的情况下，使熔滴脱离的力主要是重力。
(3) 电磁力：在焊接时，焊丝上通过较大的电流，由于大电流可以看成是许多同向平行的小电流。根据电磁学中平行电流磁场的作用原理可知，同向平行电流是彼此吸引的，即对通电导体有一径向收缩力(即磁缩力)，这种电磁收缩力促使熔滴很快形成并脱离焊丝端部向熔池过渡。
当采用大电流焊接时，重力与电磁收缩力相比数值很小，电磁收缩力将是影响熔滴脱落的主要作用力。
在熔化极焊接的情况下，由于存在电极斑点，使电流流过熔滴时，导体的截面发生变化，将产生电磁的轴向分力，其方向总是从小截面指向大截面，如图1.3所示。如果斑点尺寸小于焊丝直径,则轴向分力阻碍熔滴过渡，斑点尺寸大于焊丝直径则促使熔滴过渡。
图1.3 电磁力及其作用方向
(4) 等离子流力：电弧焊时，电弧直径从焊条到工件是逐渐增大的，这时在电弧中产生轴向推力，由于该力的作用，将建立起从焊丝向工件方向的气流即等离子流。
当电流较大时，高速离子流对焊丝端头口的熔滴和已脱离焊丝处在电弧空间的熔滴，产生很大的作用力，使之沿焊丝轴线运动，促进熔滴的过渡。
(5) 斑点力：主要由以下两方面组成，一是由于熔滴金属在斑点处产生大量金属蒸气，在垂直于斑点表面的方向上出现较大的蒸气反作用力，其大小随斑点处电流密度的增加而增大，该力将阻碍熔滴金属过渡。阴极斑点的电流密度大于阳极斑点的电流密度，所以焊丝为阴极时将受到更大的阻力。另一方面带电质点对斑点表面有撞击力，阳极接受电子的撞击阴
极接受正离子的撞击。由于正离子的质量大于电子，同时一般情况下，阴极压降大于阳极压降，因此这种斑点力在阴极上表现较大，在阳极上表现较小。
1.2.2.2熔滴过渡的主要形式
对于熔化极气体保护焊焊丝端头口熔滴由于受上述各种作用力的综合作用,而表现出不同的过渡形式,大致可分为三种。即粗滴过渡、短路过渡、喷射过渡；而在颗粒状过渡中又可为滴状过渡和上挠过渡。
1.粗滴过渡
如图1.4所示, 熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过渡的形式。
图1.4 粗滴过渡
2.短路过渡
如图1.5所示，焊丝端部的熔滴与熔池短路接触,由于强烈过热和磁收缩的作用使其爆断,直接向熔池过渡的形式。
图1.5 短路过渡
3.喷射过渡
如图1.6所示，熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式。
图1.6 喷射过渡
熔滴过渡现象十分复杂,焊接电流、电压极性、保护气体种类、焊丝成分等都影响熔滴的过渡形式,将在下面的具体焊接方法中分别介绍。
1.23焊接熔池
电弧焊过程中，在电弧热作用下，被焊金属材料──母材接缝处发生局部熔化，这部分熔化的液态金属不断地与从焊丝过渡来的熔滴金属相混合，形成焊接熔池。在不填金属的非熔化极电弧焊时，熔池完全由母材熔化的液态金属组成。在电弧移动的连续焊接时，熔池将随着电弧移动，同时熔池液态金属还在电弧力的作用下向电弧移动的后方排开。
1.2.4熔池金属的受力和流动状态
焊接熔池在接受电弧热作用的同时，还受到各种机械力的作用，其中有各种形式的电弧力,还有熔池金属自身的重力和表面张力等，使熔池中的液态金属处于不断的运动状态。熔池金属主要受以下几种作用力：
1.电弧力
(1)电磁静压力
由于焊接电弧呈圆锥状而形成的电磁静压力始终指向熔池，使电弧正下方的液态金属发生流动，并向四周排开。
(2)电磁收缩力
当电流从电极斑点流向熔池时，电流密度变小，这种电流密度的变化就造成了电磁收缩力和流体中压力差，使电极斑点区熔池金属压力大于其它部分，结果引起熔池中液体金属沿着电流方向向下运动。这不仅加剧了熔池中凹坑的形成，而且还会形成熔池金属旋涡状流动。
(3)等离子流力
由高温等离子体高速流动而形成的动态电磁压力也使熔池金属流动，并且在电弧中心的正下方加剧凹坑的形成和深度。
(4)熔滴的冲击力
在射流过渡中，熔滴的运动速度较快，具有较大的动能，熔滴对熔池的冲击力是非常大的。
以上各种电弧力的大小都随着电流浓密的增大而增大。电弧焊时的气体吹力和带电粒子的撞击力对于熔池金属也具有一定的作用。
2.液体金属的重力
其大小正比于熔池的体积, 亦即正比于焊接线能量。在平焊位置时，对焊缝成形有利，除平焊位置外，在其它各种空间位置的焊接，液体金属的重力往往是破坏熔池稳定性的主要因素，对焊缝成形不利。
3.液体金属的表面张力
其大小与液体金属的成分和温度有关。纯金属或合金的表面张力较大，金属氧化物的表面张力较小；液体金属的温度越高，其表面张力越小。表面张力阻止熔池液态金属在电弧力作用下的流动，即影响熔池的表面形状，也影响熔池金属在坡口中的堆敷情况。另一方面由于熔池各部分成分及温度不同而造成表面张力不同，从而可能导致熔池内形成涡流，将影响熔池的深度和宽度。
图1.7为平焊位置的熔池形状和熔池液态金属流动情况的示意图。
图1.7 熔池形状和熔池液态金属流动情况的示意图
1.2.5焊缝的几何参数及术语
1.焊趾：焊缝表面与母材的交界处，见图1.8。
图1.8
2.焊脚：角焊缝的横截面中，从一个焊件上的焊趾到另一个焊件表面的最小距离，见图
1.9。
3.焊缝凸度：凸形角焊缝横截面中，焊趾连线与焊缝表面之间的最大距离，见图1.9。
4.焊缝凹度：凹形角焊缝横截面中，焊趾连线与焊缝表面之间的最大距离，见图1.9。
5.焊脚尺寸：在角焊缝横截面中画出的最大等腰直角三角形中直角边的长度，见图1.9。
6.熔深：在焊接接头的横截面上，母材熔化的深度。它不但标志电弧穿透能力的大小，
而且影响到焊缝的承载能力，见图1.10。
7.焊缝宽度：单道焊缝横截面中，两焊趾之间的距离，见图1.8。
8.焊缝厚度：在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离，见图1.9。
图 1.9
图 1.10
9.余高：超出表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的高度，见图1.11。余高可避免熔池
金属凝固收缩时形成缺陷，也可增大焊缝截面承受静载荷能力。但余高过大将引起应力集中或疲劳寿命的下降，因此应限制余高的尺寸。通常对接接头的余高小于3mm 或余高系数（焊缝宽度/余高）大于4～8。当工件的疲劳寿命是主要问题时，焊后应将余高去除。理想的角焊缝表面最好是凹形的，可在焊后除去余高，磨成凹形。
图 1.11
10.焊根：焊缝背面与母材的交界处，见图1.12。
图 1.12
11.焊缝成形系数：焊缝宽度与焊缝计算厚度的比值，见图1.13。其大小会影响熔池中
气体逸出的难易、熔池的结晶方向、焊缝中成分偏析程度等，从而影响到焊缝产生气孔和裂纹的敏感性。
图 1.13
1.3焊接应力和变形
1.3.1焊接残余应力残余变形的产生
焊接残余应力和残余变形主要是由于焊接过程中局部加热和冷却，高温区域的金属热胀膨冷缩受到阻碍所形成的。
例如，在钢板边缘堆焊时，焊件变形情况如图1.14所示。焊接开始时，A区受热膨胀，但因受到B区冷金属的阻碍，不能自由伸长，这时板向上(加热侧)弯曲(如图-B)，A区受到压应力，B区产生拉应力。焊接继续进行，板的弯曲如图C所示。当A区的压应力大于材料的屈服极限时，A区就产生塑性变形。冷却时，塑性变形保留下来，即形成残余变形，板向下弯曲(如图D),这时A区受拉应力，B区受压应力。最后整条钢板发生如图的向下弯曲，A区受拉伸残余应力，B区受压缩残余应力。
图1.14 板边缘堆焊时变形过程
1.3.2焊接残余应力和残余变形之间的关系
焊接残余应力、残余变形的分布及大小与材料的线膨胀系数、弹性模量、屈服极限、温
度场和焊件的几何形状有关。
任何构件焊接后,总是同时存在残余应力和残余变形。当焊件刚性较大,或受力拘束时,焊后的残余应力较大；当焊件能够自由伸缩时，焊后的残余应力较小。
焊接残余应力只能使焊件缩短，它的大小与焊接过程中高温区金属产生的压应力大小有关，压应力越大，形成压缩变形越大，残余变形也越大。
1.3.3焊接残余应力的组成
在具体的焊接结构中，焊接残余应力往往由温差应力、相变应力、冷缩应力和拘束应力等组成，各种应力产生的原因如下：
1.温差应力：由于焊接是一个局部的快速加热和冷却过程，因而焊件各点在同一时间内有不同的温度。温度不同的金属由于不能自由膨胀，就会产生应力。
2.相变应力：焊接过程中，加热到A C1以上的金属，冷却时发生相变，伴随着体积改变。600℃以上，即在塑性状态下发生相变的钢（如低碳钢管），相变不致引起应力的产生。随着钢内合金含量的增加，奥氏体相变温度下降，当在弹性状态温度下发生相变时，奥氏体转变为马氏体，伴随着体积改变就会产生应力。
3.冷缩应力：焊缝金属冷却时产生局部收缩，由于受到邻近金属的限制，即产生拉应力，其大小与钢的线膨胀系数、焊件厚度、焊接方法等因素有关。
4.拘束应力：焊件被外界条件固定后，由于焊接过程中的变形受到限制而产生的应力。
1.3.4焊接残余应力对构件的影响
1.对静载强度的影响
当材料处于塑性状态时，可进行塑性变形，内应力的存在不影响构件的承载能力。当材料处于脆性状态时，由于材料不能进行塑性变形，当局部应力达到材料的强度极限时，发生局部破坏，最后将导致整个构件断裂。
在焊接过程中，不可避免地产生焊接缺陷（如焊接裂纹、未焊透等），当构件的使用温度在材料的脆性转变温度以下时，残余应力将加速构件的脆性断裂。
2.残余应力对疲劳强度的影响
在焊接过程中，不可避免地产生应力集中，对接头强度产生不利的影响。焊接残余拉应力降低接头的疲劳强度。压应力提高接头的疲劳强度。
3.残余应力对机加工精度的影响
机械切削加工将破坏原来工件中的内应力平衡，使工件产生变形，影响加工精度，因此对精度要求高的构件应先作消应力处理，然后加工。
4.残余应力对刚度的影响
当构件中残余应力超过材料的屈服极限时，导致构件的刚度降低。
5.残余应力对应力腐蚀开裂的影响
应力腐蚀开裂是在拉应力和腐蚀共同作用下产生裂纹的一种现象。焊接残余应力将加速应力腐蚀速度。
1.3.5降低或消除残余应力的措施
1.3.5.1设计过程中降低残余应力的措施
1.避免焊缝过分集中, 如图1.15(a)。
2.减小焊件局部刚性, 如图1.15(b)。
3.避免应力集中, 如图1.15?。
4.采用刚性小的接头形式。如图1.15(d)。
5.反变形法提高焊缝自由度。如图1.15(e)。
图1.15 降低残余应力的设计措施
1.3.5.2焊接过程中的工艺措施
1.采用合理的焊接顺序和方向
尽量使焊缝能自由收缩，先焊收缩量较大的焊缝。在拼板焊接时，应先焊错开的横向焊缝, 如图1.16所示。
图1.16 拼板的焊接顺序
2.采用线能量较低的焊接方法
可有效地降低残余应力峰值及其分布范围。
1.3.5.3焊后消除残余应力的措施
1.整体高温回火
这个方法是整个焊接构件加热到一定温度，然后保温一段时间，再冷却。通过高温材料的蠕变变形来达到消除残余应力的目的。对于同一种材料，回火温度越高，时间越长，也就消除的越彻底。但对异种材料组成的焊接接头，由于膨胀系数的不同，采用回火处理不能彻底消除残余应力。
2.局部高温回火处理
这个方法是把焊缝周围的一个局部区域进行加热。消除残余应力的效果不如整体处理，只能降低应力峰值，而不能完全消除。
3.机械拉伸法（过载法）
焊接残余应力是由于局部压缩塑性变形引起的，通过机械拉伸使接头产生拉伸塑性变形，以抵消焊接时产生的压缩塑性变形，从而消除残余应力。对于压力容器可采用液压过载或热水过载的方法消除残余应力。
4.温差拉伸法
这个方法的基本原理与机械拉伸法相同，是利用局部的温差来拉伸焊缝区，以抵消焊接时产生的压缩塑性变形。
5.振动法
通过在结构中施加循环载荷，使残余应力逐渐松驰的方法，该方法的基本原理是在循环载荷作用下，在应力峰值较大的区域发生微区塑性变形，使峰值应力得到降低。
6.冲击波处理法
利用冲击波对焊缝及近缝区进行处理，通过冲击波作用后，材料产生塑性变形，从而消除残余应力。
1.3.6焊接残余变形的种类
图1.17 平板对接时的焊缝收缩
焊接后，焊缝要产生纵向收缩和横向收缩，如图1.17。这两个方向的收缩造成了构件的各种变形，大致分为五种：
1.挠曲变形
这种变形主要是由于焊缝位置在结构中位置不对称时发生，挠曲变形可由焊缝的纵向收缩引起（图1.18(a)）和由横向收缩引起（图1.18(b)）。
图1.18 焊接接头的挠曲变形
2.角变形
这种变形主要是由于温度沿板厚方向分布不均匀和熔化金属沿厚度方向收缩量不一致引起的，因此一般多数发生在中、厚板的对接焊及角焊时，如图1.19。
图1.19 焊接接头的角变形
3.波浪变形
这种变形产生于薄板结构中，是由于纵向和横向的压应力使薄板失稳而造成的, 如图1.20。
图1.20 焊接接头的波浪变形
4.错边变形
在焊接过程中，两焊件的热膨胀系数不一致，可能引起长度方向上的错边和厚度方向上的错边, 如图1.21所示。
图1.21 焊接接头的错边变形
5.扭曲变形
由于装配质量不好，焊接顺序和施焊方向不合理, 如图1.22。
图1.22 焊接接头的扭曲变形
1.3.7减小焊接残余变形的方法
焊接变形不但影响结构的尺寸的准确性和外形美观，而且有可能降低构件的承载能力，因此在焊接构件的生产中应尽量减小焊接变形。
1.3.7.1设计措施
1.合理地选择焊缝尺寸和形式。在保证结构承载能力的条件下，设计时尽量采用较小的
焊缝尺寸。
2.合理地安排焊缝位置。尽可能使焊缝处于截面中性轴，或对称于中性轴。
3.尽可能减小不必要的焊缝。
1.3.7.2工艺措施
1.合理选择装配和焊接顺序
在装配焊接比较复杂的结构时，可把它看成几个简单的部件，分别装焊，然后再将焊好的部件拼焊成一个整体，可以使那些不对称的或收缩力较大的焊缝能自由地收缩，而不影响整体结构，从而控制结构的焊接变形。当装配完成后，调整焊接顺序也是降低变形的有效措施，通常应遵循以下原则：(1).尽量使焊缝能自由收缩; (2).对于大型构件的焊接，应从中间向四周进行，一般横向收缩大于纵向收缩，因此应先焊横向焊缝使之自由收缩。
2.合理选择施焊方法和规范
一般情况下，焊接时线能量较低，焊后的变形就小，因此采用细丝小电流的多层焊代替粗丝大电流的单层焊。用焊接速度较高的自动焊代替手工电弧焊，都有利于减小焊接变形。另外采用逐步退焊法、跳焊法、分中对称焊法等施焊方法，降低了加热的不均匀性，从而减小焊接变形。
3.采用反变形法
根据经验，预先人为地制造一个变形，使这个变形与焊后的变形方向相反而数值相等，从而消除焊接变形。
4.刚性固定法
将焊件固定在具有足够刚性的基础上，焊接时，焊件不能移动。这种方法并不能完全消除焊接变形。对弯曲、角变形及波浪变形效果较好。此外通过预热或强制冷却等方法也能降低残余变形。
1.3.8典型焊接接头的残余应力分布
在实际的焊接结构中，残余应力分布是十分复杂的，只能根据典型焊接接头中的残余应力作定性分析。
对接接头中的焊缝纵向残余应力分布如图1.23(a)所示。在焊缝及热影响区为残余拉伸应力，并常达到材料的屈服极限，而在其它区域为残余压应力。焊缝纵向残余应力及焊缝长度分布如图1.15(b)所示。
对接接头中的焊缝横向残余应力数值是很大的，有时也可能达到材料的屈服极限，它与焊件的板宽、定位焊位置、施焊方向及施焊顺序有关。焊缝横向残余应力沿板厚方向分布如图1.23（c）所示。沿焊缝长度方向的分布如图1.23(d)所示。即焊缝中心残余应力为最大值，而距焊缝中心不远就很快减小。
(a) 纵向残余应力沿板宽方向的分布(b) 纵向残余应力沿焊缝长度方向的分布
? 横向残余应力沿板宽方向的分布(d)横向残余应力沿焊缝长度方向的分布
图1.23 对接接头的残余应力分布
角接接头中的纵向残余应力分布如图1.24所示。
图1.24 角接接头中的纵向残余应力分布
1.4弧焊电源
1.4.1弧焊电源基本知识
1.电源静特性
在稳定状态下弧焊电源的输出电压与输出电流的关系曲线称为弧焊电源的静特性，也称为弧焊电源的外特性。弧焊电源的外特性分为平特性和下降特性两大类。平特性又称为恒压特性。下降特性又分为缓降特性、陡降特性以及垂降特性三种。其中垂降特性又称之为恒流特性。弧焊电源的各种常见外特性曲线如图1.25所示。
图1.25 弧焊电源的各种常见外特性曲线
2.负载持续率DY
负载工作的持续时间与全周期时间的比值称为负载持续率D Y。全周期时间或称工作周期括负载持续时间与休息时间。GB8118—87规定工作周期为5、10、20min与连续。负载持续率是设计焊机时用以表明某种服务类型的重要参数，介于0与1之间，用百分数表示。按GB8118—87规定为35%、60%、100%三种。弧焊电源的额定电流就是该负载持续率条件下的最大输出电流。实际工作时间与工作周期之比称为实际负载持续率，不同实际负载持续率条件下允许使用的输出电流可按下式计算：I=（D yr/D Y）1/2I r
式中D yr──额定负载持续率
D Y──实际负载持续率
I r──额定负载持续率时的额定电流
I──实际负载持续率时的允许使用电流
3.弧焊电源系统稳定工作条件
电弧燃烧的稳定状态，即电弧燃烧两个最主要的能量参数I和U的稳定值是由电源外特性和电弧静特性曲线交点决定的，如图1.26所示。在交点处电弧静特性斜率只有大于电源外特性斜率，才是系统的稳定工作点（交点A），交点B由于不满足上述条件不是系统的稳定工作点。
图1.26 系统稳定工作条件图
如果电弧静特性工作部分斜率小于0，弧焊电源外特性必须是下降特性。如果电弧静特性工作部分的斜率大于0，则电源外特性可以是上升的，也可以是平特性。对于等速送丝焊接，当电弧静特性曲线为平的时候，采用缓降外特性电源比陡降外特性能在弧长发生同样波动时获得较大的电流变化，使自身调节作用比较灵敏。当电弧工作在静特性上升段时，则采用上升特性电源（上升斜率不能超过电弧静特性）比用平特性电源能获得更大的电流变化和电弧自身调节灵敏度。因此，一般（长弧焊的）等速送丝焊接均采用缓降特性，甚至平特性，上升特性的电源。
4.弧焊电源动特性
所谓弧焊电源动特性，是指电弧负载状态发生突然变化时，弧焊电源输出电流和电压的响应过程，可以用弧焊电源的输出电流和电压对时间的关系，即U=f（t）、I=f（t）来表示。它说明弧焊电源对负载瞬变的适应能力。
只有出现熔滴短路过度的焊接方法才对弧焊电源有动特性要求。在短路过度的CO2焊接过程中，为了使熔滴过度平稳，减少飞溅，在不同的焊丝直径和焊接规范下，焊接回路应具有合适的短路电流增长速度和短路峰值电流。
1.4.2弧焊机器人配套焊接电源
1.4.
2.1机器人配套弧焊电源的特点
1.控制性能好，具有相当宽的输出量连续调节范围和优良的动态响应指标，既能保证电弧过程的持续稳定，又要便于机器人实时改变焊接规范来控制焊接质量；
2.额定输出功率和负载持续率高，能够适应机器人不停歇地工作。
3.与机器人及其他设备有合适的控制接口和良好的电磁兼容性。
4.外特性控制，通过不同的算法可获得恒流特性、恒压特性和其他不同形式的外特性，以满足各种弧焊方法和场合的需要。
1.4.
2.2机器人配套弧焊电源
弧焊电源的发展经历了机械控制式（弧焊变压器，弧焊整流器）、电磁控制式（磁放大式弧焊整流器，弧焊发电机）、电子控制式（晶体管，晶闸管，逆变式）。弧焊机器人配备的电源为电子控制式。
晶闸管式弧焊电源由于其控制速度慢（毫秒级），它只适合于早期的示教型机器人，焊接的工件简单，焊接过程中焊接参数基本是固定的。
晶体管式弧焊电源分为开关式、模拟式、电子式三种。与晶闸管式弧焊电源相比晶体管式弧焊电源具有良好的控制性能，可获得各种外特性及任意的输出电流波形，焊接参数可任意的无级调节，借助电子电抗器和脉冲波形的控制，可实现少飞溅或无飞溅的焊接，抗干扰
的能力强，曾经作为弧焊机器人的首选电源。但这种弧焊电源存在重量大、效率低的缺点。
逆变式弧焊电源是弧焊电源的最新发展，它是利用逆变技术研制成的一种具有发展前景的弧焊电源。其工作原理如图1.27所示。
图1.19 逆变式弧焊电源的工作原理
传统的弧焊电源三相市电先经过工频变压器降压，然后经过整流器整流输出。逆变式电源，三相工频交流电直接输入整流器整流和电抗器滤波，得到的高压直流电借助大功率电子开关（晶闸管、晶体管或场效应管）的交替开关的作用，又将直流电变换成高频交流电，再经过高频变压器、整流器和电抗器的降压、整流与滤波就得到所需的焊接电流和电压。
由于去掉了工频变压器，与上述两种弧焊电源相比，最明显的特点是重量轻体积小且高效节能。同等容量的逆变焊机体积只有晶闸管整流焊机的1/4，重量为1/3，效率可达85%以上，功率因数接近1。同时控制性能得到改善。主要表现为：良好的动特性和弧焊工艺性能，控制速度大幅度提高，动态响应时间缩短到微秒级，采用波形控制法，可以精确地控制熔滴短路过度的每一阶段，改善熔滴过度，显著减少飞溅；所有的焊接工艺参数均可无级可调；具有多种外特性能适应各种焊接方法和焊接工艺的需要；通过改变控制电路的给定信号，焊机可以获得各种需要的焊接波形，特别适合于软件控制。基于以上特点目前逆变式弧焊电源已成为弧焊机器人的理想配套电源。
焊接电源的外特性
熔化极气体保护焊的焊接电源的外特性可分为三种：平特性（恒压）、陡降特性（恒流）和缓降特性。
焊机的规格取决于焊接电源，主要规格如下:
①.额定电流
焊接电流的指标在此值以下
②.额定输入
是输配电的指标
③.额定使用率
在焊接作业中产生电弧时间与间隙时间相互交替不断重复。
在CO2/MAG焊机中用一个周期决定额定使用率，例如如果额定使用率为60%时，说明有10分之6为额定输出(焊接)电流的时间，10分之4为休息时间，如下图所示:
※实际的焊接电流比额定的电流低时，允许使用率也上升，这时可用下式进行计算:
例如，CO2/MAG半自动焊机的额定输出电流为500A，额定使用率为60%，这时将其作为自动焊机时，使用率为100%(一个周期100%连续有焊接电流)，其使用的焊接电流可用下式求出:
代入具体数字
=500×=388A
所以使用时必须比额定输出500A要低。
焊接技术知识 2016-02-18上海特焊 一、焊接的介绍 焊接：通常是指金属的焊接。是通过加热或加压，或两者同时并用，使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成形方法。 分类：根据焊接过程中加热程度和工艺特点的不同，焊接方法可以分为三大类。 (1)熔焊。将工件焊接处局部加热到熔化状态，形成熔池（通常还加入填充金属），冷却结晶后形成焊缝，被焊工件结合为不可分离的整体。常见的熔焊方法有气焊、电弧焊、电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。 (2)压焊。在焊接过程中无论加热与否，均需要加压的焊接方法。常见的压焊有电阻焊、摩擦焊、冷压焊、扩散焊、爆炸焊等。 (3)钎焊。采用熔点低于被焊金属的钎料（填充金属）熔化之后，填充接头间隙，并与被焊金属相互扩散实现连接。钎焊过程中被焊工件不熔化，且一般没有塑性变形。 焊接生产的特点： (1)节省金属材料，结构重量轻。 (2)以小拼大、化大为小，制造重型、复杂的机器零部件，简化铸造、锻造及切削加工工艺，获得最佳技术经济效果。 (3)焊接接头具有良好的力学性能和密封性。 (4)能够制造双金属结构，使材料的性能得到充分利用。 应用：焊接技术在机器制造、造船工业、建筑工程、电力设备生产、航空及航天工业等应用十分广泛。 不足：焊接技术也还存在一些不足之处，如焊接结构不可拆卸，给维修带来不便；焊接结构中会存在焊接应力和变形；焊接接头的组织性能往往不均匀，并会产生焊接缺陷等。 二、各种焊接技术介绍一、电弧焊 电弧：一种强烈而持久的气体放电现象，正负电极间具有一定的电压，而且两电极间的气体介质应处在电离状态。引燃焊接电弧时，通常是将两电极（一极为工件，另一极为填充金属丝或焊条）
一、焊接基础知识 1、点焊是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。 2、点焊具有（大电流）、（短时间）、（压力）状态下进行焊接的工艺特点。 3、点焊方法按供电方向和一次形成的焊点数量分为（双面单点焊）、（单面双点焊）、（单面单双点焊）、（单面单点焊）、（双面双点焊）和（多点焊）等。 4、点焊的热源是（电阻热）。 5、焊接区的总电阻由（焊件与焊件之间的接触电阻）、（焊件与电极之间的接触电阻）和（焊件本身的内部电阻）等组成。 6、电阻焊分为（点焊）、（凸焊）、（缝焊）和（对焊）等焊接方法。 7、电阻焊是焊件组合后通过电极施加（压力），利用（电流）通过接头的接触及临近区域产生的电阻热进行焊接的方法。 8、凸焊主要用于（螺母）、（螺栓）与板件之间的焊接。 9、点焊的主要焊接参数有（焊接电流）、（焊接时间）和（电极压力）。 10、点焊焊点的八种不可接受缺陷：（虚焊）、（裂纹）、（烧穿）、（边缘焊）、（位置偏差）、（扭曲）、（压痕过深）和（漏焊）。 11、混合气体保护焊最大气孔直径不能超过（1.6mm）。 12、混合气体保护焊同一条焊缝上在（25mm）内所有气孔的直径之和不能大于（6.4mm）。 13、混合气体保护焊焊缝上相邻两个气孔的间距须（大于）最小气孔的直径。 14、焊点质量的检查方法分为（非破坏性检查）和（破坏性检查）。 15、非破坏性检查方法分为（目视检查）和（凿检）。 16、凿检时，凿子在离焊点（3—10mm）处插入至一定深度。 17、凿检时，凿子插入的深度与被检查焊点（内端平齐）。 18、凿检频次每班不少于（3）次。 19、当焊点位置超过理论位置（10mm）时不合格焊点。 20、焊枪需与焊件表面垂直，偏移角度不能超过（25度）。 21、焊机的次级电压不大于（30v）,所以操作者焊接中不会触电。 22、对于虚焊焊点的返修方法有两种： （1）在返修工位用点焊枪进行重新焊接，焊点位置离要求位置须小于（10mm）。 （2）在返修工位如果焊枪焊不到该焊点，则可用（混合气体保护焊）进行（塞焊）补焊，补焊位置必须离返修点（6mm）以内，塞焊孔直径为（5mm）。补焊结束后需对被焊处进行修磨至与板材平滑过渡。 23、对于裂纹焊点的返修，需打磨消除（裂纹），再用（混合气体保护焊）进行补焊，最后修磨（被焊处）至与（板材）平滑过渡。 24、对于焊穿焊点的返修，需先将焊点打磨至发出金属光泽，再用（混合气体保护焊）进行补焊，最后修磨（被焊处）至与（板材）平滑过渡。 25、对于凸焊焊点的返修，在凸焊边缘用（混合气体保护焊）进行（角焊）补焊，焊点宽度（5-8mm），焊点数量与（凸焊数）相同，且沿凸台周围均匀分布。 26、对于虚焊螺柱的返修，用砂纸将虚焊处修磨平整，使用焊接夹具，用（手工螺柱焊枪）进行补焊。 27、对于烧穿螺柱的返修，在螺柱焊接凸台与板材之间用（混合气体保护焊）沿周长对称补焊二点，焊点高度不能超过螺柱焊接凸台高度（3mm），在行穿的板材背面用（混合气体保护焊）进行补焊。 28、在进行螺柱焊时，螺柱焊枪需与焊件垂直，偏移角度不能超过（3度）。 29、螺柱焊属于（电弧焊）。 30、螺柱焊的焊接过程分为（提升）、（引弧）、（通焊接电流）和（下落焊接）。 31、点焊过程中如果焊接电流小，则易发生（焊点虚焊），如果焊接电流大，则易引起（飞贼）、（压痕过深）和（焊穿）等缺陷。 32、点焊过程中，焊接电流指流经（焊接回路）的电流。 33、点焊过程中，焊接时间指每一个焊接循环中，自（焊接电流）接通到停止的（持续）时间。
第四节焊接工艺基础知识 一、焊接接头的种类及接头型式 焊接中，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不同，其接头型式及坡口形式也不同。焊接接头型式有：对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头等。 (一)对接接头 两件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头，叫做对接接头。在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。 钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。 厚度不同的钢板对接的两板厚度差(δ—δ1)不超过表1—2规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选取；否则，应在厚板上作出如图1—8所示的单面或双面削薄；其削薄长度L≥3(δ—δ1)。 图1—8 不同厚度板材的对接 (a)单面削薄，(b)双面削薄 较薄板厚度δ1≤2～5 >5～9 >9～12 >12 允许厚度差(δ—δ1) 1 2 3 4 (二)角接接头 两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头，叫做角接接头，见图1—9。这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。 图1—9 角接接头 (a)I形坡口；(b)带钝边单边V形坡口 (三)T形接头 一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头，见图1—10。 图1—10 T形接头 (四)搭接接头 两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，见图1—11。
图1—11 搭接接头 (a)I形坡口，(b)圆孔内塞焊；(c)长孔内角焊 搭接接头根据其结构形式和对强度的要求，分为不开坡口、圆孔内塞焊和长孔内角焊三种形式，见图1—11。 I形坡口的搭接接头，一般用于厚度12mm以下的钢板，其重叠部分≥2(δ1+δ2)，双面焊接。这种接头用于不重要的结构中。 当遇到重叠部分的面积较大时，可根据板厚及强度要求，分别采用不同大小和数量的圆孔内塞焊或长孔内角焊的接头型式。 二、焊缝坡口的基本形式与尺寸 (一)坡口形式 根据坡口的形状，坡口分成I形(不开坡口)、V形、Y形、双Y形、U形、双U形、单边V形、双单边Y形、J形等各种坡口形式。 V形和Y形坡口的加工和施焊方便(不必翻转焊件)，但焊后容易产生角变形。 双Y形坡口是在V形坡口的基础上发展的。当焊件厚度增大时，采用双Y形代替V形坡口，在同样厚度下，可减少焊缝金属量约1/2，并且可对称施焊，焊后的残余变形较小。缺点是焊接过程中要翻转焊件，在筒形焊件的内部施焊，使劳动条件变差。 U形坡口的填充金属量在焊件厚度相同的条件下比V形坡口小得多，但这种坡口的加工较复杂。 (二)坡口的几何尺寸 (1)坡口面待焊件上的坡口表面叫坡口面。 (2)坡口面角度和坡口角度待加工坡口的端面与坡口面之间的夹角叫坡口面角度，两坡口面之间的夹角叫坡口角度，见图1—12。 (3)根部间隙焊前在接头根部之间预留的空隙叫根部间隙，见图1—12。其作用在于打底焊时能保证根部焊透。根部间隙又叫装配间隙。 (4)钝边焊件开坡口时，沿焊件接头坡口根部的端面直边部分叫钝边，见图1—12。钝边的作用是防止根部烧穿。 (5)根部半径在J形、U形坡口底部的圆角半径叫根部半径(见图1—12)。它的作用是增大坡口根部的空间，以便焊透根部。
1﹒烙铁的种类 (1) 按功率分为﹕低温烙铁﹑高温烙铁和恒温烙铁。 A﹒低温烙铁通常为30W﹑40W﹑60W等，主要用于普通焊接。 B﹒高温烙铁通常指60W或60W以上烙铁﹐主要用于大面积焊接﹐例如﹕电源线的焊接等C﹒恒温烙铁又可分为恒温烙铁和温控烙铁(温控烙铁可以调节温度)温控烙铁主要用于IC 或多脚密集组件的焊接﹐恒温烙铁则主要用于CHIP组件的焊接。 (2) 按烙铁头分为﹕尖嘴烙铁﹑斜口烙铁﹑刀口烙铁。 A﹒尖嘴烙铁﹕用于普通焊接。 B﹒斜口烙铁﹕主要用于CHIP组件焊接。 C﹒刀口烙铁﹕用于IC或者多脚密集组件的焊接 2.烙铁功率与温度的关系﹕ 15W 280℃----400℃20W 290℃----410℃25W 300℃----420℃ 30W 310℃----430℃40W 320℃----440℃50W 320℃----440℃60W 340℃----450℃ 外热式电烙铁 由烙铁头、烙铁芯、外壳、木柄、电源引线、插头等部分组成。由于烙铁头安装在烙铁芯里面，故称为外热式电烙铁。烙铁芯是电烙铁的关键部件，它是将电热丝平行地绕制在一根空心瓷管上构成，中间的云母片绝缘，并引出两根导线与 220V 交流电源连接。外热式电烙铁的规格很多，常用的有 25W、45W、75W、100W 等，功率越大烙铁头的温度也就越高。 内热式电烙铁 由手柄、连接杆、弹簧夹、烙铁芯、烙铁头组成。由于烙铁芯安装在烙铁头里面，因而发热快，热利用率高，因此，称为内热式电烙铁。内热式电烙铁的常用规格为20W、50W 几种。由于它的热效率高，20W 内热式电烙铁就相当于 40W 左右的外热式电烙铁。内热式电烙铁的后端是空心的，用于套接在连接杆上，并且用弹簧夹固定，当需要更换烙铁头时，必须先将弹簧夹退出，同时用钳子夹住烙铁头的前端，慢慢地拔出，切记不能用力过猛，以免损坏连接杆。 恒温电烙铁
焊接工艺基本知识 1什么是焊接接头？它有哪几种类型？ 用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称为接头）。它由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。在焊接结构中焊接接头起两方面的作用，第一是连接作用，即把两焊件连接成一个整体；第二是传力作用，即传递焊件所承受的载荷。 根据GB/T3375—94《焊接名词术语》中的规定，焊接接头可分为10种类型，即对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底接头，如图1。其中以对接接头和T形接头应用最为普遍。
2什么是坡口？常用坡口有哪些形式？ 根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称为坡口。开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。 坡口的形式由 GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》标准制定的：常用的坡口形式有I形坡口、Y型坡口、带钝边U形坡口、双Y形坡口、带钝边单边V形坡口等，见图2。
3表示坡口几何尺寸的参数有哪些？它们各起什么作用？ ⑴坡口面焊件上所开坡口的表面称为坡口面，见图3。
⑵坡口面角度和坡口角度焊件表面的垂直面与坡口面之间的夹角称为坡口面角度，两坡口面之间的夹角称为坡口角度，见图4。
开单面坡口时，坡口角度等于坡口面角度；开双面对称坡口时，坡口角度等于两倍的坡口面角度。坡口角度（或坡口面角度）应保证焊条能自由伸入坡口内部，不和两侧坡口面相碰，但角度太大将会消耗太多的填充材料，并降低劳动生产率。
⑶根部间隙焊前，在接头根部之间预留的空隙称为根部间隙。亦称装配间隙。根部间隙的作用在于焊接底层焊道时，能保证根部可以焊透。因此，根部间隙太小时，将在根部产生焊不透现象；但太大的根部间隙，又会使根部烧穿，形成焊瘤。 ⑷钝边焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分称为钝边。钝边的作用是防止根部烧穿，但钝边值太大，又会使根部焊不透。 ⑸根部半径 U形坡口底部的半径称为根部半径。根部半径的作用是增大坡口根部的横向空间，使焊条能够伸入根部，促使根部焊透。 4试比较Y形、带钝边U形、双Y形三种坡口各自的优缺点？ 当焊件厚度相同时，三种坡口的几何形状见图5。
重庆市国祥工贸有限公司 G X/JZ - CO2气体保护焊接基础要求 编制: 审核: 批准: 受控状态： 发放编号： 20 - - 发20 - - 实施 重庆市国祥工贸有限公司 重庆市国祥工贸有限公司
1.目的： 提高焊接工人的技术认知，规范焊接操作，避免焊接缺陷，提高焊接质量，为焊接工艺流程卡做准备。 2.范围： 适用公司内所有气体保护焊工段。 3.内容： 气体保护焊的工艺参数包括：焊丝直径，焊接电流，电弧电压，焊接速度，焊伸长度，气体流量，电源极性。 我们稍微一个不留神就会对焊缝造成缺陷，即费时又费力，关键是影响你自己的收益。 焊接时眼要准，手要稳，心要平，这是基本条件。 电流： 焊接电流的选择主要跟焊丝直径，焊件厚度，熔深要求，破口形式，熔滴过度形式有关。 电源外特性不变的情况下，改变送丝
速度电弧电压基本不变，焊接电流改变。电流决定送丝速度。 图例：电流对熔深起决定 性影响，电流越大熔 深越深。 每种焊丝直径 都有着合适的电流 范围。 60-130 (A) 1mm 80-160 (A）（本公司在使用） 100-180 (A） 140-260 (A) 电流过大时易烧穿、焊漏、产生裂纹、工件变形、飞溅多、余高凸起、明显感觉到焊枪在推自己的手跳跃的感觉使焊缝不能成型；电流过小时焊不透、夹渣、溶合不良、速度慢、熔深达不到。在保证质量的前提下尽量加大焊接电流来提高生产效率。 电压：
电弧电压影响熔滴过度，飞溅，短路频率，燃烧时间，熔宽，电流一定电压于熔宽成正比。 电压太小焊丝伸入熔池，影响电弧和焊缝易产生气孔;电压过大时会使熔宽增大伤害损害焊缝强度。 电弧电压要和焊接电流相匹配，合适才可以。 电压大时电流也要跟着上调到相应数值，反之电弧电压小焊接电流也要小。 电弧电压和 图例：焊接电流的计算 公式为： 焊接电流200 以下时U=+16±2 焊接电流200 以上时U=+20±2 焊伸长度： 焊伸长度=焊 丝直径的10-12倍 焊伸长度是导电嘴到焊伸末端。
营业手册之工艺术品基础知识 １、基本知识 １－１为什么操作人员要学习技术知识？ 电焊机营销人员应具备的素质： １、熟悉恒进丰下各类型焊机的工艺性能及各项技术参数。 ２、深入用户的焊接现场了解其焊接技术用现状，焊接产品结构特点。 ３、了解用户使用的各类型焊机品种、数量、使用情况。 ４、了解用户推进焊接技术进步，对焊机的需求动向。 ５、向用户介绍目前先进的焊接技术应用状况，优质、高效、低成本的焊接工艺方法。 ６、针对用户的焊接产品，提出为用户赢得较好焊接质量和经济效益的技术改进建议。 ７、将用户的焊接技术难题记录反馈给公司，通过有关技术员尽快解决，赢得用户的信赖。 ８、追踪用户的需求信息，攻克重点用户的营业难题。 ９、能够承办用户一般的焊接技术咨询工作，协助用户解决焊接技术难题。 １０、会调试各类型焊机，会处理一般焊机故障。 １１、能够为用户开办焊工培训班，胜任一般理论授课和实际操作技能培训工作。 １－２什么叫焊接？ 两种或两种以上材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接。１－３什么叫电弧？ 由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象一叫电弧。 １、接电流类可分为：交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。 ２、按电弧的状态可分为：自由电弧和压缩电弧（如等离子弧）。 ３、按电极材料可分为：熔化极电弧和不熔化极电弧。 １－４什么叫母材？ 被焊接的金属------叫做母材。 １－５什么叫熔滴？ 焊丝先端受热后熔化，并向熔池过渡的液态金属——叫熔滴。 １－６什么叫熔池？ 熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分——叫做熔池。 １－７什么叫焊缝？ 焊接后焊件中所形成的结合部分。 １－８什么叫焊缝金属？ 由熔化的母材和填充金属（焊丝、焊条等）凝固后形成的那部分金属。
焊接基础知识问答
焊接基础知识问答 焊接基础知识问答 一、基本知识 1.什么叫焊接? 答：两种或两种以上材质(同种或异种),通过加热或加压或二者并用,来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接. 2.什么叫电弧？ 答：由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象—叫电弧。 〈1〉按电流种类可分为：交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。 〈2〉按电弧的状态可分为：自由电弧和压缩电弧（如等离子弧）。 〈3〉按电极材料可分为：熔化极电弧和不熔化极电弧。 3.什么叫母材？ 答：被焊接的金属---叫做母材。 4.什么叫熔滴？ 答：焊丝先端受热后熔化，并向熔池过渡的液态金属滴---叫做熔滴。 5.什么叫熔池？ 答：熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分---叫做熔池。 6.什么叫焊缝？ 答：焊接后焊件中所形成的结合部分。 7.什么叫焊缝金属？ 答：由熔化的母材和填充金属（焊丝、焊条等）凝固后形成的那部分金属。 8.什么叫保护气体？ 答：焊接中用于保护金属熔滴以及熔池免受外界有害气体（氢、氧、氮）侵入的气体---保护气体。 9.什么叫焊接技术？ 答：各种焊接方法、焊接材料、焊接工艺以及焊接设备等及其基础理论的总称—叫焊接技术。 10.什么叫焊接工艺？它有哪些内容？ 答：焊接过程中的一整套工艺程序及其技术规定。内容包括：焊接方法、焊前准备加工、装配、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、焊接工艺参数以及焊后处理等。 11.什么叫CO2焊接？ 答：用纯度> 99.98% 的CO2做保护气体的熔化极气体保护焊—称为CO2焊。 12.什么叫MAG焊接？ 答：用混合气体75--95% Ar + 25--5 % CO2 ，（标准配比：80%Ar + 20%CO2 ）做保护气体的熔化极气体保护焊—称为MAG焊。 13.什么叫MIG焊接？ 答：〈1〉用高纯度氩气Ar≥ 99.99%做保护气体的熔化极气体保护焊接铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属； 〈2〉用98% Ar + 2%O2 或95%Ar + 5%CO2做保护气体的熔化极气体保护焊接实心不锈钢焊丝的工艺方法--称为MIG焊。 〈3〉用氦+氩惰性混合气做保护的熔化极气体保护焊。 14.什么叫TIG（钨极氩弧焊）焊接？ 答：用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨、锆钨、镧钨）作为不熔化电极的惰性气体保护电弧焊，简
焊接技术基础知识练习 一、选择题 1. ( )通常分为钎焊、熔焊和压焊三大类。 A.自动化焊接B．波峰焊C．锡钎焊D．焊接 2.助焊剂一般是由活化剂、树脂、( )和熔剂四部分组成。 A.乙醇类B．焊剂C扩展剂D．脂类 3.钎焊根据钎料熔点温度小于450℃时称为( )。 A.软焊B．波峰焊C．锡钎焊 D.硬焊 4.( )就是表现钎料迅速地流散在整个接头表面，并通过母材反应扩散成为合金属的能力。 A.软焊B．润湿C锡钎焊D．硬焊 5.锡钎焊的工艺要求不包括：( )。 A.被焊金属材料应具有良好的焊接性 B．被焊金属材料表面应清洁 C．焊接要有适当的温度和较长的焊接时间 D.焊接要有助焊剂和钎料 6.下列不属于锡钎焊工艺要素的是( )。 A.被焊材料的焊接性B．焊接要有适当的湿度C．被焊材料表面清洁D．电烙铁 7.钎料的成分和性能应与被焊金属材料的( )、焊接温度、焊接时间和焊点的机械强度相适应。 A.焊接性B．钎料 C.化学性能D．物理性能 8.( )是应用广泛的普通型电烙铁。 A.外热式电烙铁 B.内热式电烙铁 C.恒温式电烙铁 D.吸锡式电烙铁 9. ( )是手工焊接的基本工具，它的种类有外热式、内热式和恒温式。 A.镊子B．钎料C焊接机D．电烙铁 10．助焊剂是用于锡钎焊的一种非金属的( )物质。 A.固体B．液体C．气体 D.固体和液体 11.助焊剂一般由活性剂、树脂、扩散剂和( )四部分组成。 A．母材B．环氧树脂C．凝固剂D．熔剂 12.( )的主要作用是在焊接过程中除去焊点的氧化膜、保护焊接的质量。 A.活性剂B．扩散剂C．树脂D．熔剂 13.( )是将树脂、活性剂和扩散剂全部熔化为液体焊剂。 A.活性剂B．扩散剂C．树脂D．熔剂 14.凡是用来焊接两种或两种以上的金属使之成为一个整体的金属或合金 都称为( )。 A.钎料B．助焊剂巳凝固剂D熔剂 15.钎料的种类很多，按其组成分为锡铅料、银钎料和( )钎料等 A.铝B．铁C．铜 D.合金 16.在电子仪器仪表装配中一般都选用( )。 A.锡铅钎料B．银基钎料C铜基钎料D．合金钎料 17.浸锡就是在元器件的引线和被焊部位涂上一层锡，以提高导线及元器件的( )。A.焊接性B．钎焊性C．化学性能D．物理性能 18．浸锡就是在元器件的引线和被焊部位涂上一层锡，它能提高导线及元器件的焊接性，防止产生( )、假焊。 A-松动B．虑焊C．高温 D.元器件损坏 19．（）是防止产生虑焊、假焊的有效措施 A．浸锡B．清除氧化层C．剥线 D. 润湿 20．焊接操作的第一步是（） A．准备B．加热C．使钎料熔化 D. 钎料脱落 21．熔化的钎料达到适当的范围之后，焊锡丝要（） A．熔化B．加热C．立即脱离 D. 脱落 22.为了保证电子仪器仪表的可靠性，进行( )是非常必要的，也可以起到防潮湿、防霉菌、防烟雾作用。 A.加热处理B．绝缘处理C清洁处理D．防潮处理 23.绝缘处理是非常必要的，也可以起到防潮湿、防霉菌、( )作用。 A.防腐蚀D．防烟雾C．防灰尘D．防污染 二、判断题 1.锡钎焊是采用锡铅钎料进行焊接、它应用较为广泛。( ) 2.如果钎料和母材在液固体界面不发生作用，则它们之间的润湿性很差。( ) 3.焊接前应清洁整个工件，并在焊接接头上涂上助焊剂，为焊接处能被钎料充分润湿创造条件。( ) 4.在焊接工艺中，被焊金属材料表面要清洁且具有良好的焊接性；要正确选用钎料和助焊剂，时间越长，则效果越好。( ) 5.焊接的操作一般分为准备、加热、焊锡丝熔化、焊锡丝脱离、电烙铁脱离、检查等六个步骤。( ) 6.锡钎焊的焊接条件中，湿润就是表现钎料迅速地流散在整个合金层表面，并通过母材反应扩散为合金金属的能力。( ) 7.助焊剂一般是由无机助焊剂、扩散剂和熔剂四部分组成。( ) 8.焊接工艺要求中，钎料的成分和性能应与被焊金属材料的焊接性、焊接温度、焊接时间和焊点的机械强度相适应。( ) 9.电烙铁是手工焊接的基本工具，它的种类有外热式、内热式和恒温式的。( ) 10.电烙铁是手工焊接的基本工具，其作用是加热钎料和被焊金属。( ) 11.钎料的种类很多，按其熔点可分为软钎料和硬钎料。( ) 12.浸锡就是在元器件的引线和被焊部位涂上一层锡，它能提高导线及元器件的焊接性，防止产生印制电路板过热。( ) 13.在钎料硬化前，不要挪动焊接部位。( ) 14.为了保证电子仪器仪表装配的可靠性，进行绝缘处理是非常必要的，也可起到防潮湿、防霉菌、防静电作用。( )
四川格来消防电器设备有限公司手工焊接技术基础知识 文件编号：Q/GL-JS-03 文件版本：第一版 编制日期： 拟制： 审批：
手工焊接技术基础知识 在电子产品中，元器件的连接处需要焊接。焊接的质量对制作的质量影响极大。所以，必须掌握焊接技术，练好焊接基本功。 一、焊接工具：烙铁、烙铁架、焊锡丝及锡丝架、钳子、镊子等 1、电烙铁 电烙铁是最常用的焊接工具。我们使用20W内热式电烙铁。如图1。 图1 a)准备：罗铁头镀锡：新烙铁使用前，应用细砂纸将烙铁头打光亮，通电烧热，蘸上松香后用烙铁头刃 面接触焊锡丝，使烙铁头上均匀地镀上一层锡。这样做，可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。旧的烙铁头如严重氧化而发黑，可用钢挫挫去表层氧化物，使其露出金属光泽后，重新镀锡，才能使用。 b)安全检查：电烙铁要用220V交流电源，使用时要特别注意安全。应认真做到以下几点： ●电烙铁插头应使用三极插头。应要使外壳妥善接地。 ●使用前，应认真检查电源插头、电源线有无损坏。并检查烙铁头是否松动。 ●电烙铁使用中，不能用力敲击。要防止跌落。烙铁头上焊锡过多时，可用布擦掉。不可乱甩，以防烫伤他人。 ●焊接过程中，烙铁不能到处乱放。不焊时，应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生事故。 ●使用结束后，应及时切断电源，拔下电源插头。冷却后，再将电烙铁收回工具箱。 2、焊锡和助焊剂 焊接时，还需要焊锡和助焊剂。 （1）焊锡：焊接电子元件，一般采用有松香芯的焊锡丝。这种焊锡丝，熔点较低，而且内含松香助焊剂，使用极为方便。
（2）助焊剂：常用的助焊剂是松香或松香水（将松香溶于酒精中3：7）。使用助焊剂，可以帮助清除金属表面的氧化物，利于焊接，又可保护烙铁头。焊接较大元件或导线时，也可采用焊锡膏。但它有一定腐蚀性，焊接后应及时清除残留物。 3、辅助工具 为了方便焊接操作常采用尖嘴钳、偏口钳（斜口钳）、镊子和小刀等做为辅助工具。应学会正确使用这些工具。 尖嘴钳偏口钳镊子小刀 图2 辅助工具 二、焊前处理 焊接前，应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊前处理（见图3）。 1、清除焊接部位的氧化层及及元件镀锡 （一般新的电路板由于采用防氧化包装，可省去此步，但个别大型元件应注意需检查焊接部位的氧化情况） a)可用断锯条制成小刀。刮去金属引线表面的氧化层，使引脚露出金属光泽。印刷电 路板可用细纱纸将铜箔打光后，涂上一层松香酒精溶液。 b)元件镀锡 c)在刮净的引线上镀锡。可将引线蘸一下松香酒精溶液后，将带锡的热烙铁头压 在引线上，并转动引线。即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。导线焊接前，应 将绝缘外皮剥去，再经过上面两项处理，才能正式焊接。若是多股金属丝的导线， 打光后应先拧在一起，然后再镀锡。
焊接技术知识88条 1、什么是直流焊机的正接、反接法？用途有何不同？ 答： （1）当焊接工件接正级，焊条接负极时称正接法，这时电弧中的热量大部分集中在工件上，这种接法多用于焊接较厚的工件； （2）当工件接负极时，焊条接正极则称反接法，用于焊接较薄的钢制工件和有色金属件等。 2、电焊条的组成及各组成部分的功能？ 答：电焊条由焊芯和药皮组成。 焊芯有两个功能，一是传导焊接电流，在焊条端部形成电弧；二是焊芯自身熔化，冷却后形成焊缝中的熔敷金属。药皮主要是为满足焊接工艺的需要，以保证熔敷金属具有一定的成分和性能。 3、什么叫冷裂纹，焊接哪些钢容易产生这种裂纹？ 答：通常把焊接接头冷却到Ms点以下时，出现的裂纹称为冷裂纹。 当碳当量等于或大于0.40％的低合金钢，中、高碳钢、合金钢、工具钢和超高强钢等焊接时都有冷裂倾向。 4、氢、氧、氮在焊接冶金反应过程中有哪些危害？ 答：氢能产生气孔、冷脆、冷裂纹等缺陷。氧能使焊缝机械性能下降，特别使塑性和韧性严重下降，而且还能和碳化合生成一氧化碳气孔。氮使焊缝金属强度提高，塑性降低，也能使焊缝产生气孔。 5、灰口铸铁有什么特点？ 答：灰口铸铁中碳元素大部分以片状石墨形式存在，断口呈灰暗，性质软而脆，不易焊接，抗拉强度低，具有良好的铸造和切削加工性，良好的耐磨性和消震性。 6、什么是焊接电弧？ 答：焊接电弧是由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与焊件间，在气体介质中，产生强烈而持久的放电现象。 7、什么是碳素结构钢？ 答：碳素结构钢（简称碳钢）是指含碳量低于2%，并含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧(O)等杂质元素的合金。 8、焊条选择的基本原则是什么？ 答：对碳钢和低合金结构钢主要按等强度原则来选择焊条的强度级别，如结422用来焊接35公斤级10、20、Q235等钢种。一般结构钢选用酸性焊条，重要结构钢应选用抗裂性较好的碱性焊条。 对耐热钢和和不锈钢（属于合金钢）的焊接，为保证焊接接头高温性能和耐腐蚀性能，应选用熔敷金属化学成分与母材相同或相近的焊条，即按等成分原则选用焊条。 9、试述什么情况下需进行焊后热处理？ 答：强度级别较高，且具有延迟裂纹倾向的低合金高强度钢； 焊接那些在低温下使用的容器及其他焊接结构；
一、无损检测基础知识 1.1无损检测概况 1.1.1无损检测的定义和分类 什么叫无损检测，从文字上面理解，无损检测就是指在不损坏试件的前提下，对试件进行检查和测试的方法。但是这并不是严格意义上的无损检测的定义，对现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构、性质、状态进行检查和测试的方法。在无损检测技术发展过程中出现三个名称，即：无损探伤(Non-destructive lnspction)，无损检测(Non-destructive Testing)，无损评价( Non-destructive Evaluation)。一般认为，这三个名称体现了无损检测技术发展的三个阶段，其中无损探伤是早期阶段的名称，其内涵是探测和发现缺陷；无损检测是当前阶段的名称，其内涵不仅仅是探测缺陷，还包括探测试件的一些其它信息。而无损评价则是即将进入或正在进入的发展阶段，无损评价包涵更广泛，更深刻的内容，它不仅要求发现缺陷，探测试件的结构、性质、状态，还要求获取全面的、更准确的、综合的信息。 射线检测（Radiographyic Testing,,简称RT），超声波检测(Uitrasonic Testing，简称UT)，磁粉检测（Magnetic Testing 简称MT）,渗透检测（Penetrant Testing,简称PT）是开发较早，应用较广泛的探测缺陷的方法，称为四大常规检测方法，到目前为止，这四种方法仍是锅炉压力容器制造质量检验和再用检验最常用的无损检测方法，其中RT和UT 主要用于检测试件内部缺陷。PT主要用于检测试件表面缺陷，MT主要用于检测试件表面及近表面缺陷。其它用于锅炉压力容器的无损检测方法有涡流检测（Eddy current Testing,简称ET）、声发射检测（Acoustic Emission,简称AE）。 1.1.2无损检测的目的 用无损检测技术，通常是为了达到以下目的： 1、保证产品质量； 2、保障使用安全； 3、改进制造工艺； 4、降低生产成本。 1.1.3无损检测应用的特点 无损检测应用时，应掌握以下几个方面的特点： 1、无损检测要与破坏性检测配合； 2、正确选用实施无损检测的时机； 3、正确选用最适当的无损检测方法；
绪论 1）材料连接：材料通过机械、物理、化学和冶金方式，由简单型材或零件连接成复杂零件和机械部件的工艺过程。 2）冶金连接成型是：通过加热或加压（两者并用）使两个分离表面的原子达到晶格距离，并形成金属键而获得不可拆接头的工艺过程。主要用于：金属材料及金属结构的连接，通常称为焊接。 为了克服阻碍材料表面紧密接触的各种因素，在连接工艺上主要采取以下两种措施： A对被连接的材质施加压力B对被连接的材质加热（局部或整体） 3）焊接方法分类：熔化焊、压力焊、钎焊；冶金角度分为：液相连接、固相连接、液-固相连接 熔化焊属液相连接、压力焊属固相连接、钎焊属液-固相连接 第一章熔化焊的本质是小熔池熔炼和铸造。 1）焊接过程所采用的能源主要是热能和机械能。对于熔化焊来说，主要采用热能 2）焊接热源：①电弧热（手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊②电阻热（电阻焊、电渣焊③高频热源（钎焊）④摩擦热（摩擦焊）⑤等离子弧（等离子弧焊接⑥电子束（电子束焊⑦激光束（激光焊⑧化学热（气焊、热剂焊）3）理想的焊接热源：应具有加热面积小、功率密度高和加热温度高等特点 4）真正的热效率：用于熔化金属形成焊缝的热量所占的比例。（热效率：加热焊件所吸收的热量所占的比例） 5）温度场：某瞬时焊件上各点温度的分布称为温度场。 6）焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程称为焊接热循环 决定焊接热循环特征的基本参数：加热速度wH、最高加热温度Tm、在相变温度以上停留的时间tH、冷却速度wc 焊接热循环的影响因素：材质的影响、接头形状尺寸的影响、焊道长度的影响、预热温度的影响、线能量的影响 7)多层焊：前一层焊道对后一层焊道起预热作用；后一层焊道对前一层焊道起后热作用。 8）焊条熔化：①焊条金属的平均熔化速度gM：在单位时间内熔化的焊芯质量或长度，与焊接电流成正比； ②损失系数ψ：在焊接过程中由于飞溅，氧化和蒸发而损失的金属质量与熔化的焊芯质量之比 ③焊条金属平均熔敷系数gH：单位时间内真正进入焊接熔池的那部分金属质量 gH=（1-ψ）gM 9）熔池：母材上由熔化的焊条金属与局部熔化的母材共同组成的具有一定几何形状的液体金属区域称为熔池熔滴：焊条端部熔化形成的滴状液态金属称为熔滴。熔滴过渡三种形式：短路过渡、颗粒过渡、附壁过渡 熔渣：药皮熔化反应之后的产物，两种过渡方式：一是以薄膜形式包在熔滴外面或夹在熔滴内同熔滴一起落入熔池： 二是直接从焊条端部流入熔池或以滴状落入熔池 10）熔化焊过程中所采用的保护方式：渣保护、气保护、渣气联合保护 11）焊接的接头组成：焊缝、（熔合区）、热影响区。 焊接的接头的形成过程：焊接热过程、焊接化学冶金过程、熔池凝固和相变过程 熔化焊焊接接头形式：对接接头、角接头、丁字接头、搭接接头 13）熔合比：在焊缝金属中局部熔化母材所占的比例，称为熔合比。 14）焊接性：是指金属材料（同种或异种）在一定焊接工艺条件下，能够焊成满足结构和使用要求的焊件能力。其具体包括：结合性能，即焊接时形成缺陷的敏感性，也称工艺焊接性；使用性能，即焊成的焊接接头满足使用要求 的程度，称为焊接性 15）熔化焊焊接材料：焊条（焊条由焊芯和药皮两部分组成）、焊剂、焊丝、保护气 16）焊芯的作用：a作为电极，起导电作用，产生电弧，提供焊接热源b 焊芯受热熔化成为焊缝的填充金属c 药皮的作用：a保护作用b冶金作用c改善焊接工艺性 17）焊条选用原则：是要求焊缝和母材具有相同水平的使用性能（等强度、等成分） 18）焊接熔渣：焊接时焊条药皮或焊剂熔化后，经过一系列化学变化形成的覆盖在焊缝表面上的非金属物质称为焊接熔渣焊接熔渣在焊接过程中有机械保护作用，改善焊接工艺性能和冶金处理作用 长渣：把粘度随温度变化而缓慢变化的熔渣称为长渣 短渣：一般把黏度随温度变化而急剧变化的熔渣称为短渣 19）焊接化学冶金反应包括：药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区 20）电弧气氛中的H主要来源于焊接材料中的水分及有机物，吸附水和结晶水，表面杂质及空气中的水分等焊接气氛中的H的存在形式有扩散氢和残余氢 21）焊接区的N来源于焊接区周围的空气，O主要来源于焊接材料 22）脱氧剂的选择原则：a在焊接温度下脱氧剂对氧的亲合力必须比被焊金属大 b脱氧产物应熔点低，不溶于液态金属，且其密度也应小于液态金属的密度 23）脱氧反应按其进行的方式和特点分为先期脱氧、沉淀脱氧和扩散脱氧： 先期脱氧：在焊条药皮加热阶段，固态药皮中进行的脱氧反应；
焊工基础知识培训手册 第一章焊接过程基本理论及分类 焊接是通过加热或加压，或两者兼用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法叫做焊接。 焊接是一种生产不可拆卸的结构的工艺方法。随着近代科学技术的发展，焊接已发展成为一门独立的科学，焊接不仅可以解决各种钢材的连接，还可以解决铝、铜等有色金属及钛等特种金属材料的连接，因而已广泛用于国民经济的各个领域，如机械制造、造船、海洋开发、汽车制造、石油化工、航天技术、原子能、电力、电子技术及建筑等部门。据统计，每年仅需要进行焊接加工之后、使用的钢材就占钢材总产量的55%左右。可见焊接技术应用的前景是很广阔的。 一、焊接分类 焊接时的工艺特点和母材金属所处的状态，可以把焊接方法分成熔焊、压焊和钎焊三类，金属焊接的分类如下： 1.熔焊：焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力的焊接方法，称为熔焊。 熔焊是目前应用最广泛的焊接方法。最常用的有手工电弧焊，埋弧焊，CO2气体保护焊及手工钨极氩弧焊弧焊等。 2.压焊：焊接过程中，必须对焊件施加压力，加热或不加热的焊接方法，称为压焊。压焊两种形式： （1）被焊金属的接触部位加热至塑性状态，或局部熔化状态，然后加一定的压力，使金属原子间相互结合形成焊接接头，如电阻焊、摩擦焊等。 （2）加热，仅在被焊金属接触面上施加足够大的压力，借助于压力引起的塑性变形，原子相互接近，从而获得牢固的压挤接头，如冷压焊、超声波焊、爆炸焊等。 3.钎焊：采用熔点比母材低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，但低于母材熔点的温度，利用毛细作用使液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，连接焊件的方法，称为钎焊。钎焊分为如下两种： （1）软钎焊用熔点低于4500C的钎料（铅、锡合金为主）进行焊接，接头强度较低。（2）硬钎焊用熔点高于4500C的钎焊（铜、银、镍合金为主）进行焊接，接头强度较高。
1 焊接工艺基础知识 1.1 焊接接头的种类及接头型式 用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称为接头）。它由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。在焊接结构中焊接接头起两方面的作用，第一是连接作用，即把两焊件连接成一个整体；第二是传力作用，即传递焊件所承受的载荷。 根据GB/T3375—94《焊接名词术语》中的规定，焊接接头可分为10种类型，即对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底接头，如图1。其中以对接接头和T形接头应用最为普遍。 (一)对接接头 两件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头，叫做对接接头。在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。 钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。 厚度不同的钢板对接的两板厚度差(δ—δ1)不超过表1—1规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选取；否则，应在厚板上作出如图1—1所示的单面或双面削薄；其削薄长度L≥3(δ—δ1)。 图1—1 不同厚度板材的对接 (a)单面削薄， (b)双面削薄 两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头，叫做角接接头，见图1—2。这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。
图1—2 角接接头 (a)I形坡口；(b)带钝边单边V形坡口 (三)T形接头 一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头，见图1—3。 图1—3 T形接头 (四)搭接接头 两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，见图1—4。 图1—4 搭接接头 (a)I形坡口， (b)圆孔内塞焊； (c)长孔内角焊 搭接接头根据其结构形式和对强度的要求，分为不开坡口、圆孔内塞焊和长孔内角焊三种形式，见图1—4。 I形坡口的搭接接头，一般用于厚度12mm以下的钢板，其重叠部分≥2(δ1+δ2)，双面焊接。这种接头用于不重要的结构中。 当遇到重叠部分的面积较大时，可根据板厚及强度要求，分别采用不同大小和数量的圆孔内塞焊或长孔内角焊的接头型式。 1.2焊缝坡口的基本形式与尺寸 根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称为坡口。开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。 (一)坡口形式 坡口的形式由 GB985—88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》标准制定的：根据坡口的形状，坡口分成I形(不开坡口)、V形、Y形、双Y形、U形、双U形、单边V形、双单边Y形、J 形等各种坡口形式。
电焊技能基础知识 电焊技术要领; 主要是实践。实践出真理! 电焊（手工焊）有哪几种焊法？ 1：平焊或转动2：横焊或垂直固定3：立焊4：仰焊5：水平固定6：45°固定5X：立焊（向下）⊥：角焊缝电焊焊立缝时,怎么个法焊最平面? 立焊用连弧焊成型比较好,电流比平焊的电流小10%,角度为70至75度左右. 我们一般用锯齿形和月牙形运条方法,主要是自己自己适用就行. 焊立缝的时候有时会有小裂缝是怎么回事? 出现裂缝的原因可能是多方面的，可从以下几方面查找： 1.材质是哪类，据此应选择匹配的焊接材料； 2. 根据材料及接头形式，选择合适的焊接施工规，必要时要通过试验确定焊接施工工艺参数，多道焊时还要注意控制层间温度 3. 根据经验，如此厚的两个件焊接，应该焊前进行预热。 请教焊接后钢管出现裂缝的原因和解决办法 出现裂缝的原因: 1.焊缝收缩应力太大，容易产生缓慢裂纹。 2.焊缝受热不均匀，容易发生脆性。 3.焊接方法和顺序不合理。 4.层间温度控制不好。 防止措施： 1.首先要选择合理的焊接顺序，采用对称焊。 2.多层多道焊，焊完每一道焊缝（别是打底焊）时要认真处理好焊缝表面的焊渣、氧化皮，以防止赃物在下一层焊缝中形成缺陷。 3.调整冷却速度，冷却越快，变形越大。结晶裂纹倾向也越大。 4.焊后消除残余应力。 电焊怎么焊才能焊平? 总是焊完铁上一个大棱不好看还不结实, 是怎么回事? 首先解决不结实.你要了解电焊的原理.说简单点. 你只要把握好熔池就可以.，熔池就是：头上的红圈. 它到哪哪就化。解决不结实. 简单的方法是打坡口斜30度磨钝边. 母材对上时留的缝隙可以划过打底的焊条就可以...... 电焊的弧光很强烈，可使人短暂失眠。左手拿门镜（就是面具）右手焊枪。看得清楚焊条熔化后的铁水对学电焊有很大的帮助，学得更快。 什么叫焊接? 焊接就是利用电焊，气焊，氩弧等将母材加热至一定温度，然后添加焊丝或不加焊丝将两个母材熔合在一起。 初学电焊者最先学到的就是平焊了,其实平焊是电焊运条中最简单的一种就是入门最基本的基础 其次是立旱、仰旱,其实电焊并不是很难学在实际操作中理论基本用不上只是在考证时需要,学电焊我认为最重要的是要练习, 1、熟悉有关的焊接工程术语，了解焊接常用材料的基础知识； 2、通过训练，初步获得焊接的基本工艺知识； 3、掌握焊接生产过程的基本概念，了解焊接技术的实际知识，为以后课程打下基础； 4、了解焊接的安全技术知识，做到安全训练；； （二）学习难点 1、焊接电弧的组成及溶池的组成；
目录 1、电阻焊的应用及发展 (1) 1.1电阻焊的应用现状 (1) 1.2电阻焊设备的发展及现状 (2) 2、电阻焊及其焊接原理 (3) 2.1电阻焊定义 (3) 2.2电阻焊形成的几个阶段 (3) 2.3影响电阻焊焊接的因素 (4) 2.3.1 电阻 (4) 2.3.2 电流密度和工件表面 (4) 2.3.3电极压力 (5) 2.3.4通电时间和电极材料及端面形状 (5) 3、电阻焊的分类和优缺点 (6) 3.1电阻焊的优缺点 (6) 3.1.1电阻焊优点： (6) 3.1.2电阻焊缺点： (6) 3.2电阻焊的分类 (6) 3.2.1点焊 (7) 3.2.2缝焊 ............................................................ 错误！未定义书签。 3.2.3对焊 (9) 3.3.4凸焊 (10) 4、电阻焊常用设备 (11) 4.1点焊机 (11) 4.2对焊机 (11)
5、电阻焊常见故障与焊接检验 (13) 5.1焊点常见故障 (13) 5.2电阻焊焊接检验 (14) 结束语 (15) 参考文献 (16)
1 电阻焊焊接原理 [摘 要]：电阻焊作为一种高效、廉价且机械化和自动化程度较高的连接技术，工业中得到了广泛的应用。电阻焊在工业中各个领域都占了相当重要且相当数量比例的地位。本文介绍了国内外电阻焊设备的发展现状，并对我国电阻设备的发展前景进行分析。着重介绍了电阻焊焊接原理、电阻焊的常用设备以及主要参数对焊接的影响。 [关键词]： 电阻焊；应用发展；焊接；电极； 1、电阻焊的应用及发展 1.1电阻焊的应用现状 电阻焊一经出现，便因其生产效率高、焊接质量容易得到保证、易实现机械化、自动化，在焊接领域中得到了广泛的应用。随着科学术的不断发展，对产品质量要求的不断提高，尤其是在大量使用电阻焊设备的汽车工业中出现的复合板、高合金钢及各种有色金属材料，对电阻焊设备提出了新的要求。电阻焊设备需要解决的主要问题是：提高生产效率、保证质量监控、新型材料电阻焊、节约能源。 电阻点焊在汽车白车身焊装中占据主导地位，其中一辆轿车的白车身上焊点数：3000~5000个，电阻电焊的汽车白车身以及薄板件的生存如图1-1。此外，电阻焊适用于各种薄板构件的生产，如：轿车外壳拼装，仪表柜、钢家俱的生产；油桶、油箱、化工原料盛器、食品罐等[1]。 图1-1 电阻焊接件