焊接成形过程(三)
仪器信息网 · 2009-03-30 19:49 · 5520 次点击
1.3压焊
(1)电阻焊
电阻焊又称接触焊,它是利用电流通过焊接接头的接触面时产生的电阻热将焊件局部加热到熔化或塑性状态,在压力下,形成焊接接头的压焊方法。
电阻焊按接头形式的不同,可分为点焊、缝焊、对焊三种。
1)点焊点焊是利用柱状铜合金电极,在两块搭接焊件接触面之间形成焊点,而将工件连接在一起的焊接方法。
2)缝焊缝焊的焊接过程与点焊相似,只是用转动的圆盘状电极取代点焊时所用的柱状电极,焊接时,圆盘状电极压紧焊件并转动,依靠摩擦力带动焊件向前移动,配合断续通电,形成许多连续并彼此重叠的焊点,焊点相互重叠约50%以上。
3)对焊对焊是把焊件装配成对接的接头,使其端面紧密接触,利用电阻热加热至塑性状态,然后迅速施加顶锻力完成焊接的方法。根据焊接过程不同,又可分为电阻对焊和闪光对焊。
(2)摩擦焊
摩擦焊是利用工件接触面摩擦产生的热量为热源,将工件端面加热到塑性状态,然后在压力下使金属连接在一起的焊接方法。
1)摩擦焊焊接过程。
2)摩擦焊的特点及应用
①焊接接头品质好且稳定②焊接生产率高③可焊材料种类广泛④焊机设备简单,功率小,电能消耗少。
1.4钎焊
钎焊是利用熔点比焊件金属低的钎料作填充金属,适当加热后,钎料熔化将处于固态的焊件粘接起来的一种焊接方法。
(1)钎焊过程
钎焊过程是将表面清洗好的焊件以搭配形式装配在一起,把钎料放在装配间隙内或间隙附近,然后加热,使钎料熔化(焊件未熔化)并借助毛细管作用被吸人和充满固态焊件的间隙之内,被焊金属和钎料在间隙内进行相互扩散,凝固后,即形成钎焊接头。
(2)钎焊的分类
根据钎料熔点的不同,钎焊可分为硬钎焊和软钎焊两大类
(3)钎焊的特点及应用
与一般焊接方法相比,钎焊只需填充金属熔化,因此焊件加热温度较低,焊件的应力和变形较小,对材料的组织和性能影响较小,易于保证焊件尺寸。钎焊还可以连接不同的金属,或金属与非金属的焊件,设备简单。钎焊的主要缺点是接头强度较低,钎焊接头工作温度不高,钎焊前对焊件的清洗和装配工作都要求较严。此外,钎料价格高,因此钎焊的成本较高。
1.5常用金属材料的焊接
(1)碳钢的焊接
①低碳钢的焊接
低碳钢中碳质量分数小于0.25%,塑性好,一般没有淬硬倾向,对焊接热过程不敏感,焊接性良好。通常情况下,焊接不需要采取特殊技术措施,选用各种焊接方法都容易获得优质焊接接头。但是,在低温下焊接刚性较大的低碳钢结构时,应考虑采取焊前预热,以防止裂纹的产生。厚度大于50mm的低碳钢结构或压力容器等重要构件,焊后要进行去应力退火处理。电渣焊的焊件,焊后要进行正火处理。
②中、高碳钢的焊接
中碳钢中碳的质量分数20c:0.25%—0.6%,因此,碳当量偏高,随着碳的质量分数增加,焊接性能逐渐变差。焊接中碳钢时的主要问题是:①焊缝易形成气孔;②缝焊及焊接热影响区易产生碎硬组织和裂纹。
(2)普通低合金钢的焊接
普通低合金钢在焊接生产中应用较为广泛,它按屈服强度分为六个强度等级。
(3)奥氏体不锈钢的焊接
奥氏体不锈钢的焊接性能良好,焊接时一般不需要采取特殊技术措施,主要应防止晶界腐蚀和热裂纹。
1)焊接接头的晶界腐蚀晶界腐蚀是不锈钢焊接过程中在450—800oC温度范围内长时间停留时,晶界处将析出铬的碳化物,致使晶粒边界出现贫铬,当晶界附近的金属含铬量低于临界值12%时,便会发生明显的晶界腐蚀,使焊接接头耐腐蚀性严重降低的现象。因此,不锈钢焊接时,为防止焊接接头的晶界腐蚀,应该采取的技术措施是:
①合理选择母材②选择超低碳焊条,减少焊缝金属的含碳量,减少和避免形成铬的碳化物,从而降低晶界腐蚀倾向。③采取合理的焊接过程和规范④焊后进行热处理
2)焊接接头的热裂纹奥氏体不锈钢由于本身导热系数小,线膨胀系数大,焊接条件下会形成较大拉应力,同时晶界处可能形成低熔点共晶,导致焊接时容易出现热裂纹。因此,为了防止接接头热裂纹,一般应采取的措施是:
①减少杂质来源,避免焊缝中杂质的偏析和聚集。
②加入一定量的铁素体形成元素,如Mo、Nb等,使焊缝成为奥氏体+铁素体双相组织,防止柱状晶的形成。
③采取合理的焊接过程和规范采用小电流、快速焊、不横向摆动,以减少母材向熔池的过渡。
奥氏体不锈钢焊接方法主要有手工电弧焊、手工钨极氩弧焊、埋弧焊等。
(4)铸铁的焊补
铸铁含碳量高,组织不均匀,焊接性能差,所以不应考虑铸铁的焊接构件。但铸铁件生产中出现的铸造缺陷及零件在使用过程中发生的局部损坏和断裂,如能焊补,其经济效益也是显著的。铸铁焊补的主要困难是:
1)焊接接头易产生白口组织,硬度很高,焊后很难进行机械加工。
2)焊接接头易产生裂纹,铸铁焊补时,其危害性比形成白口组织大。
3)在焊缝易出现气孔铸铁含碳量高,焊接过程中熔池中碳和氧发生反应,生成大量CO气体,若来不及从熔池中排出而存留在焊缝中,便形成了气孔。
(5)铝及铝合金的焊接
铝及铝合金的焊接性较差。
1)焊接特点
①易氧化②易形成气孔③易变形、开裂④操作困难
2)焊接过程措施及焊接方法
铝和铝合金的焊接常用氩弧焊、气焊、电阻焊和钎焊等方法。其中氩弧焊应用最广,气焊仅用于焊接厚度不大的一般构件。
铝及铝合金的焊接无论采用哪种焊接方法,焊前都必须进行氧化膜和油污的清理。清理品质的好坏将直接影响焊缝品质。
(6)铜及铜合金的焊接
1)焊接特点铜及铜合金属于焊接性差的金属,其焊接特点是:
①难熔合
②易变形开裂
③易形成气孔和产生氢脆现象
2)焊接方法及技术要点导热性强、易氧化、易吸氢是焊接铜及其合金时应解决的主要问题。目前焊接铜及其合金较理想的方法是氩弧焊。对品质要求不高时,也常采用气焊,手工电弧焊和钎焊等。
1.6塑料的焊接
将分离的塑料用局部加热或加压等手段,利用热熔状态的塑料大分子在焊接压力作用下相互扩散,产生范德华作用力,从而紧密地连接在一起,形成永久性接头的过程称为塑料的焊接。
塑料焊接可以使用焊条作为填充焊料,也可以直接加热焊件而不使用填充焊料。为了保证焊接品质,焊接表面必须清洁,不被污染,因此,常在焊接前对焊接表面做脱脂去污处理。绝大多数情况下,焊接表面还必须做平整与平行加工处理和加工坡口。