焊接技术方法的选择-河北万永机械设备制造有限公司
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焊接技术方法的选择

2020-01-04 11:35:51

焊丝层绕机

1.产品特点
(1)产品结构类型焊接的产品按结构特点大致可分为以四大类。

1)结构类如桥梁、建筑工程、石油化工容器等。

2)机构零件类如汽车零部件等。

3)半成品类如工字梁、管子等。

4)微电子器件类。
  这些不同结构的产品由于焊缝的长短、形状、焊接位置等各不相同,因而适用的焊接方法也会不同。

结构类产品中规则的长焊缝和环缝宜用埋弧焊。手弧焊用于打底焊和短焊缝焊接。机械类产品接头一般较短,根据其准确度要求,选用气体保护焊(一般厚度)、电渣焊、气电焊(重型构件宜于立焊的)、电阻焊(薄板件)、摩擦焊(圆形断面)或电子束焊(有高精度要求的)。半成品类的产品的焊接接头往往是规则的,宜采用适于机械化的焊接方法,如埋弧焊、气体保护电弧焊、高频焊。微型电子器件的接头主要要求密封、导电性、受热程度小等,因此宜用电子束焊、超声波焊、扩散焊、钎焊和电容储能焊。

如上述,对于不同结构的产品通常有几种焊接方法可供选择,因此还要综合考虑产品的以下其它特点。

2)工件厚度工件的厚度可在程度上决定所适用的焊接方法。每种焊接方法由于所用热源不同,都有适用的材料厚度范围。在推荐的厚度范围内焊接时较易控制焊接质量和保持合理的生产率。

3)接头型式和焊接位置根据产品的使用要求和所用母材的厚度及形状,设计的产品可采用对接、搭接、角接等几种类型的接头型式。其中对接型式适用于大多数焊接方法。钎焊一般只适于连接面积比较大而材料厚度较小的搭接接头
  产品中各个接头的位置往往根据产品的结构要求和受力情况决定。这些接头可能需要在不同的焊接位置焊接,包括平焊、立焊、横焊、仰焊及全位置焊接等。平焊是容易、普遍的焊接位置,因此焊接时应该尽可能使产品接头处于平焊位置,这梓就可选择既能保证良好的焊接质量,又能获得较高的生产率的焊接方法,如埋弧焊和熔化气体保护焊。对于立焊接头宜采用熔化气体保护焊(薄板、气电焊(中厚度),当板厚超过约30mm时可采用电渣焊。

4)母材性能

1)母材的物理性能母材的导热性能、导电性能、熔点等物理性能会直接影响其焊接性及焊接质量。

当焊接导热系数较高的金属如铜、铝及其合金时,应选择热输入强度大、具有较高焊透能力的焊接方法,以使被焊金属在短的时间内达到熔化状态,并使工件变形小。

对于电阻率较高的金属则宜采用电阻焊。

对于热敏感材料,则应注意选择热输入较小的焊接方法,例如激光焊、超声波焊等。

对于钼、钽等高熔点的难熔金属,采用电子束焊是接方法。而对于物理性能相差较大的异种金属,宜采用不易形成脆性中间相的焊接方法,如各种固相焊、激光焊等。

2)母材的力学性能被焊材料的强度、塑性、硬度等力学性能会影响焊接过程的顺利进行。如铝、镁一类塑性温度区较窄的金属就不能用电阻凸焊,而低碳钢的塑性温度区宽则易于电阻焊焊接,又如,延性差的金属就不宜采用大幅度塑性变形的冷焊方法。再如爆炸焊时,要求所焊的材料具有足够的强度与延性,并能承受焊接工艺过程中发生的变形。

另一方面,各种焊接方法对焊缝金属及热影响区的金相组织及其力学性能的影响程度不同,因此也会不同程度地影响产品的使用性能。选择的焊接方法还要便于通过控制热输入从而控制熔深、熔合比和热影响区(固相焊接时以便于控制其塑性变形)来获得力学性能与母材相近的接头。例如电渣焊、埋弧焊时由于热输入较大,从而使焊接接头的冲击韧度降低。又如电子束焊的焊接接头的热影响区较窄,与一般电弧焊相比,其接头具有较好的力学性能和较小的热影响区。因此,电子束焊对某些金属如不锈钢或经热处理的零件是很好的焊接方法。

3)母材的冶金性能由于母材的化学成分直接影响了它的冶金性能,因而也影响了材料的焊接性。因此这也是选择焊接方法时考虑的重要因素。

工业生产中应用普通碳钢和低合金钢采用一般的电弧焊方法都可进行焊接。钢材的合金含量,特别是碳含量愈高,焊接性往往愈差,可选用的焊接方法种类愈有限。

对于铝、镁及其合金等这些较活泼的有色金属材料,不宜选用CO2电弧焊、埋弧焊,而应选用惰性气体保护焊,如钨氩弧焊、熔化氩弧焊等。对于不锈钢,通常可采用手弧焊、钨氩弧焊或熔化术氩弧焊等。特别是氩弧焊,其保护效果好,焊缝成分易于控制,可以满足焊缝耐蚀性的要求。对于钛、锆这类金属,由于其气体溶解度较高,焊后容易变脆,因此采用高真空电子束焊。

此外,对于含有较多合金元素的金属材料,采用不同的焊接方法会使焊缝具有不同的熔合比,因而会影响焊缝的化学成分,亦即影响其性能。

具有高淬硬性的金属宜采用冷却速度缓慢的焊接方法,这样可以减少热影响区开裂倾向。淬火钢则不宜采用电阻焊,否则,由于焊后冷却速度太快,可能造成焊点开裂。焊接某些沉淀硬化不锈钢时,采用电子束焊可以获得力学性能较好的接头。

对于熔化焊不容易焊接的冶金相容性较差的异种金属,庆考虑采用某种非液相结合的焊接方法,如本卷介绍的钎焊,扩散焊或爆炸焊等。

2.生产条件

1)技术水平在选择焊接方法以制造具体产品时,要顾及制造厂家的设计及制造的技术条件。其中焊工的操作技术水平尤其重要。

通常需要对焊工进行培训。包括:手工操作、焊机使用、焊接技术、焊接检验及焊接管理等。对某些要求较高的产品如压力容器,在焊接重复前则要对焊工进行专门的培训和考核。
  手弧焊时要求焊工具有的操作技能,特别是进行立焊、仰焊、横焊等位置焊接时,则要求焊工有高的操作技能。

手工钨氩弧焊与手弧焊相比,要求焊工经过长期的培训和具有熟练、灵巧的操作技能。

埋弧焊、熔化气体保护焊多为机械化焊接或半自动焊,其操作技术比手弧焊要求相对低一些。

电子束焊、激光焊时,由于设备及辅助装置较复杂,因此要求有高的基础知识和操作技术水平。

2)设备每种焊接方法都需要配用的焊接设备。包括:焊接电源、实现机械化焊接的机械系统、控制系统及其它一些辅助设备。电源的功率、设备的复杂程度、成本等都直接影响了焊接生产的经济效益,因此焊接设备也是选择焊接方法时考虑的重要因素。

焊接电流有交流电流电源和直流电源两大类。一般交流弧焊机的构造比较简单、成本低。

手弧焊所需设备简单,除了需要一台电源外,只须配用焊接电缆及夹持焊条的电焊钳即可。宜优先考虑。

熔化气体保护电弧焊需要有自动进焊丝、自动行走小车等机械设备。此外还要有输送保护气的供气系统、通冷却水的供水系统及焊炬等。

真空电子束焊需配用高压电源、真空室和专门的电子枪。激光焊时需要有功率的激光器及聚焦系统。因此,这两种焊接方法都要有专门的工装和辅助设备,其设备较复杂、功率大,因而成本也比较高。

由于电子束焊机的高电压及其X射线辐射,因此还要有防护措施及防止X射线辐射的蔽设施。


 


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