1)埋弧自动焊
埋弧自动焊是电弧在焊剂层下燃烧,利用机械自动控制引弧、送进焊丝和移动电弧的一种电弧焊方法。图5-3-1为埋弧自动焊的焊缝形成过程。
图5-3-1 埋弧自动焊焊缝形成过程
埋弧自动焊与手弧焊相比具有下列特点:
(1)焊接质量好。这是由于埋弧焊用熔融焊剂形成的渣膜保护焊接区,保护可靠。
(2)熔透能力强,生产率高。这是由于埋弧焊用光焊丝,导电长度短,可使用很大的焊接电流且焊丝废料少。
(3)劳动条件好。埋弧焊弧光不外露,焊接过程机械化、自动化。
(4)设备较复杂,适应性差。只能平焊较长的直缝和直径较大的环缝,适合于中厚板焊件的批量生产。
埋弧自动焊机由焊接电源、控制箱和焊车三部分组成。图5-3-2所示MZ-1000型埋弧自动焊机是一种常用的埋弧自动焊机。焊机型号中,“M”表示埋弧焊机,“Z”表示自动焊机,“1 000”表示额定焊接电流为1 000 A。
图5-3-2 埋弧自动焊机
2)气体保护焊
气体保护焊是用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。常用的气体保护焊有氩弧焊和二氧化碳气体保护焊。
(1)氩弧焊
氩弧焊是利用氩气(Ar)作为保护气体的气体保护焊。按照电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊,如图5-3-3。
氩弧焊具有以下特点:
①由于氩气是惰性气体,它既不与金属发生化学反应使被焊金属和合金元素受到损失,又不溶解于金属引起气孔,因而是一种理想的保护气体,能获得高质量的焊缝;
②氩气的导热系数小,且是单原子气体,高温时不分解吸热,电弧热量损失小,所以氩弧一旦引燃,电弧就很稳定;
图5-3-3 氩弧焊
③明弧焊接,便于观察熔池,进行控制,可以进行各种空间位置的焊接,且易于实现自动控制;
④氩气价格贵,焊接成本高。此外,氩弧焊设备较复杂,维修较为困难。
氩弧焊目前主要适用于焊接易氧化的有色金属(如铝、镁、钛及其合金)、高强度合金钢及某些特殊性能钢(如不锈钢、耐热钢)等。图5-3-4为NSA-500型钨极氩弧焊机的结构示意图。
图5-3-4 手工钨极氩弧焊机
(2)二氧化碳气体保护焊
二氧化碳气体保护焊是利用CO2作为保护气体的气体保护焊,简称CO2焊。它用焊丝作电极并兼作填充金属,以自动或半自动方式进行焊接。目前应用较多的是半自动CO2焊机,如图5-3-5。(www.daowen.com)
图5-3-5 CO2半自动焊机
CO2焊采用廉价的CO2气体,成本低;电流密度大,不用清渣,生产率高;操作灵活,适于各种位置焊接。其主要缺点是焊缝成形差,飞溅大,焊接设备较复杂,维修不便,需采用含强脱氧剂的专用焊丝(如H08Mn2SiA)对熔池脱氧。主要用于低碳钢和低合金钢的焊接。
3)电阻焊
电阻焊是利用电流通过焊件接头的接触面及邻近区域产生的电阻热,把焊件加热到塑性状态或局部熔化状态,再在压力作用下形成牢固接头的一种压焊方法。
电阻焊的基本形式有点焊、缝焊和对焊三种,如图5-3-6所示。
图5-3-6 电阻焊的基本形式
电阻焊的生产率高,不需填充金属,焊接变形小。操作简单,易于实现自动化和机械化。电阻焊设备较复杂,投资较多,通常适用于大批量生产。
(1)点焊
点焊是将焊件装配成搭接接头,并压紧在两柱状电极之间,利用电阻热熔化母材金属,形成焊点的电阻焊方法。
点焊焊点强度高,变形小,工件表面光洁,适用于密封要求不高的薄板冲压件搭接及薄板、型钢构件的焊接。
(2)缝焊(又称滚焊)
缝焊是将焊件装配成搭接或对接接头并置于两滚轮电极之间,滚轮加压焊件并转动,连续或断续送电,形成一条连续焊缝的电阻焊方法。缝焊适用于3 mm以下厚度、要求密封或接头强度要求较高的薄板搭接件的焊接。
(3)对焊
按操作方法不同,对焊可分为电阻对焊和闪光对焊两种。
电阻对焊是将焊件装配成对接接头,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。它的焊接过程是:预压-通电-顶锻、断电-去压,如图5-3-7(a)所示。这种焊接方法操作简单,接头比较光洁,但由于接头内部残留杂物,因此强度不高。
图5-3-7 对焊
闪光对焊是将焊件装配成对接接头,接通电源,并使其端面逐渐移近达到局部接触,利用电阻热加热这些接触点(产生闪光),使端面金属熔化,直至端部在一定深度范围内达到预定温度时,迅速施加顶锻力完成焊接的方法。它的焊接过程是:通电-闪光加热-顶锻、断电-去压,如图5-3-7(b)所示。这种焊接方法对接头顶端的加工清理要求不高,由于液体金属的挤出过程使接触面间的氧化物杂质得以清除,接头质量较高,故得到普遍应用。但是,金属消耗较多,而且接头表面较粗糙。
对焊广泛用于断面形状相同或近似相同的杆状类零件的焊接。
4)钎焊
钎焊是用比焊件熔点低的金属作钎料,将焊件和钎料加热到适当温度,焊件不熔化,钎料熔化填满接头间隙,并与焊件相互扩散,冷凝后将焊件连接起来的焊接方法。
钎焊加热温度低,母材不熔化,焊接应力和变形小,尺寸精度高,但接头强度较低,耐热性差。
钎焊加热方法有:烙铁、火焰、电阻、感应、盐浴、激光、气相(凝聚)加热等。
钎焊时,一般要加钎剂(熔剂),作用是清除钎料和焊件表面的氧化物,保证焊件和液态钎料在焊接过程中免于氧化;改善液态钎料对工件的润湿性。铜焊时,采用硼砂、硼酸为钎剂;锡焊时,常用松香、焊锡膏或氯化锌水溶液为钎剂。
按钎料熔点不同,钎焊分为硬钎焊和软钎焊两种。硬钎焊是使用钎料熔点高于450℃的硬钎料(常用的有铜基钎料和银基钎料)进行的钎焊。硬钎焊接头强度较高,适合于焊接受力较大、工作温度较高的焊件,如硬质合金刀头的焊接。软钎焊是使用钎料熔点低于450℃的软钎料(常用的有锡铅钎料)进行的钎焊。软钎焊接头强度较低,适合于焊接受力小、工作温度较低的焊件,如电器或仪表线路接头的焊接。
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