常用焊接方法分类

Question

如题所述

Answer 1

焊接是一种不可拆卸的连接方式，它通过加热、加压或两者兼施的方法使两个分离的零件结合在一起。焊接的方法很多，按其焊接过程的特点，可把它们归纳为熔焊、压焊和钎焊三大类。
熔焊：一般来说，是将两个被焊的工件局部加热到熔化状态，同时加入（也可不加入）填充金属，形成共同的熔池，冷却后则形成牢固的接头。这是一种常用的焊接方法，它包括手工电弧焊和气焊等。
压焊：是利用焊接时施加一定的压力，使两焊接件接触处的金属结合在一起的连接方法。这种焊接根据焊接时是否加热又可分为两种形式：一种是将被焊金属接触处局部加热至塑性状态或局部熔化状态，然后施加一定的压力，使金属结合在一起；另一种形式是不进行加热，只是在金属的接触面上施加足够大的压力，借助于压力所引起的塑性变形，使原子间相互接近而获得牢固的压挤焊接点。属于前者的有锻焊、接触焊、摩擦焊；属于后者的有冷压焊、爆炸焊。
钎焊：是把熔点比焊件低的钎料和焊件共同加热，在焊件不熔化而钎料熔化的情况下，两种材料互相扩散形成钎焊接头。钎焊又有硬钎焊和软钎焊之分。钎焊加热温度低，变形小，接头光滑平整。在地勘钻探施工中，通常使用的焊接方法是手工电弧焊（又称电焊）和气焊与气割。
（一）电焊如图4-38所示为手工电弧焊焊接过程简图；1为电焊机，2为焊钳，3为焊条，4是被焊接的工件。工作时，金属电焊条夹在焊钳里和电源的一极相连接，工件则和电源的另一极相连。操作时，使焊条和工件瞬时接触以形成短路，随即提起焊条，使之与工件距离2～4mm，从而引燃电弧。被焊工件与焊条在电弧加热下熔化形成共同的熔池5，随着电弧沿着焊缝不断移动，新的熔池不断形成，原先熔池冷却凝固形成一条牢固的连接焊缝。图中箭头a表示随着焊条不断熔化而需要的焊条送进运动。
图4-38 手工电弧焊
1—电焊机；2—焊钳；3—焊条；4—焊件；5—熔池
1.手工电弧焊工艺
手工电弧焊工艺包括焊接接头、焊缝在空间的位置和焊接规范三个方面。
（1）焊接接头
用焊接方法把两块钢板连接在一起的地方叫作焊接接头。焊接接头由焊缝、熔合区和热影响区组成。焊缝是指焊件经焊接后所形成的结合部分。热影响区是指焊件受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。熔合区则是由焊缝向热影响区过渡的区域。为了保证焊缝可靠熔透和成形良好，熔池有良好的结晶条件；在焊前将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽，这就叫开坡口。根据被焊工件的结构形状、厚度及工作条件对接头质量的要求不同，焊接接头有对接、搭接、T形接、角接和卷边接等形式。
1）对接接头
如图4-39所示的形式；两焊件端面相对平行的接头称为对接接头。它的受力情况较好，应力集中程度较小，是各种结构中采用最多的一种接头形式。接头的坡口形式很多，常用的有：①I形坡口。如图4-39a所示形者猜式。一般适用于厚度小于6mm钢板的对接。采用单面焊或双面焊即可焊透，为了使电弧能深入金属进行加热，保证焊透，接边之间可留0～2.5mm间隙。被焊工件厚度增大时，间隙也需相应增大，否则可能引起未焊透。这种接头的接边制备和装配较方便，需用焊条量少，焊接生信埋产率较高。②Y形坡口。如图4-39b所示形式。适用于板厚为3～26mm。③双Y形坡口。如图4-39c所示。适用于板厚12～60mm。④带钝边U形坡口。如图4-39d所示形式。适用于板厚20～60mm。⑤带钝边双U形坡口。如图4-39e所示形式。适用于板厚大于30mm。各种坡口的坡口角度、根部间隙、钝边（接边直边部分高度）、根部半径R等尺寸（图4-39）。
图4-39 对接接头（单位:mm）
a—I形坡口；b—Y形坡口；c—双Y形坡口；d—带钝边U形坡口；e—带钝边双U形坡口
2）搭接接头
如图4-40所示的形式。由两块钢板部分搭叠,沿着一块板或两块板的边缘进行焊接,或在上面一块钢板上开孔,采用塞焊把两块钢板焊在一起的接头称为搭接接头。图4-40中,l、c和塞焊点间距由设计确定。搭接接头一般用于厚度为10～20mm的板料焊接,搭接的长度一般为板厚的3～5倍。必须两面施焊,一般承载能力不高。这种接头消耗钢板较多,增加了结构的自重,在受外力作用时,因两工件不在同一平面上,能产生很大的力矩,使焊缝应力复杂,所以接头承载能力低,在结构设计中应尽量避免采用搭接接头。
图4-40 搭接接头（单位:mm）
3）T形接头
如图4-41所示的形式。由两块钢板成T字形结合的接头称为T形接头。有的又把它称为丁字接头。T形接头也可开I形、带钝边单边V形、带钝边双单边V形以及带钝边双J形坡口等形式。T形接头钢板厚度在2～30mm时,可采用I形坡口（图4-41a）；它通常是不需要焊透的,但需要保证两边焊脚K等于工件厚度。当立板较厚或对于重要焊接而又需要焊透时,应采用如图4-41b、图4-41c、图4-41d所示形式的坡口。
图4-41 T形接头（单位:mm）
4）角接接头
如图4-42所示的形式。它是在两块钢板的端部组成30～150°角度的连接接头。同样根据工件厚度和强度要求可分为I形坡口的平接或错接,带钝边的单边V形和双单边V形、Y形坡口等形式。一般焊接件可采用如图4-42a所示的形式。若工件厚度在10mm以上时,为了保证焊透,可使两工件搭接上3～5mm（图4-42b）；若操作方便,还可在两工件之间保持1～2mm的间隙再焊接（图4-42c）。
图4-42 角接接头（单位:mm）
5）卷边接头
如图4-43所示形式。一般适用于厚度在2mm以下的薄金属板。焊前将接头边缘用弯板机或手工进行卷边；焊时可不加填充金属,靠电弧熔化卷边,待金属凝固后即形成焊缝。卷边接头的特点是接边的制备和装配方便,生产率高,但承载能力低,只能用于载荷较小的薄壳结构。
图4-43 卷边接头
（2）焊缝在空间的位置
焊接时按照焊缝在空间的位置可分为平焊、立焊、横焊和仰焊几种形式。如图4-44a所示形式为平焊；如图4-44b所示形式为横焊和立焊；如图4-44c所示形式为仰焊。平焊操作方便,易保证质量,仰焊工艺性差。
图4-44 焊缝在空间的位置
（3）焊接规范
焊接规范包括所用焊条直径的大小、焊接电流和焊接速度三个方面的内容。它是影响焊接质量和生产率的重要因素。因为焊接速度取决于焊条直径和焊接电流。所以焊接规范主要指的是焊条直径和焊接电流。焊条直径的选择依据是工件厚度和接头形式,原则上在保证焊接质量的前提下尽可能选用大直径焊条,从而可以提高生产率。