谁知道电焊和气保焊的区别和操作程序?

焊接是通过加热、加压或两者结合使两个工件之间的原子结合的加工技术和连接方法。焊接应用广泛,既可用于金属也可用于非金属。

焊接技术发展史

焊接技术是随着金属的应用而出现的。古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。中国商代制造的铁刃铜钹是由铁和铜铸造焊接而成的。其表面铜铁熔合线曲折,结合良好。春秋战国时期,曾侯乙墓中鼓的青铜基座上有多条龙,分段钎焊连接。经分析,所用成分与现代软钎料相似。

战国时期制造的剑有钢刃和熟铁背,一般是加热锻造焊接而成。据明代宋所著《天工开物》一书记载,在中国古代,铜和铁在炉中同热,锻造成刀和斧;在接头处撒上黄泥或过筛的旧墙土,分段锻焊大锚。中世纪,叙利亚大马士革也用锻造和焊接的方法制造武器。

古代的焊接技术长期停留在铸焊、锻焊、钎焊的水平。使用的热源是火,温度低,能量不集中。它不能用于焊接大截面和长焊缝的工件,只能用于制作装饰品、简单的工具和武器。

19世纪初,英国的戴维斯发现了两种能部分熔化金属的高温热源:电弧和氧乙炔火焰。从1885到1887,俄罗斯的贝纳多斯发明了碳电极电弧焊钳;1900年,铝热焊再次出现。

20世纪初,应用了碳电极电弧焊和气焊,同时出现了薄药皮焊条电弧焊。电弧相对稳定,熔池受到熔渣保护,焊接质量提高,使手工电弧焊进入实用阶段。从20世纪20年代开始,电弧焊成为一种重要的焊接方法。

这一时期,美国的Noble公司利用电弧电压控制焊条的进给速度,制成了自动弧焊机,成为焊接机械化和自动化的开端。1930年,美国的罗比诺夫发明了焊丝和焊剂埋弧焊,焊接机械化得到进一步发展。20世纪40年代,为了满足焊接铝、镁合金和合金钢的需要,钨极和金属惰性气体相继问世。

1951年,苏联巴顿电焊研究所创造了电渣焊,成为厚工件的高效焊接方法。1953年,苏联的柳巴夫斯基等人发明了二氧化碳气体保护电弧焊,促进了气体保护电弧焊的应用和发展,如混合气体保护电弧焊、药芯焊丝气渣接头保护电弧焊、自保护电弧焊等。

1957美国Gage发明等离子弧焊;德国和法国在1940年代发明的电子束焊接在1950年代也得到应用和进一步发展。20世纪60年代,激光焊接等离子、电子束和激光焊接方法再次出现,标志着高能量密度熔焊的新发展,大大提高了材料的可焊性,使许多用其他方法难以焊接的材料和结构得以焊接。

其他焊接技术还有1887,当时美国的汤普森发明了电阻焊,并用于薄板的点焊和缝焊。缝焊是压力焊中最早的半机械化焊接方法。随着缝焊的进行,工件被两个滚轮向前推动。在20世纪20年代,闪光对焊被用于焊接杆和链条。至此,电阻焊已进入实用阶段。1956年,美国的琼斯发明了超声波焊接;苏联的丘德科夫发明了摩擦焊;1959年,美国斯坦福研究所成功研究爆炸焊接;50年代末,苏联制造了真空扩散焊接设备。

焊接工艺

金属焊接方法有40多种,主要分为熔焊、压焊、钎焊三大类。

熔焊是一种在焊接过程中不增加压力的情况下将工件界面加热至熔融状态的方法。熔焊时,热源迅速加热并熔化两个待焊工件的界面,形成熔池。熔池随着热源向前移动,冷却后形成连续的焊缝将两个工件连接成一个整体。

在焊接过程中,如果大气与高温熔池直接接触,大气中的氧气会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮气和水蒸气进入熔池,在后续的冷却过程中也会在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。

为了提高焊接质量,人们开发了各种保护方法。比如气体保护电弧焊就是用氩气、二氧化碳等气体隔绝大气,保护焊接时的电弧和熔池率;又如焊接钢时,在焊条药皮中加入对氧亲和力高的钛铁粉进行脱氧,可以保护焊条中的有益元素锰和硅不被氧化而进入熔池,冷却后获得高质量的焊缝。

压力焊是将两个工件在压力下以固态结合在一起,也叫固态焊接。常用的压力焊接工艺是电阻对焊。当电流通过两个工件的连接端时,由于电阻大,那里的温度上升,加热到塑性状态时,在轴向压力的作用下连接成一个整体。

各种压力焊接方法的共同特点是在焊接过程中施加压力,不填充材料。扩散焊、高频焊、冷压焊等大多数压力焊接方法没有熔化过程,因此不存在有益合金元素燃烧和有害元素侵入焊缝的问题,简化了焊接工艺,提高了焊接安全和卫生条件。同时,由于加热温度比熔焊低,加热时间短,热影响区小。许多难以用熔焊焊接的材料,往往可以用压力焊焊接成与母材强度相同的高质量接头。

钎焊是利用熔点低于工件的金属材料作为钎料,将工件和钎料加热到高于和低于工件熔点的温度,用液态钎料润湿工件,填充界面间隙,与工件实现原子间的相互扩散,从而实现焊接的方法。

焊接连接两个连接体时形成的焊缝称为焊缝。焊接时焊缝两侧都会受到焊接热的影响,组织和性能会发生变化。这个区域被称为热影响区。焊接时,由于工件材料、焊接电流等的不同。焊接后,焊缝和热影响区可能会出现过热、脆化、硬化或软化,这也会降低焊件的性能并恶化可焊性。因此,有必要调整焊接条件。焊前预热焊件界面,焊中保温,焊后热处理可提高焊件的焊接质量。

此外,焊接是一个局部快速加热和冷却的过程,由于周围工件本体的约束,焊接区不能自由膨胀和收缩,冷却后的焊件会产生焊接应力和变形。重要产品焊后需要消除焊接应力,矫正焊接变形。

现代焊接技术已经能够焊接出力学性能等于甚至高于被连接体的焊缝,且没有内部和外部缺陷。焊接体在空间中的相互位置称为焊接接头,接头的强度不仅受焊缝质量的影响,还与其几何形状、尺寸、应力和工作条件有关。接头的基本形式有对接接头、搭接接头、T形接头(正接头)和角接头。

对接焊缝的截面形状取决于焊前被焊体的厚度和两边缘的坡口形式。焊接厚钢板时,在接头处开出各种形状的坡口,以便焊透,这样就可以很容易地送进焊条或焊丝。坡口形式有单面焊坡口和双面焊坡口。在选择坡口形式时,除了保证熔深外,还应考虑焊接方便、金属填充少、焊接变形小、坡口加工成本低等因素。

当两块不同厚度的钢板对接时,为了避免因截面急剧变化而产生严重的应力集中,往往将较厚的板边逐渐减薄,以在两对接边达到相同的厚度。对接接头的静强度和疲劳强度高于其他接头。对于在交变和冲击载荷下或在低温和高压容器中工作的连接,通常首选对接焊接。

搭接接头焊前准备简单,装配方便,焊接变形和残余应力小,常用于接头和不重要结构的现场安装。一般来说,搭接接头不适合在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温下工作。

t型接头和角接头通常用于结构需要。T型接头上未焊透角焊缝的工作特性与搭接接头相似。当焊缝与外力方向垂直时,就成为正面角焊缝,焊缝的表面形状会造成不同程度的应力集中。熔透角焊缝的应力与对接接头的应力相似。

角接接头承载力较低,一般不单独使用,只有全焊,或内外有角焊缝时才能提高,多用于封闭结构的转角处。

焊接产品比铆接件、铸锻件轻,可以减轻自身重量,为运输工具节约能源。该焊接具有良好的密封性能,适用于制造各种容器。组合加工技术的发展,将焊接与锻造、铸造结合起来,可以制造大型的、经济合理的铸焊结构和锻焊结构,经济效益高。焊接工艺可以有效利用材料,焊接结构可以在不同部位使用不同性能的材料,充分发挥各种材料的长处,做到经济优质。焊接已经成为现代工业中不可缺少的、越来越重要的加工方法。

在现代金属加工中,焊接比铸造和锻造发展得晚,但发展很快。焊接结构的重量约占钢产量的45%,铝及铝合金焊接结构的比例也在不断增加。

在未来的焊接过程中,一方面要发展新的焊接方法、焊接设备和焊接材料,进一步提高焊接质量和安全可靠性,如改进现有的电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源;利用电子技术和控制技术,提高电弧的工艺性能,开发出一种可靠、轻便的电弧跟踪方法。

另一方面,要提高焊接机械化和自动化水平,如焊机的程序控制和数字控制;开发专用焊机,实现从准备、焊接到质量控制的全过程自动化;在自动化焊接生产线中,推广和扩大数控焊接机械手和焊接机器人可以提高焊接生产水平,改善焊接卫生和安全条件。

(塑料的)焊接通过加热和挤压或其他方法将两个或多个热塑性产品表面熔合为一体的方法。