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现代焊接

现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空。无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施。焊接给人体可能造成的伤害包括触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等。对于耐热钢和耐候钢，主要是侧重考虑焊缝金属与母材化学成分的一致相似，以满足耐热性和耐腐蚀性等方面的要求。

焊接种类

1、焊条电弧焊：原理——用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。利用焊条与焊件之间建立起来的稳定燃烧的电弧，使焊条和焊件熔化，从而获得牢固的焊接接头。属气－渣联合保护。主要特点——操作灵活；待焊接头装配要求低；可焊金属材料广；焊接生产率低；焊缝质量依赖性强（依赖于焊工的操作技能及现场发挥）。应用——广泛用于造船、锅炉及压力容器、机械制造、建筑结构、化工设备等制造维修行业中。适用于（上述行业中）各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。2、埋弧焊（自动焊）：原理——电弧在焊剂层下燃烧。利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生的热量，熔化焊丝、焊剂和母材（焊件）而形成焊缝。属渣保护。主要特点——焊接生产率高；焊缝质量好；焊接成本低；劳动条件好；难以在空间位置施焊；对焊件装配质量要求高；不适合焊接薄板（焊接电流小于100A时，电弧稳定性不好）和短焊缝。应用——广泛用于造船、锅炉、桥梁、起重机械及冶金机械制造业中。凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜角不大的焊件，均可用埋弧焊。板厚需大于5毫米（防烧穿）。焊接碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢、复合钢材等。3、二氧化碳气体保护焊（自动或半自动焊）：原理：利用二氧化碳作为保护气体的熔化极电弧焊方法。属气保护。主要特点——焊接生产率高；焊接成本低；焊接变形小（电弧加热集中）；焊接质量高；操作简单；⑸氧气等管道的制定、安装有缺陷，使用中未及时发现和整改其不足。飞溅率大；很难用交流电源焊接；抗风能力差；不能焊接易氧化的有色金属。应用——主要焊接低碳钢及低合金钢。适于各种厚度。广泛用于汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门。

焊接方法

1、焊接电流与焊条直径：根据焊缝空间位置、焊接层次来选用焊接电流和焊条直径，开焊时，选用的焊接电流和焊条直径较大，立、横仰位较小。如12mm平板对接平焊的封底层选用φ3.2mm的焊条，焊接电流：80-85A，填充，盖面层选用φ4.0mm的焊条，焊接电流：165-175A，合理选择焊接电流与焊条直径，易于控制熔池温度，是焊缝成形的基础。压焊方法的共同特点各种压焊方法的共同特点，是在焊接过程中施加压力，而不加填充材料。

2、运条方法，圆圈形运条熔池温度高于月牙形运条温度，月牙形运条温度又高于锯齿形运条的熔池温度，在12mm平焊封底层，采用锯齿形运条，并且用摆动的幅度和在坡口两侧的停顿，有效的控制了熔池温度，使熔孔大小基本一致，坡口根部未形成焊瘤和烧穿的机率有所下降，未焊透有所改善，使乎板对接平焊的单面焊接双面成形不再是难点。激光焊接的应用也随着激光焊接技术的发展而日趋广泛,目前已涉及航空航天、w器制造、船舶制造、汽车制造、压力容器制造、民用及***等多个领域[2]。

激光焊接机理

激光焊接机理 激光焊接和传统电弧焊的z大区别在于热传导方式的不同,材料对激光束能量的吸收受到很多因素的影响,激光束的类型、即时激光束的能量密度和材料的表面状况都会影响能量的传输。影响材料激光焊接的两个重要指标是: (1)热传输效率,即工件吸收的热量与激光束能量之比。 (2)熔化效率,即熔合区刚好熔化工件需要的热量与工件吸收的热量之比。 激光焊接有两种基本方式:传导焊与深熔(小孔)焊 [7] 。这两种方式根本的区别在于:前者熔池表面 保持封闭(图2),而后者熔池则被激光束穿透成孔(图3)。传导焊对系统的扰动较小,因为激光束的辐射没有穿透被焊材料,所以在传导焊过程中焊缝不易被气体侵入;而深熔焊时,小孔的不断关闭能导致气孔。传导焊和深熔焊方式也可以在同一焊接过程中相互转换,由传导方式向小孔方式的转变取决于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脉冲持续时间。激光脉冲能量密度的时间依赖性能够使激光焊接在激光与材料相互作用期间由一种焊接方式向另一种方式转变,即在相互作用过程中焊缝可以先在传导方式下形成,然后再转变为小孔方式。熔池温度低时，熔池较小，铁水较暗，流动性差，易产生未焊透，未熔合，夹渣等缺陷。可以调节激光焊接过程中各因素相互作用的程度,使得小孔刚建立以后即进入脉冲间歇阶段,从而减小气体侵入的可能性,降低气孔产生的倾向;还可以调整激光功率密度随时间的分布,以减小熔池的热梯度,降低焊接接头凝固裂纹产生的倾向

。 激光焊接的工艺参数包括功率密度、离焦量、焊接速度等。功率密度是激光加工过程中的参数之一,采用较高的功率密度,在微秒时间内,表层即可加热至沸点,产生大量气化,常用于激光打孔、切割和雕刻等。对于较低功率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表层气化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。因此,在传导型激光焊接中,功率密度范 围在10～1000kW/cm2 。各种型号、各种材质的金属丝，应用不同的焊接工艺会在画面上以不同的形式出现。 

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