(一)等離子弧的概念
1、一般焊接電弧為自由電弧,電弧區(qū)只有部分氣體被電離,溫度不夠集中。
2、當(dāng)自由電弧壓縮成高能量密度的電弧,弧柱氣體被充分電離,成為只含有正離子和負(fù)離體。等離子弧具有高溫(15000~30000K)、高能量密度(480千瓦/厘米2)和等離子流高速運(yùn)動(dòng)(最大可數(shù)倍與聲速)
3、等離子弧焊的三種壓縮效應(yīng)(1)機(jī)械壓縮效應(yīng)在等離子槍中,當(dāng)高頻震蕩引弧以后,氣體電離形成的電弧通過(guò)焊嘴細(xì)小噴孔,受到噴嘴內(nèi)壁的機(jī)械壓縮。(2)熱壓縮效應(yīng)由于噴嘴內(nèi)冷卻水的作用,使靠近噴嘴內(nèi)壁處的氣體溫度和電離度急劇降低,迫使電弧電流只能從弧柱中心通過(guò),使弧柱中心電流密度急劇增加,電弧截面進(jìn)一步減小,這是對(duì)電弧的第二次壓縮。(3)電磁收縮效應(yīng)因?yàn)榛≈娏髅芏却蟠筇岣叨樯碾姶攀湛s力使電弧得到第三次壓縮。因三次壓縮效應(yīng),使等離子弧直徑僅有3mm左右,而能量密度、溫度及氣流速度大為提高。
(二)等離子弧焊的特點(diǎn)
1、能量密度大,溫度梯度大,熱影響區(qū)小,可焊接熱敏感性強(qiáng)的材料或制造雙金屬件。
2、電弧穩(wěn)定性好,焊接速度高,可用穿透式焊接,使焊縫一次雙面成型,表面美觀,生產(chǎn)率高。
3、氣流噴速高,機(jī)械沖刷力大,可用于焊接大厚度工件或切割大厚度不銹鋼、鋁、銅、鎂等合金。
4、電弧電離充分,電流下限達(dá)0.1A以下仍能穩(wěn)定工作,適合于用微束等離子?。?.2~30A)焊接超薄板(0.01~2mm),如膜盒、熱電偶等。
真空電子束焊是利用定向高速運(yùn)動(dòng)的電子束流撞擊工件使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能而使工件熔化,形成焊縫。
真空電子束焊的特點(diǎn)
1、在真空中進(jìn)行焊接,焊縫純凈、光潔,呈鏡面,無(wú)氧化等缺陷。
2、電子束能量密度高達(dá)108瓦/厘米2,能把焊件金屬迅速加熱到很高溫度,因而能熔化任何難熔金屬與合金。熔深大、焊速快,熱影響區(qū)極小,因此對(duì)接頭性能影響小,接頭基本無(wú)變形。
激光焊是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接的方法。
激光焊的特點(diǎn):
1、激光焊能量密度大,作用時(shí)間短,熱影響區(qū)和變形小,可在大氣中焊接,而不需氣體保護(hù)或真空環(huán)境。2、激光束可用反光鏡改變方向,焊接過(guò)程中不用電極去接觸焊件,因而可以焊接一般電焊工藝難以焊到的部位。
3、激光可對(duì)絕緣材料直接焊接,焊接異種金屬材料比較容易,甚至能把金屬與非金屬焊在一起。
4、功率較小,焊接厚度受一定限制。
電阻焊是在焊件組合后通過(guò)電極施加壓力,利用電流通過(guò)接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的工藝方法。電阻焊的種類很多,常用的有點(diǎn)焊、縫焊和對(duì)焊三種。
(一)點(diǎn)焊
點(diǎn)焊是將焊件裝配成搭接接頭,并壓緊在兩電極之間,利用電阻熱熔化母材金屬,形成焊點(diǎn)的電阻焊方法。點(diǎn)焊主要用于薄板焊接。
點(diǎn)焊的工藝過(guò)程:1、預(yù)壓,保證工件接觸良好。2、通電,使焊接處形成熔核及塑性環(huán)。3、斷點(diǎn)鍛壓,使熔核在壓力繼續(xù)作用下冷卻結(jié)晶,形成組織致密、無(wú)縮孔、裂紋的焊點(diǎn)。
(二)縫焊
縫焊是將焊件裝配成搭接或?qū)咏宇^,并置于兩滾輪電極之間,滾輪加壓焊件并轉(zhuǎn)動(dòng),連續(xù)或斷續(xù)送電,形成一條連續(xù)焊縫的電阻焊方法??p焊主要用于焊接焊縫較為規(guī)則、要求密封的結(jié)構(gòu),板厚一般在3mm以下。
(三)對(duì)焊
對(duì)焊是使焊件沿整個(gè)接觸面焊合的電阻焊方法。
1、電阻對(duì)焊電阻對(duì)焊是將焊件裝配成對(duì)接接頭,使其端面緊密接觸,利用電阻熱加熱至塑性狀態(tài),然后斷電并迅速施加頂鍛力完成焊接的方法,電阻對(duì)焊主要用于截面簡(jiǎn)單、直徑或邊長(zhǎng)小于20mm和強(qiáng)度要求不太高的焊件。
2、閃光對(duì)焊閃光對(duì)焊是將焊件裝配成對(duì)接接頭,接通電源,使其端面逐漸移近達(dá)到局部接觸,利用電阻熱加熱這些接觸點(diǎn),在大電流作用下,產(chǎn)生閃光,使端面金屬熔化,直至端部在一定深度范圍內(nèi)達(dá)到預(yù)定溫度時(shí),斷電并迅速施加頂鍛力完成焊接的方法。閃光焊的接頭質(zhì)量比電阻焊好,焊縫力學(xué)性能與母材相當(dāng),而且焊前不需要清理接頭的預(yù)焊表面。閃光對(duì)焊常用于重要焊件的焊接??珊竿N金屬,也可焊異種金屬;可焊0.01mm的金屬絲,也可焊20000mm的金屬棒和型材。
摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所產(chǎn)生的熱量,使端面達(dá)到熱塑性狀態(tài),然后迅速頂鍛完成焊接的一種壓焊方法。
摩擦焊的特點(diǎn):
1、由于摩擦,焊件接觸表面的氧化膜和雜質(zhì)被清楚,使焊接接頭組織致密,不產(chǎn)生氣孔和夾渣等缺陷。
2、即可焊同種金屬,更適合于異種金屬的焊接。
3、生產(chǎn)率高。
(一)釬焊的種類
根據(jù)釬料熔點(diǎn)不同,釬焊分為硬釬焊和軟釬焊兩種。
1、硬釬焊
釬料熔點(diǎn)高于450℃的釬焊為硬釬焊。硬釬料有銅基、銀基、鋁基等合金。釬劑常用硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等。加熱方法有火焰加熱、鹽浴加熱、電阻加熱、高頻感應(yīng)加熱等。硬釬焊接接頭強(qiáng)度高達(dá)490MPa,適用于受力較大及工作溫度較高的工件。
2、軟釬焊
釬料熔點(diǎn)低于450℃的釬焊為軟釬焊。常用軟釬料為錫鉛合金。常用釬劑為松香、氯化銨溶液等。常用烙鐵及其它火焰加熱。
(二)釬焊的特點(diǎn)
1、焊件加熱溫度低,金屬組織和力學(xué)性能變化小,焊件變形小,接頭光滑平整,焊件尺寸精確。
2、可以焊同種或異種金屬。
3、可焊由多條焊縫組成的復(fù)雜形狀的焊件。
4、設(shè)備簡(jiǎn)單。
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