3114其它焊接工艺电渣焊铝热焊高频焊.ppt

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1、其它焊接工艺 IWE-31.14 授课教师:元哲石,吉林大学焊接技术培训基地,框敢叭氦都畦刘廖懊川梯憎黍筐原确帅炒均稠藤乱邮慈单钡灶卞纸赢比触3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),电渣焊（RES 72）,一、电渣焊原理及分类,1.电渣焊原理,电渣焊是利用电流通过液态熔渣时产生的电阻热作为焊接热源，将工件和填充金属熔合成焊缝的一种垂直位置的熔化焊方法。,渣池保护金属熔池不被空气污染，水冷成型滑块保证熔池金属凝固成型。,示裁卸揣唤开睹钡忘舔称简甭恭铲匣蒙艺剧弱拯咱柳曝哼喀烁趾壮绞抓奥3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊

2、接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),1）电渣焊过程,引弧造渣阶段 在电极和起弧槽之间引出电弧，熔化焊剂形成液态渣池，当 渣池达到一定深度后，电弧熄灭，转入电渣过程。,正常焊接阶段 当电渣过程稳定后，焊接电流通过渣池产生的热（1600 2000）电极和被焊工件熔化形成熔池，液态金属逐渐凝固 成形焊缝。,引出阶段 将渣池和在停止焊接时产生的缩孔及裂纹的部分金属引出工件。,莫如奈瑶绢摘免廓限衅佩欠仑瓢涟泽种戳柬抽衅腆捡霞系衫官嘘哪圾脏撇3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),2）焊剂,电渣焊焊剂的主要作用与一般埋弧焊焊剂不同。在电渣焊过程中焊剂被熔

3、化成熔池后使电能转换成热能。液态熔渣应具有一定的导电性和粘度。（熔渣太稠会产生夹杂和咬肉现象，太稀则会缝隙中流失。）不需对焊缝金属渗合金作用。,一般焊剂由硅、锰、钛、钙、镁和铝的复合氧化物组成，焊剂量仅为熔敷金属的15%。,常用电渣焊焊剂成,驭钓迁淆疲钱般召虾看淖赡慰样暖耶蜒指腕算赁未斑戊拎缔宦世犁逗桂氯3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),2.电渣焊分类,在生产应用中，根据采用电极的形状和是否固定，电渣焊方法可分为三大类。,丝极电渣焊（单丝、双丝、多丝）熔嘴电渣焊（熔嘴可做成各种形状，以适于曲面焊接）板极电渣焊（适于大厚板）,1）丝极电

4、渣焊（单丝、双丝、多丝）,应用范围工件间隙宽度：3035mm焊 缝 位 置：垂直工 件 板 厚：30 mm材 料：碳钢、低合金钢、高合金钢等。电极送入速度：至400M/小时,焊丝通过不熔化的导电嘴送入熔池，导电嘴随金属熔池的升高而向上移动。,肥夹袜吟凄悟猩京疲灭按彝衍妖蜕仑噶弊靖查写弛庆凝喀痰劫奎秋诗阳樊3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),2）熔嘴电渣焊,熔化极送入导管和送进的焊丝一起构成电极被熔化。,应用范围：,焊缝位置：垂直、曲线、曲面焊缝工件板厚：15mm材 料：碳钢、低合金钢、高合金钢等电 极：丝极2.54 mm带极600.5

5、mm板极8060至10120 mm熔化极送入导管：1015 mm,副侍筷徒皱表捶婴答青谈官枝紫曲征谤壳郸勤记观谱依折座佳咙咋睦洗蹋3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),3）板极电渣焊,板极可以是铸造的也可以是锻造的。板极电渣焊适于不宜拉成焊丝的合金钢材料的焊接和堆焊。,应用范围,目前多用于模具钢的堆焊、轧辊的堆焊等。,犀喜盐鹰蝴窘败泵皋躯狰刃纳篓乒勋说惺线盟旺屠董纸碑喘如瞅幕巳绊摸3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),二、电渣焊设备及电源特性,一台完整的电渣焊设备主要包括三部分：,1

6、.电渣焊执行机构包括送丝机构、摆动机构、上下行走机构等。,由于电渣焊过程无电弧放电，过程较稳定，所以一般采用平特性电源加上等速送丝系统也能保证焊接电流、电压稳定不变。,3.焊接过程自动调节及控制电参数控制器送丝电机的速度控制 器、机头摆动控制器、升降机构的控制器以及电流 表、电压表等。,2.焊接电源从经济方面考虑一般采用空载电压低、感抗小的平 特性交流电源。由于电渣焊焊接时间长，中间无停 顿，因此应按暂载率100%考虑。目前国内常用的有 BP131000和BP133000电渣焊变压器。,捣入胸圃懂哈泛矫卤睬碘铭碟昭拽流络给疟檬谱治抹识站逐惟沂娃蜀丧屁3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊

7、)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),三、电渣焊的典型应用及特点,1)优点,不开坡口，仅留一定间隙一次可焊成大厚度的工件。如单丝 电渣焊（焊丝沿工件厚度方向摆动）一次可焊厚度达200mm。焊剂消耗量只有埋弧焊的1/51/20，电能消耗量只有埋弧焊 的1/21/3。不易产生气孔、夹渣、裂纹等工艺缺陷。原因：焊接时熔池有渣池保护，加热均匀，冷却速度慢，液态金属停留时间长，有利于焊缝结晶。,2）缺点 焊接过程中焊缝和热影响区在高温停留时间长，易产生晶粒 粗大和过热组织，引起接头力学性能降低。因此焊后应进行正火 和回火热处理，使工艺复杂化。,1.电渣焊的特点,炭潘踩鸭粟颜挞力汇青地堵予肤能

8、弦棒纬诺堆棉动航体纲蛆卖肢恫凭国夕3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),2.应用,电渣焊主要用于大厚度，大截面的结构，不仅可焊碳钢、合金钢，也能焊铸铁以及铜铝等有色金属。电渣焊特别适于焊一些曲面、圆筒型结构部件。,1）环形焊缝的电渣焊,2）电渣带极堆焊,薪棚狗纽脓吠痢池碧树别箔者绷署灰营晋昔命惭科宋税滁洪或胞蛊幼副裤3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),3）电渣压力焊,限强十询邹岩逻了最横蒲耿茨搪遵昔瘁趣勇鸣惮县巴呢质攘糟倒雷讣撂锭3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)311

9、4其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),4）铝的电渣焊,可焊材料：纯铝Ll99.5%（铝合金用电渣焊时材料的 强度和变形能力达不到要求）工件厚度：50mm熔池保护：石墨板（铜板的熔池保护会吸收过多的热量，易产生未熔合现象）焊 剂：NaF18.5%（铝焊接时）LiF30%NaCl45%SiO26.5%焊丝直径：5mm 焊接电流：100011000A 焊接电压：3542V,怔篱逼欺揪潘瓦棕椰吭蝗智怕山荡尼咒师叉耪育众封喷琴量槽窝座羔瞎帽3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),铝热焊（热剂焊）,一、铝热焊原理及设备,铝热焊是利用金属氧化物与铝之

10、间的铝热反应所产生的过热，熔融金属来加热工件和填充接头而完成焊接的一种方法。,1.工作原理,焊接前在坩埚中装以热剂，用高温火柴点燃，从而引起剧烈的化学反应熔化钢水，反应结束后热剂钢水和熔渣分离。熔渣浮在上面后，将热剂钢水浇注到铸型中，完成焊接。,旭谩谤片秋示谅柜畜逃喜壤债钵篷羡渺峡芬洼苯头账曹蚊阴批寇汞柴蚁卿3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),化学反应产生的热量温度可达3000。在高温下铝作为还原剂被氧化，形成氧化铝（Al2O3）为基的熔渣浮在上面。熔融金属形成钢水。铝能还原铁、钛、硅、锰、铬、钒、钨等。,热剂由还原金属（铝）和氧化金属

11、（氧化铁）铁合金和铁屑等按一定比例组成。,铝热化学反应是一个氧化还原反应。它的化学反应的一般表示式是：金属氧化物+铝 氧化铝+金属+热能,播艳砌始胆猛聊肯成及罪秤腊长卖卧挞孵扇拆讨翁瞒夫沃仙飞桶旨蛊眼逊3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),2.铝热焊设备,铝热焊设备主要是造型设备、坩埚、预热工具、装卡工具、支架和整修工具等。,贱稳肺疫舅律篡澄状乎蠢净虎绽多皑陀缎堕驶态插旨擦歌磊绝迭峭当埔冕3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),二、铝热焊的特点及应用,1.特点,1）铝热焊设备简单，投资

12、少，焊接操作简单，不需电源。2）适合于野外作业。3）接头质量是通过填加物来控制。4）缺点是焊缝金属为相当大的铸造组织，性能较差。,2.应用,铝热焊主要用于钢轨焊接，钢筋对接，也用于较大面积修复的焊接，可用母材是钢、铸铁、铜等。,聊酥伦即琵俘痕件重登呵晚啦遭上滩膳回任役链裁童厅冬耕卡粒审都僳痞3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),举 例,钢筋热剂焊的套管接头,钢筋热剂焊接,骸倔藉客绦芝矫掣馒叛鸿显趾斟甲疹伞冲蓄缮顽贵的嘶削戌偿闲胳咋线董3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),高 频 焊,

13、一、高频焊原理,1）高频焊是利用流经工件连接面的高频电流所 产生的电阻热加热工件，并施加顶锻力的情 况下，使工件金属间实现相互连接的一种焊 接方法。2）高频焊时，焊接电流仅在工件上平行于接头 连接表面流动，而不是垂直于接头界面流动。3）高频电流穿透工件的深度，取决于电流频率，工件的电阻率及磁导率。通常采用的频率范 围为300450KHz。4）高频焊主要利用集肤效应和邻近效应。,骗览毫赁华弦镊乐沁张纬唾关宁幼扫谦件卓八掳慢汗谆柯矛丸久快脆阉毋3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),1.集肤效应,电流穿透深度与温度、频率的关系,集肤效应就是指向

14、导体通以高频率交流电流时，大部分电流仅沿着导体表面层流动的一种现象。集肤效应通常用电流的穿透深度来度量。不同材料的电流穿透深度和频率的关系。,裸郧壬欠饰再顽禁鹊仍匆斤往遣估龋黎耪阶塌畏赂验奢庐糙汛区鲸蔬亚捉3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),2.邻近效应,1）当高频电流在两导体中彼此反向流动或在一个往复导体中流动时，电流集中流动于导体邻近侧的一种现象。如图所示，对高频 电流而言，外包的邻近导体与金属板边缘间相当于构成了往复导体，其间形成的感抗小，而电流趋向走感抗最小的路径。,邻近效应的产生,阴伏龟散胚向博包贱泰骸反敦父裕绰巩岿寝泪磨嘲铃

15、庸斥襟琐豺听熊悄聪3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),2）邻近效应随频率而增高，随邻近导体与工件的愈加靠近而愈加强烈，从而使电流的集中与加热程度更加显著。如图所示。,3）利用集肤效应又可控制高频电流流动路线的位置和范围。如图所示。,邻近导体位置对邻近效应的影响,用邻近导体控制高频电流流动的路线,迫撒苔哭扭堑寓仙跳兜朔世骋官验喘兆取袋疲尖睫金蔗改暂阁芯位胁须虚3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),4）在集肤效应和邻近效应的作用下，相邻两边金属端部更会迅速地被加热到熔化或焊接温度，然后

16、在外加压力作用下，两零件就牢固地焊成一体。,长度较小零件的高频焊接原理,账豪篱界慨札寓案窃刻姨鸳谓诡睹秆诱腆瀑簧北骇诛梨褐然苛蕴糯篇判恰3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),二、高频焊的分类,按高频电能导入方式可分：接触高频焊和感应高频焊。,1.接触高频焊（滑动接触高频焊）及几种连接形式,管材接触高频焊接原理图,涨戳画它狐类葛带有抛硒从晒矫辈釉歉嫡挺廉榆叭崭横摧涪症耿恢踏暇乍3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),高频接触焊的几种连接形式,豺锄淘革睬谁遭扰总号罪侵艾喊厩咀所溅毒终聊照吉

17、簇志爆痹巢谎肇护棉3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),2.感应高频焊,环型感应器：中频或高频,线型感应器：中频（10KHz）,优点：,（1）工件表面光滑。（2）无电极触头，节省铜。无电极压力不会引起局部失稳变形。（3）不存在电极触头开路（脱离接触）问题。,缺点：,（1）焊接时无效电流大，高频电能利用率和焊接效率降低。在相同功率情况下焊接速度仅接触焊的1/21/3。（2）由于较小的加热深度感应高频焊优先用于薄壁件的焊接。,为了减小无效电流，在管子内安放磁性材料（铁氧体磁性），增加管内壁的电抗，减小无效电流，提高焊接效率。,鲍聋皆贯虽仲眨忽

18、班袱痉女寻屋灸磺蛹拇十谷沉揽窍汗海秦咽混墙床呜伎3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),三、高频焊的特点及应用,1.特点,优点：（1）焊接速度高。150200M/min（2）热影响区小。工件自冷作用强。（3）焊前可不清除工件待焊处表面氧化膜及污物。（4）能焊的金属种类广。（碳钢、合金钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金、镍、钛、锆等金属）。,缺点：（1）电源回路的高压部分对人身与设备的安全有威胁。（2）维修费用高。(振荡管等元件的工作寿命短),2.应用,（1）高频焊广泛应用于管材的制造。如有缝管、异型管、散热片管、螺旋散热片管、电缆套管等。（2）生产各种断面的型材或双金属板和一些机械产品。,猎梯磨跪陵郑写怕匝坷厢铺般闪饱上豹鹰馅痛香顶霉琢舞桓更喷锥身栗雅3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊)3114其它焊接工艺(电渣焊、铝热焊、高频焊),