船舶焊接工艺 第五章第4,5,6节 其它焊接方法.ppt
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1、第四节 其它焊接方法,本节简要介绍船舶制造过程中 其它焊接方法: 电渣焊(ESW) 、 等离子弧(PAW) 、电阻焊(RW) 、 钎焊(BW)及高能密度焊 (HPDW)。,(一)电渣焊原理 原理:利用电流通过液态熔渣产生的电阻热加热熔化母材与 电极(填充金属)并在冷却滑块作用下强制形成焊缝的焊接方法, 其原理如图538所示。 电渣焊过程 :电弧产生焊剂熔化形成渣池电弧熄灭、熔 渣导电产生电阻热金属熔化形成熔池 凝固结晶、形成焊缝。,(二)电渣焊的主要特点 1适合焊接厚件,生产率高、成本低; 2焊缝质量好; 3以焊代铸、代锻; 4焊接接头的组织粗大。 (三)电渣焊的分类及其应用 电渣焊根据所采用
2、电极的形式不同分为下面几种类型: 1丝极是电渣焊(如图538所示 ) 丝极电渣焊可同时采用13根焊丝或更多根焊丝进行焊接。 主要用于焊接厚度40mm以上的较长直缝的焊接。还可用于大型 圆形焊件的环缝焊接,但需辅助装置配合。,图 538 丝极电渣焊原理示意图 1焊件; 2金属熔池;3渣池; 4导电嘴;5焊丝; 6强制形成装置;7引出板; 8焊缝 ; 9引出板;10金属熔滴; 11 引弧板(槽形)。,2板极电渣焊(如图539所示) 板极电渣焊由于过长的板极会给操作上带来困难,因此 这种方法适用大断面且焊缝长度不超过1.5m的短焊缝的焊接。,图539 板极电渣焊示意图 1工件; 2板极; 3强制形成
3、装置。,3熔嘴电渣焊(如图540所示) 熔嘴电渣焊根据工件厚度不同,可用一个或多个熔嘴同 时焊接,同时熔嘴可以做成各种曲线或曲面形状,主要用于 大断面及变断面的长焊缝的焊接,如大型船舶的艉柱等的焊 接。目前可焊厚度已达2m,焊缝长度已达10 m以上。,图540 熔嘴电渣焊示意图 1工件; 2熔嘴; 3导丝管; 4焊丝; 5强制形成装置。,4管极电渣焊(如图541所示) 管极电渣焊是用一根在外表面涂有药皮的无缝钢管充当 熔嘴,适用于厚度为2060mm焊件的焊接,具有生产率高和 焊缝质量好,操作和设备较简单的特点。,图541 管极电渣焊示意图 a) 管极电渣焊 b) 管极断面 1工件; 2涂药的管
4、极; 3焊丝;4导电板; 5药皮; 6钢管。,二、等离子弧焊接 (一)等离子弧焊接的基本原理 1.原理:等离子弧焊接是利用特殊构造的等离子弧焊枪所产 生的高温等离子弧,并在保护气体的保护下,熔合 金属的一种焊接方去。 2. 特点: 1)焊件不易氧化; 2)便于操作,容易实现全位置自动化; 3)焊接热影响区小,焊件不易变形; 4)焊缝致密,成形美观; 5)电弧挺直度和方向性好,可焊接薄壁结构; 6)弧柱温度高,焊接速度快,生产率高。 3. 应用:等离子弧焊接已日益广泛应用于生产中,特别是 国防工业和尖端技术所用铜合金、合金钢、钨、 钼、钴、钛等金属的焊接。如钛合金的导弹壳体、 波纹管及膜盒、微型
5、继电器、电容器的外壳封接 及飞机上一些薄壁容器等均可用等离子弧焊。,图542 穿透型等离子弧焊接示意图,(三)等离子弧焊接的基本方法 根据焊缝成形原理,等离子弧可分为穿透型等离子弧焊接、 熔透型等离子弧焊接和微束等离子弧焊接等三种基本方法。,图543 穿透型等离子弧焊焊接过程,1.穿孔型等离子弧焊接 大电流等离子弧焊。 2.熔入型等离子弧焊接 同一般钨极氩弧焊相似; 适用于薄板,多层焊缝的盖面 及角焊缝; 焊速较快。 3.微束等离子弧焊接 30A以下的熔入型等离子弧焊,用于焊接0.0252.5mm的箔材及薄板;弧柱细、能量集中,焊速快、焊缝及 HAZ 窄,焊接质量好。,三、电阻焊 原理:利用电
6、流通过接触处及焊件产生的电阻热,将焊件加 热到塑性或局部熔化状态,再施加压力形成焊接接头 的焊接方法。 特点:生产率高,焊接变形小,劳动条件好,操作方便,易 于实现自动化。但电阻焊设备复杂,投资大,耗电量 大。接头形式和工件厚度受到一定的限制。 应用:适合于大批量生产,在自动化生产线上(如汽车制造) 应用较多,甚至采用机器人。 电阻焊分类:点焊 主要用于厚度在4mm以下薄板冲压壳体结 构及钢筋焊接,尤其是汽车和飞机的制造。 缝焊 适合于焊接3mm以下的薄板结构,如油箱、 烟道焊接等。 对焊 适宜主要用于棒料的对接。,四、钎焊 原理:利用熔点比母材低的金属作钎料,加热将钎料熔化, 利用液态钎料润
7、湿母材,填充接头间隙,并与母材相 互扩散实现连接的焊接方法。,钎焊接头的形成过程示意图,特点:钎焊焊接变形小,焊件尺寸精确,可以焊接异种材 料和一些其它方法难以焊接的特殊结构(如蜂窝结 构)。钎焊可以整体加热,一次焊成整个结构的全 部焊缝。因此生产率高,并且易于实现机械化和自 动化。 焊接材料:主要有钎料和钎剂。钎料作为填充金属起连接 作用;钎剂主要起去除氧化膜和油污,保护接 触面,改善钎料的润湿性作用。 钎焊的分类 :硬钎焊 钎料熔点高于450; 软钎焊 钎料熔点低于450。 应用:钎焊主要用精密仪表、电气零部件、异种金属构件、 复杂的薄板结构及硬质合金刀具的焊接。,五、高能密度焊 1高能量
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