焊接技术教程_1焊接概述 -工程

    1焊接概述1.1 焊接的定义 [1] 被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子（分子）间的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接（Welding），

焊接技术教程_1焊接概述

。

随着现代工业生产的需要和科学技术的蓬勃发展，焊接技术进步很快，到现在焊接方法已发展到数十种之多。为了能正确选择和使用各种焊接方法，必须了解焊接的物理本质、它们的分类、基本特点和使用范围。

1.2 焊接过程的物理本质[1] 焊接促使原子或分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压，或者两者并用。

两材料原子之间不能产生结合和扩散的主要原因是材料的连接表面有氧化膜、水、和油等吸附层以及两材料原子之间尚未达到产生结合力的距离，对金属而言该距离约为3～5À（1À=10-7mm）。焊接时，加压可以破坏连接表面的氧化膜，产生塑性变形以增加接触面，使原子间达到产生结合力和扩散的条件；加热的目的是使接触面的氧化膜破坏，降低塑性变形阻力，增加原子振动能，促进再结晶、扩散、化学反应等过程。一般只需要加热达塑性状态或熔化状态。对金属材料，加热温度越高，实现焊接所需的压力越小，当达到熔化温度时，可以不需要加压。

1.3 焊接方法的分类[2]   金属的焊接，按其工艺过程的特点分有熔焊、压焊和钎焊三大类，见表1—3—1。

熔焊在连接部位需加热至熔化状态，一般不加压；压焊必须施加压力，加热是为了加速实现焊接；钎焊时母材不熔化，只熔化起连接作用的填充材料（钎料）。

1.4 常用焊接方法基本特点与应用[2] [3] 表1-4-1简要地介绍了本单位常用金属焊接方法的原理、特点及使用范围。

1.5 焊缝符号[4]1.5.1 基本符号    焊缝的基本符号见表1-5-1

表1—3—1 焊接方法分类

    焊

接

熔焊

电弧焊

熔化极

焊条电弧焊

埋弧焊

氩弧焊（MIG)

CO2气体保护焊

药芯焊丝电弧焊

非熔化极

钨极氩弧焊(TIG)

原子氢焊

等离子弧焊

气焊

氧-氢焊接

氧-乙炔焊

空气-乙炔焊

电子束焊    电渣焊     激光焊    铝热焊

压焊

锻焊

摩擦焊

扩散焊

冷压焊

电阻焊

超声波焊

高频焊

爆炸焊

钎焊

火焰钎焊

烙铁钎焊

感应钎焊

电阻钎焊

盐浴钎焊

炉中钎焊

（注：常见的栓钉焊属于熔焊加压焊。）

1焊接概述1.1 焊接的定义 [1] 被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子（分子）间的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接（Welding）。

随着现代工业生产的需要和科学技术的蓬勃发展，焊接技术进步很快，到现在焊接方法已发展到数十种之多。为了能正确选择和使用各种焊接方法，必须了解焊接的物理本质、它们的分类、基本特点和使用范围。

1.2 焊接过程的物理本质[1] 焊接促使原子或分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加压，或者两者并用。

两材料原子之间不能产生结合和扩散的主要原因是材料的连接表面有氧化膜、水、和油等吸附层以及两材料原子之间尚未达到产生结合力的距离，对金属而言该距离约为3～5À（1À=10-7mm）。焊接时，加压可以破坏连接表面的氧化膜，产生塑性变形以增加接触面，使原子间达到产生结合力和扩散的条件；加热的目的是使接触面的氧化膜破坏，降低塑性变形阻力，增加原子振动能，促进再结晶、扩散、化学反应等过程。一般只需要加热达塑性状态或熔化状态。对金属材料，加热温度越高，实现焊接所需的压力越小，当达到熔化温度时，可以不需要加压。

1.3 焊接方法的分类[2]   金属的焊接，按其工艺过程的特点分有熔焊、压焊和钎焊三大类，见表1—3—1。

熔焊在连接部位需加热至熔化状态，一般不加压；压焊必须施加压力，加热是为了加速实现焊接；钎焊时母材不熔化，只熔化起连接作用的填充材料（钎料）。

1.4 常用焊接方法基本特点与应用[2] [3] 表1-4-1简要地介绍了本单位常用金属焊接方法的原理、特点及使用范围。

1.5 焊缝符号[4]1.5.1 基本符号    焊缝的基本符号见表1-5-1

表1—3—1 焊接方法分类

    焊

接

熔焊

电弧焊

熔化极

焊条电弧焊

埋弧焊

氩弧焊（MIG)

CO2气体保护焊

药芯焊丝电弧焊

非熔化极

钨极氩弧焊(TIG)

原子氢焊

等离子弧焊

气焊

氧-氢焊接

氧-乙炔焊

空气-乙炔焊

电子束焊    电渣焊     激光焊    铝热焊

压焊

锻焊

摩擦焊

扩散焊

冷压焊

电阻焊

超声波焊

高频焊

爆炸焊

钎焊

火焰钎焊

烙铁钎焊

感应钎焊

电阻钎焊

盐浴钎焊

炉中钎焊

（注：常见的栓钉焊属于熔焊加压焊。）

表1-4-1 常用焊接方法基本特点与应用

    焊接方法

原理

特点

使用范围

熔 焊

电弧焊

焊条电弧焊

利用焊条与焊件间的电弧热熔化焊条和焊件进行手工焊接

机动、灵活、适应性强,可全位置焊接,设备简单耐用,维护费低,劳动强度大,焊接质量受工人技术水平影响,不稳定

在单件、小批生产和修理中最适用,可焊3mm以上的碳钢、低合金钢、不锈钢和铜、铝等有色金属,以及铸铁的焊补

埋弧焊

利用焊丝与焊件间的电弧热熔化焊丝和焊件进行机械化焊接,电弧被焊剂覆盖而与外界隔离

焊丝的送进与移动依据机械进行,生产率高,焊接质量好且稳定,不能仰焊和立焊,劳动条件好

适用于大批量生产中长直或环行焊缝焊接,可焊碳钢、合金钢,某种铜合金等中厚板结构,只能平焊、横焊和水平角焊

表1-4-1续

    焊接方法

原理

特点

使用范围

熔 焊

电弧焊

气体保护

CO2气体保护焊

用二氧化碳保护,用焊丝做电极的弧焊

热量较集中,热影响区小,变形小,成本低,生产率高,易于操作.飞溅较大,焊缝成形不够美观,余高大,设备较复杂,须避风

适用于1.6mm以上由低碳钢、低合金钢制造的各种金属结构

等离子弧焊

利用气体(多为Ar)和特殊装置压缩电弧获得高能量密度的等离子弧进行焊接,电极有钨极和熔化极两种

具有Ar弧焊的一些特点,但等离子弧温度很高,穿透能力强,可正面一次焊透双面成形.电弧挺度好可压缩成束状焊微型件

一次焊透厚度在0.025～6.4mm,低碳钢8mm以内,也适用于焊接微小精密构件

气体保护

CO2气体保护焊

用二氧化碳保护,用焊丝做电极的弧焊

热量较集中,热影响区小,变形小,成本低,生产率高,易于操作.飞溅较大,焊缝成形不够美观,余高大,设备较复杂,须避风

适用于1.6mm以上由低碳钢、低合金钢制造的各种金属结构

等离子弧焊

利用气体(多为Ar)和特殊装置压缩电弧获得高能量密度的等离子弧进行焊接,电极有钨极和熔化极两种

具有Ar弧焊的一些特点,但等离子弧温度很高,穿透能力强,可正面一次焊透双面成形.电弧挺度好可压缩成束状焊微型件

一次焊透厚度在0.025～6.4mm,低碳钢8mm以内,也适用于焊接微小精密构件

电渣焊

利用电流通过熔渣产生的电阻热熔化金属进行焊接,可熔化的金属电极有丝状和板状两种

直缝须立焊,任何厚度不开坡口一次焊成,生产率高,但热影响区宽、晶粒粗大,易生成过热组织,焊后须正火处理改善接头组织和性能

适用于厚度25mm以上的重大型机件的焊接,直焊碳素钢、合金钢

熔化加压焊

栓钉焊(也叫螺柱焊)

引弧与焊条电弧焊相似,先将栓钉的尖端与钢结构接触,通过强大焊接电流,短路,瞬间达到高温,焊枪中磁力提升栓钉、引弧、产生熔池;之后,立即释放磁力,利用弹簧使栓钉压入熔池,断电后冷却形成接头.栓钉提升高度在焊枪中提前调定

加热过程是稳定的电弧燃烧过程,为了防止空气侵入溶池,恶化接头质量,要采用陶瓷环保护.焊接质量可靠,效率高,无烟雾弧光,劳动条件好

在钢-混凝土结构,为了提高钢构件与混凝土间的结合力,多采用此焊接方法.也可焊接固定小器具的受柄、支脚用螺柱等.可焊材料有碳钢、高碳钢、低合金高强度钢、不锈钢和铝合金

表1-5-1 焊缝的基本符号

    序号

名称

示意图

符号

1

卷边焊缝①                (卷边完全熔化)

2

I 形焊缝

3

V 形焊缝

4

单边V形焊缝

5

带钝边V形焊缝

6

带钝边单边V形焊缝

7

带钝边U形焊缝

8

带钝边J形焊缝

9

封底焊缝

10

角焊缝

11

塞焊缝或槽焊缝

12

点焊缝

13

缝焊缝

①   不完全熔化的焊缝用I形焊缝表示，并加注焊缝有效厚度，

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《焊接技术教程_1焊接概述》(https://www.unjs.com)。

1.5.2 辅助符号  焊缝的辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号，见表1-5-2。

表1-5-2 焊缝的辅助符号

    序号

名称

示意图

符号

说明

1

平面符号

焊缝表面齐平 (一般通过加工)

2

凹面符号

焊缝表面凹陷

3

凸面符号

焊缝表面凸起

不需要确切地说明焊缝的表面形状时，可以不用辅助符号。焊缝的辅助符号的应用见表1-5-3。

表1-5-3 焊缝的辅助符号的应用

    名称

示意图

符号

平面V形对接焊缝

凸面X形对接焊缝

凹面角焊缝

平面封底V形焊缝

1.5.3补充符号   焊缝的补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号，见表1-5-4。

1.5.4焊缝尺寸符号基本符号必要时可附带有尺寸符号及数据，这些尺寸符号见表1-5-5。

1.5.5指引线及说明（见表1-5-6）1.5.6焊缝符号标注的原则和方法（见表1-5-7）1.5.7常见金属焊接方法代号（见表1-5-8）1.5.8 焊缝符号标注示例（见表1-5-9）表1-5-4焊缝的补充符号

    序号

名称

示意图

符号

说明

1

带垫板符号①

表示焊缝底部有垫板

2

三面焊缝符号①

表示三面有焊缝

3

周围焊缝符号

表示环绕工件周围焊缝

4

现场符号

表示在现场或工地上进行焊接

5

尾部符号

可以参照GB5185标注焊接工艺方法等内容

①   ISO2553标准中未做规定。

表1-5-5 焊缝尺寸符号①

    符号

名称

示意图

符号

名称

示意图

δ

工件厚度

e

焊缝间距

α

坡口角度

K

焊角尺寸

b

根部间隙

d

熔核直径

p

钝边

S

焊缝有效厚度

c

焊缝宽度

N

相同焊缝数量

R

根部半径

H

坡口深度

l

焊缝长度

h

余高

n

焊缝段数

β

坡口面角度

①     对焊缝尺寸符号，ISO2553标准未做规定

表1-5-6指引线及说明

基准线

有一条实线和一条虚线,均应与图样底边平行,特殊情况允许与底边垂直.虚线可画在实线上侧或下侧.如焊缝在接头的箭头侧,则将基本符号标在实线侧;反之标在虚线侧;对称、双面焊缝时可不加虚线.

箭头线

一般没有特殊要求;但是在标注单边V形、带钝边单边V形和带钝边J形焊缝时,箭头线应指向带坡口一侧的工件;必要时,允许箭头线弯折一次.

尾 部

一般剩去,只有对焊缝有附加要求或说明时才加上尾部部分.

表1-5-7焊缝符号标注的原则和方法

   

基本符号

焊缝在接头的箭头侧,则将基本符号标在实线侧;反之标在虚线侧;对称、双面焊缝时可不加虚线.基本符号标在基准线两侧

焊缝形状尺寸

焊缝截面尺寸标在基本符号左侧;焊缝长度尺寸标在基本符号右侧;坡口角度,根部间隙等标在基本符号的上侧或下侧.

其 他

相同焊缝符号、焊接方法代号、检验方式符号、其他要求和说明等标在尾部右侧

表1-5-8常见金属焊接方法代号①

    代号

焊接方法

代号

焊接方法

1

电弧焊

12

埋弧焊

11

无气体保护电弧焊

135

MIG焊（包括CO2气体保护焊）

111

手弧焊

72

电渣焊

114

药芯焊丝电弧焊

78

栓钉焊（又叫螺柱焊）

①     摘自GB/T5185-85金属焊接及钎焊方法在图样上的表示代号

表1-5-9焊缝符号标注示例

    标注例子

含义

标注例子

含义

两面对称的焊角尺寸K=5mm的角焊缝，在工地上用焊条电弧焊施焊

带钝边V形焊缝，先用CO2气保焊打底，后用埋弧焊盖面