自动焊焊接（精选10篇）
自动焊焊接 篇1
埋弧自动焊具有焊缝质量高、生产率高、劳动条件好等优点, 在厚板焊接中广泛应用, 但具有其易变形、易产生裂纹的缺陷使得埋弧自动焊的一次成功率不高。针对这一情况, 结合工程实际和大量实验, 改进了焊接工艺, 提高了焊缝一次成功率。
万箱船中厚板材质主要有:AH32、DH32、AH36、EH36、DH40、EH40。
1 焊前装备
1.1 钢板的清理及预热
由表1所见, 万箱船所使用的厚板碳当量较低, 焊接性良好, 一般情况下不会产生冷裂纹, 但在板厚增加后, 冷裂纹就成为影响焊接质量的一个原因, 因此在厚板焊接中, 要采用焊前预热的工艺措施防止冷裂纹的产生, 万箱船使用的厚板埋弧自动焊焊前预热温度, 如下表1所示。
将焊道两侧30~50mm范围内的油、锈、氧化物等杂质清理干净。
1.2 钢板的定位
由于板厚较大, 定位焊焊缝厚度要求6~8mm, 长度100mm, 间距400mm, 为了提高效率, 采用CO2气保焊, 在焊接之前使用烘枪将定位焊位置加热至表2中要求的温度, 定位焊焊材的选择如下:
普通船体结构钢及EH36级以下高强度船体结构钢用TWE-711Ф1.2焊丝。
EH36及EH40级高强度船体结构钢用Supercored 81-K2Ф1.2焊丝。
1.3 引熄弧板的安装
为保证焊缝起点和终点的焊接质量, 需安装引熄弧版。安装引熄弧板前, 需使用烘枪将引熄弧位置加热至表2要求的温度后, 方可安装引熄弧板。
1.4 焊接材料
焊材材料的选用依据是母材的化学成份及强度等级, 同时必须考虑板厚及坡口形式, 万箱船厚板埋弧自动焊焊材选择如下 (焊接在施焊前要烘干, 烘干唯独为250~300℃, 保温1~2h) :
普通船体结构钢及EH36级以下高强度船体结构钢用BHM-4Ф4焊丝, SJ101焊剂。
EH36及EH40级高强度船体结构钢用BHM-8Ф4焊丝, XUN-121焊剂。
2 焊接工艺参数
2.1 埋弧焊坡口形式如图1所示
2.2 工艺参数如表2所示
3 质量控制
焊前要进行严格的清理、预热及焊剂烘干工作, 板对接不留间隙或留很小间隙。
焊接过程要严格控制焊接参数、焊接顺序和道间温度, 要有相应的消除应力的措施。
为更好的控制变形, 应在正面坡口焊接一半深度后将钢板翻身, 焊接反面, 反面焊接一半深度后再次将钢板翻身, 焊接正面, 正面焊接完成后翻身焊接反面。
使用埋弧焊方式焊接底层、填充层及盖面层, 每层焊道厚度不得大于4mm, 在烧的过程中密切注意拼板的变形量。
焊接环境湿度<60%, 风速<2m/s。
4 结束语
将上述工艺方法应用于万箱船厚度为68mm的抗扭箱分段拼板焊接, 检测结果焊缝合格率达100%。
参考文献
[1]中国船级社.材料与焊接规范[S].人民交通出版社, 2009.
电弧焊焊接结构失效根源的论述 篇2
摘要：本文论述了电弧焊接接头易产生的缺陷和这些缺陷产生的原因，以及在焊接过程中如何控制这些缺陷的出现，保证电弧焊焊接结构不失效。
关键词：焊接 质量 失效
1 概述
当今世界，焊接结构得到了广泛应用，大约50％的钢材通过焊接加工后才能投入使用，其中，相当数量的焊接结构，例如锅炉、压力容器、航天机械、起重机械、承载梁等等正在向高参数及大型化发展，要求它们能够在复杂苛刻的条件工作。如果焊接接头质量不佳，使结构发生破坏，这将造成重大经济损失和人身伤亡事故。因此，有些产品的质量与焊接接头的质量密切相关，在某种程度上讲，焊接接头的质量决定着产品质量。本文对电弧焊焊接中能产生导致焊接结构失效的缺陷是如何形成加以论述，以及在工作中控制其出现，来保证电弧焊的焊接质量。
2 电孤焊件的失效根源
2.1 气孔 电弧焊中的气孔可以分三种形式：单个的、线性的和群集的气孔。当电弧能量大大地超过正常应用水平，产生弧坑的“沸腾”现象而最终会形成单个气孔；线性或群体气孔则由保护气体中的氧、氢或碳的氧化物与弧坑处焊缝金属相互作用放出的气体如硫化氢而形成。群集气孔也可由保护气体层不足或在潮湿的基本金属上焊接而形成。另外如果在基本金属上有锈，它是水分的来源。该水分或者在溶池附近蒸发成为水蒸气，或者在电弧下分解出氢气和氧气，显然这也是形成气孔的原因。因此焊接前要对基本金属除锈，或采用特殊焊条。例如具有良好还原性能的焊条，就可以保护焊缝不产生气孔。埋弧自动焊接时，如果焊剂层太薄，亦容易在焊缝中产生气孔。在等离子焊接时，为了防止焊缝中气孔的产生，需采用陡降特外性电源，和滞后停气等措施。
2.2 氧化 由不恰当的保护或保护不佳而发生。例如钛是活性金属，在焊接过程中需从焊缝表面及根部同时进行保护，钨极氩弧焊时对钨极也要予以充分保护，以防止氧和氮的污染，进而防止焊缝和热影响区的脆化。在焊接钢和铝时，虽然可不对焊缝根部予以附加的保护，但是附加保护对改善焊缝质量还是有作用的。
2.3 化合物 不良的保护材料可能在熔池中形成某些化合物，而这些化合物可降低焊缝的韧度。因此，在气体保护焊时或采用纯惰性气体保护，亦可采用某些有一定比例关系的混合保护气体。它们的优点是可以避免焊缝韧度降低。
2.4 热裂纹 或称结晶裂纹。虽然接头设计不佳或对焊缝的拘束可在焊缝中形成热裂纹，但是通常热裂纹的形成是由于有低熔点化合物成分的存在和它扩大了热强度和韧性均较低的脆性温度范围所致。在钢种，在化合物为硫化物和磷化物。当然，铜元素也起到这一作用。这些化合物和元素在晶界处偏析存在，在热收缩应力作用下造成晶间撕裂。一般通过对钢中微量元素如硫、磷的控制和控制焊缝金属溶池的形状，可以减少和消除焊缝金属的热裂纹。研究表明，当焊缝的深/宽比值较高时，易在溶池中心线上聚集低熔点相，导致发生裂纹。另一种形式热裂是溶池（火口）裂纹，由于焊逢金属结晶具有方向性特点，因此在火口区域的金属材料在焊逢冷却后比在其他部位含有更多的杂质，因此极易开裂。控制这种形式热裂纹的良好方法是采用低微元素，如硫、磷、铜含量低的焊接材料，以减少偏析倾向。如果这一点难以作到，另一个好方法是避免慢的冷却速度。因为慢速冷却有助于有液化线和固化线温度之间的偏析结晶。但在某些场合，降低运条速度能够改变焊缝金属中的结晶方向，因此降低产生热裂纹的可能性。
2.5 冷裂纹 或称氢致裂纹，它是在焊缝金属完全凝固之后形成的裂纹。在钢中冷裂纹的形成与拉伸应力（或拘束应力）、卒硬组织和存在氢离子有关。拉伸应力可由构件中其他元件的拘束造成，也可由焊接中的热应力形成。微观组织对冷裂纹的敏感性与其对氢的溶解度和氢的过饱和的可能性有关。奥氏体对氢具有高的溶解度，因而对冷裂纹最少敏感性；马氏体的氢溶解度最低，对氢裂纹最敏感。从奥氏体向马氏体的转变时，如施以快速冷却，可使氢得以在马氏体内以过饱和形式存在，这又促进了冷裂纹的产生。由于过饱和状态的氢向高应力区扩展需要时间，这意味着由氢引发冷裂纹也与时间有关。这也表明焊后产品检查时没有裂纹发生，但检查以后则可能出现可以检查出的裂纹。防止氢致裂纹方法是尽可能减少氢的来源，如水、油、润滑油、铁锈等。焊前、焊后加热，有助于氢的逸出和降低剩余拉伸应力，因而对防止冷裂纹也是有效的措施。氢致裂纹可以在热影响区或焊缝金属中发生；它可以是横向的，也可以是纵向的。预热温度和其他防止冷裂纹的措施将依赖于焊缝抑是热影响区对氢裂纹倾向性较大。在常用的碳-锰中低强度结构钢种，热影响区对氢致裂纹最为敏感，而焊缝问题较少；最近发展起来的低碳型钢材具有良好的抗氢裂性能，此时焊缝就成为控制冷裂纹的注意点。焊缝金属中的氢致裂纹同样与氢含量、微观组织和拉伸应力存在有关。实际中的控制参量是材料强度级别、氢含量和拘束或拉伸应力水平。在单道焊或多层焊的底层焊道中，根部间隙是横向应力的应力集中处，因而易导致焊缝金属中的纵向裂纹。根部焊道具有较高的由基本金属造成的稀释性，它可导致较硬的焊道，因而易在此处形成裂纹，这是管道结构中开裂的主要形式。在有横向缺口存在时，纵向应力成为主要控制因素，此时易产生横向裂纹。在大型的多层焊缝中，裂纹多为横向裂纹，它可以垂直表面，也可与表面成一定例如45°角度。一般将其称为八字裂纹，减少这类裂纹的方法同样是控制氧含量，具体方法是短弧操作、烘干焊条焊剂、预热等。
2.6 焊缝外形不良 焊瘤-引起的原因是熔池温度过低，不易熔合；或温度太高，使液态焊缝金属溢出焊趾和焊根处之后才结晶凝固。咬边-焊接电流过高或焊接速度太慢引起，余高太大由于电流太小或运条速度太快所致。可见焊缝外形与电流大小有关，应合理控制。此外，采用摆动方法有助于获得良好外形，但是需要注意采用良好的摆动技术，否则会导致焊缝金属的韧性降低。应当指出采用自动埋弧焊接工艺时，焊缝外形与焊剂层关系密切。如焊剂层太厚，将会造成不规则（ropey）焊接外形，焊剂层太窄时，将形成较窄的焊缝余高等。
2.7 脆性 焊前预热和焊后加热常被用来消除焊接剩余应力和除氢，但是要谨慎地选择和确定加热程度。碳钢和许多合金钢，在加热到一定极限温度区间时，缺口韧性要下降。另外，在采用钨极氩弧焊工艺时，在某些情况下，例如焊接电流过大或钨极过尖，保护气体的氧气污染或钨极与熔池接触，此时电极的钨粒子可能进入焊缝金属中，钨粒子极脆，容易在应力作用下断裂，因而成为断裂根源。
2.8 未焊透和未熔合 在电弧焊中不恰当的装配工艺、接头坡口设计不良和不佳的焊接工艺均会引起上述缺陷，这是一个急需注意的问题，因为它除导致有效横截面减少以外，在某些情况下还起到和尖锐裂纹相同的作用。在焊接某些合金时，未焊透和未熔合可能由于接头上有氧化物层引起。另外气体保护焊在短路过渡时，也极易产生未熔
合缺陷。
2.9 夹渣 焊接工艺不佳造成。另外在采用药芯焊丝时，固体熔渣层有时依附在焊缝金属，清理不够时，也有产生夹渣缺陷的倾向。
自动焊焊接 篇3
关键词：大型钢井架,自动焊焊接,探讨
井架是矿井运输、生产中的重要提升设备, 是井下与井上人员、施工运输、煤炭提升的主要设施, 也是唯一的地面支撑系统, 承载量较大。它是整个煤矿能够正常安全生产的重中之重。为了满足井架承载量, 大型井架箱体截面增大至1800mm×2400mm, 甚至更大如皖北局朱集主井井架截面为3000mm×1600mm, 其板材厚度也在随之增加, 原井架的板材厚度一般在δ14~δ16, 现在为δ20~δ25。
施工工序:下料———组对———焊接———整形———打磨———预组装
井架主焊缝采用的是埋弧自动焊焊接, 埋弧焊的实质是在一定大小颗粒的焊剂层下, 由焊丝和焊件之间放电而产生的电弧热使焊丝的端部及焊件的局部熔化, 形成溶池, 溶池金属凝固后即形成焊缝。这个过程是在焊剂层下进行的, 所以称为埋弧焊。埋弧自动焊具有焊缝质量高, 生产率高, 节省焊接材料, 劳动条件好等优点。在中厚板材焊接中广泛应用, 但由于其易变形, 易产生气孔的缺陷使得埋弧自动焊的一次成功率不高, 经常出现气孔、夹渣、咬边、根部未焊透等现象。
尤其是近年来大型井架较多, 原焊接工艺不能适用现在的井架焊接要求, 焊缝返工次数较多。针对这一情况, 结合施工中实际和大量试验, 在传统工艺的基础上, 对原工艺进行了改进, 目的是为了提高焊缝一次成功率。使用高效率低能耗的焊接方法能最大限度地减轻工人的劳动强度, 改善生产条件。提高工程质量。
1 工艺评定
1.1 材料的选定
1) 大型井架设计常采用的Q235-B板, 板厚δ20~δ25。自动焊焊丝选用H08A, 焊剂为HJ431。
2) 井架箱体焊接坡口形式。
1.2 传统的埋弧自动焊焊接工艺
1) 打底焊, 第一遍焊缝用φ3.2m m焊条, 由技术水平较高的焊工焊接, 焊缝高度6mm, 保证根部焊缝焊透, 焊缝平整, 防止气孔、夹渣、裂纹等缺陷产生, 第一遍焊缝是至关重要的一道焊缝, 是第二遍、第三遍焊缝的基础, 第一遍焊缝若有缺陷, 不易清根。
2) 对打底焊缝清理后, 开始埋弧自动焊, 在焊接第二遍焊缝前必须用小尖锤敲击焊缝, 以清除第一遍焊缝上的药皮飞溅物等, 用钢丝刷或磨光机将毛刺清除干净后, 焊接下一道焊缝。
3) 焊接第三遍焊接时要保证焊缝高度均匀。最后一遍焊缝要保证焊缝饱满, 焊缝的高度和角度要达到图纸要求 (第二遍是采用埋弧自动焊焊接) 在焊接第一遍前, 在焊缝两端设置引弧和熄弧板, 其材质和坡口形式应与焊件相同, 引弧和熄弧板的长度, 埋弧自动焊在100mm左右, 手工电弧焊在50mm左右;焊接完毕采用气割切除引弧和熄弧板, 并修磨平整。
1.3 根据试验统计数据显示, 使用原焊接工艺产生缺陷次数最多的是———根部未焊透
经过仔细研究探讨, 从上图中可以分析出产生根部未焊透的原因有三个方面。
1) 第一道封底焊, 焊缝不够高, 自动焊时易击穿。
2) 埋弧自动焊第一遍送丝角度不正确, 溶滴不易进入焊道根部。
3) 第一遍电流较小, 不能满足要求, 易产生根部未焊透、气孔、夹渣等焊接缺陷。
1.4 根据以上对焊缝缺陷的分析, 我们研究制定出新的焊接工艺
1) 封底焊, 第一遍焊缝用CO2气体保护焊焊接, 焊缝高度8m m~10m m, 保证根部焊缝焊透, 增加焊缝高度是为了保证第一遍自动焊大电流时, 封底焊缝不易被击穿。焊缝要平整, 防止气孔、夹渣、裂纹等缺陷产生, 第一遍焊缝是至关重要的一道焊缝。
2) 焊接前用碳弧气刨对自动焊焊道清根, 并用角向磨光机打磨干净, 保证焊道及根部清洁、光滑。自动焊倾斜20~25°送丝, 使焊熔滴更容易进入焊道根部, 使其能焊透根部。
3) 焊接第三遍焊接时要保证焊缝高度均匀。最后一遍焊缝要保证焊缝饱满, 焊缝的高度和角度要达到图纸要求, 在焊接第一遍前, 在焊缝两端设置引弧和熄弧板, 其材质和坡口形式应与焊件相同, 引弧和熄弧板的长度, 埋弧自动焊在100mm左右, 焊接完毕采用气割切除引弧和熄弧板, 并修磨平整。 (如下图二所示)
4) 打底和盖面焊接时, 电流也要增大, 而且还要适当增加焊接电压, 以保证得到合适的焊缝形状和质量。埋弧焊电流对焊丝的预热作用比焊条电弧焊大得多, 再加上电弧在密封的熔剂气泡中燃烧, 热效率极高, 使焊丝的熔化系数增大、母材熔化快, 提高了焊接速度。
按照新的焊接工艺, 我们得到了较为满意的结果。
2效益分析
此项改进后的新技术不仅提高了埋弧自动焊焊缝的质量, 也大大提高了劳动效率, 节约了成本。倾斜送丝法在我处编写的《大型钢结构井架加工及竖立工艺》省科技成果鉴定会上, 专家给与了充分的肯定。为了进一步验证新工艺的可行性, 我们将此项技术在屯留主井、口孜东主井、高河主井三个大型井架的加工制作中推广应用。工程结束后, 各个施工班组的初步统计, 原来每焊100米自动焊缝, 就有10%~15%不合格, 需要清根从焊。现在运用此项工艺, 焊缝的不合格率控制在3%~5%左右, 大大缩短了施工工期, 同时也节约了成本, 焊缝表面成形均匀、饱满, 焊缝内部通过专业探伤人员检测, 均达到一级焊缝要求。工程质量经过建设单位、监理单位的检验, 都给与较高的评价, 多项质量指标均为优良。为企业创造效益的同时, 也为企业赢得良好的信誉!
参考文献
[1]焊接手册.中国机械工程学会焊接学会编.北京:机械工业出版社, 2001.
[2]高忠民.实用电焊技术.北京:金盾出版社, 2004.
[3]孙景荣.实用焊工手册.北京:化学工业出版社, 2004.
[4]王国凡.钢结构焊接制造.工业装备与信息工程出版社, 2004.
[5]钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级.中华人民共和国国家标准.
自动焊焊接 篇4
关键词：中职学生 手工电弧焊 强化技能
随着我国工业水平的提高，现代化的焊接设备、工艺层出不穷，然而手工电弧焊是这些焊接技术的基础，而且普及面很广，焊接技能人才需求量更大。现在中职学校焊接专业已经普及，从事焊接的学生非常多，这部分学生将是未来从事焊接工种的主要力量。那么如何让在校学生学好焊接专业并且在将来成为社会的顶梁柱是现在中职学校面临的问题。下面结合笔者的经验与方法和大家共享。
一、现场教学和情景教学相结合
中职学生动手能力强，但是对枯燥的焊接理论不感兴趣，在课堂上一味地给学生灌输理论，学生听不懂，而且记不住。怎样解决学生理论学习的问题呢？
第一，实行车间现场教学，即教师教学、学生学习、实习采用一体化教学模式，利用焊接实践教学车间和设备进行教学，使得理论教学和实践有机结合，采用项目教学方法，减少纯理论的知识传授，以任务驱动的教学手段增加学生学习知识的主观能动性。学生不但学到了自己专业的知识，而且还能使学生产生专业兴趣。
第二，情景教学，即采用多媒体、图片、模型等手段给学生进行演示，给学生创设模拟一定的情景，使学生更容易明白，从而激发对专业的学习兴趣，使理论知识与实践更好地结合。
二、实习车间的强化训练方法
焊接的操作非常重要，实习的过程即技能提高的过程。在实习车间笔者对学生的要求主要有以下几个方面。
第一，操作设备参数的选择。指焊接前检查设备和工件，选择合理的参数是形成好的焊缝的前提条件。
第二，蹲立的姿势：即焊工仅仅靠自己的身体，两脚放开稍比肩宽，成外八字形，身体放松，找准自己合适的姿势，重心下移，将这种姿势长期保持并稳定。一般焊工两个星期的时间动作基本稳定。
第三，手腕的灵活性：指通过手腕能够灵活控制焊条的运行速度和角度，不同厚度的材料和不同焊缝焊接时手腕灵活性相当重要。
第四，观察能力：指焊接时，学生的眼睛应该随时观察熔池的变化情况，及时调节焊接角度、高度、速度以及焊接重合部分面积的大小，及时发现焊缝在焊接过程中存在的缺陷，同时与鼻子配合完成对不同烧焦味的即时判断，及时消除安全隐患。
第五，及时去药皮观察焊缝成型情况。焊缝在成型后，可能存在一些缺陷，如气孔、熔渣等，存在这些情况可能是参数选择不合理或者姿势操作不到位，应及时纠正。
焊接操作性较强，一名合格的焊接技工必须要有扎实的焊接基础。学生必须对操作过程反复的练习才能打下扎实的基本功。
三、焊接安全的教育
焊接存在一定的危险性，主要有两个方面：一方面是电的安全使用，三相电使用不当，对人体的伤害很严重；另一方面是手工电弧焊自身对人体的一些伤害，由于手工电弧焊在焊接过程中会产生有毒气体（碳化物、氮化物气体）、粉尘、弧光辐射、噪声和射线，焊条、焊件及焊渣处于高温状态会产生大量的热引起烫伤烧伤等因素都可能威胁学生的安全与健康。因此，学生的安全教育尤为重要，笔者在这方面的教育口号是：安全第一，质量第二。笔者的具体做法如下：
第一，要求学生熟记焊接安全操作规程。这是学生进入实习车间的第一课题，通过事故案例和视频播放等形式，让学生知道安全操作的重要性，让他们自己重视安全操作的必要性。
第二，采用分组管理。每个组的成员相互监督，如果出现违规操作的同学，本组的其他成员及时提醒 ，并给予纠正。
第三，老师巡回指导。及时发现学生在操作过程中的不当之处，给学生进行示范，并纠正学生操作过程中的错误。
第四，学生良好习惯的培养。每次上课前应做以下准备：首先观察工作场地是否有危险性的物品存在，场地要干净、整洁；开机前检查焊接设备是否完好安全；再次检查电源是否正常，有没有受潮或是否并联了其他用电设备；最后再问自己一句：“我还有其他没有注意到的安全问题吗”，如果确认没有任何安全问题，经教师检查无误后推闸施焊；焊后拉闸整理工具，清洁场地。指导教师要明确告诉学生们：养成这样的习惯，是对自己负责、对他人负责，是受益终生的好习惯，要坚持下去，并带到以后的工作当中。
四、小结
焊接专业在学校经过几年的实践，学生的操作能力明显得到了提高，安全教育方面也取得较好的效果，为社会培养了一大批焊接技能人才。现场教学突破了中职学生理论学习难的问题，实习车间强化训练为学生焊接技能提高打下了坚实的基础。
自动焊焊接 篇5
一、影响焊接变形的因素
1、结构的刚性对焊接变形的影响
刚性是结构抵抗变形的能力, 刚性大的结构焊后变形小, 而刚性小的结构焊后变形大。结构抵抗拉伸变形的刚性, 主要取决于结构的截面面积的大小, 结构抵抗拉伸变形的刚性, 除取决于结构尺寸大小外, 更主要是结构截面形状。
2、焊缝的质量对焊接变形的影响。
焊缝在结构上的位置对焊接变形的影响是很大的, 焊缝在结构中的位置不同, 焊后所引起的变形情况也各不相同。因此, 在结构设计上应尽量避免焊缝的不对称布置。
3、由于结构的整体刚性总是比它本身的零件和部件的刚性大, 因此整体装配好之后在焊接, 比边装配, 边焊接变形要小。
4、其它因素对焊接变形的影响。
1) 线膨胀系数大的金属材料, 焊后收缩量就大。
2) 在焊缝尺寸相同的情况下, 多层焊比单层焊的收缩量小。
3) 角焊缝比对接焊缝横向收缩小。
4) 间接焊比连续焊缝收缩量小。
5) 有固定夹具条件下相对焊缝变形小。
6) 焊接规范越大, 焊缝的变形就越大。
二、焊接变形的种类
1、纵向缩短和横向缩短
两块对接的钢板焊接后, 沿长度和宽度方向都比原来尺寸缩短了, 通常把这种变形称为纵向缩短和横向缩短, 这种变形是由于焊缝的纵向及横向收缩所引起的。
2、角变形
由于焊缝截面形状上下不对称, 正反两面焊缝的横向收缩不相等, 这样产生了角变形。
3、弯曲变形
由于纵向及横向两方面变形量叠加所形成。
4、波浪变形
发生在薄板 (厚度小于10m m) 焊接结构中产生的原因一种是因为焊接的纵向收缩, 对薄板边缘的压应力超过一定数值时, 在边缘出现了波浪式的变形, 另一种是由于焊缝横向收缩所引起的角变形。
5、扭曲变形
扭曲变形产生的原因主要是装配质量不好, 焊件搁量位置不当, 以及焊接顺序和焊接方向不合理等原因所造成的。
三、减少和防止焊接变形的措施
1、反变形法
焊前首先将焊件向焊接变形相反的方向进行人为的变化, 以达到与焊接变形相抵消的目的, 如下图一是V型坡口单面对焊的变形情况, 因焊缝的横向收缩, 产生了角变形当采用图二所示方法, 将焊件预先反方向斜置, 焊接后由于焊缝角变形, 钢板上转动了一个角度因而基本消除了变形。这种方法我们在日常焊接支架及杆架中经常运用。
2、选择合理的装配和焊接顺序
装配和焊接顺序, 对焊件变形的影响很大, 如果选择不当, 不但会影响到整个工序的顺利进行, 而且使整个焊件产生较大的变形。焊接顺序的选择, 要根据具体情况来确定, 一般对称布置的焊缝, 最好由成双的焊工对称地进行焊接, 这样可以使各焊件所引起的变形相互抵消, 非对称的焊缝, 一般都是先焊焊缝少的一侧, 后焊焊缝多的一侧, 这样可以使先焊焊缝所引起的变形部分得到抵消。对焊件上的长焊缝, 如采用连续焊接的方法, 将会使焊件产生较大的变形。若条件允许可用断续焊缝来代替连续焊缝。或采用不同的焊接方向和顺序来焊接, 此方法适用于我们日常对汽车大梁的挖补和焊补轴类。
3、刚性固定法
刚性固定法是用强制的手段来减少焊接变形的一种方法。特别是薄板焊件, 如果焊前增加它的刚性, 焊后变形就可以显著减少, 因而在焊时可以不必过分考虑焊接顺序, 但这种方法的缺点是有些大件不易固定。另外, 焊件完全冷却后, 撤除固定夹具, 焊件还会有少许变形。如果与反变形法配使用, 其效果就更加明显。
刚性固定的方法很多, 有此采用简单的夹具和支撑, 有些是把焊件固定在刚性平台上, 有的甚至利用焊件本身来构成刚性较大的组合体。薄板焊接是可采用图三所示的方法, 在板焊接时可在板的四周固定位置与平台焊牢, 并用重物压在焊缝的两侧, 焊完后, 待焊缝全部冷却下来再铲除定位焊点和搬掉重物, 这样焊件的变形就可以减少。此方法在制作电机防盗箱时最合适。
4、锤击焊缝法
用圆头小锤锤击焊缝金属, 使焊缝金属发生塑性变形, 这样就可以减少焊接接头的应力与变形, 焊补汽车缸体时, 此法最合适。
南京小原凸焊焊接辅具 篇6
1 南京小原凸焊焊接辅具的特点
凸焊焊接辅具主要由电极臂、电极臂盖、握杆、上电极、电极接头、电极本体、定位销、冷却水管等八部分组成。与以往的凸焊辅具结构相比, 主要差别在下电极。原用下电极是由电极本体、定位销、绝缘套、弹簧等四部分组成, 总体尺寸约Φ39 mm×52 mm;而南京小原辅具的下电极组件由电极头、本体、定位销三部分组成, 总体尺寸约Φ20 mm×42 mm, 结构简单小巧。见图1、图2。
南京小原辅具下电极具有的优点:a.电极直径小, 这样焊接时方便操作, 适应焊接空间小的特种结构的零件, 不容易分流, 有利于保证焊接质量;b.定位销采用气浮式浮动方式, 而以往都采用弹簧浮动方式, 气浮式的浮动性好, 不会由于长时间使用弹簧而导致弹性降低, 产生浮动性不好的现象;c.定位销采用陶瓷材质, 以往都采用钢质, 如果绝缘不好则造成分流, 破坏焊接螺母的螺纹, 螺纹的通过性不好;d.南京小原辅具的部分定位销是通用的, 即M6与M8通用或M8与M10通用, 这样可以在同一个零件上用同一台焊机焊接多种规格的螺母。
南京小原辅具的下电极也有缺点, 首先是电极头壁比较薄, 没有以往的电极耐用;其次是陶瓷定位销在工作时不耐撞击, 如果经常与冲压件碰撞容易损坏。
南京小原焊机的T180控制箱为日本技术, 采用先进的工控微电脑芯片, 其主要元器件均从日本进口;液晶显示, 界面友好, 操作极其简单, 数据可直接设定并编辑, 精度可达到±3%;可直接储存并方便地调用15种焊接规范, 编程器内共可储存90种焊接规范, 见图3。
南京小原焊机的二次回路系统合理采用了优质铜材, 使焊接回路具有低阻抗、高导电性和耐久性, 电极采用进口CrCu材料, 其导电与导热性要优于以往用的电极材料, 有利于提高焊接质量及辅具的使用寿命。
2 螺母自动输送
在解放J6载货车的螺母焊接中采用了螺母自动输送机, 与以往的人工摆放螺母有以下几方面优点:第一, 螺母自动输送机摆放螺母位置准确可靠, 操作节拍快;第二, 采用螺母输送机后彻底消除了焊接过程中用手摆放螺母容易压手的安全隐患。见图4。
螺母输送机也有弊端, 就是不能适用于所有的零件, 如果零件结构特殊, 螺母输送机的送料杆容易与零件干涉, 此种情况下则不能使用螺母输送机输送螺母。
3 焊接质量控制及检测方法
螺母焊接最主要是保证焊接质量, 也就是保证焊接强度和螺母的螺纹通过性, 其中焊接辅具是影响螺母焊接质量的主要因素之一。
焊接螺母的质量控制主要采取以下2个措施。第一是控制焊接规范参数, 按照技术中心的新螺母标准选用焊接螺母, 根据焊接板材厚度和板材的表面质量, 对每种制件进行参数调节。然后进行破坏性检验, 直到调节出最佳焊核并存储参数。每种制件和焊接螺母有专用的配套焊接参数, 按照30天的周期定期检查参数, 包括焊接电流、焊接压力、焊接时间、次级回路电阻, 交流焊机不得超过100μΩ, 各程序的实际时间 (周波数) 与设定值是否一致, 查看是否有异常情况。第二是检查员常规检查, 主要检查螺母的焊接强度和螺纹通过性。焊接强度是用扭矩扳手按照技术中心规定的每种焊接螺母的标准扭矩值检测。螺纹通过性是用相应的螺栓检查, 检查员按照1/30的频次检查, 但首件和末件是必检的, 如果发现问题需要向前继续检查, 直到检查出5件合格品为止, 并对不合格制件进行修复和原因分析。第三是焊接辅具的定期检查, 操作者要每天检查焊接辅具是否正常, 包括定位销的定位面磨损是否严重、气浮式定位销的浮动性、上下电极是否有分流现象等。
为了保证焊接质量, 在解放公司J6载货车中首次采用了厚壁螺母, 这样进一步地降低了在焊接过程中由于热变形导致的螺纹通过性不好的现象。
最后将参数、设备、制件、检测频次及标准操作姿势等操作标准编成操作指导书, 悬挂在现场以指导生产。
4 小零件的生产组织过程
目前, 小件焊接及螺母、螺栓的焊接采用的是集中生产方式, 现场总共安装了16台南京小原的焊机, 其中有2台点焊机, 14台凸焊机, 并配有11台螺母输送机。
集中生产就是按第2天的生产计划一次性地将每种件全部生产完并返回库房指定位置, 准备第2天生产时陪送人员取件, 这种方式极大地提高了设备利用率且节省了操作人员。
5 员工培训
保证焊接质量并且安全生产的主观因素是操作者, 这就需要做好对员工的培训工作。
小件焊接的员工培训主要包括以下三方面内容:第一是质量意识, 通过到下序 (包括焊装、内饰、总装) 进行走访学习, 了解焊接螺母经常出现的质量问题。例如, 下序装配时如果螺母的罗纹通过性不好, 或者焊接螺母扭矩不合格而造成拧紧时脱落, 这样将给下序带来多少额外的工作量, 通过现场处理质量问题来达到提高操作者质量意识的目的。第二是对凸焊原理的培训, 一般员工多数没有学过焊接技术, 通过组织焊接理论培训来提高操作者的整体水平, 以达到提高产品质量的目的。第三是加深对焊接设备、辅具的理解, 让厂家的技术人员做培训, 使操作者了解装备中每个部位的作用, 因此知道焊接螺母和每天查看设备时需要注意什么地方, 例如定位销磨损到何种程度时需要更换, 防分流的绝缘胶带何时需要更换等。
6 目前工艺和手段的不足
目前, 公司的小件凸焊在工艺上还存在一些问题, 就是个别零件由于结构特殊, 焊接还存在分流现象, 解决措施是计划引进南京小原的另一种产品——绝缘漆, 涂在上电极上, 既防止分流又不占空间, 应该可以解决此类问题。
为了提高螺母焊接质量, 将解放J6载货车上的焊接螺母采用为厚壁螺母, 因此需要我们及时配备相应的检具, 而且螺母输送机也需要按照新螺母的标准重新调整。
7 结束语
自动焊焊接 篇7
焊接过程稳定性影响着焊接质量,因此实现焊接过程参数检测和量化分析对于评价焊接过程稳定性进而实现检测和控制焊接过程是非常有意义的。近年来,从事焊接过程分析的学者们已经取得了很多重要成果。如Mita研制的CO2气体保护焊焊接过程分析仪[1];德国汉诺威大学的D.Rehfeldt教授针对焊接过程的随机特点,提出了采用概率密度统计法提取焊接过程质量信息的特征值,并且用统计分布图的方式显示,用以分析和评价熔化极电弧焊焊接过程的固有物理属性,同时配套研制了“汉诺威分析仪”[2,3]。虽然上述学者的工作能很好的实现对非周期性的焊接过程稳定性的检测和评价,但对于包括短路过渡在内的具有明显周期性的脉冲电弧焊利用已有的分析手段不能很好的进行分析,精度低,信息损失严重。主要原因是以往的研究工作在分析比较焊接过程稳定性时,总是对焊接过程中的焊接电流和电弧电压进行整体分析,而脉冲电弧焊中焊接电流和电弧电压都是周期性变化的,若采用以往的分析手段,会遗漏很多信息,可靠性低。
因此本文针对脉冲电弧焊中其焊接电信号周期性变化的特点,提出了用六个表征参量来判断脉冲电弧焊焊接过程优劣的评价方法,并在六个表征参量的基础上确定了其中两个参量最能对焊接过程稳定性进行直接有效的评价。同时进行两组脉冲电弧焊焊接验证试验,利用提出的方法判断这两组焊接试验焊接过程稳定性的优劣,并且借助焊接电流波形图、功率谱图和概率密度分布图的方法证明本文提出的评价方法是有效可行的。
1 方法介绍
标准差反映焊接参数瞬时值围绕其平均值的分布情况,标准差越小过程越稳定。变异系数给出参数变化范围相对参数平均值的大小,变异系数越小,过程越稳定。因此为了评价脉冲电弧焊焊接过程的优劣,本文选定了六个表征参量对其进行标准差和变异系数分析,进而评价焊接过程稳定性。这六个表征参量可分为两类,一类是以时间为样本,具体为峰值时间、基值时间、周期时间;一类是以焊接电流平均值为样本,具体为峰值时间段内焊接电流平均值、基值时间段内焊接电流平均值、一个周期时间段内焊接电流平均值。具体的评价方法介绍如下:1)选取峰值时间作为样本,进行标准差和变异系数分析,衡量焊接过程中电信号的均匀性,进而判断焊接稳定性的好坏。具体原理图如图1所示,图1给出了脉冲形式焊接电流的波形示意图,此处选取的是理想的正弦形式的脉冲波形。首先给定阈值电流Ith,Ith是指在所选取的T时间段内焊接电流的平均值。确定该值后,电流波形被分为峰值阶段(Ith以上部分)和基值阶段(Ith以下部分)两部分,这样即可确定峰值时间Tp1、Tp2、Tp3……Tp(n-1)、Tpn,将其作为样本,进行标准差和变异系数的计算分析,用来判断脉冲焊中脉冲峰值时间的离散程度;同样也可选取基值时间Tb1、Tb2……Tb(n-1)作为样本进行分析,还可以选取周期时间Tp1+Tb1、Tp2+Tb2、Tp3+Tb3……Tp(n-1)+Tb(n-1)作为样本进行分析;2)选取处于峰值时间段内焊接电流平均值作为一个样本,进行标准差和变异系数分析。具体实施方法参照图1,在峰值时间段为T1、T2、T3……Tn-1、Tn时,求出各时间段对应的焊接电流平均值,对应为然后将其作为样本,进行标准差和变异系数的计算分析,可以很好地了解一个焊接过程中峰值电流的波动范围和变化幅度,用于判断焊接稳定性的好坏。同样也可选取基值时间段内焊接电流平均值即为样本进行分析,还可以选取一个周期时间段内内焊接电流平均值即作为样本,进行标准差和变异系数分析。
标准差S定义为:
式中为样本平均值;xi为第i个样本值;n为总的样本数。
变异系数ν的定义为:
式中S为标准差为样本平均值。
2 验证性试验
为验证本文所提出评价方法的可靠性,进行了两组脉冲电弧焊的验证试验,焊接工艺参数如表1所示,不同的是试验A中保护气体为64%Ar+16%CO2+2 0%H e,试验B为24Ar%+6%CO2+70%He,采用堆焊的方法进行焊接试验,选用母材为Q235低碳钢,焊丝为直径1.2mm的H08Mn2SiA,气体流量为20L/min。试验开始之前,将工件表面打磨干净,防止铁锈、油污影响焊接过程及质量。用霍尔电流传感器采集焊接电流信号,电信号采样频率为500kHz。
利用以上介绍的方法,下面针对试验A和试验B对应的焊接电流信号进行分析,进而判断这两组焊接试验焊接过程稳定性的好坏,具体分析结果见表2和表3。比较试验A和试验B的结果可知,对比六个表征参量对应的标准差和变异系数,发现试验A对应的数值较小,说明试验A焊接过程稳定性较好,试验B的焊接过程稳定性较差。比较周期时间的变异系数试验A(1.9)和试验B(12.5),说明试验A中脉冲周期时间的均匀性比试验B好,试验B中对应的以周期时间为样本的数据离散程度大,周期性差。比较试验B中峰值时间段内焊接电流平均值对应的标准差(19.46A)和基值时间段内焊接电流平均值对应的标准差(5.86A),说明在焊接电流波形图中峰值部分波动性较大。观察比较表2和表3发现,试验A和试验B焊接稳定性的优劣可以用这六个表征参量表述,然而进一步的计算发现,以周期时间和峰值时间段内焊接电流平均值对应的变异系数用来刻画试验A和试验B焊接稳定性的差异最为有效,因为试验A和试验B对应周期时间变异系数分别为1.9和12.5,大约为6.58倍的关系。试验A和试验B对应峰值时间段内焊接电流平均值变异系数分别为1.83和9.70,大约为5.3倍的关系。与其他四个表征参量相比,上述二参量对应的试验A和试验B二者之间变异系数的差异最明显,更能反映脉冲焊周期性变化的特点。反映在焊接过程优劣的评价方面,选取以周期时间为样本和以峰值时间段内焊接电流平均值为样本进行标准差和变异系数分析,足以对不同焊接过程间焊接稳定性进行有效、量化的评价。
为了验证本文提出的评价方法的可靠性,分别利用焊接电流波形图、功率谱图和概率密度分布图加以佐证[4],证实其可行性。图2显示了试验A和试验B对应的焊接电流的波形图、功率谱图和其概率密度分布图。根据功率谱图可以得出焊接电流波形中的主频率值。功率谱图中显示试验A和试验B均在频率为150Hz附近出现了尖峰。说明焊接电流波形中主要是由频率为150Hz的信号组成。比较试验A和试验B的功率谱图,后者信号含有的频率比较杂乱,说明了焊接电流中波形波动较大。对应焊接电流波形图,发现试验B中有短路发生,说明试验B的焊接过程稳定性较差,与利用本文提出的评价方法所判断的结果吻合。从焊接电流概率密度分布图中的两个波峰可以确定试验中焊接电流的峰值电流和基值电流,试验A对应峰值电流230A,基值电流110A,试验B峰值电流215A,基值电流100A,从概率密度分布图中可以观察到试验A中峰值电流和基值电流出现概率大致相等,说明焊接电流波形均匀,波动性小,焊接稳定性好;试验B峰值电流的概率小于基值电流的概率,而是有300A~600A的大电流,说明有短路现象出现,焊接过程稳定性差,这与焊接电流波形图是一一对应的,与利用本文提出的评价方法所判断的焊接过程稳定性的结果也是吻合的。
综上所述,经过验证,说明本文提出的评价方法是有效可行的。
3 结论
1)为了评价脉冲电弧焊焊接过程的优劣,提出了六个表征参量即峰值时间、基值时间、周期时间、峰值时间段内焊接电流平均值、基值时间段内焊接电流平均值、周期时间段内焊接电流平均值,可分别选取其中一个参量作为一个样本,进行标准差和变异系数分析,进而判断焊接过程稳定性。
2)在六个表征参量基础上,确定了周期时间和峰值时间段对应的焊接电流平均值这两个参量的标准差和变异系数最能对焊接过程稳定性进行直接有效的评判。
3)进行脉冲电弧焊的验证试验,且借助于焊接电流波形图、功率谱图和概率密度分布图,证明本文提出的评价方法是可靠的。
参考文献
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[7]薛毅,陈立萍.统计建模与R软件[M].北京:清华大学出版社,2007.
下向焊焊接缺陷产生原因及预防 篇8
立向下焊做为手工电弧焊的一种施工技术, 在我国长输大口径管道上得到普遍应用和推广。该技术在国外应用已有十几年历史, 其特点是:焊接质量好、速度快、生产效率高、易学习掌握、便于流水作业。
由于下向焊焊条采用纤维素型和低氢型药皮, 施焊规程要求严格, 因而在管道焊接过程中特别是管道的仰脸部位, 稍一疏忽就容易产生焊接缺陷, 而且该部位产生缺陷几率很高。针对这一情况我们进行仔细分析和实验, 得出了行之有效的解决办法, 取得了较满意的结果。
2 管道下向焊工艺及特点
下向焊是从管顶平焊开始往管底仰焊方向施焊。每个焊口采用多层焊接, 即由根焊、热焊、填充焊和盖面焊组成, 每层焊接由具体焊工负责, 形成了连续施工的流水作业线。对大口径管道, 管线两侧每层可安排2-4名焊工进行施焊。由于每个工序的焊工相对固定, 所以有利于提高焊工技术熟悉程度。又因每层填充金属量都很少, 形成焊层薄, 缺陷产生可能性小, 因而保证了焊接质量。其操作时焊条倾角变化如图1。
工艺规范见表1。
其施工流程图如图2。
通过以上下向焊流程图可以看出将一段管连成管线, 需经过十几道工序, 每道工序都是质量保证项目, 都有一定技术要求。由于其操作要求严格, 施工组织紧密, 因而每一操作过程都有可能留下产生缺陷的根源。
3 焊接缺陷产生原因及种类
我们利用X射线检测机器人在进行工业性试验的过程中, 所拍摄的1000多张底片进行统计, 有200张底片存在各种不同性质的缺陷, 合格率仅为74%, 其中气孔和夹渣占85%以上, 其它缺陷有未焊透、未熔合和咬边等。我们经比较发现80%以上的缺陷产生在5点和7点钟位置, 见图3。
根据底片产生缺陷的位置和焊道编号及焊接时所处的工作环境、施焊者等综合考虑, 分析总结出缺陷产生原因主要有以下几点:
a.工艺要求严格。在“5”、“7”点位置是操作者与焊接的位置相对别劲, 而且焊条角度又有一定要求, 当达不到要求时就容易产生焊接缺陷。
b.由于采用的焊接材料是纤维素药皮打底, 热焊, 低氢型药皮焊条填充盖面, 其渣系不同及更换焊条不及时, 每层焊道接头不错开 (应错开30~50mm) 都有产生缺陷可能。
c.对口时, 一是对口质量不过关, 二是卷管不规则, 则会造成错边, 这样在焊接时就会产生未焊透、未熔合等缺陷。
d.焊条改接要求烘干, 或超次烘干及焊件表面不干净。
e.焊接规范掌握不好, 没严格按规范要求去做, 特别是对于低氢型焊条应采用短弧焊并适当配合摆动以利气体溢出。
f.操作者技术不过关, 在有风天遮挡不严造成缺陷。
g.电源不稳定, 使焊接时规范发生变化而产生缺陷。
通过以上分析可以看出产生未焊透、未熔合的主要原因:一是坡口加工、管口组对质量不过关;二是工艺参数波动大;三是操作者存在麻痹思想。
从气孔产生的机理看, 液态金属吸收了大量的气体, 在冷却过程中气体在熔池中溶解度下降, 由于熔池冷却速度快, 没有被溶解的气体来不及溢出, 就可能存在焊缝中而形成气孔。夹渣产生的道理与气孔形成相似, 在熔池冶金反应所产生的夹杂物在熔池冷却过程中, 它们来不及析出而留在焊缝中。咬边主要取决于操作者对工艺掌握的程度和自己的技术水平。而气孔和夹渣则通过机理分析可知, 采取一定措施是可以控制的。
4 焊接缺陷解决的途径
下向焊这种管道常用焊接技术, 对于我们还是一种新工艺、新技术, 从其操作技巧、管理方法、施工组织经验等都有待于提高。针对产生的问题, 提出如下的解决方法:
4.1 对焊工系统培训, 发现有三处不合格即进行培训。
4.2 技术负责人始终盯在现场, 出现问题及时处理, 并负责各工序间的衔接。
4.3 设备专人负责。所拉运的管材经检验人员检验合格后才进行组对焊接。
4.4 焊接过程中采用防护措施及设备上配有相应的仪表, 焊接时管子不允许受到震动和冲击。
4.5 严格执行工艺规范。
4.6 完善了焊接材料一、二级库管理。
4.7 采用内对口器, 必须焊完全部根焊到后撤离对口器, 采用外对口器必须焊完50%以上, 根焊道且每段焊缝长度近似相等, 分布均匀后撤离对口器。
通过以上措施实现了既保证了焊接质量, 又提高了施工速度。避免了危险焊接缺陷的产生, 合格率达到90%以上。
5 结论
5.1 分析缺陷产生的原因是正确的, 且措施是适当的, 从而保证了管道的焊接质量。
5.2 经过“庆哈”管线的施工, 下向焊被广大焊工掌握, 为今后施工提供了技术基础。
自动焊焊接 篇9
生产工艺技术的不断进步，表面贴装元器件的使用范围越来越广。以前直插式元件的焊接方法已不能满足表面贴装的要求，掌握表面贴装元器件的焊接与拆焊方法迫在眉睫。本文就表面贴装元器件的焊接与拆焊方法做一些简单介绍。
关键词：表面贴装元器件 手工焊接 解焊
一、表面贴装元器件和焊接方法简述
伴着电子技术理论的发展及工艺技术的进步，电子产品的体积不断缩小，性能及稳定性，不断提高，所以出现了表面安装技术，简称SMT（Surface Mount Technology）。SMT是包括表面安装器件（SMD）、表面安装元件（SMC）、表面安装印制电路板（SMB）及点胶、涂膏、表面安装设备、焊接及在线测试等在内的一套完整工艺技术的统称。表面安装元器件又称为贴片元器件或片式元器件，它包括电容器、电阻器、二极管、三极管、集成电路、电感器等，具有小体积、重量轻;高密度、高可靠性;印制板无需钻孔、无元件引脚成型工序;尺寸和形状标准化、能够采取自动贴片机进行自动贴装;易于实现自动化、大批量生产等优点。
如今表面安装元器件在航空、航天、通信、计算机、汽车电子和各种电器设备等领域广泛使用。它的焊接方法有手工焊接和自动焊接。手工焊接法适用于小批量、小规模生产、维修以及调试等。自动焊接适用于中大规模、高标准的电子产品批量生产。
二、手工焊接表面贴装元件的要求
（一）焊接要求
1.为了安全起见，操作人员要带防静电腕带，采用防静电恒温烙铁，如果使用普通烙铁时必须保证良好接地。对于电阻、电容、二极管等片式元件采用30W左右的内热式电烙铁。对于有铅的工艺，一般烙铁温度需要控制在300℃左右。对于无铅的工艺，一般烙铁温度需要控制在370℃左右。
2.焊锡通常选用直径0.50 - 0.75mm。
3.贴装顺序和直插式元件一样。先小后大;先低后高;先里后外;先轻后重;先一般后特殊。
4.焊接前要检查元器件和焊盘。焊接前将印制板上的拆焊点用电烙铁处理平整，如果焊点上焊锡较少则要补锡。再用无水酒精清理焊点周围的残留物。
（二）所需的工具和材料
1.尖头30W左右的内热式或45W左右外热式电烙铁一个。
2.尖头或弯头镊子一把夹取元器件等。
3.尖嘴钳：在连接点上网绕导线、元件引脚成型。
4.斜口钳：剪切导线、元件多余的引线。
5.螺丝刀：拧动焊钉及调整可调元件的可调部分。
6.小刀：刮去导线和元件引线上的绝缘物和氧化物。
7.焊锡丝和助焊剂等。
（三）焊接操作过程
在焊接之前要先给焊盘上涂满助焊剂，然后再挂上一层薄薄焊锡，防止焊盘镀锡不良或氧化，接着再用镊子将贴片元器件放在PCB板上，使其与PCB板上焊盘对齐，确保元器件放置位置、方向正确。对于常见的电阻、电容、二极管等一些引脚不多的元器件，把烙铁的温度调到300度左右，在烙铁头尖端挂少量的焊锡，用镊子夹住元器件焊上一端，然后检查元器件是否放正;如果没有问题，就再焊上另外一端。等元器件固定后，再对引脚进行进一步的修饰和加固。在焊接多引脚的集成芯片时在焊接前将所有的引脚涂上焊剂使引脚保持湿润。但要防止因焊锡过量发生搭接或桥接，之后任选集成芯片的两个对角并在引脚上加很少的焊剂使芯片稳固。焊完对角后首先要直观检查法检查芯片的位置、方向是否正确，然后再用镊子、放大镜检查是否有虚焊、漏焊等焊接问题，待一切检查完后，要从电路板上清理多余的焊剂，用毛刷蘸酒精沿引脚方向仔细擦拭，直到焊剂清理完为止。
三、表面贴装元器件拆焊方法
在整机装配、调试、维修过程中，难免会有错装、损坏或因调试需要，对元器件进行拆焊处理。在实际操作中拆焊比焊接要困难，因操作方法不当，常造成元器件损坏、导线断裂、焊盘脱落、铜箔翘起，尤其是集成电路的拆卸更加困难。下面介绍几种常见的拆焊技术。
（一）对于电阻、电容、二极管、三极管、稳压管等具有2～3个引脚的元器件，可以采用电烙铁直接拆除法
具体操作：用电烙铁加热需要拆除的元器件引脚，等到待拆元器件的引脚上焊锡完全熔化后，再用镊子将元器件拿起。在焊锡还没完全熔化时，切记不能用力拉扯元器件，否则会造成焊盘铜箔翘起或脱落。
（二）对于集成电路的拆除，可以采用增加焊锡融化拆除法或吸锡绳拆除法
增加焊锡融化拆除法的具体操作：给待拆的元器件引脚上增加一些焊锡，使引脚的焊点连接起来，这样以利于传热，便于拆除。拆除时用电烙铁每加热一列引脚就用镊子或平口螺丝刀撬一下，两边引脚不断轮换加热，直至拆下为止。
吸锡绳拆除法的具体操作：将多股铜芯塑胶线，去掉塑胶皮。给多股铜丝表面涂满松香，然后将烙铁头压在被拆除的焊点上加热，引脚上的锡焊就会被铜丝吸附，重复几次操作就可将引脚上的焊锡全部吸走。有条件也可使用屏蔽线内的编织线。
（三）专用工具拆除法
将加热后的两用烙铁头放在要拆除的元器件引脚上，待焊点焊锡融化后被吸入吸锡器内，引脚的焊锡吸完后元器件就可拿掉。
拆焊的目的是解除焊接，在操作时要注意不能损坏拆除的元器件、导线、焊点等，拆除过程中不要拆、动、移其他元件，拆除所用时间较长要控制好烙铁头的温度，避免烫坏元器件或焊盘。
表面贴装元器件的焊接和拆焊是焊接技术的基本功。焊接技术本身并不复杂，但它的重要性却不容易忽视。它的适用面极广，要在实践中不断总结，正确领悟操作要领和技术要点，掌握正确的焊接与拆除元器件的方法，不断练习，不断提高焊接质量和拆焊技术。
参考文献：
[1]刘国顺.表面贴装元器件的手工焊接技巧.家电维修.2007（11）.
[2]王刚.浅谈表面贴装元器件的手工焊接与拆卸方法.科学时代·上半月， 2011（6）.
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[4]李和平.表面贴装元件的焊接技术.家电检修技术：资料版，2007（10）.
作者简介：
刘子叶（1975- ），女，陕西安康人，讲师，主要从事电子专业课程教学
自动焊焊接 篇10
随着内燃机的不断进步,双金属摩擦焊接气门的不断普及,摩擦焊接的质量的要求也越来越高,选择合理的摩擦焊接的工艺流程和合理摩擦焊接参数就显得特别重要。合理的摩擦焊接的工艺流程可以减少原材料的消耗,减少热处理的成本;合理摩擦焊接参数可以提高焊接处的强度,甚至可以大于基体的强度,从而提高气门的可靠性。本文分析了焊接前热处理和焊接后热处理的工艺的利弊,连续驱动摩擦焊的产热原理和热量的计算。
2 双金属摩擦焊气门的工艺流程
1、方案A
2、方案B
3、方案C
3 双金属摩擦焊气门的工艺方案分析
上三方案,对于热处理来说,实质上是两种方案,工艺方案A是先焊接后热处理,而工艺方案B和C是头、杆分别进行热处理后再焊接。现以4Cr9Si2与5Cr21Mn9Ni4N焊接气门进行分析。
1 先焊接后热处理工艺方案
此工艺方案的优点是节约能源、简化热处理工序。其难点在于恰当选择同时能保证不同材料使用性能的热处理工艺参数。因为5Cr21Mn9Ni4N固溶和时效温度比4Cr9Si2调质工艺中的淬火、回火温度高得多。所以,不能简单的选用5Cr21Mn9Ni4N或4Cr9Si2的热处理工艺参数。只能根据气门的使用要求、图纸的技术条件,同时兼顾头杆的性能来确定热处理工艺参数。实际上除了参照一些成熟的经验外,还应反复进行工艺性能试验,来选择合适的工艺参数。
1、焊接后消除应力处理工艺
焊接后的焊缝存在很大的应力,焊缝附近的4Cr9Si2段是淬火马氏体组织,硬而脆,不利于以后的校直工序。所以必须在焊接后及时采取消除应力的热处理。这种热处理工艺参数的选择要考虑两个方面:一是消除焊接应力;二是使4Cr9Si2段焊缝及其影响区的淬火马氏体转变回火索氏体,降低该区域的硬度,便于校直。
一般采用的消除应力处理的工艺为700℃保温90min空冷。
2、最终热处理
(1)淬火(固溶)温度的选择
对于钢厂供应的5Cr21Mn9Ni4N钢是不完全固溶状态,所以淬火温度主要考虑4Cr9Si2的淬火温度。温度过高将使4Cr9Si2的晶粒度粗大,室温性能下降,且不利于以后的杆端高频淬火。因而把加热温度定为1050℃。由于两种材料的传热系数不同,为使淬火时加热均匀,一般在装入淬火炉前,先在820℃进行预热。
(2)回火(时效)温度的选择
按5Cr21Mn9Ni4N时效温度,应在750℃最佳,但对于4Cr9Si2段,如果采用750℃回火,其机械性能将下降很多。为不使4Cr9Si2的性能下降,采用650℃回火。回火后的冷却,为防止4Cr9Si2的第二回火脆性,采用水冷。
(3)对于先焊接后热处理的较合适的工艺是:820℃预热15分钟+1050℃保温10分钟油淬+650℃保温90分钟水冷。
2 先热处理后焊接的工艺方案
对于5Cr21Mn9Ni4N和4Cr9Si2各自进行最佳的热处理,然后进行焊接,焊接后进行消除应力处理。
1、5Cr21Mn9Ni4N固溶—时效处理:试验得到适宜工艺参数1150℃～1190℃固溶加热保温0.5～1小时,水冷至室温,740℃～780℃时效10～14小时,时效后空冷。
2、4Cr9Si2调质处理:820℃预热14min+1050℃保温10min油冷+650℃保温90min水冷。
3、焊接后消除应力处理:先热处理后焊接,在焊缝区0.5mm左右范围内有明显的热影响区。此区对5Cr21Mn9Ni4N没有什么影响,只是晶粒度发生变形,而对于4Cr9Si2影响较大。由于摩擦焊接已达4Cr9Si2的淬火温度,随后空冷时转变为马氏体组织,硬度达到HRC56-59。因此焊接后必须进行消除应力处理。同时使热影响区的4Cr9Si2部分的淬火马氏体组织转变为回火索氏体。消除应力处理工艺参数650℃保温90min水冷。
通过上述工艺方案分析可看出,为了达到同时发挥两种材料的最佳性能值,各自先进行热处理再焊接的工艺方案比较合理,但有的钢厂的5Cr21Mn9Ni4N已经不完全固溶处理,性能已达到图纸技术要求,那么先焊接后热处理的工艺方案也是可行的。
4 双金属摩擦焊气门的连续驱动摩擦焊工艺
1、连续驱动摩擦焊原理
焊前,待焊接的一对工件中,一件夹持于旋转夹具,称为旋转工件,另一件夹持于移动夹具,称为移动工件。焊接时,旋转工件在电机驱动下开始高速旋转,移动工件在轴向力作用下逐步向旋转工件靠拢,两侧工件接触并压紧后,摩擦界面上一些微凸体首先发生粘接与剪切,并产生摩擦热。随着实际接触面积的不断增大,摩擦扭矩迅速升高,摩擦界面处温度也随之上升,摩擦界面逐渐被一层高温粘塑性金属所覆盖。此时,两侧工件的相对运动实际上已发生在这层粘塑性金属内部,产热机制已由初期的摩擦产热转变为粘塑性金属层内的塑性变形产热。在热激活作用下,这层粘塑性金属发生动态再结晶,使变形抗力降低,故摩擦扭矩升高到一定程度(前峰值扭矩)后逐渐降低。随着摩擦热量向两侧工件的传导,焊接面两侧温度亦逐渐升高,在轴向压力作用下,焊合区金属发生径向塑性流动,从而形成飞边,轴向缩短量逐渐增大。随摩擦时间延长,摩擦界面温度与摩擦扭矩基本恒定,温度分布区逐渐变宽,飞边逐渐增大,此阶段称之为准稳定摩擦阶段。在此阶段,摩擦压力与转速保持恒定。当摩擦焊接区的温度分布、变形达到一定程度后,开始刹车制动并使轴向力迅速升高到所设定的顶锻压力此时轴向缩短量急骤增大,并随着界面温度降低,摩擦压力增大,摩擦扭矩出现第二个峰值,即后峰值扭矩。在顶锻过程中及顶锻后保压过程中,焊合区金属通过相互扩散与再结晶,使两侧金属牢固焊接在一起,从而完成整个焊接过程。在整个焊接过程中,摩擦界面温度一般不会超过熔点,故摩擦焊是固态焊接。
2、连续驱动摩擦焊重要参数:
摩擦量F(加热量规格)
摩擦时间t1(时间规格)
摩擦压力P1——焊接时,在摩擦加热过程中,轴向给的压力;
顶锻压力P2——焊接时,在顶锻过程中,轴向给的压力;
刹车延时t2——焊接时,开始顶锻到开始刹车的时间间隔;
保压时间t3——焊接时,顶锻压力保持的时间;
3、气门的材料多是奥氏体和马氏体材料,两者属于变形抗力较大的高强材料,在焊接时宜采用先顶锻后刹车的工艺。
4、气门摩擦焊接时的热量计算:在焊接的过程中,产生热量的主要是周向摩擦力,其次是轴向的压力(摩擦压力P1);但前者远大于后者,摩擦力的大小主要取决于轴向压力。
f=μP1S=2πμP1∫undefinedrdr ①
Wf=fL ②
L=rwt ③
注:f摩擦力;Wf摩擦力做的功;ω角速度;
由①②③得undefined
由④得出摩擦力的功率undefined
轴向摩擦压力P1的功率P轴=πR2P1V台 ⑥;
V台工作台速度
由⑤⑥得出加热总功率P总=η(Pf+P轴)undefined
η效率;
由⑦知在η、μ、ω一定的前提下,P总主要和P1、R、V台有关;
由材料的所需能量公式Q=CMT差;C材料的比热,M质量,T差温度的差值;
在摩擦焊接的过程中,单位时间内的所需的能量为:
Q=(C马氏体ρ马氏体πR2V马氏体+C奥氏体ρ奥氏体πR2V奥氏体)T差
=πR2T差(C马氏体ρ马氏体V马氏体+C奥氏体ρ奥氏体V奥氏体) ⑧
V马氏体+V奥氏体=V台 ⑨
在摩擦焊的过程中,材料半径R一定,通过调节摩擦压力P1和工作台速度V台使在摩擦时间t1内⑦与⑧平衡是摩擦焊参数调节的关键。
5、刹车延时t2一般在0.1S～0.25S之间,直径大的刹车延时也就相应的长;保压时间t3越长越好,一般在2S～5S,直径大的保压时间也就相应的长。
5 摩擦焊接质量的检测
1、通过抗拉强度试验,通过强度值来反映焊接质量,如果参数调节到最佳,可以实现不从焊缝处断裂;
2、通过100%超声波探伤来检验焊接处的缺陷;
3、通过100%旋转弯曲试验来检验焊接处的质量。工件在旋转过程中,在垂直工件的方向上,一定的位置上,施加一定的力使工件发生弯曲,通过弯曲来检测焊接处的质量。
6 摩擦焊接处的微观组织的变化
通过连续驱动摩擦焊接的原理可知,工件经过摩擦过程后,在顶锻过程及顶锻后保压过程中,焊合区金属通过相互扩散与再结晶,使两侧金属牢固焊接在一起,从而完成整个焊接过程。焊合区金属通过相互扩散与再结晶,晶粒度发生明显变化,通过金相图片可以看出焊缝处晶粒度明显偏细(见图1)。
7 结论
1、不同摩擦焊接的工艺流程,摩擦焊接的参数不同;采取什么样的工艺流程要根据图纸的要求和原材料的状态而定。
2、通过计算和试验选择合理的摩擦焊接参数对焊接的质量有至关重要。
参考文献