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焊道的收尾的方法
这是指一条焊缝结束时如何收尾。如果无操作经验的焊工，收尾时的动作就是接断电弧，这样，在焊道上就会形成低于焊件表面的弧坑。过深的弧坑使收尾处强度减弱，并容易造成应力集中而产生弧坑裂纹。所以，收尾动作不仅是熄弧，还要填满弧坑。一般，正确的收尾动作有以下几种。
（1）划圈收尾法
焊条移至焊道终点时，做圆圈运动，直到填满弧坑再接断电弧，如图6-8所示。此法适用于厚板的焊接，对于薄板则有烧穿的危险。
（2）反复断弧收尾法
焊条移至焊道终点时，在弧坑上需做数次反复熄弧、引弧，直至填满弧坑为止，如图6-9所示。此法适用于薄板的焊接，但碱性焊条不宜采用，因为容易产生气孔。
（3）回焊收尾法
焊条移至焊道收尾处即停止，但不熄弧，此时适当改变焊条角度，如图6-10所示，焊条从位置1移到位置2，待填满弧坑后再移到位置3，然后慢慢接断电弧。碱性焊条宜用此法。
薄板向上立焊时，可以采用跳弧法和灭弧法进行焊接，以防止烧穿，改善焊缝的成形。
（1）跳弧法
当熔滴脱离焊条末端过渡到熔池后，立即将电弧向焊接方向提起，这时为不使空气侵入，高度不应超过6mm，如图7-18所示。
跳弧的目的是让熔化金属迅速冷去凝固，形成一个“台阶”，当熔池缩小到焊条直径的1~1.5倍时，再将电弧（或重新引弧）移到“台阶”上面，并在“台阶”上形成一个新熔池。如此不断重复熔化——冷却——凝固——再熔化的过程，就从下向上形成了一条焊缝。
（2）灭弧法（间断熄弧法）
当熔滴从焊条末端过渡到熔池后，立即将电弧熄灭，使熔化金属有一个瞬间冷却凝固的机会，随后重新在弧坑引燃电弧，灭弧时间在开始时可以短些，因为此时焊件还较冷。随着焊接时间的延长，灭弧时间也要增加，才能避免烧穿和产生焊瘤。
不论采用哪种方法焊接，起头时，当电弧引燃后，应将电弧稍微拉长，以以焊颖端头进行预热，随后再压低电弧进行正常焊接。
在焊接过程中，要注意熔池形状，如发现椭圆形熔池的下部边缘由比较平直的轮廊鼓起变圆时，如图7-19所示，表示温度过高，应立即灭弧，让熔池降温，避免产生焊瘤。待熔池瞬间冷却后，再在熔池处引弧继续焊接。
立对接焊的接头也比较困难，容易产生夹渣，或者造厉焊缝凸起过高等缺陷。因此，接头时更换焊条要快，采用热接法焊接。在接头时，往往有铁水接不开或熔渣、铁偿清混在一起的现象，这主要是更换焊条占用时间太长，引弧后预热不够，以及焊条角度不正确等引起的。发生这种现象时，必须将电弧接长一些，并适当延长电弧在接头处的停留时间，同时将焊条角度增大（与焊缝成90°），这样熔渣就会自然滚下去。
立角焊的操作方法
（1）焊条位置
为了使两焊件能够均匀地受热，保证熔深和提高效率，应注意焊条的位置和角度。如果两焊件的厚度相同，焊条与两焊件的夹角应左右相等，而焊条与焊缝中心线的夹角保持为75°~90°，
（2）熔化金属的控制
立角焊的关键是控制熔池金属，焊条要按熔池金属的冷却情况有节奏地上下摆动。在施焊过程中，当引弧后出现第一个熔池时，电弧应较快地抬高，当看到熔池瞬间冷却成一个暗红点时，将电弧下降到弧坑处，并使熔滴下落时与前面熔池重叠2/3，然后电弧再抬高。这样，就能有节奏地形成立角焊缝。要注意的是，如果前一个熔池尚未冷却到一定程度，就过急地下降焊条，会造成熔滴之间的熔合不良；如果焊条的位置不正确，会使焊波脱节，影响焊缝美观和焊接质量。
（3）焊条的摆动
根据不同板厚和焊脚反寸的要求，选择不同的运条方法。对焊脚尺寸较小的焊缝，可采用直线形运条法；焊脚尺寸要求较大时，可采用三角形、锯齿形等运条方法
为了避免出现咬边等缺陷，除选用合适的电流外，焊条在焊缝的两侧应稍作停留，使熔化金属能填满焊缝两侧边缘。焊条摆动的宽度，不大于所要求的焊脚尺寸。例如要求焊后尺寸10mm，焊条的摆动范围应在8mm以内。
（4）局部间隙达大时的焊接法
当焊缝局部间隙超过条直径时，可采取向下立焊的方法，使熔化金属把过大的间隙填满，然后再进行焊接。
焊接方法的分类
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，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）。
表1—3—1 焊接方法分类
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焊 接 |
熔焊 |
电弧焊 |
熔化极 |
焊条电弧焊 |
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埋弧焊 |
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氩弧焊（MIG) |
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CO2气体保护焊 |
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药芯焊丝电弧焊 |
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非熔化极 |
钨极氩弧焊(TIG) |
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原子氢焊 |
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等离子弧焊 |
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气焊 |
氧-氢焊接 |
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氧-乙炔焊 |
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空气-乙炔焊 |
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电子束焊 电渣焊 激光焊 铝热焊 |
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压焊 |
锻焊 |
摩擦焊 |
扩散焊 |
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冷压焊 |
电阻焊 |
超声波焊 |
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高频焊 |
爆炸焊 |
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钎焊 |
火焰钎焊 |
烙铁钎焊 |
感应钎焊 |
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电阻钎焊 |
盐浴钎焊 |
炉中钎焊 |
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（注：常见的栓钉焊属于熔焊加压焊。）
常用焊接方法基本特点与应用
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。
表1-4-1 常用焊接方法基本特点与应用
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焊接方法 |
原理 |
特点 |
使用范围 |
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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 |
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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 |
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焊接方法 |
原理 |
特点 |
使用范围 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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焊接变形的特点和分类
⑴ 特点
焊件由于焊接而产生的变形称焊接变形。焊接变形与焊件形状尺寸、材料的热物理性能及加热条件等因素有关。如果是简单的金属杆件在自由状态下均匀的加热或冷却，该杆件将按热膨冷缩的基本规律在长度上产生伸长或缩短的变形，焊接时不均匀加热过程，热源只集中在焊接部位，且以一定速度向前移动。局部受热金属的膨胀能引起整个焊件发生平面内或平面外的各种形态的变形。变形是从焊接时便产生，并随焊接热源的移动和焊件上温度分布的变化而变化。一般情况下一条焊缝在施焊处受热发生膨胀变形，后面开始在凝固和冷却处发生收缩。膨胀和收缩在这条焊缝上不同部位分别产生，直至焊接结束并冷至室温，变形才停止。
⑵分类
焊接过程中随时间而变的变形称焊接瞬时变形，它对焊接施工过程发生影响。焊完冷后，焊件上残留下来的变形称焊接残余变形，它对结构质量和使用性能发生影响。我们关心最多的是焊接残余变形，因为它直接影响结构的使用性能。所以在没有特别说明情况下，一般所说的焊接变形，多是指焊接残余变形。按变形后的形态分，焊接残余变形可归纳成表2-3-2所示的几种类型。它们与焊件的形态、尺寸、焊缝在焊件上的位置、焊缝坡口的几何形状等因素有关。
表2-3-2焊接残余变形分类
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类型 |
示意图 |
说明 |
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板平面内的变形 |
横向收缩 |
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垂直焊接方向的收缩 |
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纵向收缩 |
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焊接方向的收缩 |
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回转变形 |
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在开坡口焊接时，焊接过程中坡口间时而张开时而闭合的变形。在热源前方完全没有拘束的情况下，因连接焊接坡口间隙常常张开，焊接热输入量越大，张开量越大 |
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横向弯曲变形（角变形） |
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在板厚方向由于焊接而使温度分布不均匀时，沿板厚方向横向收缩不同，使板件在焊缝中心线处发生弯曲变形。又叫角变形 |
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纵向弯曲变形 |
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焊接方向偏心收缩引起的弯曲变形 |
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波浪变形 |
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在薄板焊接时，由于焊接产生的压缩残余应力，使板件出现因压曲形成的波浪变形 |
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扭曲变形 |
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细长构件，纵向焊缝的横向收缩不均匀或备料与组装质量不良，使构件绕自身轴线扭转 |
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