焊接

一、概述

    利用局部加热的方法把两个或两个以上的金属元件联接一个坚固、均质的整体，这种联接方式叫做焊接。

　　在工程领域中有多种焊接方法，其中最常用的是电焊。
　　电焊分为电阻焊和电弧焊两种。

电阻焊原理 

　　电阻焊是当电流通过导体时，由于电阻产生热量。当电流不变时，电阻愈大，产生的热量愈多。当两块金属相接触时，接触处的电阻远远超过金属内部的电阻。因此，如有大量电流通过接触处，则其附近的金属将很快地烧到红热并获得高的塑性。这时如施加压力，两块金属即会联接成一体。
　　电阻焊接按其完成焊缝的方式，又可分为：电阻对焊、电阻点焊和电阻线焊。

电弧焊原理

　　利用电焊机的低压电流，通过电焊条（为一个电极）与被焊件（另一个电极）间形成的电路，在两极间引起电弧来熔融被焊接部分的金属和焊穑使熔融的金属混合并填充接缝而形成电弧焊缝。

   本节只概略介绍有关电弧焊的基本知识及焊缝强度计算的一般方法。
　　焊接与铆接相比较有下列优点
1) 减轻结构重量，焊缝的金属重量比铆钉的重量小；
2) 工艺过程简单，费用低；
3) 焊缝气密性和液密性优于铆缝；
4) 劳动条件较铆接好。

电弧焊接二、电弧焊缝的基本形式、特性    焊缝的主要式样有二种，当两个金属元件对齐联接时，采用对接焊缝，当一元件搭在另一元件上的联接时，采用角焊缝。

　

对接焊缝是最主要和最合理的焊缝。进行焊接前被焊件的边缘要制成坡口，坡口形状决定于焊接方法（自动焊接和手工焊接）和元件的厚度。一般说来，元件越厚，坡口应越大，这样才不会发生“未焊透”的缺陷。但坡口大，容积金属的重量就多，这就增高了成本。自动电焊由于较大的熔深，在同样厚度下坡口的开度比手工电焊时大，焊缝主要还依靠母体金属的熔化形成的。

　　角焊缝用于联接在不同平面内的元件。角焊缝按元件的联接方式分为：正接角焊缝、搭接角焊缝、卷边焊缝和切口７臁

　　塞焊缝也称电铆焊缝，它是先在元件上钻出一些直径ｄ≈2δ的孔，然后用熔融金属把孔充满。主要用于增加外廓已焊住的宽板的贴合紧密性。

三、焊接件常用材料及焊条

1、金属结构件的焊接常用材料
　　Q215、Q235、Q255等
2、机械零件的焊接材料
　　Q275、15钢、20钢、35钢、45钢、50钢、50Mn、50Mn2、50SiMn2等
3、焊条
　　焊条的种类很多，应针对具体要求从手册中选取。常用的焊条型号为：E4301、E4303、
E5001、E5003等。
　　型号中前二位数字表示熔敷金属的最低抗拉强度极限，如“43”表示:σB≈430MPa；第三位“0”或“1”表示适用于各种位置的焊接，第四位表示焊条药皮类型及焊接电源，第三、四位组合时，01表示钛铁矿型，03表示钛钙型，二者的电源为交流或直流正反弧

四、焊缝的受力及破坏形式

1、对接焊缝
　　对接焊缝主要用来承受作用于被焊件所在平面内的拉（压）力或弯矩，对接焊缝的破坏形式是沿焊缝断裂；
2、搭接角焊缝
　　垂直于作用力的角焊缝叫做正面角焊缝；平行与作用力的角焊缝叫做侧面角焊缝；焊接处既有正面角焊缝又有侧面角焊缝的叫做混合角焊缝。
　　通常正面角焊缝只用来承受拉力；侧面角焊缝和混合角焊缝可用承受拉力或弯矩。
　　实践证明，在静载荷作用下，搭接角焊缝的破裂通常沿着与垂直平分线重合的最小剖面上开始。因此负阜斓奈Ｏ战孛娴目矶任猭sin45°≈0.7k（k=δ）。

五、焊接件的工艺及设计注意要点

1、焊缝应按被焊件厚度制成相应坡口，或进行一般的侧棱、仰边工艺。在焊接前，应对坡口进行清洗整理；
2、在满足强度条件下，焊缝的长度应按实附峁沟那榭鼍】赡艿厝〉枚绦┗蚍侄谓行焊接，并应避免焊缝交叉；
3、在焊接工艺上采取措施，使构件在冷却时能有微小自由移动的可能；
4、焊缝在焊后应经热处理（如退火），消除残余应力；
5、在焊接厚度不同的对接板件时，应使对接部位厚度一致，以利于焊缝金属均匀熔化；
6、设计焊接件时，注意恰当选择母体材料和焊条；
7、合理布置焊缝及长度；
8、对于那些有强度要求的重要焊缝，必须按照有关行业的强度规范进行焊缝尺寸校核，明确工艺要求和技术条件，并焊后仔细进行质量检验。

六、焊接在机器零件中的应用

    随着焊接技术的发展，许多零件已改变了它们的传统制造方法。一向是铸造出的机座、机壳、大齿轮等零件，已有很大一部分改用了焊接。图示为焊接的齿轮结构和减速箱体、绳轮。