钣金加工钣金制造工艺手册.docx
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钣金加工钣金制造工艺手册
钣金加工：
钣金制造工艺手册—7
1焊接的目的
焊接过程的本质就是通过适当的物理化学过程，使两个分离表面的金属原子接近到晶格距离（0.3~0.5nm），形成金属键，从而使两金属连为一体，达到焊接的目的。
参见《钣金焊接设计指南》
2焊接的优缺点
1.1焊接的优点
a）节省金属材料，减轻结构重量；
b）简化加工与装配工序，提高生产效率；
c）结构强度高，接头密封性好；为结构设计提供较大的灵活性；
d）焊接过程容易实现机械化和自动化；
1.2焊接的缺点
a）焊接结构容易引起较大的残余变形和焊接内应力。
由于绝大多数焊接方法都采用局部加热，经焊接后的焊接件，在结构中会产生不可避免地应力和变形，从而影响结构承载能力、加工精度和尺寸稳定性。
同时在焊缝与焊件交界处还会引起应力集中，影响结构脆性断裂；
b）焊接接头中容易存在一定数量的缺陷：
如裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等。
缺陷会降低强度、引起应力集中、损坏焊缝致密性；
c）焊接接头具有较大的性能不均匀性，由于焊缝的成分及金相组织与母材不同，接头各部份经历的热循环不同，使不同区域接头的性能不同；
d）焊接过种中产生高温、强光及一些有毒气体，对人体有一定的损害，故需加强劳动保护；
3焊接方法分类
金属焊接方法有多种，按焊接工艺特点和母材金属状态常用的焊接加工方法分类如下：
4焊缝符号表示方法
1.3焊缝符号的采用标准
焊缝符号与焊接方法代号是提供焊接结构图纸上使用的统一符号或代号，也是一种工程语言。
采用国标GB324-88《焊缝符号表示方法》，等效采用ISO2553-84《焊缝在图样上的表示方法》。
引用国标GB5185-85《金属焊接及焊焊方法在图样上的表示代号》。
1.4焊缝符号及标注
a）为了简化图纸上焊缝一般应采用本标准的焊缝符号来表示，但也可采用技术制图方法表示。
b）国标规定的焊缝符号包括基本符号﹑辅助符号﹑补充符号和焊缝尺寸符号（详见3.2.1~3.2.3）。
c）焊缝符号一般由基本符号和指引线组成，必要时可加上辅助符号﹑补充符号和焊缝尺寸符号。
l-焊缝长度，当焊缝长度已由结构尺寸确定时可以省略；
e-焊缝间距；
N-相同焊缝数量。
1.4.1基本符号
基本符号是表示焊缝横截面形状的符号，见下表：
1.4.2辅助符号
辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号，见下表：
1.4.3补充符号
补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号，见下表：
1.4.4焊缝尺寸符号
焊缝尺寸符号是表示坡口和焊缝各特征尺寸的符号，见下表：
1.4.5焊接方法代号
为简化焊接方法的标注和说明，可采用国标GB5185-85规定用阿拉伯数字代号表示的金属焊接及钎焊等各种焊接方法。
见下表：
焊接方法名称
焊接方法代号
焊接方法名称
焊接方法代号
电弧焊
1
电阻对焊
25
手工电弧焊
111
气焊
3
埋弧焊
12
氧-乙炔焊
311
熔化极惰性气体保护焊（含熔化极氩弧焊）
131
压焊
4
熔化极非惰性气体保护焊（含二氧化碳气体保护焊）
135
摩擦焊
42
钨极惰性气体保护焊（含钨极氩弧焊）
141
扩散焊
45
等离子弧焊
15
其它焊接方法
7
电阻焊
2
电渣焊
72
点焊
21
气电立焊
73
缝焊
22
激光焊
751
注：
钣金中常用到的焊接方式有点焊（21）、手工电弧焊（111）、二氧化碳气体保护焊（135）、钨极氩弧焊（141），无特殊要求，为了便于生产加工工艺要求，焊接方法代号可不标注。
1.4.6焊接符号在图纸上标注的位置
1.4.6.1基本要求：
a）完整的焊缝表示方法除了上述基本符号、辅助符号、补充符号以外，还包括指引线，一些尺寸符号及数据。
b）焊缝符号和焊接方法代号必须通过指引线及有关规定才能准确的表示焊缝。
c）指引线一般由带有箭头的指引线（简称箭头线）和两条基准线（一条为实线，另一条为虚线）两部分组成。
见下图：
d）常用焊接符号及尺寸见下表：
（供参考）
1.4.6.2基本符号和箭头线标注关系
a）箭头线相对焊缝的位置一般没有特殊要求，见下图（a）；但标注V﹑单边V﹐J形焊缝时，箭头线应指向带有坡口一侧的工件，见下图（b）；必要时允许箭头线弯折一次。
见下图（c）。
b）如果焊缝和箭头线在接头的同一侧，则将基本符号标在基准线的实线侧。
见下图：
1.4.6.3焊缝尺寸符号及数据的标注原则
a）焊缝横截面上的尺寸标在基本符号的左侧；
b）焊缝长度方向尺寸标在基本符号的右侧；
c）坡口角度、坡口面角度、根部间隙等尺寸标在基本符号的上侧或下侧；
d）相同焊缝数量符号标在尾部；
e）当需要标注的尺寸数据较多又不易分辨时，可在数据前面增加相应的尺寸符号；
f）当箭头方向变化时，上述原则不变；
1.4.6.4钣金件中常用焊接标注示例
5点焊（碰焊）
是将工件装配成搭接接头，利用点焊机上下两电极压紧，并通过电流，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。
焊接过程中，必须对焊接件施加压力，加热或不加热的焊接方法。
1.5点焊的工作示例及相关工艺数据见下图表
（、点焊机加工相关工艺数据（单位：
mm）
名称
点焊板厚加工范围（2T）
最小点焊直径d
最小点焊距离L
焊点到边的最小距离L1
点焊的最小边尺寸A×B
点焊机
0.5~7
4~6
8~18
4~9
8×20
1.6点焊的加工工艺要求
a）电极的材料一般选用紫铜，电极头形状一般有锥度、球状等；
b）同材料与同材料点焊，不同材料也可混合点焊，如铝板与铁板、铝板与铜板、不锈钢板与马口铁板等，但铝板与铝板的点焊比较困难，需要专用的焊机。
两板搭接在一起点焊，材料厚度比没有对应要求，但不宜超过3mm，以免焊接过程中烧坏薄板；
c）由于点焊时电极产生大量热量大，电极需中空并安装循环过水装置，并通过冷却水来冷却，因此电极不能无限制的减小，根据材料与板厚的不同，最小直径一般为4~6mm。
点焊时会产生大量热量，点焊的距离和焊点数量不宜太小和过多，以免焊接后变形；
d）电极头在工作10~15次后用砂布清洁，铝板在点焊过程中电极头必需保持清洁；
e）点焊要考虑点焊机与零件、电极与零件的干涉，如折弯后U形与盒子的点焊，屏蔽盒子（下图C）的叠加边最小折弯高度H≥10mm；
（a）不可取（电极与零件干涉）（b）可取（c）可取（L≥80）
f）点焊的定位可以用凸台与孔、孔与孔、焊接治具定位；
g）点焊会破损工件的表面，焊点处极易形成毛刺，需作抛光处理；
h）点焊搭接量的最小值取决于被焊的材料，材料厚度和焊接条件。
具体数值见下表：
接头的最小搭接量（单位：
mm）
最薄板件厚度
单排焊点
双排焊点
碳素钢
不锈钢及高温合金
铝、镁等
轻合金
碳素钢
不锈钢及高温合金
铝、镁等轻合金
0.5
8
6
12
16
14
22
0.8
9
7
12
18
16
22
1.0
10
8
14
20
18
24
1.2
11
9
14
22
20
26
1.5
12
10
16
24
22
30
2.0
14
12
20
28
26
34
2.5
16
14
24
32
30
40
3.0
18
16
26
36
34
46
i）考虑点焊分流现象，焊点间距等因素，焊点间距即相邻两点最小点焊中心距离，其最小值与点焊的板厚、导电率，表面清洁度，以及熔核的直径有关。
规定焊点间距最小值主要是考虑分流影响。
具体数值见下表：
最小焊点间距（单位：
mm）
最薄板件厚度
最小焊点间距
碳素钢
不锈钢及高温合金
铝、镁等轻合金
0.5
10
8
15
0.8
12
10
15
1.0
12
10
15
1.2
14
12
15
1.5
14
12
20
2.0
16
14
25
2.5
18
16
25
3.0
20
18
30
j）不同材料的不同板厚所对应的点焊电流、电压、预压时间参数不同，具体参见《焊接参数调整对照表》
6烧焊
1.7电弧焊
是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方式。
以焊条作电极和填充金属，电弧在焊条端部和被焊工件表面之间燃烧，一方面保护电弧，另一方面产生熔渣覆盖表面。
如下图所示：
电弧焊示意图
1.7.1电弧焊的加工工艺要求
a）设备简单，操作灵活，生产效率低；
b）可焊接碳素钢、低合金高强度钢、不锈钢。
也可用于铸铁、铝、铜及其合金。
最小焊接板厚0.5mm；
c）焊接熔接量好，但焊接变形与应力大；
1.8氩弧焊
氩弧焊是利用氩气作为保护介质的一种电弧焊方法。
氩气是一种惰性气体，它既不与金属起化学反应使被焊金属氧化，也不溶解于金属，焊接过程中基本上是金属熔化与结晶的简单过程。
因此，可以避免焊接缺陷，获得高质量的焊缝。
分为钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊。
如下图所示：
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