焊接成型工艺基础

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1、制造而言,焊接技术是一种毛坯制造方法，就其自身而言它首先是一种连接技术。２００9－１１－2３1金属连接方法借助于螺栓或铆钉的机械连接法(机械连接技术)Mechanicaljoining主要用于机架与机器的装配，易损件的连接粘接法(物理和化学的连接)Adhesivebonding主要用于异种材料和非金属材料之间的，以及复杂零件之间的组装连接焊接法(冶金连接)Welding,brazingandsoldering主要用于金属材料及金属结构的连接，通常称为焊接２００9－１１－2３2桥梁建造大型桥梁建设的发展方向是大跨度、高强度和轻量型。而钢材性能的不断改善和焊接加工工艺水平的提高成为桥梁事

2、业发展的基本技术保证。钢桥结构从全部铆接，到以栓为主的栓焊结构，再到以焊为主的栓焊结构，进而向全焊结构发展。铁路桥梁由于动荷载大，应用高强度钢材和复杂焊接结构的主要制约因素是疲劳和脆断。２００9－１１－2３3桥梁建造２００9－１１－2３4飞机等制造２００9－１１－2３5汽车制造２００9－１１－2３6舰船制造２００9－１１－2３7石化建设２００9－１１－2３8无轨爬行式全位置焊接机器人系统２００9－１１－2３9挖掘机斗杆变截面部分焊接过程的模拟２００9－１１－2３10焊接加热＋加压＋填充材料原子结合２００9－１１－2３11金属焊接的本质固态金属之所以能够保持固定的形状，是因为其内部原子

3、之间距离（晶格）非常小，原子之间形成了牢固的结合力。除非施加足够的外力破坏这些原子间结合，否则一块金属固体是不会变形或分离成两块的。要把两个分离的金属构件连接在一起，从物理本质上来看，就是要使这两个构件连接表面的原子彼此接近到金属晶格距离（即0.3-0.5nm）。２００9－１１－2３12金属焊接的障碍一般情况下，当我们把两个金属构件放在一起时，由于其表面粗糙度（即使经精密磨削加工的金属表面粗糙度仍达几到几十微米）和表面存在的氧化膜及其它污染物，实际阻碍着不同构件表面金属原子之间接近到晶格距离并形成结合力。焊接过程的本质就是通过适当的物理化学过程克服上述困难。２００9－１１－2３13为

4、了克服阻碍材料表面紧密接触的各种因素，在连接工艺上主要采用以下两种（措施）：加压对被连接的材质施加压力，目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处增加有效的截面积，从而达到紧密接触。加热对被连接材料加热（局部或整体）。对金属来说，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力。同时也会增加原子的振动能，促使扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。大多数焊接方法都需要借助加热或加压。或同时实施加热和加压，以实现原子结合。２００9－１１－2３14熔化焊接——使被连接的构件表面局部加热熔化成液体，然后冷却结晶成一体的方法。固相焊接——利用摩擦、扩散和加压等物理作用，克

5、服表面不平度，除去氧化膜及其它污染物，使两个连接表面的原子相互接近到晶格距离，从而在固态条件下实现连接。钎焊连接——利用某些熔点低于被连接构件材料熔点的钎料金属在连接界面上的熔化流散浸润，然后结晶形成结合。问题：如何实现金属焊接？２００9－１１－2３153.焊接的分类:２００9－１１－2３164.焊接的特点及应用①连接性能好：焊接接头的力学性能（强度、塑性）耐高温、低温、高压性能和导电性、耐腐蚀性、耐磨性、密封性等均可达到与母材性能一致。例如，120万kW核电站锅炉，外径6400mm，壁厚200mm，高13000mm，耐压17.5MPa。使用温度350℃，接缝不能泄漏。应用焊接方法，

6、制造出了满足上述要求的结构。某些零件的制造只能采用焊接的方法连接。例如电子产品中的芯片和印刷电路板之间的连接，要求导电并具有一定的强度，到目前为止，只能用钎焊连接。２００9－１１－2３17②省料、省工、成本低，生产率高，结构重量轻简化工艺，能以小拼大，被喻为神奇的“钢铁裁缝”。与铆接相比，采用焊接工艺制造的金属结构重量轻，节约原材料，制造周期短，成本低。世界上50～60％的钢要进行焊接。２００9－１１－2３186.焊接的不足之处①结构无可拆性;②焊接时局部加热，焊接接头的组织和性能与母材相比会发生变化；而产生焊接残余应力、焊接变形和焊接裂纹等缺陷;③焊接缺陷的隐避性，易导致焊接结构的

7、意外破坏;２００9－１１－2３19