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1、第8章焊接成型8.1焊接工艺基础8.2手工电弧焊8.3其它焊接方法8.4常用金属材料的焊接8.5焊接变形和应力8.6焊接件结构工艺设计引言：1、焊接的概念通过加热或加压(或加热和加压),并且用(或不用)填充材料,使分离的两部分金属（又称焊件）靠得足够近，原子相互扩散，形成原子间结合的连接方法,从而形成新的金属结构。加热可使被焊金属接头熔化,形成共同的熔池,凝固后连接起来.固态下焊接时需要加热或加压并加热:熔焊接时需要加热:加压力是使被焊金属的连接处产生塑性变形,以增加它们的真实接触面积.加热是为了增加
2、金属塑性和原子的扩散能力.金属的联接方法焊接在在机械制造、建筑、车辆、石油化工、原子能、航空航天等部门得到广泛运用。常用的联接方法焊接:胶接:机械连接:主要指螺栓联接,铆钉联接,销和键联接等.借助于胶粘剂使两个分离的表面依靠化学力和机械力作用把物体结合的连接方法.可连接同种金属(或异种金属,或非金属)的各种接头;特别适用于异型,异质,复杂形状的连接;但接头力学性能低,耐热老化和气候老化性能差.指各种同种或异种金属材料(包括各类钢材,铝合金,钛合金,铜合金以及其它一些特种金属合金)之间的连接.主要用于机
3、械制造和工程结构中.特点是联接件是标准件,有良好的互换性,选用方便,易于检修;但成本高,影响外观.2、焊接的特点:焊接与其它连接方法有本质的区别,不仅在宏观上建立了永久性的联系,在微观上也建立了组织之间的原子级的内在联系.焊接比其它连接方法具有更高的强度,密封性,且质量可靠,生产率高,便于实现自动化.节省金属,工艺简单,可以很方便的采用锻-焊,铸-焊等复合工艺,生产大型复杂的机械结构和零件.焊接是一个不均匀加热的过程,焊后的焊缝易产生焊接应力,易引起变形.缺点：1）焊接结构是不可拆卸的，更换修理不便；
4、2）焊接接头的组织和性能往往要变坏；3）要产生焊接残余应力和焊接变形；4）会产生焊接缺陷，如裂纹、未焊透、夹渣、气孔等。优点：1）适应性广2）连接性能好，密封性好，承压能力高，可以生产要求密封性的构件；3）省料，重量轻，成本低；4）加工装配工序简单，生产周期短；5）易于实现机械化和自动化。焊接方法的种类很多，各有其特点及应用范围。但按焊接过程本质的不同，可分为熔化焊、压力焊、钎焊三大类。熔化焊：它是利用局部加热的方法，把工件的焊接处加热到熔化状态，形成熔池，然后冷却结晶，形成焊缝，将两部分金属连接成为
5、一个整体。这类仅靠加热工件到熔化状态实现焊接的工艺方法，叫熔化焊，简称熔焊。压力焊：是将两构件的连接部分加热到塑性状态或表面局部熔化状态，同时施加压力使焊件连接起来的一类焊接方法，叫压力焊，简称压焊。钎焊：利用熔点比母材低的填充金属熔化之后，填充接头间隙并与固态的母材相互扩散实现连接的一种焊接方法。焊接工艺基础电孤焊的冶金过程特点焊接接头的组织和性能手工电弧焊一、焊接过程手工电弧焊是熔焊一种,它是用手操作焊条,利用焊条与被焊金属工件间产生的电弧热量加热并熔化金属,随后形成焊缝,获得牢固接头的焊接方法.
6、焊接时,焊工手握夹着焊条的焊钳进行焊接,焊条和工件之间产生电弧将工件局部加热到熔化状态形成熔池,焊条作为一个电极,其端部在电弧的作用下不断被熔化,形成熔滴进入熔池,随着电弧的向前移动,熔池尾部液态金属逐步冷却结晶,最终形成焊缝.(其过程如图教材P104图8-2)二、焊接工艺(一)焊接电弧电弧是在电极(焊条)和工件间的气体介质中强烈而持久的放电现象.1.产生过程:焊接时,使电极与工件瞬时接触并迅速提起(离开焊件2-4mm),由于短路产生高热,产生金属蒸汽.高温金属发出电子并撞击气体分子,使气体介质电离成
7、正离子和负离子,正离子流向阴极,负离子流向阳极,形成电弧.2.电弧的构造:(如图)当采用直流电源焊接时,阳极区温度可达2600K,阴极区可2400K,电弧中心区可达6000-8000K.故有正反两种接法.采用交流电源焊接时,两极温度均可达2500K左右.8.1.1电孤焊的冶金过程特点1.焊接电弧焊接电弧组成图2.焊接的冶金过程特点熔焊的冶金过程焊接电弧熔焊的焊接过程是利用热源先把工件局部加热到熔化状态，形成熔池，然后随着热源向前移去，熔池液体金属冷却结晶，形成焊缝。其焊接过程包括热过程、冶金过程和结晶
8、过程。根据热源的不同可分为气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊、电子束焊、等离子弧焊等。以下以电弧焊为例来分析。1.焊接电弧的产生焊接电弧是在焊条与工件之间产生的强烈、持久又稳定的气体放电现象。焊接引弧时，焊条和工件瞬间接触形成短路，强大的电流产生强烈电阻热使接触点熔化甚至蒸发，当焊条提起时，在电场作用下，热的金属发射大量电子，电子碰撞气体使之电离，正、负离子和电子构成电弧。2.焊接电弧的结构电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成，如图4-1所示。1）阴极区：电
