第4章连接成形-2010年11月.ppt.convertor

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1、第4章连接成形定义:连接成形是将若干个构件连接为一体的成形方法。分为：焊接、胶接和机械连接等三大类。焊接：通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。分为：熔焊、压焊、钎焊优点：省工省料、效率高、连接牢固，适于焊接的材料广泛。缺点：可能产生气孔、裂纹、焊件上存在焊接应力和焊接变形胶接：用胶粘剂将被粘物表面连接在一起的方法。胶接工艺简便、生产效率高、成本低，在工业生产中应用愈来愈广泛。机械连接：通过构件间产生的机械作用力实现连接的方法。机械连接质量可靠、易于检修，在工业中应用广泛。4.1焊接基础4.1.1熔焊冶金过程及其特点在熔焊过程中，焊接接头金属将发生一系列的

2、物理、化学反应，称为熔焊冶金过程，包括液相冶金、熔池结晶、焊缝和热影响区的组织变化等。焊接时,先将焊条与焊件瞬时接触，发生短路.强大的短路电流流经少数几个接触点,致使接触点处温度急剧升高并熔化,甚至部分发生蒸发。当焊条迅速提起时，焊条头温度已升得很高，在两电极间的电场作用下，产生了热电子发射。飞速的电子撞击焊条端头与焊件间的空气，使之电离，形成带电质点。这些带电质点的定向运动形成了焊接电弧。(1)熔焊液相冶金的特点反应温度高、比表面积大、反应时间短(见表4-1）1熔焊液相冶金熔焊冶金特点知：对焊缝影响较大的是气体的侵入和成份的变化焊缝对外表现出的力学性能特点为:δak即：硬度高、脆性大(2)保

3、证焊缝质量的措施1）防止有害气体侵入熔池用气体及熔渣隔离空气或两者联用焊前清理焊件及焊丝、烘干焊条或焊剂2)冶金处理添加有益元素脱氧、脱硫、脱磷渗有益合金2．熔池结晶熔池金属凝固时，以熔合线上局部熔化的母材晶粒为核心，沿着散热的反方向长大，形成垂直于熔池壁的柱状晶。焊缝金属晶粒较粗，组织不致密，且易引起化学成分偏析，有些焊缝金属在凝固末期还可能产生热裂纹。保证质量的办法：1）焊缝中增添少量Ti、V、Mo等元素，可形成弥散的结晶核心，使焊缝晶粒细化，力学性能提高。2）采用机械振动、超声振动、电磁搅拌等工艺措施均可细化焊缝晶粒。3．焊接接头的组织转变焊接接头：是由两个或两个以上零件要用焊接组合或已

4、经焊合的接点。针对熔合区、焊接热影响区尤其是其中的过热区可能出现的质量问题，可以：1）采取热量集中的焊接方法，减小热影响区的宽度，减小影响提高性能。先进的焊接方法均如此。（见表4-2）2）工艺上：小电流、快速焊，以减小单位长度上的热量输入3）焊后正火机设04－1，2，3第八次课第十四周周二下午5，6节（11月28日）4.1.2焊接应力与变形1．焊接应力与变形产生的原因焊接件的结构特点：塑性好、细、薄、易变形焊后残留在焊件内：焊接残余应力、焊接残余变形2．焊接残余应力的调节与消除(1)焊接残余应力的分布：先冷处受压后冷处受拉(2)调节焊接残余应力的措施A、减少焊缝的数量和尺寸并避免焊缝密集和交叉

5、。采用型材、复杂部位采用冲压件或铸件、薄板结构采用电阻焊代替熔焊B、刚性较小的接头1）设计措施√2）工艺措施A、合理的焊接顺序：先内后外先短后长交叉处不起头收尾B、降低焊接接头的刚性a)板孔少量翻边b)镶块压凹C、加热减应区D、锤击焊缝（焊后趁热）E、预热和后热a)焊前加热b)焊后冷却3．焊接残余应力的消除方法（1）去应力退火：整体或局部加热温度500～650℃，局部去应力退火：结构简单、刚性较小或体积较大的焊件，如圆筒、管道、长构件等。（2）机械拉伸法（3）温差拉伸法适用于：焊缝较规则，厚度在40mm以下的板壳结构（4）振动法激振器使焊接结构发生共振产生循环应力来降低或消除内应力温度拉伸法示

6、意图1-喷水排管2-焊件3、4-氧乙炔焰炬4．焊接残余变形的控制和矫正(1)焊接残余变形的类型：五种常见多为综合型的变形收缩变形角变形弯曲变形扭曲变形失稳变形较理想的正常情况厚度方向加热不均匀高度方向加热不均匀横截面上加热不均匀多见于薄板件(2)控制焊接残余变形的措施A、尽量减少焊缝的数量和尺寸，合理选用焊缝的截面形状B、合理安排焊缝位置1）设计措施A、反变形法2）工艺措施B、刚性固定法C、合理选用焊接方法和焊接规范：选用能量较集中的焊接方法：CO2气体保护焊、等离子弧焊焊接时采用较小的热输入：小电流、提高焊接速度D、选用合理的装配焊接顺序尽量对称焊、厚板多层焊、长缝分段焊(3)焊接残余变形的

7、矫正1）机械矫正法利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使二者相互抵消生产效率高、矫正质量好、适用于塑性材料长直缝和环形焊缝构件2）火焰矫正法即利用火焰局部加热焊件的适当部位使其产生塑性变形，以抵消焊接残余变形操作灵便，但需较丰富的实际经验4.2焊接方法4.2.1熔焊1．电弧焊:电弧作为热源（焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护焊）(1)埋弧焊：电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。埋弧焊1—焊接衬