《机械制造基础(上册)》-第8章 金属的焊接成型

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1、第8章金属的焊接成型8.1焊接工艺基础8.2熔化焊8.3其它焊接方法8.4常用金属材料的焊接8.5焊接件结构工艺设计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

2、与固态的母材相互扩散实现连接的一种焊接方法。焊接与其它加工方法相比，具有以下特点：①适应性广②可以生产要求密封性的构件③可节约金属8.1焊接工艺基础8.1.1电孤焊的冶金过程特点8.1.2焊接接头的组织和性能8.1.3焊接变形与应力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8.1.2焊接接头的组织和性能1.焊件上温度的变化和分布2.焊接接头金属组织与性能的变化3.改善焊接热影响区性能的方法1.焊件上温度的变化和分布焊接区各点温度变化情况2.焊接接头金属组织与性能的变化低碳钢焊接接头组织与性能的变化示意图（1）焊缝（2）焊接热影响区①熔合区②过热区

3、③正火区④部分相变区⑤再结晶区3.改善焊接热影响区性能的方法8.1.3焊接变形与应力1.焊接变形和残余应力产生原因2.焊接变形的基本形式3.预防及消除焊接应力4.防止及矫正焊接变形5.矫正焊接变形的方法1.焊接变形和残余应力产生原因模拟焊缝示意图2.焊接变形的基本形式焊接变形的基本形式①收缩变形②角变形③弯曲变形④波浪变形⑤扭曲变形3.预防及消除焊接应力（1）减少焊接应力的措施①焊接结构设计要避免焊缝密集交叉，焊缝截面和长度也要尽可能小，以减少焊接局部加热从而减少焊接残余应力。②预热可以减小工件温差，也能减小残余应力。③采取合理焊接顺序，使焊缝能较自由地收缩，以减小应力。④采用小线

4、能量焊接时，残余应力也较小。⑤每焊完一道焊缝，立即均匀锤击焊缝使金属伸长，也能减小焊接残余应力。（2）消除焊接应力的方法消除应力最常用、最有效的方法是消除应力退火。拼焊时的焊接顺序4.防止及矫正焊接变形(1)防止焊接变形的措施①设计结构时，要考虑防止焊接变形。②焊前组装时，采用反变形法。③刚性固定法。④焊接工艺上，采用能量集中的焊接方法，采用小线能量，采用合理的焊接顺序，采用多层多道焊等，都能减少焊接变形。平板对焊时的反变形法焊工字梁时的反变形法刚性固定法合理的焊接顺序分段退焊法5.矫正焊接变形的方法矫正焊接变形的方法有机械矫正法和火焰矫正法两种。8.2熔化焊8.2.1手工电弧焊过

5、程及工艺(设备焊条及参数)8.2.2其它熔化焊方法8.2.1手工电弧焊过程及工艺(设备焊条及参数)1.手工电弧焊设备(1)交流电焊机(2)直流电焊机①发电机式直流电焊机②整流式直流电焊机③逆变式直流弧焊机火焰加热矫正丁字梁焊接变形焊机内部接线图BX3-300型交流电弧焊机2.手工电弧焊焊条(1)焊条的组成及作用①焊芯②药皮（2）焊条的分类和编号（3）焊条的选用原则焊接低碳钢或低合金钢时，一般应使焊缝金属与母材等强度；焊接耐热钢、不锈钢时，应使焊缝金属的化学成分与焊件的化学成分相近；焊接形状复杂和刚度大的结构及焊接承受冲击载荷、交变载荷的结构时，应选用抗裂性能好的碱性焊条；焊接难以在

6、焊前清理的焊件时，应选用抗气孔性能好的酸性焊条。使用酸性焊条比碱性焊条经济，在满足使用性能要求的前提下应优先选用酸性焊条。几种常用焊丝的牌号和成分(GB/T14957-1994)钢焊条药皮类型和电源种类编号3.手工电弧焊工艺进行手工电弧焊时需要考虑以下几个方面的主要工艺问题：(1)接头形式及准备工作①接头形式②接头的准备工作（2）焊接规范的选择①焊条直径的选择②焊接电流的选择各种接头形式对接接头的各种坡口形式8.2.2其它熔化焊方法1.埋弧自动焊（1）埋弧自动焊设备（2）焊接材料（3）埋弧自动焊工艺（4）埋弧自动焊的特点和应用①生产率高、成本低。②焊接质量好。③劳动条件好。埋弧焊自

7、动焊过程示意图埋弧自动焊装置示意图熔炼焊剂牌号对接接头焊接工艺举例焊剂垫环缝自动焊示意图2.气体保护电弧焊(1)氩弧焊氩弧焊主要特点如下：①保护效果好，焊缝金属纯净，焊接质量优良，焊缝成形美观，适于焊接各类合金钢、易氧化的有色金属及稀有金属。②电弧在氩气流的压缩下燃烧，热量集中，所以焊接速度快，热影响区小，焊后变形也较小。③电弧稳定，特别是小电流时也很稳定。因此，容易控制熔池温度及单面焊双面成形。为了更容易保证工件背面均匀焊透和焊缝成形，现在普遍采用脉冲电流来焊接，这