《焊接成形技术》ppt课件

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1、第四章焊接成形技术焊接是指通过加热或加压的手段，使分离的焊件通过原子扩散与结合从而形成永久性连接的加工方法。焊接的优点成形方便：方法灵活多变，工艺简单，能在较短时间内生产出复杂的焊接结构。结合大型、复杂零件时，可结合铸件、锻件、冲压件，化大为小，化杂为简。适应性强：微型、大型和复杂金属构件；高温高压等化工设备；单件及各种批量生产。成本低广泛应用于车辆、船舶、航空航天、电机电器等，及重大工程建设中。焊接的分类熔焊气焊电弧焊电渣焊等离子焊电子束焊激光焊热剂焊焊条电弧焊埋弧焊气体保护焊压焊电阻焊摩擦焊气压焊冷压

2、焊超声波焊高频焊爆炸焊点焊缝焊对焊钎焊软钎焊硬钎焊熔化焊：利用外加热源使焊件局部加热至熔化状态，一般同时熔入填充金属，然后冷却结晶成一体的焊接方法。特点：加热温度较高，焊件易变形。但接头表面的清洁程度要求不高，操作方便，适用于各种常用金属焊接，应用广。压力焊：对焊件加压或同时加热，使其接头处紧密接触并发生塑性变形，从而形成原子间结合的焊接方法。只适用于塑性较好的金属材料的焊接。钎焊：加热仅使熔点低于焊件金属的填充料即钎料熔化，填充到接头间隙后冷却凝固而完成焊接的方法。特点：不仅适于同种或异种金属的焊接，而

3、且适于金属与玻璃、陶瓷等非金属的焊接。目录第一节焊条电弧焊第二节其它常用焊接方法第三节常用金属材料的熔焊特点第四节焊件的选材和结构工艺性第一节焊条电弧焊一、焊接电弧和焊接冶金过程1．焊接电弧定义：焊接时母材和焊条之间的气体介质被电离而产生的强烈的连续、持久放电现象。电子流由阴极→阳极。焊接电弧的组成焊接电弧包括阴极区、阳极区和弧柱三部分。阴极区因发射大量电子而消耗一定能量，产生热量少；温度约为2400K；阳极表面受高速电子撞击，传入较多能量，因而产生热量较多。温度约为2600K；弧柱:中心的温度可达600

4、0K—8000K。焊接电弧的产生＋－电焊机焊条阴极区阳极区弧柱AV图4-1焊接电弧的产生阴极区：2400K阳极区：2600K弧柱区中心：6000K～8000K焊接方式直流正接：直流电焊机工件为正极（接阳极），焊条为负极（接阴极）；电弧热量主要集中于焊件，利于其熔化，适于焊接较厚工件。直流反接：直流电焊机工件为负极，焊条为正极。适于焊接有色金属及薄钢板，以免烧穿焊件。电弧的极性与应用直流电源焊接时的正接和反接自流电焊机焊钳焊条工件（a）正接－＋（+）（－）自流电焊机焊钳焊条工件（b）反接＋－（－）（+）采用

5、交流电焊机焊接时，因正负极交替变化，故无正、反接之分。2．焊接的冶金过程特点进行电弧焊时，被熔化的金属、熔渣和气体之间进行着一系列的物理化学反应。如金属的氧化与还原，气体的溶解与析出，杂质去除等。因此焊池可视为一个微型冶金炉。但焊接的冶金过程不同于一般的冶炼过程。存在以下特点：焊条电弧焊的焊接过程焊条电弧焊的焊接过程金属熔滴焊件焊缝熔池焊条芯液态熔渣固态渣壳焊条药皮气体焊接冶金过程特点a.冶金过程短：熔化速度快，凝固时间短（10s），各种化学反应不充分，因此焊缝中化学成分不够均匀。b.冶金温度高：焊接碳素

6、结构钢和普通低合金钢时，熔滴的平均温度约2300℃，熔池在1600℃以上，易造成合金元素的烧损与蒸发。c.冶金条件差：①O、H、N等气体分子易与熔池中的Fe、Mn、Si等有益元素发生化学反应，造成合金元素的烧损,使焊缝塑性和韧性显著下降。②空气中的水分、油、锈等，高温分解出氢原子融入液态金属，使焊缝中H↑，产生“氢脆”，从而引起冷裂纹和形成气孔。③由于冷却较快，熔入高温气体和杂质来不及析出，易于形成气孔和夹渣。保证焊接质量措施防止周围有害气体侵入金属熔池；控制焊缝金属的化学成分，补充易烧损的合金元素；进行

7、脱O、S、P，减少焊接缺陷。二、焊接接头的组织和力学性能1．焊接接头焊缝金属区域、熔合区和因焊接热而产生的影响区称为焊接接头。焊缝金属温度最高，热影响区温度由内至外逐渐降低。焊缝金属热影响区母材图4-2焊接接头熔合区2．焊接接头的组织和力学性能熔化焊使焊缝及其附近的母材经历了一个快速加热和冷却的过程。由于温度分布不均，焊缝受到一次复杂的冶金过程，焊缝附近的金属受到一次不同规范的热处理，因而会发生相应的组织与性能的变化，直接影响焊接质量。（1）焊缝金属区加热时焊缝处温度高于液相线，母材与填充金属形成共同熔池

8、，冷凝时液态金属自熔合区向焊缝中心方向结晶，最后形成柱状晶粒组织；杂质、气泡和裂纹易产生于中心部位。冷速快，金属晶粒细，因此焊缝区的金属强度不低于母材。焊缝金属的结晶示意图焊件晶粒熔合线柱状晶粒熔池（2）熔合区温度介于液、固相线之间，为焊缝和母材的过渡区。已熔金属结晶为铸态组织，未熔晶粒受高温影响晶粒粗大，力学性能很差。宽度不大（0.1～0.4mm），却是产生裂纹和局部脆性破坏的发源地。低碳钢的焊接接头组织图4-3低碳钢的焊接