讲焊接与连接件设计

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1、机电装备仪器的工程化设计第8讲焊接件与螺纹连接设计要领主讲教师：康宜华教授焊接与焊接件焊接加工方法越来越多使用。主要原因：快省多样常用焊接方法及特点一、钎焊钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后，钎料熔化，焊件不熔化，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，将焊件牢固的连接在一起。　　根据钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。（1）软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C，接头强度较低(小于70MPa)。（2）硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C，接头强度较高(大于200MPa)。钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。因此，钎

2、焊一般采用搭接接头和套件镶接，以弥补钎焊强度的不足。二、电弧焊利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体保护焊等三种。手工自动焊的最大优点是设备简单，应用灵活、方便，适用面广，可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝。尤其适用于操作不变的场合和短小焊缝的焊接；埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点；气体保护焊具有保护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。常用焊接方法及特点三、电阻焊电流通过工件及焊接接触面间所产生的电阻热，将焊件加热至塑性或局部熔化状态，再施加压力形成焊接接头的焊接方法。分为点焊、缝焊和对

3、焊3种形式。（1）点焊：将焊件压紧在两个柱状电极之间，通电加热，使焊件在接触处熔化形成熔核，然后断电，并在压力下凝固结晶，形成组织致密的焊点。适用于焊接4mm以下的薄板(搭接)和钢筋，广泛用于汽车、飞机、电子、仪表和日常生活用品的生产。（2）缝焊：缝焊与点焊相似，所不同的是用旋转的盘状电极代替柱状电极。叠合的工件在圆盘间受压通电，并随圆盘的转动而送进，形成连续焊缝。　　缝焊适宜于焊接厚度在3mm以下的薄板搭接，主要应用于生产密封性容器和管道等。常用焊接方法及特点（3）对焊（面焊）：分为电阻对焊和闪光对焊。1）电阻对焊先施加顶锻压力(10～15MPa)

4、，使工件接头紧密接触，通电加热至塑性状态，然后施加顶锻压力(30～50MPa)，同时断电，使焊件接触处在压力下产生塑性变形而焊合。操作简便，接头外形光滑，但对焊件端面加工和清理要求较高，否则会造成接触面加热不均匀，产生氧化物夹杂、焊不透等缺陷，影响焊接质量。一般只用于焊接直径小于20mm、截面简单和受力不大的工件。常用焊接方法及特点2）闪光对焊先通电，再使两焊件轻微接触，由于焊件表面不平，使接触点通过的电流密度很大，金属迅速熔化、气化、爆破，飞溅出火花，造成闪光现象。继续移动焊件，产生新的接触点，闪光现象不断发生，待两焊件端面全部熔化时，迅速加压，随

5、即断电并继续加压，使焊件焊合。对焊的接头质量好，对接头表面的焊前清理要求不高。常用于焊接受力较大的重要工件。闪光对焊不仅能焊接同种金属，也能焊接铝钢、铝铜等异种金属，可以焊接0.01mm的金属丝，也可以焊接直径500mm的管子及截面为20000mm2的板材。四、激光焊激光焊利用聚焦的激光束作为能源轰击工件所产生的热量进行焊接。　具有如下特点：1）激光束能量密度大，加热过程极短，焊点小，热影响区窄，焊接变形小，焊件尺寸精度高；2）可以焊接常规焊接方法难以焊接的材料，如焊接钨、钼、钽、锆等难熔金属；3）可以在空气中焊接有色金属，而不需外加保护气体；4）激

6、光焊设备较复杂，成本高。激光焊可以焊接低合金高强度钢、不锈钢及铜、镍、钛合金等；异种金属以及非金属材料(如陶瓷、有机玻璃等)；目前主要用于电子仪表、航空、航天、原子核反应堆等领域。常用焊接方法及特点五、电子束焊电子束焊在真空中利用聚焦的高速电子束轰击焊接表面，使之瞬间熔化并形成焊接接头。具有以下特点：1）能量密度大，电子穿透力强；2）焊接速度快，热影响取消，焊接变形小；3）真空保护好，焊缝质量高，特别适用于活波金属的焊接。电子束焊用于焊接低合金钢、有色金属、难熔金属、复合材料、异种材料等，薄板、厚板均可。特别适用于焊接厚件及要求变形很小的焊件、真空中

7、使用器件、精密微型器件等。常用焊接方法及特点焊接件设计要领a.根据工艺性能选择焊接材料优先选用含碳量低于0.25%的碳钢或碳当量低于0.4%的合金钢。这类材料的焊接性能、切削性能等都比较好。b.根据焊接件结构选择焊接材料在满足承载能力等工作条件的前提下，考虑体积、重量、经济因素，尽量选用型材和管材，以减少焊缝数量，简化焊接工艺。c.根据焊接方法选择焊接材料（如图表一）8A.1焊接件材料的选择焊接件设计要领特点焊接方法热影响区焊接变形生产率可焊空间位置适用(低碳钢)板厚(mm)气焊大大低全常用0.5～3手弧焊较小较小较低全常用3～20埋弧焊小小高平常用

8、6～60氩弧焊小小较高全常用0.5～30电渣焊大大高立常用30～400点焊小小高全常用0.5～3缝焊小小高平