《焊接成形》PPT课件

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1、第4章金属的焊接成形材料之间连接的方式有：机械连接、物理化学连接、冶金连接。1、焊接通过加热或加压（或两者并用）使原子扩散与结合，从而形成一个整体。2、分类按原理为三类：（1）熔化焊（2）压力焊（3）钎焊（1）熔化焊：利用局部加热的方法，把工件结合处加热为熔化态，形成熔池，冷却结晶，形成牢固接头。熔化焊气焊电弧焊手工电弧焊（焊条电弧焊）埋弧自动焊埋弧半自动焊铝热焊电渣焊气体保护焊氩弧焊CO2气体保护焊等离子焊电子束焊激光焊（2）压力焊：焊接时不管加热与否，都要施加一定压力，使两焊件产生一定塑性变形，在压力下形成牢

2、固接头。压力焊锻焊气压焊电阻焊点焊缝焊对焊摩擦焊冷压焊超声波焊爆炸焊（3）钎焊：对被焊工件和填充金属加热，焊件（母材）不熔化，填充材料（钎料）熔化，填充于被焊金属连接处，靠原子扩散形成接头。钎焊烙铁钎焊火焰钎焊盐浴钎焊感应钎焊3、焊接的特点1）与铆接相比节,省材料和工时，构件轻；2）气密性，水密性好；例金山化工厂，3万m3气罐几十个大气压，六层楼高。3）可化大为小，拼小成大；万吨水压机立柱；3万吨油轮焊缝达1000多公里，相当于北京—上海的距离。4）易于实现机械化，自动化操作，提高生产率。因此焊接工艺在造船业、汽

3、车制造业、机械行业以及飞行器制造业中，已成为一种重要的技术被广泛利用。4.1焊接工艺基础4.1.1焊接接头的组织与性能1、焊接热循环焊接接头由焊缝区和周边热影响区组成。焊接接头附近的金属由室温加热到不同的温度后，又冷却至室温，相当于不同程度的热处理，因此组织性能大大不同。下面以低碳钢（C=0.25%）为例来说明焊缝及附近（热影响区）金属组织变化。图4-12、焊缝的组织和性能3、热影响区的组织与性能（1）熔合区：（半熔化区）相当于AC～AE线间（液-固相线之间），熔化的金属凝固后生成铸态组织，未熔化金属因加热温度过

4、高形成金属过热粗晶，这个区虽很小，但晶粒严重粗大，δ、αk低，是断裂发源地。是性能最差区之一。（2）过热区：温度在固相线以下(1100℃)左右。过热区晶粒严重粗大，力学性能差，是焊接接头的薄弱区域。（3）正火区：AC3-1100℃，金属发生再结晶，晶粒细化，冷却后得到均匀细小的P+F组织（正火组织），其性能优于母材，力学性能好。（4）部分相变区：相当AC1—AC3之间，部分金属发生相变，P和部分F发生相变成为A，使晶粒细化；但还有部分F没有来得及转变，冷却后造成晶粒大小不一，性能较差。可见，焊接接头中熔合区和过热

5、区是力学性能最差的区域。4.1.2焊接应力、变形与裂纹1、焊接应力的产生焊接过程中局部不均匀加热，使焊缝及附近金属体积膨胀，沿焊缝方向伸长，而远处冷金属要阻碍伸长，使焊缝及周围金属受压，产生塑性变形。塑性变形的出现会使应力释放。冷却后，焊缝要冷却收缩，远离焊缝的金属又阻碍收缩，使焊缝及周围金属受拉应力——焊接应力。而远离焊缝区则受压应力。图4--42、焊接变形当焊接应力超过了相应温度下的屈服极限时（σ焊＞σs），焊件就产生了变形——焊接变形。焊接变形分为5种：p118图4-6（1）收缩变形；（2）角变形；（3）弯

6、曲变形；（4）扭曲变形；（5）波浪变形。3、减少焊接变形的措施1）焊接前（1）焊件尺寸增设收缩余量；（2）反变形法；p118图4-7（3）刚性固定法。p119图4-82）焊接中（1）合理安排焊接顺序：p119图4-9（2）先焊收缩量大的焊缝；p118图4-11（3）先焊受力大焊缝；（4）先焊短缝；（5）锤击焊缝（碾压）。4、焊接变形的矫正p120图4-10（1）机械矫正法；（2）火焰矫正法。5、减少和消除焊接应力的措施（1）焊接材料；（2）焊接结构；（3）焊接工艺。4.2.常用熔化焊方法4.2.1焊条电弧焊电弧焊

7、——利用电极形成的电弧，使被焊工件的局部加热到熔化状态而焊接的方法。电弧焊冶金特点：（1）温度高于冶金温度，在电极区2400-2600K，会使元素烧损。（2）熔池体积小，冷却快，冶金不充分，气体夹杂来不及上浮。1、焊接过程电弧在焊条与被焊工件之间燃烧。①工件和焊芯同时熔化，成为熔池；②药皮熔化后与液态金属发生物理化学反应（冶金反应），所形成的熔渣不断从熔池中向上浮起；③药皮燃烧产生大量CO2、CO、H2等保护气体，围绕在电弧周围，熔渣和气体能防止空气中氧和氮的侵入，起保护液态金属的作用。电弧向前移动时，工件和焊条

8、金属不断熔化形成新的熔池。原熔池则不断冷却凝固，构成连续的焊缝。覆盖在焊缝表面的熔渣凝固成为固态渣壳。这层熔渣和渣壳对焊缝的质量和减缓金属的冷却速度有着重要的作用。2、焊接电弧电弧是一种气体导电现象。通常空气并不导电，在一定电场作用下，可使气体分解为带电粒子，这些带电粒子在电场作用下作定向运动，以高速向正极运动，产生了强烈的光和热，这就是电弧，电弧的热量与电流I、电压V成