中南大学材料学院焊接PPT教材

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1、焊接工程中南大学材料学院李劲风一、焊接定义、分类1、定义待焊接的同种或异种材料（母材）在热或压力的作用下（或两者共同作用），使用或不使用填充材料，使材料之间达到原子级的冶金结合，形成永久性接头。2、如何达到原子级冶金结合表面不平、氧化膜、油污、水分措施：a、施加压力b、加热绪论焊接人www.cnwelder.com免费下载3、焊接分类a、液相连接：材料熔化，利用液相的相容性实现原子级的冶金结合。b、固相连接：焊接时温度低于母材或中间层熔点，必须施加压力使紧密接触，通过扩散实现原子间结合。c、液-固相连接：待焊表面不直接接触，通过两者间隙中的液相联系，利用液固相

2、间的扩散，实现原子间的结合。焊接发展趋势焊接热源能量密度高度集中，实现快速焊接，并保证得到高质量的焊缝和最小的热影响区焊接人www.cnwelder.com免费下载第一章焊接热源及接头形成第一节熔化焊热源一、焊接热源熔化焊主要热源电弧热等离子弧电子束激光束化学热焊接人www.cnwelder.com免费下载其它非熔化焊热源电阻热、高频热源、摩擦热理想的焊接热源加热面积小，功率密度高，加热温度高二、焊接热效率（η）焊接热源产生的能量一部分用于焊接，另一部分散失。焊接人www.cnwelder.com免费下载名义热效率焊接热源用于焊接的能量：焊缝，热影响区真正热效

3、率用于熔化金属形成焊缝的能量焊接人www.cnwelder.com免费下载三、焊接时热作用特点1、集中性2、瞬时性焊接人www.cnwelder.com免费下载第二节焊接热循环一、焊接热循环焊接热循环指焊件某点温度随时间的变化规律焊接接头处在焊接过程中加热和冷却是不均匀的，不均匀的热过程将引起焊接接头组织和性能不均匀及复杂应力状态。焊接人www.cnwelder.com免费下载二、基本参数及特征1、加热速度wH：快2、最高加热温度Tmax：高3、相变温度以上停留时间tH：不易控制4、冷却速度（或冷却时间）wc：某点热循环过程在某一瞬时温度的冷却速度，或用某一温

4、度范围内的冷却时间表征冷却速度（t8/5，t8/3）。时间温度焊接人www.cnwelder.com免费下载热循环的影响后果1、影响焊缝化学冶金质量，使接头质量变化2、焊缝区外的组织和性能变化，形成焊接热影响区焊接人www.cnwelder.com免费下载第三节熔化焊接头的形成熔化焊概念：在焊接热源的作用下，使局部母材和焊接材料（使用焊接材料时）熔化，两者共同形成熔池，冷却后与母材形成牢固冶金连接的焊接方法。过程：加热熔化冶金反应凝固（固态相变）一、焊接材料熔化与熔池形成1、焊接材料熔化（焊条、焊丝）形成熔滴过渡到熔池（焊接材料焊条或焊丝在焊接热源的作

5、用下，焊条端部熔化形成的滴状金属称为熔滴）焊接人www.cnwelder.com免费下载2、熔池形成焊接材料熔化，同时母材（被焊金属）局部熔化，二者共同组成具有一定几何形状的液态金属区域，即熔池。不使用焊接材料时，熔池仅由局部熔化母材组成。（１）熔池存在时间短，几秒至几十秒之后凝固，其中冶金反应时间很短（不利于焊接冶金反应的充分进行）。（２）熔池中存在强烈搅拌作用（有利于充分混合和均匀化，以及气体和杂质排除）原因：a、温度不均密度差对流b、温度不均表面张力不均对流c、焊接热源作用在熔池上的机械力搅拌焊接人www.cnwelder.com免费下载二、焊

6、接接头的形成焊接接头组成：焊缝、熔合区、热影响区焊缝：熔池凝固并发生固态相变的区域热影响区：熔池附近母材受热作用而发生固态相变的区域熔合区：焊缝和热影响区之间１、焊接热过程母材发生局部受热、局部熔化及传热过程，进行热量传递和分布，即焊接热过程。贯穿始终。２、焊接化学冶金过程熔渣、液态金属、气相之间进行一系列化学冶金反应焊接人www.cnwelder.com免费下载３、熔池凝固和相变过程凝固结晶固态相变偏析、夹杂、气孔裂纹、脆化三、焊接接头形式对接、角接、搭接等待焊部位加工成坡口，坡口须填充金属（焊条焊丝）此时，焊缝金属组成为：母材、熔融填充金属熔合比：母材在焊

7、缝中所占比例　　　（反应熔透情况）相同的焊接材料，熔合比不同焊缝成分差异性能差异焊接人www.cnwelder.com免费下载四、焊接性问题焊接性：金属材料（同种或异种）在一定焊接工艺条件下，能够焊成满足结构和使用性能要求的能力，也即金属材料对焊接加工的适应性、获得优质焊接接头的难易程度。包括：a、接合性能：焊接时形成缺陷的敏感性－工艺焊接性b、使用性能：形成的焊接接头满足使用要求的程度－使用焊接性焊接性好坏不是绝对概念（１）焊接性能优良：简单焊接工艺条件下，接合性能和使用性能均能满足要求（１）焊接性能较差：必须采用复杂焊接工艺才能实现优质焊接焊接人www

8、.cnwelder.com免费下载母材