《机械制造基础》PPT课件

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1、机械制造基础第4章焊接4.1概述焊接是通过加热或加压，或者两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。1、焊接方法的分类焊接方法的种类很多，根据实现金属原子间结合的方式不同，可分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。2、焊接方法的主要特点节省材料，减轻重量，焊接的金属结构件可比铆接节省材料10％～25％；适应性强。满足特殊连接要求。降低劳动强度，改善劳动条件。3、焊接方法在工业生产中主要应用制造金属结构件制造机器零件和工具修复4.2手工电弧焊手工电弧焊按电极材料的不同可分为：熔化极手工电弧焊非熔化极手工电弧焊1、手工电弧焊工作原理右图为手工电弧焊示意图，图中

2、的电路是以弧焊电源为起点，通过焊接电缆、焊钳、焊条、工件、接地电缆形成回路。在有电弧存在时形成闭合回路，形成焊接过程。焊条和工件在这里既作为焊接材料，也作为导体。焊接开始后，电弧的高热瞬间熔化了焊条端部和电弧下面的工件表面，使之形成熔池，焊条端部的熔化金属以细小的熔滴状过渡到熔池中去，与母材熔化金属混合，凝固后成为焊缝。手工电弧焊所用的设备需根据焊条和被焊材料选取。电源分为交流电和直流电两种。使用酸性焊条焊接低碳钢一般构件时，应优先考虑选用价格低廉、维修方便的交流弧焊机；使用碱性焊条焊接高压容器、高压管道等重要钢结构，或焊接合金钢、有色金属、铸铁时，则应选用直流弧

3、焊机。当采用某些碱性药皮焊条时，如结507时，必须选用直流焊接电源，而且要注意此时应将电焊机的负极接工件，正极接焊条，称为直流反接法；反之称为正接法。如图所示。（a）正接法（b）反接法2、焊接电弧焊接电弧是指发生在电极与工件之间的强烈、持久的气体放电现象。（1）电弧的引燃电弧是一种气体导电现象。气体在一般情况下是不导电的，要使气体导电，须将两个电极之间的气体电离，即将中性气体粒子分解为带电粒子，并在两电极间产生一定的电压，使这些带电离子在电场作用下做定向运动，两个电极间的气体中就能连续不断地通过很大的电流，从而形成连续燃烧的电弧。电极间的带电粒子可以通过阴极的电子

4、发射与电极间气体的不断电离得到补充。电弧放电时，产生大量的热量，同时发出强烈的弧光。焊接时,先将焊条与焊件瞬时接触，发生短路。强大的短路电流流经少数几个接触点，致使接触点处温度急剧升高并熔化，甚至部分发生蒸发。当焊条迅速提起时，焊条头温度已升得很高，在两电极间的电场作用下，产生了热电子发射。飞速的电子撞击焊条端头与焊件间的空气，使之电离成正离子和负离子。电子和负离子流向正极，正离子流向负极。这些带电粒子的定向运动形成了焊接电弧。（2）电弧的组成焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。在钢焊条的电弧中，电弧弧柱区的温度高达5000K以上；阴极区和阳极区的温度较低

5、，分别约为2400K和2600K。阴极区和阳极区的几何长度很小，仅为10-5～10-4cm。3、焊缝的形成（1）焊缝的形成过程焊接时，在电弧高热的作用下，被焊金属局部熔化，再在电弧的吹力作用下，被焊金属上形成了熔池。由于焊接时焊条倾斜，在电弧的吹力作用下，熔池的金属被排向熔池后方，这样电弧就能不断地使深处的被焊金属熔化，达到一定的熔深。焊条药皮熔化过程中会产生某种气体和液态熔渣。产生的气体充满在电弧和熔池的周围，起到隔绝空气的作用。液态熔渣浮在液体金属表面，起保护液体金属的作用。此外，熔化的焊条金属向熔池过渡，不断填充焊缝。4.2.3焊条1.焊条组成和作用焊条由焊

6、芯和药皮两部分组成。焊芯是金属丝，药皮是压涂在焊芯表面的涂料层。焊芯的作用：一是作为电极传导电流，二是熔化后作为填充金属与母材形成焊缝。药皮的作用：一是改善焊接工艺性，如药皮中含有稳弧剂，使电弧易于引燃和保持燃烧稳定。二是对焊接区起保护作用。药皮中含有造渣剂、造气剂等，造渣后熔渣与药皮中有机物燃烧产生的气体对焊缝金属起双重保护作用。三是起有益的冶金化学作用。药皮中含有脱氧剂、合金剂、稀渣剂等，使熔化金属顺利地进行脱氧、脱硫、去氢等冶金化学反应，并补充被烧损的合金元素。2.焊条的分类焊条按用途不同分为十大类：结构钢焊条，钼和铬钼耐热钢焊条，低温钢焊条，不锈钢焊条，堆

7、焊焊条，铸铁焊条，镍及镍合金焊条，铜及铜合金焊条，铝及铝合金焊条，特殊用途焊条等。其中结构钢焊条分为碳钢焊条和低合金钢焊条两部分。结构钢焊条按药皮性质不同可分为酸性焊条酸性焊条的药皮中含有多量酸性氧化物（如SiO2，MnO2等）碱性焊条碱性焊条药皮中含有多量碱性氧化物（如CaO等）和萤石（CaF2）。由于碱性焊条药皮中不含有机物，药皮产生的保护气体中氢含量极少，所以又称为低氢焊条。3.焊条型号与牌号焊条型号是国家标准中规定的焊条代号。焊接结构生产中应用最广的碳钢焊条和低合金钢焊条，相应的国家标准为GB/T5117-1995和GB/T5118-1995。标准规定，碳

8、钢焊条型号