焊接导论 周慧琳 第1章

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1、1.1焊接制造的战略地位焊接是一种将材料永久连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到不足1克的微电子元件，在生产中都不同程度地依赖焊接技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。(具体应用见下列图片）一、焊接在我国制造业中的战略地位和成就桥梁建造焊接结构之所以有如此迅速的发展是因为它具有一系列优点。（1）与铆接相比它可以节省大量金属材料，大约可减轻15-20%的金属材料，因为它不需要辅助材料，比如角钢、平板，更不需要铆钉，而且柳接件经过很长时间以后有可

2、以会松动，影响质量，但焊接绝是不可能的，虽然只有一道焊缝，但它属于原子结合，所以能够充分的解决一切问题。其次焊接结构生产不需打孔，划线的工作量也比较少，因此比较省工、省时间，工作效率当然就要高多了。（2）与铸件相比焊接结构生产不需要制作木模和砂型，也不需要专门熔炼，浇铸，工序简单，生产周期短。这一点对于单件和小批量生产特别明显，换句话说，和铸件相比就是特别的节省时间也就是工作效率高，其次，焊接结构比铸件节省材料，一般情况下，它比铸钢轻20-30%以上，比铸铁件轻50-60%，这主要是因为焊接结构的截面可以按设计的需要来选取，不必象铸件那样因工艺的

3、限制而加大尺寸。因为液体要想让它流动的好充分到位，就必须要有较大的空间，这势必会用到更多的金属材料。（3）通过焊接，可以很方便地实现多种不同形状和不同厚度的钢板（或其它金属材料）的连接，甚至可以将不同种类的金属材料连接起来。（4）焊接结构的刚性大，重量轻。焊接是一种金属原子之间的永久连接方式，焊接结构中各部分是直接连接，与其它的连接方式相比，不需要附加的连接件；同时焊接接头的强度一般与母材相当，因此，焊接结构重量轻、刚度大、工作可靠。（5）焊接结构生产一般不需要大型和贵重的机器设备投建焊接结构制造工厂（车间）所需设备和厂房的投资少、见效快。同时，

4、焊接车间适应不同批量的产品生产，而且结构的变更与改型快，所以转产（焊接结构产品）方便，而且并不因此而增加很多投资。（6）焊接准备工作简单近年数控精密气割设备的发展，无论是多大厚度或形状多么复杂的待焊件，都可以不用预先划线而直接从板料上切割出来，并且一般不必再机械加工，就能投入装配和焊接。（7）接头的强度高与铆钉或螺栓结构的接头相比，焊接接头的强度高。这是由于铆接和螺栓连接接头，都必须预先在母材上钻孔，因而减小了接头的工作截面，使其接头的强度低于母材(大约低20％左右)。而现代的焊接技术已经能做到焊接接头的强度等于甚至高于母材的强度。（8）焊接结构

5、设计的灵活性大（9）焊接接头密封性好焊缝可以达到其他连接方法无法比拟的气密和液密性能，特别在高温、高压容器和船壳等需要高度密封的结构上，只有焊接才是最理想的连接形式。（10）最适于制作大型或重型的、结构简单而且是单件小批量生产的产品结构由于受设备容量的限制，铸造与锻造制作大型金属结构困难，甚至不可能。对于焊接结构来说，结构越大、越简单越能发挥它的优越性。但是，当构件小，形状复杂，而且是大批量生产的产品，从技术和经济上就不一定比铸造或锻造结构优越。（11）容易实现自动化生产如果在焊接结构上的焊缝很规则，就容易实现高效率的机械化和自动化焊接生产，其综

6、合经济效益极为显著。（12）成品率高一旦出现焊接缺陷，修复容易。1.2世界焊接发展史话公元前3000多年埃及出现了锻焊技术。公元前2000多年中国的殷朝采用铸焊制造兵器。公元前200年前，中国已经掌握了青铜的钎焊及铁器的锻焊工艺。1900年：法国人Fouch和Picard制造出第一个氧乙炔割炬。1901年：德国人Menne发明了氧矛切割。1909年：Schonherr发明了等离子弧。上图为水下等离子切割上图为手工等离子弧切割1912年：位于美国费城的EdwardG.Budd公司生产出第一个使用电阻点焊焊接的全钢汽车车身。大约1912：年美

7、国福特汽车公司为了生产著名的T型汽车，在自己工厂的实验室里完成了现代焊接工艺。1924年美国焊接协会活动时纪念照片1919年：ComfortA.Adams组建了美国焊接学会（AWS）。大约1920年：开始使用电弧焊修理一些贵重设备。1923年：世界上第一个浮顶式储罐（用来储存汽油或其他化工品）建成；其优点是由焊接而成的浮顶与罐壁组成象望远镜一样可升高或降低的储罐，从而可以很方便的改变储罐的体积。1926年：由美国的A.O.Smith公司率先介绍了在电弧焊接用金属电极外使用挤压方式涂上起保护作用的固体药皮（即手工电弧焊焊条）的制作方法。1931年：

8、由焊接工艺制造全钢结构组成的帝国大厦建成。1933年：第一条使用电弧焊工艺焊接的接头采用无衬垫结构的长输管线铺成。1933年：当时世界上