成型原理实验指导书

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1、一25L-7O—1-1螺旋形流动性试样实验一铸造合金流动性的测定一、实验目的1.了解浇注温度对铸造合金流动性的影响；2.了解铸造合金流动性与铸造缺陷的关系；3.掌握使用螺旋试样法测定铸造合金流动性的方法。二、实验设备、工具及材料图1-1螺旋形流动性试样I甘堀电阻炉，20号右墨I甘堀，测温热电偶；浇注工具，螺旋形试样模具，造型工具，钢卷尺；粘土湿型砂，铸造铝硅合金（ZL102,ZL105）。三、实验原理液态合金本身的流动能力称为“流动性”，是合金的铸造性能之一。它与合金的成分、温度、杂质含量及物理性质有关。合金的流动性对铸型的充填过程及排出其中的气体和杂质，以及补缩、防裂有很大影响。合金的流

2、动性好，则充型能力强，气体和杂质易于上浮,使合金净化，有利于得到没有气孔和夹杂，口形状完整、轮廓清晰的铸件。良好的流动性能使铸件在凝固期间产生的收缩得到合金液的补充，并可使铸件在凝固末期因收缩受阻而出现的热裂得到液态合金的弥合。液态合金的流动性是用浇注“流动性试样”的方法衡量的。实际中，是将试样的结构和铸型性质固定不变，在相同的浇注条件下（例如，在液相线以上相同的过热温度或在同一浇注温度），浇注各种合金的流动性试样，以试样的长度或试样某处的厚薄程度表示该合金流动性的好坏。对于同一种合金，也可用流动性试样研究各种铸造因素对其充型能力的影响。例如，采用某种结构的流动性试样，可以改变型砂水分、浇

3、注温度、直浇道高度等因素之一，以判断该因素的变动对充型能力的影响。因此，各种测定流动性的方法都可用于合金充型能力的测定。流动性试样的类型很多，如螺旋形、球形、U形、楔形试样以及真空试样等等。在生产和科学研究中应用最多的是螺旋形试样（见图1・1）。其优点是：灵敏度高，对比形彖，结构紧凑。缺点是：沟槽断面尺寸较大，液态合金的表面张力的影响表现不出来；沟槽弯曲，沿程阻力损失较大；沟槽较长，受型砂的水分、紧实度、透气性等因素的影响较显著；不易精确控制，故测量精度受到一定影响。试验时，将液态合金从浇口杯浇入,凝固后取出试样，测量其长度。为了便于读出和测量试验结杲，在螺旋槽中，从缓冲坑开始每隔50mm

4、做一个小凹坑。四、实验步骤1.配制型砂用原砂（140/100号）加入适量粘土和水混制成湿型砂。2造型合箱用模话制成上、下砂型，然后合箱等待浇注。3.熔化浇注用电阻炉熔化指定成分的铝合金。当铝液升温至730〜750°C时，用氯化锌或六氯乙烷精炼，以去除气体和杂质，立即清除熔渣并静置1〜2min,此后进行浇注。4.打箱、测量待铸件凝固后，开箱清砂。待试样冷却后测量其螺旋线长度，并记录实测数据。5.填写实验报告五、思考题合金流动性较差吋，铸件易产生什么缺陷，为什么？实验二焊接缺陷分析实验一、实验目的1.认识焊接气孔和裂纹常见缺陷的基本特征及产生原因。2.学会焊接气孔和裂纹的检测方法。二、实验原理

5、1.气孔和裂纹缺陷的形成及基本特征1）气孔：在焊接过程中，熔池金属中的气体在金属冷却以前，未能来得及逸出，而在焊缝金属屮（内部或表面）所形成的孔穴，称为气孔。位于焊缝表面的气孔称为表面气孔，处于焊缝内部的气孔称为内部气孔。气孔的形状冇球状、椭圆形、链状和蜂窝状等，见图3.1。气孔对焊缝的性能冇较大的影响，它不仅减小了焊缝的有效工作断面，使焊缝的力学性能下降，还破坏了焊缝金屈的致密性,易造成泄漏。在动载荷作用下，述会降低焊缝的疲劳强度。因此，在重要的焊接结构中是不允许气孔特别是链状和蜂窝状气孔存在的。a)b)c)f)图3.1各种气孔a）表而气孔b）内气孔c）圆形气孔d）椭圆形气孔e）链状气孔

6、f）蜂窝状气孔2）裂纹：在焊缝或热影响区因开裂而形成的缝隙称为焊接裂纹。通常把平行于焊缝的裂纹称为纵向裂纹，垂直于焊缝的裂纹称为横向裂纹，在弧坑中的裂纹称为火口裂纹或弧坑裂纹，如图3.2所示。图3.2焊接接头裂纹分布形态示意图1—纵向裂纹；2—横向裂纹；3—焊根裂纹；4—焊趾裂纹;5—焊道下裂纹；6—层状撕裂；7—火口裂纹焊接裂纹是一种危害最大的缺陷，不仅降低焊接接头的强度，还会引起应力集屮，使焊接结构承载后造成断裂，使产品报废，其至会引起严重的事故。根据裂纹产牛的条件，裂纹可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂四种。各种裂纹的分类及特征见表1.1。(1)热裂纹焊接过程中，焊缝和热影响区

7、金属冷却到固相线附近高温区产生的裂纹称为热裂纹。热裂纹一般产生在焊缝的结品过程屮，故又称结品裂纹或凝固裂纹。在焊缝金属凝固后的冷却过程中还可能继续发展。热裂纹绝大多数产牛在焊缝金属屮，有的是纵向，有的是横向。发生在弧坑屮的热裂纹往往是星状。有吋热裂纹也会发展到母材中去。热裂纹的外观特征是或者处在焊缝中心，或者处在焊缝两侧，其方向与焊缝的波纹线相垂直，露在焊缝表面的有明显的锯齿形状。凡是露出焊缝表而的热裂纹，因氧在高温下进