机械制造基础 教学课件 作者 邹积德 主编 胡传松 余新旸 副主编第6章 焊接成形.ppt

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1、机械制造基础第6章焊接成形焊接概述课前观看视频建立感性认识钎焊概述6.1焊接的特点与方法6.1.1焊接的特点焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工方法。（1）焊接方便、工艺简单、适应性强。（2）焊接连接性能好，省工省料，成本低。（3）生产率高，便于自动化、机械化。（4）焊接接头组织性能不均匀，容易产生焊接应力和变形。6.1.2焊接方法分类焊接的种类很多，按焊接过程的不同可分为熔焊、压焊和钎焊三大类。（1）熔焊熔焊是指在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力而完成焊接的方法。按加热热源形式不同，熔焊方法可分为气焊

2、、电弧焊、等离子弧焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等。（2）压焊压焊是指在焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法。常用的压焊有电阻焊、点焊、摩擦焊等。（3）钎焊钎焊是指采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料同时加热到高于钎料熔点，低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材、填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。6.2常用焊接方法6.2.1焊条电弧焊利用电弧作为热源的熔焊方法称为电弧焊。电弧焊包括焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护电弧焊等。焊条电弧焊是熔焊中最基本的一种焊接方法。是目前应用最为广泛的焊接方法。手工电弧焊，其操作过程

3、如图6—1所示。（1）焊接基本原理①焊接电弧：焊接电弧是由焊接电源供给的，具有一定电压的电焊条（电极）与焊件（电极）间的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。如图6-3所示，焊接电弧由阳极区、阴极区和弧柱区三部分组成。阳极区的温度高于阴极区，温度高多可熔化更多的金属或加快金属的熔化，这在生产实践中具有重要意义。图6-4电极的两种接法1—工件2—焊条3—直流电焊机(a)正接法(b)反接法(a)(b)②焊接接头的组织和性能焊接接头由焊缝、熔合区和热影响区组成。图6-5焊接接头的组成１—热影响区　２—焊缝　３—熔合区　４—热影响区a.焊缝：是指工件经焊接

4、形成的接合部分，是由熔池金属结晶得到的铸态组织。由于焊接溶池小，冷却快，焊芯材料化学成分严格控制，所以焊缝金属的力学性能一般不低于母材金属。b.熔合区：是从焊缝向热影响区过渡的区域。熔合区金属的组织是由部分铸态组织和晶粒十分粗大的过热组织所组成，其性能是焊接接头中最差的。应尽量减小这个区域的范围。c.热影响区：是指焊缝附近的母材，在焊接热源的作用下，发生的组织和性能变化的区域。例如低碳钢焊接接头的热影响区可分为过热区、正火区和部分相变区，如图6—6所示。过热区由于加热温度高，奥氏体晶粒迅速长大，冷却后得到晶粒粗大的过热组织，过热区是焊接接头中性能最差的区域，容

5、易在此区域产生裂纹。正火区：这个区域的金属相当于进行一次正火处理，焊接后得到均匀细小的F和P组织，正火区的力学性能优于母材。部分相变区：加热到AC1至AC3之间的温度区域。因为只有部分组织转变为奥氏体晶粒，部分铁素体来不及转变，故称部分相变区。冷却后晶粒大小不均匀，力学性能比母材稍差。③焊接应力与变形焊接应力：焊接构件由焊接而产生的内应力。焊接时，在任何情况下焊接应力总是存在的。焊接变形：焊接构件由焊接而产生的变形。焊接变形的形式是多种多样的，最常见的基本形式见表6-1。焊接变形与应力的存在，会对焊接结构的制造和使用带来不利影响。在焊接过程中必须要加以控制，减

6、小焊接应力与变形的工艺措施有：a.反变形法。b.刚性固定法。c.采用合理的焊接顺序。d.焊前预热、焊后处理e.锤击焊缝（2）焊条电弧焊电源与工具焊条电弧焊电源的种类常用的焊条电弧焊设备有交流弧焊机、直流弧焊机和逆变焊机。a.交流弧焊机：它是一种特殊的降压变压器，是电弧焊的常用设备。具有结构简单、噪声小、成本低等优点，但电弧稳定性较差。b.直流弧焊机：常用设备焊接整流器是一种将交流电经变压、整流转换成直流电的弧焊设备，它与弧焊发电机相比具有结构简单、重量轻、噪声小、制造维修方便等优点。c.逆变焊机：是近些年发展较快的新一代焊接电源。逆变电源具有体积小、质量轻、节

7、约材料、高效节能、适应性强等优点，是更新换代的电源。③焊条电弧焊工具：焊条电弧焊工具有电焊钳、焊接电缆、面罩、焊条保温筒和干燥筒等。三、焊条1.焊条的组成及其作用焊条由焊芯和药皮组成。a）焊芯：一方面作电极，起导电作用，产生电弧，提供焊接热源；另一方面作为填充金属，与熔化的母材共同组成焊缝金属。焊芯采用焊接专用金属丝。如H08C等。b）药皮：改善焊接工艺性；机械保护作用；冶金处理作用。焊条药皮的组成物按其作用分为：稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、粘结剂、稀渣剂、增塑剂等。②焊条的分类a.按用途分类。按用途不同，焊条可分为结构钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条

8、等十一大类，其中结构钢焊条应用最广。J