熔焊原理 教学课件 作者 侯德政 第一章　焊接热过程.ppt

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1、26091B主编绪　　论第一章　焊接热过程第二章　焊条熔化及熔池形成第三章　焊接化学冶金过程第一章　焊接热过程第一节　焊接热源及应用第二节　焊接温度场第三节　焊接热循环第一节　焊接热源及应用一、焊接热源的种类及特征1.常用的焊接热源(1)电能源　利用熔化或不熔化的电极与焊件之间的电弧所产生的热量进行焊接。(2)化学能源　将各种形式储存的化学能转变为焊接用的热能，如气焊(氧乙炔焊)和热剂焊等。(3)光能源　将光能转变为焊接能源，如激光焊(用各种透镜系统聚集的激光束进行焊接)，电子束焊(用静电和磁的方法聚集的电子束进行焊接)。(4)机械能源　利用机械能进行焊接，主要有摩擦

2、焊、超声波焊和爆炸焊等。第一节　焊接热源及应用(5)固态能源　在低于熔点和熔化温度区间，在时间、温度和压力的作用下，通过原子间相互扩散使母材金属实现聚和。2.焊接热源的主要特征(1)热源热量比较集中。(2)功率密度大。(3)相对加热面积较小。表1-1　常用熔焊方法及热源的主要特征第一节　焊接热源及应用表1-1　常用熔焊方法及热源的主要特征二、焊接热效率表1-2　不同焊接方法的η值表1-3　焊条电弧焊和埋弧焊的热量分配情况和η值①　包括焊条药皮或焊剂熔化所消耗的热量。第二节　焊接温度场一、焊接温度场的概念图1-1　焊接瞬时温度场第二节　焊接温度场图1-2　固定热源加热厚

3、大工件时的等温面分布第二节　焊接温度场二、焊接温度场的类型1.按温度变化的情况划分的温度场2.按焊接传热类型划分的温度场三、影响焊接温度场的因素1.热源的特性2.焊接参数3.母材的热物理性能图1-3　半无限大物体表面上运动热源的温度场a)Oxy面上的等温线　b)Oyz面上的等温线第二节　焊接温度场26091BW1.eps第二节　焊接温度场表1-4　不同材料的热物理常数4.工件的形态第二节　焊接温度场图1-5　三种典型传热方式示意图第三节　焊接热循环一、焊接热循环及其主要参数图1-6　焊接热循环曲线第三节　焊接热循环(1)加热速度vH在集中的高温热源作用下，焊接时的加热

4、速度比其他热加工时要高得多。(2)加热的最高温度Tmax金属组织的变化除化学成分之外，主要与加热温度和冷却速度有关。(3)在相变温度以上的停留时间tH在相变温度以上停留的时间越长，就会越有利于奥氏体的均质化过程。(4)冷却速度vC(或冷却时间)　冷却速度是决定热影响区组织性能最重要的参数之一，是研究热过程的主要内容。二、多层焊焊接热循环1.长段多层焊的焊接热循环第三节　焊接热循环图1-7　长段多层焊焊接热循环2.短段多层焊的焊接热循环第三节　焊接热循环图1-8　短段多层焊的热循环三、脉冲焊焊接热循环的特点第三节　焊接热循环0109.TIF第三节　焊接热循环图1-9　理

5、想的脉冲电流波形—脉冲电流　—基值电流　—脉冲时间　—持续时间　—脉冲周期第三节　焊接热循环0110.TIF第三节　焊接热循环0.TIF第三节　焊接热循环0111.TIF第三节　焊接热循环0.TIF四、焊接热循环的控制及其应用1.影响焊接热循环的因素(1)焊接方法　不同焊接方法的热源特性不同。(2)焊接热输入与预热温度　焊接电流、电弧电压、焊接速度等对焊接热循环均有一定的影响。第三节　焊接热循环表1-5　单层电弧焊和电渣焊低合金钢时近缝区热循环参数表1-6　预热对焊接热循环的影响(3)焊件尺寸　图1-12所示为热输入不变，第三节　焊接热循环改变焊件宽度b和板

6、厚δ时对t800～500的影响。(4)接头形式　接头形式不同，导热情况也存在差异。(5)焊道长度　焊道长度对冷却速度的影响如图1-14所示，在接头形式与焊接条件相同时，焊道越短，其冷却速度越快。2.调整焊接热循环的方法1)根据被焊金属的成分和性能选择适宜的焊接方法。2)合理选用焊接参数。图1-12　焊件宽度b和板厚δ对的影响试验条件：焊条电弧焊，未预热，焊条直径φ=4mm，I=140A，U=30V，v=14.5cm/min，焊件长度为110mm第三节　焊接热循环3)采用预热、焊后保温或缓冷等措施降低冷却速度。4)调整多层的焊道数和层间温度。5)利用短段多层焊。图1-

7、13　接头与坡口形式对的影响(图中符号后的数字表示板厚δ,单位mm)第三节　焊接热循环图1-14　焊道长度对不同温度下冷却速度的影响