金属工艺学—4焊接.ppt

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1、2021/7/211第四篇焊接本章重点：深刻地理解焊接工程的基本理论；对焊接接头的组织与性能、焊接应力与变形的形成过程有清楚的认识；掌握防止和消除焊接变形的常用方法。第13章焊接工艺基础13.1概述13.2电弧焊工艺基础13.3焊接接头的组织与性能13.4焊接应力与变形作业：P19913.1、13.4、13.72021/7/2122021/7/213焊接：通过加热或加压，或两者兼用，并且用或不用填充金属，使分离的两部分金属形成原子间结合的一种工艺方法。焊接是一种永久连接金属材料的工艺方法。第一节概述一、焊接成形的特点1

2、．重量轻，节省材料。2．生产率高，生产周期短，劳动强度低，易实现自动化。3．可实现异种金属的连接。4．可进行组合件的生产。5．焊接应力变形大，接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。2021/7/214二、焊接成形的分类1.熔化焊：把焊件连接处局部加热到熔化状态，然后冷却凝固成一体，不加压力完成的焊接方法。2.压力焊：在焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热）的焊接方法。3.钎焊：在焊接过程中采用低熔点的填充金属（钎料）熔化后，与固态母材相互扩散，冷凝后实现连接的焊接方法。2021/7/215压力焊摩擦焊超声波焊爆炸焊扩

3、散焊感应焊钎焊软钎焊硬钎焊熔化焊电弧焊电渣焊高能束焊化学热焊手工电弧焊气体保护焊埋弧焊电阻焊等离子弧焊电子束焊激光焊2021/7/216三、各种焊接方法的特征2021/7/217气门芯2021/7/218第二节电弧焊工艺基础1、焊接电弧的概念在焊条末端和工件两极之间的气体介质中，产生强烈而持久的放电现象。电弧形成条件：（1）使气体电离；（2）阴极发射电子。2、电弧的构造及热量分布阴极区：2400k36%阳极区：2600k42%弧柱区：5000~8000k21%2021/7/2193、电弧的极性（1）直流电源正接：正极接

4、工件，工件温度稍高。直流电源反接：负极接工件，工件温度稍低。对薄板的焊接，可采用反接。（2）交流焊机无正反接特点，两极温度均为2500K。（3）适当的空载电压以保证引弧，一般为50～90V。（4）提供电弧工作电压，保证电弧稳定燃烧。电弧长度越大，电弧工作电压也越高，一般为16～35V。2021/7/21104.电弧焊冶金过程（1）在电弧高温作用下，工件和焊条同时产生局部熔化，形成熔池。（2）电弧的移动形成动态熔池，熔池前部的加热融化与后部的顺序冷却结晶，形成完整的焊缝。（3）药皮熔化→进入熔池发生冶金反应→形成熔渣→构

5、成渣壳保护；药皮分解→CO2,CO,H2等气体→围绕在电弧和熔池周围→保护熔化熔池。2021/7/21115.电弧焊冶金特点①电弧焊冶金反应的本质是小熔池熔炼与铸造，是金属熔化与结晶的过程。②熔池存在时间短，温度高；冶金过程进行不充分，氧化严重；热影响区大。③冷却速度快，结晶后易生成粗大的柱状晶；有害气体容易进入熔池，形成氧化物、气孔等缺陷，使焊缝金属的塑性、韧性下降。7/21/20216:54PM6.熔化焊的三要素熔池的保护可用渣保护、气保护和渣-气联合保护。以防止氧化，并进行脱氧、脱硫和脱磷，给熔池过渡合金元素。填

6、充金属保证焊缝填满及给焊缝带入有益的合金元素，并达到力学性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊丝。热源能量要集中，温度要高。以保证金属快速熔化，减小热影响区。满足要求的热源有电弧、等离子弧、电渣热、电子束和激光。2021/7/2113焊芯药皮①氧化钛型；②氧化钛钙型；③钛铁矿型；④氧化钛型；⑤纤维素型；⑥低氢钾型；⑦低氢钠型；⑧石墨型；⑨盐基型。药皮的种类：焊缝的填充材料—填充焊缝保护焊缝和焊接过程控制焊缝金属的化学成分稳定电弧电极传导电流—导电电焊条焊芯药皮7.电焊条的组成及作用2021/7/2114J507药皮种类（

7、低氢钠型）抗拉强度500MPa结构钢焊条药皮种类（氧化钙钛型）抗拉强度420MPa结构钢焊条8.电焊条的分类结构钢焊条—J；钼和铬耐热钢焊条—R；低温钢焊条—W；不锈钢焊条—A；堆焊焊条—D；铸铁焊条—Z；镍及镍合金焊条—Ni；铜及铜合金焊条—T；铝及铝合金焊条—L；特殊用途焊条—TSJ4222021/7/2115酸性焊条：碱性焊条：在熔渣中以酸性氧化物为主（TiO2、SiO2、Fe2O3）在熔渣中以碱性氧化物为主（K2O、Na2O、CaO、MnO）9.电焊条的选用(１)等强度原则：低碳钢和普通低合金钢构件，一般都要求

8、焊缝金属与母材等强度，因此可根据钢材强度等级来选用相应的焊条。(２)同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用。主要应考虑：焊接件的结构形状、钢板厚度、载荷性质和抗裂性能而定；(３)低碳钢与低合金结构钢焊接，可按某一种钢接头中强度较低的钢材来选用相应的焊条。(４)焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应选用相应的专用焊条。2021