材料的焊接成形工艺技术.ppt

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1、材料的连接方法1第三篇材料的焊接成形工艺焊接是利用加热或加压（或者加热和加压），使分离的两部分金属靠得足够近，原子互相扩散，形成原子间的结合的连接方法。所用能源可以是电能、机械能、化学能、声能或光能等。主要用于金属材料及金属结构的连接，亦用于塑料及其它非金属材料的连接。在机械制造、建筑、车辆、石油化工、原子能、航空航天等部门广泛运用。2（1）焊接结构重量轻，节省金属材料。例如：与金属铆接相比，可节省金属10%-20%以上。（2）焊接接头具有良好的力学性能，能耐高温、高压，具有良好的密封性、导电性、耐腐蚀性、耐磨性。可

2、焊接锅炉、高压容器、储油罐、船体等重量轻、密封性好、工作时不渗漏的空心构件。（3）可以将大而复杂的结构分解为小而简单的坯料拼焊，简化大型或形状复杂结构零件的制造工艺。例如：大型压力机机身的制造。（4）可实现不同材料间的连接成形，铜—铝连接，高速钢—碳钢连接，碳钢—合金钢连接,优化设计，节省贵重金属。优点：3缺点：（1）焊接接头不可拆卸，更换零部件不方便；（2）焊接接头的组织和性能往往要变坏；（3）焊接时容易产生残余应力和焊接变形；（4）焊缝易出现裂纹，夹渣、气孔等缺陷，从而导致焊接件承载能力降低甚至脆断。另外对某些材

3、料的焊接存在一定的困难。4常用焊接方法6熔焊压焊钎焊气焊电弧焊电渣焊电子束焊激光焊焊条电弧焊气体保护焊埋弧焊氩弧焊CO2气体保护焊电阻焊摩擦焊扩散焊高频焊点焊缝焊对焊烙铁钎焊火焰钎焊炉中钎焊56第十章熔焊工艺第一节熔焊原理及过程第二节焊接接头的组织与性能第三节焊接变形与焊接应力第四节焊接缺陷第六节熔焊工艺方法7熔焊的焊接过程是利用热源先把工件局部加热到熔化状态，形成熔池，然后随着热源向前移去，熔池液体金属冷却结晶，形成焊缝。其焊接过程包括冶金过程和结晶过程。根据热源的不同可分为气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊、电

4、子束焊、等离子弧焊等焊接方法。第一节熔焊原理及过程8第一节熔焊原理及过程熔化焊的本质是小熔池熔炼与铸造，是金属熔化与结晶的过程。一、熔焊的本质及特点：熔池的形成——温度达到材料熔点，母材、焊丝熔化形成溶池热影响区形成——母材受到热影响，组织和性能发生变化，形成热影响区。熔池结晶——热源移走后，熔池结晶成柱状晶9熔池存在时间短（10s)，温度高（2000K）；冶金过程进行不充分（气体来不及排出），氧化严重；热影响区大。冷却速度快，结晶后易生成粗大的柱状晶。熔焊的特点：10二、熔化焊的三要素合适的热源——能量要集中，温度

5、要高，快速熔化良好的熔池保护——渣保护、气保护、渣——气联合保护焊缝填充金属——焊芯、焊丝1.热源热源的能量要集中，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：电弧热、等离子弧、电阻热、化学热等11二、熔化焊的三要素（1）电弧热利用气体介质中放电过程所产生的热能作为焊接热源，是目前应用最为广泛的一种焊接热源，如焊条电弧焊、埋弧自动焊等。电弧是两电极之间持久而强烈的气体放电现象。宏观表现是发出强光，释放大量的热量。电极可以是金属丝、碳棒、焊条等。电弧的组成：阴极区、阳极区、弧柱区阴极区为电子发射区；阳

6、极区为接收电子形成正离子区；弧柱区是气体电离区。12当两电极接触时，因短路产生高温，使接触的金属很快熔化并产生金属蒸气。当两电极间距离迅速达到2-4mm时：阴极表面金属在电场、高温等作用下发射大量电子；阳极表面的金属在电场、高温作用下发生电离；在弧柱区，高速运动的电子与原子、分子之间相互碰撞并产生大量的热量并导致原子、分子的电离。同时部分离子与电子之间还会复合成原子或分子，并放出光。电弧产生的过程是：电弧放电——电压最低，电流最大，温度最高，发光最强例：钢芯焊条作电极时，弧柱区6000~8000K，阳极区2600K左

7、右，阴极区2400K左右。13（2）等离子弧与自由电弧相比，等离子弧是被压缩的电弧，其弧区的能量密度集中（105106W/cm2），温度高（2400050000K），挺直度好（见图10-15）。14利用电流通过导体时产生的电阻热作为焊接热源，如电阻焊和电渣焊。当特制的电渣由一些金属盐和氧化物组成时，熔融过程中会形成大量的离子，如果接通电源，正负离子将产生定向移动而导电并释放热量（见图10-6），使渣池的温度达到2000～2200K。采用这种热源所实现的焊接方法，便于实现机械化和自动化，可获得较高的生产率。(3)电

8、阻热(4)化学热利用可燃气体（氧、乙炔等）或铝、镁热剂燃烧时所产生的热量作为焊接热源，如气焊等。15(5)高频热源对于有磁性的被焊金属，利用高频感应所产生的二次电流作为热源，在局部集中加热，实质上也属电阻热。由于这种加热方式热量高度集中，故可以实现很高的焊接速度，如高频焊管等。由机械摩擦而产生的热能作为焊接热源，如摩擦焊(6)摩擦热在真空中，利