《原理张玉芝》PPT课件.ppt

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1、第一部分焊接冶金学第一章绪论第二章焊接化学冶金第三章焊缝中的气孔、夹杂和热影响区的性能第四章焊接裂纹第五章焊接材料焊接冶金学——基本原理绪论主要内容一、焊接过程的物理本质二、焊接热源的种类及其特性三、焊接接头的形成四、焊接温度场绪论焊接技术，又称连接工程，是一种重要的材料加工工艺。随着人类社会对物质文明的追求、各种新型材料的不断开发及科学技术的不断发展，焊接技术已成为一门独立的学科。它广泛地应用于石油化工、电力、航空航天、海洋工程、核动力工程、微电子技术，桥梁、船舶、潜艇，以及各种金属结构等工业部门。可以预料，在推动我国的经济建设

2、和发展科学事业上，焊接技术将起重要的作用。一、焊接过程的物理本质正确认识焊接过程的物理本质，对于保证焊接质量，提高焊接技术的水平和开发新的焊接方法都具有重要的意义。什么是焊接?什么是钎焊?什么是粘接?它们在物理本质上是有严格区别的。　　对于焊接来讲，概括来说，它的定义如下：被焊工件的材质(同种或异种)，通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接(Welding)。由此可知，焊接与其他连接方式不同，不仅在宏观上形成了永久性的接头，而且在微观上建立了组织上的内在联系

3、。大家知道，固体材质是由各类键结合在一起的。就金属而言，是依靠金属键结合在一起的。由图0-1可以看到，两个原子间的结合力大小决定于二者之间的引力与斥力共同作用的结果。每种金属实现焊接所必须的温度与压力之间存在一定的关系，对于纯铁来讲，如图0-2所示。由图可见，金属加热的温度越低，实现焊接所需的压力就越大。当金属的加热温度子T＜T1时，压力必须在AB线的右上方(Ⅰ区)才能实现焊接；当金属的加热温度T在于T1-T2之间时，压力应在BC线以上(Ⅱ区)；当T＞T2=TM(TM是金属的熔化温度)时，则实现焊接的压力为零，此即熔焊的情况（Ⅲ区

4、）对于金属来讲，尽管根据温度与压力配合实现焊接的途径很多，但在实际上，都是使两个被焊材料之间(母材与焊缝)形成共同的晶粒，即为焊接的物理本质钎焊时虽然也能形成不可拆卸的接头，但由于只是钎料熔化，而母材不熔化，故在连接处一般不易形成共同的晶粒，只是在钎料与母材之间形成有相互原子渗透的机械结合。但有些材料钎焊也能形成共同晶粒，如用铝基钎料焊铝和铜基钎料焊铜时。因此，一般来讲，焊接与钎焊在微观上是有原则的区别。粘接，是靠粘接剂与母材之间的粘合作用，一般来讲没有原子的相互渗透或扩散。一、焊接过程的物理本质第一章焊接化学冶金主要内容一、焊接

5、化学冶金过程二、气相对金属的作用三、熔渣及其对金属的作用四、焊缝金属中硫和磷的控制第一章焊接化学冶金在熔焊过程中，焊接区内的各种物质之间在高温下相互作用的过程，称为焊接化学冶金过程。焊接化学冶金过程对焊缝金属的成分、性能、某些焊接缺陷（如气孔、结晶裂纹等）以及焊接工艺性能有很大的影响。焊接化学冶金学主要研究在各种焊接工艺条件下，冶金反应对于焊缝成分、性能之间的关系及其变化规律。研究的目的在于运用这些规律合理的选择焊接材料，控制焊缝金属的成分和性能使之符合使用要求，设计创造新的焊接材料。第一章焊接化学冶金重点：低碳钢和低合金钢

6、的冶金问题，从热力学的角度来阐明焊接化学冶金的一般规律第一节焊接化学冶金过程的特点复习：1、焊接化学冶金与炼钢过程的不同1）原材料不同2）冶炼条件的不同第一节焊接化学冶金过程的特点一、焊条的熔化及熔池的形成焊条的熔化和过渡特性以及熔池的物理参数，不仅对焊接工艺和生产率有很大的影响，而且对焊接冶金也有显著的影响，同时在冶炼条件方面给焊接冶金带来许多特点。　　（一）焊条的加热及熔化1.焊条的加热电弧焊时用于加热和熔化焊条（或焊丝）的热能有：电阻热、电弧热和化学反应热，一般情况下化学反应热仅占1%~3%，化学反应热可忽略不计。

7、1）电阻热焊接电流通过焊芯时将产生电阻热，使其本身和药皮的温度升高，在使用大电流密度焊接时，由于电阻热过大，焊芯和药皮的温升过高，引起许多不良后果，如飞溅增加、药皮开裂或脱落，药皮丧失冶金作用，焊缝成型变坏，甚至产生气孔等缺陷。用不锈钢焊条焊接时，这种现象更为突出。因此，焊条电弧焊时，应严格限制焊芯和药皮的加热温度。一般焊接终了时，焊芯温度不应超过６００℃～６５０℃。2）电弧热焊接电弧用于加热和熔化焊条的功率qe仅是其全部功率的一小部分，药皮焊条焊接时焊条加热有效系数约为0.2-0.27，但焊条端部得到的电弧热是熔化焊条并使液

8、体金属过热和蒸发的主要能源。2、焊条金属的平均熔化速度在单位时间内熔化的焊芯质量或长度称为焊条金属的平均熔化速度。通常把单位时间内真正进入焊缝金属的那一部分金属的质量叫平均熔敷速度。　　在焊接过程中由于飞溅、氧化和蒸发损失的那一部分金属质量与熔