材料连接技术2概要教学教材.ppt

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1、材料连接技术2概要§1.2焊接的发展历程焊接是一门新兴的同时又是一门古老的技术。从历史上说，它在3000年以前就有记载，但真正成为一门重要的制造技术，是最近百年的事。焊接发展历程大致分成三个阶段：第一次工业革命前，以炭火加热的锻焊、钎焊等为代表；第一次工业革命到二次世界大战前，以手工电弧焊和电阻焊等为代表；二次世界大战后，以气电焊、激光焊等为代表。1.焊接技术的发展阶段锻焊在古代锻焊曾是金属连接的唯一方式。古代锻焊制品——花钢电焊电阻焊1856年，James Joule首次成功用电阻加热法对一捆铜丝进行了熔化焊接。18

2、86年，Elihu Thomson制造了首台焊接变压器，随后又发明了点焊机、缝焊机、凸焊机以及闪光对焊机。1964年，Unimation生产的首批用于电阻点焊的机器人在通用汽车公司使用。目前仍广泛应用于汽车工业和对其它许多金属片的焊接上。电弧焊1810年，Humphrey Davy在电路的两极造了一个稳定的电弧——电弧焊的基础。1881年，Nikolai Benardos在碳极和工件间产生了电弧，金属棒或金属丝可以送进这个电弧并熔化。1890年，Benardos进一步完善了这一焊接法，用金属棒代替碳棒作为电极，焊接过程

3、中电极熔化，充当热源和填充金属。1907年，Oscar Kjellberg发明了涂层焊条，使焊缝质量显著改善，电焊技术得到突破。一战期间，舰船等装备的需求刺激了一批廉价、快捷的焊接技术的发展；二战期间，航空业有色金属（镁、铝）连接的需求刺激了新的焊接技术的产生。1908电渣焊ESW；俄罗斯美国乌克兰1909等离子焊接PAW；德国美国1920钨极惰性气体保护电弧焊TIG，GMAW；美国1930螺柱焊；美国1930熔化极惰性气体保护电弧焊MIG；美国1930埋弧焊SAW；美国1953活性气体保护电弧焊MAG，GMAW；俄罗

4、斯1970激光焊接LBW；英国1991搅拌摩擦焊FSW英国焊接技术方法的发展1801年,Humphrey Davy在首批电弧实验中使用电池作为电源。Benardos在碳弧焊实验中使用一台22马力的蒸汽机驱动直流电机，用150个电池来发电。单是电池的总重量就达到2400kg。Thomson在发明电阻焊机时使用了变压器。Oscar Kjellberg使用110V直流电压电源，他让电流通过一个装满盐水的桶，从而把电流减小到适当的水平。1905年，德国AEG公司生产了焊接发电机。由三相异步电动机驱动，其特性适合焊接，重1000

5、kg,电流250A。焊接设备的发展19世纪末以前没有出现电焊的原因之一就是缺乏合适的电源。直流电直到20世纪20年代才适合用于电弧焊。焊接变压器很快变得受欢迎，因为它的价格较便宜，消耗能源相对较少。20世纪50年代末，固体焊接整流器问世。最初使用的是硒整流器，接着很快出现了硅整流器。此后，硅可控整流器的出现实现了电子控制焊接电流。这些整流器现在都普遍使用，尤其是用于大型焊接电源。焊接逆变器的出现是在电源上最引人注目的发展。伊萨首个逆变器模型造于1970年。但是逆变器在1977年以前没有普遍用于工业。1984年，伊萨推出

6、140A“Caddy”牌逆变器，重量只有8kg。早期焊机现代焊机上世纪70年代出现电弧焊机器人。焊接工艺的发展提高焊接效率：加拿大人John Church使用了快速送丝速度和混合保护气体，在使用同样的焊接设备下，熔化极惰性气体保护电弧焊接速度提高一倍。在同一熔池内使用两根焊丝的焊接法——双丝焊或双芯焊，实验证明更富有成效。最新高效焊接法是混合焊——这种方法结合了两种不同的工艺。激光熔化极惰性气体保护电弧焊焊接速度极快，熔深大。节约材料：窄间隙焊既节省时间，又节省耗材，减少了热影响区焊接的变形。“太空焊接”技术，在棒状的

7、焊接器具尖头部位开了一个直径１．８毫米的小孔，让电流从小孔通过，成功解决了放电扩散的问题。同时，由于电压得以降低，金属不易飞散。该技术也可以在地面使用，比传统焊接方法省电。材料连接技术MaterialsWeldingandJoiningTechniques赵兴科课程编号：302506第一章材料连接技术概述§1-1材料连接的原理与分类§1-2现代焊接技术的发展历程§1-3常见焊接方法简介电弧焊（氩弧焊、手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、气体保护焊）以电阻热为能源：电阻焊、电渣焊、高频焊高能束焊（电子束焊、激

8、光焊）钎焊：软钎焊、硬钎焊；以化学能为焊接能源：气焊、气压焊、爆炸焊；以机械能为焊接能源：摩擦焊、冷压焊、超声波焊、扩散焊§1.3常见焊接方法简介一、电弧焊以电极与工件之间燃烧的电弧作热源。是目前应用最广泛的一类焊接方法。不熔化极电弧焊熔化极电弧焊手弧焊（SMAW）；埋弧焊（SAW）；气体保护电弧焊（MIG/MAG）；药芯焊丝电弧