金属熔焊原理.doc

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1、金属熔焊原理复习资料本教材主要介绍金属在熔焊过程中温度，化学成分，组织和性能的变化规律，常见焊接冶金缺陷产生的原因，影响因素及防止措施，焊接材料的性能与应用。焊接是通过加热或加压，或者两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件间达到原子间，结合的一种加工方法。通过焊接，两个焊件不仅在宏观上建立了永久的连接，而且在微观上形成了原子间的距离而结合成一体。焊接的方法分类；熔焊（在焊接过程中，将待焊处的母材金属熔化，但不加压以形成焊缝的焊接方法。包括焊条电弧焊，埋弧焊，气焊，电渣焊，气体保护焊）压焊（电阻焊，摩擦焊，锻焊等）钎焊（将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，但低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿

2、母材，填充焊头间隙，并与母材相互扩散而实现连接焊件的方法）第一单元焊接热过程在焊接热源作用下金属局部被加热与熔化，同时出现热量的传播和分布现象，而且这种现象贯穿整个焊接过程的始终，这就是焊接热过程。在焊接条件下，热源离开后被融化的金属便迅速冷却，并发生结晶和相变的过程，最后形成焊缝。焊接热过程的两个基本特点：1焊接热量集中在焊件连接部位，而不是均匀加热整个焊件。2热作用的瞬时性。常见的焊接热源：电弧热，化学热，电阻热，摩擦热，等离子弧，电子束，激光束，高频感应热。焊接热源主要特征：最小加热面积，最大功率密度，在正常的焊接参数条件下能达到的温度。埋弧焊的热效率高于焊条电弧焊。电渣焊时，在熔

3、化金属的同时，有大量的热能向母材金属传导，因而导致焊接热影响区过宽，晶粒粗大，成为电渣焊的最大缺点。焊接过程中热能传递方式;1热传导（在金属内部，传导是热交换的唯一形式），2对流，3辐射。焊接温度场是指焊接过程中某一瞬时焊件上各点的温度分布。特点：1用等温线（或面）表示最为常用。2等温线或等温面之间互不相交，有等温梯度。在焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点的温度随时间由低到高最后又由高到低的过程称焊接热循环。焊接热循环的四个参数：加热速度，峰值温度，高温停留时间，冷却速度。影响焊接热循环的主要因素：热输入，预热温度，焊接方法，焊接接头尺寸，焊道长度。第二单元焊缝金属的构成引弧基本过程

4、：短路，空载，起弧。电弧焊时，加热和熔化焊条（或焊丝）的能量有：1焊接电流通过焊芯时所产生的电阻热2焊接电弧传给焊条端部的热能。单位电流，单位时间内焊芯（或焊丝）熔敷在焊件的金属量称为熔敷系数，真正反映金属利用率及生产率的指标。熔滴比表面积：指熔滴的表面积与其体积或质量之比。熔滴过渡的作用力：重力，表面张力，电磁力，熔滴爆破力，电弧的气体吹力，斑点压力。熔滴过渡的形式：短路过渡，颗粒状过渡，喷射过渡，渣壁过渡。在母材上由熔化的焊条金属和母材组成的具有一定几何形状的液体金属熔池。熔焊时，局部熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比叫融合比。第三单元焊接冶金焊条电弧时有三个反应区：药皮反应区，熔滴

5、反应区，熔池反应区。熔滴反应区的特点有熔滴的温度高，熔滴比表面积大，作用时间短。氮对焊缝金属的影响主要有形成气孔，降低焊缝金属的力学性能，时效脆化。氢对焊缝金属的有害作用主要表现为氢脆，白点，气孔和冷裂纹。随着焊缝中氧含量的增加，起强度，塑性及韧性都要下降，而冲击韧度下降尤为明显，氧还引起热脆性，冷脆性及时效脆化，焊缝的导电性，导磁性，耐蚀性下降。控制氢的措施：1焊条，焊剂在使用之前必须进行烘干，这是生产上最有效的办法2清除焊件和焊丝表面的杂质3进行冶金处理，即通过焊条药皮和焊剂的冶金作用，改变电弧气氛的性质4控制焊接参数5焊后脱氢处理控制氮的措施;1加强机械保护2选用合理的焊接参数3控

6、制焊丝金属的成分控制氧的措施：1纯化焊接材料和控制焊接参数2采用冶金方法进行脱氧熔渣在焊接过程中的作用：机械保护作用，改善焊接工艺参数，冶金处理作用，改善热规范。根据焊接熔渣的成分可将其分为：盐型熔渣，盐—氧化物型熔渣，氧化物型熔渣三大类。熔渣对金属的氧化有两种基本方式：扩散氧化和置换氧化。扩散脱氧是根据分配定律，使FeO从液态过渡到熔渣中。熔渣的性质：碱度(碱度是判断熔渣碱性强弱的指标）粘度，熔点，表面张力，密度，线膨胀系数和导电性。硫在焊缝中主要以FeS和MnS的形式存在，在熔池结晶时它容易发生偏析，以低熔点共晶Fe+FeS或FeS+FeO的形式呈片状或链状分布于晶界。这样就增加了焊

7、缝金属产生结晶裂纹倾向，同时还会降低冲击韧度和耐蚀性。磷在低碳钢和绝大多数低合金钢中是有害元素，它降低冲击韧度，并使脆性转变温度升高。同时它可以提高钢的耐大气，耐海性腐蚀的能力，改善钢的切削加工性能，增加金属的流动性等。在熔焊时要获得预期的焊接成分，需要通过焊接材料向焊接金属过渡一定的合金元素，这就是焊缝金属的合金化。常用的合金化方式有：1应用合金焊丝或带状电极2应用药芯焊丝或药芯焊条3应用合金药皮或粘结焊剂4应用合金粉末。合金元素