焊接技术讲座课件(沈大明教授)9.29.docVIP

《现代焊接技术》介绍 讲述人：沈大明 2011-9-28 课件提纲 1、焊接基础 3 1.1概况、原理及特点 3 1.2 焊接基本知识 4 2、焊接方法 5 2.1 电弧焊 6 2.2 埋弧焊 8 2.3气体保护焊 10 3、焊接应力与变形 13 3.1焊接应力与变形产生原因 13 3.2焊接应力与变形的危害 15 3.3焊接应力与变形的防止 16 4、焊接缺陷 18 4.1 焊接缺陷分类 18 4.2 焊接裂纹分类 18 4.3 焊接裂纹防止 19 5、焊接结构工艺设计 20 5. 1 焊接结构生产工艺过程 20 5.2焊接结构工艺设计 20 6、焊接生产应用 25 6.1压力容器的焊接 25 6.2制造工艺过程 26 6.3 封头生产工序 27 6.4筒体节生产工序 28 6.5 接管和法兰生产工序图 30 6.6 总装配和焊接生产工序 31 6.7 检验 32 现代焊接技术 现代焊接技术是体现工业型国家核心竞争力的重要标志，是钢结构产品生产制造的关键性科学技术。其广泛应用于港口和矿山机械、汽车和机车车辆、发电设备、飞行器、船舶、桥梁、建筑、锅炉压力容器、化工设备等制造领域。近年来，焊接技术迅速发展，新的焊接方法不断出现，特别是在应用了计算机信息技术后，焊接的精密化和智能化更显其效能。焊接方法很多，本章主要介绍几种焊接工艺原理和方法以及焊接结构的工艺性。 1、焊接基础 1.1定义、原理及特点 焊接是使相互分离的金属材料借助于原子间的结合力连接起来的一种热加工工艺方法。即通过加热或加压（或者两者并用），使用或不用填充材料，将两个工件达到结合的目的。实质就是通过物理-化学过程，使两个分离表面的金属原子接近到晶格距离（0.3～0.5nm）形成金属键，从而使两金属连为一体。 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。其焊接过程包括热过程、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、电子束焊、等离子弧焊等。焊件可以是金属材料，也可以是非金属材料，如塑料、玻璃等。 焊接的主要特点是： ⒈ 节省材料，减轻重量。焊接的金属结构件可比铆接节省材料10％～25％；采用点焊的飞行器结构重量明显减轻，降低油耗，提高运载能力。 ⒉ 简化复杂零件和大型零件的制造过程。焊接方法灵活，可化大为小，以简拼繁，加工快，工时少，生产周期短。许多结构可以采用铸—焊、锻—焊形式组合，简化了加工工艺。 ⒊ 适应性强。多样的焊接方法几乎可焊接所有的金属材料和部分非金属材料。可焊范围较广，而且连接性能较好。焊接接头可达到与工件金属等强度或相应的特殊性能。 ⒋ 满足特殊连接要求。不同材料焊接在一起，能使零件的不同部分或不同位置具备不同的性能，达到使用要求。如防腐容器的双金属筒体焊接、钻头工作部分与柄的焊接、水轮机叶片耐磨表面堆焊等。 ⒌ 降低劳动强度，改善劳动条件。 尽管如此，焊接加工在应用中仍存在某些不足。例如不同焊接方法的焊接性有较大差别，焊接接头的组织不均匀，焊接热过程造成的结构应力与变形以及各种裂纹问题等，都有待进一步研究和完善。 焊接的实际应用还取决于母材，焊接消耗材料，焊接结构的设计，焊接方法（包括焊接设备）和工艺水平的发展等。常见的焊接接头断面形式见下图。 1.2 焊接基本知识 1.2.1接头形式 最适于焊条电弧焊的焊接接头有对接、搭接、T形接和角接4种基本形式。设计或选用接头形式时，主要是根据产品结构特点和焊接工艺要求，并综合考虑承载条件、焊接可达性、焊接应力与变形以及经济成本等因素。 1.2.2焊接位置 熔焊时，焊缝所处的空间位置称焊接位置。尽管焊条电弧焊具有任何位置的焊缝均能完成焊接，但只要条件允许，都尽可能使之在平焊位置(对角焊缝又叫“船形”位置)进行焊接。因为此位置重力有利于焊接焊缝成形好，操作最容易，对技能要求较低，焊接质量易于保证；可以使用较大的焊条直径和较高的焊接电流，因而可获得较高的熔敷率。 2、焊接方法 焊接方法的种类很多，根据实现金属原子间结合的方式不同，可分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类： 1）熔焊：利用局部加热的方法，把工件的焊接处加热到熔化状态，形成熔池，然后冷却结晶，形成焊缝，将两部分金属连接成为一个整体的工艺方法。 2）压焊：在焊接过程中需要加压的一类焊接方法。 3）钎焊：利用熔点比母材低的填充金属熔化后，填充接头间隙并与固态的母材相互扩散实现连接的一种焊接方法。 2.1 电弧焊 焊条电弧焊是利用电弧作为热源，手工操纵焊条进行焊接的方法，又称手工电弧焊。 手工电弧焊的特点： 1）设备简单、操作灵活； 2）可焊接多种金属材料； 3）室内、外焊接效果相近； 4）对焊工操作水平要求较高