第八章 金属焊接成型(一-理论基础).ppt

第八章 金属的焊接成型;能以小拼大，化大为小，简化了复杂的机器 零部件，可获得最佳技术经济效果； 能制造多金属结构，充分利用了材料性能； 焊接接头的密封性好； 节省金属，材料利用率高； 不可拆卸，维修不方便；焊接应力和变形较 大，且接头的组织性能不均匀。;§8.1 焊接工艺基础 ;二.焊接原理和焊接冶金过程;电弧的极性构造 电弧的极性构造随着所用的电源类型不同而不同。直流电弧构造 交流电弧构造 ;直流电弧构造参数 ;2.焊接冶金过程 电弧焊的焊接过程, 如同一座微型电弧炼钢炉 在炼钢一样，要进行一系 列的冶金反应过程。;（3）在电弧高温作用下，有益金属元素发生剧烈的烧损和蒸发，降低了焊缝的性能。 （4）焊缝熔池周围被冷金属包围，温度梯度很大，易使焊件产生较大的应力和变形，甚至产生裂缝。 3.采取措施 （1）限制空气侵入焊接区； （2）渗入有用的合金元素，提高焊缝的力学性能； （3）焊接时，清除焊件和焊条等表面的杂物（如：油，水，氧化皮等）。;2.焊接接头金属的组织与性能 （1）焊缝金属的组织与性能 组织：焊缝金属组织是由熔池 金属结晶得到的铸造组织, 晶 体的长大方向指向熔池中心, 形成柱状树枝晶。;性能：一方面，柱状晶比较细密，其性能不低于基本金属；另一方面，由于焊芯是高级优质材料以及焊条药皮的作用,可以使得焊缝金属的化学成分优于母材,所以焊缝金属的性能一般高于母材。 （2）热影响区的组织与性能;熔合区: 粗大的过热组织，在焊接接头中其性能很差。 过热区: 粗大的过热组织，是热影响区中性能最差的的部位, 易在此区产生裂纹。 正火区: 均匀细小的铁素体和珠光体组织, 其性能优于母材。 部分相变区: 晶粒大小不均匀，其性能较差。 再结晶区: 该区域金属的力学性能变化不大，塑性略有增加。（母材在焊接前若经过冷塑性变形，焊接过程中才会有再结晶现象；若没有经过冷塑性变形，则无此区域。）;焊接材料:主要是焊芯材料的化学成分。 ＊焊条或焊丝熔化后直接影响焊缝金属的成分，从而影响其性能。 焊接工艺参数:主要是焊接电流、电弧电压、焊接速度等。 ＊通过影响焊接接头的热量输入，改变加热和冷却条件，从而改变热影响区的大小和接头的组织和性能。 焊接方法:主要是热影响区宽度。 ＊不同的焊接方法，其保护效果和热影响区大小不同。热源越集中、焊接速度越快的焊接方法，热影响区越小。;4.改善焊接接头组织与性能的措施 思路：使熔合区和过热区尽可能小。 措施： （1）母材尽量选择低碳钢（碳，硫，磷的含量均比较低）； （2）加快焊接速度，减小焊接电流； （3）对较大的焊缝采用多层焊； （4）焊后进行热处理，消除应力，细化晶粒， 改善接头的力学性能；;四.焊接应力与焊接变形 1.焊接应力与焊接变形的产生原因 在焊接过程中，对焊件进行局部的、不均匀的加热和冷却，是产生焊接应力与变形的根本原因。;金属杆件在均匀加热和冷却时的变形和应力;2.焊接变形的基本形式;3.预防和减小焊接应力与焊接变形的措施;选择合理的焊接工艺和次序;＊长焊缝采用 分散对称焊 工艺（使其 变形能够互 相抵消或减 弱）;反变形法 焊前组装时 注意焊后的变形 方向。;刚性固定法;焊后热处理法 对于受力复杂的重要焊件，以及有精度要求 的零件，焊接之后应??行除应力退火, 一般温度 为600～650℃，可消除焊件中80～90%的残余应 力。 锤击或碾压焊缝 变形的矫正