第九章 材料的连接成型课件.ppt

第九章 材料的连接成型 材料的连接分可拆卸和永久性两种。 可拆卸连接有：螺纹、键、销等。 永久性连接有：铆接、焊接。 焊接是指两个或两个以上的零件（同种或异种材料），用或不用填充材料，通过局部加热或加压达到原子间的结合，造成永久性连接的工艺过程。 第一节 焊接概述 一、焊接的特点 1、节约金属材料， 2、密封性好 3、以小拼大，化复杂为简单 4、便于制造双金属结构 缺点是焊缝处的力学性能有所降低，易产生残余应力和变形。 2、压焊 压焊是通过对焊件施加压力（加热或不加热）来完成焊接的方法。它包括爆炸焊、冷压焊、摩擦焊、扩散焊、超声波焊、高频焊和电阻焊等。 第二节、焊条电弧焊（手工电弧焊） 1、焊接电弧 电弧是两带电导体之间持久而强烈的气体放电现象。 （1）电弧的形成 （2）电弧的组成 电弧由三部分构成。（见图）即： 阴极区：焊条端面的白亮斑点部位，产热36%，是熔化焊条热量的主要来源，平均温度2400（K）。 阳极区：工件上对应焊条端部的溶池中的薄亮区，产热43%，平均温度2600（K）。 弧柱区：为两电极间空气隙。平均温度5000~8000（K）。 （3）电极的极性 采用直流电焊机焊接时，有正接和反接两种方法。而交流电弧焊设备极性频繁变化，不存在极性问题。 1）正接——焊件接电源正极，焊条接负极。焊件加热多，适宜焊厚板。 2）反接——焊件接电源负极，焊条接正极。适合焊薄板或有色金属。 二、焊接过程的冶金特点 （1）反应区温度高，使合金元素强烈蒸发和氧化烧损。 （2）金属熔池体积小，处于液态的时间很短，导致气体和杂质来不及浮出而易产生气孔和夹渣等缺陷。 （3）有害气体容易侵入溶池，形成脆性氧化物，使焊缝的塑性、韧性明显下降。 为保证焊缝化学性能和力学性能，常采用气体保护焊。 （2）药皮 提高电弧燃烧的稳定性，产生熔渣及气体，防止溶池金属氧化，向熔池金属中补充合金，保证焊缝的力学性能。 2、焊条的种类和型号 四、焊条电弧焊基本工艺 　1、焊接接头和坡口 　　焊接中，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不同，其接头型式及坡口形式也不同。焊接接头型式有：对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头等。 3、焊接参数选择 （1）焊条直径：根据焊件厚度按表9-2选择。 （2）焊接电流：按P223公式计算。 （3）焊接速度与电弧长度：根据具体情况及经验。（介绍速度快慢及电弧长短的结果） 2.熔合区的组织和性能 该区的温度在液相线与固相线之间，宽度约有0.1-0.4mm，金属处于局部熔化状态，化学成分不均匀，组织粗大，往往是粗大的过热组织或粗大的淬硬组织，使强度下降，塑性、韧性极差，是产生裂纹和脆性破坏的起源，其性能是焊接接头中最差的。 2、减小焊接应力与变形的措施。 1）焊前预热可减少工件温差，减少残余应力； 2）焊后进行去应力退火，消除焊接残余应力 3）采取合理的焊接顺序，使焊缝能较自由的收缩，如后页图。 三、气焊 中性焰 是氧与乙炔体积的比值为1.1~1.2的混合气燃烧形成的气体火焰，内焰温度最高可达3150℃。用于焊接低、中碳合金钢、纯铜和铝合金等。 碳化焰 是氧与乙炔的体积的比值小于1 时形成的气体火焰，因为乙炔有过剩量，所以火焰比中性焰长，温度低，用于焊接高碳铸铁和硬质合金。 氧化焰 氧气与乙炔的比值1.2 时燃烧形成的火焰，温度比中性焰高、火焰短。一般用于焊接青铜、黄铜等。 气焊焊接温度低，加热缓慢，变形严重，适宜焊接2mm以下的薄板。适用于无电源的施工场地。 五、 电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源，将填充金属和母材熔化，凝固后形成金属原子间牢固连接。在开始焊接时，使焊丝与起焊槽短路起弧，不断加入少量固体焊剂，利用电弧的热量使之熔化，形成液态熔渣，待熔渣达到一定深度时，增加焊丝的送进速度，并降低电压，使焊丝插入渣池，电弧熄灭，从而转入电渣焊焊接过程。 * 二、焊接方法分类 一般都根据热源的性质、形成接头的状态及是否采用加压来划分。 1、熔化焊 熔化焊是将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。它包括气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊、电子束焊、等离子弧焊、堆焊和铝热焊等。 3、钎焊 钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，在加热温度高于钎料低于母材熔点的情况下，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。它包括硬钎焊、软钎焊等。 四、焊接的应用 1、制造金属结构 2、制造金属零件或毛坯 3、连接电器导线 1）焊条与工件瞬时接触短路，产生高热使接触处溶化。 2）提起焊条保持恰当距离（约2-4mm） 在热激发和强电场作用下，形成电弧，产生强烈