第一单元焊接热过程范例.pptx

授课教师： 金属熔焊原理 绪 论 学习目标： 了解焊接过程的物理本质 了解焊接与其他连接方法的区别 了解焊接方法的分类 了解本课程的主要内容和学习本教材要达到能力目标 现代焊接技术的发展始于19世纪80年代，随着新焊接能源的不断开发与应用，新的焊接方法不断涌现，新的焊接技术不断的发展，在能源、交通、建筑，特别是机械制造部门中，已成为不可缺少的工艺方法。 焊接过程的实质 机器制造中，连接的方法有哪些？ 什么是焊接？ 焊接是通过加热或加压，或者两者并与，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。 ————GB/T3375-1994《焊接术语》 焊接不仅是焊件在宏观上建立的永久连接，也是微观上形成的原子间的结合。（在焊件间建立了金属键） 双原子模型为例，原子的结合情况 引力：一个原子的外部电子与另一原子核相互作用引起的。 斥力：两个原子的核外电子直接和两原子核之间的相互作用引起的。 引力与斥力达到平衡时，两个原子相对位置固定。 引力与斥力的大小决定是否形成金属键。其取决于原子间的距离。 原子间的距离与金属晶格常数相接近时，易形成金属键。 rA=(3-5)*10-8cm(3-5A) 工件表面达到rA的方法 如何使两个工件表面原子间距离达到rA? 增加外部能量： 加压：可以破坏表面膜，使连接处发生局部塑形变形，增加有效接触面积，当压力达到一定时，可建立金属键。 加热：对被焊材料进行局部或整体加热，使连接处达到塑形或熔化状态，破坏氧化膜，增加原子振动能，利于实现焊接。 针对某一金属，实现焊接所需的最低能量是一定的，因此，所需的加热温度与压力之间存在互补关系。 焊接优点 （1）焊接结构重量轻，节省金属材料。例如：与金属铆接相比，可节省金属10%-20%以上。 （2）焊接接头具有良好的力学性能，能耐高温、高压，具有良好的密封性、导电性、耐腐蚀性、耐磨性。可焊接锅炉、高压容器、储油罐、船体等重量轻、密封性好、工作时不渗漏的空心构件。 （3）可以将大而复杂的结构分解为小而简单的坯料拼焊，简化大型或形状复杂结构零件的制造工艺。例如：大型压力机机身的制造。 （4）可实现不同材料间的连接成形，铜—铝连接，高速钢—碳钢连接， 碳钢—合金钢连接, 优化设计，节省贵重金属。 焊接缺点 （1）焊接接头不可拆卸，更换零部件不方便； （2） 焊接接头的组织和性能往往要变坏； （3） 焊接时容易产生残余应力和焊接变形； （4） 焊缝易出现裂纹，夹渣、气孔等缺陷，从而 导致焊接件承载能力降低 甚至脆断。 另外对某些材料的焊接存在一定的困难。 材料的连接方法 焊接方法的分类 焊接方法主要分为三大类： 熔焊：指在焊接过程中，将待焊处的母材金属熔化，但不加压力以形成焊缝的焊接方法。 如：焊条电弧焊、埋弧焊、气焊、电渣焊、气体保护焊。 压焊：在焊接过程中，无论加热与否，必须对焊件施加一定压力以完成焊接的方法。 如：电阻焊、摩擦焊、冷压焊、爆炸焊。 钎焊：采用比母材熔点低的金属材料做钎料，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，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散而实现连接焊件的方法。  压 焊 常用焊接方法 熔 焊 钎焊 气焊 电弧焊 电渣焊 电子束焊 激光焊 电阻焊 摩擦焊 扩散焊 高频焊 烙铁钎焊 火焰钎焊 炉中钎焊 点 焊 缝 焊 对 焊 焊条电弧焊 气体保护焊 埋弧焊 氩弧焊 CO2气体保护焊 本课程的主要内容与要求 主要内容： 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，常见的焊接冶金缺陷产生的原因、影响因素和防止措施，焊接材料的性能和应用。 能力目标： 1、了解焊接过程的物理本质，能从理论上说明焊接与其他连接方法的根本区别。 2、了解焊件上温度变化规律，熟悉焊接条件下金属所经历的化学、物理变化过程、掌握焊接接头在其形成过程中成分，组织与性能变化的基本规律。 本课程的主要内容与要求 3、掌握焊接冶金过程中常见缺陷的特征、产生条件和影响因素，并能根据生产实际条件分析缺陷产生的原因，提出防止措施。 4、掌握常用焊接材料的性能特点及应用范围，了解焊条配方的设计原则及制造过程。 焊接结构的特点： （1）重量轻，节约材料。 （2）劳动量少，生产率高。 （3）强度高，密封性好。 （4）加工方便，利于实现机械化自动化。 第一单元 焊接热过程 学习目标： 了解焊接热过程的特点及其对焊接接头组织和性能的影响。 熟悉常用的焊接热源的种类 掌握焊接温度场的分布及影响因素 掌握焊接热循环的特点，影响因素及调节方法。 焊接的一般