《授课教案》第四篇　金属焊接成形（焊接生产）4.doc

第四篇 金属连接成形（焊接生产）  PAGE 73 教案首页 课程名称 ：金属材料成形基础 任课教师：徐晓峰第四篇 金属连接成形（焊接生产） 计划学时： 8教学目的和要求： 本篇主要介绍了焊接成形工艺基础、各种常用焊接生产方法、常用焊接材料、焊接结构设计及先进工艺方法。学完本篇要求学生了解并掌握焊接成形工艺基础、各种常用焊接生产方法、常用焊接材料、焊接结构设计及先进工艺方法。 重点：重点为焊接成形工艺基础、常用焊接生产方法和焊接结构设计；。 难点：难点为焊接成形工艺基础、常用焊接生产方法和焊接结构设计。 思考题： 何谓焊接电弧用交流电焊机与直流电焊机焊接时？其电弧有何不同？ 焊接低碳钢时，其焊接热影响区可分为哪几个?区域其中哪个区域的性能最好？哪个区域的性能最差？为什么？ 减小与消除焊接应力的措施有哪些？减小与消除焊接变形的措施有哪些？ 钎焊与熔化焊相比，其焊接过程的实质有何不同？ 何谓金属材料的可焊性？生产中常用什么方法评定钢材的可焊性？ 当焊接材料确定后，应如何选择焊接方法？（根据材料的可焊性、工件的厚度、生产批量、各种焊接方法的适用范围和现场条件）第四篇 金属焊接成型 概 述 一、金属焊接成形 用加热、加压等工艺措施，使两分离表面产生原子间的结合与扩散作用，从而获得不可拆卸接头的材料成形方法。 二、焊接成形的分类 1．熔化焊： 电弧焊（手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊）、电渣焊、电子束焊、激光焊、等离子弧焊等。 2．压力焊：电阻焊、摩擦焊、冷压焊、超声波焊、爆炸焊、高频焊、扩散焊等。 3．钎焊：软钎焊、硬钎焊。 三、焊接成形的特点 1．接头 牢固、封性好。 2．可化大为小、以小拼大。 3．可实现异种金属的连接。 4．重量轻、加工装配简单。 5．焊接应力变形大，接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。 第一章 金属焊接成形工艺基础 §1 手工电弧焊的焊接过程 一、手工电弧焊的特点 1 . 设备简单、应用灵活方便。 2 . 劳动条件差、生产率低、质量不稳定。 二、手工电弧焊焊接过程 ①引弧 ② 形成熔池 ③形成焊缝 三、焊接电弧 1 . 焊接电弧的概念 在焊条末端和工件两极之间的气体介质中，产生强烈而持久的放电现象。 形成焊接电弧必须具备两个条件 使气体电离 阴极发射电子 当焊条末端和工件接触时，接触电阻R急剧增大，短路电流I也急剧增大。使电阻热：Q=I2Rt急剧增大。电场强度：E=V/d急剧增大。 从而使热的金属气体和空气产生热电离和碰撞电离。 焊接电弧的稳定燃烧 — 就是带点粒子产生、运动、复合、产生的动态平衡过程。 2 . 电弧的构造及热量分布 阴极区：2400k 36% 阳极区：2600k 42% 弧柱区：中心5000~8000k 21% 3 . 电弧的极性 直流电源正接极：工件—正极（阳极）；焊条—负极（阴极）。 直流电源反接极：工件—负极（阴极）；焊条—正极（阳极）。 §2 焊接接头金属的组织与性能 一、熔焊过程冶金特点 1 . 熔池金属温度高于一般冶金温度。使金属元素强烈蒸发、烧损。 2 . 熔池金属冷却快，处于液态的时间短。 化学成分不均匀；焊缝区易产生气孔、夹渣等缺陷。 [O] O2 3 .空气对焊缝的影响严重。 1） O2 ： C+[O] CO ； Fe+[O] FeO ； Mn+[O] MnO ； Si + [O] SiO2 氧化的结果：①合金元素被烧损；②焊缝产生夹渣的缺陷； ③形成CO气孔。 2）N2 ：N2 [N] Fe + [N] Fe4N ； 使接头的塑性、韧性下降。 3）H2 ：H2 [H] ； 氢气孔 氢脆 二、熔焊冶金过程中必须采取的工艺措施 1. 减少有害气体进入熔池； 2. 渗入合金元素； 3. 清除已进入熔池的有害元素。 三、电焊条 1. 电焊条的组成及作用 焊缝的填充材料 填充焊缝 电极传导电流 导电 焊条芯 电焊条 机械保护的作用 药皮 冶金的作用 稳定电弧的作用 药皮的种类：① 氧化钛型；②氧化钛钙型；③钛铁矿型；④氧化钛型；⑤纤维素型；⑥低氢钾型；⑦低氢钠型；⑧石墨型；⑨盐基型。 2. 电焊条的分类 结构钢焊条—J； 钼和铬耐热钢焊条—R； 低温钢焊条—W； 不锈钢焊条—A； 堆焊焊条—D； 铸铁焊条—Z； 镍及镍合金焊条—Ni ； 铜及铜合金焊条—T； 铝及铝合金焊条—L； 特殊用途焊条—TS 酸性焊