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热加工工艺技术 热加工工艺技术 1 焊接 2 铸造 3 锻压 目 录 焊接：是通过加热或加压，或者两者并用，并且用或 不用填充材料，使焊接件达到原子结合的一种方法。 焊接方法：熔化焊、压力焊、钎焊等。 焊接的主要特点是： （1）节省材料，减轻质量； （2）简化复杂零件和大型零件的制造； （3）适应性好，可实现特殊结构的生产； （4）满足特殊连接要求；可实现不同材料间的连 接成型； （5）降低劳动强度，改善劳动条件。 焊接方法的应用： （1）制造金属结构件； （2）制造机器零件和工具； （3）修复。 焊接概述 压力焊 摩擦焊 超声波焊 爆炸焊 扩散焊 高频焊 钎焊及封粘 软钎焊 硬钎焊 封接 粘接 熔 焊 电弧焊 电渣焊 等离子弧焊 电子束焊 激光焊 手弧焊 气体保护焊 埋弧焊 电阻焊 焊接方法分类 熔焊工艺技术 目 录 1.1 熔焊原理与过程 1.2 埋弧焊 1.3 气体保护焊(氩气、二氧化碳) 1.4 等离子弧焊 1.5 电子束焊 1.1 熔焊原理及过程 熔焊的本质及特点 熔化焊的本质是小熔池熔炼与铸造，是金属熔化与结晶的过程。 熔池存在时间短，温度高；冶金过程进行不充分，氧化严重；热影响区大。 冷却速度快，结晶后易生成粗大的柱状晶。 熔化焊的三要素 热源        能量要集中，温度要高。以保证金属快速熔化，减小热影响区。满足要求的热源有电弧、等离子弧、电渣热、电子束和激光。 熔池的保护       可用渣保护、气保护和渣-气联合保护。以防止氧化，并进行脱氧、脱硫和脱磷，并主要通过药皮给熔池过渡合金元素。 填充金属 保证焊缝填满及给焊缝带入有益的合金元素，并达到力学性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊丝。 1.1 熔焊原理及过程 埋弧焊的原理及特点 埋弧自动焊是用焊剂进行渣保护，焊丝为一电极在焊剂层下引燃电弧燃烧。因电弧在焊剂包围下燃烧，所以热效率高；焊丝为连续的盘状焊丝，可连续馈电；焊接无飞溅，可实现大电流高速焊接，生产率高；金属利用率，焊接质量好，劳动条件好。埋弧焊适于平直长焊缝和环焊缝的焊接。 1.2 埋弧焊 埋弧焊的工艺 焊前准备 板厚小于14mm时，可不开坡口； 板厚为14～22mm时，应开Y型坡口； 板厚为22～50mm时，可开双Y型或U型坡口。 Y型和双Y型坡口的角度为50°～60°。 1.2 埋弧焊 焊缝间隙应均匀，焊直缝时，应安装引弧板和熄弧板，以防止起弧和熄弧时产生的气孔、夹杂、缩孔、缩松等缺陷进入工件焊缝之中 1.2 埋弧焊 平板对接焊 一般采用双面焊，可不留间隙直接进行双面焊接，也可采用打底焊或焊剂垫或垫板。为提高生产率，也可采用水冷铜成型底板进行单面焊双面成型。 环焊缝 焊接环焊缝时，焊丝起弧点应 与环的中心线偏离一距离e，以防止 熔池金属的流淌。一般偏离距离为 20~ 40mm，直径小于250mm的环 缝一般不采用埋弧自动焊。 多丝埋弧焊 同时有两个以上焊丝起焊接， 焊接速度高，焊缝成型好。前一电 弧保证熔深，后续电弧调节熔宽， 使熔池形状及焊缝成型较为合理。 埋弧焊的应用 埋弧焊主要用于压力容器的环缝焊和直缝焊，锅炉冷却壁的长直焊缝焊接，船舶和潜艇壳体的焊接，起重机械（行车）和冶金机械（高炉炉身）的焊接。 1.2 埋弧焊 氩弧焊 利用氩气保护电弧热源及焊缝区进行焊接。 1.3 气体保护焊 氩弧焊的特点及应用 机械保护效果很好，焊缝金属纯净，焊接质量优良，焊缝 成型美观。 电弧稳定，可实现单面焊双面成型。 可全位置自动焊接。 氩气贵，成本高。 氩弧焊主要用于易氧化的有色金属和合金钢的焊接。如铝、钛和不锈钢等。 1.3 气体保护焊 二氧化碳焊是以以CO2为保护气体，用焊丝为电极引燃电弧，实现半自动焊或自动焊。 CO2气体 CO2气体密度大，高温体积膨胀大，保护效 果好。但CO2在高温下易分解为CO和O，导致合 金元素的氧化，熔池金属的飞溅和CO气孔。焊接 用CO2纯度要大于99.8%。 1.3 气体保护焊 CO2焊时的飞溅 CO2+Fe = FeO+CO↑ FeO进入熔池和熔滴，与熔池和熔滴中的碳反应：