熔焊原理第三章.ppt

熔焊原理 主要内容 焊接热过程 焊缝金属的组成 焊接冶金 焊接接头的组织与性能 焊接冶金缺陷 焊接材料 焊接热过程 焊接热过程及其特点 焊接热源 焊接温度场 焊接热循环 焊接热过程及其特点 焊接热过程及其特点 三、焊接过程对焊接质量的影响 1）焊接热过程决定了焊接熔池的温度和存在时间。 2）在焊接热过程中，由于热传导的作用，近缝区可能产生淬硬、脆化或软化现象 。 3）焊接是不均匀加热和冷却的过程 。 4）焊接热过程对焊接生产率发生影响。 焊接热源 一、常用的焊接热源 电弧热 、化学热 、电阻热 、摩擦热 、等离子弧 、电子束 、激光束 、高频感应热 二、焊接热源的主要特征 功率密度是指热源和工件之间有效接触的每单位面积上传送的功率，一般以每平方米或每平方厘米的瓦数表示。 通常从以下三个方面对焊接热源进行对比： （１）最小的加热面积 （２）最大功率密度 （３）在正常的焊接工艺参数条件下能达到的温度 三、焊接过程的热效率 我们把焊件（包括母材与填充金属）所吸收的热量叫做热源的有效热功率。有效热功率是热源输出总功率的一部分。 焊接热源 焊接温度场 一、焊接过程中热传递方式 1、热传导 热传导发生于物体内部或相互接触的物体之间 。 2、对流 对流是由运动的质点来传递热能的，它是利用不同 温度区域质点的比重不同来传热的 。 3、辐射 辐射是因为物体受热之后，内部原子发生振动而出 现一种电磁波，此电磁波从物体的表面向外发射， 它到达另一物体的表面时又转变为热能。 焊接温度场 二、焊接温度场的定义 焊接温度场是指焊接过程中某一瞬时焊件上 各点的温度分布。 温度场的数学表达式可写作 T = f (x，y，z ，t) 三、焊接温度场的特点 1、可用图形表示 ； 2、等温线或等温面之间互不相交，有温度梯度。 焊接温度场 四、焊接温度场的分类 根据焊件的尺寸和形状，温度场可以是三维的 （即三向传热）、二维的（即两向传热）和一维的 （即单向传热）。 五、影响焊接温度场的因素 １、热源的性质 ２、焊接参数 ３、被焊金属的热物理性能 ４、被焊金属的几何尺寸 焊接热循环 一、焊接热循环 在焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点的温度随时间由低而高达到最大值后又由高到低变化的 过程称焊接热循环。 二、焊接热循环的特征 1）加热最高温度（即峰值温度）随着离焊缝中心线 距离的增大而迅速下降； 2）达到峰值温度所需的时间随着离焊缝中心线距离 的增大而增加； 3）加热速度和冷却速度都随着离焊缝中心线距离的 增大而下降，即曲线从陡峭变为平缓。 焊接热循环 三、焊接热循环的主要参数 1、加热速度（WH）焊接的加热速度比普通的金属热处理条 件下快得多，它受焊接方法、焊接热输入、板厚及几何尺寸 和金属热物理性质的影响 ； 2、峰值温度（Tm）即加热最高温度，它决定着焊后母材热影 响区的组织与性能 ； 3、高温停留时间（TH）是指在相变温度TH以上停留的时间， 该时间对于金属相的溶解、析出、扩散均质化以及晶粒粗化 等影响很大； 4、冷却速度（WC）和冷却时间（t8/5或t100）是影响焊接热影 响区组织与性能的主要因素。 焊接热循环 四、影响焊接热循环的主要因素 凡是使热输入值或热量传递速度发生变 化的因素，都会对热循环参数产生影响 。 １、热输入； ２、预热温度 ； ３、焊接方法 ； ４、焊接接头尺寸形状 ； ５、焊道长度 。 焊接热循环 五、焊接热循环的调节方法 １、根据被焊金属的成分和性能选择适用的焊接方 法； ２、合理选用焊接工艺参数； ３、采用预热或缓冷等措施降低冷却速度。 对某些要求快冷的材料也可以采用某些强制冷却的 措施以提高冷却速度； ４、调整多层焊的层数或焊道长度，控制层间温度。 * * 一、焊接热过程 在焊接热源作用下金属局部被加热与熔化，同时出现热量的传播和分布的现象，而且这种现象贯穿整个焊接过程的始终，这就是焊接热过程。 二、焊接热过程的特点 1）焊接热量集中作用在焊件连接部位，而不是均匀加热整个焊件。 2）热作用的瞬时性，焊接时，热源以一定速度移动，焊件上任一点受热的作用都具瞬时性，即随时间而变。 *