机械工程师复习材料《焊 接》.ppt

焊 接 焊接的概念、特点及应用 焊接——是通过加热或加压力（或两者并用），使被焊金属原子之间互相溶解与扩散，使分离的金属材料牢固地连结在一起的工艺方法。 焊接成形特点 减轻了结构重量，节省材料与工时。 能化大为小，拼小成大，降低生产成本。 可制造双金属结构。 接头的组织性能不均匀。 焊接的应用 焊接技术广泛应用于制造各种金属构件，如建筑结构、船体、车辆、锅炉及各种压力容器等。 焊 接 焊接的方法与特点 焊接方法的种类很多，通常按焊接过程的特点分为三大类：熔（化）焊、压 （力）焊、钎焊。 熔焊——将两焊件接头加热至熔化状态，并加入填充金属，冷凝后形 成牢固的接头。如电弧焊、埋弧焊、气焊等。用于机械制造 中所有同种金属、部分异种金属及某些非金属材料的焊接。 压焊——在焊接时不论加热与否，都需要施加一定的压力，使接触处 的金属结合起来。如电阻焊、摩擦焊、冷压焊等。主要用于 汽车等薄板结构件的装配、焊接。 钎焊——利用熔点比焊件低的釺焊材料与焊件共同加热至釺料熔化 （但焊件不熔化），填充到焊件的连接处，釺料冷凝后使工 件焊合。如烙铁焊、火焰焊等。适用于金属、非金属、异 种材料之间的钎焊。 焊 接 熔焊工艺基础 熔焊的冶金原理 焊接接头的组织与性能 改善焊接头组织与性能的措施 熔焊工艺基础 熔焊的冶金原理 在焊接过程中，金属母材和焊条被加热熔化形成熔池，当金属至高温冷却，要发生冶金化学反应，与一般冶炼比较有以下特点： 熔池的温度高。 熔池的体积小，凝固速度快，造成化学成分不均匀易产生气孔、夹杂等缺陷。 氮和氢在高温是熔于金属液与铁形成化合物，造成焊缝脆性。 焊缝金属的塑性、韧性低。 为保证焊缝质量采取的措施 制造保护气氛。使熔池与空气隔绝离，形成有效保护。 添加合金元素。弥补合金元素烧损，提高焊缝的性能。 进行脱O2和脱P。 熔焊工艺基础 焊接接头的组织与性能 焊缝金属的组织——柱状铸态组织 焊接热影响区——焊缝两侧因焊接热作用而发生组织性能变化区域。根据受热不 同热影响区分为：熔合区、过热区、正火区和部分相变区。 熔合区——焊缝和基体金属交界区，该区在焊接时处于半熔化状态，组织成 分不均匀，力学性能不好。 过热区——在此区奥氏体晶粒长大形成过热组织，因而它的塑性、韧性差， 容易产生焊接裂纹。 这两个区域对焊接接头有不利影响，应尽可能减少。 正火区——是指在热影响区中温度接近于Ac3，具有正火组织的区域。冷却后 得到均匀细小的铁素体和珠光体，其组织性能好。它是焊接接头 中性能最好的区域。 部分相变区——是指在热影响区中温度处于Ac1~Ac3之间，部分组织发生相 变的区域。冷却后得到的铁素体和珠光体细小但不均匀，力学 性能较差。 熔焊工艺基础 改善焊接头组织与性能的措施 正确选择线能量 线能量——由焊接电源输入给单位长度焊缝的能量值。 它与焊接速度、焊接电流和电压有关。一般说，在保证焊接质量的条件下，增加焊接速度、减少焊接电流都能减小焊接热影响区 。 焊缝的合金化处理 焊件预热和焊后热处理 焊接工艺 焊接接头与坡口 焊接接头的形式 对接 搭接 角接 T形接 坡口的概念和形式 坡口——根据设计和工艺要求，在焊件待焊部位加工的一定几何形状的沟槽。 坡口的形式——常见的有I形坡口、V形坡口、U形坡口、X形坡口和双U形坡口。 焊接工艺 金属材料的焊接 金属材料的焊接性（或可焊性）——是指金属材料对焊接加工的适应性。 低碳钢有良好的焊接性。 中碳钢（随钢中含C ↑ ，焊接性↓ ）。 含C0.6%高碳钢的焊接性极差，很少用。 焊接工艺 焊接变形与防止 焊接的特点——热源集中，局部受热不均匀，造成产生焊接应力与变形。 因焊接而产生变形常见的形式： 收缩变形 角变形 弯曲变形 扭曲变形 波浪变形 控制变形采用方法 合理安排装配和焊接次序 利用反变形