第三章母材熔化和焊缝成形.ppt

3.4 焊接工艺对焊缝成形的影响 （6）保护气体 保护气体成分不同，使热导率等热物特性不同，影响了电弧区导电导热特性和电弧力作用，从而影响焊缝成形。教材图3-16。 （7）其他 坡口形状、坡口尺寸、间隙大小、接头位置等。 3.5 焊缝成形缺陷及其防止 焊接缺陷有多种，如内部缺陷和外部缺陷、微观组织缺陷和宏观缺陷等，这里主要讨论焊缝成形缺陷。 3.5.1 未焊透、未熔合 定义：未焊透、未熔合、熔合不良。P.68 产生原因：焊接电流小、焊接速度过高、坡口尺寸不合适、电弧中心线偏离焊缝、电弧产生磁偏吹。 例如：细丝短路过渡CO2焊接，对工件热输入较少，易产生这类缺陷。 防止措施：P.68 3.5 焊缝成形缺陷及其防止 3.5.2 焊穿、塌陷 定义：P.68 产生原因：焊接电流过大、焊接速度过小。 防止措施：选择合适的焊接工艺；加垫板。 3.5.3 咬边 定义：P.68 产生原因：多是由于焊接速度过快，润湿性不好的熔融金属没有及时填充到熔化了的母材部分区域。 防止措施：选择合适的焊接速度、焊接电流、电弧电压。 3.5 焊缝成形缺陷及其防止 3.5.4 焊瘤 定义：P.69 两种形态：a.流出焊缝形成。 产生原因：填充金属过多或熔池重力作用。 b.在焊缝上形成。 产生原因：多数是由于不稳定的熔滴过渡造成。 防止措施：P.69 3.5 焊缝成形缺陷及其防止 3.5.5 其他 a.表面波纹不均 b.焊道宽度不均 （a） （b） c.蛇形焊道 d.表面缩孔 （c） （d） 重庆工学院 材料科学与工程学院 罗怡 本科专业必修课 材料连接方法与工艺 材料连接方法与工艺 重庆理工大学 第三章 母材熔化和焊缝成形 母材熔化和焊缝成形 焊缝形成过程及焊缝形状尺寸 3.1 熔池形状与焊接电弧热的关系 3.2 熔池受力及其对焊缝成形的影响 3.3 焊接工艺对焊缝成形的影响 3.4 3.5 焊缝成形缺陷及其防止 本章提示 本章重点：①焊缝形状尺寸；②焊接温度场；③熔池受力；④焊接工艺对焊缝成形的影响；⑤主要焊缝成形缺陷。 本章难点：①焊接工艺对焊缝成形的影响规律；②熔池上的作用力特别是活性元素对表面张力的作用规律。 学习方法建议：①重在理解掌握焊接工艺过程的内在联系；②结合多方面因素分析焊缝成形的规律。 3.1 焊缝形成过程及焊缝形状尺寸 3.1.1焊缝（weld）形成过程 母材熔化形成熔池(molten pool)／熔池凝固形成焊缝——熔池形状与焊缝质量有关。 3.1.2焊缝形状尺寸 （1）焊缝形状参数 H——熔深，B——熔宽，a——余高，教材图3-3 H——最重要的形状参数，直接影响接头承载力； B——同样影响焊缝性能，见下述各参数； a——可避免熔池金属凝固收缩，增加焊缝承载力；过大引起应力集中，降低抗疲劳强度。 3.1 焊缝形成过程及焊缝形状尺寸 （2）成形系数φ φ=B/H（宽深比）——深宽比H/B 普通电弧焊φ=1.3～2.0 高能密度焊φ1 堆焊φ≈10 φ的大小的意义：影响熔池中气体逸出的难易，熔池的结晶方向，成份偏析，裂纹倾向等 Φ的大小受焊接方法及材料的冶金条件的制约，如材料的裂纹倾向、气孔敏感性等。 3.1 焊缝形成过程及焊缝形状尺寸 （3）余高系数 Ψ=B/a ≥4～8 （4）熔合比 γ= Fm / (Fm+FH) = Am / (Am+AH) Fm——焊缝中的母材量； FH——焊缝中的填充金属(焊丝、焊条)量； Am——母材金属在焊缝横截面中所占面积； AH——填充金属在焊缝横截面中所占面积。 对焊接性差的基本金属，γ较小，可预留间隙，或开坡口，以增大γ。焊接性好的金属γ较大。 3.2 熔池形状与焊接电弧热的关系 3.2.1焊接电弧的热输入功率 （1）电弧热损失 电弧产热的一部分热量会通过对流、传导、辐射等形式散失，所以会存在热效率问题。 电弧热损失包括： a.电弧热辐射和气体对流、传导的热损失； b.传入焊枪和电极等的热损失； c.加热和熔化焊条药皮或焊剂的损失； d.飞溅造成的损失。 3.2 熔池形状与焊接电弧热的关系 （2）焊接电弧的热效率η 电弧功率： Q