机制机电专业金属工艺函授课件4篇2_4章.ppt

2.4 真空电子束焊接 真空电子束焊接是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空中或非真空中的工件所产生的热能进行焊接的方法。 由于在真空中焊接故焊接接头质量好，但受到条件的限制，其应用也受限。目前非真空电子束焊接得到成功的应用。 2. 铝及铝合金的焊接 工业上用于焊接的主要是纯铝（熔点658℃）、铝锰合金、铝镁合金及铸铝。铝及铝合金的焊接也比较困难，其焊接特点是： 铝与氧的亲和力很大，极易氧化生成氧化铝（Al2O3）。氧化铝组织致密，熔点高达2050℃，它覆盖在金属表面，能阻碍金属熔合。此外，氧化铝密度大，易使焊缝夹渣。 铝的导热系数较大，要求使用大功率或能量集中的热源，厚度较大时应考虑预热。铝的膨胀系数也较大，易产生焊接应力与变形，并可能导致裂缝的产生。 液态铝能吸收大量的氢，铝在固态时又几乎不溶解氢，因此在溶池凝固时易生成气孔。 铝在高温时强度及塑性很低，焊接时常由于不能支持熔池金属而引起焊缝塌陷，因此常需采用垫板。 目前焊接铝及铝合金的常用方法有氩弧焊、气焊、点焊、缝焊和钎焊。 不论采用哪种焊接方法焊接铝及铝合金，焊前必须彻底清理焊件的焊接部位和焊丝表面的氧化膜与油污，清理质量的好坏将直接影响焊缝性能。 第四章 焊接结构设计 4.1 焊件结构材料的选择 4.2 焊接接头工艺设计 4.1 焊接材料的选择 焊接材料的选择原则： 尽量选用可焊性好的材料: 1.w(C)＜0.25%的低碳钢或w(CE)＜0.4%的低合金钢。因这类钢淬硬倾向小，塑性高，焊接工艺简单。 2.尽量选用镇静钢。镇静钢含气量低，特别是含H2和O2量低，可防止气孔和裂纹等缺陷。 3. 尽量采用同种金属焊接，异种金属焊接时焊缝应与低强度金属等强度，而工艺应按高强度金属设计。 4.尽量采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等型材，以简化工艺过程。 生产单件钢结构件 1．板厚在3～10 mm,强度较低，且焊缝较短应选用手弧焊。 2．板厚在10 mm以上，焊缝为长直焊缝或环焊缝应选用埋弧焊。 3．板厚小于3 mm，焊缝较短应选用CO2焊。 生产大批量钢结构 1．板厚小于3 mm,无密封要求应选用电阻点焊，有密封要求应选用缝焊。 2．板厚在3～10 mm,焊缝为长直焊缝或环焊缝，应选用CO2自动焊。 3．板厚大于10 mm，焊缝为长直焊缝和环焊缝隙，应选用埋弧焊或电渣焊。 生产不锈钢、铝合金和铜合金结构 1．板厚小于3mm, 应选用脉冲钨极和钨极氩弧焊。 2．板厚在3～10 mm,焊缝为长直焊缝或环焊缝，应选用熔化极氩弧或等离子弧自动焊。 焊接方法的选择 一、焊缝的布置 1．焊缝应尽可能分散，如右图。以便减小焊接热影响区，防止粗大组织的出现。 2．焊缝的位置应尽可能对称分布，如右图，以抵消焊接变形。 4.2 焊接接头的工艺设计 3．焊缝应尽可能避开最大应力和应力集中的位置，如右图。以防止焊接应力与外加应力相互叠加，造成过大的应力和开裂。 4．焊缝应尽量避开机械加工表面，如右图，以防止破坏已加工面。 5．应便于焊接操作，如下图。焊缝位置应使焊条易到位，焊剂易保持，电极易安放。 二、接头型式的选择与设计 接头型式应根据结构形状、强度要求、工件厚度、焊后变形大小、焊条消耗量、坡口加工难易程度等各个方面因素综合考虑决定。 1．熔焊接头设计（图4—47） 2．压焊接头设计 （1）点焊接头设计 点焊接头设计包括焊点直径d0，焊点数n等 （2）摩擦焊的接头型式 摩擦焊接头的型式，不仅根据产品的设计要求来确定，同时也要考虑到摩擦焊接工艺的特点。 第二章 其他常用焊接方法 2.1 电阻焊 2.2 摩擦焊 2.3 钎焊 2.4 真空电子束焊接 2.5 激光焊接 2.6 高频焊 压力焊方法及工艺 压力焊是指通过加热等手段使金属达到塑性状态，加压使其产生塑性变形、再结晶和扩散等作用，使两个分离表面的原子接近到晶格距离（0.3～0.5nm)，形成金属键，从而获得不可拆卸接头的一类焊接方法。 热源形式为：电阻热、高频热、摩擦热等。 力的形式为：静压力、冲击力（锻压力）和爆炸力等。 压力焊为：冷压焊、扩散焊和热压焊 2.1 电阻焊 电阻焊的原理及过程 电阻焊是利用电阻热为热源，并在压力下通过塑性变形和再结晶而实现焊接的。 热源 电阻热：Q=I×IRt ,其中电流和时间是外因，而电阻是内因。 焊接区的总电阻为：R=Rc+2Rew+2Rw。其中Rc为焊件接触电阻，Rew为电极与焊件间的接触电阻，Rw为焊件电阻。 影响接触电阻的因素： 工件表面状态 表面愈粗糙、氧化愈严重