工程材料与热加工基础第十一章 焊接.ppt

工程材料与热加工基础 (一)铜及铜合金的焊接 1.铜及铜合金的焊接特点 1）导热性强（纯铜的热导率约为低碳钢的8倍），因此要求强热源，否则容易产生焊不透等缺陷。对于厚而大工件焊前需预热。 2）膨胀系数大，液固转变时的收缩也大。因此焊接时易产生较大的焊接应力，变形和裂纹倾向大。 3）液态时易氧化生成Cu2O，结晶时和铜形成低熔点的共晶体，也是产生裂纹的原因之一。 4）液态时吸气性强，特别容易吸收氢，若凝固时析出不充分容易生成气孔。 5）铜的电阻极小，故不适于采用电阻焊。 六、有色金属的焊接 工程材料与热加工基础 2.铜及铜合金的焊接工艺 （1）气焊 气焊时一般依工件厚度不同，开I形、V形、X形坡口。 （2）焊条电弧焊 焊条电弧焊应先开坡口并清理污物。一般采用低氢型焊条。 （3）手工氩弧焊 氩弧焊是铜及铜合金焊接的首选方案。可有效地保护熔池不被氧化和熔入气体，得到优良的焊接接头，工件变形小，若板厚小于3mm，可开I形坡口；板厚在3mm-10mm时开V形坡口；板厚大于10mm时开x形坡口。焊前应清理除去焊件坡口边缘焊丝表面的氧化膜。焊接时要合理地选择焊接工艺规范，焊接速度要高；焊接电流选择与板厚、工件结构、预热温度等因素有关。焊后要进行热处理。 工程材料与热加工基础 一、焊接结构材料的选择 二、焊接结构的工艺性 三、焊接接头的形式与坡口 第七节 焊接结构设计 工程材料与热加工基础 在满足结构使用要求的条件下，尽量选择焊接性能较好的材料。一般碳的质量分数小于0.25％的碳素钢和碳的质量分数小于0.20％的低合金都具有良好的焊接性，应尽量采用；碳的质量分数大于0.50％的碳素钢和碳的质量分数大于0.40％的合金钢焊接性不好，应尽量避免采用。同一构件焊接时应尽量选用同种金属材料。 一、焊接结构材料的选择 工程材料与热加工基础 (一)焊接结构应尽量选用型材或冲压件 设计焊接结构时应尽量采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等成形材料以减少焊缝、简化工艺。 (二)合理布置焊缝 1） 焊缝布置应尽量分散，且不宜过长。焊缝之间的距离应大于板厚的3倍，且不小于100mm，见图11－15。 图11－15 焊缝布置应尽量分散 二、焊接结构的工艺性 工程材料与热加工基础 2） 焊缝的位置应尽量对称布置，否则会由于焊缝不在中心引起弯曲变形，见图11－16。 图11－16 焊缝应对称布置 工程材料与热加工基础 3） 焊缝的布置不得交叉，见图11－17。 图11－17 焊缝的布置不得交叉 工程材料与热加工基础 4） 应尽量减少构件或焊接接头部件的应力集中，避免尖角焊缝，见图11－18。 图11－18 尽量避免尖角焊缝 工程材料与热加工基础 5） 焊缝应避开最大应力和应力集中的部件，见图11－19。 图11－19 焊缝应避开应力集中位置 工程材料与热加工基础 6）焊缝设计应远离加工表面，见图11－20。 图11－20 焊缝设计应远离加工表面 工程材料与热加工基础 7）焊缝布置应满足焊接时运条角度的需要，见图11－21。 图11－21 缝布置应满足运条角度的需要 工程材料与热加工基础 (一)焊接接头形式的选择 常见的焊接接头形式有对接、搭接、角接和T形接头，见图11-11。这四种接头形式中，对接接头节省材料，容易保证质量，应力分布均匀，应用最为广泛，但焊前准备及装配质量要求较高；搭接接头两焊件不在同一平面上，浪费金属且受力时将产生附加应力，适于薄板焊件焊件；角接接头在构成直角连接时采用，一般只起连接作用而不承受工作载荷；T形接头是结构非直线连接中应用最广泛的连接形式。在结构焊接时具体采用哪种形式焊接接头，主要根据焊件结构形状、使用要求、焊件厚度进行选择；另外还应考虑坡口加工难易程度，焊接方法的种类等其它因素的要求。 三、焊接接头的形式与坡口 工程材料与热加工基础 (二)坡口形式的选择 根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成一定几何形状的沟槽称为坡口。各种沟槽的形式参见GB／T3375－94。 用焊条电弧焊焊接板厚在6mm以下的对接焊缝时，一般可用I型坡口直接焊接，但当焊接厚度大于3mm的构件时，需开坡口；板厚在6mm－26mm时，常开单面坡口；板厚在12mm－60mm时，常开双面坡口。单面坡口的可焊性较好，但焊条消耗量大，且焊后易产生角变形；双面坡口受热均匀，变形较小，焊条消耗量也小，但必须两面施焊，有时受构件结构限制，不易实施。 埋弧焊的接头形式与焊条电弧焊基本相同，但由于埋弧焊选用的电流大、熔深大，所以在板厚小于12mm时可直接采用I形坡口单面施焊，板厚