金属工艺学第四章 金属的焊接成形.pptx

第四章 金属的焊接成形 教学目的要求： 1. 熟悉焊接的特点、分类及其应用。 2.了解焊件的选材原那么和结构工艺性。焊接：是通过加热或加压，或者两者并用，并且用或不用填充材料，使焊接件到达原子结合的一种方法。焊接方法：熔化焊、压力焊、钎焊等。焊接的主要特点是： 〔1〕节省材料，减轻质量； 〔2〕简化复杂零件和大型零件的制造； 〔3〕适应性好；可实现特殊结构的生产； 〔4〕满足特殊连接要求；可实现不同材料间的连 接成型； 〔5〕降低劳动强度，改善劳动条件。焊接方法的应用： 〔1〕制造金属结构件； 〔2〕制造机器零件和工具； 〔3〕修复。焊接方法手弧焊电阻焊电弧焊气体保护焊软钎焊埋弧焊摩擦焊电渣焊钎焊及封粘硬钎焊熔焊压力焊超声波焊等离子弧焊封接爆炸焊电子束焊扩散焊粘接激光焊高频焊第一节 焊条电弧焊一、焊接电弧和焊接冶金过程1、焊接电弧焊接时母材与焊条之间的气体被电离，持续放电形成电弧，电子流由阴极流向阳极。直流正接 工件正极，焊条负极直流反接 工件负极 ，焊条正极2、焊接的冶金过程氧化氮化氢脆气孔夹渣不平衡组织形成原因？塑性韧性急剧下降第一节 焊条电弧焊原理 一般情况下，气体是不导电的，要使两极间能够连续地放电，必须使两极间的气体电离，连续不断地产生带电粒子〔电子、正负离子〕，同时，在两极间应有足够的电压，带电粒子在电场的作用下向两极做定向运动，即形成导电体并通过很大的电流，产生强烈的电弧放电。二、焊接接头的组织结构和力学性能1、焊接接头 焊接后的焊缝金属区、熔合区及因焊接热而产生的影响区组成为焊接接头。 焊缝金属的温度最高，热影响区的温度由里向外逐步降低。二、焊接接头的组织结构和力学性能二、焊接接头的组织结构和力学性能2、焊接接头的组织结构和力学性能2、焊接接头的组织结构和力学性能焊缝区 铸态组织结构 金属晶粒较细 强度不低于母材熔合区 已熔为铸态，未熔晶粒粗大 脆性大 强度低热影响区过热区正火区局部相变区二、焊接接头的组织结构和力学性能二、焊接接头的组织结构和力学性能3、影响焊接接头性能的主要因素母材、焊接方法、焊接参数、接头与坡口形式和焊后冷却速度等例如用不同焊接方法焊接低碳钢时，热影响区的平均尺寸不同见表4-1三、焊接应力与变形三、焊接应力与变形1、焊接应力与变形1、焊接应力与变形 在焊接过程中，对焊件进行局部的不均匀加热和冷却是产生焊接应力和变形的根本原因。 焊后残留在焊件内的应力和变形称为焊接剩余应力和焊接剩余变形。焊接变形的形式因焊接件结构形状不同、其刚性和焊接过程不同而不同。对接焊缝、圆筒环焊缝的焊接应力分布三、焊接应力与变形1、焊接应力与变形三、焊接应力与变形2、减少焊接应力和变形的措施减少焊接应力的措施也可以有效地减少焊接变形，但减少焊接变形的措施中有的并不一定能够减少焊接应力。2、减少焊接应力和变形的措施3、焊接变形的矫正机械矫正法 借助外力迫使焊件改变形状 压力机或锤击 适用于塑性较好、厚度较小的焊件常用矫正方法火焰矫正法利用火焰对焊件的某些部位 进行局部加热，冷却后焊件 上部沿纵向产生较大收缩3、焊接变形的矫正3、焊接变形的矫正三、焊条 电焊条的组成及作用 组成：焊芯和药皮 作用： 焊芯 导电和熔化后作为填充金属的双重作用。 药皮 稳弧、造气、造渣、脱氧、合金、粘结等。 药皮必须含有造气剂和造渣剂。 药皮中还应含有稳弧剂和合金化剂，以及脱氧剂、脱硫剂和去氢剂等。三、焊条 1.焊条的种类 种类：结构钢焊条、钼及铬钼耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、钛及钛合金焊条、铝及铝合金焊条、铜及铜合金焊条、特殊用途焊条。 2.焊条的型号国标样本 编号名称 代号名称代号GB5117-85碳钢焊条E结构钢焊条J结GB5118-85低合金钢焊条E结构钢焊条钼和铬钼耐热钢焊条低温钢焊条JRW结热温GB983-85不锈钢焊条E不锈钢焊条GA铬奥GB984-85堆焊焊条ED堆焊焊条D堆GB10044-88铸铁焊条EZ铸铁焊条Z铸------镍及镍合金焊条Ni镍GB3670-83铜及铜合金焊条Tcu铜及铜合金焊条T铜GB3669-83铝及铝合金焊条TAl铝及铝合金焊条L铝------特殊用途焊条TS特焊条的种类及型号 3.电焊条的选用原那么 等强度原那么：低碳钢和普通低合金钢构件，一般都要求焊缝金属与母材等强度， 因此可根据钢材强度等级来选用相应的焊条。 同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用。主要应考虑：焊接件的结构形状、钢板厚度、载荷性质和抗裂性能而定。 低碳钢与低合金结构钢焊接，可按某一种钢接头中强度较低的钢材来选用相应的焊条。 焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应选用相应的专用焊条。第二节 其他焊接方法1.埋弧焊 电弧在焊