《机械制造基础》教学课件—02毛坯生产.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 6．焊接接头的组织与性能 熔焊热源在熔化焊缝区金属的同时向工件金属传导热量，这必然引起焊缝及附近区域金属的组织和性能发生变化。 （1）焊缝。焊接时，焊缝金属经历冶金过程，晶粒有所细化，同时，由于焊缝中渗入合金，Mn、Si等合金元素含量比母材高，因此，焊缝金属的性能通常不低于母材金属的性能。 （2）焊接热影响区的组成。焊接热影响区是指焊缝两侧因为热作用而发生组织和性能变化的区域，由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响区又可分为4个区域。 ① 熔合区：焊缝和基体金属的交界区，其成分不均，组织为粗大的过热组织或淬硬组织，质量差。 ② 过热区：该区在热作用下，晶粒长大，形成过热组织，塑性和韧性低，脆性较大。 ③ 正火区：该区温度不太高，金属发生重结晶，晶粒细化，力学性能优于母材。 ④ 部分相变区：加热温度没有正火区高，晶粒细化不完整，冷却后晶粒大小不均匀，力学性能不及正火区。 （3）焊接热影响区对焊接质量的影响。焊接热影响区的大小和组织性能变化的程度，取决于焊接方法、焊接参数以及接头形式等。 （4）改善热影响区组织和性能的方法。 焊接低碳钢时，热影响区域较窄，危害较小。但是对于重要的碳钢构件、合金钢构件以及使用电渣焊焊接的构件，必须采取措施消除热影响区的不利影响，主要措施有减小焊接电流、提高焊接速度、焊后正火处理等。 7．焊接变形和焊接应力 （1）焊件变形的基本形式。焊件的主要变形形式有尺寸收缩、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形等。 （2）焊接变形与应力的危害。 ① 焊接变形后可能使焊接结构尺寸不符合要求，组装困难，间隙大小不一致等，从而影响焊件质量。 ② 焊接残余应力会增加工件工作时的内应力，降低承载能力，还会引起裂纹，甚至造成脆断。 ③ 残余应力是一种不稳定状态，在一定条件下会衰减而产生一定的变形，使构件尺寸不稳定，所以减少和防止焊接变形和应力是十分必要的。 （3）焊接应力的防止及消除。在生产实践中，可以采取以下措施降低焊接应力和变形产生的可能性。 ① 采用合理的焊接顺序。焊接时，应使焊缝能够自由地收缩，以减少应力。 ② 焊缝不要有密集交叉截面，长度也要尽可能小。这样可以减小焊接局部加热区域大小，从而减少焊接应力。此外采用小能量、多层焊，也可减少焊缝应力。 ③ 减少焊接残余应力。焊前预热可以减少工件温差，也能减少残余应力。当焊缝还处在较高温度时，锤击焊缝使金属伸长，也能减少焊接残余应力。此外，焊后进行消除应力的退火可消除残余应力。 （4）焊接变形的防止和消除。为了消除焊接变形的影响，可以采取以下措施。 ① 焊缝和坡口尽量对称布置。 ② 尽量采用对称焊以减小变形。 ③ 采用反变形方法可以抵消焊接变形。 8．埋弧自动焊 埋弧自动焊使用焊剂进行渣保护，使用焊丝作为电极，在焊剂的掩埋下电弧稳定燃烧。具有以下特点。 （1）电弧在焊剂包围下燃烧，所以热效率高。 （2）焊丝为连续的盘状焊丝，可连续送丝，从而实现连续作业。 （3）焊接无飞溅，可实现大电流高速焊接，生产效率高。 （4）焊接无飞溅，可实现大电流高速焊接，生产效率高。 埋弧自动焊1—焊件；2—焊剂；3—焊剂斗；4—焊丝；5—送丝滚轮；6—导电嘴；7—焊缝；8—焊渣 9．气体保护焊 气体保护焊采用气体作为保护介质保护熔池，根据保护气体的不同又分为氩弧焊和CO2气体保护焊两种类型。 （1）氩弧焊。氩弧焊是利用氩气保护电弧热源及焊缝区进行焊接。 ① 不熔化极氩弧焊。以钨铈合金为阴极，利用钨合金熔点高、发射电子能力强、阴极产热少、钨极寿命长的特点，形成不熔化极氩弧焊。 ② 熔化极氩弧焊。熔化极氩弧焊以连续送进的焊丝作为电极，电流较大，可以焊接厚度在25mm以下的工件。 不熔化极氩弧焊 1—钨极；2—导电嘴；3—铜丝网；4—喷嘴；5—进气管；6—氩气流；7—电弧；8—填充金属丝；9—工件 熔化极氩弧焊 1—送丝轮；2—焊丝；3—导电嘴；4—铜丝网；5—喷嘴；6—进气管；7—氩气流；8—电弧；9—工件 （2）CO2气体保护焊。CO2气体保护焊以CO2为保护气体，用焊丝为电极引燃电弧，实现半自动焊或自动焊，其焊接方式有以下特点。 ① 成本低。因为CO2的制取容易，所以CO2气体保护焊的成本低。 ② 生产率高。焊丝连续送进，电流密度大，因此焊接速度快。CO2气体保护焊后没有渣壳，节省了清理时间。 ③ 操作性能好。CO2气体保护焊属于明弧焊，容易发现焊接中的问题并及时修正。 ④ 电弧热量集中，热影响区小，变形和裂纹倾向小。 ⑤ 由于CO2的氧化作用，飞溅严重，焊缝不够光滑，还容易产生气孔。