四金属焊接性概要课件.pptVIP

二、焊接冶金、金属焊接性与焊材选用----4.金属焊接性

主要内容?4.1材料在工程中的发展及应用?4.2焊接性定义及其分析方法?4.3焊接性试验内容和方法2

4.1材料在工程中的发展及应用3

4.1材料在工程中的发展及应用?历史上，石器时代、青铜器时代、铁器时代，都是以材料为标志划分。自古以来，材料和结合手段就一直密不可分，彼此相互促进，不断发展着。20世纪初，电弧技术用于钢铁产品，促使焊接和钢结构出现了质的飞跃。?4.1.1钢结构的发展及应用先进的工业化国家都非常重视钢铁材料的研究和开发。合金结构钢近30年来受到世界各国的普遍重视，并仍将成为今后20-30年材料发展的基本方向。国外近几年在不同结构上使用低合金钢的比例见表1。世界和中国主要工业部门对低合金钢的需求见表2。4

表1国外近几年在不同结构上使用低合金钢的比例项目欧洲%北美%日本%结构用型钢302010船舶用型钢钢板桩结构用钢板15-3020252015201010010-30建筑用薄板958070海洋工程用钢板90海洋工程用型钢70302070105

表2主要工业部门对低合金钢的需求6

4.1.2有色金属的发展及应用?随着市场经济的发展，有色金属的应用越来越多，从原来的航空航天部门逐渐扩展到电子、信息、汽车、交通、轻工等民用领域。地壳中含量最高的铝、镁均为有色金属，其他有色金属还有铜、钛、锌、锡、镍、钼等，涉及到结构材料、功能材料、环境保护材料和生物材料等。?有色金属及合金的分类方法很多，按基体金属可分为铝合金、铜合金、钛合金、镍合金等；根据组成合金的元素数目，可分为二元合金、三元合金和多元合金。合金组分总的质量分数小于2.5%的为低合金，总质量分数为2.5%-10%的为中合金，总质量分数大于10％的为高合金。7

1．铝及铝合金铝合金在国民经济及国防建设中占有很大的比重，占整个有色金属产量的1/3以上。铝合金具有密度低、强度高、耐腐蚀、导电导热性好、可焊接及加工性能好等特点，应用范围仅次于钢铁，成为第二大金属。铝及其合金广泛应用于航空航天、汽车、高速列车、地铁车辆、飞机、舰船等交通运载工具中，表现出安全、节能和减少废气排放量等多方面的优越性能，铝的应用前景十分广阔。2．铜及铜合金铜及铜合金具有较高的导电导热性、抗磁性、耐蚀性和良好的加工性，除用于一般电器产品外，也是高能物理、超导技术、低温工程等高科技发展中必不可少的材料。8

纯铜多用于电线、电缆、雷管、化工蒸发器、储藏器及各种管道中，特别是新开发的无氧铜（高纯铜），在电真空器件及高科技发展中有着不可替代的作用。黄铜的价格比纯铜便宜，易于铸造和加工，在大气中具有足够的耐蚀性，在日常生活中得到广泛应用。青铜在世界文明史及现代工业中占有重要地位。其中锡青铜，在大气及热气体中具有很好的耐蚀性和焊接性。白铜（即铜镍合金）较其他铜合金具有更高的耐蚀性，力学性能和物理性能都非常良好。9

3．钛及钛合金?钛及钛合金是一种战略金属。钛及钛合金在汽车、航天和航空工业中用量很大。?日本神户制钢公司已经开发出轿车和运动摩托车排气系统用新型钛合金，最高温度可达800℃。美国汽车公司在汽车弹簧、发动机连杆和阀门上也采用了钛合金材料。?近年来，在飞机机体制造方面，树脂基复合材料和钛合金用量增加。例如：美国第四代战斗机F-22，钛合金用量占结构质量的41%；俄罗斯第三代战斗机苏-27，钛合金占18%。?在开发钛及钛合金的同时，我国也在钛加工技术方面，特别是钛合金的焊接性方面，开展了大量的工作。开发的中强TC4、TA15钛合金已应用于J10、J11飞机和人造卫星，TB8超高强钛合金已用作J11系列飞机后机身，高强、高10韧TC21钛合金已用于战斗机的重要承力件等。

先进材料的发展及应用?先进材料的定义：指除常规钢铁材料和有色金属之外已经开发或正在开发的具有特殊性能和用途的材料，如新型陶瓷、金属间化合物和复合材料等。?先进材料的开发和应用是发展高新技术的重要物质基础，焊接技术对其推广应用起着至关重要的作用。?当前发展的先进材料根据其使用性能可分为结构材料和功能材料，这些材料具有高强度、高韧性、耐高温、抗腐蚀等优点。11

1．先进陶瓷?先进陶瓷在组成、性能、制造工艺和应用等方面都与传统陶瓷截然不同。组成已由原来的SiO223、AlO、MgO等发展到了SiN、SiC、ZrO等。先进陶瓷是现42代工程中不可缺少3的重要材料，焊接技术对于推动先进陶瓷在工程中的应用起着极为重要的作用。?先进陶瓷突出的优点是能耐更高的温度，是一种非常好的高温材料。但由于其固有的脆性而使其应用受到很大的限制，焊接难度很大。在新能源、航天以及海洋开发等特殊领域具有广泛的应用前景。12

2．金属间化合物?金属间