机械制造基础之焊接技术.ppt

机械制造基础;第4章焊接;4.1概述;1、焊接方法的分类;2、焊接方法的主要特点;3、焊接方法在工业生产中主要应用;4.2手工电弧焊;1、手工电弧焊工作原理;手工电弧焊所用的设备需根据焊条和被焊材料选取。电源分为交流电和直流电两种。

使用酸性焊条焊接低碳钢一般构件时，应优先考虑选用价格低廉、维修方便的交流弧焊机；

使用碱性焊条焊接高压容器、高压管道等重要钢结构，或焊接合金钢、有色金属、铸铁时，则应选用直流弧焊机。当采用某些碱性药皮焊条时，如结507时，必须选用直流焊接电源，而且要注意此时应将电焊机的负极接工件，正极接焊条，称为直流反接法；反之称为正接法。如图所示。;2、焊接电弧;焊接时,先将焊条与焊件瞬时接触，发生短路。强大的短路电流流经少数几个接触点，致使接触点处温度急剧升高并熔化，甚至部分发生蒸发。当焊条迅速提起时，焊条头温度已升得很高，在两电极间的电场作用下，产生了热电子发射。飞速的电子撞击焊条端头与焊件间的空气，使之电离成正离子和负离子。电子和负离子流向正极，正离子流向负极。这些带电粒子的定向运动形成了焊接电弧。;（2）电弧的组成;3、焊缝的形成

（1）焊缝的形成过程;焊条

1.焊条组成和作用;2.焊条的分类;结构钢焊条按药皮性质不同可分为

酸性焊条

酸性焊条的药皮中含有多量酸性氧化物（如SiO2，MnO2等）

碱性焊条

碱性焊条药皮中含有多量碱性氧化物（如CaO等）和萤石（CaF2）。由于碱性焊条药皮中不含有机物，药皮产生的保护气体中氢含量极少，所以又称为低氢焊条。;3.焊条型号与牌号;4.焊条的选用原则;焊接接头的金属组织与性能

1.焊接工件上温度的变化与分布;2.焊接接头金属组织与性能的变化;1）焊缝金属;2）焊接热影响区;;焊接应力与变形;（1）焊接应力与变形的产生原因;（2）焊接变形的基本形式;（3）减少焊接应力与变形的措施;;4.3其它焊接方法

埋弧自动焊;1）埋弧自动焊的焊接过程;2）埋弧自动焊的特点及应用;埋弧自动焊的缺点是：

适应性差，通常只适用于水平位置焊接直缝和环缝，不能焊接空间焊缝和不规则焊缝，对坡口的加工、清理和装配质???要求较高。

埋弧自动焊通常用于碳钢、低合金结构钢、不锈钢和耐热钢等中厚板结构的长直缝、直径大于300mm环缝的平焊。此外，它还用于耐磨、耐腐蚀合金的堆焊、大型球墨铸铁曲轴以及镍合金、铜合金等材料的焊接。;气体保护电弧焊;（1）氩弧焊;1）钨极氩弧焊（TIG焊）;2）熔化极氩弧焊（MIG）;（2）C02气体保护焊;由于CO2气体是氧化性气体，高温时可分解成CO和氧原子，易造成合金元素烧损、焊缝吸氧，导致电弧稳定性差、飞溅较多、弧光强烈、焊缝表面成形不够美观等缺点。若控制或操作不当，还容易产生气孔。为保证焊缝的合金元素，须采用含锰、硅较高的焊接钢丝或含有相应合金元素的合金钢焊丝。;气焊和气割

1.气焊;;2.气割;符合下列条件的金属才能进行气割：

金属的燃点应低于本身的熔点，否则变为熔割，使切割质量降低，甚至不能切割。碳素钢和低合金结构钢具有很好的气割性能。但气割铸铁时，因其燃点高于熔点，且渣中有大量的粘稠的SiO2防碍切割进行。

金属氧化物的熔点应低于金属本身的熔点。否则高熔点的氧化物会阻碍着下层金属与氧气流接触，使气割无法继续进行。另外，气割时所产生的氧化物应易于流动。又如气割铝和不锈钢，因存在高熔点Al2O3和Cr2O3膜，故亦不能用一般气割方法切割。

金属的导热性不能太高，否则使气割处的热量不足，造成气割困难。

金属在燃烧时所产生的大量热能应能维持气割的进行。;4.4常用金属材料的焊接

碳钢的焊接

1.低碳钢的焊接;;2.中、高碳钢焊接;;低合金结构钢的焊接

1.强度用钢焊接;2.不锈钢焊接;马氏体型不锈钢焊接时，因空冷条件下焊缝就可转变为马氏体组织，所以焊后淬倾向大，易出现冷裂纹。如果碳含量较高，淬硬倾向和冷裂纹现象更严重。因此，焊前预热温度200℃～400℃，焊后要进行热处理。如果不能实施预热或热处理，应选用奥氏体不锈钢焊条。

铁素体型不锈钢和马氏体型不锈钢焊接的常用方法是焊条电弧焊和氩弧焊。;铸铁的焊补;非铁金属的焊接

1.铝及铝合金的焊接;2.铜及铜合金的焊接;3.钛及钛合金的焊接;4.5焊接结构工艺设计

焊接结构生产工艺过程概述;2、焊接结构工艺设计;（1）焊缝布置;2）焊缝要布置在便于施焊的位置;3）焊缝布置要有利于减少焊接应力与变形;焊缝布置应尽量避开最大应力位置或应力集中位置；

焊缝布置应避开机械加工表面;（2）焊接方法的选择;常用焊接方法的特点及适用范围;选择焊接方法时应依据下列原则：;提高生产率，降低成本;焊接现场设备条件及工艺可能性;（3）焊接接头设计