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1、会计学1第三章焊接第三章焊接(hnji)第一页，共55页。焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。焊接过程的实质是用加热(ji r)或加压等手段，借助于金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来。焊接在现代工业生产中具有十分(shfn)重要地作用，在电气设备检修安装和制造大型结构及复杂地机器部件时，更显优越，因为它可以用化大为小，化复杂为简单地方法准备坯料，然后用逐次装配焊接地方法拼小成大，这是其他工艺方法难以做到的。第一节第一节 焊焊 接接 概概 述述第1单元(dnyun)焊接基础知识常用焊机介绍第1页/共55页第二页，共55页。q 金属焊接(hnji)方法的分类第1单元(dn
2、yun)焊接基础知识压焊电阻焊摩擦焊冷压焊爆炸焊扩散焊钎焊软钎焊硬钎焊熔焊气焊电弧焊等离子弧焊电子束焊激光焊焊条电弧焊埋弧焊气体保护电弧焊氩弧焊CO2气体保护焊第2页/共55页第三页，共55页。第1单元(dnyun)焊接基础知识选用时应该考虑：（1）接头性能，焊接质量要符合结构的质量要求。（2）生产率高，成本低（3）工艺可能性3.焊接接头的设计（1）接头形式设计（2）坡口形式设计(常见的接头(ji tu)形式及坡口)坡口 第3页/共55页第四页，共55页。4.焊缝符号(fho)标注箭头线基准线（实线）基准线（虚线）第3章 焊接(hnji)第4页/共55页第五页，共55页。q 金属(jnsh)的
3、可焊性 金属的可焊性属于工艺性能，是指被焊金属材料在一定(ydng)条件下获得优质焊接接头的难易程度。金属的可焊性主要与下列因素有关:1、材料本身的成分(chng fn)组织；2、焊接方法；3、焊接工艺条件；第1单元 焊接基础知识第5页/共55页第六页，共55页。第二节 熔焊(rn hn)过程与接头性能第1单元(dnyun)焊接基础知识q 熔焊的基本原理 熔焊的基本原理是指将填充材料（如焊丝）和工件的连接区基体材料共同加热至熔化状态，在连接处形成熔池，熔池中的液态金属冷却凝固后形成牢固的焊接接头，使分离工件连接成为一个整体。第6页/共55页第七页，共55页。5、焊接裂纹热裂纹冷裂纹主要发生在焊
4、缝区，由于冶金因素和力的因素造成的。主要有延迟裂纹焊接过程如图1、熔焊的化学冶金过程会给焊缝金属带来一些有害元素 课本p52、熔焊的热过程要引起焊接接头组织和性能的变化，影响焊接的质量。课本p43、焊接熔池的结晶过程4、焊接应力与焊接变形一、熔焊过程第1单元(dnyun)焊接基础知识第7页/共55页第八页，共55页。1.1.熔焊熔焊(rn hn)(rn hn)焊缝的形成焊缝的形成 在高温热源的作用下，填充金属（如焊条）和基体金属发生局部熔化。熔池前部（2-1-2区）熔化金属被电弧吹力吹到熔池后部（2-3-2区），迅速冷却结晶。随着热源不断移动，从而形成(xngchng)连续的致密层状组织焊缝。
5、焊缝形成过程示意图焊缝形成过程示意图二、焊接(hnji)接头的性能第1单元 焊接基础知识第8页/共55页第九页，共55页。2、热影响(yngxing)区和熔合区的组织与性能低碳钢的焊接热影响(yngxing)区可分为：（1）过热区（2）正火区（3）部分相变区晶粒显著粗大，塑性和韧性明显下降晶粒比母材细小，力学性能较好晶粒粗细不均匀，性能也较差第1单元(dnyun)焊接基础知识第9页/共55页第十页，共55页。焊接接头(ji tu)的组织和性能焊缝区：结晶焊缝区：结晶(jijng)(jijng)从熔池壁向中心推进，形成柱状从熔池壁向中心推进，形成柱状的铸态组织。的铸态组织。与基体金属性能接近，但
6、熔池中心易出现杂质、疏松等。与基体金属性能接近，但熔池中心易出现杂质、疏松等。熔合区：未熔化的过熔合区：未熔化的过热组织和部分熔化的热组织和部分熔化的结晶铸态组织。很大结晶铸态组织。很大程度程度(chngd)(chngd)上决定上决定焊件接头焊件接头的性能。的性能。第10页/共55页第十一页，共55页。3、影响焊接接头(ji tu)性能的因素（1）焊接(hnji)材料（2）焊接(hnji)方法（3）焊接工艺（4）焊后热处理线能量E=IU/VE线能量，J/cmI焊接电流，AU电弧电压，VV焊接速度，cm/s有效热系数，焊条电弧焊=0.66-0.85,埋弧焊=0.90-0.99第1单元 焊接基础知
7、识第11页/共55页第十二页，共55页。第三节 常用焊接(hnji)方法现在我国的常用焊接方法(fngf)有焊接电弧焊、埋弧自动焊、气体保护电弧焊、等离子弧焊、电阻焊、摩擦焊和钎焊等。一焊条电弧焊焊条（）焊条的组成和作用第1单元(dnyun)焊接基础知识焊芯药皮导电作用，产生电弧，提供热源，作为填充金属改善工工艺性，机械保护作用，冶金处理作用第12页/共55页第十三页，共55页。焊条电弧焊是利用焊条与工件(gngjin)之间产生的电弧热将工件(gngjin)和焊条熔化的一种焊接方法。q 焊条(hntio)电弧焊 焊接电弧焊接电弧 焊接电弧是在电极和工件间的气体介质中常时间放电的现象。电弧引燃时
8、，弧柱中充满了高温电离气体，发出大量的光和热。钢焊条焊接钢材时的焊接电弧第1单元(dnyun)焊接基础知识第13页/共55页第十四页，共55页。焊条(hntio)电弧焊的焊接过程 焊 条(hntio)电弧焊焊接 过程示意图焊缝附近基体金属焊 条药 皮焊 芯熔 渣熔 化焊 缝CO2保护熔池电弧电弧第1单元(dnyun)焊接基础知识第14页/共55页第十五页，共55页。E501 8 表示药皮为铁粉低氢型，表示焊条熔敷金属抗拉强度最小值焊接位置第1单元(dnyun)焊接基础知识按用途分碳钢焊条，低合金钢焊条，锈钢焊条，铸铁焊条，堆焊焊条，镍和镍合金焊条，铜和铜合金焊条，铝和铝合金焊条等 课本p3按熔
9、渣性质分酸性焊条和碱性焊条 （）焊条的种类，型号与牌号第15页/共55页第十六页，共55页。根据GB51171995和GB51181995，低碳钢和低合金钢焊条型号(xngho)的形式和含义如下：E 第三位数字与第四位数字的组合，表示焊接电流种类及药皮类型，见表1.3-1第三位数字表示焊条适用的焊接位置，“0”和“1”表示焊条适用于全位置焊接，“2”表示适用于平焊及平角焊，“4”表示适用于向下立焊前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最低值，单位为MPa字母“E”表示焊条第16页/共55页第十七页，共55页。（）碱性(jin xn)焊条和酸性焊条特性第1单元(dnyun)焊接基础知识碱性焊条(hnt
10、io)力学性能好，抗裂性好，工艺性能差，对锈油水的敏感性大，产生有毒气体和烟尘注意：不能随便地用酸性焊条代替碱性焊条（）焊条的选用原则是要求焊缝和母材具有相同水平的使用性能电弧焊接如图 焊条电弧焊的优缺点焊条电弧焊的优缺点优点：优点：设备简单，易于维护，使用灵活；适于多种钢材 和有色金属等，是应用最广泛的焊接方法。缺点：缺点：焊缝短而不连续，焊缝宽度不均，焊缝质量不稳定。第17页/共55页第十八页，共55页。埋弧自动焊是利用专门的机械设备自动完成手工电弧(dinh)焊中的引燃电弧(dinh)、送进焊条以及移动电弧(dinh)等焊接动作，并使电弧(dinh)在较厚焊剂下燃烧的熔化焊。二、埋弧自动
11、(zdng)焊 焊接过程焊接过程 如图所示，埋弧焊的焊接过程可概括为：自动送丝；引弧；焊剂自动下料；焊机匀速运动；电弧在焊剂下燃烧。第3章 焊接(hnji)第18页/共55页第十九页，共55页。埋弧自动焊接(hnji)过程（焊缝剖面图）第3章 焊接(hnji)第19页/共55页第二十页，共55页。焊丝(hn s)与焊剂焊接材料焊 剂焊 丝熔 炼焊 剂陶 瓷焊 剂相当于焊 芯相当于药 皮 熔炼焊剂：在熔炼炉中制备，成分均匀，适于大量生产；陶瓷(toc)焊剂：利用粉末冶金工艺制备，颗粒强度低。第3章 焊接(hnji)第20页/共55页第二十一页，共55页。1、焊接质量高且稳定；2、熔深大，节省焊接
12、材料(cilio)；3、无弧光，无金属飞溅，焊接烟雾少；4、自动化操作，生产效率高。5、设备昂贵，工艺复杂，适于长的直线焊缝和圆筒形 工件的纵、环焊缝的批量生产。埋弧自动(zdng)焊的特点第3章 焊接(hnji)第21页/共55页第二十二页，共55页。气体保护焊是利用保护性气体防止外界有害气体对熔池进行侵害的特殊焊接方法。它适于一些化学性质活泼的金属(jnsh)焊缝的焊接作业。三、气体(qt)保护焊 氩弧焊氩弧焊 氩弧焊示意图氩弧焊示意图第3章 焊接(hnji)第22页/共55页第二十三页，共55页。CO2气体(qt)保护焊 CO2气体(qt)保护焊示意图第3章 焊接(hnji)第23页/共
13、55页第二十四页，共55页。第3章 焊接(hnji)四、等离子弧焊与切割(qig)1、等离子弧的产生等离子弧是利用等离子焊枪将阴极（如钨极）与阳极之间的自由电弧压缩成高温离度及高能量密度的压缩电弧。2、等离子弧焊接通常分为大电流离子弧焊和微束等离子弧焊两类3、等离子弧切割这种方法能切割一般氧气切割所不能切割的金属，常用于切割不锈钢、铝、铜、钛、铸铁及钨、锆等难熔金属。第24页/共55页第二十五页，共55页。.等离子弧焊等离子弧焊第3章 焊接(hnji)第25页/共55页第二十六页，共55页。第3章 焊接(hnji)五、电阻焊电阻焊是工件组合后通过电极施加压力，利用交流通过接头的接触面及临近区域
14、产生的电阻热，把焊件加热到塑性或局部融化状态，再在压力作用下形成接头的一种焊接方法。1、点焊利用电流通过接头的接触及临近区域产生的电阻热融化母材金属，形成一个焊点的电阻焊方法。2、缝焊适用于制造可采用采用搭接接头、有气密性要求的薄板结构3、对焊电阻对焊 先加预压，再通电加热闪光对焊 质量较高，对端面加工要求较低，常用于焊接重要零件第26页/共55页第二十七页，共55页。焊接(hnji)分类电阻焊对 焊滚 焊点 焊根据焊接接头形式的差异 点焊和滚焊点焊和滚焊加 压断电保压通 电去 压工艺步骤：工艺步骤：第3章 焊接(hnji)第27页/共55页第二十八页，共55页。点焊形成(xngchng)过程
15、示意图 滚焊形成过程示意图滚焊形成过程示意图第3章 焊接(hnji)第28页/共55页第二十九页，共55页。对 焊 是利用(lyng)电阻热将两个工件的整个端面焊接起来的一种焊接方法。对焊对焊 对焊示意图对焊示意图第3章 焊接(hnji)第29页/共55页第三十页，共55页。摩擦(mc)焊是利用工件之间的相互摩擦(mc)产生的热量同时加压使工件连接到一起的焊接方法。六、摩擦六、摩擦(mc)(mc)焊焊 摩擦(mc)焊示意图第3章 焊接第30页/共55页第三十一页，共55页。钎焊是利用熔点比被焊接金属熔点低的金属作钎料，将钎料与工件一起加热到钎料熔化(rnghu)状态，借助毛细管作用将其吸入到固
16、态间歇内，使钎料与固态工件表面发生原子的相互扩散、溶解和化合而连成整体的焊接方法。七、钎焊七、钎焊(qin(qin hn)hn)q 钎焊接头的形成过程 钎焊接头的形成包括两个过程：钎料熔化和流入、填充接头间歇形成钎料充满焊缝的过程；液态钎料与钎焊金属相互作用。第31页/共55页第三十二页，共55页。钎料填充焊缝(hn fn)过程示意图液态钎料和固态金属之间的相互作用液态钎料和固态金属之间的相互作用第32页/共55页第三十三页，共55页。软钎焊是指使用(shyng)的钎料熔点低于450的钎焊，通常用烙铁加热。软钎焊的接头强度不高（70MPa）。含少量锑的锡铁合金钎料应用最广泛。软钎焊所用的钎剂主
17、要有：松香、ZnCl2溶液、ZnCl2钎剂膏等（钎剂主要用来清除氧化物，保护钎焊区，增加润湿性）。软钎料主要应用于焊接受力不大的常温工作的仪表、导电元件等。软钎焊(qin hn)q 软钎焊(qin hn)和硬钎焊(qin hn)第33页/共55页第三十四页，共55页。硬钎焊(qin hn)硬钎焊(qin hn)是指使用的钎料熔点高于450的钎焊(qin hn)。其主要加热方式有：火焰加热、电阻加热、感应加热、炉内加热、盐浴加热等。软钎焊(qin hn)的接头强度不高（500MPa）。硬钎焊(qin hn)所用的钎剂主要有：硼砂、硼酸和氟化物等。硬钎料主要用于钎焊(qin hn)受力大，工作温度
18、较高的工件。第34页/共55页第三十五页，共55页。第3章 焊接(hnji)第四节 现代焊接方法1、电子束焊是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能，使金属融化结合的一种熔焊方法。特点：1、保护效果极佳，焊接质量好2、功率密度大，穿透能力强3、焊接变形小4、电子束焊接工艺参数调节范围广5、真空电子束焊设备复杂，造价高，焊接尺寸受真空限制第35页/共55页第三十六页，共55页。电子束焊电子束焊（适于稀有（适于稀有(xyu)(xyu)和难熔金属的焊接和普通材料的高精度焊接）和难熔金属的焊接和普通材料的高精度焊接）阴极被灯丝加热到2600K，并发射大量的电子。这些电子在高压电
19、场的作用下，经电磁透镜聚焦成电 子 束，高 速 轰 击(hngj)工件表面（160000km/s）。电子动能瞬间变成热能（能量密度是普通电弧的1000倍）。第36页/共55页第三十七页，共55页。第3章 焊接(hnji)二、激光焊与切割1、激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件，利用其产生的热量进行熔焊的方法。特点：（1）功率密度大，焊接速度快（2）灵活性比较大（3）激光辐射时放出能量极其迅速（4）与电子束相比，激光焊不产生X射线（5）设备投资大（6）焊接一些高反射率的金属比较困难，如铝和铝合金第37页/共55页第三十八页，共55页。激光(jgung)焊激光：利用原子激光：利用原子(yunz)
20、(yunz)受到激发而辐射的原理，使物质受激发受到激发而辐射的原理，使物质受激发而产生波长单一、方向一致和能量很高的光束。而产生波长单一、方向一致和能量很高的光束。基本原理：基本原理：利用激光器受激产生激光束，通过聚焦系统将其聚集成半径微小的光斑，当调焦到被焊工件的接缝时，光能转换为热能，从而使金属熔化形成焊接接头。第38页/共55页第三十九页，共55页。第3章 焊接(hnji)2、激光切割切割机理：(1)激光气化切割(2)激光熔化切割(3)激光氧气切割(4)激光划片与控制断裂优点：(1)切割质量好(2)激光切割速度快，效率高(3)激光切割设备费用高，一次性投资大第39页/共55页第四十页，共
21、55页。第3章 焊接(hnji)第五节 常用金属材料的焊接一.金属焊接性1.金属焊接性的概念材料在限定的施工条件下,焊接成按规定设计要求的构件,并满足预定服役要求的能力,称为焊接性.影响金属焊接性的主要因素:金属材料的种类,化学成分和性能.2.碳当量CE =C+MN_6+Cr+Mo+V_5+Ni+Cu_15当CE0.6时.钢材焊接时冷裂倾向严重,焊接性差,需要采取较高的预热度和其他严格的工艺措施.第40页/共55页第四十一页，共55页。第3章 焊接(hnji)二.碳钢的焊接1.低碳钢的焊接2.中碳钢的焊接工件采用焊条电弧焊时,一般采用J422焊条或J427焊条中碳钢要使用J507焊条三.低合金
22、钢的焊接1.普通低合金钢的焊接主要是指用于制造金属结构的建筑和工程用钢,其性能的主要要求是强度,所以也叫强度用钢.2.朱光体耐热钢的焊接主要合金元素是铬和钼,淬硬倾向较大,焊接时的主要问题也是冷裂纹.第41页/共55页第四十二页，共55页。第3章 焊接(hnji)四.奥氏体不锈钢的焊接它的焊接性良好,焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施,通常采用焊条电弧焊和钨极氩弧焊,也可采用埋弧自动焊.五.铸铁的焊补分成热焊和冷焊两种1.热焊过程是:把工件整体或局部预热到600-700,在焊接过程中保持预热温度,焊后缓慢冷却.2.冷焊一般不预热或采用较低温度预热.常用镍基焊条和结构钢焊条J507.第42页/共
23、55页第四十三页，共55页。第3章 焊接(hnji)第六节焊接结构工艺设计一.焊接结构的生产工艺过程概述备料装配焊接检验包括钢材复验，钢材矫正，放样画线，下料切割，边缘与坡口加工，弯曲，压制封头，制孔，焊前清理等工序。包括工序检验及成品质量检验第43页/共55页第四十四页，共55页。第3章 焊接(hnji)（2）焊缝要避开应力较大部位。（3）焊缝应避免密集和十字相交。（4）焊缝一般应避开加工部位（5）尽量减少焊缝数量，焊缝长度和焊缝截面（6）焊缝设置应尽量对称。（7）焊缝应尽量设置在能在平焊位置施焊的部位，以便易于保证焊接质量与提高劳动生产率。（1）便于焊接操作，至少要能够实施焊接。原则：1.
24、焊缝布置二.焊接结构工艺设计第44页/共55页第四十五页，共55页。第3章 焊接(hnji)六.非铁金属(jnsh)的焊接1.铝及铝合金的焊接需要焊接的铝和铝合金有工业纯铝,一册热处理强化铝合金和如处理强化铝合金.焊接主要问题有氧化和气孔.2.铜及铜合金的焊接工业上常用的铜及铜合金有紫铜,黄铜和青铜等.它们的焊接性较差,其焊接主要困难有难熔合和易变形.3.钛及钛合金的焊接钛及钛合金的密度小，抗拉强度高，即比强度大。但钛及钛合金也有焊接问题：氧化污染及接头脆化，裂纹，气孔第45页/共55页第四十六页，共55页。直流电焊机第3章 焊接(hnji)第46页/共55页第四十七页，共55页。直流电焊机第
25、3章 焊接(hnji)第47页/共55页第四十八页，共55页。第3章 焊接(hnji)返回(fnhu)第48页/共55页第四十九页，共55页。第3章 焊接(hnji)返回(fnhu)第49页/共55页第五十页，共55页。交流电焊机第3章 焊接(hnji)第50页/共55页第五十一页，共55页。交流电焊机第3章 焊接(hnji)第51页/共55页第五十二页，共55页。交流电焊机第3章 焊接(hnji)第52页/共55页第五十三页，共55页。交流电焊机第3章 焊接(hnji)返回(fnhu)第53页/共55页第五十四页，共55页。第3章 焊接(hnji)返回(fnhu)第54页/共55页第五十五页，共55页。