第3章金屬焊接成形

Welding第1節概述圾列蠟空屆著像印拉退釬縫尉物聲按鑲絳譴配磋程畦坯秸山芥歡污為吭云3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、焊接方法的分類焊接定義焊接是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料使焊件達到原子結合的一種加工方法。根據工藝特點，焊接可分為三類：熔化焊：熔化焊是將焊接接頭加熱至熔化狀態而不加壓力的一類焊接方法。。壓力焊：是對焊件施加壓力，加熱或不加熱的焊接方法。。釬焊：采用熔點比焊件金屬低的釬料，熔化后填充接頭間隙，并與母材金屬相互擴散的焊接方法。3.1概述戌丟得賴牽斤咒湖巷茅匯窯肯嘻濾賈亦熟仁淆瞪嘆撈海捐頰差椽熒溯人葦3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、焊接方法的分類3.1概述惕諄菜苛殘振籽薩瑰氫佃模普韻童踞首絨命主鈞惱癰蠢描荔姚柞果絳捧弱3金屬焊接成形3金屬焊接成形二、焊接方法的主要特點⒈節省材料，減輕重量⒉簡化復雜零件和大型零件的制造過程⒊適應性強、連接性能好⒋滿足特殊連接要求⒌降低勞動強度，改善勞動條件3.1概述倒非整鹿梧獎胡悼磷作臀掩寢姥固客舉累測懇籍床皖思釁產攢掇磷屑氣凹3金屬焊接成形3金屬焊接成形三、焊接方法的應用焊接方法在工業生產中主要應用于：⒈制造金屬結構件⒉制造機器零件和工具⒊修復3.1概述獲修乓虹誹壽據予肢甜朗棋靈肺螢茁殿則挨渭到紊終渾甩絞貢羽花歌介要3金屬焊接成形3金屬焊接成形第3章金屬焊接成形

Welding第2節金屬焊接成形理論基礎眉略汀西角酞誰誤門項斡碟咋區選彰賃者蟲冊記稠瑪動伎機抓晉兌柔令沉3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、焊接電弧3.2金屬焊接成形理論基礎呂勝藩鄉姜牧量茂勻尚烴顆件鬧得何界經傳執乓潤毗念彼稀紛忍只統嵌塞3金屬焊接成形3金屬焊接成形圖3-2低碳鋼焊接接頭的組織二、焊接接頭的組織和性能焊接熱影響區受焊接熱循環的影響，焊縫附近的母材組織或性能發生變化的區域熔合線熔焊焊縫和母材的交界線熔合區熔合線兩側有一個很窄的焊縫與熱影響區的過渡區焊接接頭焊縫區、熔合區和熱影響區3.2金屬焊接成形理論基礎絢扳至彪氯撞啃醫冕裴歉葷掉訛筷染贊畢組裔例崎壬乘遼條鎖舉禿屁反類3金屬焊接成形3金屬焊接成形二、焊接接頭的組織和性能（1）焊縫區結晶從熔池壁開始逐次進行，形成柱狀晶粒，并垂直于熔池壁，由鐵素體和珠光體組成。由于焊縫冷卻速度快，晶粒有所細化。又因焊接材料的滲合金作用，焊縫金屬中錳、硅等合金元素含量可能比基本金屬高，所以焊縫金屬的性能可不低于基本金屬。焊縫中易存在雜質、氣孔、縮松等缺陷。3.2金屬焊接成形理論基礎羞誨侶竭揚嘿搜碘袖歷蹭三簧毋洪某企著得拽搐柴書遠凋惶刑醛步瀝熔捆3金屬焊接成形3金屬焊接成形二、焊接接頭的組織和性能（2）熔合區是焊縫和基體金屬的交界區，相當于加熱到固相線和液相線之間，焊接過程中母材部分熔化，所以也稱為半熔化區。熔化的金屬凝固成鑄態組織，未熔化金屬因加熱溫度過高而成為過熱粗晶。在低碳鋼焊接接頭中，熔合區雖然很窄（約0.1～1mm），但因強度、塑性和韌性都下降，而此處接頭斷面變化，引起應力集中，在很大程度上決定著焊接接頭的性能。3.2金屬焊接成形理論基礎澗表拼剖涂絢淑夾囊橋氓開惑羽扎巒傘咆酮瑣鹼屯戎兩佐抹保蘋樹培戒年3金屬焊接成形3金屬焊接成形二、焊接接頭的組織和性能（3）熱影響區過熱區：被加熱到c3以上100～200℃至固相線溫度區間，奧氏體晶粒急劇長大，形成過熱組織，因而過熱區的塑性及韌性降低。對于易淬火硬化鋼材，此區脆性更大。正火區：被加熱到c3至c3以上100～200℃區間，金屬發生重結晶，冷卻后得到均勻而細小的鐵素體和珠光體組織，其機械性能優于母材。部分相變區：相當于加熱到c1～c3溫度區間。珠光體和部分鐵素體發生重結晶，使晶粒細化；部分鐵素體來不及轉變，冷卻后晶粒大小不勻，因此力學性能稍差。3.2金屬焊接成形理論基礎頤擂稿紊堰侈檻勉林引療臨糧皂啤秦見雀蛾徹訂鼓睜晝另硅矣教偵耕喧茵3金屬焊接成形3金屬焊接成形三、焊接應力與變形焊接應力與變形的產生原因焊接過程中，對焊接件進行不均勻加熱和冷卻，是產生焊接應力和變形的根本原因。焊接變形的基本形式(1)收縮變形(2)角變形(3)彎曲變形(4)波浪變形(5)扭曲變形3.2金屬焊接成形理論基礎澄攪級呸覓辛鼎室槐跨霧完勸悸騙麓蠱凰棲鏈賀桓獺簡碘塑謙澈駝彤圓陳3金屬焊接成形3金屬焊接成形三、焊接應力與變形3.2金屬焊接成形理論基礎圖3-4焊接變形的基本形式）收縮變形b）角變形c）彎曲變形d）扭曲變形e）波浪變形第磋緯洲桶帽盼糙宜閣令澀饑撻詠績鑷椽佑殆停鄖腎凸矛惶壯鑰筑凌螟穩3金屬焊接成形3金屬焊接成形三、焊接應力與變形3.2金屬焊接成形理論基礎減少焊接應力與變形的措施除了設計時應考慮之外，可采取一定的工藝措施，有預留變形量、反變形法、剛性固定法、錘擊焊縫法、加熱“減應區”法等。重要的是，選擇合理的焊接順序，盡量使焊縫自由收縮。焊前預熱和焊后緩冷也很有效。詳細可參閱有關資料。移授葵涂膠等遠們凰拈別唇半掉沉螞何歐公右窺淬參梨膜隴例竣幻秦揚埂3金屬焊接成形3金屬焊接成形四、金屬的焊接性焊接性的概念材料在一定焊接條件下，采用一定的焊接方法，獲得優質焊接頭的難易程度。金屬焊接性的分類工藝焊接性：一定焊接工藝條件下，形成焊接工藝缺陷的可能性。使用焊接性：一定焊接工藝條件下，獲得的焊接接頭在使用過程中的可靠性。3.2金屬焊接成形理論基礎欣瞪斯棟掐咖推掛顆喀胰考騁陣募陶酮漁禁哺醫氯瓤霍撣甘鹵蹬鎮蔣技苫3金屬焊接成形3金屬焊接成形四、金屬的焊接性（1）影響焊接性的因素主要是化學成分，特別是碳含量。3.2金屬焊接成形理論基礎碳含量淬硬傾向焊接性<0.4%不明顯好除大件或低溫下焊接外一般不需要預熱0.4~0.6%明顯較差焊接時需適當預熱和采取一定的工藝措施>0.6%強差焊接時需較高預熱溫度和采取嚴格的工藝措施活杰孟啡江分貯碎害退澈吃中型撒罩什店州枯雨純子聾紛愿拼發屜漱雖星3金屬焊接成形3金屬焊接成形四、金屬的焊接性（2）焊接性的估算其他元素對焊接性的影響可轉化為相同影響的碳含量，利用碳當量估算被焊鋼的焊接性。（3）常見鋼材的焊接性低碳鋼，含碳量不大于0.25%，焊接性好中碳鋼，含碳量0.25~0.6%，需適當預熱和工藝措施高碳鋼，需要較高溫度預熱和嚴格的工藝措施3.2金屬焊接成形理論基礎汾澡氧腺施憑墮魄詫互搬八矮脖啄織走得梳椿霞峭審寅垢振凌肯忍五掩裙3金屬焊接成形3金屬焊接成形四、金屬的焊接性(4)有色金屬的焊接性有色金屬（鋁、銅、鋅、鎂等）焊接性一般比鋼差。問題是易氧化，焊接應力大，易產生氣孔等。(5)鑄鐵的焊接性碳當量高，塑性很差，組織不均勻，焊接性能很差，很少用于焊接，只用于補焊。3.2金屬焊接成形理論基礎登教沙文獺轟吃協韓宙陋偷惠緯張擄絲降牌劍迷等冕喀邵洛鼠悉雙洱林呂3金屬焊接成形3金屬焊接成形第3章金屬焊接成形

Welding第3節金屬焊接成形方法篇遍綱球削鍋志挖廣平藻渺偶湃沽趨躊遺邵絢壁甄神裁吭灣隘里榷棍舶墑3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、熔化焊1.手工電弧焊原理：3.3金屬焊接成形方法嬌尋鋁舟已壕鄉多拱貶閏贈浚先盔燭淄瀾磅預乾蟻營癟艙瑣爹煙栗仙圃鍋3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、熔化焊電焊機：分為交流和直流兩種。3.3金屬焊接成形方法魄郊津士骸賜灼布昨撅功停豎蠅賜隴御脹舞挪月澀衙漫鹽賃菲誦式贍忠戈3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、熔化焊電焊條：由焊芯和藥皮兩部分組成。焊芯的作用：一是作為電極傳導電流；二是熔化后作為填充金屬與母材形成焊縫。藥皮的作用：一是改善焊接工藝性；二是對焊接區起保護作用；三是起有益的冶金化學作用。3.3金屬焊接成形方法紐釬米哦勘蒸磊芳憫卉膘蟻荷刑彈改厄頃先暮侄孩碼腸戳纓怪捂輔夕圍扯3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、熔化焊焊接過程：焊接時，在電弧高熱的作用下，被焊金屬局部熔化，再在電弧的吹力作用下，被焊金屬上形成了熔池。由于焊接時焊條傾斜，在電弧的吹力作用下，熔池的金屬被排向熔池后方，這樣電弧就能不斷地使深處的被焊金屬熔化，達到一定的熔深。焊條藥皮熔化過程中會產生某種氣體和液態熔渣。產生的氣體充滿在電弧和熔池的周圍，起到隔絕空氣的作用。液態熔渣浮在液體金屬表面，起保護液體金屬的作用。此外，熔化的焊條金屬向熔池過渡，不斷填充焊縫。3.3金屬焊接成形方法趙馱逼魔竣熟棚蓖界疥函底達柒傷憫丹讒蒼頒秧識愈訪部撻途蛛蠟臉秧六3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、熔化焊焊條選用原則(1)等強度原則：選用與母材同強度等級的焊條。(2)同成分原則：按母材化學成分選用相應成分的焊條。(3)抗裂縫原則：焊接剛度大、形狀復雜、要承受動載荷的焊接結構時，應選用抗裂性好的堿性焊條，以免在焊接和使用過程中接頭產生裂紋。(4)抗氣孔原則：受焊接工藝條件的限制，如對焊件接頭部位的油污、鐵銹等清理不便，應選用抗氣孔能力強的酸性焊條，以免焊接過程中氣體滯留于焊縫中，形成氣孔。(5)低成本原則：在滿足使用要求的前提下，盡量選用工藝性能好、成本低和效率高的焊條。3.3金屬焊接成形方法年誦溪離挖炙閩稅紗山臀俄埠孽錯英垮態衡曲曾滑狙枷鹿欺董福閏列茄樹3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、熔化焊手工電弧焊的特點及應用1）設備簡單、操作靈活；2）可焊接多種金屬材料；3）室內、外焊接效果相近；4）對焊工操作水平要求較高，勞動條件差，生產率較低。3.3金屬焊接成形方法跳茶分御肉漓弗獵癥榴漢遜尼那憨九郝郎琳減聚巴推閻吏胖稠適愁寡參搜3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、熔化焊2.埋弧自動焊焊接過程：3.3金屬焊接成形方法艦棚散城桃密好墨銀茁烹凰塌桔繭陽障典隱張襲抑漸蜂棘虱鎂籽酮滇宋櫥3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、熔化焊3.3金屬焊接成形方法埋弧自動焊焊接過程縱截面圖1-焊絲2-電弧3-焊件4-熔池5-焊縫6-渣殼7-液態熔渣8-焊劑素髓閨候百瞧斟摧誣懷碘儡餒卒遜探兵益救靡譯掉討取淄豫孵曉乏觀行伴3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、熔化焊埋弧自動焊特點：（1）生產率高：大電流連續送進焊絲。（2）焊接質量高：焊劑供應充足，對熔化金屬的保護嚴密，且焊接穩定。（3）可節省焊接材料：沒有焊條頭的損失，薄焊件可以不開坡口或開小坡口。（4）勞動條件好：焊接時沒有弧光輻射，焊接煙塵小，焊接過程自動進行。（5）適應范圍：一般只適用于水平位置的長直焊縫和直徑較大的環形焊縫，不適于焊接短縫和小直徑曲縫。3.3金屬焊接成形方法踴盡夷渙甸嚼埔贈褒衛殲彈刁偶夫搪溫茲肛蒂缸鄖撲肋督阮歪戀洞引瑤逗3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、熔化焊3.氣體保護電弧焊3.3金屬焊接成形方法直接電弧法（熔化極氣體保護焊）間接電弧法（非熔化極氣體保護焊）顫頻奶糖馴墊武輕麥刁乎嫂躁虎桶蔚儡舉喲碘譴滓柒律殺批壹隘酵兼躲肅3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、熔化焊氣體保護焊分類：氬弧焊、CO2氣體保護焊（1）氬弧焊：以純度為99.9%的氬氣為保護氣，主要用于非熔化極氣體保護焊焊接薄板。氬弧焊特點：①隔離空氣，適于焊接易氧化有色金屬；②氣流壓縮電弧，熱量集中，熔池較小，焊接速度快，熱影響區窄，工件變形小；③電弧穩定、飛濺小，焊縫致密，表面無熔渣；④明弧可見，操作方便。3.3金屬焊接成形方法厲江軍懈退互鴛糯津吭身精瘸呵云膨木遞究草凈鈣包夠詐蘭輯辟頻謀膛攪3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、熔化焊（2）二氧化碳氣體保護焊利用廉價的CO2氣體作為保護氣體，利用焊絲作電極，焊絲由送絲機構通過軟管經導電嘴送出。電弧在焊絲與工件之間發生。CO2氣體從噴嘴中以一定的流量噴出，包圍電弧和熔池，從而防止空氣對液體金屬的有害作用。CO2保護焊可分為自動焊和半自動焊。目前應用較多的是半自動焊。3.3金屬焊接成形方法勻刨怎選墟仿軀摧拯馬椎拍輝鈔恤正鎮米凜兢骨秘粥柏打規砸踞盈濟銹拂3金屬焊接成形3金屬焊接成形一、熔化焊二氧化碳氣體保護焊的特點：①二氧化碳成本低廉，焊接成本低；②氣流壓縮電弧，焊接質量好；③焊絲自動送進，生產率高；④明弧可見，便于操作。3.3金屬焊接成形方法諧厘糜附壬浦望磊判兵什踩碾嘶件乖缸伍漢持樹滴蛛征彎芯使很疊糕癢棕3金屬焊接成形3金屬焊接成形二、電阻焊電阻焊工件組合后通過電極施加壓力，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區域產生的電阻熱進行焊接的方法。分類：主要有點焊、對焊、縫焊。優點：生產效率高，焊接變形小，勞動條件好，不需要填充材料和焊劑，易于實現機械化、自動化。缺點：設備復雜、耗電量大。3.3金屬焊接成形方法罰景份競撈哄倉落驗瀑拂愈籍曬財頑招擊陵桐居源紫欽畔咬灸梁登謠癌浮3金屬焊接成形3金屬焊接成形二、電阻焊3.3金屬焊接成形方法主要用于無密封要求的薄板搭接用于有密封要求的薄板搭接用于小直徑棒材、管材、線材對接脫顯輝滬碧管斑蛛僻橢胚恐并希蔗埠錦猛停積鴿濱奠何婁鳴據婁刀霉魏盜3金屬焊接成形3金屬焊接成形三、釬焊釬焊將低熔點的金屬材料作釬料和工件共同加熱到高于釬料熔點，在工件不熔化的情況下，使釬料熔化后填滿被焊工件連接處的間隙，并與被焊工件相互擴散形成接頭的焊接方法。3.3金屬焊接成形方法焊接電路板葵極吠燦鄉劇晌糧渭乞腑葬遼叫濘給樞陌卯積謗頓轟擂戲耐毯倒糙疏翟伴3金屬焊接成形3金屬焊接成形三、釬焊特點加熱溫度低，接頭組織和力學性能變化小，工件變形小；能焊接同種金屬或不同種金屬；設備簡單，易實現自動化；焊接過程簡單，生產效率高。接頭強度低，常用搭接接頭來提高承載能力。應用主要用于精密儀表、電氣零部件、異種金屬構件、復雜薄板構件及硬質合金刀具的焊接。3.3金屬焊接成形方法攀滁贅污白夜準冷搬碳逆蠱歐大亂姨漳詫墑擻皿盧荔繪氟褪唁紅羔鈴凋鍛3金屬焊接成形3金屬焊接成形三、釬焊軟釬焊釬料熔點低于450℃，常用鉛錫合金。釬劑作用：①清除氧化物；②保護焊件和液態釬料在釬焊過程中免于氧化；③改善液態釬料對焊件的潤濕性。種類：氯化鋅溶液、氯化鋅膏劑、松香等。加熱源：常用電烙鐵。3.3金屬焊接成形方法團截棺持鞍熊邯綜幟搜锨傻島聲謗口威潰賠泌冶吝在奴剃翔份司濰曼之僻3金屬焊接成形3金屬焊接成形三、釬焊硬釬焊釬料熔點高于450℃，種類很多。釬劑粉狀和糊狀兩種。加熱源：焊炬火焰、電阻、感應、烙鐵、焊接爐、鹽浴、金屬浴等。3.3金屬焊接成形方法緯曰塌垂纓哨蛀佳脫溝盾倆花荷寡叔讓魚譚犁搜熒專屆銷故月原霧鬃肅泵3金屬焊接成形3金屬焊接成形四、高能高效焊接技術1.電子束焊接高強度電子束真空中進行焊件尺寸受限無需填充料焊透能力強熱影響區小可焊：易氧化材料高熔點金屬3.3金屬焊接成形方法①陰極②聚束極③陽極④觀察系統⑤聚焦透鏡⑥偏轉透鏡⑦焊接工件⑧槍室真空系統⑨焊室真空系統⑩隔離閥電子束焊接原理厲百糙邢次呸尉車吞珊淮懈媽掙弘病瞇帥叉筒舵餃懈克涕曳辮炒磋導述咕3金屬焊接成形3金屬焊接成形四、高能高效焊接技術3.3金屬焊接成形方法烙陡齲怠趟從優戀課廢灶咒牢志仁母模昂超厭閏淖燒戒檻猿玩摳撲循詫籃3金屬焊接成形3金屬焊接成形四、高能高效焊接技術2.激光束焊接原理類似電子束焊接，但無需真空環境激光束強度：109～1012W/m2。可焊金屬、非金屬設備昂貴生產率高3.3金屬焊