第二章 焊接与切割基础知识分析.ppt

第二章 金属焊接与切割基础知识 本课程的教学目的: 1、了解金属学与热处理基本知识。 2、了解常用金属材料的一般知识 3、掌握焊接与切割的基本原理及工艺基础知识 §1 焊接与切割概述 焊接与切割的应用 焊接的基本原理与分类 1、焊接就是通过加热或加压，或两者并用，并且使用或不用填充材料，使工件达到结合的方法 2、按照焊接过程中金属所处的状态及工艺的特点，可以将焊接的方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。 3、按照金属切割过程中加热方法的不 同大致可以把切割方法分为火焰切割、 电弧切割和冷切割三类。 焊接与切割的基本原理及分类 （一）基本原理 焊接与切割的基本原理及分类 §2 金属学及热处理基本知识 一、金属晶体结构的一般认识 以上图形是在电子显微镜观察到金属原子各种规则排列，称为金属的晶体结构，简称结构。 不同温度下纯铁体心立方与面心立方晶格体心立方晶格塑性比面心立方晶格的好，而后者的强度高于前者。 二、铁碳合金的组织结构 1、金属的组织与结构 在金相显微镜下看到的金属的晶粒，简称组织 2、碳钢的基本组织 碳在铁中的存在形式有固溶体、化合物和机械混合物三种。 固溶体：两种或两种以上的元素在固态下互相溶解，而仍然保持溶剂晶格原来形式的物体 这三种不同的存在形式，形成了不同的碳钢组织。 1、铁素体 碳溶于?-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体,常用符号F表示。 3、渗碳体 铁与碳形成的金属化合物Fe3C称为渗碳体，用Fe3C表示。 铁碳合金相图分析 ①ACD 线—液相线 ②AECF 线—固相线 ③AC 线—奥氏体结晶开始线 ④AE 线—奥氏体结晶终了线 ⑤GS 线—铁素体析出开始线 ⑥GP 线—铁素体析出终了线 ⑦PQ 线—Fe3CⅢ析出线 ⑧ES 线—Fe3CⅡ析出线 ⑨PSK 线—共析线 ⑩CD 线—一次渗碳体结晶开始线 ⑾ECF 线—共晶线 三、钢的热处理 1、退火和正火 退火：缓慢加热到临界点以上的某一温度，保温一段时间，随炉缓慢冷却。 目的：细化晶粒，提高力学性能；降低硬度、提高塑性、便于冷加工；消除部分内应力，防止工件变形。 正火是置于空气中冷却。晶粒变细，韧性可显著提高。 铸、锻件切削加工前一般进行退火或正火。 2、淬火和回火 加热至淬火温度(临界点以上30℃～70℃)，并保温一段时间，后投入淬火剂中冷却。 淬火后得到的组织是马氏体。增加硬度、强度和耐磨性。 淬火剂有空气、油、水、盐水，冷却能力递增。 碳钢在水和盐水中淬火，合金钢在油中淬火。 回火是淬火后进行的一种较低温度的加热与冷却热处理工艺。 回火可以降低或消除零件淬火后的内应力，提高韧性。 在150℃～250℃范围内的回火称“低温回火”。回火马氏体有较高的硬度和耐磨性，内应力和脆性有所降低。刃具、量具，要进行低温回火处理。 §3 常用金属材料的一般知识 一、常用金属材料的物理、化学和力学性能 1、物理性能：密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性。 2、化学性能：热稳定性、耐腐蚀性、化学稳定性。 3、力学性能：强度（屈服强度、抗拉强度）、塑性（延伸率、断面收缩率）、冲击韧性、硬度、 疲劳强度、蠕变。 §3 常用金属材料的一般知识 二、钢材和有色金属的分类、编号及性能 1、钢材分类：含碳量在2.11%以下的铁碳合金叫钢，含碳量在2.11%-6.67%的叫铸铁。 2、钢材编号：我国钢材编号采用国际化学符号和汉语拼音字母并用的原则。 （1）碳素结构钢 例：Q235-A·F的含义是：Q代表屈服点的字母，235代表钢的屈服强度为235MPa，A代表质量等级，F代表是沸腾钢。 §3 常用金属材料的一般知识 （2）合金结构钢：钢号由数字、化学元素符号和数字组成。前面两位数字表示平均含碳量的万分之几。 （3）不锈钢与耐热钢的编号：化学元素符号前面的数字表示平均含碳量的千分之几。如：1Cr18Ni9表示平均含碳量为0.1%,平均含铬量18%左右,平均含镍量9%左右。 §4 焊接与切割工艺基础 一、焊接接头的种类及主要的接头形式 （1）对接接头：采用最多的一种接头形式。 （2）角接接头：常用于不重要的结构中。 （3）T形接头 （4）搭接接头：两件部分重叠构成的接头。 一、焊接接头的种类及接头型式 1、对接接头 两件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头，叫做对接接头。 2、角接接头 两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头，叫做角接接头 一、焊接接头的种类及接头型式 3、T形接头 一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头 4、搭接接头 两件部分重叠构成的接头叫搭接接头