材料成形技术焊接.pptx

第十章 熔焊工艺;一、金属的连接方法;二、焊接 焊接技术是指通过物理或化学的手段，使两个相分离的物体 （同种材料或异种材料）产生原子（分子）间的结合而连接 成一体的连接方法。;四、焊接的特点 1、可将大而复杂的结构分解为小而简单的坯料拼焊。 2、可实现不同材料间的连接成形，优化设计，节省贵 重金属材料。 3、可实现特殊结构的生产。 4、与铆接相比，焊件的质量小。 5、焊件不可拆分，易产生残余应力，引起应力集中。 故应特别注意对焊件质量的检验。 ;第一节 熔焊原理及过程; 二、熔焊的三要素;2、熔池的保护 （1）目的： 隔绝空气，保护熔池不被氧化； 进行脱氧、脱硫、脱磷等和向熔池中过渡合金元素； 改善焊缝成形性等工艺性能。; 焊剂分熔炼型和非熔炼型两类。 其中熔炼型焊剂主要为Si2O、MnO、MgO和CaF2等组成的 硅酸盐，根据其化学组成可分为无锰、低锰、中锰和高 锰型，表10-2。;②气体保护 利用惰性气体（或相当于惰性的气体）和低氧化性的气体 保护熔池金属。主要采用的气体有氩气和氦气等惰性气体和 二氧化碳气体。 a、氩气：氩气是一种无色无味的惰性气体，它既不与金 属起化学作用，也不溶于金属。因此，用氩气作为保护气体 时，可以避免焊缝金中各合金元素的氧化损失，及由此带来 的各种焊接缺陷，使焊接冶金反应变得简单和容易控制。 ●导热系数小，高温时不发生分解(单原子气体)，电弧热 量损失少。 ●氩气对电弧的稳定性最好。 ;b、二氧化碳气体保护 CO2气体，常温下很稳定，高温下易分解（CO+O2），具有氧化性。但来源广，成本低。还可利用其具有的氧化性部分烧损焊缝金属中的碳保证焊缝的塑性、防止出现裂纹。;③渣-气联合保护 利用焊条的药皮熔化后产生的气体和熔渣或二氧化碳加药芯焊条产生的气体和熔渣进行保护，图10-10。 焊条药皮主要有造渣剂、造气剂、稳弧剂、脱氧剂、脱硫剂和去氢剂等成分组成。 根据其化学特性可分为酸性药皮和碱性药皮两类。 酸性药皮的焊接工艺性好，但抗裂性差，一般用于不太重要的构件；而碱性药皮的焊接工艺性较差，一般要用直流电源，但因其中含有CaF2，具有脱硫等能力，焊缝的抗裂性较好，性能较高，主要用于重要的构件中。 ; 3、焊缝填充金属 填充金属：焊接时人为加入到焊缝中的金属，与母材金属同时熔化、发生冶金反应、凝固后形成焊缝金属。 填充金属主要通过焊条中的焊芯或焊丝的方法加 入到熔池金属中。 一般焊芯或焊丝的成分与被焊金属的种类一致，如焊接碳素结构钢时用普通的结构钢焊丝，其主要成分为H08、H08A、H08MnA等；焊接合金钢时用相应的合金钢焊丝；焊接不锈钢用不锈钢焊丝，如表10-5、6。 ;第二节 焊接接头的组织与性能;二、焊缝的组织和性能 1.宏观组织特征：柱状晶、晶粒粗、成分偏析、不致密。 2、一次结晶、二次结晶 3、宏观偏析分布与焊缝的形成系数B/H有关。图10-12。 成形系数B/H越小，形成中心线偏析，易产生热裂纹。 焊缝的强度等于或略低于母材，保证焊缝的塑性和韧性— ---焊缝设计的等强度原则。 ;三、热影响区与熔合区的组织与性能 对于低碳钢等不易淬火钢，焊接热影响区一般可分为 熔合区、过热区、正火区、部分相变区等区域； 对于易淬火钢其热影响区一般分为淬火区和部分淬火区。;1)熔合区 是焊缝与热影响区的过渡区，组织不均匀、晶粒粗大、 强度下降。2)过热区 生成过热组织、晶粒粗大，使材料的塑性、韧性下降。3)正火区 金属组织发生重结晶，组织细化，金属的力学性能良 好。4)部分相变区 部分组织发生相变，产生晶粒大小不一，力学性能不 均匀。 ;四、影响焊接接头性能的因素 1、焊丝与焊剂 2、焊接方法 3、焊接工艺参数：焊接电流、电压、焊接速度和焊接 线能量。 4、熔合比：母材在焊缝中所占面积的分数。 5、焊后热处理 ;第三节 焊接变形与焊接应力;二、焊接变形与应力的危害 1、尺寸发生变化,组装困难； 2、形状发生变化,产生附加应力降低承载能力； 3、增加矫正成本,降低接头塑性； 4、诱发应力腐蚀裂纹,造成脆断； 5、使用中构件尺寸不稳定。 ;三、焊件变形的种类 尺寸收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形和波浪形变形等。 ;四、防止焊接应力与变形的措施 1、焊接应力的防止和消除 （1）焊缝不要有密集和交叉截面，长度应尽可能短， 以减小焊接局部加热，减小焊接应力。 如尽量采用型材、冲压件、铸件。 （2）合理的焊接顺序，尽可能使焊缝