工程材料与成形工艺基础教学课件作者徐晓峰主编第4章焊接成形课件.ppt

第四章 焊接成形 第一节 金属焊接成形工艺原理 §1-2 焊接冶金过程与电焊条 三、电焊条 2. 电焊条的分类 3. 焊接性的评定方法 3. 高碳钢的焊接 §3-3 合金结构钢的焊接 §3-4 铸铁的焊补 2. 冷焊法 §3-5 有色金属的焊接 思考题 3．试分析图1中所示三种焊件焊缝分布是否合理。若不合理，请加以改正。 3. 焊缝应避开应力集中处和最大应力处 4. 焊缝应远离机械加工表面 5. 焊缝的布置应便于焊接操作 6.焊缝便于自动焊的设计 7. 焊缝便于点焊及缝焊的设计 1.两块材质、厚度相同，宽度不同的钢板，采用相同规范分别在边缘上 各焊一条焊缝，哪块钢板的应力和变形大?为什么? 2．设计焊接结构时焊缝的布置应考虑哪些因素? 3）氩弧焊的特点及应用 ① 机械保护效果好，焊缝金属纯净，焊缝成形美观， 焊接质量优良。 ② 电弧燃烧稳定，飞溅小。 ③ 焊接热影响区和变形小。 ④ 可进行全位置焊接。 ⑤ 氩气昂贵，设备造价高。 应用： 适用于易氧化的有色金属及合金钢材料的焊接。如：铝、镁、钛及其合金和耐热钢、不锈钢等。 适用所有金属材料的焊接。 以CO2气体作为保护性介质的电弧焊方法。 焊接热源：电弧热 保护介质：CO2 CO2 ① 与金属发生化学反应—产生夹渣缺陷 ② 溶解于液体金属中—产生 CO 气孔缺陷 ③ 比重大于空气（25%） ① 氧化严重； ② 气孔倾向大（CO）； ③ 飞溅严重。 1) 存在问题 三、 CO2气体保护焊 ① 生产率高（是手弧焊的1~3倍）。 ② 成本低（是手弧焊的40%） 。 ③ 焊接热影响区和变形小。 ④ 可进行全位置焊接。 ⑤ 飞溅严重，焊缝成形差。 应用： 适用于低碳钢和强度级别不高的低合金结构钢的焊接。 目前广泛用于造船、机车车辆、汽车制造、农业机械等。 2）CO2气体保护焊的特点及应用 四、电渣焊 利用电流通过液态熔渣时产生的电阻热，同时加热熔 化焊丝和金属母材的焊接方法。 焊接热源：电阻热 保护介质：液态熔渣 1. 焊接过程 2. 焊接特点及应用 1）大厚度工件可一次焊成。 单丝—40~60mm；单丝摆动—60~150； 三丝摆动—450mm；板极电渣焊— 2）生产率高，成本低。 3）焊接质量好。 不易产生夹渣、气孔等缺陷。 4）热影响区大。—焊后热处理。 应用： ① 适用于碳钢、合金钢、不锈钢等材料； ② 适用于厚大工件。厚度大于40mm的大型结构件。 §2-2 压力焊 一、电阻焊 通过加压、或同时加热加压，使焊件产生塑性变形， 并经再结晶和扩散作用，使两部分金属达到原子间的 结合，实现连接的焊接方法。 1. 点焊 工艺参数 电极压力 焊接电流 通电时间 适中 对组合焊件经电极加压，利用电流通过焊接接头的接触面及邻近区域产生的电阻热，实现焊接。 焊点距离 太近—分流现象严重 太远—强度不够 应用：4mm以下的薄板搭接。 2 . 缝焊 应用：3mm以下的薄板搭接。 如：密封的容器（油箱、水箱等）、管道等。 3 . 对焊 主要用于棒料的对接。 1）电阻对焊 应用：用于断面简单，直径（或边长）小于20mm或强度要求不太高的工件。 2）闪光对焊 应用：用于重要工件的焊接。可焊相同金属， 也可焊异种金属（铝—钢、铝—铜等）。 工件直径—0.01mm~200mm。 二、摩擦焊 1 . 摩擦焊焊接过程 2 . 摩擦焊接头型式 3. 特点及应用 ① 质量稳定； ② 不需填充金属及焊剂； ③ 生产率高，易实现自动化。 应用：适用于黑色金属、有色金属； 也适用于特种材料、异种材料焊接。 §2-3 钎焊 是将钎料熔化，利用液态钎料湿润母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，冷凝后实现连接的焊接方法。 一、钎焊的种类 1. 软钎焊 2. 硬钎焊 钎料的熔点在450 ℃以下。 接头强度低，一般为60~190MPa，工作温度低于100 ℃ 钎料的熔点在450 ℃以上。 接头强度高，在200MPa以上，工作温度较高。 钎料的作用 ① 连接 ② 填充 钎料的种类 ① 软钎料： ② 硬钎料： 锡铝合金（焊锡） 铝基、铜基、银基、镍基合金等。 2. 溶剂 溶剂的作用 ① 清理作用 ② 降低表面张力 ③ 保护作用 去除表面氧化皮 改善液态钎料对焊件的湿润性，增强毛细管作用。 二、钎料和溶剂 1. 钎料 2. 可焊同种、异种金属和厚薄悬殊的工件。 3. 生产率高。易于实现自动化。 4. 设备简单，生产投资费用少。 应用：主要焊接精密、微型、复杂、多焊缝异种金属 的焊接。 目前：软钎焊广泛用于电子、电器、仪表等行业；硬钎焊 用于硬质合金刀具、钻探钻头