《工程材料及其成型技术》第八章焊接1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工程材料及其成型技术第八章焊接1,*,PPT,文档演模板,Office,PPT,工程材料及其成型技术第八章焊接1,2026/11/8,工程材料及其成型技术第八章焊接1,机械连接,化学连接,冶金连接（焊接）,金属焊接成形,是,用加热、加压等工艺措施，使两分离表面产生原子间的结合与扩散作用，从而获得不可拆卸接头的材料成形方法。,概述,材料连接方法,工程材料及其成型技术第八章焊接1,1、焊接成形的分类,1熔化焊：,母材接头、焊丝皆熔化,电弧焊（手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊）、电渣焊、电子束焊、激光焊、等离子弧焊等,2,压力焊,：,加热+加压,电阻焊、摩擦焊、冷压焊、超声波焊、爆炸焊、高频焊、扩散焊等,3钎 焊：,母材不熔化、焊丝熔化,软钎焊、硬钎焊,工程材料及其成型技术第八章焊接1,2、焊接成形的特点,1接头 牢固、封性好；,2可化大为小、以小拼大,3可实现异种金属的连接,4重量轻、加工装配简单,5,焊接应力变形大，接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。,工程材料及其成型技术第八章焊接1,3焊接成形的应用,制造金属结构、机械零件、工具,优点：,-简化制造工艺，化繁为简，以小拼大,-使用性能好；重量轻；,-省工、省材、成本低。,表面保护、修理、修复零件,耐热层 耐磨层,喷涂,堆焊 耐蚀层,加厚修复形状和尺寸（再制造）,工程材料及其成型技术第八章焊接1,焊条,工件,焊接电弧,具备两个条件,使气体电离,阴极发射电子,接触电阻：,R,短路电流：,I,电阻热：Q=I,2,Rt,E=V/d,d,在焊条末端和工件两极之间的气体介,质中，产生强烈而持久的放电现象。,+,-,d,焊接电弧的稳定燃烧,就是带点粒子产生-运动-复合-产生的动态平衡过程。,8.1 焊接成形原理,8.1.1焊接电弧,工程材料及其成型技术第八章焊接1,阴极区,：,阳极区,：,弧柱区,：,2400k 36%,2600k 42%,50008000k 21%,电弧的极性,直流电源正接法,工件接正极（阳极）；,焊条接负极（阴极）。,直流电源反接法：,工件接负极（阴极）；,焊条接正极（阳极）,用于薄板金属的焊接,工程材料及其成型技术第八章焊接1,8.1.2.熔焊过程与焊接质量,1.过程：,加热熔化,熔池形成,结晶/相变,2.问题：,氧化：,Me +O,2,MeO,例,光焊丝与焊缝金属的成分与性能,下表,工程材料及其成型技术第八章焊接1,1.,光焊丝与焊缝金属的成分与性能,化,学,成,分,%Mt.,力学,性,能,C,Si,Mn,N,O,b,(Mp),(%),a,k,光,焊,丝,0.10,0.03,0.30.55,0.03,0.02,330,33,80,120,焊,缝,金,属,0.020.05,0.10.2,0.080.23,0.150.3,300,4-8,5,15,工程材料及其成型技术第八章焊接1,吸 气,N,H 溶于熔池，结晶时金属的N,H溶解度,迅速下降但来不及析出，出现氢脆，冷裂纹。,3.措 施,机械保护,利用保护性气体（CO2,Ar2）熔渣隔绝空气。,药皮保护,通过焊条,药皮,脱氧、去氢、去硫，渗合金,-增加熔池的合金元素,-清除熔池内的有害元素,工程材料及其成型技术第八章焊接1,8.1.3 焊接材料,1、焊条的组成和作用,（1）,焊 芯,金属丝,作用：,a.电弧一极,b.填充焊缝,材料：,H08A.H08Mn2Si 等,低C.低S.P.以减少焊缝裂纹倾向,。,规格：,常用,直径,2，2.5，3，3.2，4，5，6（mm）,长度,250 450mm,工程材料及其成型技术第八章焊接1,（2）,药 皮,-矿石粉,合金粉,粘接剂,作用：,a.,改善焊接工艺性,稳弧,b.,机械保护作用,形成熔渣和气体保护熔池,c.,冶金处理作用,脱氧、脱硫、渗金属。,工程材料及其成型技术第八章焊接1,8.1.3 焊接材料,2、,焊条的分类,（1）按药皮的性质分,1）酸性焊条,药皮中酸性氧化物多，对金属氧化作用大。,优点,：,焊接工艺性好，稳弧好。,适应性广，交直流两用，对接头的油、锈、水不敏感。,缺点,：,焊缝金属韧性、塑性低（药皮中Me烧损大）,抗裂性差氢脆（焊缝金属含氢多）,工程材料及其成型技术第八章焊接1,2）,碱性焊条,（低氢焊条）,药皮CaCO,3,多，分解成CaO和CO,2,保护性气体,优点,：,抗裂性好,（含H,2,低，CaO 脱S-焊缝含S低）；,焊缝综合力学性能高（Me 烧损少）。,缺点,：,稳弧差，对油锈水敏感，,有毒烟尘（HF）多，抗气孔性差。,（2）按焊芯化学成分分,八类,（P213）,工程材料及其成型技术第八章焊接1,3、焊条的型号及牌号(p213),1)牌号,（行业代号）,X+三个数,（例,J422,),个位,表示药皮类型及电源种类,十位和百位,表示焊后焊缝抗拉强度,（Kgf,/,mm）；,X（汉字或拼音）,表示大类：,，,J结构钢，A奥氏体不锈钢，Z铸铁焊条,其他牌号见焊接材料产品样本，,例：,J422：,2,:,钛钙型，交直流两用；,42：,抗拉强度42Kfgmm(420MPa)的；,J,:结构钢焊条。,工程材料及其成型技术第八章焊接1,2）型号（国家标准中的焊条代号）,E+,四个数,：,个位和十位数表示药皮类型和电流种类,十位数又表示焊接位置。,百、千位表示焊缝金属的 抗拉强度（Kfgmm）（见 P213）,例,E4303,3,:钛钙型，交直流、正反接；0：全位置焊；,43：,抗拉强度43Kfgmm(420MPa)的,E,:电焊条。,工程材料及其成型技术第八章焊接1,4、焊条的选用,1）考虑焊件的成分与性能,低碳钢，低合金钢选强度等级相同的焊条（,等强度法则,）,特殊钢铸铁，有色金属选成分相近焊条,（近成分法则）,2）考虑焊件的使用性能,动载、冲击选碱性焊条；一般要求选酸性焊条。,3）考虑焊件几何形状,薄件选小规格焊条，接头难清理选酸性焊条。,4）考虑焊机,：交直流，直流。,工程材料及其成型技术第八章焊接1,8.1.4,焊接接头的组织和性能,熔合区,：,1）成分不均匀；,2）组织粗大；,3）性能很差。,热影响区,的三个部分：,1）过热区,：晶粒粗大，塑韧性差；,2）正火区,：晶粒细小，机性好；,3）部分相变区,：晶粒不均匀，性能差,工程材料及其成型技术第八章焊接1,8.1.5.焊接应力与焊接变形,1.焊接变形的基本形式,图8.3.焊接变形的基本形式,工程材料及其成型技术第八章焊接1,2.焊接应力的产生,3.减少应力的措施,(1)合理设计焊接结构（P237),1）力求焊缝数量少，截面小，长度短,(1)机械应力,焊接,结构,不合理,阻碍胀缩,引起的应力,(2)热应力,局部,加热冷却,工件,胀缩不同步,引应的应力,工程材料及其成型技术第八章焊接1,b,力求焊缝对称，避免密排交叉,工程材料及其成型技术第八章焊接1,C、避开应力集中处布置焊缝,避免尖角,工程材料及其成型技术第八章焊接1,(2)焊前预热（加热减应法）,工程材料及其成型技术第八章焊接1,(3)合理选择焊接顺序,a、,自由性,:,加热时自由膨胀，冷却时自由收缩。,工程材料及其成型技术第八章焊接1,b:,对称性:,抵消变形，减少变形,工程材料及其成型技术第八章焊接1,C、分散性:,分段焊,工程材料及其成型技术第八章焊接1,4.减少变形的措施,(1)反变形法,工程材料及其成型技术第八章焊接1,4.减少变形的措施,（2）刚性固定法,工程材料及其成型技术第八章焊接1,5.焊接应力的消除和变形的矫正,（1）变形矫正法,1）加 热,矫 正,法,工程材料及其成型技术第八章焊接1,2）机械矫正法,工程材料及其成型技术第八章焊接1,演讲完毕，谢谢听讲,!,再见，see you again,2026/11/8,工程材料及其成型技术第八章焊接1,