4焊接分析.pptx

1第第4 4章章 焊焊 接接l焊接是通过加热或加压和加热，使分离的金属产产生生原原子子间间的的结结合合与扩散，形成永久性连接与扩散，形成永久性连接的工艺方法。l焊接方法分为三大类。l1熔焊 这类方法主要有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊、气焊、电渣焊、等离子弧焊等。l熔焊的特点：1、填充金属填充金属，2、熔池熔池，3、保护保护。l2压焊 这类方法主要有电阻焊（点焊、缝焊和对焊）、摩擦焊等。l压焊的的特点：1、不不使使用用填填充充金金属属，2、加热到高塑性状态，加压使产生塑性变形塑性变形，3、不需要保护不需要保护措施。l3钎焊 钎焊是利用比工件熔点低的钎钎料料，并与工件一同加热，在在工工件件不不熔熔化化的情况下，钎钎料料熔熔化化，填充到工件连接处，冷却凝固后，将工件连接在一起。2第一节第一节 金属熔化焊工艺基础金属熔化焊工艺基础l1-1 1-1 焊接电弧焊接电弧焊接电弧是气体介质的放电现象。l阳阳极极区区产产生生的的热热量量比比较较多多，43；阴极区产生的热量较少，约占36；其余21左右的热量是在弧柱区产生的。l阳极区的温度为2600K，阴极区的温度为2400K，弧弧柱柱区区的的温温度度最最高高可达60008000K。l选用直流电源焊接时，就有极性的选择问题，当工件接电源的正极，焊条接负极，这种接法称为正接法，这种接法称为正接法，反之则称为反接法。反之则称为反接法。l至于交流电弧，没有极性选择问题。31-2 1-2 熔熔化化焊的冶金特点焊的冶金特点l一、焊接温度高一、焊接温度高合金元素在高温作用下会强烈地蒸发和烧损蒸发和烧损，同时，金属液体的吸气能力也随温度的提高而增加吸气能力也随温度的提高而增加。l 二、金属熔池的体积小，保持在液态的时间短二、金属熔池的体积小，保持在液态的时间短l各种冶金反应很难达到平衡状态l三、熔三、熔化化焊中需采取的措施焊中需采取的措施l1.1.有有效效保保护护，隔隔离离空空气气 目的是防止空气对焊接区的有害作用。有渣保护，气保护，气-渣联合保护。l2.2.控控制制焊焊缝缝金金属属的的化化学学成成分分 可以向焊条药皮或焊剂中加入合金元素，也可以向焊条芯或焊丝中加入合金元素。l3.3.进行脱氧和脱硫、磷进行脱氧和脱硫、磷 加入脱氧剂，造渣剂。41-3 1-3 焊接接头的金属组织及性能焊接接头的金属组织及性能l焊接接头是由两部分所组成，即焊缝区和焊接热影响区焊缝区和焊接热影响区。l一、焊缝金属一、焊缝金属l焊缝金属一般是由熔化的填充金属和局部熔化的工件金属形成的。l焊缝组织结晶形成柱状晶形态的铸态组织柱状晶形态的铸态组织。l焊接过程中，一般要通过焊接材料向熔池金属中加入一些合金元素，使焊缝金属合金元素的质量分数高于被焊金属焊缝金属合金元素的质量分数高于被焊金属。l只要采用正确的焊接工艺，就可以保证焊缝金属的性能不低于被焊金保证焊缝金属的性能不低于被焊金属的性能属的性能。51-3 1-3 焊接接头的金属组织及性能焊接接头的金属组织及性能l二、焊接热影响区二、焊接热影响区焊缝附近金属因焊接热作用而使组织和性能发生变化的区域称为焊接热影响区。l随着距离金属熔池的远近不同，所受的热作用和升高的温度不同。因此，焊缝附近区域的金属相当于受到了不同规范的热处理，使组织和性能发生了变化。现以低碳钢为例说明热影响区的组织和性能的变化。6二、焊接热影响区二、焊接热影响区l必须指出，热影响区中各区的组织变化和分布与与被被焊焊金金属属的的化化学学成成分分及焊前的热处理状态有关。及焊前的热处理状态有关。l一些容易淬火的钢种（如中碳钢、高碳钢等），在相当于低碳钢的过过热热区区和和正正火火区区部部位位将将出出现现马马氏氏体体的的组组织织，将将该该区区域域称称为为淬淬火火区区。部部分分相相变变区区形形成成部部分分淬淬火火区区。还会形形成成回火区。回火区。l1-熔合区；2-过热区；3-正火区；4-部分相变区；5-未受影响的金属；6-淬火区；7-部分淬火区；8-回火区。7热影响区不可避免地要产生热影响区不可避免地要产生。熔合区和过热区对焊接性能的不利影响最大熔合区和过热区对焊接性能的不利影响最大，不同焊接方法焊接低碳钢热影响区的平均尺寸焊接方法过热区正火区部分相变区热影响区总宽度（mm）手弧焊2.21.62.26.0埋弧自动焊0.81.20.81.70.72.33.6气焊21.04.02.027.0电渣焊18.05.02.025.081-4 1-4 焊接应力、变形及裂纹焊接应力、变形及裂纹l一、焊接应力一、焊接应力对工件进行不均匀的局部的加热是产生焊接应力和变形的根本原因。焊接应力的结论：焊缝及附近区域产生拉应力焊缝及附近区域产生拉应力，而两边区域产生压应两边区域产生压应力。力。l二、焊接变形及防止二、焊接变形及防止l1、焊接变形的基本形式焊接变形的基本形式1 1、收缩变形，、收缩变形，2 2、角变形，、角变形，3 3、弯曲变形，、弯曲变形，4 4、扭曲变形，、扭曲变形，5 5、波浪变形、波浪变形91-4 1-4 焊接应力、变形及裂纹焊接应力、变形及裂纹l2 2、减减小小焊焊接接变变形形的工艺方法的工艺方法l1）加裕量法）加裕量法l2 2）反变形法）反变形法l3 3）刚性固定法）刚性固定法l4 4）合理的焊接顺序）合理的焊接顺序101-4 1-4 焊接应力、变形及裂纹焊接应力、变形及裂纹l三三、减减小小和和消消除除焊焊接接应应力力的的措施措施l焊焊前前预预热热焊前将工件整体或局部预热到150350，然后进行焊接。l减小焊接应力，防止形成淬火区。l去去应应力力退退火火是消除焊接应力最常用的方法。l减小焊接应力可以减小焊接变形，l但减小焊接变形的方法并不一定都可以减小焊接应力，l例如，刚性固定法只能减小焊接变形，不能减小焊接应力。3 3、焊接变形的矫正方法、焊接变形的矫正方法 机械矫正法机械矫正法 火焰加热矫正法火焰加热矫正法11l9-1 判断题判断题l1焊接电弧是熔化焊最常用的一种热源。它与气焊的氧乙炔火焰一样，都是气体燃烧现象，只是焊接电弧的温度更高，热量更加集中。（）l2焊接应力产生的原因是由于在焊接过程中被焊工件产生了不均匀的变形，因此，防止焊接变形的工艺措施，均可减小焊接应力。（）l3焊接应力和焊接变形是同时产生的。若被焊结构刚度较大或被焊金属塑性较差，则产生的焊接应力较大，而焊接变形较小。（）l9-2 选择题选择题l1熔化焊过程中必须采取保护措施。如果保护不好，空气侵入到液态金属中，就会带来许多不利影响。例如，氧会使焊缝金属（）、（）且产生（）；氮会使焊缝金属（），产生（）；而氢会引起焊缝金属产生（）和（）。lA气孔；B冷裂纹；C热裂纹；D强度下降；E塑性和韧性下降。l9-3 填空题填空题l1焊接时往往都要对被焊工件进行加热。熔化焊加热的目的是（l）；压力焊加热的目的是（）；钎焊加热的目的是（）。129-4 应用题应用题有一钢结构，采用20钢冷拔型材制成。由于使用不当而断裂，现用手工电弧焊方法将其修复。焊接时温度分布如图9-1所示。试在图上绘出焊接热影响区的分布情况（注意焊前钢的组织状态。20钢的再结晶温度为540）。1熔合区2过热区3正火区4部分相变区5再结晶区其余母材13第二节第二节 焊接方法焊接方法l2-1 2-1 手工电弧焊手工电弧焊l一、手工电弧焊的焊接过程一、手工电弧焊的焊接过程l熔化的焊条金属与熔化的工件金属混合，形成金属熔池金属熔池。l药皮熔化形成了熔渣并与熔池中的液态金属发生物理化学反应，l熔渣又从熔池中上浮，覆盖在熔池表面。l气流和熔渣起到了保护作用。14二、电焊条二、电焊条l1 1焊条的组成焊条的组成焊条是由焊条芯和焊条药皮两部分组成。l（1 1）焊条芯）焊条芯 （简称焊芯）-特殊冶炼的钢丝，焊接用钢特殊冶炼的钢丝，焊接用钢。l焊条芯的作用：1、作为电极，作为电极，2 2、作为填充金属、作为填充金属。l焊丝常用的有H08和H08A、H08MnA等。l（2 2）焊条药皮）焊条药皮l主要作用是：1、机机械械保保护护作作用用，2 2、冶冶金金处处理理作作用用，除除去去有有害害杂杂质质（如O、H、S、P等）并添添加加有有益益的的合合金金元元素素。3、改改善善工工艺艺性性能能，稳定电弧。稳定电弧。l焊条药皮的组成物相当复杂，一种焊条药皮的配方中，通常由七、八种以上原料配成。152 2焊条分类及牌号焊条分类及牌号l按照国家标准，手弧焊用焊条共分九大类。其中应用最多的是结构钢焊条。l老牌号，结结422422，“42”表示焊焊缝缝金金属属的的b b420MPa420MPa，最后一位“2”表示钛钙型药皮、交直流两用钛钙型药皮、交直流两用。l结结507507，“50”表示焊焊缝缝金金属属的的b b500MPa500MPa，最后一位“7”表示低氢型药皮、直流专用低氢型药皮、直流专用。l新牌号，E4303E4303、E5015E5015和和E5016E5016。（结422，结507，结506）l型号中的“E E”表示焊条表示焊条；前两位数字前两位数字“4343”或或“5050”表示焊缝表示焊缝金属的抗拉强度金属的抗拉强度第三位数字“0 0”或或“1 1”表示适用于各种位置表示适用于各种位置焊接（平焊、立焊、仰焊、横焊）；第四位数字表示焊条药皮类型第四位数字表示焊条药皮类型和焊接电源的种类和焊接电源的种类，“3”表示药皮为钛钙型，交、直流两用；“5”表示低氢（钠）型，用直流焊机；“6”表示低氢（钾）型，交、直流两用。16l结构钢焊条生产上还常按其药皮熔化后形成熔渣的酸碱度，分成酸性焊条和碱性焊条两大类。酸性焊条和碱性焊条两大类。l酸性焊条，工艺性能好工艺性能好，价格便宜价格便宜，因而获得了广泛的应用，但焊缝金属的塑性、韧性及抗裂性较差焊缝金属的塑性、韧性及抗裂性较差。l碱性焊条，焊缝金属的塑性、韧性好，具有较高的抗裂性焊缝金属的塑性、韧性好，具有较高的抗裂性能能。主要用于重要结构、承受冲击载荷结构的焊接重要结构、承受冲击载荷结构的焊接。工工艺性差艺性差，成本高。成本高。l3 3焊条的选用原则焊条的选用原则 l（1 1）根据被焊金属的强度）根据被焊金属的强度 焊条的选择应满足等强度原则。l（2 2）根据被焊结构的特点和工作条件）根据被焊结构的特点和工作条件 在承受冲击载荷或在低温、高压下工作的结构，此时要选用低氢型焊条。l（3 3）根据具体施工条件及成本）根据具体施工条件及成本 优先选用工艺性好、价格便宜的酸性焊条。17三、手工电弧焊工艺三、手工电弧焊工艺l1 1、焊接的四种空间位置：l平焊、立焊、横焊和仰焊。平焊、立焊、横焊和仰焊。l2 2、开坡口、开坡口，以便能够焊透。l3 3、焊接规范、焊接规范l1 1）焊条直径）焊条直径 l2 2）焊接电流）焊接电流 l3 3）电弧弧长、焊接速度）电弧弧长、焊接速度182-2 2-2 埋弧自动焊埋弧自动焊l一、焊接过程一、焊接过程l埋弧自动焊时，电弧引燃、焊丝送进、电弧沿焊接方向移动及焊接收尾，完全由机械来完成。l二、焊丝与焊剂二、焊丝与焊剂l（1）高锰焊剂（如焊剂431）配合低碳钢焊丝H08A，重要结构可用中锰焊丝H08MnA。l（2）无锰焊剂（如焊剂130）或低锰焊剂（如焊剂230）配合高锰焊丝H08Mn2。l192-2 2-2 埋弧自动焊埋弧自动焊l三三、埋埋弧弧自自动动焊焊的的特特点点及及适用范围适用范围l1 1、生产率高、生产率高 l 可以采用较大的焊接电流较大的焊接电流l2 2、焊接质量高、焊接质量高l3 3、劳动条件好、劳动条件好l4、埋弧自动焊一般限于水平位水平位置焊缝置焊缝的焊接l5、埋弧自动焊常用于焊接生产批量较大，长而直的且处于水长而直的且处于水平位置的平位置的焊缝或直径较大（一般要大于500mm）的环焊缝 202-3 2-3 气体保护焊气体保护焊l气体保护焊是利用气体作为保护介质的一种电弧焊方法。l保护气体有氩气、二氧化碳气体等。l气体保护焊的特点气体保护焊的特点l1、与埋弧自动焊相比，可以适宜全位置焊接，焊后也不用清渣，从而提高了焊接生产率。l2、与手工电弧焊相比，保护气流对电弧有压缩作用，l 热量集中，使焊接熔池和热影响区较窄，变形和裂纹倾向较小。3、气体保护焊不宜在室外有风的地方进行焊接，l 设备比较复杂。212-3 2-3 气体保护焊气体保护焊一、氩弧焊一、氩弧焊l氩弧焊按照电极材料不同分为熔化极和不熔化极两种。l氩弧焊的特点：l1、氩气与金属不发生化学反应，合金元素无氧化烧损l2、保保护护效效果果好好，并且电弧稳定，产产生生的的飞飞溅溅少少，焊焊缝缝致致密密，成成形美观形美观。l3、氩氩弧弧焊焊设设备备复复杂杂，氩氩气气价价格格较高较高l4 4、主主要要用用于于焊焊接接铝铝、镁镁、钛钛等等金金属属及及其其合合金金、不锈钢、耐热钢等合金钢以及一些稀有金属等。222-3 2-3 气体保护焊气体保护焊二、二氧化碳气体保护焊二、二氧化碳气体保护焊lCO2气体保护焊的特点 l1、合金元素烧损合金元素烧损，l2、焊接低碳钢和低合金钢焊接低碳钢和低合金钢等，l3、焊 接 低 碳 钢 时 常 采 用H08MnSiAH08MnSiA焊丝焊丝l4 4、焊接低合金钢时常采用H08Mn2SiAH08Mn2SiA焊丝。l5 5、焊焊接接成成本本低低，约是手工电弧焊和埋弧自动焊成本的40左右。23第三节第三节 压力焊、钎焊及其他焊接方法压力焊、钎焊及其他焊接方法l3-1 3-1 压力焊压力焊l一、电阻焊一、电阻焊l1点焊点焊l点点焊焊过程，1、加加预预压压，施加一一定定的的压压力力，2、通以强强大大的的电电流流。3、断断电，加压力。电，加压力。l分流现象分流现象 l工件材料的厚度及导电性工件材料的厚度及导电性l焊点距离焊点距离l点焊主要用于焊接薄板冲压结构点焊主要用于焊接薄板冲压结构l点焊工件厚度为点焊工件厚度为0.34mm，l采用搭接。采用搭接。242 2缝焊缝焊l缝焊时由于焊点重叠缝焊时由于焊点重叠,分流现象严重分流现象严重l只限于焊接只限于焊接3mm3mm以下的薄板结构。采用搭接。以下的薄板结构。采用搭接。l缝常用来焊接要求密封的薄壁容器如汽车油箱、消音器等，广泛应用于汽车等制造业。253 3对焊对焊l电阻对焊电阻对焊l接头强度低，尤其是冲击韧性差。l闪光对焊闪光对焊l强度高且塑性、韧性好，所以常用于重要、受冲击工件的焊接。l对焊主要用于焊接截面小而长度大的工件。不论是哪种对焊工艺，其工件对焊l截面形状应尽量相同截面形状应尽量相同 26二、摩擦焊二、摩擦焊l摩擦焊是利用工件接触端面相互摩擦所产生的热量作为焊接热源，将工件接合处加热到塑状态，然后在压力作用下进行焊接的一种压焊方法。l摩摩擦擦焊焊接接头头要要求求有有一一个个工工件的截面为圆形或圆管形。件的截面为圆形或圆管形。l摩擦焊可以焊接异种金属摩擦焊可以焊接异种金属如铝如铝-铜、铝铜、铝-钢接头。钢接头。273-2 3-2 钎钎 焊焊l钎钎焊焊 是指工件与填充金属同时被加热，在工件不熔化的情况下，填充金属熔化、浸润并填满工件连接处的间隙中，依靠溶解和扩散作用，形成牢固接头的一种焊接方法。l方法方法 硬钎焊硬钎焊 钎料的熔点在450以上，接头的强度比较高。l 软钎焊软钎焊 钎料的熔点在450以下，接头的强度比较低。l使用钎剂使用钎剂（或称熔剂）。l钎剂在钎焊过程中所起的作用是：清除工件金属和钎料表面上的氧清除工件金属和钎料表面上的氧化膜及杂质化膜及杂质；隔离空气起保护作用隔离空气起保护作用；从而增大钎料的填充能力从而增大钎料的填充能力。l特点特点 焊接变形小尺寸精度高，并能保证致密性。l 钎焊不仅可以焊同种金属、异种金属，l 钎焊的成本较高钎焊的成本较高l 采用搭接接头提高接头承载能力采用搭接接头提高接头承载能力283-3 3-3 其他焊接方法其他焊接方法l一、电渣焊一、电渣焊l电渣焊是以电流通过液态熔渣所产生的电阻热作为热源，熔化被焊的工件金属和填充金属进行焊接的一种熔化焊方法。l电电渣渣焊焊适适合合于于焊焊接接厚厚大大工工件件，l焊接热影响区比较宽焊接热影响区比较宽l焊缝晶粒粗大焊缝晶粒粗大l焊后工件进行热处理焊后工件进行热处理29l9-1 判断题判断题l1焊接电弧是熔化焊最常用的一种热源。它与气焊的氧乙炔火焰一样，都是气体燃烧现象，只是焊接电弧的温度更高，热量更加集中。（）l2焊接应力产生的原因是由于在焊接过程中被焊工件产生了不均匀的变形，因此，防止焊接变形的工艺措施，均可减小焊接应力。（）l3焊接应力和焊接变形是同时产生的。若被焊结构刚度较大或被焊金属塑性较差，则产生的焊接应力较大，而焊接变形较小。（）l4手工电弧焊过程中会产生大量烟雾，烟雾对焊工的身体有害，因此，在制造焊条时，应尽量去除能产生烟雾的物质。（）l5埋弧自动焊焊接低碳钢时，常用H08A焊丝和焊剂43l。当焊剂43l无货时，可用焊剂230代替。（）l6手工电弧焊、埋弧自动焊、氩弧焊、CO2气体保护焊均可焊接一定直径的环焊缝。（）l9-2 选择题选择题l1熔化焊过程中必须采取保护措施。如果保护不好，空气侵入到液态金属中，就会带来许多不利影响。例如，氧会使焊缝金属（）、（）且产生（）；氮会使焊缝金属（），产生（）；而氢会引起焊缝金属产生（）和（）。lA气孔；B冷裂纹；C热裂纹；D强度下降；E塑性和韧性下降。l2下列几种牌号的焊条中，（）和（）只能采用直流电源进行焊接。lA结422；B结502；C结427；D结506；E结607；F结423。l30l3对于重要结构、承受冲击载荷或在低温下工作的结构，焊接时需采用碱性焊条，原因是碱性焊条的（）。lA焊缝抗裂性好；B焊缝冲击韧性好；C焊缝含氢量低；DA、B和C。l4气体保护焊的焊接热影响区一般都比手工电弧焊的小，原因是（）。lA保护气体保护严密；B焊接电流小；lC保护气体对电弧有压缩作用；D焊接电弧热量少。l5氩弧焊的焊接质量比较高，但由于焊接成本高，所以（）一般不用氩弧焊焊接。lA铝合金一般结构；B不锈钢结构；C低碳钢重要结构；D耐热钢结构。l9-3 填空题填空题l1焊接时往往都要对被焊工件进行加热。熔化焊加热的目的是（l）；压力焊加热的目的是（）；钎焊加热的目的是（）。l2焊接时一般都要对被焊区进行保护，以防空气的有害作用。手工电弧焊采用（）保护；埋弧自动焊采用（）保护；氩弧焊的保护措施是（）；而在钎焊过程中则利用（）来进行保护。l3点焊时必须对工件施加压力，通电前加压是为了（）；断电后加压是为了（）。l4钎焊时除使用钎料外，还需使用（），它在钎焊过程中的作用是：1）（）；2）（）；3）增大钎料的（）。319-4 应用题应用题有一钢结构，采用20钢冷拔型材制成。由于使用不当而断裂，现用手工电弧焊方法将其修复。焊接时温度分布如图9-1所示。试在图上绘出焊接热影响区的分布情况（注意焊前钢的组织状态。20钢的再结晶温度为540）。1熔合区2过热区3正火区4部分相变区5再结晶区其余母材32第四节第四节 常用金属材料的焊接常用金属材料的焊接l4-1 4-1 金属材料的焊接性金属材料的焊接性一、焊接性一、焊接性l在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的能力称为金属材料的焊接性。在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的能力称为金属材料的焊接性。l通常用碳当量来估算被焊钢材的焊接性。通常用碳当量来估算被焊钢材的焊接性。lC当量当量=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15l碳碳当当量量愈愈大大，钢钢的的焊焊接接热热影影响响区区硬硬度度愈愈高高，产产生生焊焊接接裂裂纹纹的的倾倾向向愈愈大大，焊焊接接性愈差。性愈差。lC当量当量小于小于0.4时，钢的焊接性优良；时，钢的焊接性优良；lC当量当量等于等于0.40.6时，钢的焊接性较差；时，钢的焊接性较差；lC当量当量大于大于0.6%时，钢的焊接性不好。时，钢的焊接性不好。l焊焊接接性性较较差差的的钢钢材材，焊焊接接时时需需要要选选用用一一定定的的焊焊接接材材料料，采采用用适适当当的的预预热热和和一一定定的的工工艺艺措措施施；焊焊接接性性不不好好的的钢钢材材，焊焊接接时时需需要要采采用用更更高高的的预预热热温温度度和和严严格格的工艺措施。的工艺措施。334-2 4-2 钢的焊接钢的焊接l一、碳钢的焊接一、碳钢的焊接l低低碳碳钢钢的的焊焊接接 低碳钢碳的质量分数低，塑性好，硬度低，焊接性好l中、高碳钢的焊接中、高碳钢的焊接 中碳钢碳的质量分数较高，焊接性较差，l主要有如下问题：（1）在焊接热影响区中易产生淬硬组织及冷裂纹。l （2）焊缝金属易产生热裂纹l采取如下措施：（1）尽可能选用抗裂性好的碱性焊条。l（2）采取焊前预热的工艺措施。l高碳钢的焊接性更差，因此焊接结构一般不采用这种钢材，焊接只限于零件的修复。34二、普通低合金结构钢的焊接二、普通低合金结构钢的焊接l普低钢焊接时易出现的主要问题如下：l（1）焊接热影响区的淬硬倾向 l（2）焊接接头的裂纹倾向 l焊接普低钢采取的工艺措施如下：l（1）强度等级较低的普低钢，如16Mn，在常温下焊接时，所采用的工艺与焊接低碳钢时基本相同。可选用酸性焊条。可选用酸性焊条。l（2）强度等级较高的钢种，焊前预热。选用焊前预热。选用碱性焊条碱性焊条。354-3 4-3 铸铁的焊补铸铁的焊补l1 1铸铁的焊接性很差铸铁的焊接性很差l焊接接头易产生白口及淬硬组织焊接接头易产生白口及淬硬组织 。l焊接接头易产生裂纹焊接接头易产生裂纹 。l2铸铁的焊补方法l铸铁常用的焊补方法有手工电弧焊，使用铸铁焊条。l热热焊焊法法 焊前将工件整体或局部预热到600700，然后焊接，焊后缓慢冷却。l热焊法可防止接头产生白口、淬硬组织和裂纹，焊补质量较好，但是，此法生产率低，成本高，工人劳动条件差。l冷冷焊焊法法 冷焊法一般采用手工电弧焊，焊前对工件不预热，为了防止产生白口组织和裂纹，根据选用焊条的种类，采取不同的工艺措施。364-4 4-4 非铁金属的焊接非铁金属的焊接l1铜及铜合金的焊接（1）易产生未焊透和变形缺陷。l（2）热裂纹倾向大铜在高温时易氧化。l（3）气孔倾向大液态铜溶解氢的能力强。l（4）接头力学性能降低。l目前采用氩弧焊是最好的焊接方法。目前采用氩弧焊是最好的焊接方法。l2铝及铝合金的焊接l铝及铝合金的焊接性比较差，焊接时存在的问题如下，l（1）容易氧化。l（2）气孔倾向大。l（3）裂纹倾向大，线膨胀系数比较大。l目前焊接铝及铝合金最常用的方法是氩弧焊。目前焊接铝及铝合金最常用的方法是氩弧焊。37第五节第五节 焊接结构设计焊接结构设计l5-1 5-1 焊接结构材料的选择焊接结构材料的选择l在满足使用性能要求的前提下，应尽量选选用用焊焊接接性性好好的的材材料料来制造焊接结构。l低碳钢和普通低合金结构钢，有良好的焊接性低碳钢和普通低合金结构钢，有良好的焊接性。l强强度度等等级级低低的的普普低低钢钢，焊焊接接性性良良好好，可可以以用用各各种种焊焊接接方方法法进行焊接进行焊接。l强度等级较高的低合金钢，焊接性虽比低碳钢差些，但是如果采采用用合合适适的的焊焊接接材材料料、合合理理的的工工艺艺措措施施，也可获得满意的焊接接头，设计强度要求高的重要结构时，可以选用。l如果结构中选用新钢种，应对此钢材进行必必要要的的焊焊接接性性试试验验，以便为正确制定设计方案及工艺措施提供依据。385-2 5-2 焊接方法的选择焊接方法的选择l在保证获得优质焊接接头的前提下，优优先先选选择择常常用用的的焊焊接接方法方法。l低碳钢焊接性好，可选用各种焊接方法各种焊接方法l工件是薄薄板板轻轻型型结结构构，可以采用点焊；若有密封要求，则可采用缝焊；l工件为中中等等厚厚度度，长长直直焊焊缝缝，生生产产批批量量也也较较大大，可以选用埋弧自动焊，以提高生产率；l如果为截面小而长度大的工件（如棒材、管材、型材等）要求对接，宜采用对焊（电阻或闪光）或摩擦焊；l如果为大厚度结构大厚度结构，可以采用电渣焊。l氩弧焊的成本高氩弧焊的成本高，不宜用来焊接低碳钢。l如果结构材料为铝合金铝合金，应选用氩弧焊。39 各种焊接方法特点各种焊接方法特点焊接方法热影响区大小变形大小生产率可焊的空间位置使用板厚（mm）*气焊大大低全0.53手弧焊较小较小较低全可焊1以上，常用320埋弧自动焊小小高平可焊3以上，常用660氩弧焊小小较高全0.525CO2气体保护焊小小较高全0.830电渣焊大小高立可焊251000以上，常用35400等离子弧焊小小高全可焊0.025以上，常用112电子束焊极小极小高平560点焊小小高全可焊10以下，常用0.53缝焊小小高平3以下405-3 5-3 焊接接头型式的选择焊接接头型式的选择l按照被焊工件的相互位置，焊接接头有四种基本型式，对接接头、T形接头、角接接头和搭接接头。l厚板焊接时，为为了了使使整整个个截截面面、都都能能焊焊透透，要要在在接接缝缝处处加加工成一定形状的坡口。工成一定形状的坡口。l各类接头型式中应用最普遍的是对接接头普遍的是对接接头。lT形接头和角接接头一般应用在空间类结构的制造上，接接头受力都比对接接头复杂。头受力都比对接接头复杂。l搭接接头，由于板材要重叠，消耗量比较大，增加了结构的重量，而且受力状态复杂而且受力状态复杂，所以设计时应尽量避免，但这种接头对装配尺寸要求不严格，常常用于装配要求简单的板状结构，l此外，搭接接头是薄板结构点焊和缝焊以及钎焊的基本接搭接接头是薄板结构点焊和缝焊以及钎焊的基本接头型式头型式。415-4 5-4 焊接结构工艺性焊接结构工艺性l一、焊缝布置应有利于减小焊接应力和变形一、焊缝布置应有利于减小焊接应力和变形l1 1 尽量减少焊缝数量尽量减少焊缝数量 在设计焊接结构时应多采用型材或冲压件，来减少焊缝数量。422 2 避免焊缝密集和交叉避免焊缝密集和交叉l焊缝交叉或过分集中会造成接头处严重过热，增大热影响区范围，且增大焊接应力和变形。433 3 焊缝应尽量对称布置焊缝应尽量对称布置l焊缝对称布置，可使焊缝引起的弯曲变形相互抵消，这对减小梁、柱等结构的焊接变形有明显效果。44二、焊缝布置应考虑焊接结构的受力情况二、焊缝布置应考虑焊接结构的受力情况l在最大应力和应力集中的位置不应该布置焊缝在最大应力和应力集中的位置不应该布置焊缝。45三、焊缝位置应远离加工表面三、焊缝位置应远离加工表面l焊缝位置应远离加工表面，以避免焊焊缝位置应远离加工表面，以避免焊接变形、焊接应力影响加工精度。接变形、焊接应力影响加工精度。46四、焊缝位置应便于操作四、焊缝位置应便于操作焊缝布置必须有良好的焊接操作性，即有足够的焊接操作空间，否则无法保证焊接质量。47l10-1 判断题判断题l1金属的焊接性不是一成不变的。同一种金属材料，采用不同的焊接方法及焊接材料，其焊接性可能有很大差别。（）l2焊接中碳钢时，常采用预热工艺。预热对减小焊接应力十分有效。同时，预热也可防止在接头上产生淬硬组织。（）l3根据等强度原则，手工电弧焊焊接400MPa级的15MnV钢，需使用结426和结427（或结422、结423）焊条。（）l10-2 选择题选择题l1不同金属材料的焊接性是不同的。下列铁碳合金中，焊接性最好的是（）。lA灰口铸铁；B可锻铸铁；C球墨铸铁；lD低碳钢；E中碳钢；F高碳钢。482焊接梁结构，焊缝位置如图10-l所示，结构材料为16Mn钢，单件生产。上、下翼板的拼接焊缝A应用（）方法和（）焊接材料；翼板和腹板的四条长焊缝B宜采用（）方法焊接，使用的焊接材料为（）；筋板焊缝C应采用（）方法焊接，焊接材料为（）。A埋弧自动焊；B手工电弧焊；C氩弧焊；D电渣焊；E结507；F结422；G结427；HH08MnA和焊剂431；IH08MnSiA；JH08A和焊剂130。4910-3 填空题填空题1图10-2所示为汽车传动轴，由锻件（45钢）和钢管（Q235钢）焊接而成。大批量生产时，合适的焊接方法为（）；使用的焊接材料为（）。2汽车车轮由轮圈和辐板组成，材料均为Q235钢，如图10-3所示。大批量生产时，轮圈由卷板机卷成，再经（）焊接而成；而轮圈与辐板则用（）焊接连为一体，焊接材料为（）。502修改焊接结构的设计修改焊接结构的设计(题示焊接方法不变题示焊接方法不变)（1）钢板的拼焊（电弧焊），如图10-4。（2）用钢板焊接工字梁（电弧焊），如图10-5。（3）钢管与圆钢的电阻对焊，如图10-6。（4）管子的钎焊，如图10-7。图10-4图10-5图10-6图10-751l期末答疑安排期末答疑安排l地点：逸夫教学楼地点：逸夫教学楼A304l 教师休息室教师休息室l时间：时间：1月月12、13日日 l 晚晚 6：00-8：00l 请互相转告请互相转告l预祝同学考试取得好成绩！预祝同学考试取得好成绩！