焊接基本概念.docx

材料成型基焊接焊接基本概念1 焊接的定义及特点焊接的定义：被焊工件(同材质或者不同材质)通过加热或加压(或两者并用), 采用或不用填充金属, 使被焊工件达到原子间结合而形成永久性连接的工艺过程。金属焊接的条件： 两块金属的距离d达到 (35)10-10m金属原子间形成金属键实现焊接。a. 两块金属件要接触 b. 要有足够高的能量焊接的特点优点：1）连接性能好，密封性好，承压能力高 ；2）省料，重量轻，成本低；3）加工装配工序简单，生产周期短 ；4）易于实现机械化和自动化。缺点： 1）焊接结构是不可拆卸的，更换修理不便 ；2）接头的组织和性能发生变化，往往是变坏；3）产生焊接残余应力和焊接变形； 4）产生焊接缺陷，如裂纹、未焊透、夹渣、气孔等。焊接与机械连接（如铆接）和粘接的差异：被焊接的材料不仅在宏观上建立了永久性的联系，而且在微观上建立了组织之间的内在联系。机械连接和粘接是借助第三方实现材料的连接，被连接材料之间没有内在性的联系。2 焊接的分类熔化焊熔化焊液相焊钎焊液固相焊(固相焊)压力焊固相焊 (固相焊)熔化焊焊接过程中，将焊接接头加热至熔化状态，在温度场、重力等的作用下，在不加压力条件下，两个工件熔融的液态金属混合，待温度降低后将两被焊工件牢固地凝结在一起，完成焊接的方法。 钎焊利用熔点比母材低的填充金属(钎料), 经加热熔化后, 利用液态钎料润湿母材, 填充接头间隙并与母材相互扩散, 实现连接的焊接方法。 压力焊典型的固相焊接方法，利用压力使待焊部位的表面在固态下直接紧密接触，并使待焊接部位的温度升高，通过调节温度、压力和时间，使待焊表面充分进行扩散而实现原子间结合，形成焊接接头的方法。熔化焊、钎焊、压力焊特点的比较3 .焊接技术的历史与发展连接技术的历史与发展焊接技术属于连接技术的范畴连接技术是伴随着材料的应用而产生的。在人类还只能使用天然材料时，就产生了捆绑、镶嵌、缝纫等连接技术。当人类可以制造材料后，现代意义上的连接技术就开始萌生了。除机械方法以外，钎焊或许是最古老的连接金属的技术。材料连接的方法及其基本特征连接技术已经出现了多种方法：捆绑、镶嵌、焊接、铆接、粘接连接过程中涉及到的能量类型：光、电、声、化学、机械结合性质：机械结合、化学结合和材质结合焊接方法处于绝对主导地位过程最复杂、发展最迅速应用最广泛 从近现代历史上看, 焊接的发展主要是焊接热源的发展所推动的。现代焊接生产对于焊接热源的要求主要是: (1)能量密度高，并能产生足够高的温度。高能量密度和高温可使焊接加热区域尽可能小，热量集中，并实现高速高效焊接生产。(2)热源性能稳定，易于调节和控制。热源性能稳定是保证焊接质量的基本条件。(3)高的热效率，降低能源消耗。尽可能提高焊接热效率，节约能源消耗有着重要技术经济意义。 现代焊接技术发展方向: (1)高品质焊接材料。如镍基合金焊丝、铝合金焊丝、钛合金焊丝、镁合金焊丝、超高强钢焊丝; 实芯焊丝、药芯焊丝等。 (2)基于网络的计算机群控焊接生产线，易于调节和控制。焊接工艺参数的控制，整条生产线、焊机的群控; 根据材料自动选择并预置焊接工艺参数; 焊接过程的自适应控制、最佳控制及智能控制等。 (3)自动化焊接技术具有智能的焊接机器人，特别是具有自动路径规划，自动校正轨迹，自动控制熔深的机器人及特殊用途的焊接专用装备。 (4) 优质、高效、低成本、绿色、节能的焊接工艺如复合热源焊接, 是未来发展的重要方向。 (5) 极端环境焊接技术如海洋工程焊接(水下焊接与切割)、核环境下的焊接修复与切割、太空焊接、极小或极大零部件的焊接。焊接技术的应用领域：4 焊接的应用每年用于制造焊接结构的钢材占钢总产量的70左右。应用材料及结构广泛: 钢铁等黑色金属材料, 铝合金、钛合金、镁合金等有色金属材料; 同种材料的焊接、异种材料的焊接; 各种各样的接头形式。应用范围广泛: 广泛地应用于机械、汽车、船舶、石油化工、电力、建筑、核能、海洋工程、航空航天、电子等工业领域。焊接方法种类繁多, 数十种之多。 新焊接工艺应用于生产极大提高焊接生产率和质量。与工业发达国家相比，我国的焊接机械化和自动化水平还较低: 按熔化焊来计算, 目前日本为70%, 德国为80%, 美国为60%, 苏联为40%, 而我国还不到20%, 其主要原因是我国焊接生产主要还靠手工电弧焊, 自动化水平高的气体保护焊和埋弧自动焊应用少。5 焊接专业的研究领域