焊接精心优秀课件.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,1,2,用加热或加压力等手段，借助金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来的方法。,焊接动画,第四篇 焊接,3,熔化焊：,电弧焊、电渣焊、电子束焊、激光焊、等离子弧焊等,压力焊：,电阻焊、摩擦焊、冷压焊、超声波焊、爆炸焊、高频焊、扩散焊等,钎焊：,软钎焊、硬钎焊,焊接成形的分类,4,焊接成形的特点,接头牢固、密封性好。,可化大为小、以小拼大。,可实现异种金属的连接。,重量轻、加工装配简单。,焊接结构不可拆卸。,焊接应力变形大，接头易产,生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。,5,第四篇 焊接,电弧焊,其他常用焊接方法,常用金属材料的焊接,焊接结构设计,6,1-1,焊接电弧,一、电弧焊焊接过程,引弧,形成熔池,形成焊缝,二、焊接电弧,1.,焊接电弧的概念,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。,第一章 电弧焊,电弧焊动画,7,2.,电弧的构造及热量分布,阴极区：,阳极区：,弧柱区：,2400k 36%,2600k 42%,50008000k 21%,3.,电弧的极性,直流电源,正接极,直流电源,反接极,用于薄板金属的焊接,8,1-2,焊接接头的组织与性能,焊接接头,焊缝区,焊接热影响区,1,焊缝区,熔池金属冷却结晶所,形成的铸态组织。,2,焊接热影响区,焊缝两侧的母材，由于,焊接热的作用，,其组织和性,能发生变化的区域,。,9,焊接热影响区,熔合区,过热区,正火区,部分相变区,10,熔合区,焊缝和母材金属的交界区。（,0.1-1mm,）,加热温度：,T,液,T,固,强度、塑性、韧性极差，是裂纹和局部脆断的发源地。,过热区,加热温度：,T,固,1100,塑性和韧性很低，是裂纹的发源地。,在热影响区内具有过热组织或晶粒显著粗大的区域。（,1-3mm,）,11,正火区,在热影响区内相当于受到,正火处理的区域。（,1.2-4mm,）,力学性能优于母材。,部分相变区,在热影响区内发生部分相变,的区域。,力学性能较母材稍差。,力学性能最差的区域：,熔合区,和,过热区,12,焊接接头的主要缺陷,气孔,焊接时熔池中的气泡,在焊缝凝固时未能逸,出而形成的空穴。,夹渣,夹渣是焊后残留在,焊缝中的熔渣。,未焊透,未焊透是焊接接头,根部未完全熔透的,现象。,焊接裂纹,是由于焊接残余应力,较大而在焊缝或热影,响区产生的裂纹。,13,改善焊接热影响区组织和性能的方法：,小电流、快速焊接；,采用先进的焊接方法；,焊前预热、焊后热处理（正火）,14,1-3,焊接应力与变形,焊接应力状态：,焊缝区域,拉应力,两侧冷金属,压应力,焊 接 应 力,焊接应力与变形产生的根本原因：,焊件,(,工件）在焊接过程中,受到局部加热和快速冷却。,15,焊 接 变 形,16,焊接应力及变形的预防、消除措施,焊缝不要密集交叉，,截面和长度应尽可能小。,合理选择焊接顺序。,（,）,（,）,（,）,1,2,17,1,2,3,4,1 4 3 2,1,2,3,4,1,2,3,4,5,6,1 2 3 4,焊接应力及变形的预防、消除措施,1,4,5,2,3,6,18,焊前反变形,焊后,焊前预弯反变形,焊后,采用反变形法。,焊接应力及变形的预防、消除措施,19,焊接变形的矫正,:,机械矫正,火焰矫正,焊前预热,150,350,焊后热处理,:,去应力退火,机械矫正法,火焰矫正法,焊接应力及变形的预防、消除措施,20,1-4,焊条电弧焊,一、焊接过程,工件,焊芯,熔化,熔池,焊缝,药皮熔化,+,液态金属,熔渣,电弧焊动画,21,二、电焊条,1.,电焊条的组成及作用,电焊条,焊条芯,药皮,焊缝,填充材料,填充焊缝,电极,传导电流,导电,脱氧保护,作用,冶金,作用,稳定电弧,作用,焊条芯,药皮,22,2.,电焊条的分类,二、电焊条,碳钢焊条、低合金钢焊条,J,不锈钢焊条,A,；,堆焊焊条,D,；,铸铁焊条,Z,；,铜及铜合金焊条,T,；,铝及铝合金焊条,L,；,酸性焊条,碱性焊条,23,二、电焊条,型号 国标,碳钢焊条,抗拉强度等级,bmin,=430MPa,焊接位置（平、立、仰,横）,E,43,0,3,药皮种类（钙钛型）,J 4 2 2,药皮种类（钙钛型）,抗拉强度等级,结构钢焊条,牌号 行标,J 5 0 7,药皮种类（低氢型）,抗拉强度等级,结构钢焊条,24,二、电焊条,3.,电焊条的选用,根据被焊工件的强度选用,根据被焊工件的化学成分选用,根据被焊工件工作条件和结构选用,根据实际生产状况选用,25,一、埋弧焊焊接过程及设备,焊接热源：,电弧热,1-5,埋弧焊,溶池保护：,焊剂（气、渣）,埋弧焊动画,26,一、埋弧焊设备及焊接过程,1-5,埋弧焊,焊接设备：,焊接电源,控制箱,焊接小车,27,特点：,生产率高；,焊接质量稳定；,节省金属材料；,改善了劳动条件；,只能在水平位置焊接。,二、埋弧焊特点,28,三,.,埋弧焊工艺,1,）焊前准备,板厚在2025,mm,以下的工件可不开坡口；,实际生产中，板厚在1422,mm,应开,Y,型坡口，,板厚在2250,mm，,可开双,Y,型坡口或,U,型坡口。,29,三,.,埋弧焊工艺,1,）焊前准备,环焊缝：,焊丝起弧点应与环,的中心偏离一定距,离,a(a=2040mm),直径小于,250,mm,一,般不采用埋弧焊。,30,三,.,埋弧焊工艺,2,）采取防漏措施,双面焊；,手工电弧焊封底；,焊剂垫；,垫板。,3)要有引弧板和引出板,31,应用：,主要用于较厚,钢板的长直焊,缝和较大直径,环形焊缝焊接。,四、埋弧焊应用,32,压力容器的环焊缝和直焊缝、锅炉冷却壁的长直,焊缝、船舶和潜艇壳体、起重机械、冶金机械,（高炉炉身）等的焊接。,33,1-6,气体保护焊,一.氩弧焊,利用氩气作为保护性介质的电弧焊方法。,熔化极氩弧焊动画,不熔化极氩弧焊动画,34,氩弧焊的特点：,机械保护效果好，焊缝金属纯净，焊接质量优良。,电弧燃烧稳定，飞溅小。,焊接热影响区和变形小。,可进行全位置焊接。,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。,35,以,CO,2,气体作为保护性介质的电弧焊方法。,二,.,CO,2,气体保护焊,CO,2,气体保护焊录像,36,生产率高（是手弧焊的,1,3,倍）。,成本低（是手弧焊的,40%,）。,焊接热影响区和变形小。,可进行全位置焊接。,氧化、飞溅严重，气孔倾向大，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。,CO,2,气体保护焊的特点,37,1-7,等离子弧焊接与切割,一、焊接过程,机械压缩,热压缩 等离子弧,电磁收缩,二、焊接特点,1,生产率高,2,焊缝表面质量好,用于焊接薄的箔材,38,第二章 其它常用焊接方法,2-1,电阻焊,利用电流通过焊件及其接触处所产生的电阻热，将焊件局部加热到塑性或熔化状态，然后在压力下形成焊接接头的焊接方法。,39,点焊,工艺参数,电极压力,焊接电流,通电时间,适中,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。,点焊动画,电阻焊,焊点的形成,40,缝焊动画,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。,电阻焊,41,电阻焊,缝焊录像,42,对焊,电阻对焊,闪光对焊,录像,电阻焊,43,对焊,电阻焊,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。,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,0.01mm200mm,。,44,电阻焊,对焊,对接接头形式,主要用于棒料的对接,45,一,.,摩擦焊焊接过程,2-2,摩擦焊,46,二,.,摩擦焊接头型式,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。,47,软钎焊,钎料的熔点在,450,以下。接头强度低，,一般为,60190MPa,，,工作温度低于,100,。,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。,硬钎焊,钎料的熔点在,450,以上。接头强度高，,在,200MPa,以上，,工作温度较高。,48,钎料,溶剂,钎料的作用：,连接,填充,钎料的种类：,软钎料：,锡铝合金,(,焊锡,),硬钎料：,铝基、铜基、,银基、镍基合金等。,溶剂的作用：,清理作用,去除表面氧化皮,降低表面张力,改善液态钎料对焊件的,湿润性。,保护作用,49,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、换热器,的焊接。,钎焊的应用,50,51,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,2-4,电渣焊,焊接过程,52,电渣焊,动画,53,电渣焊特点,1,大厚度工件可一次焊成。,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。,54,2-5,真空电子束焊接,55,2-6,激光焊接,激光焊接录像,激光切割录像,56,polo,的激光焊接生产线,57,2007-7-9 20:17,58,59,第三章,常用金属材料的焊接,60,3-1,金属材料的焊接性,一,.,金属材料的焊接性,被焊金属采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数,及结构形式条件下，获得优质焊接接头的难易程度。,焊接性,工艺焊接性：,使用焊接性：,焊接接头产生工艺缺陷的倾向。尤其指出现各种裂纹的可能性,焊接接头在使用中的可靠性。包括力学性能及其它特殊性能,61,二,.,影响焊接性的因素,1,）焊接方法,4,）工艺参数,2,）焊接材料,3,）焊件化学成分,3-1,金属材料的焊接性,C,影响最显著,基本元素,折合成,碳,的,相当含量,对焊接性的影响,其它元素,C,E,=C+Mn/6+Cr+Mo+V/5+Ni+Cu/15,C,E,0.6%,焊接性良好,较差,差,62,3-2,碳钢的焊接,一.低碳钢的焊接,低碳钢：,C0.25%,C,E,0.4%,焊接性良好,。,Q235,、,10,、,15,、,20,等,（,1,）在低温环境下焊接厚度大、刚性大的结构时，,应该进行预热，否则容易产生裂纹。,（,2,）重要结构焊后要进行去应力退火以消除焊接,应力。,焊接时还需注意以下问题：,63,3-2,碳钢的焊接,二.中碳钢的焊接,中碳钢：,C0.25,0.60%,焊接性由,良好 较差,。,C,E,0.60%,焊接性差。,C,E,0.60%,问题,焊缝区易产生热裂纹,热影响区易产生冷裂纹,措施,焊前预热（,250350,），焊后缓冷。,选用低氢型焊条。,焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊。,避免,选用高碳钢作为焊接,结构件。,修补,3-2,碳钢的焊接,65,3-3,合金结构钢的焊接,合金结构钢,机械制造用结构钢,普通低合金结构钢,（调质钢、渗碳钢）,（压力容器、锅炉、桥梁、车辆、船舶等结构。）,66,普通低合金结构钢：,低强度普通低合金结构钢：,高强度普通低合金结构钢：,s,400MPa,C,E,400MPa,C,E,0.4%,0.5%,焊接性良好,。,焊接性较差。,15MnVN,、,18MnMoNb,、,14MnMoV,焊前预热（150,250,），焊后缓冷；,选用低氢型焊条；焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊。,3-3,合金结构钢的焊接,67,3-4,铸铁的焊补,一、铸铁焊补的特点（困难）,1.,熔合区易产生白口组织和淬硬组织；,2.,焊缝区易产生裂纹；,3.,焊缝区易产生气孔；,4.,熔池金属易流失；,二、铸铁焊补的方法,1.,热焊法,焊前将焊件整体或局部预热至,600,700,并施焊，焊后缓冷。,用于形状复杂，焊后需要机械加工的重要件。如汽缸体、汽缸盖、机床导轨等,68,2.,冷焊法,焊前不预热或低温预热（,400,）的焊补方法。,焊条选用,选用钢芯或铸铁芯铸铁焊条,一般非加工表面的焊补,选用镍基铸铁焊条,选用铜基铸铁焊条,重要铸件加工面的焊补,焊后须加工的灰铁件的焊补,69,一、铜及铜合金的焊接,1.,铜及铜合金的焊接特点,2,）易氧化；,3,）易产生气孔；,1,）难熔合；,4,）易变形开裂；,2.,铜及铜合金的焊接方法,氩弧焊、气焊、钎焊。,3-5,有色金属的焊接,70,二、铝及铝合金的焊接,1.,铝及铝合金的焊接特点,1,）易氧化；,2,）易产生气孔；,4,）接头易软化；,3,）易变形开裂；,2.,铝及铝合金的焊接方法,氩弧焊、气焊、钎焊、电阻焊。,71,第四章,焊接结构的设计,4-1,焊接结构件材料的选择,1.,优先选用,低碳钢,和,低强度,的低合金钢；,2.,对于重要件应优先选用镇静钢（脱氧）；,3.,尽量选用同一牌号的材料；,4.,材料的厚度最好相等；,5.,尽量选用型材。,注意,焊接方法应和材料的焊接性、焊件厚度、,焊缝长短、生产批量及焊接质量等因素相适应。,72,4-2,焊接接头的工艺设计,一、接头形式的设计,1.,对接接头,2.,搭接接头,3.,角接接头,4.T,字接接头,对接接头,接头受力简单、均匀，应力集中较小，,强度较高，优先选用,搭接接头,接头强度好。但受力复杂，应力集中严,重，易产生焊接缺陷。,73,不同厚度的工件焊接时：,74,二、坡口形式的设计,75,三、焊缝的布置,焊缝布置应尽量分散,不合理,合理,不合理,合理,76,焊缝布置应尽量分散,不合理,合理,三、焊缝的布置,77,焊缝的位置应尽可能对称布置,不合理,合理,三、焊缝的布置,78,焊缝的位置应尽可能对称布置,不合理,合理,三、焊缝的布置,79,不合理,合理,焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置,三、焊缝的布置,80,焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置,不合理,合理,三、焊缝的布置,81,焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置,三、焊缝的布置,不合理,合理,82,不合理,合理,不合理,合理,焊缝应尽量避开机械加工表面,三、焊缝的布置,83,焊缝位置应便于焊接操作,三、焊缝的布置,不合理,合理,84,三、焊缝的布置,焊缝位置应便于焊接操作,不合理,合理,85,三、焊缝的布置,焊缝位置应便于焊接操作,不合理,合理,86,