《犹鹏举开题报告》PPT课件.ppt

毕业答辩 毕业设计 开课报告 钎焊焊接接头裂缝研究姓名 犹鹏举学号 20080800734学院 材料科学与工程学院院系 材料成型与控制工程 钎焊 是指用比母材熔点低的金属材料作为钎料 用液态钎料润湿母材和填充工件接口间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法 钎焊特点 1 安全系数高 无需易燃易爆气体 使用安全2 节能环保 焊接过程中 由于用的是电 不是乙炔 汽油 氧气 LPG等气体 不产生一氧化碳 二氧化碳等有害气体 成本大大降低 3 效率高低成本 传统钎焊焊接温度低 高热辐射 焊接成本高昂 等离子钎焊机火焰温度可调控 焊接温度可达到2000多度 稳定性高 4 携带方便 体积也小 不需要乙炔瓶 氧气瓶 非常适合户外或条件恶劣的环境工作 5 高效性 可持续焊接十二个小时 另外 钎焊变形小 接头光滑美观 适合于焊接精密 复杂和由不同材料组成的构件 如蜂窝结构板 透平叶片 硬质合金刀具和印刷电路板等 主要缺陷 1 填隙不良 部分间隙未被填满 2 钎缝气孔 3 钎缝夹渣 4 钎缝开裂 5 钎料流失 6 母材被溶蚀 钎缝开裂原因 1 由于异种母材的热膨胀系数不同 冷却过程中形成的内应力过大 2 同种材料钎焊加热不均匀 造成冷却过程中收缩不一致 3 钎料凝固时 零件相互错动 4 钎料结晶温度间隔过大 5 钎缝脆性过大 这些往往是一般情况下开裂的原因 我们也可以根据其他焊接方法所得到的焊接接头裂缝缺陷来类比 从而找到一些答案 异种金属材料焊接性的研究 采用铜合金焊丝对奥氏体不锈钢的焊接中产生铜渗透裂纹进行了机理的研究 实验材料及方法 冷却器的新选材料为HSn62一1黄铜和奥氏体1Cr18Ni9tTi不锈钢 七种铜基焊丝 手工钨极氨弧焊 采用焊接工艺时在操作上必须掌握对黄铜是熔化焊所以如何控制电弧的位置是十分重要的 试件焊前必须清除表面杂质 之后再涂抹熔剂 并烘干试件 这种焊接方法可称熔化一钎焊方法 而对不锈钢则是一种钎焊 调节好焊接规范即可正常施 试验结果与分析 在不锈钢的铜熔点以上的热影响区中产生了明显的铜的渗透裂纹 裂纹中充满了液态铜 这种铜渗透裂纹的形态 裂纹起源于角焊缝不锈钢的背面高温区 随熔池向前移动 则裂纹也向同一方向延伸并深入扩展 形成宏观裂纹 结论 试验中研究了铜渗透裂纹的产生机理和渗透扩展过程 试验结果展示出了这个过程中的渗透裂纹形态和特征 这种铜的渗透裂纹是由于液态铜对钢表面浸润引起的液态金属脆化 在焊接拉伸应力作用下而形成的 裂纹出现在铜熔点以上的温度区域 是沿晶界渗透并逐渐扩展 当裂纹尖端充满了足够液态铜时 则会加速裂纹的扩展 低碳钢与奥氏体不锈钢焊接裂纹 低碳钢与奥氏体不锈钢焊接接头易产生裂纹的问题 从力学性能指标 裂纹产生机理方面进行了剖析 并对解决裂纹缺陷提出了整改措施 裂纹产生的机理 1 补焊时 由于入的母材对焊缝金属有稀释的作用 使焊缝中的奥氏体形成元素的含量减少 出现了淬硬的马氏体组织 导致焊缝产生裂纹 焊缝的稀释程度主要取决于母材金属的熔入量 即 熔合比 异种金属焊接时应尽量减小熔合比 2 焊接接头的塑性和韧性降低 导致焊接接头产生裂纹 3 在焊接Q235钢与1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢时 由于不锈钢的线膨胀系数 电阻率都比低碳钢大 而热导率又比低碳钢小 焊接后焊缝内部会产生很大的热应力 当热应力值超过焊缝金属的强度极限时 就会沿熔合线产生裂纹 预防裂纹的方法和措施 1 严格控制焊缝的熔合比 在Q235钢与1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢焊接时 焊缝熔合比控制在30 以下 能有效防止母材金属对焊缝金属的稀释作用 主要是通过选择焊接方法 坡口形式 坡口大小和填充材料 来控制熔合比 2 采用过渡层 焊接Q235钢与1Cr18Ni9Ti不锈钢时 可先用含铬 镍量高的A307或A302焊条在Q235钢的坡口表面上堆焊一层 然后再选用A102焊条将过渡层与1Cr18Ni9Ti不锈钢焊接 严格控制冷却速度 降低焊缝产生裂纹的可能性 在Q235钢管与1Cr18Ni9Ti不锈钢闸门焊接时 要先把水排掉 再对碳钢一侧预热150 左右后再进行焊接 尽量采用小规范焊接 焊后还要用毛毡等覆盖焊缝 达到缓冷的目的 使焊接应力在缓冷过程中能充分消除 焊接热裂纹与母材晶粒粗大的关系讨论 用金相分析的方法就电磁喷油器针阀部件的焊接缺陷进行了探究 进行了深入细致的研究 最终找到了缺陷产生的原因 实验过程 电磁喷油器的针阀部件是通过激光工艺将针阀管分别与阀球和衔铁焊接而成 检查焊缝纵向截面的金相组织时 发现某些来料批次的针阀管与阀球焊接后出现裂纹 通过分析比较这些针阀管材料的化学成分 表面状态及金相组织 仅发现针阀管材料的晶粒度有较大的差异 出现焊接裂纹的针阀管 晶粒粗大 约为8级 无焊接裂纹的针阀管 晶粒细小 为9 5级或10级 分析 该裂纹产生于焊缝收尾处 发生在焊缝内部 与焊波多呈垂直 裂纹尖细 裂纹走向沿焊缝树枝状结晶的晶界 我们根据裂纹发生的部位 形态及分布 可判断为热裂纹中的结晶裂纹 结论 针阀管晶粒粗大 是造成针阀组件焊接出现裂纹的主要原因