西安工大焊接冶金学基本原理绪论PPT课件

参考书目,主要内容,1、焊接与现代制造技术2、焊接原理3、焊接方法的分类4、焊接的发展5、焊接的应用,焊接的地位,焊接是什么,1、焊接与现代制造技术,现代制造技术的重要内容,成形：铸造、锻造（热加工）；车、铣、刨、磨（冷加工）连接：焊接、铆接改性：热处理装配：,简单零部件,基本零部件,完整设备,从材料角度细分为冶金（熔铸和粉末冶金）和成型（铸造和加工成形）两个部分；*热加工：铸、锻、焊；冷加工：机械加工,粗钢产量（百万吨）,从2009年开始中国钢产量约占占世界产量的一半,焊接的应用、特点和地位,发达国家，50-60%钢材焊接，（我国30%多）关键技术，与发达国家差距巨大永久连接，等强、刚、塑、韧独立学科，多学科基础交叉高技术、重要产业,中国第一台万吨水压机1961年12月，上海江南造船厂12000吨。机身高33.65米，机上有13个特大件，即3座横梁、4根立柱和6只工作缸。3座横梁的重量是100300吨，4根立柱各长18米，直径1米，重80吨，立柱上的螺丝帽一个就有五六吨重。解决电力、冶金、重型机械和国防工业的大型锻件生产，结束大型锻件只能依赖进口的局面。目前最大水压机为8万吨，为德阳二重建造，美国最大的只有7万吨（二十世纪四十年代）。,1.现代连接方法,材料（金属、陶瓷和塑料）连接是通过适当的手段，使两个或两个以上分离的固态物体产生形成一个整体，从而实现物理量的传导。实现方法称为连接技术。,机械连接,1.现代连接方法,1.1螺栓（纹）连接,互换性与修复,1.现代连接方法,1.2铆接,搭接缝,单盖板对接缝,1.现代连接方法,1.3(金属）焊接,强度高，密封性好，接头重量轻，加工简单，节约材料。,1.现代连接方法,1.4钎焊,接头表面光洁，气密性好，形状和尺寸稳定。钎料熔化而焊件不熔化，焊件组织不变化。可连接相同的或不相同的金属及部分非金属。,电力、电子行业,主要内容,1、焊接与现代制造技术2、焊接原理3、焊接方法的分类4、焊接的发展5、焊接的应用,熔化焊过程示意图(熔化极气体保护焊),（TIG焊视频1）（CO2保护焊视频2）,2、焊接原理,(1).焊接过程,通过加热或加压或两者并用，使被焊材料达到原子间结合，从而形成永久性连接的工艺。被焊材料称为母材或工件。三个要点：一是途径，即加热或加压；二是本质，微观上达到原子间的结合；三是效果，宏观上永久性连接。,(2).焊接(Welding)定义：,2、焊接原理,rA,（3）焊接的障碍,金属表面只有个别微观点接触；材料表面存在着氧化膜、油、杂质、污物、锈等。,2、焊接原理,r0,1,2,3,rr原子间作用力和势能与举例的关系1斥力2引力3合力,相引力相斥力,解决方法：,加热加热到熔化状态熔化焊加压（加热或不加热）压力焊,（4）.焊接接头焊接接头是指整个焊接区，不仅包括结合区，也包括其周围区域。结合区即是焊缝（WM：weldmeltal），结合区邻近区即是母材中组织或性能发生变化的区，称为热影响区（HAZ：heataffectedzone）。过渡区是指母材与焊缝交界处，也称为熔合区。接头的质量包括焊缝、热影响区与熔合区。,2、焊接原理,主要内容,1、焊接与现代制造技术2、焊接原理3、焊接方法的分类4、焊接的发展5、焊接的应用,3、焊接方法的分类,分三类：熔化焊、压力焊、钎焊一是熔化焊：电弧焊：手工电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊。气焊电渣焊等离子焊真空电子束焊激光焊,特点：母材加热熔化,3、焊接方法的分类,二是压力焊：电阻焊：点焊、（点焊点形成）、缝焊、对焊、闪光焊等。摩擦焊超声波焊、爆炸焊扩散焊,特点：施加压力,扩散结合法（复合材料制备）,搅拌摩擦焊（FSW),首先应用于火箭发动机燃料储箱。,3、焊接方法的分类,三是钎焊：真空钎焊、火焰钎焊、感应钎焊等。,软钎焊(soldering)：熔点450，强度70MPa硬钎焊(brazing)：熔点450，强度200MPa,特点：母材不熔化，钎料熔化,焊接方法总结,焊接,压力焊,钎焊,熔化焊,电焊,化学能焊,高能束焊,非熔化极,熔化极,电阻焊冷压焊摩擦焊扩散焊闪光焊超声焊爆炸焊,气电焊焊条焊埋弧焊药芯焊电渣焊,钨极氩弧焊等离子弧焊,激光焊电子束焊,主要内容,1、焊接与现代制造技术2、焊接原理3、焊接方法的分类4、焊接的发展5、焊接的应用,4、焊接的发展,（1）从古老到现代,在古代锻焊曾是金属连接的方式。,4、焊接的发展,（2）近代焊接方法,1881年碳弧焊俄罗斯18851900年电阻焊美国1900年铝热焊西德、美国氧乙炔法国19071910年手工电弧焊瑞典1908年电渣焊ESW俄罗、斯美国、乌克兰1909等离子焊接PAW德国、美国1920钨极惰性气体保护电弧焊TIG美国1930熔化极惰性气体保护电弧焊MIG美国埋弧焊SAW美国,一战期间，舰船等装备的需求刺激了一批廉价、快捷的焊接技术的发展；,4、焊接的发展,（3）新焊接方法仍在发现,1953年活性气体保护电弧焊MAG俄罗斯1956年摩擦焊俄罗斯超声波焊1950年末真空扩散焊1959年爆炸焊1961年电子束焊法国1970年激光焊接LBW英国1991年搅拌摩擦焊FSW英国,二战期间，航空业有色金属（镁、铝）连接的需求刺激了新的焊接技术的产生。,（4）趋势之一：自动化机械臂焊接机器人（1），（2）,4、焊接的发展,焊接发展趋势之二：协同化,汽车车体焊接装配生产线,美国与德国专家对21世纪焊接技术发展的预测：焊接仍将是制造业的重要加工工艺，它是一种精确、可靠、低成本，并且是采用高科技连接材料的方法。目前还没有其它方法能够比焊接更为广泛地应用于金属的连接，并对所焊的产品增加更大的附加值。,主要内容,1、焊接与现代制造技术2、焊接原理3、焊接方法的分类4、焊接的发展5、焊接的应用,5、焊接的应用,航空、航天、船舶、汽车、工程机械、压力容器、建筑、管道、电厂等等，涵盖几乎所有制造业。焊接在国民经济发展和国防建设中具有非常重要的地位和作用。人才寻求强劲，供不应求！,（1）航天,（2）航空,（3）船舶,2007年起我国造船订单量晋身全球第一，船体是典型的板-焊结构。,我国建造最大的30万吨超大型原油船总长333m，型宽58m,（4）汽车，摩托车，运输车辆、集装箱,录像,（5）压力容器,中国第一个煤直接液化装置的加氢反应器，直径5.5m，长62m，厚337mm，重2060t，为当今世界最大、最重的锻焊结构加氢反应器，采用全自动双丝窄间隙埋弧焊技术，每条环焊缝需连续焊接天。,（6）管道,中国第一条高强钢（X70）大直径长输管线，长40