第0章绪论(2h)

1、0绪论绪论u教材与参考书 压力焊部分:教材教材： 赵熹华、冯吉才,压焊方法及设备压焊方法及设备，机械工业出版社 ，2005； 参考书： 1.赵熹华,压力焊,北京机械工业出版社 , 1989； 2.邹增大,焊接材料、工艺设备手册,北京化学工业出版社,2001； 0绪论绪论u钎焊部分：教材教材:赵越, 钎焊技术及应用钎焊技术及应用, 化学工业出版社工业装备与信息工程出版中心, 2004参考书： 1.邹僖 ,钎焊,北京：机械工业出版社, 1989； 2.中国机械工程学会焊接学会.焊接手册（3版）、焊接方法及设备.北京:机械工业出版社,2008； u 课程总学时：40 实验：6学时u课程考核方式：考试

2、70%+平时成绩30%0 0绪论绪论第0章 绪论第1章 点焊第2章 凸焊和缝焊第3章 对焊第4章 电阻焊设备及焊后检验第5章 钎焊接头的形成过程第6章 钎料第7章 钎焊去膜过程第8章 钎焊方法第9章 钎焊接头设计第10章 常用金属的钎焊0绪论绪论1.1.焊接定义与物理本质焊接定义与物理本质：材料的连接方法：（材料的连接方法：（4 4种）种）焊接 铆接螺栓连接 胶接不可拆卸连接可拆卸连接（机械连接）分子间结合用的最多的连接方法0绪论绪论 1)焊接定义焊接定义:通过加热加热或者加压加压，或者两者并用，并且用或不用填充材料填充材料，使焊接件达到原子间结合的一种加工方法。 用物理或化学物理或化学的方法

3、使两个分离表面的金属原子接近到晶格间距（0.30.5nm），形成金属键金属键，进而形成物体间的连接。 2)焊接物理本质焊接物理本质：0绪论绪论3)3)焊接优点焊接优点: :0绪论绪论2.2.焊接分类：焊接分类： 一般都根据热源的性质、形成接头的状态及是否采用加压来划分熔化焊熔化焊 ：是将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。0绪论绪论例如:AL室温焊接时，对接端面变形60%才可实现焊接（冷焊）。当加热到400时，对接端面变形度8%就可实现焊接（电阻焊），而且所需压力也很小。 0绪论绪论 图0-1压力与温度的关系（P2）- 冷压焊 - 非焊接区 - 扩散焊区 - 热压焊区 - 熔化焊

4、Tm - 熔点 Tr - 再结晶温度 焊接过程力焊接过程力-热关系图热关系图 趋势趋势：金属加热的温度越低，焊接需要的压力就越大。冷压焊压力最大，扩散焊最小，熔化焊不要压力 固相接头的质量取决于对口处表面氧化膜和不洁物被清除的程度，也受温度、压力等因素的影响。0 绪论绪论 4 4.1压焊压焊：是通过施加压力（加热或不加热），使金属产生塑性变形、再结晶和扩散等作用，形成焊接接头 4.4.本课程的主要内容（压焊、钎焊）本课程的主要内容（压焊、钎焊）1)压焊分类压焊分类：（按照族系法和工艺特征）电阻焊：点焊 、凸焊 、 缝焊 、对焊（重点）高频焊扩散焊摩擦焊0绪论绪论压焊的发展压焊的发展 压焊历史悠

5、久，战国时期都有锻焊 ，现在仍然还有，如龙泉剑制作。随着经济的进步和社会的发展，新材料，新产品不断出现，老方法（例如.锻焊）被淘汰，新方法（如.搅拌摩擦焊）萌生和发展。0 绪论绪论2)压焊的二个要素：压焊的二个要素：热源：热源：电阻热；高频热；摩擦热等，电阻热；高频热；摩擦热等， 几乎所有可以利用的热源方式几乎所有可以利用的热源方式力：力：静压力；冲击力；爆炸力。静压力；冲击力；爆炸力。 压力大小与材料种类、所处温度、焊接环压力大小与材料种类、所处温度、焊接环境和介质有关境和介质有关0 绪论绪论3)压焊接头形成：压焊接头形成： 少数压焊(如:点焊;缝焊等):加热-熔化-冶金反应-凝固-固态相变

6、-形成接头;(热热起主导作用起主导作用) 多数压焊(如摩擦焊):塑性变形-再结晶和扩散-形成接头;(压力起主导作用压力起主导作用)0 绪论绪论u高频焊高频焊：利用流经焊件连接面的10500kHz高频电流所产生的电阻热作为热源，使焊件待焊区表层被加热到熔化或塑性状态，同时通过施加顶锻力，使焊件达到金属间结合的一种焊接方法。0 绪论绪论0 绪论绪论0 绪论绪论0 绪论绪论 通常由如下四个步骤构成： 1、机械能转化为热能； 2、材料塑性变形； 3、热塑性下的锻压力； 4、分子间扩散再结晶。图0-2摩擦焊原理图0 绪论绪论0 绪论绪论 4.24.2钎焊定义：钎焊定义：用比母材熔点低的钎料和焊件一同加热

7、，使钎料熔化(焊件不熔化)后润湿并填满母材连接的间隙，钎料与母材相互扩散形成牢固连接的方法。 1）钎焊分类：钎焊分类：硬钎焊硬钎焊软钎焊软钎焊 （按照钎料（按照钎料 熔点分）熔点分）u钎焊钎焊钎料熔点450（银基、铜基等），接头强度高，适用于焊受力较大或工作温度较高的工件。如车刀、铣刀上硬质合金刀片与中碳钢刀体的连接，常采用铜钎焊。金银首饰常用银钎焊。钎料熔点450（锡基、铅基等），接头强度低，适用于焊受力不大或工作温度较低的工件。如各种电器导线的连接，仪表、仪器元件的焊接等。0 绪论绪论0绪论绪论u按照热源种类和加热方法的不同可分为： 火焰钎焊、炉中钎焊、感应钎焊、电阻钎火焰钎焊、炉中钎焊、

8、感应钎焊、电阻钎焊、浸渍钎焊、气相钎焊、烙铁钎焊及超焊、浸渍钎焊、气相钎焊、烙铁钎焊及超声波钎焊等。声波钎焊等。 -钎焊方法所用 0绪论绪论2 2）钎焊特点钎焊特点 （1）接头光滑平整，组织和力学性能变化小； （2）可焊异种金属； （3）可同时生产率高； （4）接头强度低，耐热性差。3 3）钎焊应用）钎焊应用 硬质合金刀具、换热器、仪表、电机、电子、电器部件等。0绪论绪论4）工艺过程）工艺过程 焊前准备（除油、清理） 装配零件、安置钎剂、钎料 加热、钎料熔化 冷却形成接头 焊后清理 检验。5）钎焊接头形式）钎焊接头形式 经常使用的有搭接、对接、斜接及形接等四种基本形式。 其中搭接和对接形式最常

9、用。0绪论绪论 5.5.课程学习思路和过程：课程学习思路和过程： 原理工艺设备与应用6.6.学习目的及要求学习目的及要求: : 1）掌握压焊与钎焊的基础理论。 2）了解常用金属材料及典型零件的压焊与钎焊特点。 3）了解压焊与钎焊的设备与应用。 达到能制定压焊与钎焊工艺，具有一定的处理有关实际生产问题的能力。 0绪论绪论 7.7.压力焊及钎焊最新发展压力焊及钎焊最新发展 1）压焊(尝试将各种焊接热源混合应用) 1991年英国焊接研究所-FSW(搅拌摩擦焊技术;被公认为21世纪最具革命性、突破性的连接新技术);2002年发明了LB-FSW(激光辅助搅拌摩擦焊接) 2)钎焊 开发新钎料;新钎剂;采用

10、新的钎焊热源：激光钎焊0 绪论绪论:搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊简介1.1.原理原理 搅拌摩擦焊(friction stir welding, 简称FSW)是由英国焊接研究所(The Welding Institute，简称TWI)于1991年提出的一种固态连接方法。0-3：搅拌摩擦焊原理图一、搅拌摩擦焊简介一、搅拌摩擦焊简介0 绪论绪论:搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊简介工作原理工作原理： 焊接时旋转的搅拌头缓缓进入焊缝，在与工件表面接触时通过摩擦生热使得该处金属软化，在顶压力的作用下，指棒进入到工件内部，在高速旋转下使得搅拌头周围的一层金属塑性化。同时，在肩轴端面的包拢下搅拌头沿焊接方向移动形成焊缝

11、0 绪论绪论:搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊的技术特点：1、对母材直接焊接，不需要开坡口，更不需要填丝；2、焊前不需要去除材料氧化层，焊中不需要真空以及保护气。焊后没有元素烧损。3、焊缝晶粒组织为锻造组织。晶像组织各向同性。各项性能接近母材。2 2、工艺、工艺 搅拌摩擦焊焊接工艺参数主要有焊接速度、旋转速度以及压紧力。3、搅拌摩擦焊技术优势搅拌摩擦焊技术优势 1)接头形式多样化 2)可焊接几乎所有的金属，能够异种金属焊接且接头质量高.0-4：搅拌摩擦焊接头形式0 绪论绪论:搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊简介0 绪论绪论:搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊简介0-5：搅拌摩擦焊接头组织分区0-6：铝合金

12、搅拌摩擦焊接头外观包括常见的焊缝区（搅拌区），热影响区和母材外，还存在一个搅拌影响区。0 绪论绪论:搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊简介0-7：铝合金搅拌摩擦焊接头外观0-8：铝合金压力容器搅拌摩擦焊接头外观0 绪论绪论:搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊简介0-9：铜合金搅拌摩擦焊接头外观0-10：镁合金搅拌摩擦焊接头外观0 绪论绪论:搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊简介0-11：钢板搅拌摩擦焊接 4、工业应用 (1)船舶和海洋工业:快艇、游船等的甲板、侧板、防水隔板、船体外壳、主体结构件、直升机平台、离岸水上观测站、船用冷冻器、帆船桅杆和结构件。 (2)航天:运载火箭燃料贮箱、发动机承力框架、铝合金容器、航天飞机外

13、贮箱、载人返回仓等。例如 (3)航空:飞机蒙皮、衍条、加强件之间连接、框架连接、飞机壁板和地板连接、飞机门预成形结构件、起落架仓盖、外挂燃料箱。例如0 绪论绪论:搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊简介0 绪论绪论:搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊简介（4）车辆工业:高速列车、轨道货车、地铁车厢、轻轨电车。 (5)汽车工业:汽车发动机引擎、汽车底盘支架、汽车轮鼓、车门预成形件、车体框架、升降平台、燃料箱、逃生工具等。 (6)在建筑行业:铝、铜、钛等制作的面板、门窗框架、发电厂和化工厂的反应器、铝管道、热交换器和空调器等。 (7)其他工业:发动机壳体、冰箱冷却板、电器分封装、天然气、液化气贮箱、轻合金容器、家庭装饰

14、、镁合金焊接等0 绪论绪论:搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊是针对铝合金、铜合金、镁合金、钛合金等有色金属连接的工艺。在铝合金焊接中的应用最广也最成熟：宽幅铝合金翅片散热器；电力电子铝合金水冷板；各类型铝合金机箱；宽幅铝合金带筋板；厚壁铝合金桶；铝合金轮毂；各类型铝合金结构件。 所有涉及连接的铝合金产品，都可以采用搅拌摩擦焊工艺连接。焊缝各种性能接近母材。完美的实现了铝合金的连接。0绪论绪论:搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊简介 5.国内发展： 1995年英国焊接研究所(TWI)在中国申请了有关搅拌摩擦焊和搅拌头专利保护(专利号：ZL95192193.2)，并且在1999年得到了中国知识产权局的批准(批准号51451)。2002年4月18日，北京航空制造工程研究所和英国焊接研究所在北京正式签署搅拌摩擦焊专利许可和技术合作协议，并在双方合作成立的中国搅拌摩擦焊中心的基础上，注册成立了中国首家专业化的搅拌摩擦焊技术公司北京赛福斯特技术有限公司。0 绪论绪论:搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊简介6、设备6.1搅拌头 图0-12：搅拌摩擦焊头 0 绪论绪论:搅拌摩擦焊简介搅拌摩擦焊简介6.2搅拌摩擦焊新工艺设备图0-13 FSW-3LM-025型静龙门式FS