第三篇焊接学习教案

1、会计学1第三篇焊接第三篇焊接(hnji)第一页，共85页。概述概述一一什么是焊接什么是焊接?焊接实质是用加热或同时加压并用或不用填加材焊接实质是用加热或同时加压并用或不用填加材料使焊件达到原子或离子结合的一种加工料使焊件达到原子或离子结合的一种加工(jigng)方方法法.实际上被焊接的可以是非金属实际上被焊接的可以是非金属,如塑料如塑料,用钎焊还可以用钎焊还可以把金属与非金属连接起来把金属与非金属连接起来.二二焊接特点及应用焊接特点及应用1特点特点1)省工省料省工省料(与铆接比与铆接比)可省料可省料1220%.2)能化大为小能化大为小,拚小为大拚小为大.大型结构大型结构,复杂零件复杂零件,用焊

2、接组合结构用焊接组合结构,焊接可将铸件焊接可将铸件,锻锻件连接起来件连接起来,简化铸锻工艺和设备简化铸锻工艺和设备.3)可以制造双金属结构可以制造双金属结构,节省贵重金属节省贵重金属.(联想铸造离心联想铸造离心铸造铸造)车刀车刀,钻头钻头硬质合金刀片硬质合金刀片+金刚石膜金刚石膜4)生产率高生产率高便于实现机械化便于实现机械化,自动化自动化.2应用应用桥梁桥梁大容器大容器水压机水压机飞机飞机汽车汽车轮船轮船电子组件电子组件等等第1页/共85页第二页，共85页。三三焊接分类焊接分类(按焊接过程特点按焊接过程特点)1熔化焊熔化焊:局部加热局部加热将焊接接头加热熔化将焊接接头加热熔化,并形成共同并形

3、成共同的熔池的熔池,冷却结晶形成牢固接头冷却结晶形成牢固接头,将两工件焊接成整体将两工件焊接成整体.2压力焊压力焊:利用加压力利用加压力(或同时加热或同时加热)的方法的方法,使两工件结使两工件结合面紧密接触在一起合面紧密接触在一起,并产生一定的塑性变形或熔化并产生一定的塑性变形或熔化,使使他们的原子组成新的结晶他们的原子组成新的结晶,将两工件焊接起来将两工件焊接起来.包括包括:电阻焊电阻焊摩擦焊摩擦焊冷压焊等冷压焊等3钎焊钎焊:对工件和作为填充金属的钎料进行适当的加热对工件和作为填充金属的钎料进行适当的加热,工件金属不熔化工件金属不熔化,但熔点低的钎料被熔化但熔点低的钎料被熔化,后填在工件之后

4、填在工件之间与固态的被焊接金属互相间与固态的被焊接金属互相(hxing)扩散扩散,钎料凝固后钎料凝固后,将两工件焊接在一起将两工件焊接在一起.如如铜焊铜焊银焊银焊锡焊锡焊第2页/共85页第三页，共85页。第一章第一章熔化焊熔化焊电弧焊电弧焊气焊气焊激光焊等激光焊等1手工电弧焊手工电弧焊(焊条电弧焊焊条电弧焊)利用焊条与焊件之间产生的电弧热利用焊条与焊件之间产生的电弧热,将工将工件件(gngjin)和焊条熔化而进行焊接的手和焊条熔化而进行焊接的手工操作工操作.一一焊接过程及特点焊接过程及特点1焊接过程焊接过程:回忆实习回忆实习2特点特点:优点优点:设备简单设备简单.接头形式、焊缝接头形式、焊缝形

5、状、焊接位置、长度不受限制。缺点：形状、焊接位置、长度不受限制。缺点：有弧光，劳动条件下降，质量不稳，生产有弧光，劳动条件下降，质量不稳，生产率低。率低。3应用：单件小批，碳钢，低合金钢，不应用：单件小批，碳钢，低合金钢，不锈钢，铸铁焊补。适宜板厚锈钢，铸铁焊补。适宜板厚。第3页/共85页第四页，共85页。 二焊接冶金过程特点 （焊条和局部被焊接金属在电弧高温作用下的再熔炼过程高于一般冶金温度，可以看成是一个冶金过程） 1 焊接电弧和熔池温度高：造成金属氧化烧损，电弧区气体分解，增大气体活拨性，氧化、氮化（Fe4N、Fe2N）易形成气孔、夹渣等缺陷(quxin)。降低焊缝的塑性、韧性。水分解成

6、H，熔入熔池，形成“氢脆” 2 熔池体积小：冷速快，各种化学反应不平衡, 使化学成分不均，气体熔渣不易浮出。形成气孔，夹渣。 3 熔池金属不断更新：电弧移动，不断有新的熔渣和金属也进入熔池，使焊接冶金过程更复杂。 故要得到一个合格的焊缝也不是一件容易的事。 采取措施： 1 保护焊区（药皮，焊药，保护气体等） 2 添加合金元素，保护化学成分稳定。（在手工电弧焊中这些保护措施主要靠电焊条实现） 第4页/共85页第五页，共85页。三三焊条焊条1焊芯：作用：电极、导电、填金属、添加合金元素。焊芯：作用：电极、导电、填金属、添加合金元素。焊芯牌号：焊芯牌号：H08A（E）H焊焊08平均平均0.08%C，

7、A优质优质E高级优质。高级优质。H08Mn2Si0.08%C2%Mn1%Si2药皮：作用；稳弧、保护焊区、添加合金元素。药皮：作用；稳弧、保护焊区、添加合金元素。分类分类:9种类型种类型(lixng)16、8交、直流，交、直流，7、9直流。直流。3焊条分类焊条分类结构焊条结构焊条J不锈钢焊条不锈钢焊条B堆焊焊条堆焊焊条D铸铁焊条铸铁焊条Z低温钢焊条低温钢焊条W耐热钢耐热钢R镍及镍合金镍及镍合金N铜及铜合金铜及铜合金T铝及铝合金铝及铝合金L特殊用途钢特殊用途钢TS。4牌号牌号符号符号+数数1+数数2符号符号焊条大类焊条大类数数1小类小类数数2药皮药皮如如J422结构钢焊条，焊缝抗拉强度不低于结构

8、钢焊条，焊缝抗拉强度不低于420Mpa，2型药皮，交直流。型药皮，交直流。第5页/共85页第六页，共85页。为什么有的焊条不能用直流焊机？为什么有的焊条不能用直流焊机？因为因为(ynwi)碱性焊条里含大量莹石（碱性焊条里含大量莹石（CaF2）F是阻碍气体电离的元素，降低了电荷空间的电是阻碍气体电离的元素，降低了电荷空间的电离度，使导电能力差，电弧不稳定。离度，使导电能力差，电弧不稳定。用交流焊机时，电流的方向在不断变化，此时用交流焊机时，电流的方向在不断变化，此时若用碱性焊条电弧易熄灭。若用碱性焊条电弧易熄灭。第6页/共85页第七页，共85页。四四焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能1焊接

9、工件上温度的变化与分布焊接工件上温度的变化与分布1）距焊缝中心不同，受热）距焊缝中心不同，受热(shur)最高温度不同。最高温度不同。2）各点到达最高温度的时间不同。）各点到达最高温度的时间不同。3）各点均经过冷）各点均经过冷-热热冷，相当于受到一次不同规范的热处理。因此，必然有相应的组织和性能的变化。冷，相当于受到一次不同规范的热处理。因此，必然有相应的组织和性能的变化。2接头组织与性能的变化（以低碳钢为例接头组织与性能的变化（以低碳钢为例）1）焊缝金属）焊缝金属（1）熔化温度在）熔化温度在1500以上。（以上。（2）形成柱状晶，约与池壁垂直（铸造）形成柱状晶，约与池壁垂直（铸造）药皮渗合金

10、，焊缝中硅，锰合金元素可能高于母材，且药皮保护。药皮渗合金，焊缝中硅，锰合金元素可能高于母材，且药皮保护。焊缝性能一般不低于母材（尤其强度）焊缝性能一般不低于母材（尤其强度）2）溶合区溶合区焊缝与母材交界区，焊缝与母材交界区，局部熔化（半熔化区）局部熔化（半熔化区）组织：铸造组织组织：铸造组织+受热受热(shur)长大的粗晶。长大的粗晶。晶粒大小不均，化学成分不均（尤其异种金属）晶粒大小不均，化学成分不均（尤其异种金属）性能；接头中性能最差。性能；接头中性能最差。决定接头性能决定接头性能第7页/共85页第八页，共85页。第8页/共85页第九页，共85页。第9页/共85页第十页，共85页。3）过

11、热区：温度远高于相变温度，晶粒产生过热区：温度远高于相变温度，晶粒产生(chnshng)急剧长大。过热组织。急剧长大。过热组织。性能：塑性韧性性能：塑性韧性对于易淬硬钢材，危害更大。接头中性能较差对于易淬硬钢材，危害更大。接头中性能较差4）正火区：组织：发生重结晶，晶粒细化，正火组织）正火区：组织：发生重结晶，晶粒细化，正火组织性能：机械能提高性能：机械能提高5）部分相变区：组织：部分相变（）部分相变区：组织：部分相变（F、P）晶粒不均（部分）晶粒不均（部分F和和P重结晶成为较细晶粒，未转变的重结晶成为较细晶粒，未转变的F长大）长大）性能：稍差性能：稍差3）5）为热影响区）为热影响区第10页/

12、共85页第十一页，共85页。第11页/共85页第十二页，共85页。总之总之1熔合区与热影响区中的过热区对焊接质量影响最大，熔合区与热影响区中的过热区对焊接质量影响最大，应尽量减少它们的宽度。应尽量减少它们的宽度。2热影响区大小和组织变化程度决定于焊接方法、焊接热影响区大小和组织变化程度决定于焊接方法、焊接规范、接头形式、焊后冷却等因素，在保证焊接质量的规范、接头形式、焊后冷却等因素，在保证焊接质量的前提下，增加焊接速度，减少焊接电流，减少热影响区前提下，增加焊接速度，减少焊接电流，减少热影响区尺寸。尺寸。3措施措施(cush)：焊后热处理，正火，退火：焊后热处理，正火，退火-细化晶粒细化晶粒第

13、12页/共85页第十三页，共85页。第13页/共85页第十四页，共85页。2焊接应力与变形焊接应力与变形一一产生应力与变形原因产生应力与变形原因根本原因：加热不均根本原因：加热不均,各处热胀量不同，又是整体，各部分互相限制各处热胀量不同，又是整体，各部分互相限制。（与铸造热应力联系讲）内应力通过变形自发释放趋势，拉应力部分缩短，压应力部分伸长。（与铸造热应力联系讲）内应力通过变形自发释放趋势，拉应力部分缩短，压应力部分伸长。二二焊接变形基本形式焊接变形基本形式1）收缩变形：纵收缩变形：纵横横2）角变形：）角变形：V型坡口对接时，因焊缝截面上下不对称，焊后收缩不均引起。型坡口对接时，因焊缝截面上

14、下不对称，焊后收缩不均引起。3）弯曲变形：如丁字梁，焊缝在一端弯曲变形：如丁字梁，焊缝在一端4）波浪变形：薄板焊缝收缩板材波浪变形：薄板焊缝收缩板材(bnci)失稳（联系自由锻高坯镦粗、拉深起皱）失稳（联系自由锻高坯镦粗、拉深起皱）5）扭曲变形：如工字梁，焊接顺序不当。）扭曲变形：如工字梁，焊接顺序不当。第14页/共85页第十五页，共85页。第15页/共85页第十六页，共85页。图图6.14焊接变形的基本形式焊接变形的基本形式第16页/共85页第十七页，共85页。图图6.15平板焊接的反变形平板焊接的反变形第17页/共85页第十八页，共85页。图图6.16防止壳体焊接局部塌陷的反变形防止壳体焊

15、接局部塌陷的反变形第18页/共85页第十九页，共85页。 三 防止和减少(jinsho)焊接变形措施 1 合理结构设计 1）尽量减少(jinsho)焊缝，焊缝长度，截面厚的件两面开坡口。 2）焊缝对称 3）避免密集交叉 4）利用型材、冲压件代替，减少(jinsho)焊缝。 2 工艺措施 1) 加余量法： 在工件尺寸加大，通常0.10.2% 2) 反变形法: 焊前使焊件处于反变形位置,以抵消焊后变形.(联系冲压弯曲) 3) 刚性固定法: 将工件固定夹紧, 或点焊在工作台上, 焊后变形大大减少(jinsho). 这种方法适于塑性好的低碳钢件. 4) 选择合理的焊接顺序: 对称两侧都有焊缝,尽量使收

16、缩能互相抵消. 5) 焊前预热: 工件预热150350, 减少(jinsho)温差,显著减少(jinsho)焊接应力. 第19页/共85页第二十页，共85页。四四焊接变形的矫正方法焊接变形的矫正方法基本原理基本原理:新变形抵消焊接变形新变形抵消焊接变形.1机械矫正法机械矫正法:用机械力矫正用机械力矫正,压力机压力机手锤敲击手锤敲击.2火焰矫正法火焰矫正法:乙炔焰加热焊件乙炔焰加热焊件,使其产生反向等量变形使其产生反向等量变形.主要主要(zhyo)低碳钢低碳钢,部分低合金钢部分低合金钢.五五减少和消除焊接残余应力的方法减少和消除焊接残余应力的方法1焊前预热焊前预热,减少温差减少温差2焊后退火焊后

17、退火(去应力退火去应力退火)600650保温保温8090%残余应力消除残余应力消除,可整体可整体,局部。局部。第20页/共85页第二十一页，共85页。第21页/共85页第二十二页，共85页。第22页/共85页第二十三页，共85页。第23页/共85页第二十四页，共85页。3埋弧自动焊埋弧自动焊埋弧埋弧电弧埋在焊剂下电弧埋在焊剂下,弧光不外露弧光不外露.自动焊自动焊-引燃电弧引燃电弧,送焊丝送焊丝,移动电弧移动电弧,最后灭弧最后灭弧-机机械械一一焊接过程焊接过程自动焊机头将光焊丝自动送入自动焊机头将光焊丝自动送入,保证弧长保证弧长.电弧在焊电弧在焊剂下燃烧剂下燃烧,靠焊机移动靠焊机移动(或工件动或

18、工件动).焊剂从漏斗中不断焊剂从漏斗中不断流出流出,撒在焊丝前工件上撒在焊丝前工件上,焊剂熔化成熔渣焊剂熔化成熔渣,部分未熔部分未熔可回收可回收.焊丝焊丝-相当于焊芯相当于焊芯.焊剂焊剂-相当于药皮相当于药皮.常用焊剂常用焊剂见书上见书上.二二特点特点1生产率高生产率高,比手工高比手工高510倍倍(VI不换焊丝不换焊丝)2焊接质量高，且稳定。焊接质量高，且稳定。（1）冷却速度慢，有利于）冷却速度慢，有利于气体、杂质上浮。（气体、杂质上浮。（2）焊区保护好。（）焊区保护好。（3）规范控）规范控制好。制好。3节省金属节省金属(jnsh)材料。（材料。（1）没焊条头。（金属）没焊条头。（金属(jns

19、h)飞溅少，飞溅少，25mm不开坡口。）不开坡口。）4劳动条件好。（看不到弧光，焊接烟雾少，机械劳动条件好。（看不到弧光，焊接烟雾少，机械操作。）操作。）第24页/共85页第二十五页，共85页。三三工艺工艺1下料，准备坡口，装配要严格准确。下料，准备坡口，装配要严格准确。2焊前工件焊缝两侧焊前工件焊缝两侧5060mm内的一切油污、内的一切油污、铁锈除去铁锈除去(chq)，以免产生气孔。，以免产生气孔。3一般适于长规则平焊、对接、搭接、丁字接头一般适于长规则平焊、对接、搭接、丁字接头，规则环焊缝。，规则环焊缝。应用：碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢，中应用：碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢，中、厚板

20、平焊长直缝，大直径、厚板平焊长直缝，大直径d250mm环缝。环缝。第25页/共85页第二十六页，共85页。第26页/共85页第二十七页，共85页。第27页/共85页第二十八页，共85页。图图6.4埋弧焊原理埋弧焊原理第28页/共85页第二十九页，共85页。4气体保护焊气体保护焊一一氩弧焊氩弧焊用氩气做保护气体，电弧发生在电极和焊件用氩气做保护气体，电弧发生在电极和焊件之间，在电弧周围通以氩气。之间，在电弧周围通以氩气。1不熔化极氩弧焊不熔化极氩弧焊电极：钨电极：钨or钨合金，（熔点：钨合金，（熔点：33803600）只导电产生电弧，必要时需另加焊丝。只导电产生电弧，必要时需另加焊丝。（1）直流

21、正接：直流正接：阴极阴极3000，阳极，阳极4200钨熔点，钨熔点，钨钨阴极，阴极，工件工件阳极，以减少钨损耗。阳极，以减少钨损耗。（2）交流交流(jioli)或直流反接：焊铝镁及其合金或直流反接：焊铝镁及其合金，在焊件和熔池表面易形成熔点很高的氧化物在焊件和熔池表面易形成熔点很高的氧化物薄膜，阻碍金属熔合和电弧稳定燃烧，薄膜，阻碍金属熔合和电弧稳定燃烧，采用采用“阳阳极破碎极破碎”用较大氩正离子撞击氧化膜，使之破碎用较大氩正离子撞击氧化膜，使之破碎以利于焊合，多用交流以利于焊合，多用交流(jioli)，I不能太大，钨不能太大，钨极氩弧焊口适用于极氩弧焊口适用于6mm薄板。薄板。第29页/共8

22、5页第三十页，共85页。2熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊用焊丝做电极，并填焊缝，用焊丝做电极，并填焊缝，I可大，可大，=325mm均可焊，均可焊，多直流反接：电弧稳定，自动、半自动焊接。多直流反接：电弧稳定，自动、半自动焊接。3特点特点1）焊区保护，焊接质量好。）焊区保护，焊接质量好。2）电弧稳、飞溅少（）电弧稳、飞溅少（Ar导热小，电弧热损失少）导热小，电弧热损失少）3）电弧在压缩气流下燃烧，热量集中，熔池小，热影响）电弧在压缩气流下燃烧，热量集中，熔池小，热影响区小，焊接变形小。区小，焊接变形小。4）明弧可见，便于操作，可自动全位置焊接。明弧可见，便于操作，可自动全位置焊接。5）适于焊各类合金钢

23、，易氧化的有色金属。适于焊各类合金钢，易氧化的有色金属。6）焊前工件清理严格，设备）焊前工件清理严格，设备(shbi)价高价高,氩气贵，成本氩气贵，成本高。高。7）只在室内（防保护气流破坏）只在室内（防保护气流破坏）第30页/共85页第三十一页，共85页。图图6.8氩弧焊示意图氩弧焊示意图第31页/共85页第三十二页，共85页。 二 CO2焊 CO2做保护气体， 电极：焊丝 CO2CO+O2 O2进入熔池，会使Fe、C、Mn、Si和其它合金元素氧化烧损，降低焊缝力学性能，用Si、Mn较高的焊丝，或合金钢焊丝。 特点：1）成本低，是手工、埋40% 2）质量较好，（低H，Mn、S，抗裂，热量集中，

24、热影响区小） 3）生产率高（自动送焊丝，I大，v，比手工提高14倍4）操作性好（明弧可见，适于各位置） 5）飞溅大，弧光(hgung)强，焊缝不美观，易产生气孔。 应用：低C钢，低合金钢，=0.84mm，最厚30mm。 第32页/共85页第三十三页，共85页。图图6.10CO2气体保护焊气体保护焊第33页/共85页第三十四页，共85页。5电渣焊电渣焊第34页/共85页第三十五页，共85页。第35页/共85页第三十六页，共85页。第36页/共85页第三十七页，共85页。6其它熔化焊其它熔化焊一一等离子弧焊等离子弧焊利用一些装置使自由电弧的弧柱受到压缩，弧柱中利用一些装置使自由电弧的弧柱受到压缩，

25、弧柱中的气体就完全电离，产生温度比自由电弧高得多的的气体就完全电离，产生温度比自由电弧高得多的等离子电弧。等离子电弧。机械压缩（喷嘴压缩）：通入一定压力和流量的氩机械压缩（喷嘴压缩）：通入一定压力和流量的氩气或氮气时，冷热压缩，气流均匀包围着电弧，使气或氮气时，冷热压缩，气流均匀包围着电弧，使弧柱外围受冷，带电粒子向弧心移动。弧柱外围受冷，带电粒子向弧心移动。电磁压缩：带电粒子在弧柱中的运动电磁压缩：带电粒子在弧柱中的运动(yndng)，会产生电磁力，使带电粒子相互靠近。会产生电磁力，使带电粒子相互靠近。特点：特点：（1）热力集中，）热力集中，12mm不开坡口，变形小。不开坡口，变形小。（2）

26、电流，电弧仍稳定，可焊箔材、薄板。电流，电弧仍稳定，可焊箔材、薄板。（3）焊接质量好（电弧稳定，焊接质量好（电弧稳定，Ar保护）保护）第37页/共85页第三十八页，共85页。图图6.11等离子弧发生装置原理图等离子弧发生装置原理图第38页/共85页第三十九页，共85页。 二 真空电子束焊 在真空室，利用电子束将金属加热熔化(rnghu)。 特点：1）能量集中，可达200mm，厚件不开坡口，不变形。 2）真空中焊，不氧化，焊接质量好。 3）电子束大小可调，薄件也可焊。 应用：焊高熔点金属（钨、钼、钽、铌、钛）。 缺点：焊件大小受真空室限制。 三 激光焊 利用激光焊接 主要优点：热量集中，激光可反

27、射、聚焦、改变方向，适于不同位置焊接。 多用焊薄板，细丝。 第39页/共85页第四十页，共85页。第二章第二章压力焊与钎焊压力焊与钎焊1电阻焊电阻焊利用电流通过焊件接头的接触面及其邻近区域所产生的电阻利用电流通过焊件接头的接触面及其邻近区域所产生的电阻热将焊件局部加热到熔化或塑性状态，并在压力下形成焊接热将焊件局部加热到熔化或塑性状态，并在压力下形成焊接接头的焊接方法。接头的焊接方法。一一点焊点焊1电极：柱状电极：柱状工件：搭接工件：搭接2焊接过程：电极压紧工件焊接过程：电极压紧工件通电加热通电加热断电断电保持原压力保持原压力（加大）（加大）去压。去压。分流：两点之间距离分流：两点之间距离(j

28、l)小，分流大。小，分流大。3特点：生产率高、易自动化、焊接变形小、设备复杂，焊特点：生产率高、易自动化、焊接变形小、设备复杂，焊前要严格清理工件表面。前要严格清理工件表面。应用：薄件、钢筋应用：薄件、钢筋4mm。第40页/共85页第四十一页，共85页。图图6.21点焊示意图点焊示意图第41页/共85页第四十二页，共85页。二二缝焊缝焊1焊接过程：与点焊相似，只是用滚动盘状电极代替柱焊接过程：与点焊相似，只是用滚动盘状电极代替柱状电极，形成连续焊点。状电极，形成连续焊点。2特点特点:由于焊点重迭由于焊点重迭50%以上，故密封性好，但分流严以上，故密封性好，但分流严重，适于重，适于3mm以下薄板

29、。以下薄板。三三对焊对焊利用电阻热使对接利用电阻热使对接(duji)接头在整个断面上连接起来接头在整个断面上连接起来的一种电阻焊方法。的一种电阻焊方法。1电阻对焊：电阻对焊：1）焊接过程：对正、夹紧、予压力）焊接过程：对正、夹紧、予压力通电通电塑性状态塑性状态增大压力、断电。增大压力、断电。2）特点：易操作、接头外形光滑、毛刺少、接触面质）特点：易操作、接头外形光滑、毛刺少、接触面质量影响焊后质量。量影响焊后质量。应用：断面简单，（应用：断面简单，（Lord20mm）强度要求不高的件）强度要求不高的件。2闪光对焊：闪光对焊：1）焊接过程：对正、通电）焊接过程：对正、通电点接触点接触面接触熔化面

30、接触熔化加加压、断电。压、断电。2）特点：接头质量好（飞溅、挤出杂质、夹渣少）、）特点：接头质量好（飞溅、挤出杂质、夹渣少）、金属损耗多、工件尺寸留较大余量，毛刺多。金属损耗多、工件尺寸留较大余量，毛刺多。应 用 ： 同 种 、 异 种 金 属 均 可 ， 形 状 尽 量 相 同 ，应 用 ： 同 种 、 异 种 金 属 均 可 ， 形 状 尽 量 相 同 ，d=0.01mmF=20000m2刀具、钢轨、管子等。刀具、钢轨、管子等。第42页/共85页第四十三页，共85页。第43页/共85页第四十四页，共85页。 四 摩擦焊 利用工件接触摩擦生热(shn r)，将工件端面加热到塑性状态，然后在压

31、力下完成焊接。 1 焊接过程：加压旋转其一，接触的生热(shn r)塑性状态，停转加压塑性变形，完成焊接。 2 特点： （1）接头质量好（接头杂质、氧化皮挤出、不易产生气孔、夹渣）。 （2）操作简单、易自控、生产率高。 （3）设备简单、耗电少（只有闪光焊1/101/15） （4）焊接金属广泛，尤其性能差别大的异种金属， 如：碳钢+镍基合金、铝+钢 第44页/共85页第四十五页，共85页。2钎焊钎焊利用比母材熔点低的钎料熔入接头利用比母材熔点低的钎料熔入接头(jitu)间间隙完成焊接。隙完成焊接。硬钎焊：钎料熔点硬钎焊：钎料熔点450以上，接头以上，接头(jitu)强强度高，铜等。度高，铜等。软

32、钎焊：钎料熔点软钎焊：钎料熔点450以下，接头以下，接头(jitu)强强度低，锡。度低，锡。一一焊接过程：焊接过程：1清理工件，搭接清理工件，搭接.2钎料放在装配间隙处钎料放在装配间隙处.3加热钎料，使之熔化加热钎料，使之熔化,（毛细作用）使钎料进（毛细作用）使钎料进入间隙内，与金属相互扩散，凝固形成钎焊接入间隙内，与金属相互扩散，凝固形成钎焊接头头(jitu)。二二钎剂作用：钎剂作用：1清除母材表面的氧化膜及其它杂质。清除母材表面的氧化膜及其它杂质。2改善钎料流入间隙的性能（湿润性）。改善钎料流入间隙的性能（湿润性）。3保护钎料及母材免于氧化，钎剂对焊接质量保护钎料及母材免于氧化，钎剂对焊接

33、质量影响较大影响较大.软：松香、氧化锌等；软：松香、氧化锌等；硬：硼酸、氧化硬：硼酸、氧化物。物。第45页/共85页第四十六页，共85页。三三加热方法：加热方法：烙铁、火焰、电阻、感应烙铁、火焰、电阻、感应四四特点特点(tdin)：1温度低，变形小；温度低，变形小；2工件尺寸精确；工件尺寸精确；3同、异种金属均能焊；同、异种金属均能焊；4设备简单、易控制；设备简单、易控制；5接头强度低，耐温差；接头强度低，耐温差；6焊前清理严格；焊前清理严格；7整体加热，可焊多条焊缝，生产率高整体加热，可焊多条焊缝，生产率高。第46页/共85页第四十七页，共85页。图图6.28钎焊的接头形式钎焊的接头形式第4

34、7页/共85页第四十八页，共85页。第三章第三章常用金属材料的焊接常用金属材料的焊接1金属材料的可焊性金属材料的可焊性一一可焊性的概念可焊性的概念金属的可焊性是指被焊金属材料在一定的焊接条金属的可焊性是指被焊金属材料在一定的焊接条件下获得优质焊接接头的难易程度。包括件下获得优质焊接接头的难易程度。包括(boku)两方面：两方面：1接合性能：焊接接头产生工艺缺陷的倾向，尤其接合性能：焊接接头产生工艺缺陷的倾向，尤其是出现各种裂纹的可能性。是出现各种裂纹的可能性。2使用性能：焊接接头对使用要求的适应性。使用性能：焊接接头对使用要求的适应性。可焊性好：是用最简单的最普遍的焊接工艺条件可焊性好：是用最

35、简单的最普遍的焊接工艺条件，便可以得到优质的焊接接头，便可以得到优质的焊接接头。可焊性差：要用特殊、复杂工艺条件下才得到优可焊性差：要用特殊、复杂工艺条件下才得到优质的焊接接头。质的焊接接头。常用材料的焊接性见常用材料的焊接性见P105表表44（徐）（徐）第48页/共85页第四十九页，共85页。二二估算钢材可焊性方法估算钢材可焊性方法C对钢的可焊性影响最显着，因此用碳当量来估算钢对钢的可焊性影响最显着，因此用碳当量来估算钢材的可焊性：材的可焊性：C当量当量=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（NiCu）/15（%）式中：式中：C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu为质量百分数为质量百分数上限

36、。上限。C当量当量0.4%,塑性好，淬硬性塑性好，淬硬性(yngxng)不明显，不明显，可焊性优良可焊性优良,不预热。不预热。C当量当量0.40.6%,淬硬性淬硬性(yngxng),可焊性可焊性,加工加工艺措施。艺措施。C当量当量0.6%,塑性塑性,淬淬,可可,工艺措施工艺措施,热处理。热处理。实际实际,除上述估算外除上述估算外,对新材料还应试验对新材料还应试验,以合理制定工以合理制定工艺方案。艺方案。第49页/共85页第五十页，共85页。2钢的焊接钢的焊接一一低碳钢低碳钢含含C0.25%，塑性好，可焊性好。，塑性好，可焊性好。手工电弧、埋焊、气体保护焊、电阻焊等。手工电弧、埋焊、气体保护焊、

37、电阻焊等。一般一般(ybn)不需采取特殊工艺措施，不需采取特殊工艺措施，对于对于50mm的结构，尤其的结构，尤其-10以下，需预热以下，需预热50，焊后去应力退火或正火，防内应力变形、开裂。焊后去应力退火或正火，防内应力变形、开裂。二二中、高碳钢中、高碳钢中，中，0.25%0.6%C，随含，随含C增加，淬硬增加，淬硬，主要，主要手弧。手弧。高，高，0.6%C，淬硬性，淬硬性，可，可，手、气。，手、气。中高碳钢与低碳钢的热影响区不同，如中高碳钢与低碳钢的热影响区不同，如P106f424，其热影响区可分成淬火区和部分淬火区。，其热影响区可分成淬火区和部分淬火区。1焊接特点：焊接特点：（1）接头易产

38、生淬硬组织和冷裂纹，）接头易产生淬硬组织和冷裂纹，M内应力内应力，易裂。，易裂。（2）焊缝金属热裂倾向较大）焊缝金属热裂倾向较大中、高碳钢含中、高碳钢含C、P、S均高于焊芯，均高于焊芯，母材熔化母材熔化溶入熔池。溶入熔池。第50页/共85页第五十一页，共85页。2工艺措施工艺措施（1）焊前预热：减少内应力）焊前预热：减少内应力,M含量含量，中，中150250。（2）合适焊条：低氢焊条或铬镍不锈钢焊条）合适焊条：低氢焊条或铬镍不锈钢焊条A102、A302,抗抗裂性好。裂性好。（3）降低焊缝含碳量：小电流、细焊条、多层焊、开坡口以）降低焊缝含碳量：小电流、细焊条、多层焊、开坡口以减少母材溶入焊缝。

39、减少母材溶入焊缝。（4）焊后缓冷和热处理：减少内应力，消除内应力，改善组）焊后缓冷和热处理：减少内应力，消除内应力，改善组织及力学性能。织及力学性能。三三低合金钢低合金钢C当量当量0.4%,可焊性可焊性，（，（s400MPa）低强度合金钢，手）低强度合金钢，手弧焊，埋弧自动弧焊，埋弧自动(zdng)焊，与低焊，与低C钢相同。钢相同。C当量当量0.40.6%，可，可，淬硬、冷裂，淬硬、冷裂，（，（s450MPa）高强度合金钢，与中高强度合金钢，与中C钢相同，手弧、埋弧、预热、低钢相同，手弧、埋弧、预热、低H焊条焊条，焊后热处理，焊后热处理第51页/共85页第五十二页，共85页。3铸铁的焊补铸铁的

40、焊补铸铁可焊性不好，所以铸铁可焊性不好，所以(suy)铸铁焊接主要是焊补铸铁焊接主要是焊补铸件的铸造缺陷或损坏的铸件。铸件的铸造缺陷或损坏的铸件。一一铸铁焊接特点：铸铁焊接特点：1焊接接头易产生白口组织焊接接头易产生白口组织冷速冷速，易生成白口和淬火组织，硬，易生成白口和淬火组织，硬，难加工。，难加工。2易产生裂纹易产生裂纹铸铁强度低、塑性差，白口、淬硬。铸铁强度低、塑性差，白口、淬硬。3焊缝易产生气孔和夹渣焊缝易产生气孔和夹渣冷速冷速，焊接时，焊接时C氧化产生的氧化产生的CO不能排出不能排出气孔气孔焊接时硅氧化产生的硅酸盐溶渣不能浮出焊接时硅氧化产生的硅酸盐溶渣不能浮出夹渣。夹渣。4适于平焊

41、：适于平焊：流动性好。流动性好。第52页/共85页第五十三页，共85页。二二补焊方法补焊方法1热焊法：预热热焊法：预热600700（整或局），受热均匀，防白口（整或局），受热均匀，防白口、裂纹，焊后质量好，易加工。、裂纹，焊后质量好，易加工。不足：成本高，生产率低，劳动条件差，不足：成本高，生产率低，劳动条件差，气焊：手弧焊气焊：手弧焊铸铁芯焊条铸铁芯焊条(hntio)2冷焊法：不预热或预热冷焊法：不预热或预热400以下，生产率高，成本低，以下，生产率高，成本低，质量较差，靠焊条质量较差，靠焊条(hntio)调整焊缝化学成分，防白口、裂调整焊缝化学成分，防白口、裂纹。纹。(1)C钢芯焊条钢芯焊

42、条(hntio)；（2）镍基铸铁焊条）镍基铸铁焊条(hntio)；（3）铜基铸铁焊条）铜基铸铁焊条(hntio)。第53页/共85页第五十四页，共85页。4有色金属焊接有色金属焊接一一铜及铜合金的焊接铜及铜合金的焊接1特点：特点：（1）易氧化和产生裂纹易氧化和产生裂纹a高温高温(gown)液态铜易氧化，生成氧化亚铜（液态铜易氧化，生成氧化亚铜（Cu2O）与铜形成低熔点共晶体（）与铜形成低熔点共晶体（Cu2OCu），），在晶界，易裂。在晶界，易裂。b铜及其铜合金线胀系数大，收缩率也大，内应力铜及其铜合金线胀系数大，收缩率也大，内应力，易裂。，易裂。（2）难焊透、难熔合难焊透、难熔合导热性高，热量

43、散失多，不易达到焊接温度，需大导热性高，热量散失多，不易达到焊接温度，需大功率电源，当焊件厚度和刚性较大时功率电源，当焊件厚度和刚性较大时,需预热。需预热。（3）易产生气孔易产生气孔a铜液态时吸气性强，（吸氢），凝固时对气体溶铜液态时吸气性强，（吸氢），凝固时对气体溶解度减小，易成气孔。解度减小，易成气孔。b高温高温(gown)时，氧化亚铜与时，氧化亚铜与H生成水蒸汽，易生成水蒸汽，易成气孔。成气孔。（4）接头质量不好接头质量不好合金元素易氧化，且组织粗大（合金元素易氧化，且组织粗大（Cu2OCu）。）。如：黄铜中如：黄铜中Zn易蒸发。烧损，青铜中铅易氧化，易蒸发。烧损，青铜中铅易氧化，ZnO

44、有毒。有毒。第54页/共85页第五十五页，共85页。 2 方法 氩弧焊（最佳），气焊，手弧焊和钎焊 紫铜(ztng)、青铜：气焊中性焰。（防氧化或吸氢） 黄铜：气焊：微氧化焰含硅焊丝，（1 温度低，Zn蒸发少。2 熔池上形成氧化硅薄膜，阻止Zn蒸发，防H溶入）。 紫铜(ztng)及合金也可用于手弧焊，用相应铜及合金焊丝。 第55页/共85页第五十六页，共85页。二二铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接1特点：特点：（1）易氧化：）易氧化：Al2O3，熔点，熔点2050，0.10.2m，氧化膜比重大，氧化膜比重大，易夹渣。，易夹渣。（2）易产生易产生(chnshng)气孔：气孔：液态大量吸液态大量吸

45、H，固态不溶，固态不溶H，易产生，易产生(chnshng)气孔。气孔。（3）易烧穿：）易烧穿：高温塑性，温度高温塑性，温度，且无颜色变化，加垫板。，且无颜色变化，加垫板。（4）难焊透：）难焊透：导热率较大，热量易散失，大电源，预热。导热率较大，热量易散失，大电源，预热。（5）易热裂纹：易热裂纹：线胀、收缩大，内应力大。线胀、收缩大，内应力大。2方法方法氩弧焊、气焊、电阻焊、钎焊。氩弧焊、气焊、电阻焊、钎焊。焊接质量要求高，用焊接质量要求高，用Ar焊。焊。焊接质量要求不高，用气焊，中性焰，同时使用熔剂，焊接质量要求不高，用气焊，中性焰，同时使用熔剂，去除去除Al2O3薄膜薄膜,在熔池表面形成熔渣

46、，注意为防止熔剂在熔池表面形成熔渣，注意为防止熔剂腐蚀焊件，焊后立即清洗掉熔剂，多用焊薄板（腐蚀焊件，焊后立即清洗掉熔剂，多用焊薄板（0.52mm），点、缝焊、焊薄板。），点、缝焊、焊薄板。焊前严格清理工件。焊前严格清理工件。第56页/共85页第五十七页，共85页。第四章第四章焊接件的结构设计焊接件的结构设计使用性能焊接工艺使用性能焊接工艺综合考虑综合考虑质量质量、成本、成本、生产率生产率一一焊缝的布置焊缝的布置结构设计关键，合理，减少应力、变形，强度结构设计关键，合理，减少应力、变形，强度，生产率生产率，成本，成本，劳动条件改善。，劳动条件改善。以下为原则：以下为原则：1焊缝位置应便于操作焊

47、缝位置应便于操作手弧焊手弧焊焊条焊条(hntio)能伸入待焊部位。能伸入待焊部位。埋弧焊埋弧焊放住焊剂。放住焊剂。点、缝点、缝电极能放入。电极能放入。焊缝位置保证焊接装配容易。焊缝位置保证焊接装配容易。2焊缝应尽量分散焊缝应尽量分散焊缝密集交叉焊缝密集交叉接头交叉处过热，加大热影响区，接头交叉处过热，加大热影响区，降低力学性能，增大变形、应力。降低力学性能，增大变形、应力。第57页/共85页第五十八页，共85页。第58页/共85页第五十九页，共85页。第59页/共85页第六十页，共85页。第60页/共85页第六十一页，共85页。3焊缝尽量对称焊缝尽量对称使各焊缝变形相互抵消使各焊缝变形相互抵消

48、4焊缝尽量避开焊缝尽量避开(bki)最大应力或应力集最大应力或应力集中位置中位置5焊缝转角处应平缓过渡焊缝转角处应平缓过渡避开避开(bki)应力应力集中集中6焊缝尽量避开焊缝尽量避开(bki)切削加工面切削加工面7焊缝位置尽量平焊焊缝位置尽量平焊第61页/共85页第六十二页，共85页。第62页/共85页第六十三页，共85页。第63页/共85页第六十四页，共85页。二二焊接接头设计焊接接头设计根据结构形状根据结构形状(xngzhun)，使用性能，焊件厚度，坡口加工，难易程度，焊接方法等确定，应易于保证质量，降低成本。，使用性能，焊件厚度，坡口加工，难易程度，焊接方法等确定，应易于保证质量，降低成

49、本。1接头型式：接头型式：常用型式：对接、搭接、角接和常用型式：对接、搭接、角接和T型接头等。型接头等。对接对接受力简单、均匀，节省材料、接头质量易保证。受力简单、均匀，节省材料、接头质量易保证。搭接搭接受力时产生弯矩。受力时产生弯矩。2坡口型式：坡口型式：根据材料厚度根据材料厚度定，还考虑坡口加工难易及焊接工艺。定，还考虑坡口加工难易及焊接工艺。手弧常用：手弧常用：VXK埋弧：坡口比手弧小，埋弧：坡口比手弧小，I，熔深大，熔深大气、钨氩气、钨氩焊薄板焊薄板卷边接头卷边接头3不同厚度金属材料焊接的过渡型式：不同厚度金属材料焊接的过渡型式：接头厚度尽量相同，避免应力集中，加热不均，接头厚度尽量相

50、同，避免应力集中，加热不均，第64页/共85页第六十五页，共85页。第65页/共85页第六十六页，共85页。第66页/共85页第六十七页，共85页。图图6.42不同厚度金属材料对接的过渡形式不同厚度金属材料对接的过渡形式第67页/共85页第六十八页，共85页。图图6.43不同厚度的角接与不同厚度的角接与T形接头的过渡形式形接头的过渡形式第68页/共85页第六十九页，共85页。第69页/共85页第七十页，共85页。第70页/共85页第七十一页，共85页。图图6.44电渣焊接头形式电渣焊接头形式第71页/共85页第七十二页，共85页。（一）、电弧焊缺陷及其预防、消除措施（一）、电弧焊缺陷及其预防、消除措施（1）产生的原因：加热不均匀（非平衡加热）产生的原因：加热不均匀（非平衡加热）冷却不均匀（非平衡冷却）冷却不均匀（非平衡冷却）（2）应力分布：平板对接焊缝）应力分布：平板对接焊缝图图6.12,a,b圆筒环形圆筒环形(hunxn)焊缝焊缝图图（3）焊接次序对应力的影响：图）焊接次序对应力的影响：图6.13（4）减小应力的措施：）减小应力的措施：合理的焊接次序，合理选材合理的焊接次序，合理选材焊前预热，减弱各部位温差，从而显著减小焊接应焊前预热，减弱各部位温差，从而显著减小焊接应力，力，350400焊后热处理：去应力退火，加热到焊后热处理：去应力退火，加