第二章 金属焊接与切割基础知识

1、金属焊接切割基础知识金属焊接切割基础知识第二章第二章 金属焊接切割基础知识金属焊接切割基础知识一、基本原理二、焊接的方法的分类三、切割的方法和分类一、基本原理二、焊接的方法的分类三、切割的方法和分类 按照金属切割过程中加热方法的不同大致可以把切割方法分为火焰切割、电弧切割和冷切割三类。 1火焰切割按加热气源的不同，分为以下几种。(1)气割气割(即氧乙炔切割)是利用氧乙炔预热火焰使金属在纯氧气流中能够剧烈燃烧，生成熔渣和放出大量热量的原理而进行的。 (2)液化石油气切割液化石油气切割的原理与气割相同。不同的是液化石油气的燃烧特性与乙炔气不同，所使用的割炬也有所不同：它扩大了低压氧喷嘴孔径及燃料混

2、合气喷口截面，还扩大了对吸管圆柱部分孔径。 (3)氢氧源切割利用水电解氢氧发生器，用直流电将水电解成氢气和氧气，其气体比例恰好完全燃烧，温度可达28003000，可以用于火焰加热。 (4)氧熔剂切割氧熔剂切割是在切割氧流中加入纯铁粉或其它熔剂，利用它们的燃烧热和废渣作用实现气割的方法为氧熔剂切割。2电弧切割电弧切割按生成电弧的不同可分为： (1)等离子弧切割(2)碳弧气割3冷切割(1)激光切割激光切割是利用激光束把材料穿透，并使激光束移动而实现切割的方法。(2)水射流切割水射流切割是利用高压换能泵产生出200400MPa的高压水的水束动能，来实现材料的切割。一、纯金属的构造二、合金的晶体构造及

3、铁碳平衡状态图三、钢的热处理一、纯金属的构造 固态物质可分为晶体与非晶体。 晶体：内部原子按一定的几何规律作周期性重复排列的固体。有固定的熔点，性能上具有各向异性（多晶体具有伪各向同性）。 在非晶体内，原子在空间是杂乱而无秩序的排列。无固定的熔点，各向同性。在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。（一）纯金属的晶体结构：1、体心立方晶格2、面心立方晶格3、密排六方晶格（二）液体金属的结晶过程金属的结晶过程，晶核的形成和晶核的长大。二、合金的晶体构造及铁碳平衡状态图 （一）合金的晶体构造 根据两个元素相互作用关系，合金的晶体构造可分为3类，分别是固溶体、金属化合物和共析体。 1、固溶体 合金在固态下

4、，组元间互相溶解而形成的均匀相，称为 根据溶质原子在溶剂晶格中所占的位置，固溶体可分为间隙固溶体和置换固溶体。 2、金属化合物 合金中的两种元素，按一定的原子数量之比相结合，而形成一种新的化合物。 3、共析体 由两种或两种以上的晶体混合而成的，在显微镜下呈非均匀组织结构。（二）金属的同素异构转变 金属在固态下的结晶构造的现象随温度的变化而转变的现象。（三）铁碳平衡状态图 在铁碳平衡图上，各种合金通常按含碳量和组织的不同分为：工业纯铁、钢（亚共析钢、共析钢、过共析钢）、白口铸铁（亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁）三、钢的热处理常用的热处理有退火，正火、淬火和回火。 1、退火 退火就是

5、将金属或合金的工件加热到适当温度（高于或低于临界温度，临界温度即使材料发生组织转变的温度），保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火工艺的特点是保温时间长，冷却缓慢，可获得平衡状态的组织。 钢退火的主要目的是为了细化组织，提高性能，降低硬度，以便于切削加工；消除内应力；提高韧性，稳定尺寸。使钢的组织与成分均匀化；也可为以后的热处理工艺作组织准备。 退火常在零件制造过程中对铸件、锻件、焊件接进行，以便于以后的切削加工或为淬火作组织准备。 2、正火 将钢件加热到临界温度以上30-50,保温适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。正火的主要目的是细化组织，改善钢的性能，获得接近平衡

6、状态的组织。 3、淬火 将钢件加热到临界点以上某一温度（45号钢淬火温度为840-860,碳素工具钢的淬火温度为760780）,保持一定的时间，然后以适当速度冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。 4、回火 钢件淬硬后，再加热到临界温度以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。 淬火后的钢件一般不能直接使用，必须进行回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高、脆性大，直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性，提高韧性；另一方面可以调整淬火钢的力学性能，达到钢的使用性能。根据回火温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。一、焊接接头二、

7、焊缝形式三、焊缝代号一、焊接接头 常见的接头型式分为：对接接头、T型接头、角接接头、搭接接头等几种。对接接头 T型接头 角接接头 搭接接头二、焊缝形式焊缝按不同分类方法可分为下列几种形式：(1)根据GBT 337594的规定，按焊缝结合形式，分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝五种：1)对接焊缝：在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面间焊接的焊缝，2)角焊缝：沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。 3)端接焊缝：构成端接接头所形成的焊缝。4)塞焊缝：两零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊缝，只在孔内焊角焊缝者不称塞焊。5)槽焊缝：两板相叠，其中一块开长孔，在

8、长孔中焊接两板的焊缝，只焊角焊缝者不称槽焊。(2)按施焊时焊缝在空间所处位置分为平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝四种形式。(3)按焊缝断续情况分为连续焊缝和断续焊缝两种形式。三、焊缝代号 在施工图纸上，标注焊接方法、焊接形式和焊缝尺寸的符号称为焊缝代号。 焊缝符号一般由基本符号与指引线组成，必要时还可以加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符号及数据。 焊缝的基本符号是表示焊缝横截面形状的符号。 焊缝符号焊缝形式焊缝名称I I形焊缝V V形焊缝单边单边V V形焊缝点点焊缝U U形焊缝V VU焊缝符号焊缝形式焊缝名称I I形焊缝V V形焊缝单边单边V V形焊缝点点焊缝U U形焊缝 辅助符号是表示焊缝表面

9、形状特征的符号，随基本符号标注在相应的位置上。焊 缝 形 式符号标 注 示 例说 明表示角焊缝表面凹陷表示V形对接焊缝表面平齐(一般通过加工)表示双面V形对接焊缝表面凸起名称凸面符号凹面符号平面符号 补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号，用粗实线绘制，如果需要可随基本符号标注。焊 缝 形 式符 号说 明标 注 示 例表 示 V形 焊 缝 的 背 面 底部 有 垫 板工 件 三 面 施 焊 ,为 角 焊缝111表 示 用 手 工 电 弧焊 ,4条 表 示 有 4条 相 同的 角 焊 缝 ,焊 缝 高 为 5长 为 100条尾 部 符 号周 围 焊 缝 符号带 垫 板 符 号名 称三

10、面 焊 缝 符号现 场 施 工 符号表 示 在 现 场 沿 工 件 周围 施 焊 ,为 角 焊 缝 指引线一般由箭头线和两条基准线 组成必要时允许箭头线弯折一次 箭头线用来将整个符号指到图样上的有关的焊缝处。基准线上下用来标注有关的焊缝符号，基准线的虚线既可画在基准实线的上侧，也可画在基准实线的下侧。基准线一般应与图样的底边相平行。（1）如果箭头指向焊缝的施焊面，则焊缝符号标注在基准线的实线一侧。（2）如果箭头指向焊缝的施焊背面，则将焊缝符号标注在基准线的虚线一侧。（3）标注对称焊缝及双面焊缝时，基准线的虚线可省略不画。 箭头线相对焊缝的位置一般没有特殊要求，但是在标注单边V形焊缝、带钝边单V形焊缝和带钝边J形焊缝时，箭头线应指向带有坡口一侧的工件。 焊缝尺寸指的是工件厚度、坡口角度、根部间隙等参数值，焊缝尺寸在需要时才标注，标注时，随