焊接方法与设备-其他焊接方法学习教案

1、会计学1焊接焊接(hnji)方法与设备方法与设备-其他焊接其他焊接(hnji)方法方法第一页，共61页。2022-6-192n电渣焊n螺栓焊n电子束焊n激光(jgung)焊接n摩擦焊接n高频焊接第1页/共60页第二页，共61页。2022-6-193第一节 电渣焊第2页/共60页第三页，共61页。2022-6-194第一节 电渣焊-原理(yunl)及分类第3页/共60页第四页，共61页。2022-6-195第一节 电渣焊-原理(yunl)及分类第4页/共60页第五页，共61页。2022-6-196第一节 电渣焊-原理(yunl)及分类第5页/共60页第六页，共61页。2022-6-197第一节

2、电渣焊-原理(yunl)及分类第6页/共60页第七页，共61页。2022-6-198第二节 螺柱焊第7页/共60页第八页，共61页。2022-6-199第二节 螺柱焊-定义(dngy)及原理螺栓(lushun)板接触面电弧熔化区力力第8页/共60页第九页，共61页。2022-6-1910第二节 螺柱焊-特点(tdin)及分类第9页/共60页第十页，共61页。2022-6-1911第二节 螺柱焊-特点(tdin)及分类第10页/共60页第十一页，共61页。2022-6-1912第二节 螺柱焊-特点(tdin)及分类第11页/共60页第十二页，共61页。2022-6-1913第二节 螺柱焊-特点(

3、tdin)及分类第12页/共60页第十三页，共61页。2022-6-1914第二节 螺柱焊-特点(tdin)及分类第13页/共60页第十四页，共61页。2022-6-1915第二节 螺柱焊-特点(tdin)及分类第14页/共60页第十五页，共61页。2022-6-1916第二节 螺柱焊-特点(tdin)及分类第15页/共60页第十六页，共61页。2022-6-1917第三节 高能(gonng)束焊接第16页/共60页第十七页，共61页。2022-6-1918第三节 高能(gonng)束焊接-电子束焊第17页/共60页第十八页，共61页。2022-6-1919第三节 高能(gonng)束焊接-电

4、子束焊第18页/共60页第十九页，共61页。2022-6-1920第三节 高能(gonng)束焊接-电子束焊第19页/共60页第二十页，共61页。2022-6-1921第三节 高能(gonng)束焊接-电子束焊第20页/共60页第二十一页，共61页。2022-6-1922第三节 高能束焊接(hnji)-激光焊第21页/共60页第二十二页，共61页。2022-6-1923一、激光一、激光(jgung)焊接原理焊接原理 热导焊接热导焊接(hnji) 深熔焊接深熔焊接(hnji) 热导焊焊缝热导焊焊缝 深熔焊焊缝深熔焊焊缝 激光焊接激光焊接(hnji)原理及原理及应用应用第22页/共60页第二十三页

5、，共61页。2022-6-1924二、激光深熔焊二、激光深熔焊(rn hn)(rn hn)的几何特征、熔池流动、小孔对光的几何特征、熔池流动、小孔对光吸收吸收 激光深熔焊几何(j h)特征1 激光束 2 焊接熔池 3 小孔 4 焊缝宽度 5 熔池深度激光深熔焊腔内液体金属的流动(lidng)1 激光束 2 小孔后部流动(lidng)区 3 小孔内流动(lidng)区 小孔内激光的吸收过程1 激光束 2 等离子体3 熔池后部熔化区4 焊件运动方向 第23页/共60页第二十四页，共61页。2022-6-1925激光束基本激光束基本(jbn)(jbn)特性特性 单色性好、方向性好、亮度高、相干性好。

6、单色性好、方向性好、亮度高、相干性好。1、单色性、单色性 激光中单色性最好的是气体激光器产生的激光激光中单色性最好的是气体激光器产生的激光。 He-Ne激光器产生的激光器产生的632.8nm谱线，线宽只有谱线，线宽只有(zhyu)10-9nm。 普通光源中单色性最好的用来作为长度基准器的氪灯普通光源中单色性最好的用来作为长度基准器的氪灯(Kr86)，其谱线宽度为，其谱线宽度为4.710-3nm。 激光的单色性比一般光要高出激光的单色性比一般光要高出106107倍以上倍以上 . 自然光由波场范围较宽的光构成，激自然光由波场范围较宽的光构成，激光的谱线展宽极小，具有很好的单色性。光的谱线展宽极小，

7、具有很好的单色性。 单色性决定单色性决定(judng)物质对激光能量物质对激光能量的吸收和精细聚焦的可能性；的吸收和精细聚焦的可能性；CO2：10.6m CO： 5.4m YAG：1.06m 准分子：准分子：0.24m；激光自然光波长能量第24页/共60页第二十五页，共61页。2022-6-19262、方向性好、亮度高、方向性好、亮度高 从光源发出的激光平行传播从光源发出的激光平行传播(chunb)的的程度成为方向性。程度成为方向性。 激光器输出的光束发散角度很小，可以小于或等于激光器输出的光束发散角度很小，可以小于或等于10-310-5弧度。弧度。 激光通过直径为激光通过直径为D的孔径时，由

8、于衍射会产生一定发散：的孔径时，由于衍射会产生一定发散：激光的方向性带来两个结果：激光的方向性带来两个结果： 光源表面的亮度高；被照射地方光的照度大。光源表面的亮度高；被照射地方光的照度大。 一个一个(y )具有具有10mW功率的功率的He-Ne激光器可产生比太阳高几千激光器可产生比太阳高几千倍的亮度，可在屏幕上形成面积很小但照度很大的光斑。倍的亮度，可在屏幕上形成面积很小但照度很大的光斑。第25页/共60页第二十六页，共61页。2022-6-19273、相干性好、相干性好 以适当方法将统一光源发出的光分成两以适当方法将统一光源发出的光分成两束，再束，再 使两束光重使两束光重 合便产生明暗相间

9、的条合便产生明暗相间的条纹，这就是纹，这就是 光的干涉。光的干涉。 自然光由无数的原子与分子发射，产生波长各不相自然光由无数的原子与分子发射，产生波长各不相同的杂乱光，合成后不能形成整齐同的杂乱光，合成后不能形成整齐(zhngq)有序的大有序的大振幅光波。振幅光波。 激光的相位在时间上是保持不变的，合成后能形激光的相位在时间上是保持不变的，合成后能形成相位整齐成相位整齐(zhngq)、规则有序的大振幅光波。、规则有序的大振幅光波。 第26页/共60页第二十七页，共61页。2022-6-1928第三节 高能(gonng)束焊接-激光焊第27页/共60页第二十八页，共61页。2022-6-1929

10、远距离焊接(hnji)系统原理第28页/共60页第二十九页，共61页。2022-6-1930激光激光(jgung)焊接的主要问题：焊接的主要问题：设备贵设备贵反射问题反射问题组装定位组装定位合金元素的挥发合金元素的挥发 焊接过程中一些高挥发性的合金元素焊接过程中一些高挥发性的合金元素(如硫如硫和磷和磷)从熔池中挥发出来，会导致气孔的产生，而且有很可能从熔池中挥发出来，会导致气孔的产生，而且有很可能产生咬边。产生咬边。冷却速度非常快冷却速度非常快 材料的含碳量成为一个非常重要的影响参材料的含碳量成为一个非常重要的影响参数，对材料的脆化、微裂纹及疲劳强度都会有影响。数，对材料的脆化、微裂纹及疲劳强

11、度都会有影响。第29页/共60页第三十页，共61页。2022-6-1931第三节 高能(gonng)束焊接-激光焊第30页/共60页第三十一页，共61页。2022-6-1932第三节 高能束焊接(hnji)-激光焊激光的形成过程激光的形成过程 工作物质工作物质(wzh) (wzh) 激励、受激辐射激励、受激辐射 自自激振荡增益激振荡增益 外界能量注入（泵浦）外界能量注入（泵浦） 光学谐振腔光学谐振腔 第31页/共60页第三十二页，共61页。2022-6-1933第三节 高能(gonng)束焊接-激光焊第32页/共60页第三十三页，共61页。2022-6-1934CO2激光激光(jgung)的产

12、生的产生1. 激光束激光束2. 切向排风机切向排风机3. 气流方向气流方向(fngxing)4. 热交换器热交换器5. 后镜后镜6. 折叠镜折叠镜7. 高频电极高频电极8. 输出镜输出镜9. 输出窗口输出窗口 CO2激光器系统(xtng) 一般气流的流动速度较慢一般气流的流动速度较慢, ,将将热量从放电腔中带走。热量从放电腔中带走。第33页/共60页第三十四页，共61页。2022-6-1935YAG激光激光(jgung)的产生的产生根据工作物质分类：根据工作物质分类： 红宝石：激活离子红宝石：激活离子(lz)Cr3+，波长：，波长：694.3nm，三能级；，三能级； Nd:YAG：激活离子：激

13、活离子(lz)：Nd，波长：，波长：1.06m，四能级；，四能级； 钕玻璃：钕玻璃： 激活离子激活离子(lz)：Nd，波长，波长:1.06m，四能级，四能级 脉冲宽度：脉冲宽度：100500ns，频率：几百，频率：几百62kHz。 第34页/共60页第三十五页，共61页。2022-6-1936YAG激光激光(jgung)的产生的产生灯泵浦灯泵浦Nd:YAG激光器激光器 大功率激光器中，典型的大功率激光器中，典型的Nd:YAGNd:YAG棒一般棒一般(ybn)(ybn)是长是长150mm150mm，直径，直径710mm710mm。泵浦过。泵浦过程中激光棒发热，限制了每个棒的最大输出功率。单棒程中

14、激光棒发热，限制了每个棒的最大输出功率。单棒Nd:YAGNd:YAG激光器的功率范围约为激光器的功率范围约为50800W50800W。 第35页/共60页第三十六页，共61页。2022-6-1937灯泵浦灯泵浦Nd:YAG体激光器体激光器 将几个将几个Nd:YAGNd:YAG棒串联起来棒串联起来(q li)(q li)可获得高可获得高功率的激光束，每个独立的棒可通过透镜引导并功率的激光束，每个独立的棒可通过透镜引导并规则的排列起来规则的排列起来(q li)(q li)。 目前的目前的Nd:YAGNd:YAG激光器系统多达激光器系统多达8 8个腔。输出个腔。输出4kW4kW功率。功率。 1kW的

15、脉冲(michng)Nd:YAG激光器YAG激光激光(jgung)的产生的产生第36页/共60页第三十七页，共61页。2022-6-1938激光激光(jgung)(jgung)TIGTIG复合复合electrodearclaser beam旁轴激光(jgung)与TIG复合 双束激光(jgung)与TIG同轴复合 多电极TIG与激光(jgung)同轴复合laser beam 1lensarclaser beam 2第37页/共60页第三十八页，共61页。2022-6-1939激光激光(jgung)(jgung)MIGMIG复合复合利用填丝提高熔深、改善焊缝成型利用填丝提高熔深、改善焊缝成型(c

16、hngxng)和和接头性能。接头性能。对间隙、错边、对中的适应性更好，可焊接厚板。对间隙、错边、对中的适应性更好，可焊接厚板。适合焊接铝合金、镁合金、铜合金材料适合焊接铝合金、镁合金、铜合金材料第38页/共60页第三十九页，共61页。2022-6-1940激光激光(jgung)(jgung)等离等离子弧复合子弧复合加热区更窄，对外界敏感更小，引燃性好。加热区更窄，对外界敏感更小，引燃性好。密度更大，弧长更长。密度更大，弧长更长。可旁轴复合，也可同轴复合。可旁轴复合，也可同轴复合。适合薄板对接适合薄板对接(du ji)、高速焊、镀锌板、铝合金焊接。、高速焊、镀锌板、铝合金焊接。环状电极(dinj

17、)同轴复合Laser beamPlasma torchPlasma arcWorkpieceLaser beamPlasma torchPlasma arcWorkpiece空心电极同轴复合第39页/共60页第四十页，共61页。2022-6-1941激光双电弧激光双电弧(dinh)(dinh)复合复合能量输入比普通激光能量输入比普通激光MIGMIG复合减少，熔深增大。复合减少，熔深增大。焊接速度更高，焊接过程更稳定焊接速度更高，焊接过程更稳定(wndng)(wndng)。相互之间位置的排布非常重要。相互之间位置的排布非常重要。尤其适合焊接厚板。尤其适合焊接厚板。激光激光(jgung)(jgun

18、g)双双MIGMIG复合复合第40页/共60页第四十一页，共61页。2022-6-1942第四节 摩擦(mc)焊第41页/共60页第四十二页，共61页。2022-6-1943第四节 摩擦(mc)焊第42页/共60页第四十三页，共61页。2022-6-1944第四节 摩擦(mc)焊第43页/共60页第四十四页，共61页。2022-6-1945第四节 摩擦(mc)焊第44页/共60页第四十五页，共61页。2022-6-1946第四节 摩擦(mc)焊第45页/共60页第四十六页，共61页。2022-6-1947第四节 摩擦(mc)焊第46页/共60页第四十七页，共61页。2022-6-1948第四节 摩擦(mc)焊第47页/