石大机械制造基础课件02热加工工艺-3焊接

机械制造基础（热加工）

第三章焊接本节主要内容焊接概述焊接概念、分类焊接件的优点和不足熔焊过程（三个过程）第一节概述1、概念：通过加热或加压（或两者并用），并且用或不用填充材料，使工件产生原子间结合的一种连接加工方法。实质：两部分金属形成原子间结合的一种连接2、分类按焊接过程的特点：熔焊：将待焊处的母材金属加热熔化以形成焊缝的焊接方法。气焊、电弧焊压焊：焊接过程中对焊件施加压力。电阻焊、摩擦焊、扩散焊钎焊：钎料（熔点比母材低）熔化后润湿母材填充接头间隙并与固态母材相互扩散，从而实现连接。

锡焊、铜焊、银焊按热源来分：气焊、电弧焊、电阻焊、摩擦焊、火焰焊3、焊接的主要用途世界上一些主要的工业国家，每年生产的焊接结构已占钢产量的60%以上。焊接主要用于制造金属结构锅炉压力容器、管道、船舶、车辆、桥梁、飞机、起重机械等锅炉压力容器连接性能好焊缝具有良好的力学性能，耐高温、高压良好的密封性能、耐腐蚀、耐磨性管道良好的密封性各种焊接方法适用于不同管径和壁厚省工、省材料、成本低船舶焊接连接性能好省材料，成本低耐腐蚀，耐磨性好焊接桥梁简化加工工艺承载能力大飞机、起重机的焊接质量轻，减轻自重连接性能好，刚性好，强度高4、焊接件的不足：不可拆卸，不便更换和维修焊接接头的性能较母材有所降低产生焊接残余应力，导致焊接件变形焊接缺陷：气孔、夹渣、未焊透等第二节熔焊过程与接头性能一、熔焊利用热源把工件待焊处局部加热到熔化，形成熔池，然后随着热源向前移去，熔池金属冷却结晶，形成焊缝。熔焊过程包括三个过程焊接冶金过程焊接热过程焊缝结晶过程1、熔焊的化学冶金过程有害成分防止措施2、熔焊的热过程焊接热循环曲线在焊接热源的加热及随后的冷却过程中，焊件上某一点的温度随时间变化的曲线距离焊缝远近不同的点，经历的焊接热循环不同影响焊接热循环的因素理想的焊接热循环理想的焊接热循环在过热温度停留时间短一些——焊缝外侧母材金属不致长得过大焊后在650℃附近冷却速度慢一些——避免产生淬硬组织焊前预热，焊后缓冷3、焊接熔池的结晶过程结晶过程成形系数4、焊接应力与焊接变形焊接应力产生的原因焊接应力的危害5、焊接裂纹热裂纹概念产生原因防治措施冷裂纹概念产生原因防治措施二、焊接接头性能焊接接头焊缝熔合区焊接热影响区三、影响焊接接头性能的因素主要是焊接接头的化学成分和接头组织1、焊接材料（化学成分）2、焊接方法（接头组织）3、焊接工艺（线能量）4、焊后热处理（改善接头性能）常用的焊接方法—焊条电弧焊1、焊条（1）焊条的组成和作用焊芯药皮（2）焊条的种类、型号和牌号（3）碱性焊条的特点（4）焊条的选用2、焊条电弧焊的特点和应用范围操作灵活，焊接质量好，适应性强，适合单件小批生产。二、埋弧自动焊1、自动焊设备：弧焊电源、控制箱、焊接小车2、焊接材料：焊丝、焊剂焊丝：做电极和填充金属、脱氧、去硫焊剂：主要起保护作用，冶金处理作用（常用牌号，表3-5）埋弧焊通过焊丝和焊剂的合理匹配保证焊缝的成分和性能。3、埋弧自动焊工艺接头形式：对接接头和T型接头对焊时一般采用双面焊，便于焊透，减少焊接变形焊前要清除坡口及两侧的油污，水分为了防止烧穿，常采用焊剂垫焊接环缝为了保证焊缝成形，焊丝要偏离中心线一定距离。4、埋弧自动焊的特点和应用生产率高（与手工电弧焊相比）焊接接头质量好劳动条件好，强度轻适应性较差，适合长直焊缝和环焊缝焊接应用：成批生产，中、厚板结构的直缝和大管径环焊缝。三、气体保护焊1、交流钨极氩弧焊设备要有引弧、稳弧和去除直流成分的装置，结构复杂。填充金属可以是焊丝也可以是母材金属特点：机械保护效果好，焊缝成型美观有稳弧装置，电