机械制造基础第三篇焊接成形第一讲焊接的基本原理.ppt

1、1,3 焊接成形,一、焊接的实质： 利用加热或加压等手段，使用或不使用填充材料，借助金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来 二、焊接的用途： 主要用于制造结构件和零部件。 三、分类： 按照焊接过程的特点，焊接可分为熔焊、压焊、钎焊三大类：,2,1、熔焊：对两工件结合处局部加热到熔化状态，形成共同的熔池；一般另加填充金属， 冷却后牢固地连成一整体（不加压力）,3,2、压力焊：对两工件加压（ 或同时加热），产生一定的塑性变形，使原子形成新的结晶，将两工件紧密牢固地连成一整体（通常加温加压） 3、钎焊：对工件和钎料（填充金属）作适当加热，工件金属不熔化，熔点低的 钎料被熔化后填充到

2、工件之间，将两工件连成一整体,4,31 焊接的基本原理,31 1 焊接电弧 1、接触引弧 2 、电弧的组成,5,3 、正接与反接,6,31 2 焊接过程,一、焊接冶金过程的特点： 1、高于一般冶炼温度，有烧损或形成有害杂质 2、熔池体积小，四周为冷金属，液态时间短 焊接冶金反应不平衡，成分不均匀 气体和杂质不易浮出，易产生气孔和夹渣等 缺陷 机械性能，尤其是塑性和韧性，远比母材低,7,二、常见焊接缺陷,8,三、保证焊缝质量的措施： 1、造成有效的保护，使液态金属与空气隔开（如：气体保护焊、埋弧焊） 2、向熔池中添加合金元素，保证焊缝化学成分 3、进行脱氧、脱硫、脱磷等(一般在焊条药皮中加入硅、

3、锰脱硫和磷)， 4、焊前应清除焊接件表面的铁锈、油污并烘干焊条的潮气,9,31 3 焊接接头的组织与性能,一、焊接工件上温度的变化与分布 焊缝附近区各点温度曲线,10,二、焊接接头的组织和性能： （一）焊缝：,11,（二）焊接热影响区 焊接热影响区是指焊缝两侧金属因焊接作用而发生组织和性能变化的区域。下图为低碳钢的热影响区 1. 熔合区：焊缝与基体金属的交界处 (固液共存区) 2. 过热区：在Ac3(GS)以上100 200C至固相线温度 3. 正火区：在Ac3至Ac3以上100 200C区间 4. 部分相变区：在Ac1 Ac3之间,12,13,（三）影响焊缝性能的因素 1、焊剂与焊丝 2、焊

4、接方法 3、焊接参数 4、接头的形式 5、焊后热处理,14,31 4 焊接应力与变形,一.焊接残余应力的产生: 如图示，加热和冷却时的应力与变形,15,二、焊接残余应力的分布 1、 焊缝因受热冷却收缩时，受到周围冷金属的拘束而受拉应力，而母材及边缘受压应力； 2、焊件变形愈大，残余内应力愈小，否则愈大。,16,三、焊接残余应力引起变形的基本形式 1. 收缩变形：焊缝纵、横向收缩，尺寸缩小 2. 角变形：V形坡口对焊时，焊缝截面形状上下不对称，焊后横向收缩不均匀 引起 3. 弯曲变形：丁字梁 焊接时，焊缝布置不 对称，焊 缝纵向收缩 后，引起工件向焊缝 一侧弯曲 4.扭曲变形：焊缝在横 截面上布

5、置不对称或 工艺不合理而产生 5.波浪形变形：焊薄板 时，在厚度方向丧失 稳定性所至,17,四、减少焊接应力的措施 1、避免焊缝密集交叉和焊缝过大、过长 2、选择合理的焊接次序， 使焊缝能够自由收缩 3、预热法：将工件预热到 350 400C，然后再焊接 4、采用小能量焊接方法，分层焊 5、锤击焊缝：当焊缝还处在较高温度时，锤击焊缝使金属伸长，能减小焊接残余应力 6、焊后去应力退火处理： 将工件加热到500 650C，保温一定时间后缓冷。 退火后可以消除80 %左右的焊接残余应力,18,五、预防焊接变形的措施 1、预防焊接应力的产生 2、反变形法：先确定变形方向，将工件放在相反方向的位置上焊接 3、焊缝对称分布：,19,4、刚性夹持法：焊前两端夹紧工件(焊或用胎模夹具)，不许变形 注：对淬硬性较大的钢结构件及铸铁件不能使用,20,5、从焊接工艺上采取措施： 两侧对称焊，使两侧收缩相互抵消 工字梁与矩形梁 交叉对角焊,21,长焊缝分段退焊,22,多层多道焊,