金属工艺学项目教学 模块十__焊接成形ppt课件

1、模块十 焊接成形 教学目的要求： 1. 熟习焊接的特点、分类及其运用。 2.了解焊接电流，电焊机和构造，电焊条，手弧焊工艺。 3.了解电阻焊、磨擦焊、钎焊、电渣焊等。 4.了解金属资料的焊件性。 教学重点、难点：焊接的特点、分类及其运用；手弧焊工艺；金属资料的焊件性。焊接：是经过加热或加压，或者两者并用，并且用或不用填充资料，使焊接件到达原子结合的一种方法。焊接方法：熔化焊、压力焊、钎焊等。焊接的主要特点是： 1节省资料，减轻质量； 2简化复杂零件和大型零件的制造； 3顺应性好；可实现特殊构造的消费； 4满足特殊衔接要求；可实现不同资料间的连 接成型； 5降低劳动强度，改善劳动条件。焊接方法的

2、运用： 1制造金属构造件； 2制造机器零件和工具； 3修复。焊接方法压力焊摩擦焊超声波焊爆炸焊分散焊高频焊钎焊及封粘软钎焊硬钎焊封接粘接熔焊电弧焊电渣焊等离子弧焊电子束焊激光焊手弧焊气体维护焊埋弧焊电阻焊工程一 手工电弧焊 活动一 手工电弧焊的焊接过程利用焊条与焊件之间产生的电弧，将焊件接头和焊条熔化而进展焊接的工艺方法 活动二 电弧焊冶金特点 电弧焊的冶金过程有以下特点： 1.焊接电弧和熔池金属的温度高于普通的冶炼温度。因此使金属元素剧烈蒸发，并使电弧区的气体分解成原子形状，增大了气体的活泼性，导致金属烧损或构成有害杂质。 2.熔池体积小、冷却快，冶炼过程难以充分进展。 活动三 焊接电弧 电

3、弧是指两电极之间剧烈而耐久的气体放电景象。 电弧的三个区 阴极区、阳极区和弧柱区 焊接电弧的温度 C和热量分布 温度 C 热量分布 阳极区： 2600 43 弧柱区： 60008000 21 阴极区 ： 2400 36 由于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定的差别，在运用直流电焊机焊接时，有两种接线方法： 直流正接：焊件接正极，焊条接负极厚板、酸性焊条 直流负接：焊件接负极，焊条接正极薄板、碱性低氢焊条、低合金钢和铝合金 活动四 焊条 电焊条的组成及作用 组成：焊芯和药皮 作用： 焊芯 填充金属 药皮 稳弧、造气、造渣、脱氧、合金、粘结等。 药皮必需含有造气剂和造渣剂。 药皮中还应含有稳弧剂和

4、合金化剂，以及脱氧剂、脱硫剂和去氢剂等。 焊条的种类和编号 种类：构造钢焊条、钼及铬钼耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、钛及钛合金焊条、铝及铝合金焊条、铜及铜合金焊条、特殊用途焊条。 编号：以构造钢焊条为例：422 其中： 构造钢焊条 焊缝金属抗拉强度大于等于 药皮类型钛钙型和电源种类交直流 507 7 低氢，直流 电焊条的选用原那么 等强度原那么：低碳钢和普通低合金钢构件，普通都要求焊缝金属与母材等强度， 因此可根据钢材强度等级来选用相应的焊条。 同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用。主要应思索：焊接件的构造外形、钢板厚度、载荷性质和抗裂性能而定。 低碳钢与低合金构造

5、钢焊接，可按某一种钢接头中强度较低的钢材来选用相应的焊条。 焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应选用相应的公用焊条。 活动五 电弧焊设备 手工电弧焊设备包括电焊机、衔接电缆、电焊钳、尖头锤及钢丝刷和面罩、手套等平安防护器具。其中电焊机是主要的设备，它为焊接电弧提供电源。常用的电焊机分为直流和交流两大类。 活动六 手工电弧焊工艺 1.焊前预备 包括焊接接头方式的选择、开坡口、清理焊件外表氧化皮和油垢及焊件配备固定等。 常用焊接接头的方式有：对接接头、角接接头、T字接头、和搭接接头。 2.焊缝的空间位置 平焊、立焊、横焊、仰焊四种。 3.焊接规范 焊接规范主要是选择焊条直径、焊接电流、焊接

6、速度和电弧长度等。平焊时焊条直径与焊件厚度的关系各种直径焊条引荐电流值焊件厚度/mm234561212焊条直径/mm23.23.244546焊条直径/mm1.62.02.53.24.05.05.8焊接电流/A25404070508090130160210200270260300工程二 其它焊接方法 活动一 埋弧焊 电弧在焊剂层下熄灭进展焊接的方法。 埋弧焊的特点及运用 埋弧自动焊是用焊剂进展渣维护，焊丝为一电极在焊剂层下引燃电弧熄灭。因电弧在焊剂包围下熄灭，所以热效率高；焊丝为延续的盘状焊丝，可延续馈电；焊接无飞溅，可实现大电流高速焊接，消费率高；金属利用率，焊接质量好，劳动条件好。埋弧焊适于

7、平直长焊缝和环焊缝的焊接。埋弧自动焊 活动二 气体维护焊 用外加气体作为电弧介质并维护电弧和焊接区的电弧焊。 1.氩弧焊 钨极氩弧焊 以钨钍合金和钨铈合金为阴极，利用钨合金熔点高，发射电子才干强，阴极产热少，钨极寿命长的特点，构成不熔化极氩弧焊。 熔化极氩弧焊 以焊丝为一电极正极，工件为另一电极负极，焊丝熔滴通常呈很细颗粒的“放射过渡进入熔池，所用电流比较大，消费率高。板厚8mm以上的铝容器。为使电弧稳定，熔化极氩弧焊通常采用直流反接，这对于焊铝工件正好有“阴极破碎作用。 二氧化碳气体维护焊 以CO2为维护气体，用焊丝为电极引燃电弧，实现半自动焊或自动焊。 CO2气体 维护焊的特点： 1.电流

8、密度大、熔深大、焊速快、焊后无需清渣。 2.产生变形和裂纹的倾向小。 3.焊缝氢的质量分数低，接头抗裂性好。 活动三 电渣焊 利用电流经过熔渣时产生的电阻热加热和熔化焊丝和母材来进展焊接的一种熔化焊方法。分为丝极、板极、熔嘴和熔管电渣焊。 特点： 1.焊接厚件时，厚大截面可一次焊成，消费率高；同时可节省开坡口任务，节省焊接资料和焊接工时，本钱低。 2.焊缝金属比较纯真。 3.电渣焊接头组织粗大，焊后需求进展正火处置。电渣焊表示图 活动四 等离子弧焊 利用机械紧缩效应和电磁收缩效应使电流线将电弧紧缩为细小的等离子体。等离子弧温度高，能量密度大， 因此可一次性熔化较厚的资料。等离子弧可用于焊接和切

9、割。工程三 压焊与钎焊 活动一 电阻焊1.对焊 1电阻对焊 先将工件夹紧并加压，然后通电使接触面温度到达塑性温度(9501000)。在压力下塑变和再结晶构成固态焊接接头图12-77a。电阻对焊要求对接处焊前严厉清理，所焊截面积较小，普通用于钢筋的对接焊。 2闪光对焊 先通电，后接触，因个别点接触，个别点经过的电流密度很高，可使其瞬间熔化或汽化，构成液态过梁。由于过梁上存在电磁收缩力和电磁引力及斥力而使过梁爆破飞出，构成闪光。闪光一方面排除了氧化物和杂质，另一方面使对口处的温度迅速升高。 闪光对焊主要用于钢轨、锚链、管子等的焊接，也可用于异种金属的焊接。因接头中无过热区和铸态组织，所以性能高。2

10、电阻点焊 电阻点焊是用圆柱电极压紧工件，通电、保压获得焊点的电阻焊方法。3.胶接点焊 与电阻点焊相比，胶接点焊 接头的搭接抗弯强度可提高3倍，疲劳强度可提高9倍，本钱亦不太高。4.电阻缝焊 缝焊是延续的点焊过程，它是用延续转动的盘状电极替代了柱状电极，焊后获得相互重叠的延续焊缝。 缝焊分流严重，通常采用强规范焊接，焊接电流比点焊大1.52倍。 缝焊主要用于低压容器，如汽车、摩托车的油箱、气体静化器等的焊接。 活动二 摩擦焊 摩擦焊是利用焊件接触面相对旋转运动中相互摩擦所产生的热，使端部到达塑性形状，然后迅速顶锻，完成焊接的一种压焊方法。 接头的焊接质量好、稳定，其废品率是闪光对焊的1%左右。

11、适于焊接异种钢和异种金属，如碳素构造钢-高速钢、铜-不锈钢、铝-铜、铝-钢等。 摩擦焊具有以下优点： 活动三 钎焊 钎焊:是利用熔点比焊件低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化而将处于固态的焊件衔接起来的一种焊接方法。 1硬钎焊 钎料熔点在450以上，接头强度较高，都在200MPa以上，属于这类的钎料有铜基、银基和镍基等。 2软钎焊 钎料熔点为450以下，接头强度较低，普通不超越70MPa，所以只用于钎焊受力不大、任务温度较低的工件。常用的钎料是锡铅合金，所以通称锡焊。工程四 常用金属资料的焊接 活动一 焊接接头的组织和性能焊缝区在焊接接头横截面上丈量的焊缝金属的区域。熔合区熔合线两侧有一个

12、很窄的焊缝与热影响区的过渡区。热影响区-受焊接热循环的影响，焊缝附近的母材因焊接热作用发生组织或性能变化的区域过热区、正火区、部分相变区。焊缝区各点温度变化表示图低碳钢焊接接头的组织变化 活动二 金属资料的可焊性 可焊性的概念 金属资料的可焊性，是指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接资料、工艺参数及构外型式条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属资料在一定的焊接工艺条件下，表现出“好焊和“不好焊的差别。估算钢材可焊性的方法 碳当量法：碳钢及低合金构造钢的碳当量阅历公式为： 活动三 钢的焊接 1.碳素钢的焊接 低碳钢含碳量不大于0.25%，塑性好，普通没有淬硬倾向，对焊接热过程不敏感，可焊性良好。焊这类钢时，不需求采取特殊的工艺措施，通常在焊后也不需求进展热处置电渣焊除外。 中碳钢含碳量在0.25%0.6%之间，随含碳量的添加，淬硬倾向愈发明显，可焊性逐渐变差。在实践消费当中，主要是焊接各种中碳钢的铸钢件与锻件。 2.合金钢的焊接 低合金钢焊接时，热影响区能够产生淬硬组织，淬硬程度与钢材的化学成分和强度级别有关。钢中含碳及合金元素越多，钢材强度级别越高，焊后热影响区的淬硬倾向也越大。强度级别大于450MPa级的低合金钢，淬硬倾向添加，热影响区容易产生马氏体组织，构成淬火区，硬度明显添加，塑性、韧性那么下降。工程五 金属的热切割 利用热能