材料成型工艺基础yxc

1、回顾(hug)焊接(hnji)成形 概述分类特点应用焊接电弧弧焊电源焊条焊接冶金过程的特点焊接接头的组织与性能焊接应力与变形焊接位置与接头形式第3章 材料的连接成形（焊接方法） 熔焊压焊钎焊材料的焊接性焊接缺陷与检验焊接结构的工艺设计典型焊接的工艺设计焊接技术的新进展共四十七页回顾(hug)焊接电弧的组成熔焊的冶金过程熔焊的冶金特点焊接接头组织和性能（重点及难点）：焊缝和热影响区（熔合区、过热区、正火区、部分相变区）焊接应力与变形焊接缺陷及检测(jin c)（了解）材料连接成形方法共四十七页焊接的冶金(yjn)过程及特点（1）焊条、母材、药皮形成熔池（2）药皮起保护(boh)和化学反应焊接的冶

2、金过程的特点：实质是再熔炼；金属熔池的体积很小，各种冶金反应进行得不充分；气体，夹杂来不及溢出；冶炼条件差；熔池温度高，使金属元素产生强烈的熔损和蒸发，同时，熔池周围又被冷的金属所包围，使焊缝处产生应力和变形，严重时甚至会开裂；大气中进行；共四十七页（重点(zhngdin)及难点）共四十七页第3章 材料的连接(linji)成形 【 埋弧焊】是指电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。【分类】 埋弧焊属于电弧焊的一种，可分为埋弧自动焊和埋弧半自动焊两种。【工作原理】电弧在颗粒状的焊剂下燃烧，焊丝(hn s)由送丝机构自动送入焊接区。电弧沿焊接方向的移动靠手工操作完成的称为埋弧半自动焊，电弧沿焊接方向的

3、移动靠机械自动完成的埋弧自动焊。 【应用】用于焊接非合金钢、低合金高强度钢，也可用于焊接不锈钢及紫铜等。适合于大批量焊接较厚的大型结构件的直线焊缝和大直径环形焊缝。 熔焊一、埋弧焊 共四十七页第3章 材料(cilio)的连接成形 熔焊(rn hn)一、埋弧焊 视频演示4视频演示4-2共四十七页第3章 材料的连接(linji)成形 埋弧自动(zdng)焊的特点【优点】允许采用较大的焊接电流，生产率高，焊缝保护好，焊接质量高，能节省材料和电能，劳动条件好，实现了焊接过程的自动化。适于长的直线焊缝和圆筒形工件的纵、环焊缝的批量生产。【缺点】焊接时电弧不可见，不能及时发现问题，接头的加工与装配要求较高

4、，焊前准备时间长。熔焊一、埋弧焊 共四十七页第3章 材料的连接(linji)成形 气体保护电弧焊简称气体保护焊或气电焊。它是利用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接(hnji)区的电弧焊，简称气体保护焊。 根据所用保护气体的不同，气体保护焊可分为：氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、氦弧焊等。 （一）氩弧焊 氩弧焊是以氩气作为保护气体的气体保护焊。 氩弧焊分为非熔化极（钨极）氩弧焊和熔化极氩弧焊两种。 氩弧焊的应用：几乎可以用于所有钢材和非铁金属及其合金。通常多用于在焊接过程中易氧化的铝、镁、钛及其合金、不锈钢、耐热合金等。熔焊二、气体保护焊-氩弧焊 共四十七页第3章 材料的连接(linji)成形 熔

5、焊(rn hn)二、气体保护焊-氩弧焊 视频演示5共四十七页氩弧焊的特点：焊缝金属纯净，用于合金钢、易氧化的非铁合金及稀有金属。焊接过程稳定，所有焊接参数都能精确控制，明弧操作，容易实现机械化、自动化生产。电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，周围气流对焊缝有冷却作用，因此焊接接头的热影响区小，焊后变形小，可对3mm以下(yxi)薄板进行焊接。氩气价格较贵，焊件成本高。 第3章 材料的连接(linji)成形 熔焊二、气体保护焊-氩弧焊 共四十七页第3章 材料的连接(linji)成形 二氧化碳气体保护焊是用二氧化碳气体作为保护气体的气体保护焊。 二氧化碳气体保护焊的应用(yngyng)：主要用于焊接低

6、碳钢和低合金钢薄板。熔焊二、气体保护焊-CO2 共四十七页CO2气体保护焊的特点：成本低 生产效率高质量(zhling)好操作性能好 CO2气体保护焊的缺点是具有氧化性，合金(hjn)烧损大，飞溅大，成形较差，烟雾多，弧光强烈，容易产生气孔。 第3章 材料的连接成形 熔焊二、气体保护焊-CO2 共四十七页利用可燃气体与助燃气体氧混合燃烧形成的焰作为热源(ryun)进行熔化焊气焊火焰的种类(zhngli)及应用 第3章 材料的连接成形 熔焊三、气焊 共四十七页气焊火焰(huyn)的种类及应用 第3章 材料(cilio)的连接成形 熔焊三、气焊 共四十七页气焊(qhn)应用 第3章 材料(cili

7、o)的连接成形 熔焊三、气焊 视频演示6视频演示7共四十七页气焊的特点气焊设备简单，不需电源(dinyun)，灵活方便气焊火焰温度低，加热缓慢，工件受热面积大，热影响区较宽，因此焊接变形大。火焰对熔池保护差，焊缝易产生气孔、夹渣等缺陷。生产效率低，不适合大批量生产。 第3章 材料的连接(linji)成形 熔焊三、气焊 共四十七页第3章 材料的连接(linji)成形 电渣焊的应用主要用于厚壁压力容器纵缝的焊接和大型铸焊、锻焊结构(jigu)的制造。 适合于电渣焊的金属材料有非合金钢、耐热钢、不锈钢、铝及铝合金等。 电渣焊是利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热而进行焊接的方法。 电渣焊分为丝极电渣焊

8、、熔嘴电渣焊和板极电渣焊三种。熔焊四、电渣焊 共四十七页（一）电渣焊焊接(hnji)过程 电渣焊的特点：焊接(hnji)厚板时，生产效率高，成本低 焊缝金属洁净 热影响区宽，晶粒较粗大 第3章 材料的连接成形 熔焊四 、电渣焊 视频演示8共四十七页第3章 材料(cilio)的连接成形 等离子弧焊接是借助(jizh)水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。 等离子弧焊接的应用：可以焊接绝大部分金属，主要适于焊接某些焊接性差的金属材料和精细工件等。常用于焊接不锈钢、耐热钢、高强度钢及难熔金属材料等。视频演示9熔焊五、等离子弧焊 共四十七页熔焊(rn hn)五、等离子弧焊

9、焊 等离子弧焊的特点能量密度大、弧柱温度高、穿透能力强、电弧(dinh)稳定的优点；生产率高，焊后的焊缝宽度和高度均匀一致，焊缝表面光洁。电弧稳定燃烧，具有良好的挺直度和方向性。等离子弧焊设备复杂，气体消耗大，焊接成本较高。第3章 材料的连接成形 共四十七页 真空(zhnkng)电子束焊 一些先进的熔化(rnghu)焊技术（适于稀有和难熔金属的焊接和普通材料的高精度焊接） 阴极被灯丝加热到2600K，并发射大量的电子。这些电子在高压电场的作用下，经电磁透镜聚焦成电子束，高速轰击工件表面（160000km/s）。电子动能瞬间变成热能（能量密度是普通电弧的1000倍）。视频演示9.5共四十七页a加

10、热功率密度大。焊接用电子束电流为几十到几百毫安，最大可达l000mA以上；加速电压为几十到几百千伏；故电子束功率从几十千瓦到100kw以上，而电子束焦点直径小于1mm。故电子束焦点处的功率密度可达103105Kw/cm2，比普通电弧功率密度高1001000倍。b焊缝深宽比(H/B)大。通常电弧焊的深宽比很难超过(chogu)2，电子束焊的深度比在50以上。电子束焊比电弧焊节约大量填充金属和电能，可实现高深宽比的焊接，深宽比达60：1，可依次焊透0.1300mm厚度的不锈钢板。优点(yudin)共四十七页c. 焊接速度快，焊缝热物理性能好。焊接速度快，能量集中、熔化和凝固过程快。热影响区小，焊接

11、变形小。对精加工的工件可用作最后的连接工序，焊后工件仍能保持足够的精度。能避免晶粒长大，使焊接接头(ji tu)性能改善，高温作用时间短，合金元素烧损少，焊缝抗蚀性好。d焊缝纯度高。真空电子束焊的真空度一般为510-4Pa，适合焊接钛及钛合金等活性材料。e. 焊接工艺参数调节范围广，适应性强。电子束焊接的工艺参数可独立地在很宽的范围内调节，控制灵活，适应性强，再现性好，而且电子束焊焊接参数易于实现机械化、自动化控制，提高了产品质量的稳定性。f. 可焊材料多。不仅能焊金属和异种金属材料的接头,也可焊接非金属材料,如陶瓷、石英玻璃等。共四十七页 需要高真空环境以防止电子散射，设备复杂，焊件尺寸和形

12、状受到真空室限制(非真空环境电子束焊，是重要研究方向)；由于真空室的存在，抽真空成为(chngwi)影响循环时间的主要障碍;有磁偏移：由于电子带电，会受磁场偏转影响，故要求电子束焊工件焊前去磁处理；X射线问题：X射线在高压下特别强，需对操作人员实施保护；对工件装配质量要求严格，同时工件表面清洁的要求也较高。缺点(qudin)共四十七页德国PTR公司生产的ebw3000/15-150CNC型电子束焊机 真空室:1.7m1.25m 1.45m ; 额定功率( dn n l):15KW;额定电压:150KV共四十七页激光(jgung)加工简介激光加工的一般原理 激光加工是一种高能束加工方法，它是利用

13、激光高强度、高亮度、方向性好、单色性好的特性，通过一系列的光学系统聚焦成平行度很高的微细(wix)光束（直径几微米至几十微米），获得极高的能量密度照射到材料上，使材料在极短的时间内（千分之几秒甚至更短）熔化甚至气化，以达到加热和去除材料的目的。共四十七页共四十七页激光(jgung)加工简介激光加工特点 适应性强： 激光加工的功率密度高，几乎能加工任何材料， 如各种金属、陶瓷、石英、金刚石、橡胶等。 加工精度高：激光束可聚焦成微米级的光斑（理论上直径可小 于1um），适合(shh)精密微细加工。 加工质量好：激光加工能量密度高，热作用时间很短，整个加 工区几乎不受热的影响，工件热变形极小，故可

14、加工对热冲击敏感的材料。 加工效率高： 激光加工只需0.01s，切割比常规方法提高效率 820倍，激光焊接可提高效率30倍。共四十七页激光加工(ji gng)简介激光加工特点 容易实现自动：激光束传输方便，易于控制，便于与机器人 、自动检测、计算机数字控制等先进技术相 结合。 通用性强：可以处 理各种形状和尺寸的工件。也可以选择适当 的加工条件(tiojin)，用同一台装置进行切割、打孔 、焊接和表面处理等多种加工。节能节材： 激光束的能量利用率为常规加工工艺的 101000倍，激光切割可以节省材料 15%30%。 共四十七页激光(jgung)焊接机视频(shpn)演示10共四十七页激光(jg

15、ung)焊接机原理1、热传导焊接：当激光照射在材料表面时，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加热熔化，材料表面层的热以热传导的方式(fngsh)继续向材料深处传递，最后将两焊件熔接在一起。激光焊接的机理有两种：共四十七页激光(jgung)焊接机2、激光深熔焊(rn hn):当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时，材料吸收光能转化为热能，材料被加热熔化至汽化，产生大量的金属蒸汽，在蒸汽退出表面时产生的反作用力下，使熔化的金属液体向四周排挤，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿人更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后将两焊件焊接在一起。 共四十七页激光(jgu

16、ng)焊接发展及应用举例激光点焊激光(jgung)热传 导焊接激光深熔 焊接激光钎焊激光-电弧复合焊接激光焊接技术脉冲激光 焊接激光填丝焊接共四十七页激光焊接发展(fzhn)及应用举例汽车传动零部件激光(jgung)焊接共四十七页 熔焊(rn hn) 堆焊(du hn)与喷涂 高能焊 电渣焊 电弧焊 气焊 激光焊 电子束焊 等离子弧焊 气体保护焊 埋弧焊 焊条电弧焊共四十七页第3章 材料的连接(linji)成形 压焊 压力焊（俗称固态焊）是在压力（或同时加热）作用下，在被焊的分离金属结合面产生塑性变形而使金属连接成为整体的焊接(hnji)工艺。共四十七页第3章 材料的连接(linji)成形 压

17、焊一、电阻(dinz)焊 电阻焊是利用电流通过焊件及其接触面产生的电阻热作为热源，将焊件局部加热到塑性或熔化状态，然后在外界压力作用下形成焊接接头的一种焊接方法。 电阻焊根据接头的型式不同可分为：点焊、缝焊和对焊三种。 共四十七页第3章 材料的连接(linji)成形 压焊一、电阻(dinz)焊 电阻焊的应用：主要用于焊接低碳钢、不锈钢、铝及铜等金属材料。 点焊主要用于焊接厚度在4mm以下的薄板，广泛应用于汽车、飞机制造中； 缝焊主要用于焊接厚度在3mm以下的薄板，广泛应用于焊接油箱、烟道等； 对焊主要用于焊接较大截面（直径或边长小于20mm）焊件与不同种类的金属对接，广泛应用于焊接刀具、管件、

18、钢筋、钢轨、链条等。 共四十七页第3章 材料的连接(linji)成形 压焊一、电阻(dinz)焊 点焊形成过程示意图 滚焊形成过程示意图视频演示11视频演示12共四十七页第3章 材料的连接(linji)成形 压焊一、电阻(dinz)焊 对焊是利用电阻热将两个工件的整个端面焊接起来的一种焊接方法。 对焊 对焊示意图视频演示13共四十七页第3章 材料的连接(linji)成形 压焊二、摩擦(mc)焊 利用两工件焊接端面之间相互摩擦而产生的热量将工件端面加热到塑性状态后，在压力作用下使它们连接起来的一种压焊方法。 1.摩擦焊原理 2.摩擦焊的特点：焊接接头质量高接头不易产生气孔、夹渣等缺陷。适用范围广

19、 生产效率高 摩擦焊操作简单，容易实现自动控制。 视频演示14共四十七页钎焊(qin hn)是利用熔点比被焊接金属熔点低的金属作钎料，将钎料与工件一起加热到钎料熔化状态，借助毛细管作用将其吸入到固态间歇内，使钎料与固态工件表面发生原子的相互扩散、溶解和化合而连成整体的焊接方法。 钎焊接头的形成过程钎焊接头的形成包括两个过程： 钎料熔化和流入、填充接头间歇形成钎料充满焊缝的过程； 液态钎料与钎焊金属相互作用。 第3章 材料(cilio)的连接成形 钎焊 共四十七页 钎料填充(tinchng)焊缝过程示意图液态钎料和固态金属之间的相互作用第3章 材料的连接(linji)成形 钎焊 视频演示15共四

20、十七页（一）硬钎焊 硬钎焊是指使用硬钎料进行的钎焊。钎料熔点在450以上的钎焊称为(chn wi)硬钎焊，其焊接强度大约为300500MPa。属于硬钎焊的钎料有铜基、铝基、银基、镍基钎料等，常用的为铜基。 焊接时需要加钎剂，常用钎剂由硼砂、硼酸、氯化物、氟化物等组成。 硬钎焊的加热方式有氧乙炔火焰加热、电阻加热、炉内加热等。 硬钎焊适合于焊接受力较大的钢铁件、铜合金件及工具的焊接。 第3章 材料的连接(linji)成形 钎焊共四十七页第3章 材料的连接(linji)成形 钎焊(qin hn)（二）软钎焊 软钎焊是指使用软钎料进行的钎焊。钎料熔点在450以下的钎焊称为软钎焊。其焊接强度一般不超过470MPa。 属于软钎焊的钎料有锡