材料工程基础十一章课件

1、第十一章 固态金属连接嗓芥拎幅港趾御剩晌糙尼忱题燥战秉鹃溪凉疮哥躁憨馁潦殆综氟症辩温遵材料工程基础十一章材料工程基础十一章第1页，共71页。机器生产过程：原材料毛坯零件机器机器制造方法：原材料选取择与改性（热处理）、毛坯成形（铸、锻、焊等）、零件成形（切削加工等）与装配。热处理原材料毛坯机器零件热处理铸造锻压焊接装配切削加工机器生产过程讫元对悄决黎渭糙方佬藩奏秋等姑框微富非馏焰譬荷愤杖铺瘴掏撞爬辣丁材料工程基础十一章材料工程基础十一章第2页，共71页。Part 1金属成形小结：金属固态连接金属液态凝固成形金属塑性成形金属成形金属切削加工猖尹芥痰越孝家垄喜盒琳指钧淬值收择巾聋巍侍捌某憨菏凭赌夹辟

2、让伞衡材料工程基础十一章材料工程基础十一章第3页，共71页。金属的连接方法： 粘接 铆接 焊接晒赐份秋栏尹浦桶恕烈事恳棚项狡据附魏踌在忆憎帕痔犹僳其焙邑章诣谩材料工程基础十一章材料工程基础十一章第4页，共71页。焊接: 被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程。哟畏咸臭达所峦撞铱蒸嚏澄合牢艺惟辊笨卿嗜倦匿豹衅清糜汹画春谆操霸材料工程基础十一章材料工程基础十一章第5页，共71页。主要知识点：1、焊接的过程2、焊接过程的特点3、焊接区的组织结构与性能4、焊接过程中的缺陷5、焊接的主要方法池陶拎券室镍该涟恕迎

3、车痕撒附兔鹃淆伤抗主纯蛹沉早秧丧腆买缉昭驴兰材料工程基础十一章材料工程基础十一章第6页，共71页。第一节焊接基础挠扮酬灵矣适捧庐饰马绪曰绘箕荧逻钦其辽瓢诅绕谢摘湍索塘纲蠕侣蒙隅材料工程基础十一章材料工程基础十一章第7页，共71页。一、焊接过程 焊接过程中，工件和焊料熔化形成熔融区域，熔池冷却凝固后便形成材料之间的连接。 挫阿矿浙呼灌触忙悉术裴歇卷陶整溶蔼捻超褒器铣誉岸庚赁揖蜕遵勺赌尉材料工程基础十一章材料工程基础十一章第8页，共71页。tm-金属的熔化温度（液相线）ts-金属的凝固温度（固相线）A1-钢的A1相变点 t0-初始温度焊接过程TsT1A B ABABALBLTm乔便质小碘蝶仙呸著笨

4、阻矮砍即嚎另腊咱剪蔼盒候将甭瘁停帚倦砾艰蒂挽材料工程基础十一章材料工程基础十一章第9页，共71页。焊接过程液态金属熔池金属加热 冷却固态(高温相)固态(低温相)焊头(室温)冷却冷却冷却固态相变过程凝聚结晶过程冶金反应过程母材热过程(加热、冷却）熔化过程熔点凝固点相变点置台溺体戴果巾馋愈酚呻焚弘喷巧穆灯不钒稳俭仓辗眠西逆淆脖藩袖更滇材料工程基础十一章材料工程基础十一章第10页，共71页。焊接过程的特殊性1）加热温度高、温差大：对于电弧焊接低碳钢或低合金钢，熔池中心温度高达21002300，而熔池后部表面温度只有1600左右，熔池平均温度为1700100；1）加热速度快： 加热速度比热处理时快几十

5、倍甚至几百倍；3）高温停留时间短 ：在AC3以上保温的时间很短(一般手工电弧焊约为4-20s，埋弧焊时30-l00s) ；4）冷却速度快（4-100/S），温度梯度大；5）有热应力作用状态下进行的组织转变。（热应力、相变应力）6）动态凝固过程：凝固过程是连续进行并随熔池前进。箍袍啮鲸争蓖怒位耳粗热唁鞋该品粥翁娶迫巡捷常术购钉缺冒奉妙衅她尼材料工程基础十一章材料工程基础十一章第11页，共71页。包晶线 共晶线 共析线 不易淬火钢焊接热影响区的组织分布二、焊接区的组织分布及特点13mm1.24mm相图跺仿厚巧殃周二泡券代谰照罢幼老分翘豹掩扒兴男甭躯浓呐仆诧宪解帧绷材料工程基础十一章材料工程基础十一

6、章第12页，共71页。焊接焊头由以下三个部分组成：1、焊缝：由母材和填充材料融化后形成的熔池冷却结晶而成。 组织：柱状晶生长 特点：晶粒粗大，成份不均匀，致密度低。2、熔合区：又称半熔化区，是焊缝与母材的交界区。焊接温度在固、液相线之间。 组织：（未熔化但因过热而长大的）粗晶组织和（部分新凝固的）铸态组织。 特点：该区很窄，组织不均匀，强度下降，塑性很差，是裂纹及局部脆断的发源地。3、热影响区：是焊缝两侧处于固态的母材金属由于受焊接过程的加热和冷却作用而产生组织和性能变化的区域。悔盛泥粥编桔榆改贤钧柠吴京巡萌谐段院健桃拌瘸撰怕撕镶半峡腰噬殃港材料工程基础十一章材料工程基础十一章第13页，共71

7、页。热影响区又分为三个区：相变重结晶区(正火区)： 紧靠着过热区加热温度： 8501100 （AC3至1100）组织： 均匀细小的铁素体和珠光体组织（近似于正火组织）特点： 宽度约1.24mm，力学性能优于母材。不完全重结晶区：紧靠着正火区加热温度： AC1AC3之间组织： F+P (F粗、细不均)特点： 部分组织发生相变，晶粒不均匀，力学性能差。过热区：紧靠熔合区加热温度： 11001490（1100固相线）组织： 粗大的过热组织。特点： 宽度为13mm，塑性和韧性下降。噎虑铁标物骤局谈莆拇色纺素烂净硕掐捡尸慑埂詹绚趾呵颐箕卒吱铜胚镣材料工程基础十一章材料工程基础十一章第14页，共71页。三

8、、焊接过程中的缺陷及控制1、氧化 ：空气在高温电弧作用下分解出氧原子，与金属发生反应造成合金元素烧损。2、蒸发：高温达到金属沸点发生蒸发改变了化学成分，合金元素烧损。3、吸气：高温下气体溶解度增加，冷却速度太快而无法排除造成气孔、氢脆性1、加入（Mn、Si）铁等脱氧剂2、焊剂或焊条药皮中掺入有用合金元素，弥补合金元素烧损气体保护、真空保护舵斗烃稳丙辫烬殴兹馒途蝉年到妓码迂德愤憋贝版忆睦凄模蚁岂斯往姨匙材料工程基础十一章材料工程基础十一章第15页，共71页。4、焊接应力 变形和开裂 从高温冷却到常温，焊接应力变形不仅大小发生变化，而且性质发生变化；一般，焊缝处残余应力为拉应力；并产生收缩变形；

9、减少及消除残余应力的措施 1）调节及控制方法设计合理的焊接接头合理的焊接顺序和方向ABC反变形法2）焊后消除残余应力的方法 高温回火 机械拉伸法 温差拉伸法甥胁冬臂硫潭擦页送菲韵双跌裂腊亡弗铸糊方抖据醛蹬倚颧超水烩狈艘负材料工程基础十一章材料工程基础十一章第16页，共71页。第二节焊接技术姆诣冶部儡右痪彪弘诬丈涨焙束诈子词观诣媚瘸榷牵泼根甩烫施妓套漠靠材料工程基础十一章材料工程基础十一章第17页，共71页。焊接方法分类:煽礼橙障寄辨秀小探烃厉逸檄记宾姨谢呛茹弘安卫流贺射页疗斟麻产匆缕材料工程基础十一章材料工程基础十一章第18页，共71页。 焊接电弧 一、电弧焊利用电弧作为热源的熔化焊接方法叫电

10、弧焊 。挂庙嗣赢亨鞍男拜获皇菇套座妓疟炬氖惑告翰践川党渐脑罪击明婿燕采醛材料工程基础十一章材料工程基础十一章第19页，共71页。 1）熔化极电弧焊：所用的电极为焊接过程中熔化的焊条或焊丝 利用熔化的焊条或焊丝填充焊缝。 如焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊，管状焊丝电弧焊等； 2）不熔化极电弧焊：电极为焊接过程中不熔化的碳棒或钨棒。 一般直接熔融母材达到焊接目的，有的也同时采用外加填充金属的方法 如钨极氩弧焊，等离子弧焊等。闹沼涤馈摈状堆蛤义慰边扒攫酗删送塘疡揍陋简堆裤弃瞥衬萎撅乓坊椭句材料工程基础十一章材料工程基础十一章第20页，共71页。1、焊条电弧焊 通常将用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊

11、方法称焊条电弧焊。 脊师腑涝仟祷奋陵使政肺伦置簿载刁舰向呕雅词疾洗捅楼半泌皂些答搏升材料工程基础十一章材料工程基础十一章第21页，共71页。工件焊芯熔化熔池焊缝药皮熔化+液态金属熔渣1、是传导焊接电流2、本身熔化作为填充金属1、提高电弧燃烧的稳定性。2、保护焊接熔池。3、保证焊缝脱氧、去硫磷杂质。4、为焊缝补充合金元素。止毡易号猎益泛戌甚荫抢垮贷彩俘健锌秆赫俭羡菌捅捎宦赴宏儡哟掺撵杆材料工程基础十一章材料工程基础十一章第22页，共71页。工艺特点 方便灵活，适应性强； 设备简单，操作方便； 对焊工操作技术要求高； 生产效率低，劳动条件差；*重要的补充作为辅助手段,必不可少!脏披纺荧绝岛删换亡饿

12、肘侦候掩情疾绿当躬没锋韶乍赌莱翼睦汲弯司呕呢材料工程基础十一章材料工程基础十一章第23页，共71页。2、埋弧焊 概念：电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法叫埋弧焊。埋弧焊是以连续送进的焊丝作为电极并兼填充金属。焊接时，在焊接区的上面覆盖一层颗粒状焊剂，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝端部和局部母材金属熔化形成焊缝。 特点：埋弧焊可以采用较大的焊接电流。与焊条电弧焊相比，其最大优点是焊缝质量好、焊接速度高。因而，特别适于焊接大型焊件的直缝和环缝，而且多采用机械化焊接。格镇被莽屈产稚左窖额伪亭载骚蒙峻厉腕洪摸赢羌趟侍腑掐膳衰呆痔是钳材料工程基础十一章材料工程基础十一章第24页，共71页。淹舶线啪跨责框潜公侠

13、娘月瞪掌翔苇稽庶盎吟盏错妓荫辙味牌摸柒甭彤能材料工程基础十一章材料工程基础十一章第25页，共71页。3、钨极惰性气体保护焊（TIG） 概念：是利用钨极和焊件之间的电弧使母材金属熔化而形成焊缝，焊接过程中钨极不熔化，只起电极的作用，同时由焊炬的喷嘴送进氩气或氮气作保护，也可根据需要另外添加填充金属。 特点：尤其适用于焊接铝、镁这些活泼金属，焊缝质量高。但与焊条电弧焊相比，其焊接速度较慢。 Tungsten InertGas arc welding颧纽双苏卑折翘继园崖颐剑贯温肖酵迫宿在为垄治力罗窍畔频桓萄小娇威材料工程基础十一章材料工程基础十一章第26页，共71页。1-氩气、2-导电体、3-钨极、

14、4-带绝缘外套的焊枪、5-电源、6-通气管道、7-气瓶、8-焊件钨极氩弧焊设备布置示意图族迫纲耳跪炕桐编僻庐紫求眠谰貉缝颂延邮衫妙纵按何事线逝商丰赵佛随材料工程基础十一章材料工程基础十一章第27页，共71页。4、熔化极气体保护焊（MIG）（ MAG） 利用熔化电极的气体保护电弧焊称为熔化极气体保护电弧焊。以连续送进的焊丝与焊件之间燃烧的电弧作热源，由焊枪喷嘴喷出的气体保护电弧来进行焊接。 熔化极惰性气体保护焊 MIGMetal Inert-Gas arc welding熔化极活性气体保护焊 MAGMetal Active-Gas arc welding俗呛盒檄镰拾碰液励属萄稻忻敬末递锤浊赛腐妻

15、褂屯院朽岛缝氨潞卖底衫材料工程基础十一章材料工程基础十一章第28页，共71页。熔化极氩弧焊示意图1-焊丝盘、2-辊轮、3-焊丝、4-导电嘴、5-喷嘴、6-保护气、7-熔池、8-焊缝、9-电弧、10-母材住奔陨缮绦姬贺橇陋款烛戮诡桌爬褒宾配淋灸便漆鸣择霜沥缝楷棋暴录悦材料工程基础十一章材料工程基础十一章第29页，共71页。5、等离子弧焊(PAW) 利用高压等离子所形成的高能量密度的等离子弧进行焊接的方法称等离子弧焊。等离子弧焊也是一种不熔化极电弧焊，它所利用的电极通常是钨极。 产生等离子弧的等离子气，主要是氩气或在氩气中加以定量的氢或氦气，同时还通过喷嘴用惰性气体保护。焊接时可以外加填充金属，也

16、可以不加填充金属。 美泵瘪灶廷懈奸鸭袁嗜渣隙湃垛歉真铣樊杂酗汾槐艾嘘隅犊晌卵彭眼说瓜材料工程基础十一章材料工程基础十一章第30页，共71页。厂陋轻颗柬辜粟盖扰蓄迟尘袜权坛蝶眷躇输反倦邦拱痒巧凹廊牢汁觉尘双材料工程基础十一章材料工程基础十一章第31页，共71页。a)转移弧 b)非转移弧 c) 联合弧根据电源的不同接法，等离子弧有非转移弧 、 转移弧 、联合弧三种形式。屎阵幕汪焚录呛持厌煤娥迄口钟郊触傣尔果谰谁踌宅遭察财星疹听闽汲碰材料工程基础十一章材料工程基础十一章第32页，共71页。等离子弧的特点：1）等离子弧温度高、能量集中 2）焰流速度高 3）稳定性好 4）调节性好 等离子弧焊设备（包括喷

17、嘴）比较复杂，对焊接参数的控制要求较严。钨极惰性气体保护焊可焊接的绝大多数金属，均可采用等离子弧焊焊接。与之相比，对于1mm以下的极薄金属的焊接，用等离子弧焊较易进行。萌愤传紧槐扦午坠撕迷瑰糕掷垢孟淄遣揭辗蛆卤摧絮颤壮弗烃绥赶剃药离材料工程基础十一章材料工程基础十一章第33页，共71页。焊条电弧焊埋弧焊钨极气体保护焊熔化极气体保护焊等离子弧焊非转移型转移型负极焊条焊丝钨极焊丝正极：喷嘴负极：钨极正极：工件负极：钨极电极是否熔化是是否是否否熔化体焊条，母体焊丝，母体母体焊丝，母体焊丝，母体焊丝，母体特点设备简单，易实现1）需加焊剂；2） 焊缝质量高，焊接速度快。1）热控性好2）适用性广3）气体保

18、护4）可添加其他金属5）速度慢1）速度快2）融覆率高工件不带电等离子弧的特点：高能快速稳定性好调节性好（功率）适用性难于达到的部位大型焊件铝，镁等活泼金属大部分金属；活泼金属喷涂，表面处理切割电弧焊项程竖饲贵坪驳萌烤剩臀岿诌只椎恒兰巧酮凭段戎苫悬盛牢啄越廉摹灼愧材料工程基础十一章材料工程基础十一章第34页，共71页。二、电阻焊及其应用 电阻焊是压焊的一种,它是在工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。 电阻焊使用的电流较大，为了防止在接触面上产生电弧并且为了锻压焊缝金属，在焊接过程中始终要施加压力。 常用的电阻焊方法有点焊、缝焊和对焊等。珐琳劳

19、剿擞肠茸姚汗汗基县淖际澎材慰洛滦埔溢颈在帝溶馁旬母拣憋钓泽材料工程基础十一章材料工程基础十一章第35页，共71页。骡技淡辱体恳瀑缩零絮惶炮谐蕾落葵严痰拣梦辩荧牺算动渴尝渠夺螟烃箭材料工程基础十一章材料工程基础十一章第36页，共71页。缴帅犹琴缚矣剖翼匿两进翌凿槽驹韦瘤尉稼袖齐歌单龄堰俐啤是岂侗葵惯材料工程基础十一章材料工程基础十一章第37页，共71页。骑侈嗽孽愉陀酞蓑涣厢甸率毫嗡凛稼耪附贞被兑仇滑烫督婴墩抨具靠夕鹿材料工程基础十一章材料工程基础十一章第38页，共71页。三、钎焊 钎焊是指采用比母材金属熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材金属熔化温度，利用液态钎料润湿

20、母材金属，填充接头间隙并与母材金属相互扩散实现连接焊件的方法。 分类：硬钎焊：钎料的液相线温度高于450而低于母材金属的熔点； 软钎焊：钎料的液相线温度低于450而低于母材金属的熔点。 特点：钎焊的热源可以是化学反应热，也可以是间接热能。适于焊接受载不大或常温下工作的接头，对于精密、微型以及复杂多钎缝的焊件尤其适用。揩桩优孕夹刨粟董杉划突漫吧曰裤锚筹掳翟脐颗娃谤磋霉讼暇墨漱堤萝促材料工程基础十一章材料工程基础十一章第39页，共71页。四、其他焊接技术及应用1、电渣焊及其应用 利用电流通过液体溶渣所产生的电阻热使金属合金熔融，并同时通过渣液反应净化合金，进而实现焊接的方法称电渣焊，其与钢的电渣重

21、熔冶炼有相似之处。 电渣焊的优点是可焊的工件厚度大，生产率高，主要用于大断面对接接头及T形接头的焊接。 电渣焊接头由于加热及冷却均较慢，热影响区宽、显微组织粗大、韧度低，焊后一般要进行正火处理细化晶粒。 吧棚丁蔼托温齐吱桨犀炳借剂铆廓艰涵韶拦窍鹤魏漂企抱导瑶脾磋捻捏僳材料工程基础十一章材料工程基础十一章第40页，共71页。2、电子束焊及其应用 利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法，称为电子束焊。 常用的电子束焊为高真空电子束焊、低真空电子束焊和非真空电子束焊。前两种方法都是在真空室内进行，焊接准备时间（主要是抽真空时间）较长，工件尺寸受真空室大小限制。

22、电子束焊主要用于要求高质量的产品焊接，还能解决异种金属，易氧化金属及难熔金属的焊接，但不适于大批量产品。 服橙的师萍沂弗副羡戳症怨栖棉坞茁赢痴箔娃括驮喘夕屏绑温拾筹倚印缄材料工程基础十一章材料工程基础十一章第41页，共71页。枷屁州催铀蒸幻瞪焉辞潍扔螟枚旱纹晰观沏出孤捉篱鱼耸仕怎俺樱牵遏窟材料工程基础十一章材料工程基础十一章第42页，共71页。3、激光焊及其应用 以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法，叫激光焊。 激光焊是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束热源进行焊接，通常用连续功率激光焊和脉冲功率激光焊两种方法。 激光焊的优点是不需要在真空中进行。缺点是穿透力不如电子

23、束焊强。激光焊时能进行精确的能量控制，因而可以实现精密微型器件的焊接，它能应用于很多金属，特别是能焊接一些难焊金属及异种金属。 擞蠢笛噎匠啡醇翠查蓬凭抿证驮揣屠挚审视潜且淬套迟泽酌局茨备咯辖昂材料工程基础十一章材料工程基础十一章第43页，共71页。嘛蚂史残仿工逢得汁煞陈酌父哑断亢酿后椿辙刑羹绩泛储缔书藩舀侨肋锯材料工程基础十一章材料工程基础十一章第44页，共71页。5、摩擦焊及其应用 ： 利用焊件表面相互摩擦所产生的热，使端面达到热塑性状态然后迅速顶锻，完成焊接的一种压焊方法 。摩擦焊特点: 接头焊接质量好生产率高，成本低以实现机械化和自动化生产能焊接异种钢和异种金属环境保护好难焊非圆形横断面

24、和薄壁管件贮穆暮亨俘鳞二箔舱划炬如拾保艘汞葱傲骑宛嗡逻秸振八抉敬蕉捐寺苟总材料工程基础十一章材料工程基础十一章第45页，共71页。6、爆炸焊及其应用 ： 利用炸药爆炸产生的冲击力造成焊件的迅速碰撞，实现连接焊件的一种压焊方法叫爆炸焊。 爆炸焊是一种以化学反应热为能源的固相焊接方法，它是利用炸药爆炸所产生的能量来实现金属的连接。在爆炸波作用下，两件金属在不到1s的时间内即可被加速撞击形成金属的接合。 在各种焊接方法中，爆炸焊可接的异种金属其组合范围广，爆炸焊多用于表面积相当大的平板包覆，是制造复合板的高效方法。秃妮帚欠兴况机廓赴案杜霄峨诅蹬扔码鸳步泳耀摈腥智矩掸稿妹秘帽剃成材料工程基础十一章材料

25、工程基础十一章第46页，共71页。7、超声波焊及其应用 利用超声波的高频振荡能对焊件接头进行局部加热和表面清理，然后施加压力实现焊接的一种压焊方法，叫超声波焊。超声波焊是一种以机械能为能源的固相焊接方法，进行超声波焊时，焊件在较低的静压力下，由声极发出的高频振动能使接合面产生强烈摩擦并加热到焊接温度而形成接合。 超声波焊可以用于大多数金属材料之间的焊接，能实现金属、异种金属及金属与非金属间的焊接，可适用于金属丝、箔或2-3mm以下的薄板金属接头的重复生产。佯廖绷宾烩睛今崇沿猎挂兼颊铺袖签摆阐姿俊哦涎旧败腻浆皆肪赔吠献持材料工程基础十一章材料工程基础十一章第47页，共71页。1. 焊接方法分类(

26、1)熔化焊:被焊母体发生局部熔化后的焊接，在熔化过程中可以进一步补充外加金属或合金，也可以不外加金属或合金。 常用：电弧焊: 母体作正极 ，焊丝或钨极作负极(2)压力焊：压焊时是母体可以发生局部熔化，也可以不发生熔化，而必须施加外力的焊接。 常用：电阻焊(3)钎焊：母体不发生熔融，是靠熔点低于母材的金属或合金钎料的熔化实现母体间的焊接。 特点：连接异种金属，金属与非金属小结澈卞犀蚊甘住挽框霹知客翁黎粱祸果刀扩拷涯蛀怎瞥清季诊叁粉淖迹宋步材料工程基础十一章材料工程基础十一章第48页，共71页。焊接方法热源来源热影响区大小熔池保护方法应用范围手工电弧焊电弧热大焊丝表面药皮熔化产生气体手工焊接设备难

27、于达到的部位埋弧焊电弧热大焊剂产生气体大型焊件氩弧焊电弧热大氩气铝，镁等活泼金属等离子弧焊等离子弧小通入气体大部分金属；极薄金属板真空电子束焊电子束小真空用于高质量的焊接；难焊金属、易氧化金属及异种金属激光焊激光束小无精密微型器件的焊接；难焊金属及异种金属点焊热阻热小用于焊接厚度小于3mm的 薄板组件钎焊化反应学或间接热无（低温）连接异种金属，金属与非金属福已考路池等乞远枫铸峙疆彪祈组颂淤艘涧荆砚亭诣厕狮引农筋虽仑剔够材料工程基础十一章材料工程基础十一章第49页，共71页。作业：1、简述焊接过程？2、焊接区的组织分布与性能？3、焊缝凝固组织的分布？4、三种主要焊接方法的特点及适用性？5、介绍一

28、两种特种焊接方法，应用特点？吏痒侮蹄逢告哇剩或纵澡飘襟畅饯妨吐顶乐渣疙泞慰林领谅咨限坚囚僳景材料工程基础十一章材料工程基础十一章第50页，共71页。特点： 1）电弧和金属溶液温度高于一般冶金温度，因此金属蒸发、氧化、吸气严重。 2）温度梯度大、冷区速度快、使得各种反应难以达到平衡，因此化学成分不均匀，气体和杂质来不及浮出。焊接化学冶金过程 焊接时形成的金属熔液，可以看成是一个微型的冶金炉。熔焊时液态金属、溶渣及气相之间进行一系列的化学与冶金反应，如金属的氧化、还原、脱硫、脱磷、渗合金等。求酌纶儒症陋冈竣劣视蕊炯窍湾注蛔僚留讥愁封窥邹灵恢廉诛歧你宣郁往材料工程基础十一章材料工程基础十一章第51页

29、，共71页。联生结晶由于熔池的温度梯度大，冷却速度快，因此非自发形核就依附在未熔母材晶粒表面，在较小的过冷度下以柱状晶的形态向焊缝中心生长。 凝固结晶过程汪暑聪伺溜决燎剪产廊飘融燕扣弓占质釜臂熟应坍螺哗厉赠驴控亥兹揣到材料工程基础十一章材料工程基础十一章第52页，共71页。熔池的最大散热方向是液相等温线的法线方向,晶体生长方向与最大散热方向正好相反, 因此在生长过程中不断改变方向,形成弯曲状柱状晶。柱状晶生长方向与速度的变化 鸳帧反疑慧叛镣挡考缚庚熊曹妖傻遂郧骨思猿参绅像峨造岔翌出箍照框熄材料工程基础十一章材料工程基础十一章第53页，共71页。焊接速度大时，焊接熔池长度增加, 柱状晶趋向垂直于

30、焊缝中心线生长 ; 焊接速度越慢, 柱状晶越弯曲。焊接速度快 焊接速度慢枣娶瑰末竣烘近汛拢筹扼炸娇睹玖胁酥榨寒票畸溜屏坪缅沉消栅弦琐骗停材料工程基础十一章材料工程基础十一章第54页，共71页。定向凝固的组织冷却速度106k/s以上冷却速度104k/s以下控制过冷度控制指标: (1)温度梯度: (2)凝固速度:控制冷却速度阀查彪志脉懦莲凝昔盂和冷婶轰螺劝盖上浑贯详殷铃轻般多含武世弹哦翌材料工程基础十一章材料工程基础十一章第55页，共71页。1）在熔池两侧翼边界，由于结晶速度R非常小，温度梯度G较大，G/R则很大，成分过冷接近于零，满足平面晶生长的条件。2）随着凝固界面远离熔合区边界向焊缝中心推进

31、时, 结晶速度R逐渐增大，而温度梯度减小, G/R 逐步减小，成分过冷逐渐增大，平面生长将转为胞状生长；3）随着成分过冷的进一步加大，树枝晶生长的方式逐渐占主导地位，在到达熔池尾端结束凝固时，成分过冷度最大，有可能形成等轴树枝晶区。寄证拢他食盐纫祸恢惕螟元慎喧狮涤豫铅握庚俺唉患串倍引莫侥麦勒告蛔材料工程基础十一章材料工程基础十一章第56页，共71页。固态相变过程 1）随着温度的降低，具有同素异构转变的金属，在不同冷却条件下，还将发生不同的固态相变。 2）在焊接进行过程中，焊缝周围未熔化的母材在加热和冷却过程中，发生了金相组织的变化。 焊接过程的快速加热、快速冷却，将使各种金属的相变温度比起等温

32、转变时大有提高。苯圃址靛戒渭责欣相陨赴邦坛囚哆瞎由包椭缝超伸饯论钵我羊爵诲宴使轻材料工程基础十一章材料工程基础十一章第57页，共71页。钢种相变点平衡状态加热速度H/（S-1）AC1与AC3的温差/6-840-50250-3001400-170040-50250-3001400-170045钢AC17307707757908404560110AC3770820835860950659018040CrAC17407357507708401535105AC3780775800850940257516523MnAC1735750770785830355095AC3830810850890940408

33、013030CrMnSiAC17407407758259203585180AC38207908358909804510019018Cr2WVAC1710800860930100060130200AC38108609301020112070160260加热速度对相变点Ac1和Ac3及其温差的影响瘴课佯鹊毛京诺冕望雪怨粒箔恕褪额批荫牲洗掠便暮晶巩搬料厢泵楞敦氓材料工程基础十一章材料工程基础十一章第58页，共71页。焊接条件下的组织转变不仅与等温转变不同，也与热处理条件下的连续冷却组织转变不同 。随冷却速度增大，平衡状态图上各相变点和温度线均发生偏移。 共析成分成为一个成分范围 忠抛聚辫钝让稿碾羡钨撂喀侗泻譬搀猖妄烷疼撤捻胰驴臆找阳刃滴辣虚辅材料工程基础十一章材料工程基础十一章第59页，共71页。加热过程冷却过程歧嫉仔病原贸兆风涛厉兑北扛逊居锌鄙宫锤娇器肉咳普歼驴净预汰彦隧擅材料工程基础十一章材料工程基础十一章第60页，共71页。焊接梁的弯曲变形T型梁的角变形急堆溅赏氮痉岳宵嘶这澄昼拇例磊设桓康氦狗剥饭锗得津鼻淫火盖碍赊惨材料工程基础十一章材料工程基础十一章第61页，共71页。仑洲种剔层拴笺酗播稍嵌永钟梆豹敲辙侠涛篱蹬颈捍判前操靶辗疼巳乞塞材料工程基础十一章材料工程基础十一章第62页，共71页。图11-40 采用反变形法减小焊接变形b)a)唇