焊接成型技术

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中国商朝制造的铁刃铜钺（yue），就是铁与铜的铸焊件，其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折，接合良好。

春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙，是分段钎焊连接而成的。经分析，所用的与现代软钎料成分相近。

战国时期制造的刀剑，刀刃为钢，刀背为熟铁，一般是经过加热锻焊而成的。据明朝宋应星所著《天工开物》一书记载：中国古代将钢和铁一起入炉加热，经锻打制造刀、斧；用黄泥或筛细的陈久壁土撒在接口上，分段锻焊大型船锚。

焊接发展史商代中期铁刃铜钺曾侯乙建鼓铜座

大型船锚埃及出现了锻焊技术。

中国的殷朝采用铸焊制造兵器。

公元前3000多年公元前2000多年公元前2000多年中国已经掌握了青铜的钎焊及铁器的锻焊工艺。中国成立了哈尔滨焊接研究所1956年三峡水轮机的焊接完成，是已建造和目前正在建造的世界上最大的水轮机。2002年1801年：英国H.Davy发现电弧。1836年：EdmundDavy发现乙炔气。1856年：英格兰物理学家JamesJoule发现了电阻焊原理。1959年：Deville和Debray发明氢氧气焊。1881年：法国人DeMeritens发明了最早期的碳弧焊机。1881年：美国的R.H.Thurston博士用了六年的时间，完成了全系列铜-锌合金钎料在强度与延伸性方面的全部实验。1882年：英格兰人RobertA.Hadfield发明并以他的名字命名的奥氏体锰钢获得了专利权。1885年：美国人ElihuThompson获得电阻焊机的专利权。1885年：俄罗斯人BenardosOlszewski发展了碳弧焊接技术。1888年：俄罗斯人H.г.Cлавянов发明金属极电弧焊。1889—1890年：美国人C.L.Coffin首次使用光焊丝作电极进行了电弧焊接。1890年:美国人C.L.Coffin提出了在氧化介质中进行焊接的概念。1889—1890年：美国人C.L.Coffin首次使用光焊丝作电极进行了电弧焊接。1890年：美国人C.L.Coffin提出了在氧化介质中进行焊接的概念。1890年：英国人Brown第一次使用氧加燃气切割进行了抢劫银行的尝试。1895年：巴伐利亚人KonradRoentgen观察到了一束电子流通过真空管时产生X射线的现象。1895年：法国人LeChatelier获得了发明氧乙炔火焰的证书。1898年：德国人Goldschmidt发明铝热焊。1898年：德国人克莱菌.施密特发明铜电极弧焊。1900年：英国人Strohmyer发明了薄皮涂料焊条。1900年：法国人Fouch和Picard制造出第一个氧乙炔割炬。

1990年左右：逆变技术得到了长足的发展，其结果使得焊接设备的重量和尺寸大大的下降。1991年：英国焊接研究所发明了搅拌摩擦焊，成功的焊接了铝合金平板。1993年：使用机器人控制CO2激光器成功的焊接了美国陆军Abrams型主战坦克。1996年：以乌克兰巴顿焊接研所B.K.Lebegev院士为首的三十多人的研制小组，研究开发了人体组织的焊接技术。

2001年：人体组织焊接成功应用于临床。2002年：三峡水轮机的焊接完成，是已建造和目前正在建造的世界上最大的水轮机。

世界的焊接史就是一面镜子，随时警惕我们：封闭就会落后，落后就被挨打。中国的焊接企业该怎么想打造出质量过硬点焊机、机器人等焊接设备，只有这样才能得到其他国家的尊重，而不是戴着个“复制之王”的称号，要在复制中创新焊接的理论基础

熔焊的过程

焊接电弧的形成

电弧的组成电弧热过程的特点及其影响

所有的熔焊都是经过热源（电弧、气体火焰、电子束、激光等）的加热，使被焊工件局部母材及填充金属熔化，并形成熔池，随后又冷却结晶，形成焊缝的过程。

加热—熔化—冶金反应—结晶—固态相变—形成接头1.熔焊的过程2.焊接电弧的形成

焊接电弧是由焊接电源供给的，是具有一定电压的两电极间或电极与焊件间，在气体介质中产生强烈而持久的放电现象。3.电弧的组成电弧的组成：由阳极区、阴极区和弧柱组成。电弧的构造1—电源(直流)；2—焊条；3—阴极区；4—弧柱；5—阳极区；6—焊件正接法：焊件接电源正极，焊条接负极，这种接法称为正接法；反接法：当焊条接正极、焊件接负极。交流电弧焊：由于极性是交替变化的，两个极区的温度和热量分布基本相等。1）焊接热过程的特点

①焊接时的加热不是焊件的整体受热，而是在热源直接作用的局部区域，因此对于整体焊件来说，加热极不均匀。②焊接热过程是一个瞬时进行的过程，由于在高度集中的热源的作用下，加热速度极快。③焊接热过程中的热源是相对运动着的，由于焊接时焊件受热的区域不断变化，使得这种传热过程是不稳定的。2）焊接热过程对焊接质量和焊接生产率的影响①焊接由于受到不均匀的局部加热熔化，熔池金属会与气体发生反应，从而改变金属的化学成分，而在冷却凝固时，得到不同的组织，这会使焊缝金属有可能生产缺陷或使焊缝金属的性能发生很大变化。②焊接热过程使焊接热影响区的组织和性能发生变化。③焊接热过程的不均匀加热，使焊件各区域的膨胀和收缩不一致，导致焊件结构中产生焊接应力与变形。④焊接时不同的加热方式影响焊接的生产效率。

4.电弧热过程的特点及其影响焊接力学基础焊接应力和变形产生的原因焊接变形的基本形式减小和控制应力与变形的措施1.焊接应力和变形产生的原因

在焊接成形加工过程及焊接过程结束后，焊件内部均存在不同程度的内应力，称为焊接应力。由于焊接而引起焊接尺寸和形状的变化称为焊接变形。

焊件在焊接过程中受到局部加热和冷却是产生焊接应力和变形的主要原因。平板焊接时，要产生热胀冷缩。加热时，如自由膨胀则如图中虚线所示，但由于受到阻碍，产生同样伸长，故高温处产生压应力，低温处产生拉应力，两者平衡。冷却后，由于冷却速度不同，高温处冷却慢，收缩大。同样最后在高温处产生拉应力，低温处产生压应力。

平板对焊的应力与分布(a)焊接过程中；(b)冷却后2.焊接变形的基本形式(a)收缩变形（横向）(b)收缩变形（纵向）(c)(d)弯曲变形(e)扭曲变形(f)波浪变形

角变形3.减小和控制应力与变形的措施1）

设计措施①合理选择焊缝的尺寸和形式焊缝尺寸直接关系到焊接工作量和焊接变形的大小。焊缝尺寸大，不但焊接工作量大，而且焊接变也大。因此，在保证结构的承载能力的下，设计时应该尽量采用较小的焊缝尺寸。②尽可能减少不必要的焊缝焊缝越多，所产生的应力集中越大。因而，合理地选择筋板的形状，适当地安排筋板的位置，可以减少焊缝；也可采用压型来提高平板的刚性和稳定性。

③合理安排焊缝的位置设计时，安排焊缝尽可能对称于截面中性轴，或者使焊缝接近于中轴，这样可以减少焊缝所引起的挠曲。

2）工艺措施①焊前预热和焊后缓冷或热处理对焊件进行焊前预热和焊后热处理是减少结构焊接应力最有效的措施。

②选择合理的装配及施焊顺序

同一焊接结构，采取不同的装焊顺序，所引起的焊接变形量往往不同，应选择引起焊接变形最小的装焊顺序。

③选择合理的焊接顺