材料成形工艺2

材料成形工艺宁波工程学院周志斌2011.12.19fusionweldingpressureweldingsoldering气焊电渣焊等离子弧焊电子束焊激光焊埋弧焊氩弧焊CO2保护焊气体保护焊手工电弧焊电弧焊熔化焊摩擦焊爆炸焊超声波焊扩散焊点焊缝焊对焊电阻焊压力焊软钎焊硬钎焊钎焊常用焊接方法火焰钎焊感应钎焊电阻钎焊炉中钎焊烙铁钎焊盐浴钎焊第二节电阻焊电阻焊分类：点焊、缝焊、对

焊等。热源大电流通过时的工件接触电阻热；加热局部状态：达到局部熔化或塑性状态；焊接接头的形成：

压力作用下形成。1、点焊1）点焊时的加热

电阻热：Q=I2Rt（R=2Rw+Rc+2Rew）

Rew（电极焊件间接触电阻）的热量作用小；

Rw

（工件电阻）的热量加热焊件;

Rc（工件接触面接触电阻）与压力、材料性质、表面状态及温度有关。

二、电阻焊2）点焊时熔核的形成过程

贴合面边缘电流大，热强度大，形成塑性环，保持熔核正常生长。3）点焊特征：焊件依靠熔核连接，接头质量与熔核尺寸、熔核及邻近区的组织有关；大电流、短时间操作；4）点焊电极结构设计：

1.满足强度、刚度及冷却条件的要求；2.采用锥形或球面端面，其直径或球面半径取决于工件厚度、熔核尺寸。功能：导电、导热、传递压力；材料：导电率、导热率、高温硬度高。常用铜和铜合金：如

CuZrNb，CuCrZr，CuCoCrSi）。

各种点焊电极5)点焊方法a双面点焊

b

单面单点焊

c单面多点焊

d

单面双点焊

单

6)点焊设备及应用7）

点焊循环点焊过程：预压—焊接—维持—休止

预压（F>0,I=0）焊接（F=Fw、I=Iw）维持（F>0,I=0）休止（F=0,I=0）回火（F=Fw,0<I,<Iw)8)

点焊工艺参数主要指焊接电流Iw、焊接时间tm、焊接压力Fw要求控制适当。

电流过低不能形成熔核，过高则造成飞溅。时间过长，焊点组织变差。焊接压力影响电阻和焊件向电极的散热。过小—前期飞溅；过大—熔核尺寸小，焊透率下降。熔核塑性环工件上列点焊工艺参数中，最重要的是焊接电流。焊接电流对焊点抗剪强度的影响图中：AB段—焊件加热在未熔化状态；BC段—电流加大，工件处于熔化焊接，形成熔核，抗剪强度上升；C点右—电流过大，形成飞溅。不允许电流过大。焊接电流与焊接时间可以优化组合，形成软、硬两种规范硬规范：大电流，短时间；软规范：较小电流，时间在加长；

缝焊是在一对盘式滚动电极之间进行的一种电阻焊。成形过程与点焊相似。其不同点只是电极连续转动，使得焊点有一定重叠而形成了连续焊缝。2、缝焊下面请看一段缝焊过程的录象。缝焊可以分为三种：连续缝焊断续缝焊步进缝焊1）缝焊的应用特点应用最广的是断续缝焊。主要是电极转动，间隙供电，电极不致过热。焊接表面质量尚好。焊接质量最好的是步进缝焊。其焊接过程与点焊相同即电极转动一定角度便停顿一段时间。停顿瞬间通电压焊。适于较大厚度Al合金板的焊接。

连续缝焊中，电极和工件表面都容易烧损，电极磨损严重。一般用于小功率焊机焊接薄板或不重要结构。缝焊然的工宗艺参贫数有脾：点距摆：为焊胜点直哗径的30％～50％，群形成盈一定释重叠惕；电极泰压力（20君00～10路00欧0N），比点甘焊要横大一絮些；电极敲直径（20刊0～25逝0mm）及其辱工作葬表面抹宽度（B=栋3～8m凳m）；焊接钩循环缎时间匠：通电似时间志和间脚隙时缎间之锐和；焊接答速度犯：0.厌5～3寨m/胀mi悲n；焊接哥电流次：比点齐焊大20％仗～50％。2）缝残焊的骄工艺容参数注意谈：焊臭件材旬料不陆同，是缝焊怒（主至要指盼断续茄缝焊电）的工鼻艺参有数亦罪不同东。对焊科是一鉴种高即效率挽且易河于实民现过推程自齐动化的电案阻焊赠。常夫用于寨接长遮焊件误或毛椅坯，熟焊接遥环形和闭锹合焊劝件以没及冲紧焊结拿构，恒如自躬行车兽钢圈夺、汽车车孕轮轮咏网等壁。3、对咬焊1）电饱阻对木焊起先都预热墓，工锻件平种整端册面全朽接触责并予萄夹紧盲，通电后脾，电茅阻热舟使工颠件端劝部迅驾速加艘热至文塑性厘状态（碳弦钢10矩00～12事00℃），承再行绘施加损较大伪预锻糊力，断电量冷却为后获肤得良听好对锁接接辰头。桨图中轧可见扣，对私焊时沿秩工件悼长度奏方向陡温度恰分布小不均钩匀，长接头驴处最堪高。对焊形式2）闪食光对剑焊将工姻件夹脊紧后籍先通地电，喷接触思点强陵热熔瓣化并瓣爆破辅出现菠火光父飞出吵，工卖件逐智渐接姓近而旨形成羞“闪档光”进以加垒热工厉件，李直至弯接头膨端部现受热示局部餐熔化余，达紫到一狠定温妖度后菌突然暴加一司个大片的顶积锻压已力，拦待断概电冷荡却即撇成对狱接接帽头。该过内程可期分解冶为预请热、俩闪光捉、顶夺锻三魂阶段西。常用对接焊头形式4）高博频焊什么非是高丘频焊赠？利用琴流经盒焊件室连接只面的死高频傍电流诞所产差生的倚电阻水热作未为热溪源，昨使该仪表面诵达到机熔化充或者太塑性芽状态上，同喜时施逆加或打者不巨施加议顶锻科力，吓使金帮属结槽合的荒一种受方法.挤压辊焊件走向焊缝高频感应线圈高频滚焊的婚特点速度阳高热影兼响区独小清理速要求闹低高频陆对设挑备人议体有翻危害振荡解器件佩寿命招短高频哲焊的乔应用——管件梯纵缝蜜焊接第三鸽节协钎物焊1、什芒么是幕钎焊？采用窃比母彻材熔佩点低孕的金界属材迁料作敬钎料吧，将腿焊件谷和钎丽料加献热到详高于筝钎料父熔点冶、低沿于母攻材熔赶化温宴度，段利用青液态斧钎料朱对母狮材间价隙表兰面的丑毛细仪作用唐，填游充接劝头间冈隙并叶与母吧材相像互扩无散实丸现连乳接焊贫件的哑方法凉。2、防钎焊帖的分肾类硬钎岛焊（Br质az哭in魄g)：钎料阻熔点暗高于45奸0鞠℃的钎声焊.常用顺的钎皮料有固铜基笔、银筐基、明铝基肚、镍苏基等裤合金墓。钎剂片常用怀硼砂练、硼弱酸、费氯化纺物、民氟化然物等馋。加热都方法随有火诱焰加值热、迟盐浴寨加热咽、炉幅内加盐热、劝电阻加轿热、查高频吼感应洗加热泉等。软钎糟焊(S征ol团de去ri拦ng）：钎料翅熔点快低于45卵0攀℃钎焊.常用紧的钎萝料为鸭锡、温铅钎删料。档焊剂乱为松摔香、叉松香胳酒精溶液巧、氯顶化锌闷溶液盲等，揭多用阀烙铁杨加热碍。如何供进行钎焊由呢？应当耕注意党以下平几点袋：1）焊兼件接脉头表角面清软理干摸净。晕清除替油污拘、氧吃化物成并脱水豆烘干驴；2）配毛用合宅适的厘钎料滑与钎枣剂。芽钎剂扎的作躬用是搁通过猫化学反程应清恋除氧转化皮宰，改男善钎迎焊表违面的理润湿巨性；3）选允定钎仔焊方读法；4）选拿择和岸控制垂好钎耗焊接循头间而隙；5）计锄算接词头搭嫂接长氏度；6）确垮定钎羞焊工趣艺参蜜数，咳包括疗钎焊嘱温度巷、加狱热速妈度、保温哀时间见和冷铃却速刊度等离。3、驰钎焊巩工艺4、傻钎焊仔的应所用钎焊驰适合荡各种厦金属僵与非加金属坐材料虽的焊市接。够但是雷，各调种合贩金或摄材料选的焊明接工膀艺是称不尽纲相同现的，菌需要慎针对灶具体享材料抹科学攻制定钻。第十齿二章羡金钞属构币件焊萝接工粘艺设棉计第一所节维金远属材枣料的拢焊接永性金属药材料段的焊屡接性是指炊被焊观金属礼在一疗定的哪焊接育条件临下，创获得辰优质块焊接弊接头弓的难摧易程兆度。金属忧材料乖焊接掠性好胆与差盼，与聚采用清的焊接恨方法，焊接新材料和焊接始工艺有关角。(1跳)接合摧性能指在确给定声的焊营接工隙艺条欠件下沫，形贞成完接好焊僻接接概头的松能力芦，特冤别是储接头驱对产夺生裂昆纹的遭敏感好性。(2纺)使用壶性能指在我给定妙的焊伶接工尽艺条间件下沃，焊印接接被头在针使用档条件矿下安锦全运颠行的可能力摄，包迹括焊熟接接趁头的景力学届性能翻和其冶他特您殊性透能(如耐形高温逝、耐自腐蚀鸟、抗苗疲劳篮等)。2.钢的木焊接撑性评武定方货法椅钢是窗焊接鸦结构烂中最作常用屠的金赞属材再料，必因而舟评定探钢的屠焊接爪性显蜜得尤惹为重习要。(一)碳素仔钢和纤低合阁金结差构钢荷的焊但接1.碳素纯钢的之焊接(1举)低碳绞钢的锋焊接Q2森35、10、15、20等低烫碳钢授是应配用最湖广泛应的焊款接结菊构材艳料，棕由于wC低于0.稻25岔%，塑责性很怠好，残淬硬策倾向登小，腰不易奏产生涝裂纹欠，所时以焊夹接性虎最好重。1)在低汪温环锣境下橡焊接殿厚度葵大、粪刚性鸦大的酱结构转时，坡应该银进行践预热障，否扛则容赚易产饺生裂探纹。2)重要优结构统焊后食要进嗓行去梨应力姓退火趣以消棒除焊农接应沫力。表心低碳绪钢焊趴接材尿料的西选择(2糟)中碳朽钢的数焊接辜中弊碳钢薪的wC在0.龄25遍%～0.客60颂%之间吐，随wC增加塑，淬模硬、请冷裂瓶倾向澡增大拥，焊颈接性隶逐渐全变差峡。(3摔)高碳驶钢的涌焊接仿高奏碳钢升的wC大于0.搏60贼%，其碧焊接咳特点颈与中盈碳钢声基本所相同运，但伯淬硬内和裂腔纹倾渣向更艺大，胜焊接盯性更坟差。2.低合咐金结至构钢羞的焊煮接哪低合竹金结迷构钢勿按其童屈服获强度棒分成Q2淹95、Q3翠45、Q3咏90、Q4哭20、Q4肿60，这轰类钢染随强衫度级胖别的误提高喜，焊洁接性疤变差痒。(二)不锈肺钢的段焊接1.奥氏揉体不愉锈钢到的焊骗接新奥氏执体不捧锈钢独具有抽较好虏的焊泳接性捆，一博般不羡需要全采取描特殊解的工句艺措触施。2.马氏壮体不耻锈钢东的焊劳接碗马氏煮体不星锈钢蔬的焊沟接性尸能较本差，造其主属要问盗题是厉具有咏强烈便的淬辛硬和红冷脆动倾向久，碳燥含量葡越高里焊接皮性越丸差。3.铁素滔体不场锈钢浑的焊饶接都铁素朴体不恩锈钢喘焊接董的主杂要问笋题是茄过热海区晶命粒长榆大引锣起脆衰化和晴裂纹西。(三)铸铁卖的补蔑焊1.铸铁碑的补惕焊特司点(1社)焊补福区易赶形成白口绑组织补焊井时焊石补区灭的碳雾、硅材等促曾进石疗墨化侄元素卧会大饱量烧穿损，设且冷恶却速毒度快雁，不该利于探石墨享化，谣因此举很容嚼易形呀成硬救而脆秤的白主口组鹿织，辣焊后跌难以姓切削积加工送。(2彻)焊补馋区易产生他裂纹由于浩铸铁液强度庄低，稀塑性怨差，株当焊饲接应棍力较涌大时退，易熊在焊参补区拔产生波裂纹忘。(3齿)焊缝首中易产生邪气孔铸铁赏碳含值量高嗽，补未焊时猛易生僻成CO和CO2气体粉，由轻于冷绪速快项，熔棉池中脚的气豪体往轻往来轨不及检逸出亿而形男成气砍孔。(4叫)只适宜蛛平焊铸铁姨的流叨动性福好，床熔池炎金属绞易流没失，砍所以灭一般每只适罗于在灭平焊椅位置赢施焊饶。2.铸铁加的补盲焊方犯法扒铸铁没补焊虑按补缸焊前挖是否猎预热车可分传为热焊困法和冷焊摧法两类术。(三)铸铁君的补仇焊(1吸)热焊汉法焊补捆前将绿工件朴整体势或局蔬部缓珍慢预毅热到60讲0～70椅0℃，焊艰补过倍程中死保持40季0℃以上订，选称择大估电流返连续君补焊醋，焊日后缓饭慢冷推却。(2隔)冷焊务法焊补便前不艰对铸慕件预良热或妨预热郊温度倒仅在40搏0℃以下嚼，用强焊条席电弧前焊进勿行焊承补，岁这种轿焊法钢简便铺、生项产效筒率高酷、劳型动条咽件好施、成新本低扣，但沫焊补柜质量同不如奋热焊贞法。(四)铜、蚀铝合杆金的共焊接1.铜及扒铜合缎金的垃焊接(1息)难焊外透、械难熔篮合这是宏因铜凉的导请热系福数大丙，焊搏接时擦热量我极易畏散失墙所致昂。(2僚)裂纹凯倾向专大主要日是因每铜在枯高温逝下易民氧化银，生姿成的Cu2O与铜日形成占低熔线点共旅晶体牺分布贡在晶丝式界上姿，从诵而使时接头卧脆化赴。(3贵)焊接淘应力砖和变戏形较量大因铜记的线精胀系渗数大塘，收堆缩率臭也大腾，加举上因冤导热葛性强稠而热马影响政区宽蚊所致解。(4臂)易产魄生气狡孔铜在前高温傍液态读时易奏吸气鸡，特银别是阶氢气袖，冷牙却凝退固过渡程中针，氢吴的溶督解度果急剧虽下降糊又来砍不及联逸出愤，便屈在焊叙缝中奏形成越气孔拳。(5墓)存在宝接头料性能被降低饿倾向焊接执时产婚生的弹铜氧悲化及笨合金罗元素永蒸发而、烧液损，宗特别闯是焊板接黄赴铜时段的锌仙蒸发(锌的工沸点皇仅90恰7℃钥)，会涝造成也焊缝腹的强评度、艳塑性下和耐递蚀性俱、导别电性粪降低蛮。(四)铜、灰铝合残金的叉焊接2.铝及铅铝合胶金的渴焊接(1裂)易氧昨化铝极庄易氧键化生哭成高纪熔点(2排05娱0℃广)的致套密氧仔化膜(A墓l2O3)，覆探盖在到金属旨表面夹，焊撑接时织阻碍捷母材辣的熔狸化和端熔合焦，且靠其密踢度大(约为穗铝的1.槐4倍)，不散易浮城出熔贝池，莫而形访成焊松缝夹粉杂。(2族)易形勿成气辟孔液态坏铝能碎吸收域大量涌氢气纱，铝具的高香导热沉性又招使熔腿池迅愉速凝师固，皇因此洋焊后叶冷却模凝固优过程圈中，诊氢来桑不及劳析出闲而在廊焊缝餐中形卵成气优孔。(3色)变形观、裂色纹倾兄向大高温驳下铝牺的强剃度和心塑性番低，栏因铝雪的热孕膨胀偷系数彼和冷泄却收搜缩率共大，恐因而岔焊接裹应力豆大，核易产宁生变货形和蜓裂纹挡。(4枣)易焊怕穿、按塌陷铝由够固态凡加热纠到液抽态时漫无显驻著的扰颜色离变化盏，操侧作时掉难以林掌握降加热苏温度臣而焊晓穿。第二芳节色常霞用焊没接方阴法的螺选择表箩常用谜焊接铅方法衰的选伯择第三疗节啄焊件把结构县工艺涌性(一)焊缝悄布置1.焊缝约位置防应便违于焊鸭接操叫作颤应考翼虑各诞种焊撑接方躺法所浸需要捆的施盆焊空认间。图素便于螺焊条坛伸入蜡的焊膨缝布饶置a)不合樱理b)合理图赌便于滚电极胃伸入汽的焊甚缝布受置a)不合申理b)合理图疲利于正保护找气体间作用惠的焊景缝布母置a)不合废理b)合理图倍便于微焊剂朴、熔妻渣存危留的顶焊缝芹布置a)不合挪理b)合理2.焊缝凯布置渣应有猴利于唤减小便焊接对应力右和变纠形(1插)尽量月减少漠焊缝沙数量察如造选用辈型材滥和冲代压件杂作被处焊材雕料，那焊缝荡数量确减少呜，不拐仅减院小了晚焊接帽应力歪和变驴形，伤还能枯减少破焊接灵材料钟消耗德，提盒高生怕产率燃。图顶减少赶焊缝微数量a)不合华理b)合理(2差)尽量阅分散淘布置亚焊缝筛如淡下图疤所示。图纸分散症布置缩慧焊缝a)不合摔理b)合理(3无)尽量界对称效分布酸焊缝马焊现缝的誓对称锋布置图谱对称豆分布泽焊缝a)不合脾理b)合理3.焊缝至应尽您量避磨开最辜大应甚力和狭应力竹集中疯部位图咬焊缝层避开丑最大去应力乐集中名部位a)不合齐理b)合理4.焊缝唯应尽乔量避升开机术械加假工面娱一播般情瞒况下爆，焊接吨工序庭应在御机械懒加工饮工序旧之前柜完成骂，以桑防止桨焊接新损坏卸机械隶加工律表面。图侮焊缝悦远离赤机械斯加工衡表面a)不合宝理b)合理(二)焊接租接头抚和坡比口型难式的该选择1.焊接躬接头听型式够的选橡择设计钢焊接洽结构丑时，央设计样者应哄综合露考虑驴焊接蒸结构热形状膛、焊识缝强筒度要火求、朵焊件啦厚度程、变私形控刊制要夏求、课焊接盾材料枝的消昆耗量住、坡捡口加镜工的邀难易匀程度顷及施忆工条慌件等宇情况自来确列定接梨头型展式，雷要考罪虑易稀于保膜证焊蚕接质践量和详尽量书降低景成本关。2.焊接泳坡口固型式俱的选敲择坡口忠型式煮的选幕择主甘要根别据板厚、质量讽要求和采用楼的焊肺接方版法确定驰，同秃时兼昼顾焊接队工作漫量大礼小、狱焊接牛材料勤消耗川、坡广口加踩工成胞本和汉焊接选施工疮条件等，荐一定垒要首先秆保证置焊接敢质量，其蹦次才赞考虑酿生产俭率和