第1章 焊接总论(第1讲)2011

焊接工艺及设备概论材料与冶金学院IntroductionforWeldedTechnologyandEquipment课程介绍焊接工艺及设备概论课程是金属材料工程和材料加工工程专业的一门专业选修课，重点介绍了现代焊接方法的一些基本原理、工艺、所用设备概况，以及各种焊接工艺的优缺点和焊接性能的好坏等。目的是使学生获得一些现代焊接方法的基本知识和理论。英文名称：IntroductionforWeldedTechnologyandEquipment

学时范围：30学时；学分：2学分课程安排第1章焊接总论（4学时）第2章焊接材料（2学时）第3章焊接工艺（3学时）第4章电弧焊（4学时）第5章气体保护电弧焊（2学时）第6章激光焊接与切割（5学时）第7章电子束焊接技术（2学时）第8章电阻焊及超声波焊（2学时）第9章钎焊（2学时）

成绩考核方式和及格标准：考试课（作业20%，平时10%，考试70%）及格标准：60分学习本课程的要求：掌握焊接的基本概念、焊接材料、焊接基本工艺，重点掌握电弧焊、气体保护焊、激光焊的焊接工艺焊接规范及质量控制。主要教学参考书：《金属材料焊接基础》孟庆森等主编化学工业出版社2005《焊接材料、工艺及设备手册》邹增大主编化学工业出版社2001《材料连接原理与工艺》邹家生编哈尔滨工业大学出版社，2005《焊接手册》第1卷中国机械工程学会机械工业出版社1992答疑时间、地点时间：周一下午7、8节地点：材料学院A434联系电话：5929535第1章焊接总论

1.1焊接及其分类

1.2焊接变形与应力

1.3焊接缺陷及其防治

1.4焊接产品质量检验前言材料的焊接（joiningandweldingprocess）理论和技术是材料科学和工程学科的一个分支，焊接是材料加工和机械制造业的基础环节之一，涉及冶金、物理学、化学、材料学、计算数学、电学及力学原理等学科领域；与金属材料、无机非金属材料、高分子材料及复合材料等工程材料的加工有关。常用连接方法主要有螺栓连接、铆钉连接、粘接和焊接等四种。还可将其分为两大类，即可拆连接和不可拆连接。其中螺栓连接为可拆连接，其余三种均为不可拆连接。常用连接方法及分类汽车生产线上的焊接

1.1焊接及其分类

1.1.1焊接焊接是利用加热、加压或两者兼用，并用填充材料（也可以不用），使两焊件达到原子间结合，从而形成一个整体的工艺过程。焊接不仅可以使金属材料永久地连接在一起，也可以使某些非金属材料永久连接，如玻璃焊接、塑料焊接等，但生产中主要是用于金属的焊接。焊接的优点（1）节约大量金属材料，减轻结构重量。与铆接比可节约15~20%的金属，与铸造比可以节约20%；（2）通常情况下，焊接处的机械性能可达到金属本身性能，且密封性很好；（3）采用铸-焊或锻-焊复合工艺生产大型零件，可减轻铸锻工作量，降低成本；（4）用焊接的方法制备双金属结构，可节约贵重金属材料。如切削刀具等；（5）用焊接的方法进行修理，可恢复原有外形、强度和密封性，可简化修理工作。焊接的缺点焊接件在熔池及其影响区内有较大的应力集中、残余应力和变形，存在产生焊接缺陷的可能性；接头性能不均匀和止裂性差等。1.1.2焊接的分类焊接方法的种类很多，按照焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三类。熔化焊简称熔焊，是在焊接过程中将焊件加热至熔化状态，不加压力完成的焊接方法。压力焊简称压焊，是在焊接过程中对焊件施加压力（加热或不加热）以完成的焊接方法。钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作为钎料，将焊件和钎料加热至高于钎料温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接的焊接方法。

金属焊接压力焊熔化焊钎焊烙铁钎焊火焰钎焊盐浴钎焊电接触钎焊炉中钎焊反应钎焊真空钎焊高频钎焊气焊电弧焊铝热焊电渣焊等离子弧焊电子束焊气电焊激光焊手工电弧焊埋弧自动焊埋弧半自动焊惰性气体保护焊还原性气体保护焊氧化性气体保护焊锻焊摩擦焊电阻焊气压焊冷压焊超声波焊爆炸焊点焊缝焊对焊

焊接方法分类1.1.3焊接接头与坡口1焊接接头及其形式焊件在热能的作用下熔化形成熔池，热源离开熔池后，熔化金属（熔池里的母材金属和填充金属）冷却并结晶，与母材连成一体，即形成焊接接头。

4312焊接接头示意图

1.焊缝2.熔合区3.热影响区4.母材由焊缝、熔合区、热影响区和母材金属组成的整体叫焊接接头。焊接接头可分为对接接头、T形接头、角接接头、搭接接头四种。有时焊接结构中还有一些其它类型的接头型式，如十字接头、端接接头、卷边接头、套管接头、斜对接接头、锁底对接接头等。在国家标准GB985—88中有详细规定。。对接接头：两焊件端面相对平行的接头。这种接头从力学角度看是较理想的接头型式，受力状况较好，应力集中较小，能承受较大的静载荷或动载荷，是焊接结构中采用最多的一种接头型式。根据焊件厚度、焊接方法和坡口准备的不同，对接接头可分为不开坡口对接接头和开坡口对接接头两种。斜对接接头T形接头：一焊件端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头。角接接头：两焊件端面间构成30°~135°夹角的接头搭接接头：两焊件部分重叠构成的接头。十字接头：三个焊件装配成“十字”形式的接头。卷边接头：焊件端部预先卷边的接头。端接接头：两焊件重叠放置或两焊件表面之间的夹角不大于30°构成的端部接头。套管接头：将一根直径稍大的短管套于需要被连接的两根管子的端部构成的接头。端接接头管接头坡口：指根据设计或工艺要求，在焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽。坡口面是指焊件上的坡口表面。坡口角度是指两坡口面之间的夹角。焊缝坡口形式分为I型、Y型、U型和X型。开坡口目的：为了保证电弧能深入接头根部，使接头根部焊透，以及便于清渣获得较好的焊缝成形，而且坡口能起到调节焊缝金属中的母材和填充金属比例的作用。2坡口及其形式I形坡口、Y形坡口和双Y形坡口双V形坡口、带钝边U形坡口坡口的加工方法及注意事项坡口加工方法主要有氧-液化石油气火焰切割、刨削、车削等，其中刨削、车削加工质量较高选择坡口时应考虑以下因素：（1）是否能保证焊件焊透；（2）坡口的形状是否容易加工；（3）尽可能的提高生产率；（4）焊件焊后变形尽可能小。3钝边和间隙的概念及作用钝边：焊件开坡口时，沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分。钝边的作用：防止根部烧穿，但钝边的尺寸要保证第一层焊缝能焊透。间隙：焊前在接头根部之间预留的空隙。间隙的作用：在焊接打底焊道时，保证根部焊透。若钝边和间隙的尺寸能很好地配合，既可以保证焊缝的焊透，又可避免焊穿、焊瘤和未焊透等缺陷。1.1.4焊缝焊接熔池尾部液态金属温度不断降低，逐渐凝固形成焊缝。焊缝根据用途不同，焊缝分为定位焊缝、承载焊缝、非承载焊缝和密封焊缝。根据空间位置不同，焊缝分为平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝。根据结合形式不同，焊缝可以分为对接焊缝、角焊缝及塞焊缝。根据焊缝断续情况不同