第三章焊接學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第三章焊接第三章焊接(hnji)第一頁，共55頁。 焊接是一種永久性連接金屬材料的工藝方法。焊接過程的實(shí)質(zhì)是用加熱(ji r)或加壓等手段，借助于金屬原子的結(jié)合與擴(kuò)散作用，使分離的金屬材料牢固地連接起來。 焊接在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有十分(shfn)重要地作用，在電氣設(shè)備檢修安裝和制造大型結(jié)構(gòu)及復(fù)雜地機(jī)器部件時(shí)，更顯優(yōu)越，因?yàn)樗梢杂没鬄樾?，化?fù)雜為簡(jiǎn)單地方法準(zhǔn)備坯料，然后用逐次裝配焊接地方法拼小成大，這是其他工藝方法難以做到的。第一節(jié)第一節(jié) 焊焊 接接 概概 述述第1單元(dnyun) 焊接基礎(chǔ)知識(shí)常用焊機(jī)介紹第1頁/共55頁第二頁，共55頁。q 金屬焊接(hnji)方法的分類第1單元

2、(dnyun) 焊接基礎(chǔ)知識(shí)壓焊電阻焊摩擦焊冷壓焊爆炸焊擴(kuò)散焊釬焊軟釬焊硬釬焊熔焊氣焊電弧焊等離子弧焊電子束焊激光焊焊條電弧焊埋弧焊氣體保護(hù)電弧焊氬弧焊CO2氣體保護(hù)焊第2頁/共55頁第三頁，共55頁。第1單元(dnyun) 焊接基礎(chǔ)知識(shí)選用時(shí)應(yīng)該考慮：（1）接頭性能，焊接質(zhì)量要符合結(jié)構(gòu)的質(zhì)量要求。（2）生產(chǎn)率高，成本低（3）工藝可能性3.焊接接頭的設(shè)計(jì)（1）接頭形式設(shè)計(jì)（2）坡口形式設(shè)計(jì)(常見的接頭(ji tu)形式及坡口) 坡口 第3頁/共55頁第四頁，共55頁。4.焊縫符號(hào)(fho)標(biāo)注箭頭線基準(zhǔn)線（實(shí)線）基準(zhǔn)線（虛線）第3章 焊接(hnji)第4頁/共55頁第五頁，共55頁。q 金屬(

3、jnsh)的可焊性 金屬的可焊性屬于工藝性能，是指被焊金屬材料在一定(ydng)條件下獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。 金屬的可焊性主要與下列因素有關(guān): 1、材料本身的成分(chng fn)組織； 2、焊接方法； 3、焊接工藝條件； 第1單元 焊接基礎(chǔ)知識(shí)第5頁/共55頁第六頁，共55頁。第二節(jié) 熔焊(rn hn)過程與接頭性能第1單元(dnyun) 焊接基礎(chǔ)知識(shí)q 熔焊的基本原理 熔焊的基本原理是指將填充材料（如焊絲）和工件的連接區(qū)基體材料共同加熱至熔化狀態(tài)，在連接處形成熔池，熔池中的液態(tài)金屬冷卻凝固后形成牢固的焊接接頭，使分離工件連接成為一個(gè)整體。第6頁/共55頁第七頁，共55頁。5、焊接裂紋

4、熱裂紋冷裂紋主要發(fā)生在焊縫區(qū)，由于冶金因素和力的因素造成的。主要有延遲裂紋焊接過程如圖1、熔焊的化學(xué)冶金過程會(huì)給焊縫金屬帶來一些有害元素 課本p52、熔焊的熱過程要引起焊接接頭組織和性能的變化，影響焊接的質(zhì)量。課本p43、焊接熔池的結(jié)晶過程4、焊接應(yīng)力與焊接變形一、熔焊過程第1單元(dnyun) 焊接基礎(chǔ)知識(shí)第7頁/共55頁第八頁，共55頁。 在高溫?zé)嵩吹淖饔孟?，填充金屬（如焊條）和基體金屬發(fā)生局部熔化。熔池前部（2-1-2區(qū)）熔化金屬被電弧吹力吹到熔池后部（2-3-2區(qū)），迅速冷卻結(jié)晶。隨著熱源不斷移動(dòng)，從而形成(xngchng)連續(xù)的致密層狀組織焊縫。二、焊接(hnji)接頭的性能第1單元

5、 焊接基礎(chǔ)知識(shí)第8頁/共55頁第九頁，共55頁。2、熱影響(yngxing)區(qū)和熔合區(qū)的組織與性能低碳鋼的焊接熱影響(yngxing)區(qū)可分為：（1）過熱區(qū)（2）正火區(qū)（3）部分相變區(qū)晶粒顯著粗大，塑性和韌性明顯下降晶粒比母材細(xì)小，力學(xué)性能較好晶粒粗細(xì)不均勻，性能也較差第1單元(dnyun) 焊接基礎(chǔ)知識(shí)第9頁/共55頁第十頁，共55頁。 焊接接頭(ji tu)的組織和性能第10頁/共55頁第十一頁，共55頁。3、影響焊接接頭(ji tu)性能的因素（1）焊接(hnji)材料（2）焊接(hnji)方法（3）焊接工藝（4）焊后熱處理線能量E=IU/VE線能量，J/cmI焊接電流，AU電弧電壓，V

6、V焊接速度，cm/s有效熱系數(shù)，焊條電弧焊=0.66-0.85,埋弧焊=0.90-0.99第1單元 焊接基礎(chǔ)知識(shí)第11頁/共55頁第十二頁，共55頁。第三節(jié) 常用焊接(hnji)方法現(xiàn)在我國(guó)的常用焊接方法(fngf)有焊接電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、氣體保護(hù)電弧焊、等離子弧焊、電阻焊、摩擦焊和釬焊等。一焊條電弧焊焊條（）焊條的組成和作用第1單元(dnyun) 焊接基礎(chǔ)知識(shí)焊芯藥皮導(dǎo)電作用，產(chǎn)生電弧，提供熱源，作為填充金屬改善工工藝性，機(jī)械保護(hù)作用，冶金處理作用第12頁/共55頁第十三頁，共55頁。 焊條電弧焊是利用焊條與工件(gngjin)之間產(chǎn)生的電弧熱將工件(gngjin)和焊條熔化的一種焊接方法

7、。q 焊條(hntio)電弧焊 焊接電弧是在電極和工件間的氣體介質(zhì)中常時(shí)間放電的現(xiàn)象。 電弧引燃時(shí)，弧柱中充滿了高溫電離氣體，發(fā)出大量的光和熱。鋼焊條焊接鋼材時(shí)的焊接電弧第1單元(dnyun) 焊接基礎(chǔ)知識(shí)第13頁/共55頁第十四頁，共55頁。 焊條(hntio)電弧焊的焊接過程 焊條(hntio)電弧焊焊接 過程示意圖焊縫附近基體金屬焊 條藥 皮焊 芯熔 渣熔 化焊 縫CO2保護(hù)熔池電弧電弧第1單元(dnyun) 焊接基礎(chǔ)知識(shí)第14頁/共55頁第十五頁，共55頁。E501 8 表示藥皮為鐵粉低氫型，表示焊條熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最小值焊接位置第1單元(dnyun) 焊接基礎(chǔ)知識(shí)按用途分碳鋼焊條，低

8、合金鋼焊條，銹鋼焊條，鑄鐵焊條，堆焊焊條，鎳和鎳合金焊條，銅和銅合金焊條，鋁和鋁合金焊條等 課本p3按熔渣性質(zhì)分酸性焊條和堿性焊條 （）焊條的種類，型號(hào)與牌號(hào)第15頁/共55頁第十六頁，共55頁。根據(jù)GB51171995和GB51181995，低碳鋼和低合金鋼焊條型號(hào)(xngho)的形式和含義如下：E 第三位數(shù)字與第四位數(shù)字的組合，表示焊接電流種類及藥皮類型，見表1.3-1第三位數(shù)字表示焊條適用的焊接位置，“0”和“1”表示焊條適用于全位置焊接，“2”表示適用于平焊及平角焊，“4”表示適用于向下立焊前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最低值，單位為MPa字母“E”表示焊條第16頁/共55頁第十七頁

9、，共55頁。（）堿性(jin xn)焊條和酸性焊條特性第1單元(dnyun) 焊接基礎(chǔ)知識(shí)堿性焊條(hntio)力學(xué)性能好，抗裂性好，工藝性能差，對(duì)銹油水的敏感性大，產(chǎn)生有毒氣體和煙塵注意：不能隨便地用酸性焊條代替堿性焊條（）焊條的選用原則是要求焊縫和母材具有相同水平的使用性能電弧焊接如圖 設(shè)備簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，使用靈活；適于多種鋼材 和有色金屬等，是應(yīng)用最廣泛的焊接方法。焊縫短而不連續(xù)，焊縫寬度不均，焊縫質(zhì)量不穩(wěn)定。 第17頁/共55頁第十八頁，共55頁。 埋弧自動(dòng)焊是利用專門的機(jī)械設(shè)備自動(dòng)完成手工電弧(dinh)焊中的引燃電弧(dinh)、送進(jìn)焊條以及移動(dòng)電弧(dinh)等焊接動(dòng)作，并使電弧

10、(dinh)在較厚焊劑下燃燒的熔化焊。二、埋弧自動(dòng)(zdng)焊 如圖所示，埋弧焊的焊接過程可概括為：自動(dòng)送絲；引??；焊劑自動(dòng)下料；焊機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)；電弧在焊劑下燃燒。第3章 焊接(hnji)第18頁/共55頁第十九頁，共55頁。 埋弧自動(dòng)焊接(hnji)過程（焊縫剖面圖）第3章 焊接(hnji)第19頁/共55頁第二十頁，共55頁。 焊絲(hn s)與焊劑焊接材料焊 劑焊 絲熔 煉焊 劑陶 瓷焊 劑相當(dāng)于焊 芯相當(dāng)于藥 皮 熔煉焊劑：在熔煉爐中制備，成分均勻，適于大量生產(chǎn)； 陶瓷(toc)焊劑：利用粉末冶金工藝制備，顆粒強(qiáng)度低。第3章 焊接(hnji)第20頁/共55頁第二十一頁，共55頁。 1

11、、焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定； 2、熔深大，節(jié)省焊接材料(cilio)； 3、無弧光，無金屬飛濺，焊接煙霧少； 4、自動(dòng)化操作，生產(chǎn)效率高。 5、設(shè)備昂貴，工藝復(fù)雜，適于長(zhǎng)的直線焊縫和圓筒形 工件的縱、環(huán)焊縫的批量生產(chǎn)。 埋弧自動(dòng)(zdng)焊的特點(diǎn)第3章 焊接(hnji)第21頁/共55頁第二十二頁，共55頁。 氣體保護(hù)焊是利用保護(hù)性氣體防止外界有害氣體對(duì)熔池進(jìn)行侵害的特殊焊接方法。它適于一些化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬(jnsh)焊縫的焊接作業(yè)。三、氣體(qt)保護(hù)焊 第3章 焊接(hnji)第22頁/共55頁第二十三頁，共55頁。 CO2氣體(qt)保護(hù)焊 CO2氣體(qt)保護(hù)焊示意圖第3章 焊接(hnj

12、i)第23頁/共55頁第二十四頁，共55頁。第3章 焊接(hnji)四、等離子弧焊與切割(qig)1、等離子弧的產(chǎn)生等離子弧是利用等離子焊槍將陰極（如鎢極）與陽極之間的自由電弧壓縮成高溫離度及高能量密度的壓縮電弧。2、等離子弧焊接通常分為大電流離子弧焊和微束等離子弧焊兩類3、等離子弧切割這種方法能切割一般氧氣切割所不能切割的金屬，常用于切割不銹鋼、鋁、銅、鈦、鑄鐵及鎢、鋯等難熔金屬。第24頁/共55頁第二十五頁，共55頁。第3章 焊接(hnji)第25頁/共55頁第二十六頁，共55頁。第3章 焊接(hnji)五、電阻焊電阻焊是工件組合后通過電極施加壓力，利用交流通過接頭的接觸面及臨近區(qū)域產(chǎn)生的

13、電阻熱，把焊件加熱到塑性或局部融化狀態(tài)，再在壓力作用下形成接頭的一種焊接方法。1、點(diǎn)焊利用電流通過接頭的接觸及臨近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱融化母材金屬，形成一個(gè)焊點(diǎn)的電阻焊方法。2、縫焊適用于制造可采用采用搭接接頭、有氣密性要求的薄板結(jié)構(gòu)3、對(duì)焊電阻對(duì)焊 先加預(yù)壓，再通電加熱閃光對(duì)焊 質(zhì)量較高，對(duì)端面加工要求較低，常用于焊接重要零件第26頁/共55頁第二十七頁，共55頁。 焊接(hnji)分類電阻焊對(duì) 焊滾 焊點(diǎn) 焊根據(jù)焊接接頭形式的差異 加 壓斷電保壓通 電去 壓第3章 焊接(hnji)第27頁/共55頁第二十八頁，共55頁。 點(diǎn)焊形成(xngchng)過程示意圖 第3章 焊接(hnji)第28頁/

14、共55頁第二十九頁，共55頁。 對(duì) 焊 是利用(lyng)電阻熱將兩個(gè)工件的整個(gè)端面焊接起來的一種焊接方法。 第3章 焊接(hnji)第29頁/共55頁第三十頁，共55頁。 摩擦(mc)焊是利用工件之間的相互摩擦(mc)產(chǎn)生的熱量同時(shí)加壓使工件連接到一起的焊接方法。 摩擦(mc)焊示意圖第3章 焊接第30頁/共55頁第三十一頁，共55頁。 釬焊是利用熔點(diǎn)比被焊接金屬熔點(diǎn)低的金屬作釬料，將釬料與工件一起加熱到釬料熔化(rnghu)狀態(tài)，借助毛細(xì)管作用將其吸入到固態(tài)間歇內(nèi)，使釬料與固態(tài)工件表面發(fā)生原子的相互擴(kuò)散、溶解和化合而連成整體的焊接方法。七、釬焊七、釬焊(qin (qin hn)hn)q 釬

15、焊接頭的形成過程 釬焊接頭的形成包括兩個(gè)過程： 釬料熔化和流入、填充接頭間歇形成釬料充滿焊縫的過程； 液態(tài)釬料與釬焊金屬相互作用。 第31頁/共55頁第三十二頁，共55頁。 釬料填充焊縫(hn fn)過程示意圖第32頁/共55頁第三十三頁，共55頁。 軟釬焊是指使用(shyng)的釬料熔點(diǎn)低于450的釬焊，通常用烙鐵加熱。軟釬焊的接頭強(qiáng)度不高（70MPa）。 含少量銻的錫鐵合金釬料應(yīng)用最廣泛。 軟釬焊所用的釬劑主要有：松香、ZnCl2溶液、 ZnCl2釬劑膏等（釬劑主要用來清除氧化物，保護(hù)釬焊區(qū)，增加潤(rùn)濕性）。 軟釬料主要應(yīng)用于焊接受力不大的常溫工作的儀表、導(dǎo)電元件等。 軟釬焊(qin hn)

16、q 軟釬焊(qin hn)和硬釬焊(qin hn)第33頁/共55頁第三十四頁，共55頁。 硬釬焊(qin hn) 硬釬焊(qin hn)是指使用的釬料熔點(diǎn)高于450的釬焊(qin hn)。其主要加熱方式有：火焰加熱、電阻加熱、感應(yīng)加熱、爐內(nèi)加熱、鹽浴加熱等。軟釬焊(qin hn)的接頭強(qiáng)度不高（500MPa）。 硬釬焊(qin hn)所用的釬劑主要有：硼砂、硼酸和氟化物等。 硬釬料主要用于釬焊(qin hn)受力大，工作溫度較高的工件。第34頁/共55頁第三十五頁，共55頁。第3章 焊接(hnji)第四節(jié) 現(xiàn)代焊接方法1、電子束焊是利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊件所產(chǎn)生的熱

17、能，使金屬融化結(jié)合的一種熔焊方法。特點(diǎn)：1、保護(hù)效果極佳，焊接質(zhì)量好2、功率密度大，穿透能力強(qiáng)3、焊接變形小4、電子束焊接工藝參數(shù)調(diào)節(jié)范圍廣5、真空電子束焊設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高，焊接尺寸受真空限制第35頁/共55頁第三十六頁，共55頁。 陰 極 被 燈 絲 加 熱 到2600K，并發(fā)射大量的電子。這些電子在高壓電場(chǎng)的作用下，經(jīng)電磁透鏡聚焦成 電 子 束 ， 高 速 轟 擊( h n g j ) 工 件 表 面 （160000km/s）。電子動(dòng)能瞬間變成熱能（能量密度是普通電弧的1000倍）。第36頁/共55頁第三十七頁，共55頁。第3章 焊接(hnji)二、激光焊與切割1、激光焊是以聚焦的激光束作

18、為能源轟擊焊件，利用其產(chǎn)生的熱量進(jìn)行熔焊的方法。特點(diǎn)：（1）功率密度大，焊接速度快（2）靈活性比較大（3）激光輻射時(shí)放出能量極其迅速（4）與電子束相比，激光焊不產(chǎn)生X射線（5）設(shè)備投資大（6）焊接一些高反射率的金屬比較困難，如鋁和鋁合金第37頁/共55頁第三十八頁，共55頁。 激光(jgung)焊利用激光器受激產(chǎn)生激光束，通過聚焦系統(tǒng)將其聚集成半徑微小的光斑，當(dāng)調(diào)焦到被焊工件的接縫時(shí)，光能轉(zhuǎn)換為熱能，從而使金屬熔化形成焊接接頭。第38頁/共55頁第三十九頁，共55頁。第3章 焊接(hnji)2、激光切割切割機(jī)理：(1)激光氣化切割(2)激光熔化切割(3)激光氧氣切割(4)激光劃片與控制斷裂優(yōu)點(diǎn)

19、：(1)切割質(zhì)量好(2)激光切割速度快，效率高(3)激光切割設(shè)備費(fèi)用高，一次性投資大第39頁/共55頁第四十頁，共55頁。第3章 焊接(hnji)第五節(jié) 常用金屬材料的焊接一.金屬焊接性1.金屬焊接性的概念材料在限定的施工條件下,焊接成按規(guī)定設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件,并滿足預(yù)定服役要求的能力,稱為焊接性.影響金屬焊接性的主要因素:金屬材料的種類,化學(xué)成分和性能.2.碳當(dāng)量CE =C+MN_6+Cr+Mo+V_5+Ni+Cu_15當(dāng)CE0.6時(shí).鋼材焊接時(shí)冷裂傾向嚴(yán)重,焊接性差,需要采取較高的預(yù)熱度和其他嚴(yán)格的工藝措施.第40頁/共55頁第四十一頁，共55頁。第3章 焊接(hnji)二.碳鋼的焊接1.低碳

20、鋼的焊接2.中碳鋼的焊接工件采用焊條電弧焊時(shí),一般采用J422焊條或J427焊條中碳鋼要使用J507焊條三.低合金鋼的焊接1.普通低合金鋼的焊接主要是指用于制造金屬結(jié)構(gòu)的建筑和工程用鋼,其性能的主要要求是強(qiáng)度,所以也叫強(qiáng)度用鋼.2.朱光體耐熱鋼的焊接主要合金元素是鉻和鉬,淬硬傾向較大,焊接時(shí)的主要問題也是冷裂紋.第41頁/共55頁第四十二頁，共55頁。第3章 焊接(hnji)四.奧氏體不銹鋼的焊接它的焊接性良好,焊接時(shí)一般不需要采取特殊的工藝措施,通常采用焊條電弧焊和鎢極氬弧焊,也可采用埋弧自動(dòng)焊.五.鑄鐵的焊補(bǔ)分成熱焊和冷焊兩種1.熱焊過程是:把工件整體或局部預(yù)熱到600-700,在焊接過程中保持預(yù)熱溫度,焊后緩慢冷卻.2.冷焊一般不預(yù)熱或采用較低溫度預(yù)熱.常用鎳基焊條和結(jié)構(gòu)鋼焊條J507.第42頁/共55頁第四十三頁，共55頁。第3章 焊接(hnji)第六節(jié)焊接結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)一.焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝過程概述備料裝配焊接檢驗(yàn)包括鋼材復(fù)驗(yàn)，鋼材矯正，放樣畫線，下料切割，邊緣與坡口加工，彎曲，壓制封頭，制孔，焊前清理等工序。包括工序檢驗(yàn)及成品質(zhì)量檢驗(yàn)第43頁/共55頁第四十四頁，共55頁。第3章 焊接(hnji)（2）焊縫要避開應(yīng)力較大部位。（3）焊縫應(yīng)避免密集和十字相交。（4）焊縫一般應(yīng)避開加工部位（5）盡量減少焊縫數(shù)量