第3章金屬毛坯的熱成型

1、機械制造基礎機械制造基礎第3章 金屬毛坯的熱成型第3章 金屬毛坯的熱成型3.1 鑄造3.2 鍛壓加工3.3 焊接第一節(jié)第一節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造第二節(jié)第二節(jié) 金屬的鑄造性能金屬的鑄造性能第三節(jié)第三節(jié) 鑄造工藝設計基礎鑄造工藝設計基礎第四節(jié)第四節(jié) 鑄件結構工藝性鑄件結構工藝性第五節(jié)第五節(jié) 特種鑄造特種鑄造3.1 3.1 鑄造鑄造 概概 述述鑄造鑄造:是指制造鑄型，熔煉金屬，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能的鑄件的成形方法。 造型熔煉金屬澆注落砂清理鑄件通常作為形狀較復雜的零件毛坯，經機械加工制成零件。一般強度不高鑄造方法一般分為砂型鑄造和特種鑄造。其中砂型鑄造應用最為普遍。第一節(jié)第一

2、節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造制 造 模 樣配 砂造 型 、 造 芯澆 注熔 煉 金 屬落 砂清 理檢 驗（ 木 模 ）齒輪毛坯的砂型鑄造齒輪毛坯的砂型鑄造一、造型一、造型:用造型材料及模樣等工藝裝備制造鑄型用造型材料及模樣等工藝裝備制造鑄型的過程的過程。 1.造型材料造型材料：型砂和芯砂：型砂和芯砂型砂是由原砂、粘結劑、水和附加物混制而成。（1）型砂組成的成分）型砂組成的成分 ）原砂）原砂 ：其主要成分是SiO2的質量分數(shù)為95%以上的硅砂，耐火性高達1710C顆粒大?。?號篩孔（0.2100.297）粘結劑）粘結劑 ：粘土、陶土、水玻璃、亞麻仁油）附加材料）附加材料 ：煤粉、木屑。型砂中加入煤粉可防

3、鑄件表面粘砂，加入木屑可改善透氣性、退讓性。（2 2）型砂應具備的性能）型砂應具備的性能）強度強度：型砂、芯砂抵抗外力破壞的能力） 透氣性透氣性：讓氣體透過的能力稱為透氣性。原砂顆粒越大、均勻，粘結劑含量越低，能使型砂的透氣性提高。透氣性不好，易產生氣孔缺陷） 耐火性耐火性：型砂抵抗高溫作用的能力4）退讓性退讓性：型砂在外力作用下被壓縮的能力. .造型方法造型方法（1 1）手工造型）手工造型 整模造型整模造型：型腔全部位于一個砂型內，分型面是平面。 分模造型分模造型：模樣沿截面最大處分為兩半 挖砂造型挖砂造型：當鑄件最大截面不在頂部，模樣又不方便分成兩段時，常將模樣做成整體，造型時挖出阻礙起模

4、的型砂，再造另一型 活塊造型活塊造型：將防礙起模部分作成活塊整模造型造下型 刮平 造上型 起模 合型 帶有澆口鑄件 分模造型挖砂造型活塊造型 3.3.澆注系統(tǒng)和冒口澆注系統(tǒng)和冒口 組成：典型的澆注系統(tǒng)是由澆口杯、直澆道、橫澆道和內澆道四部分組成。 冒口作用：排氣；保證液態(tài)金屬平穩(wěn)、迅速的流入鑄型型腔；補縮：調節(jié)各部分冷卻速度;聚渣：使浮渣易去除；標記：作為澆滿標記。 澆注系統(tǒng)和冒口澆注系統(tǒng)和冒口 4.4.造芯造芯：形成鑄件的內腔形成鑄件的內腔 造芯的工藝要求工藝要求安放芯骨、開通氣道、刷涂料（提高表面質量）2. 造芯方法造芯方法：既可用手工造芯，也可用機器造芯。造芯可用芯盒，也可用刮板。 5.

5、5.合型合型：將鑄型的各個部分組合成一個完整鑄型的操作過程二、鑄鐵的熔煉及澆注二、鑄鐵的熔煉及澆注（一）熔煉（一）熔煉 1.任務：熔煉的任務是獲得預定化學成分和一定溫度的金屬液，并盡量減少金屬液中的氣體和雜質，提高熔煉設備的熔化率，降低燃料消耗等，以達到最佳的技術經濟指標。 設備：熔煉鑄鐵熔煉鑄鐵：沖天爐沖天爐鑄鋼：鑄鋼：電爐電爐有色金屬：有色金屬：坩堝爐坩堝爐3. 爐料：金屬料、燃料和熔劑三部分。（二）澆注（二）澆注 將液態(tài)金屬從澆包注入鑄型的操作澆注溫度澆注溫度 形狀復雜、薄壁的灰鑄鐵件，澆注溫度為1400C；形狀簡單、厚壁的灰鑄鐵件，澆注溫度為1300 ；鑄鋼件澆注溫度為1500 155

6、0 C。澆注速度澆注速度澆注速度對鑄件質量的影響也是較大的。澆注速度應視鑄件的大小、形狀來定。 澆注方法澆注方法 去渣、澆注，一個鑄型中間不得中斷。( (一一) )落砂落砂: 用手工或機械使鑄件和型砂、砂箱用手工或機械使鑄件和型砂、砂箱分開要冷卻到一定溫度才可落砂分開要冷卻到一定溫度才可落砂( (二二) )清理清理：從鑄件上清除澆口、冒口、型心、從鑄件上清除澆口、冒口、型心、毛刺和表面粘砂等過程毛刺和表面粘砂等過程 灰鑄鐵：敲擊灰鑄鐵：敲擊 鑄鋼件：氣割鑄鋼件：氣割 有色金屬：鋸割有色金屬：鋸割三、落砂和清理三、落砂和清理1.1.金屬的鑄造性能金屬的鑄造性能包括：包括：金屬的流動性金屬的流動性

7、和和金屬的收縮金屬的收縮（1）金屬的流動性金屬的流動性: :指熔融金屬的流動能力指熔融金屬的流動能力主要受下列因素影響主要受下列因素影響：1）化學成分化學成分：共晶合金流動性最好共晶合金流動性最好常用鑄造合金中：常用鑄造合金中：灰鑄鐵流動性最好，鑄鋼最差灰鑄鐵流動性最好，鑄鋼最差2）澆注溫度澆注溫度：適當提高適當提高）鑄型條件和鑄件結構鑄型條件和鑄件結構2.1.2 2.1.2 金屬的鑄造性能金屬的鑄造性能（2）金屬的收縮金屬的收縮: :指鑄型內金屬隨著溫度下降指鑄型內金屬隨著溫度下降體積和尺寸會逐漸減小體積和尺寸會逐漸減小主要受下列因素影響：主要受下列因素影響：1）化學成分化學成分：灰鑄鐵收縮

8、最小、鑄鋼收縮最大灰鑄鐵收縮最小、鑄鋼收縮最大2）澆注溫度澆注溫度：適當降低適當降低）鑄型條件和鑄件結構鑄型條件和鑄件結構2.2.常用金屬的鑄造性能常用金屬的鑄造性能1）灰鑄鐵灰鑄鐵。在常用的各種鑄鐵中，灰鑄鐵的鑄。在常用的各種鑄鐵中，灰鑄鐵的鑄造性能最好，幾乎集中了上述全部優(yōu)點。因而造性能最好，幾乎集中了上述全部優(yōu)點。因而灰鑄鐵件的鑄型對型砂要求不高，很少設置冒灰鑄鐵件的鑄型對型砂要求不高，很少設置冒口（只要出氣冒口即可）。除大型鑄件外一般口（只要出氣冒口即可）。除大型鑄件外一般都可用濕型澆注，設備簡單，操作方便，生產都可用濕型澆注，設備簡單，操作方便，生產率很高。率很高。2）可鍛鑄鐵可鍛鑄

9、鐵。它是由白口鑄鐵經石墨化退火而。它是由白口鑄鐵經石墨化退火而成。由于白口鑄鐵中碳、硅含量較低，熔點高成。由于白口鑄鐵中碳、硅含量較低，熔點高（約（約1300），流動性差，收縮大，易產生冷），流動性差，收縮大，易產生冷隔、澆不足、縮孔、縮松及裂紋等缺陷，對形隔、澆不足、縮孔、縮松及裂紋等缺陷，對形狀復雜的薄壁鑄件，應采用高溫澆注，定向凝狀復雜的薄壁鑄件，應采用高溫澆注，定向凝固，增設冒口和提高砂型的退讓性等措施。固，增設冒口和提高砂型的退讓性等措施。3）球墨鑄鐵球墨鑄鐵。由于通過球化處理后，鐵液溫度下降，。由于通過球化處理后，鐵液溫度下降，流動性也有所降低。球墨鑄鐵的液態(tài)收縮和凝固收縮流動性也

10、有所降低。球墨鑄鐵的液態(tài)收縮和凝固收縮較大，容易形成縮孔和縮松。因而在鑄造工藝上應采較大，容易形成縮孔和縮松。因而在鑄造工藝上應采用快速澆注，定向凝固，加大內澆道和增設冒口等措用快速澆注，定向凝固，加大內澆道和增設冒口等措施。由于金屬液中施。由于金屬液中MgS與砂型中的水分作用生成硫化與砂型中的水分作用生成硫化氫（氫（H2S）氣體，易產生氣孔，因此，必須嚴格控制含）氣體，易產生氣孔，因此，必須嚴格控制含硫量及型砂中的水分。硫量及型砂中的水分。2）鑄鋼鑄鋼。鑄鋼的流動性差，為防止?jié)膊蛔愕热毕?，鑄。鑄鋼的流動性差，為防止?jié)膊蛔愕热毕?，鑄鋼件壁厚不能小于鋼件壁厚不能小于8mm，并采用較大的澆注系統(tǒng)的

11、斷，并采用較大的澆注系統(tǒng)的斷面。鑄鋼的熔點較高，澆注溫度相應也提高，一般為面。鑄鋼的熔點較高，澆注溫度相應也提高，一般為15201600；它的收縮率也比較大，因而極易產生粘；它的收縮率也比較大，因而極易產生粘砂、縮孔、裂紋等缺陷。砂、縮孔、裂紋等缺陷。（3）鑄造銅合金鑄造銅合金。銅合金的熔點一般在。銅合金的熔點一般在1200上下；上下；流動性好，可澆注最小壁厚約流動性好，可澆注最小壁厚約3mm的復雜鑄件；澆注的復雜鑄件；澆注溫度低，對型砂和芯砂的耐火度要求不高。銅合金易溫度低，對型砂和芯砂的耐火度要求不高。銅合金易氧化，常用玻璃、食鹽、氟石和硼砂等作熔劑，使氧氧化，常用玻璃、食鹽、氟石和硼砂等

12、作熔劑，使氧化物和非金屬夾雜物浮于金屬液表面。銅合金收縮較化物和非金屬夾雜物浮于金屬液表面。銅合金收縮較大，易形成集中縮孔，需在壁厚部位設置冒口進行補大，易形成集中縮孔，需在壁厚部位設置冒口進行補縮?？s。（4）鑄造鋁合金鑄造鋁合金。鑄造鋁合金也在電熱爐或坩堝爐。鑄造鋁合金也在電熱爐或坩堝爐內熔化。鋁合金熔點低，一般在內熔化。鋁合金熔點低，一般在660上下；流動性好，上下；流動性好，可澆注最小壁厚可澆注最小壁厚2.5mm的鑄件；為避免氧化和吸氣，的鑄件；為避免氧化和吸氣，熔煉時應采用熔煉時應采用NaCI、KCI等為熔劑覆蓋在液面上。等為熔劑覆蓋在液面上。3.1.3 3.1.3 鑄件工藝性設計基礎

13、鑄件工藝性設計基礎一、澆注位置選擇一、澆注位置選擇 澆注位置澆注位置：鑄件在鑄型中所處的位置鑄件在鑄型中所處的位置 重要表面朝下重要表面朝下或側面或側面 寬大平面應朝下寬大平面應朝下 薄壁部分應朝下或側面薄壁部分應朝下或側面 較厚部分應處于型腔上部（便于安放冒口）較厚部分應處于型腔上部（便于安放冒口）二、分型面的選擇二、分型面的選擇2.分型面分型面的選擇：的選擇：分型面是上下鑄型間的結合面分型面是上下鑄型間的結合面 在最大截面處在最大截面處 盡量為平直面，且只有一個盡量為平直面，且只有一個 盡量使鑄件全部或大部分處于一個砂箱中盡量使鑄件全部或大部分處于一個砂箱中 下芯、檢驗、合型方便下芯、檢驗

14、、合型方便三、主要鑄造工藝參數(shù)的選擇三、主要鑄造工藝參數(shù)的選擇 加工余量加工余量：單件生產、手工造型、朝上表面、鑄單件生產、手工造型、朝上表面、鑄鋼等大鋼等大 起模斜度起模斜度：便于模樣從鑄型中取出便于模樣從鑄型中取出 鑄造圓角鑄造圓角：減少應力、避免縮孔和縮松等缺陷減少應力、避免縮孔和縮松等缺陷四、四、鑄造工藝圖鑄造工藝圖 鑄造工藝圖鑄造工藝圖表明了鑄件的形狀、尺寸、生產表明了鑄件的形狀、尺寸、生產方法和工藝過程，是指導模樣和鑄型制造，方法和工藝過程，是指導模樣和鑄型制造，進行生產準備和鑄件檢驗的基本工藝文件。進行生產準備和鑄件檢驗的基本工藝文件。 3.1.4 3.1.4 鑄件結構工藝性鑄件

15、結構工藝性 （一）鑄件質量對鑄件結構的要求（一）鑄件質量對鑄件結構的要求1. 壁厚要不可太小并均勻2. 壁厚間連接應合理3. 壁間采用圓角過渡，避免交叉和銳角連接壁間采用圓角過渡，避免交叉和銳角連接4.避免大的水平面避免大的水平面5.避免鑄件收縮時受阻。避免鑄件收縮時受阻。 7 7）鑄件結構應防止鑄件變形。）鑄件結構應防止鑄件變形。 2.鑄件工藝對鑄件結構的要求鑄件工藝對鑄件結構的要求1.盡量減少分型面2.盡量使分型面平直3.盡量少用活塊4.應有結構斜度5.盡量少用或不用型心3.1.5 3.1.5 特種鑄造特種鑄造一、一、熔模鑄造熔模鑄造二、金屬型鑄造二、金屬型鑄造三、壓力鑄造三、壓力鑄造四、

16、離心鑄造四、離心鑄造一、熔模鑄造一、熔模鑄造特點：精度高（特點：精度高（IT11）Ra小（?。?.2)，但工序復雜，但工序復雜一、熔模鑄造一、熔模鑄造應用：應用： 熔模鑄造主要用來生產形狀復雜、精度要求高熔模鑄造主要用來生產形狀復雜、精度要求高或難以進行切削加工的小型零件生產，如汽輪機、或難以進行切削加工的小型零件生產，如汽輪機、水輪發(fā)動機等的葉片，切削刀具，以及汽車、拖水輪發(fā)動機等的葉片，切削刀具，以及汽車、拖拉機、風動工具和機床上的小型零件。拉機、風動工具和機床上的小型零件。 二、金屬型鑄造二、金屬型鑄造一、金屬型鑄造一、金屬型鑄造1.優(yōu)點優(yōu)點:一型多鑄一型多鑄 表面粗糙度小表面粗糙度小

17、晶粒細小晶粒細小 缺點缺點:退讓性、透氣性差退讓性、透氣性差2.典型應用：鋁合金活塞、氣缸體、軸瓦典型應用：鋁合金活塞、氣缸體、軸瓦二、壓力鑄造二、壓力鑄造二、壓力鑄造二、壓力鑄造1.優(yōu)點：生產率高、精度高、可適應薄壁復雜件優(yōu)點：生產率高、精度高、可適應薄壁復雜件 缺點：鑄件中有許多小氣孔，不宜熱處理缺點：鑄件中有許多小氣孔，不宜熱處理2.典型應用：照相機殼體、儀表零件典型應用：照相機殼體、儀表零件四、離心鑄造四、離心鑄造特點：組織致密，缺陷少，生產旋轉類零件，如各特點：組織致密，缺陷少，生產旋轉類零件，如各種管子、缸套、圓環(huán)等。種管子、缸套、圓環(huán)等。第一節(jié)第一節(jié) 金屬的塑性變形金屬的塑性變形

18、第二節(jié)第二節(jié) 鍛造鍛造第三節(jié)第三節(jié) 沖壓沖壓3.2 3.2 鍛壓加工鍛壓加工鍛壓加工鍛壓加工鍛壓：鍛壓：鍛造鍛造和和沖壓沖壓的總稱的總稱3.2.1 3.2.1 金屬的塑性變形金屬的塑性變形1.金屬的塑性變形金屬的塑性變形 單晶體的塑性變形的主要方式是滑移?；七^程實質上是位錯。 多晶體的塑性變形主要是晶粒內部的變形。2.加工硬化加工硬化塑性變形后組織組織：等軸晶粒扁平狀纖維狀 性能性能：強度和硬度升高強度和硬度升高，塑性和韌性塑性和韌性下降下降這種現(xiàn)象叫加工硬化加工硬化。3.冷塑性變形金屬在加熱時的變化冷塑性變形金屬在加熱時的變化（1）回復去應力退火去應力退火 組織沒變，加工硬化基本保留，內應

19、力大為降低。（2）再結晶再結晶退火再結晶退火 加工硬化和內應力基本消除，性能恢復到變形前。 再結晶溫度0.4T熔（K） 再結晶退火溫度再高100200。4.金屬的冷加工和熱加工金屬的冷加工和熱加工熱加工：熱加工：再結晶溫度以上的加工再結晶溫度以上的加工。鍛造鍛造：在在加壓設備加壓設備及及工模具工模具的作用下，使的作用下，使坯料產生全部或部分塑性變形，以獲得一定坯料產生全部或部分塑性變形，以獲得一定幾何尺寸、形狀和質量的鍛件加工方法。幾何尺寸、形狀和質量的鍛件加工方法。優(yōu)點優(yōu)點：提高材料致密度，細化晶粒，改善：提高材料致密度，細化晶粒，改善偏析，使流線合理分布。偏析，使流線合理分布。適用適用：強

20、度要求高，形狀相對不太復雜的：強度要求高，形狀相對不太復雜的零件。零件。3.2.2 3.2.2 金屬的鍛造金屬的鍛造1.化學成分：化學成分：低碳鋼或低合金鍛造性能好低碳鋼或低合金鍛造性能好2.組織狀態(tài)：組織狀態(tài)：晶粒細小的金屬鍛造性能好晶粒細小的金屬鍛造性能好3.變形溫度：變形溫度：一定范圍內，溫度越高，鍛造一定范圍內，溫度越高，鍛造性能越好。性能越好?？傊嚎傊核苄院玫慕饘偎苄院玫慕饘偃纾吞间?、銅鋁如，低碳鋼、銅鋁合金合金鍛造性能好鍛造性能好。一、金屬的鍛造性能一、金屬的鍛造性能鍛造成型難易程度鍛造成型難易程度1.坯料的加熱坯料的加熱（1）鍛造溫度范圍）鍛造溫度范圍始鍛溫度始鍛溫度：適當

21、高，不宜過高（：適當高，不宜過高（1200）終鍛溫度終鍛溫度：適當?shù)?，不宜過低（：適當?shù)停灰诉^低（800 ）（2）加熱設備）加熱設備 反射爐反射爐1. 電阻爐電阻爐 中溫電爐中溫電爐 高溫電爐高溫電爐二、坯料的加熱與鍛件的冷卻二、坯料的加熱與鍛件的冷卻2.鍛件的冷卻方法鍛件的冷卻方法（1）空冷空冷：低、中碳鋼，低合金鋼的中小鍛件低、中碳鋼，低合金鋼的中小鍛件（2）坑冷坑冷：高碳鋼及多數(shù)低合金鋼的中小鍛件高碳鋼及多數(shù)低合金鋼的中小鍛件（3）爐冷爐冷：中碳鋼，高合金鋼的大型鍛件中碳鋼，高合金鋼的大型鍛件三、自由鍛造三、自由鍛造1.自由鍛造設備自由鍛造設備空氣錘空氣錘 蒸汽蒸汽-空氣自由鍛錘空氣自

22、由鍛錘 水壓機水壓機2.自由鍛造的基本工序自由鍛造的基本工序鐓粗、拔長、沖孔鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉、錯移、切斷定義定義：只用簡單的通用性鍛造工具，或在鍛造設只用簡單的通用性鍛造工具，或在鍛造設備的上下砧之間直接使坯料變形而獲得鍛件的鍛備的上下砧之間直接使坯料變形而獲得鍛件的鍛造方法。造方法。適用適用：形狀簡單、精度要求地低、單件小批生產。形狀簡單、精度要求地低、單件小批生產。鐓鐓 粗粗拔拔 長長沖沖 孔孔擴擴 孔孔3.自由鍛鍛件結構工藝性及鍛件圖自由鍛鍛件結構工藝性及鍛件圖(1)(1)自由鍛鍛件結構工藝性自由鍛鍛件結構工藝性零件的自由鍛結構工藝性要求零件的自由鍛結構工藝性要求 避免錐面或

23、斜面 避免圓柱面與圓柱面相交 避免非規(guī)則截面與非規(guī)則外形 避免肋板與凸臺等結構1. 截面有急劇變化或形狀復雜的零件，可分段鍛造，再用焊接或機械連接組成整體(2)鍛件圖的繪制鍛件圖的繪制 余塊余塊( (敷料敷料) )1.1.確定加工余量和鍛件公差確定加工余量和鍛件公差四、模鍛四、模鍛1.錘上模鍛錘上模鍛利用模具使坯料變形而獲得鍛件利用模具使坯料變形而獲得鍛件適用適用：大批量、外形復雜、精度高的中小鍛件大批量、外形復雜、精度高的中小鍛件設備：設備：蒸汽蒸汽空氣自由鍛錘空氣自由鍛錘鍛模結構鍛模結構：上模、下模、飛邊槽上模、下模、飛邊槽鍛件結構：鍛件結構：帶孔的鍛件不可能將孔直接鍛出，而帶孔的鍛件不可

24、能將孔直接鍛出，而是留有一定厚度的沖孔是留有一定厚度的沖孔連皮連皮，鍛后再將連皮沖掉。，鍛后再將連皮沖掉。單模腔鍛模結構單模腔鍛模結構1-1-飛邊槽飛邊槽 2-2-活動?；顒幽?3-3-固定模固定模4-4-帶飛邊鍛件帶飛邊鍛件 5-5-飛邊飛邊 6-6-鍛件鍛件多模腔鍛模結構多模腔鍛模結構1-1-拔長模腔拔長模腔2-2-滾壓模腔滾壓模腔3-3-終鍛模腔終鍛模腔4-4-預鍛模腔預鍛模腔5-5-彎曲模腔彎曲模腔五、胎模鍛五、胎模鍛胎模鍛是在自由鍛設備上使用可移動模具胎模鍛是在自由鍛設備上使用可移動模具生產鍛件的一種鍛造方法。生產鍛件的一種鍛造方法。 胎模鍛與白由鍛相比，具有生產率高和鍛胎模鍛與白由

25、鍛相比，具有生產率高和鍛件精度高、形狀復雜等優(yōu)點；與模鍛相比，件精度高、形狀復雜等優(yōu)點；與模鍛相比，則有設備簡便和工藝靈活等優(yōu)點。胎模鍛則有設備簡便和工藝靈活等優(yōu)點。胎模鍛主要用于小型鍛件的中小批量生產。主要用于小型鍛件的中小批量生產。胎模鍛工藝過程1胎模鍛工藝過程23.2.3 3.2.3 板料沖壓板料沖壓板料沖壓板料沖壓：是利用是利用模具模具，借助，借助沖床沖床的沖擊力使的沖擊力使模料產生分離或變形，獲得所需形狀和尺寸的模料產生分離或變形，獲得所需形狀和尺寸的制件的加工方法制件的加工方法。所有板料厚度一般不超過。所有板料厚度一般不超過6mm。常用材料：常用材料：低碳鋼、銅、鋁及其合金低碳鋼、

26、銅、鋁及其合金（具有較（具有較高的塑性），此外高的塑性），此外非金屬板料非金屬板料也常用于沖壓加也常用于沖壓加工。工。特點特點：精度高、效率高、操作簡單。成本高，精度高、效率高、操作簡單。成本高，周期長周期長1、沖壓設備：、沖壓設備：沖床沖床 剪板機剪板機2滑塊滑塊 4 連桿連桿 5制動器制動器6曲軸曲軸7離合器離合器9電機電機板料沖裁過程板料沖裁過程 2、沖壓的基本工序沖壓的基本工序:沖裁、彎曲、拉伸沖裁、彎曲、拉伸沖裁沖裁 彎曲彎曲 rmin=（0.251） 彎曲彎曲 彎曲線與流線垂直彎曲線與流線垂直 拉深拉深拉深系數(shù)：m=d/D,0.5-0.83、沖壓模具簡單沖模簡單沖模連續(xù)沖模連續(xù)沖模

27、復合沖模復合沖模1-1-卸料板卸料板 2-2-上壓板上壓板 3-3-凸模凸模 4-4-模柄模柄 5-5-上模板上模板 6-6-下壓板下壓板7-7-導套導套 8-8-導柱導柱9-9-下模板下模板 10-10-凹模凹模 11-11-定位銷定位銷簡單落料沖孔模簡單落料沖孔模簡單落料模簡單落料模復合模復合模側刃定距級進模側刃定距級進模第三節(jié)第三節(jié) 焊接焊接第一節(jié)第一節(jié) 手工電弧焊手工電弧焊第三節(jié)第三節(jié) 金屬的焊接性金屬的焊接性第二節(jié)第二節(jié) 其他焊接方法其他焊接方法焊接焊接：通過通過加熱或加壓加熱或加壓或兩者并用，并且用或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達到或不用填充材料，使焊件達到原子間結合原子

28、間結合的一的一種加工方法。種加工方法。優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：三優(yōu)一缺三優(yōu)一缺作用：作用：制造、連接、修補制造、連接、修補三類三類：熔焊、壓焊接、釬焊：熔焊、壓焊接、釬焊1 1 手工電弧焊手工電弧焊一、焊接過程一、焊接過程電弧熱使焊電弧熱使焊件接頭處的件接頭處的金屬和焊條金屬和焊條端部熔化，端部熔化，形成焊池。形成焊池。一、焊接過程一、焊接過程手工電弧手工電弧焊設備簡焊設備簡單，操作單，操作靈活，是靈活，是應用最廣應用最廣泛的焊接泛的焊接方法。方法。 二、焊接電弧二、焊接電弧1.焊接電弧的產生焊接電弧的產生2.電弧的熱量分布電弧的熱量分布陽極區(qū)產生：陽極區(qū)產生：43%工件（正接）工件（正接）2300陰

29、極區(qū)產生：陰極區(qū)產生：36%工件（反接）工件（反接）2100弧柱區(qū)產生：弧柱區(qū)產生：21% 6000三、焊接極性及選用三、焊接極性及選用用直流電源焊接時，由于正極與負極上的熱量用直流電源焊接時，由于正極與負極上的熱量不同，電極的接法有正接和反接兩種。不同，電極的接法有正接和反接兩種。正接法是正極接焊件、負極接焊條。這時，在正接法是正極接焊件、負極接焊條。這時，在焊接上的熱量較大，適合于高熔點、尺寸較大焊接上的熱量較大，適合于高熔點、尺寸較大的焊件的焊接。的焊件的焊接。反接法是正極接焊條、負極接焊件，適合于薄反接法是正極接焊條、負極接焊件，適合于薄件、有色金屬、不銹鋼及鑄鐵等焊件的焊接。件、有色

30、金屬、不銹鋼及鑄鐵等焊件的焊接。 四、焊條的組成與選用四、焊條的組成與選用1）焊條的組成。焊條是由）焊條的組成。焊條是由焊芯焊芯和和藥皮藥皮兩部分組兩部分組成。成。焊芯焊芯是焊條中被藥皮包覆的金屬絲。其作是焊條中被藥皮包覆的金屬絲。其作用是導電、引弧及填充焊縫。常用焊條直徑為用是導電、引弧及填充焊縫。常用焊條直徑為2.06.0mm，長度為，長度為300400mm。焊條直徑通。焊條直徑通常按焊件厚度選取，見表常按焊件厚度選取，見表2-5。藥皮藥皮是壓涂在焊是壓涂在焊芯表面的涂層，其主要作用是使電弧引燃容易，芯表面的涂層，其主要作用是使電弧引燃容易，并有造氣、造渣保護熔池的作用。并有造氣、造渣保護

31、熔池的作用。四、焊條的組成與選用四、焊條的組成與選用2）焊條的選擇原則）焊條的選擇原則u 在焊接低碳鋼和低合金鋼高強度鋼時，一般在焊接低碳鋼和低合金鋼高強度鋼時，一般根據(jù)母材的抗拉強度，按根據(jù)母材的抗拉強度，按“等強度原則等強度原則”選用選用與母材有相同強度等級且成分相近的焊條；與母材有相同強度等級且成分相近的焊條；u焊接不銹鋼和耐熱鋼時，一般根據(jù)母材的化焊接不銹鋼和耐熱鋼時，一般根據(jù)母材的化學成分類型，按學成分類型，按“等成分原則等成分原則”選用與母材成選用與母材成分類型相同的不銹鋼或耐熱鋼焊條。分類型相同的不銹鋼或耐熱鋼焊條。3)焊條的分類和型（牌）號焊條的分類和型（牌）號按用途分為：按用

32、途分為：結構鋼焊條、耐熱鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鎳及鎳合金焊條、鑄鐵焊條、低溫鋼焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條和特殊用途焊條十類。其中，結構鋼焊條應用最為廣泛。 按化學成分：按化學成分：酸性焊條：酸性焊條：不易形成氣孔，能使用交、直流電源，價廉，用于一般結構件。堿性焊條：堿性焊條：焊口清潔，采用直流反接，用于重要結構件。結構鋼結構鋼焊條焊條： 適合于J422 鈦鈣型 低碳鋼J425 錳 型 鑄鋼J506 低氫型 低、中碳（重要）不銹鋼不銹鋼焊條焊條：鉻202 鈦鈣型 0Cr13、1Cr13鑄鐵鑄鐵焊條焊條：鑄100 氧化鈦 灰鑄鐵 五、焊接設備五、焊接設備1.交流弧焊機交流弧焊機:

33、簡單、價廉、可靠，應用廣。相簡單、價廉、可靠，應用廣。相對焊接電弧不夠穩(wěn)定。對焊接電弧不夠穩(wěn)定。結構：結構：特殊的降壓變壓器特殊的降壓變壓器電壓：電壓：6080V（I=50180A）具有陡降的外特性（具有陡降的外特性（V-I）可頻繁短路可頻繁短路電流可調節(jié)電流可調節(jié)焊接電流:焊接電流與焊條直徑有關。 I = ( 30 60 ) d2.直流弧焊機直流弧焊機：結構復雜結構復雜,電弧穩(wěn)定電弧穩(wěn)定,焊接質量好焊接質量好發(fā)電機式發(fā)電機式直流弧焊機： 交流電動機直流弧焊發(fā)電機整流式整流式直流弧焊機：交流弧焊機整流器電壓：5080V(I=45320A)序號序號操作步驟操作步驟操作要點操作要點1備料備料劃線、

34、用剪切或氣割方法下料，并調直鋼板劃線、用剪切或氣割方法下料，并調直鋼板2坡口準備坡口準備板厚為板厚為4 6mm時，可采用時，可采用I形坡口雙面焊，接形坡口雙面焊，接口必須平整口必須平整3焊前清理焊前清理清除鐵銹、油污等清除鐵銹、油污等4裝備裝備將兩板水平放置，對齊，兩板間留將兩板水平放置，對齊，兩板間留12mm間隙間隙5點固點固用焊條點固，固定兩焊件的相對位置，點固后應用焊條點固，固定兩焊件的相對位置，點固后應除渣。若焊件較長，可每隔除渣。若焊件較長，可每隔300mm左右點固一左右點固一次，點固長度為次，點固長度為1015mm6焊接焊接選擇合適的焊接工藝參數(shù)選擇合適的焊接工藝參數(shù)先焊點固面的反

35、面，使熔深大于板厚的一半，先焊點固面的反面，使熔深大于板厚的一半，焊后除渣焊后除渣翻轉焊件焊另一面，注意事項同上翻轉焊件焊另一面，注意事項同上7焊后清理焊后清理用鋼絲刷等工具把焊件表面的飛濺清理干凈用鋼絲刷等工具把焊件表面的飛濺清理干凈8檢驗檢驗用外觀方法檢查焊縫質量，若有缺陷，應盡可能用外觀方法檢查焊縫質量，若有缺陷，應盡可能修補修補六、焊接步驟六、焊接步驟2、氣焊和氣割氣焊和氣割1).氣焊：氣焊：以氣體以氣體( (氧氧- -乙炔乙炔) )火焰作熱源的熔焊方法火焰作熱源的熔焊方法氣焊設備氣焊設備: :乙炔氣瓶、氧氣瓶、減壓器、焊炬等。優(yōu)點：優(yōu)點：操作簡便、不需電源、焊薄板不易穿。操作簡便、不

36、需電源、焊薄板不易穿。適用：適用：3 3mmmm以下的薄鋼板、銅、鋁及其合金，以及以下的薄鋼板、銅、鋁及其合金，以及鑄鐵的補焊。鑄鐵的補焊。 焰心焰心 內焰：內焰：30003150，最高，最高 外焰外焰 碳化焰碳化焰 O O2 2：C C2 2H H2 21 11.2焊接含碳量較高的焊接含碳量較高的,補碳補碳 中性焰中性焰 O O2 2：C C2 2H H2 2=1=11.2低碳鋼、不銹鋼和紫銅低碳鋼、不銹鋼和紫銅 氧化焰氧化焰 O O2 2：C C2 2H H2 21 11.2焊接黃銅、青銅等材料焊接黃銅、青銅等材料 點火、調節(jié)火焰與滅火點火、調節(jié)火焰與滅火點火：點火時，先微開氧氣閥門，再開

37、乙炔閥門，隨后用明火點燃。調節(jié)火焰：先根據(jù)焊件材料確定應采用哪種氧乙炔焰，并調整到所需的那種火焰，再根據(jù)焊件厚度，調整火焰大小。滅火：應先關乙炔，再關氧氣。2 2).).氧氣切割氧氣切割: :簡稱氣割，是利用某些金屬（如鐵）在純氧氣流中能夠劇烈氧化的原理進行金屬切割的方法。過程過程: :開始時，先用氧乙炔焰將割口附近的金屬預熱至燃點，然后打開切割金屬閥門，高速氧氣射流使高溫金屬立即燃燒，所生成的氧化物同時被氧氣流吹走，而金屬燃燒時釋放的大量燃燒熱和氧乙炔焰一起又將鄰近的金屬預熱到燃點，因此沿切割線以一定的速度移動割炬，即可形成一條整齊的割口。適用適用：低、中碳鋼及低合金鋼的切割。不可切低、中碳

38、鋼及低合金鋼的切割。不可切割高碳鋼、鑄鐵、不銹鋼、有色金屬。割高碳鋼、鑄鐵、不銹鋼、有色金屬。3、埋弧焊埋弧焊：電弧在焊劑下燃燒進行焊接電弧在焊劑下燃燒進行焊接優(yōu)點：生產率高（510倍于手弧焊）、質量好適用：板材3mm以上的長直焊縫，或直徑較大（250）的環(huán)焊縫。4、氣體保護焊氣體保護焊：用外加氣體保護電弧和焊縫區(qū)的用外加氣體保護電弧和焊縫區(qū)的電弧焊。電弧焊。1)氬弧焊氬弧焊：以氬氣作氣體保護的氣體保護焊。：以氬氣作氣體保護的氣體保護焊。鎢極氬弧焊：鎢絲為電極，適合鎢極氬弧焊：鎢絲為電極，適合4的板的板熔化極氬弧焊：連續(xù)焊絲為電極熔化極氬弧焊：連續(xù)焊絲為電極,適合適合325的板的板特點：特點：

39、質量好，變形小，全方位焊接質量好，變形小，全方位焊接適用：適用：Al、Mg、Ti及其合金、低合金鋼及其合金、低合金鋼,不銹鋼。不銹鋼。2)二氧化碳氣體保護焊二氧化碳氣體保護焊：以以CO2作氣體保護的氣體作氣體保護的氣體保護焊。保護焊。優(yōu)點：優(yōu)點：生產率高（生產率高（13倍手弧焊）質量好，變形小，成本倍手弧焊）質量好，變形小，成本低低,缺點：飛濺大，外表不美觀，易產生氣孔缺點：飛濺大，外表不美觀，易產生氣孔適用適用：常用于碳鋼、：常用于碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和低合金鋼、不銹鋼和耐熱鋼的薄板焊接，耐熱鋼的薄板焊接，也適用于修理機件，也適用于修理機件，如磨損零件的堆焊等，如磨損零件的堆焊等，不適合于

40、有色金屬焊不適合于有色金屬焊接。接。 5、電阻焊、電阻焊（接觸焊）：壓力（接觸焊）：壓力+電阻熱電阻熱1)點焊：強度高、表面光，點焊：強度高、表面光，適合于薄板焊接適合于薄板焊接低碳鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金等均可。2 2) )縫焊縫焊：適合：適合有氣密要求有氣密要求3mm以下的容器和管道以下的容器和管道焊接材料焊接材料：低碳鋼、合金鋼、鋁及其合金等。3 3) )對焊對焊：可分為電阻對焊和閃光對焊：可分為電阻對焊和閃光對焊（1 1）電阻對焊）電阻對焊：壓至緊密接觸，電加熱至塑性狀態(tài)，增壓，斷電，形成塑性變形接頭。適用適用：直徑小于20、強度要求不高的桿件。（2 2）閃光對焊：）閃光對焊

41、：焊件裝配成對接接頭，通電并逐步靠近至接觸，強電流通過觸點，全部熔化后加壓并斷電，形成較大塑性變形接頭。接頭強度較高，但金屬損耗大，接頭處有毛刺需要清理 。適用：適用：刀具、鋼棒、鋼管等的對接，不但可焊同種金屬，也可焊異種金屬，如鋁-銅、鋁-鋼等。采用熔點比母材低的金屬材料作釬料，將焊件或釬料加熱至高于釬料熔點、低于焊件熔點的溫度，利用釬料潤濕母材，填充接頭間間隙并與母材相互擴散而實現(xiàn)連接的焊接方法。硬釬焊：釬料熔點高于450，釬料為銅基釬料，釬劑為硼砂，主要用于受力較大或工作溫度較高的零件，如硬質合金刀具焊接。軟釬焊：釬料熔點低于450，釬料為錫鉛合金，釬劑為松香，主要用于電子元件焊接。6、

42、釬焊、釬焊1.焊接性：金屬材料對焊接加工的適應性。衡量：結合性能、使用性能因素：主要取決于化學成分，與焊接方法和條件有關。2.鋼的焊接性：主要取決于含碳量。碳當量：將合金元素的質量分數(shù)換算成等效的質量分數(shù)，加上鋼中碳的質量分數(shù)。CE=C+Mg/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5 (%)3.3.2 金屬的焊接性金屬的焊接性返回返回CE0.4%（低碳鋼），良好，無需預熱0.40.6% （中碳鋼） ，較差，預熱、緩冷CE 0.6 （高碳鋼） ,差,高溫預熱,嚴格工藝措施3.鑄鐵的焊接性焊接性差，一般只用于焊補。4.常用非鐵合金的焊接性鋁、銅及其合金的焊接性能差。通常采用氬弧焊、氣焊進行

43、焊接。2.3.3 焊件變形和焊件結構工藝性1焊接變形及防止方法焊接變形及防止方法（1）焊接變形產生的原因。焊接構件因焊接而）焊接變形產生的原因。焊接構件因焊接而產生的內應力稱為焊接應力，因焊接而產生的變產生的內應力稱為焊接應力，因焊接而產生的變形稱為焊接變形。產生焊接應力與變形的根本原形稱為焊接變形。產生焊接應力與變形的根本原因是焊接時工件局部的不均勻加熱和冷卻。因是焊接時工件局部的不均勻加熱和冷卻。1焊接變形及防止方法焊接變形及防止方法（2）焊接變形的防止方法。）焊接變形的防止方法。反變形法。根據(jù)某些焊件易變形的規(guī)律，焊前反變形法。根據(jù)某些焊件易變形的規(guī)律，焊前在放置焊件時，使其形態(tài)與焊接時發(fā)生的變形方在放置焊件時，使其形態(tài)與焊接時發(fā)生的變形方向相反，以抵消焊接后產生的變形。向相反，以抵消焊接后產生的變形。1焊接變形及防止方法焊接變形及防止方法（2）焊接變形的防止方法。）焊接變形的防止方法。焊前固定法。焊接前，用夾具或重物壓在焊焊前固定法。焊接前，用夾具或重物壓在焊件上，以抵抗焊接應力，防止焊件變形。也可件上，以抵抗焊接應力，防止焊件變形。也可預先將焊件點焊固定在平臺上，然后再焊接。預先將焊件點焊固定在平臺上，然后再焊接。為了防止將固定裝置去除后再發(fā)生變形，可用為了防止將固定裝置去除后再發(fā)生變形，可用焊接時錘敲擊焊縫或焊后退火等方法消除焊接焊接時錘敲擊焊縫或焊后退火等方法消除焊