4.4金屬材料的成型工藝解析課件

1、第三章金屬材料第一節(jié) 金屬材料的制備與合成第二節(jié) 金屬的晶體結(jié)構(gòu)及晶體缺陷第三節(jié) 純金屬的結(jié)晶和鑄錠第四節(jié) 金屬材料的成型工藝1第1頁(yè)，共110頁(yè)。4.4 金屬材料的成型工藝鑄造、壓力加工、焊接、機(jī)加工、粉末冶金第2頁(yè)，共110頁(yè)。鑄造鑄造是生產(chǎn)金屬零件毛坯的主要工藝方法之一特點(diǎn)可一次成型內(nèi)腔、外形復(fù)雜的毛坯成本低工藝靈活適合于批量生產(chǎn)公差較大易產(chǎn)生內(nèi)部缺陷3第3頁(yè)，共110頁(yè)。鑄造的工藝基礎(chǔ) 鑄造的基本過(guò)程：液 態(tài)金 屬充 型鑄 件凝 固收 縮定義：鑄造是指將熔融態(tài)的金屬（或合金）澆注于特定型腔的鑄型中凝固成形的金屬材料成形方法。4第4頁(yè)，共110頁(yè)。 實(shí)質(zhì)：液態(tài)金屬（或合金）充填鑄型型腔并

2、在其中凝固和冷卻。砂型鑄造5第5頁(yè)，共110頁(yè)。鑄造主要影響因素 鑄造的主要影響因素主要體現(xiàn)在二個(gè)方面： 階 段主要影響因素 鑄 造充 型 金屬的流動(dòng)性 澆注溫度 充型壓力 凝 固 收 縮 凝固方式 冷卻速度6第6頁(yè)，共110頁(yè)。 金屬的流動(dòng)性：改善金屬的流動(dòng)性加快凝固中液體的補(bǔ)縮排除內(nèi)部夾雜物和氣體形成薄壁復(fù)雜的鑄件有利于金屬流動(dòng)性測(cè)試實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)如右圖所示：7第7頁(yè)，共110頁(yè)。鑄造的分類 手工造型 機(jī)器造型 金屬型鑄造熔模鑄造壓力鑄造低壓鑄造陶瓷型鑄造離心鑄造鑄造砂型鑄造特種鑄造第8頁(yè)，共110頁(yè)。機(jī)器造型機(jī)器造型的實(shí)質(zhì)機(jī)器造型的特點(diǎn)將填砂、緊實(shí)、和起模等 主要工序?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)效率高，勞

3、動(dòng)強(qiáng)度低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定9第9頁(yè)，共110頁(yè)。造型生產(chǎn)線示意圖10第10頁(yè)，共110頁(yè)。機(jī)器造型方法1、振壓造型工作原理 機(jī)器造型方法：振壓造型、高壓造型、拋砂造型。 a) 填砂 b) 振實(shí) c) 壓實(shí) d) 起模11第11頁(yè)，共110頁(yè)。2、多觸頭高壓造型3、拋砂機(jī)12第12頁(yè)，共110頁(yè)。 砂型鑄造的特點(diǎn)：1、不受鑄件材質(zhì)、尺寸、質(zhì)量和生產(chǎn)批量的限制；2、屬于一次性鑄造成形，造型工作量大；3、鑄件精度和表面質(zhì)量差；4、砂型鑄造缺陷多，廢品率高，機(jī)械性能較差；5、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少，價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。13第13頁(yè)，共110頁(yè)。特種鑄造特種鑄造金屬型鑄造離心鑄造壓力鑄造熔模鑄造低壓鑄造擠壓鑄造陶

4、瓷型鑄造14第14頁(yè)，共110頁(yè)。一、熔模鑄造 熔模鑄造是在易熔模樣表面包覆若干層耐火材料，待其硬化后，將模樣熔去制成中空型殼，經(jīng)澆注而獲得鑄件的成形方法。熔模鑄造工藝過(guò)程： 制造熔模、制模組、上涂料（及撒砂）、脫模、焙燒、澆注、落砂、切澆口。15第15頁(yè)，共110頁(yè)。熔模鑄造的特點(diǎn)：鑄件的精度和表面質(zhì)量較高（IT1113,Ra1.612.5）合金種類不受限制，鋼鐵及有色金屬均可適用可鑄出形狀復(fù)雜的鑄件生產(chǎn)批量不受限制工藝過(guò)程較復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高鑄件尺寸不能太大 熔模鑄造是一種少、無(wú)切削的先進(jìn)精密成形工藝，最適合25kg以下的高熔點(diǎn)、難加工合金鑄件的批量生產(chǎn)。如汽輪機(jī)葉片、泵輪、復(fù)雜刀具

5、、汽車上小型精密鑄件。16第16頁(yè)，共110頁(yè)。二、金屬型鑄造 金屬型的結(jié)構(gòu)可分為：水平分型式、垂直分型式及復(fù)合分型式等。金屬型一般用鑄鐵、鑄鋼；鑄件的內(nèi)腔可用金屬型芯或砂芯來(lái)形成。 金屬型鑄造是在重力作用下將液態(tài)金屬澆入金屬鑄型的成形方法。水平分型式垂直分型式17第17頁(yè)，共110頁(yè)。鑄造鋁活塞的金屬型及金屬型芯鉸鏈開合式金屬型 組合式金屬型芯18第18頁(yè)，共110頁(yè)。金屬型優(yōu)點(diǎn)：一型多鑄，生產(chǎn)效率高鑄件尺寸精度高，表面質(zhì)量好 (IT1214, Ra6.312.5)鑄件冷卻快，組織致密，機(jī)械性能好金屬型缺點(diǎn)： 金屬型成本高 沒(méi)有退讓性，不宜生 產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件 鑄件冷卻快，組織致密，機(jī)械性能

6、好 金屬型鑄造主要用于銅、鋁、鎂等有色金屬鑄件的大批量生產(chǎn)。如內(nèi)燃機(jī)活塞、汽缸蓋、油泵殼體、軸瓦、軸套等。19第19頁(yè)，共110頁(yè)。三、壓力鑄造 壓力鑄造是將液態(tài)金屬在高壓作用下快速壓入金屬鑄型中，并在壓力下結(jié)晶，以獲得鑄件的方法。通常有冷壓鑄和熱壓鑄兩種方式。壓鑄工藝過(guò)程：a) 注入金屬 b) 壓鑄 c) 抽芯 d)頂出鑄件20第20頁(yè)，共110頁(yè)。臥式壓鑄機(jī)21第21頁(yè)，共110頁(yè)。熱壓鑄原理22第22頁(yè)，共110頁(yè)。熱壓鑄機(jī)23第23頁(yè)，共110頁(yè)。壓力鑄造的特點(diǎn)：鑄件的尺寸精度高（IT812,Ra3.20.4）鑄件的強(qiáng)度和表面硬度都較高生產(chǎn)效率高（一般為50150次/小時(shí)）鑄件表皮下有

7、氣孔，不能多余量加工和熱處理設(shè)備投資大，壓鑄型制造成本高，適宜大量生產(chǎn) 壓力鑄造主要用于鋁合金、鋅合金和銅合金鑄件。壓鑄件廣泛應(yīng)用與汽車、儀器儀表、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療器械等制造業(yè)，如發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體、汽缸蓋、儀表和照相機(jī)的殼體與支架、管接頭、齒輪等。24第24頁(yè)，共110頁(yè)。四、離心鑄造 離心鑄造是將金屬液澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使其在離心力作用下成形并凝固的鑄造方法。 a) 垂直軸線 b)水平軸線25第25頁(yè)，共110頁(yè)。離心鑄造的特點(diǎn)：鑄件組織致密，機(jī)械性能好不用型芯和澆注系統(tǒng)，簡(jiǎn)化生產(chǎn)，節(jié)約金屬金屬液的充型能力強(qiáng)，便于流動(dòng)性差的合金及薄壁鑄件便于制造雙金屬結(jié)構(gòu)鑄件易產(chǎn)生偏析，內(nèi)孔不準(zhǔn)確且內(nèi)表面粗糙 離心

8、鑄造是鑄鐵管、氣缸套、銅套、雙金屬軸承的主要生產(chǎn)方法，鑄件最大可達(dá)十多噸。此外，在耐熱鋼輥道、特殊鋼的無(wú)縫管坯、造紙機(jī)干燥滾筒等生產(chǎn)中得到應(yīng)用。26第26頁(yè)，共110頁(yè)。幾種造型方法的比較27第27頁(yè)，共110頁(yè)。4.4 金屬材料的成型工藝鑄造、 、焊接、機(jī)加工、粉末冶金壓力加工第28頁(yè)，共110頁(yè)。壓力加工軋制拉拔擠壓鍛造沖壓原材料的加工型材、板材、管材零件成品或毛坯的加工29第29頁(yè)，共110頁(yè)。自由鍛模鍛板料沖壓擠壓拉拔軋制30第30頁(yè)，共110頁(yè)。金屬的壓力加工壓力加工（鍛壓）借助外力的作用，使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的鍛壓件。金屬坯料鍛壓件塑性變形31第

9、31頁(yè)，共110頁(yè)。一、金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)金屬晶體單晶體（理想金屬）多晶體（實(shí)際金屬）問(wèn)題：金屬材料為什么能產(chǎn)生塑性變形？ 塑性變形的實(shí)質(zhì)？ 32第32頁(yè)，共110頁(yè)。1、單晶體的塑性變形 位錯(cuò)切應(yīng)力滑移面主要方式滑移變形33第33頁(yè)，共110頁(yè)。2、多晶體的塑性變形 晶內(nèi)變形 晶粒內(nèi)部的滑移變形晶間變形 晶粒間的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)晶粒位向與受力變形關(guān)系34第34頁(yè)，共110頁(yè)。二、塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響1、冷變形強(qiáng)化（加工硬化） 金屬材料在冷塑性變形時(shí)，其強(qiáng)度、硬度升高，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象冷變形強(qiáng)化加工硬化的應(yīng)用原因？提高強(qiáng)度使變形均勻 提高安全性產(chǎn)生原因：滑移面上產(chǎn)生了微小碎晶，晶格畸

10、變。（內(nèi)應(yīng)力）35第35頁(yè)，共110頁(yè)。2、回復(fù)和再結(jié)晶保持加工硬化，消除內(nèi)應(yīng)力。如冷卷彈簧進(jìn)行去應(yīng)力退火。 消除加工硬化，提高塑性。 再結(jié)晶速度取決于加熱溫度和變形程度。 再結(jié)晶也是一個(gè)形核、晶核長(zhǎng)大的過(guò)程。36第36頁(yè)，共110頁(yè)。3、冷變形和熱變形冷變形 再結(jié)晶溫度以下的塑性變形。熱變形 再結(jié)晶溫度以上的塑性變形冷變形加工硬化沖壓、冷彎、冷擠、冷軋塑性材料熱變形加工硬化+再結(jié)晶鍛造、熱擠、軋制變形量大，易氧化37第37頁(yè)，共110頁(yè)。三、壓力加工方法自由鍛模鍛板料沖壓擠壓拉拔軋制38第38頁(yè)，共110頁(yè)。1、 軋 制 軋制最早在16世紀(jì)后期發(fā)展起來(lái)，目前約有90的金屬材料涉及軋制工藝。

11、軋制的基本操作是平板軋制，即簡(jiǎn)單軋制，軋出來(lái)的是平板和薄板。平 板軋 制薄 板平 板大鍋爐支撐反 應(yīng) 容 器坦 克 裝 甲波音747蒙皮飲 料 罐香 煙 鋁 箔300 mm150 mm100125 mm1.8 mm0.1 mm0.008 mm 6 mm 6 mm39第39頁(yè)，共110頁(yè)。 軋件的組織變化：40第40頁(yè)，共110頁(yè)。 熱軋和冷軋（按軋制溫度分類） 熱軋是將材料加熱到再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行軋制，熱軋變形抗力小，塑性較差或變形量大，生產(chǎn)效率高，適合軋制較大斷面尺寸，塑性較差或變形量較大的材料。 冷軋是在室溫下對(duì)材料進(jìn)行軋制。與熱軋相比，冷軋產(chǎn)品尺寸精度高，表面光潔，機(jī)械強(qiáng)度高。冷軋變形抗

12、力大，適于軋制塑性好，尺寸小的線材、薄板材等。根據(jù)軋輥軸線與坯料軸線方向的不同縱軋 橫軋 斜軋 楔橫軋41第41頁(yè)，共110頁(yè)。固定芯桿移動(dòng)芯桿無(wú)芯桿芯桿凹軋輥幾種常見(jiàn)的管材軋制工藝 縱軋：軋輥軸線與坯料軸線方向垂直。42第42頁(yè)，共110頁(yè)。 橫軋：軋輥軸線與坯料軸線方向平行。43第43頁(yè)，共110頁(yè)。 斜軋：軋輥軸線與坯料軸線方向互成一定的角度。 44第44頁(yè)，共110頁(yè)。 在軋制過(guò)程中，金屬棒料在軋輥間螺旋型槽里受到軋制，并被分離成單個(gè)的小球，軋輥每旋轉(zhuǎn)一周即可軋制出一個(gè)鋼球。45第45頁(yè)，共110頁(yè)。軋制時(shí)坯料徑向尺寸減小，長(zhǎng)度增加金屬變形過(guò)程 楔橫軋主要用于加工階梯軸、錐形軸等各種對(duì)

13、稱的零件或毛坯。 楔橫軋：利用兩個(gè)外表鑲有凸塊并作同向旋轉(zhuǎn)的平行軋輥對(duì)沿軋輥軸向送進(jìn)的坯料進(jìn)行軋制的方法。 46第46頁(yè)，共110頁(yè)。2、擠 壓 擠壓是將金屬坯料放入擠壓模具中，在壓力作用下使坯料從?？字袛D出而變形的加工工藝。 多數(shù)實(shí)心或空心截面都可以通過(guò)擠壓成形獲得。由于擠出過(guò)程中，模具的幾何形狀不變，因此擠出件具有恒定的截面。 擠出成形可在室溫或高溫下成形，這主要取決于材料的塑性。由于要用到模膛，每個(gè)毛坯要單獨(dú)擠壓，因此擠壓是一種分批的或半連續(xù)的成形工藝。47第47頁(yè)，共110頁(yè)。 擠壓概述：擠 壓 過(guò) 程 示 意 圖48第48頁(yè)，共110頁(yè)。 擠壓主要的影響因素： 在擠壓的主要影響因素中

14、，擠壓模的角度和坯料擠出前后的橫截面積之比A0/Af（稱為擠壓比）屬于幾何變量；此外，坯料的溫度、擠出的速度以及潤(rùn)滑劑的種類對(duì)擠壓工藝來(lái)說(shuō)也相當(dāng)重要。49第49頁(yè)，共110頁(yè)。 擠壓成形的特點(diǎn)：1、擠壓時(shí)金屬坯料在三向受壓狀態(tài)變形，因此可提高金屬坯料的塑性；2、可擠各種形狀復(fù)雜、深孔、薄壁、異性斷面的零件；3、零件精度高、表面粗糙度低；4、擠壓件內(nèi)部的纖維組織提高了力學(xué)性能；5、節(jié)約原材料，生產(chǎn)率較高。擠壓示意圖50第50頁(yè)，共110頁(yè)。 擠壓的主要工藝類型： 根據(jù)金屬的流動(dòng)方向和凸模運(yùn)動(dòng)方向，擠壓分為正擠、反擠、復(fù)合擠壓和徑向擠壓。 根據(jù)坯料的溫度，又可分為熱擠壓、冷擠壓和溫?cái)D壓。 正擠壓：

15、 金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同的擠壓方式。51第51頁(yè)，共110頁(yè)。 反擠壓： 金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相反的擠壓方式。52第52頁(yè)，共110頁(yè)。 復(fù)合擠壓：一部分金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同，另一部分金屬流向相反的擠壓方式。復(fù) 合 擠 壓徑 向 擠 壓 徑向擠壓： 金屬流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向成90角度的擠壓方式。53第53頁(yè)，共110頁(yè)。各種溫度擠壓的特點(diǎn)熱擠壓T再以上表面粗糙冷擠壓T室溫表面質(zhì)量好，加工硬化溫?cái)D壓T室溫 T再表面較好54第54頁(yè)，共110頁(yè)。3、拉 拔 拉拔是在公元10001500年之間發(fā)展起來(lái)的一種成形工藝，在此工藝中，實(shí)心棒材、線材和管材通過(guò)模具而橫截面被減小或變

16、形。常用拉拔零件的橫截面 拉拔是指將金屬坯料拉拔通過(guò)具有一定形狀的?？锥蛊錂M截面積減小、長(zhǎng)度增加的加工方法。55第55頁(yè)，共110頁(yè)。溫拉拔的工藝?yán)蔚姆N類無(wú)模拉拔冷拔拉絲坯料打頭潤(rùn)滑退 火脫脂拉拔酸洗成品冷拉拔溫拉拔56第56頁(yè)，共110頁(yè)。4、 鍛 造 鍛造是一種通過(guò)模具和工具利用壓力使工件成型的工藝方法，它是最古老的金屬加工方法之一，可以追溯到公元前4000年甚至8000年。 鍛造最初是通過(guò)石制工具錘打的方法來(lái)制造珠寶、錢幣和各種器具，再發(fā)展成鐵匠這一古老的職業(yè)。57第57頁(yè)，共110頁(yè)。 流線組織：CastingMachiningForging 鍛件相對(duì)鑄件和機(jī)加工零件，有更高的強(qiáng)度

17、和韌性。58第58頁(yè)，共110頁(yè)。 自由鍛造： 定義：是指借助鍛壓設(shè)備上下砧塊的壓力使坯料成形的壓力加工方法，在鍛造過(guò)程中，金屬沿垂直于作用力的方向上自由變形。 基本工藝過(guò)程：59第59頁(yè)，共110頁(yè)。 特點(diǎn)和應(yīng)用： 1、鍛件的質(zhì)量范圍寬，操作工具簡(jiǎn)單； 2、生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，金屬損耗大； 3、鍛件尺寸精度低，形狀不太復(fù)雜； 4、適于單件小批量生產(chǎn)和鍛造大型零件毛坯。60第60頁(yè)，共110頁(yè)。 基本工藝過(guò)程： 模型鍛造： 定義：把金屬坯料放在鍛模的模膛內(nèi)，在模鍛錘或壓力機(jī)上利用沖擊力或壓力使坯料在模膛內(nèi)產(chǎn)生變形，從而獲得形狀與模膛內(nèi)輪廓相一致的鍛件的加工方法。61第61頁(yè)，共110頁(yè)。特

18、點(diǎn)和應(yīng)用：金屬變形受模具限制，生產(chǎn)率較高鍛件尺寸精確，加工余量少可成型形狀復(fù)雜的零件操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化適合于大批量，中、小型鍛件62第62頁(yè)，共110頁(yè)。5、板材沖壓 板材沖壓時(shí)利用沖模使薄板產(chǎn)生分離或變形的加工方法。通常用于加工表面積與厚度之比很大的工件，與體積成形工藝（如鍛造）不同，板料成形時(shí)材料的厚度通常不會(huì)減少，目的是避免縮頸和撕裂。 與鑄造、鍛造出來(lái)的零件相比，薄板沖壓的零件有著重量輕、形狀多變的優(yōu)點(diǎn)。由于低碳鋼價(jià)格低，具有足夠的強(qiáng)度及良好的成形性能，所以它是最常用的金屬薄板料。而航空宇航業(yè)則常選用鋁和鈦薄板料。63第63頁(yè)，共110頁(yè)。 根據(jù)板料在加工過(guò)程中其整體性是否破壞，

19、板料沖壓可以分為分離工序和變形工序兩大類。 沖壓的主要工藝類型 分離工序：1、剪 切剪切剪刀沖 模2、落 料落 料64第64頁(yè)，共110頁(yè)。3、沖 孔沖 孔65第65頁(yè)，共110頁(yè)。 變形工序：1、彎 曲 使用模具或其它工具，將坯料的一部分相對(duì)于另一部分彎曲成一定的角度或弧度的沖壓過(guò)程。 裂紋出現(xiàn)時(shí)所對(duì)應(yīng)的臨界彎曲半徑稱為薄板的最小彎曲半徑。 彈性后效（回彈）是指彎曲后的零件在去除外力后，其彎曲角度出現(xiàn)增大或減小的現(xiàn)象。66第66頁(yè)，共110頁(yè)。彎曲的主要工藝類型：自由彎曲模 彎雙模卷繞單模卷繞67第67頁(yè)，共110頁(yè)。2、拉 深 拉深是在壓力機(jī)上，利用模具使金屬板料產(chǎn)生塑性變形，使之成為開口

20、空心零件的一種沖壓工藝，也稱拉延。應(yīng)用于圓筒形、盒形、錐形、球形等開口空心零件的制造68第68頁(yè)，共110頁(yè)。3、脹 形 脹形是利用局部變形使坯料或半成品改變形狀的工序。模 壓 成 形69第69頁(yè)，共110頁(yè)。4、翻 邊翻邊是使平板坯料上的孔或外圓獲得內(nèi)外凸緣的工序。70第70頁(yè)，共110頁(yè)。4.4 金屬材料的成型工藝鑄造、壓力加工、焊接、機(jī)加工、粉末冶金第71頁(yè)，共110頁(yè)。焊接定義：是通過(guò)加熱或加壓，或者兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊接件達(dá)到原子結(jié)合的一種方法。焊接方法：熔化焊、壓力焊、釬焊等。焊接方法的應(yīng)用： （1）制造金屬結(jié)構(gòu)件； （2）制造機(jī)器零件和工具； （3）修復(fù)。72第7

21、2頁(yè)，共110頁(yè)。焊接的主要特點(diǎn)是：（1）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量；（2）簡(jiǎn)化復(fù)雜零件和大型零件的制造；（3）適應(yīng)性好,可實(shí)現(xiàn)特殊結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)；（4）滿足特殊連接要求；可實(shí)現(xiàn)不同材料間的連接成型；（5）降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。73第73頁(yè)，共110頁(yè)。焊接方法壓力焊摩擦焊超聲波焊爆炸焊擴(kuò)散焊高頻焊釬焊軟釬焊硬釬焊熔焊電弧焊電渣焊等離子弧焊電子束焊氣焊焊條電弧焊埋弧焊氣體保護(hù)焊電阻焊激光焊74第74頁(yè)，共110頁(yè)。 熔化焊是焊接最基本的焊接方法。根據(jù)焊接能源種類、能源傳遞介質(zhì)和方式的不同，熔化焊可分為電弧焊、氣焊、電渣焊、電子束焊、激光焊和等離子焊等。熔 化 焊 熔化焊的基本原理 熔化焊的基本原理是

22、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。75第75頁(yè)，共110頁(yè)。 熔焊焊縫的形成 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)，從而形成連續(xù)的致密層狀組織焊縫。 焊縫形成過(guò)程示意圖76第76頁(yè)，共110頁(yè)。熔焊電弧焊電渣焊等離子弧焊電子束焊氣焊焊條電弧焊埋弧焊氣體保護(hù)焊激光焊熔化焊的分類77第77頁(yè)，共110頁(yè)。氣焊利用可燃?xì)怏w燃燒的火焰作為熱源的焊接方法。特

23、點(diǎn)適用于多種金屬材料的焊接設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉焊炬操作靈便適合各種地點(diǎn)和位置焊接 構(gòu)件變形大，生產(chǎn)率低78第78頁(yè)，共110頁(yè)。 焊條電弧焊是利用焊條與工件之間產(chǎn)生的電弧熱將工件和焊條熔化的一種焊接方法。焊條電弧焊 焊接電弧 焊接電弧是在電極和工件間的氣體介質(zhì)強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。 焊條焊接鋼材時(shí)的焊接電弧79第79頁(yè)，共110頁(yè)。 焊條電弧焊的焊接過(guò)程 焊條電弧焊焊接 過(guò)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80第80頁(yè)，共110頁(yè)。 電焊條焊條組成：電焊條由焊芯和藥皮組成。焊芯的作用：導(dǎo)電與充填焊縫。藥皮的作用：提高電弧燃燒的穩(wěn)定性，防止空氣對(duì)熔化

24、金屬的有害作用，保證焊縫金屬的脫氧和加入合金元素。焊條電弧焊的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：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。缺點(diǎn)：焊縫短而不連續(xù)，焊縫寬度不均，焊縫質(zhì)量不穩(wěn)定。 81第81頁(yè)，共110頁(yè)。渣保護(hù) 為了使熔池與空氣隔離，可在熔池上覆蓋一層熔渣。一方面防止金屬氧化和吸氣另一方面向熔池過(guò)渡合金元素，提高焊縫性能 同時(shí)，還可以減少散熱，提高生產(chǎn)率，防止強(qiáng)光輻射 82第82頁(yè)，共110頁(yè)。 埋弧自動(dòng)焊是利用專門的機(jī)械設(shè)備自動(dòng)完成手工電弧焊中的引燃電弧、送進(jìn)焊條以及移動(dòng)電弧等焊接動(dòng)作，并使電弧在較厚焊劑下燃燒的熔化焊。 埋弧自動(dòng)焊 焊接過(guò)程 如圖所示，埋弧焊

25、的焊接過(guò)程可概括為：自動(dòng)送絲；引弧；焊劑自動(dòng)下料；焊機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)；電弧在焊劑下燃燒。83第83頁(yè)，共110頁(yè)。 埋弧自動(dòng)焊接過(guò)程（焊縫剖面圖）84第84頁(yè)，共110頁(yè)。 焊絲與焊劑焊接材料焊 劑焊 絲熔 煉焊 劑陶 瓷焊 劑相當(dāng)于焊 芯相當(dāng)于藥 皮85第85頁(yè)，共110頁(yè)。 1、焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定； 2、熔深大，節(jié)省焊接材料； 3、無(wú)弧光，無(wú)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)焊的特點(diǎn)86第86頁(yè)，共110頁(yè)。氣保護(hù)用于保護(hù)熔池和溶滴的氣體應(yīng)是惰性氣體，并在高溫下不分解，或是低氧化性的不溶于金

26、屬液體的雙原子氣體(如Ar或CO2)。噴嘴結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能使氣體以層流流出。87第87頁(yè)，共110頁(yè)。 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)活潑的金屬焊縫的焊接作業(yè)。 氣體保護(hù)焊 氬弧焊 氬弧焊示意圖88第88頁(yè)，共110頁(yè)。 CO2氣體保護(hù)焊 CO2氣體保護(hù)焊示意圖89第89頁(yè)，共110頁(yè)。電渣焊 利用電流通過(guò)熔渣時(shí)產(chǎn)生的電阻熱加熱和熔化焊絲和母材來(lái)進(jìn)行焊接的一種熔化焊方法。種類絲極、板極、熔嘴、熔管電渣焊90第90頁(yè)，共110頁(yè)。電渣焊的特點(diǎn)電渣焊可一次焊接很厚的工件，故焊接生產(chǎn)率高。電渣焊的加熱和冷卻速度低，高溫停留時(shí)間長(zhǎng)，晶粒粗大，力學(xué)

27、性能不佳。電渣焊不開坡口，焊接過(guò)程中焊劑、焊絲和電能的消耗量均比埋弧焊低，而且工件厚度越大效果越明顯。電渣焊時(shí)金屬熔池的凝固速率低，熔池中的氣體和雜質(zhì)較易浮出，故電渣焊焊縫產(chǎn)生氣孔，夾渣的傾向性較低。91第91頁(yè)，共110頁(yè)。等離子弧焊 利用機(jī)械壓縮效應(yīng)（電弧通過(guò)噴嘴細(xì)小孔道時(shí)的被迫收縮）、熱壓縮效應(yīng)（在冷氣流的強(qiáng)迫冷卻下，帶電粒子流離子和電子往弧柱中心集中）和電磁收縮效應(yīng)（弧柱帶電粒子的電流線為平行電流線，相互磁場(chǎng)作用使電流線產(chǎn)生相互吸引而收縮）將電弧壓縮為細(xì)小的等離子體。92第92頁(yè)，共110頁(yè)。93第93頁(yè)，共110頁(yè)。等離子弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用等離子弧能量密度大，弧柱溫度高，穿透能力強(qiáng)。1

28、0 12mm厚鋼材可不開坡口，一次焊透雙面成型，焊接速度快，生產(chǎn)率高，應(yīng)力變形小?？珊附雍鼙〉牟摹ＴO(shè)備比較復(fù)雜，氣體耗量大，只宜于室內(nèi)焊接。銅合金、合金鋼、鎢、鉬、鈷、鈦等金屬的焊接。如鈦合金導(dǎo)彈殼體、波紋管及膜盒、微型繼電器、電容器的外殼封焊以及飛機(jī)上一些薄壁容器94第94頁(yè)，共110頁(yè)。電子束焊 電子束焊是利用高速運(yùn)動(dòng)的電子撞擊工件時(shí)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能將焊縫熔化進(jìn)行的熔化焊方法。95第95頁(yè)，共110頁(yè)。電子束焊的特點(diǎn)及應(yīng)用保護(hù)效果好，焊縫質(zhì)量高，適用范圍廣。能量密度大，穿透能力強(qiáng)，可焊接厚大截面工件和難熔金屬。加熱小，焊接變形小。電子束焊成本高，主要用于微電子器件焊裝、導(dǎo)彈外殼的焊接、

29、核電站鍋爐汽包和精度要求高的齒輪等的焊接。96第96頁(yè)，共110頁(yè)。激光焊基本原理：利用激光器受激產(chǎn)生激光束，通過(guò)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。97第97頁(yè)，共110頁(yè)。激光焊的特點(diǎn)高能高速焊，無(wú)焊接變形。靈活性大。生產(chǎn)率高，材料不易氧化。設(shè)備復(fù)雜，目前主要用于薄板和微型件的焊接。98第98頁(yè)，共110頁(yè)。 壓力焊（俗稱固態(tài)焊）是在壓力（或同時(shí)加熱）作用下，在被焊的分離金屬結(jié)合面產(chǎn)生塑性變形而使金屬連接成為整體的焊接工藝。壓 力 焊壓力焊摩擦焊超聲波焊爆炸焊擴(kuò)散焊高頻焊電阻焊 電阻焊 電阻焊是利用電流通過(guò)被焊工件以及接觸部分產(chǎn)生電阻熱，使接觸部位達(dá)到塑性或局部熔化狀態(tài)，加壓焊合而使工件焊接在一起的焊接方法。 99第99頁(yè)，共110頁(yè)。 電阻焊分類電阻焊對(duì) 焊滾 焊點(diǎn) 焊根據(jù)焊接接頭形式的差異 點(diǎn)焊和滾焊加 壓斷電保壓通 電去 壓工藝步驟：100第100頁(yè)，共110頁(yè)。 點(diǎn)焊形成過(guò)程示意圖 滾焊形成過(guò)程示意圖101第101頁(yè)，共110頁(yè)。 對(duì)