焊接成型技術(shù)

焊接成型技術(shù)焊接成型技術(shù)焊接的應(yīng)用焊接的理論基礎(chǔ)焊接的力學(xué)基礎(chǔ)焊接的發(fā)展史

中國商朝制造的鐵刃銅鉞（yue），就是鐵與銅的鑄焊件，其表面銅與鐵的熔合線蜿蜒曲折，接合良好。

春秋戰(zhàn)國時期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤龍，是分段釬焊連接而成的。經(jīng)分析，所用的與現(xiàn)代軟釬料成分相近。

戰(zhàn)國時期制造的刀劍，刀刃為鋼，刀背為熟鐵，一般是經(jīng)過加熱鍛焊而成的。據(jù)明朝宋應(yīng)星所著《天工開物》一書記載：中國古代將鋼和鐵一起入爐加熱，經(jīng)鍛打制造刀、斧；用黃泥或篩細(xì)的陳久壁土撒在接口上，分段鍛焊大型船錨。

焊接發(fā)展史商代中期鐵刃銅鉞曾侯乙建鼓銅座

大型船錨埃及出現(xiàn)了鍛焊技術(shù)。

中國的殷朝采用鑄焊制造兵器。

公元前3000多年公元前2000多年公元前2000多年中國已經(jīng)掌握了青銅的釬焊及鐵器的鍛焊工藝。中國成立了哈爾濱焊接研究所1956年三峽水輪機(jī)的焊接完成，是已建造和目前正在建造的世界上最大的水輪機(jī)。2002年1801年：英國H.Davy發(fā)現(xiàn)電弧。1836年：EdmundDavy發(fā)現(xiàn)乙炔氣。1856年：英格蘭物理學(xué)家JamesJoule發(fā)現(xiàn)了電阻焊原理。1959年：Deville和Debray發(fā)明氫氧氣焊。1881年：法國人DeMeritens發(fā)明了最早期的碳弧焊機(jī)。1881年：美國的R.H.Thurston博士用了六年的時間，完成了全系列銅-鋅合金釬料在強(qiáng)度與延伸性方面的全部實驗。1882年：英格蘭人RobertA.Hadfield發(fā)明并以他的名字命名的奧氏體錳鋼獲得了專利權(quán)。1885年：美國人ElihuThompson獲得電阻焊機(jī)的專利權(quán)。1885年：俄羅斯人BenardosOlszewski發(fā)展了碳弧焊接技術(shù)。1888年：俄羅斯人H.г.Cлавянов發(fā)明金屬極電弧焊。1889—1890年：美國人C.L.Coffin首次使用光焊絲作電極進(jìn)行了電弧焊接。1890年:美國人C.L.Coffin提出了在氧化介質(zhì)中進(jìn)行焊接的概念。1889—1890年：美國人C.L.Coffin首次使用光焊絲作電極進(jìn)行了電弧焊接。1890年：美國人C.L.Coffin提出了在氧化介質(zhì)中進(jìn)行焊接的概念。1890年：英國人Brown第一次使用氧加燃?xì)馇懈钸M(jìn)行了搶劫銀行的嘗試。1895年：巴伐利亞人KonradRoentgen觀察到了一束電子流通過真空管時產(chǎn)生X射線的現(xiàn)象。1895年：法國人LeChatelier獲得了發(fā)明氧乙炔火焰的證書。1898年：德國人Goldschmidt發(fā)明鋁熱焊。1898年：德國人克萊菌.施密特發(fā)明銅電極弧焊。1900年：英國人Strohmyer發(fā)明了薄皮涂料焊條。1900年：法國人Fouch和Picard制造出第一個氧乙炔割炬。

1990年左右：逆變技術(shù)得到了長足的發(fā)展，其結(jié)果使得焊接設(shè)備的重量和尺寸大大的下降。1991年：英國焊接研究所發(fā)明了攪拌摩擦焊，成功的焊接了鋁合金平板。1993年：使用機(jī)器人控制CO2激光器成功的焊接了美國陸軍Abrams型主戰(zhàn)坦克。1996年：以烏克蘭巴頓焊接研所B.K.Lebegev院士為首的三十多人的研制小組，研究開發(fā)了人體組織的焊接技術(shù)。

2001年：人體組織焊接成功應(yīng)用于臨床。2002年：三峽水輪機(jī)的焊接完成，是已建造和目前正在建造的世界上最大的水輪機(jī)。

世界的焊接史就是一面鏡子，隨時警惕我們：封閉就會落后，落后就被挨打。中國的焊接企業(yè)該怎么想打造出質(zhì)量過硬點焊機(jī)、機(jī)器人等焊接設(shè)備，只有這樣才能得到其他國家的尊重，而不是戴著個“復(fù)制之王”的稱號，要在復(fù)制中創(chuàng)新焊接的理論基礎(chǔ)

熔焊的過程

焊接電弧的形成

電弧的組成電弧熱過程的特點及其影響

所有的熔焊都是經(jīng)過熱源（電弧、氣體火焰、電子束、激光等）的加熱，使被焊工件局部母材及填充金屬熔化，并形成熔池，隨后又冷卻結(jié)晶，形成焊縫的過程。

加熱—熔化—冶金反應(yīng)—結(jié)晶—固態(tài)相變—形成接頭1.熔焊的過程2.焊接電弧的形成

焊接電弧是由焊接電源供給的，是具有一定電壓的兩電極間或電極與焊件間，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。3.電弧的組成電弧的組成：由陽極區(qū)、陰極區(qū)和弧柱組成。電弧的構(gòu)造1—電源(直流)；2—焊條；3—陰極區(qū)；4—弧柱；5—陽極區(qū)；6—焊件正接法：焊件接電源正極，焊條接負(fù)極，這種接法稱為正接法；反接法：當(dāng)焊條接正極、焊件接負(fù)極。交流電弧焊：由于極性是交替變化的，兩個極區(qū)的溫度和熱量分布基本相等。1）焊接熱過程的特點

①焊接時的加熱不是焊件的整體受熱，而是在熱源直接作用的局部區(qū)域，因此對于整體焊件來說，加熱極不均勻。②焊接熱過程是一個瞬時進(jìn)行的過程，由于在高度集中的熱源的作用下，加熱速度極快。③焊接熱過程中的熱源是相對運(yùn)動著的，由于焊接時焊件受熱的區(qū)域不斷變化，使得這種傳熱過程是不穩(wěn)定的。2）焊接熱過程對焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率的影響①焊接由于受到不均勻的局部加熱熔化，熔池金屬會與氣體發(fā)生反應(yīng)，從而改變金屬的化學(xué)成分，而在冷卻凝固時，得到不同的組織，這會使焊縫金屬有可能生產(chǎn)缺陷或使焊縫金屬的性能發(fā)生很大變化。②焊接熱過程使焊接熱影響區(qū)的組織和性能發(fā)生變化。③焊接熱過程的不均勻加熱，使焊件各區(qū)域的膨脹和收縮不一致，導(dǎo)致焊件結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形。④焊接時不同的加熱方式影響焊接的生產(chǎn)效率。

4.電弧熱過程的特點及其影響焊接力學(xué)基礎(chǔ)焊接應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因焊接變形的基本形式減小和控制應(yīng)力與變形的措施1.焊接應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因

在焊接成形加工過程及焊接過程結(jié)束后，焊件內(nèi)部均存在不同程度的內(nèi)應(yīng)力，稱為焊接應(yīng)力。由于焊接而引起焊接尺寸和形狀的變化稱為焊接變形。

焊件在焊接過程中受到局部加熱和冷卻是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的主要原因。平板焊接時，要產(chǎn)生熱脹冷縮。加熱時，如自由膨脹則如圖中虛線所示，但由于受到阻礙，產(chǎn)生同樣伸長，故高溫處產(chǎn)生壓應(yīng)力，低溫處產(chǎn)生拉應(yīng)力，兩者平衡。冷卻后，由于冷卻速度不同，高溫處冷卻慢，收縮大。同樣最后在高溫處產(chǎn)生拉應(yīng)力，低溫處產(chǎn)生壓應(yīng)力。

平板對焊的應(yīng)力與分布(a)焊接過程中；(b)冷卻后2.焊接變形的基本形式(a)收縮變形（橫向）(b)收縮變形（縱向）(c)(d)彎曲變形(e)扭曲變形(f)波浪變形

角變形3.減小和控制應(yīng)力與變形的措施1）

設(shè)計措施①合理選擇焊縫的尺寸和形式焊縫尺寸直接關(guān)系到焊接工作量和焊接變形的大小。焊縫尺寸大，不但焊接工作量大，而且焊接變也大。因此，在保證結(jié)構(gòu)的承載能力的下，設(shè)計時應(yīng)該盡量采用較小的焊縫尺寸。②盡可能減少不必要的焊縫焊縫越多，所產(chǎn)生的應(yīng)力集中越大。因而，合理地選擇筋板的形狀，適當(dāng)?shù)匕才沤畎宓奈恢?，可以減少焊縫；也可采用壓型來提高平板的剛性和穩(wěn)定性。

③合理安排焊縫的位置設(shè)計時，安排焊縫盡可能對稱于截面中性軸，或者使焊縫接近于中軸，這樣可以減少焊縫所引起的撓曲。

2）工藝措施①焊前預(yù)熱和焊后緩冷或熱處理對焊件進(jìn)行焊前預(yù)熱和焊后熱處理是減少結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力最有效的措施。

②選擇合理的裝配及施焊順序

同一焊接結(jié)構(gòu)，采取不同的裝焊順序，所引起的焊接變形量往往不同，應(yīng)選擇引起焊接變形最小的裝焊順序。

③選擇合理的焊接順