生產(chǎn)管理知識材料講義授課講義四篇　金屬焊接成形焊接生產(chǎn)

{生產(chǎn)管理知識}材料講義授課講義四篇金屬焊接成形焊接生產(chǎn)教案首頁課程名稱：金屬材料成形基礎(chǔ)任課教師：徐曉峰第四篇金屬連接成形（焊接生產(chǎn)）計劃學(xué)時：8教學(xué)目的和要求：精品文檔放心下載精品文檔放心下載各種常用焊接生產(chǎn)方法、常用焊接材料、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計及先進(jìn)工藝方法。感謝閱讀重點：重點為焊接成形工藝基礎(chǔ)、常用焊接生產(chǎn)方法和焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計；。謝謝閱讀難點：難點為焊接成形工藝基礎(chǔ)、常用焊接生產(chǎn)方法和焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計。謝謝閱讀思考題：1．何謂焊接電弧用交流電焊機與直流電焊機焊接時？其電弧有何不同？謝謝閱讀2．焊接低碳鋼時，其焊接熱影響區(qū)可分為哪幾個?區(qū)域其中哪個區(qū)域的性能最謝謝閱讀好？哪個區(qū)域的性能最差？為什么？3．減小與消除焊接應(yīng)力的措施有哪些？減小與消除焊接變形的措施有哪些？感謝閱讀4．釬焊與熔化焊相比，其焊接過程的實質(zhì)有何不同？5．何謂金屬材料的可焊性？生產(chǎn)中常用什么方法評定鋼材的可焊性？精品文檔放心下載6．當(dāng)焊接材料確定后，應(yīng)如何選擇焊接方法？（根據(jù)材料的可焊性、工件的厚精品文檔放心下載度、生產(chǎn)批量、各種焊接方法的適用范圍和現(xiàn)場條件）第四篇金屬焊接成型概述一、金屬焊接成形精品文檔放心下載而獲得不可拆卸接頭的材料成形方法。二、焊接成形的分類1謝謝閱讀焊、激光焊、等離子弧焊等。2電阻焊、摩擦焊、冷壓焊、超聲波焊、爆炸焊、高頻焊、擴(kuò)散焊等。感謝閱讀3．釬焊：軟釬焊、硬釬焊。三、焊接成形的特點1．接頭牢固、封性好。2．可化大為小、以小拼大。3．可實現(xiàn)異種金屬的連接。4．重量輕、加工裝配簡單。5．焊接應(yīng)力變形大，接頭易產(chǎn)生裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。精品文檔放心下載第一章金屬焊接成形工藝基礎(chǔ)§1手工電弧焊的焊接過程一、手工電弧焊的特點1.設(shè)備簡單、應(yīng)用靈活方便。2.勞動條件差、生產(chǎn)率低、質(zhì)量不穩(wěn)定。二、手工電弧焊焊接過程①引?、谛纬扇鄢丌坌纬珊缚p三、焊接電弧1.焊接電弧的概念在焊條末端和工件兩極之間的氣體介質(zhì)中，產(chǎn)生強烈而持久的放電現(xiàn)象。感謝閱讀陰極發(fā)射電子當(dāng)焊條末端和工件接觸時，接觸電阻R急劇增大，短路電流I也急劇增大。感謝閱讀使電阻熱：Q=I2Rt急劇增大。電場強度：E=V/d急劇增大。感謝閱讀從而使熱的金屬氣體和空氣產(chǎn)生熱電離和碰撞電離。焊接電弧的穩(wěn)定燃燒—感謝閱讀程。2.電弧的構(gòu)造及熱量分布陰極區(qū)：2400k36%陽極區(qū)：2600k42%弧柱區(qū)：中心5000~8000k21%3.電弧的極性直流電源正接極：工件——精品文檔放心下載直流電源反接極：工件——謝謝閱讀§2焊接接頭金屬的組織與性能一、熔焊過程冶金特點1.熔池金屬溫度高于一般冶金溫度。使金屬元素強烈蒸發(fā)、燒損。感謝閱讀2.熔池金屬冷卻快，處于液態(tài)的時間短?；瘜W(xué)成分不均勻；焊縫區(qū)易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。3.空氣對焊縫的影響嚴(yán)重。[O]1）O2：C+[O]CO；Fe+[O]FeO；Mn+[O]MnO；Si+[O]SiO2氧化的結(jié)果：①合金元素被燒損；②焊縫產(chǎn)生夾渣的缺陷；精品文檔放心下載③形成CO氣孔。2）N2：N2[N]Fe+[N]Fe4N；使接頭的塑性、韌性下降。3）H2：H2[H]；氫氣孔氫脆二、熔焊冶金過程中必須采取的工藝措施1.減少有害氣體進(jìn)入熔池；2.滲入合金元素；3.清除已進(jìn)入熔池的有害元素。三、電焊條1.電焊條的組成及作用電極傳導(dǎo)電流導(dǎo)電藥皮冶金的作用精品文檔放心下載型；⑥低氫鉀型；⑦低氫鈉型；⑧石墨型；⑨鹽基型。2.電焊條的分類結(jié)構(gòu)鋼焊條—J；鉬和鉻耐熱鋼焊條—R；低溫鋼焊條—W；不銹鋼焊條—A；堆焊焊條—D；鑄鐵焊條—Z；鎳及鎳合金焊條—Ni；銅及銅合金焊條—T；鋁及鋁合金焊條—L；特殊用途焊條—TS酸性焊條：在熔渣中以酸性氧化物為主（TiO2、SiO2、Fe2O3）精品文檔放心下載堿性焊條：在熔渣中以堿性氧化物為主（K2O、Na2O、CaO、MnO）謝謝閱讀三、電焊條的選用1.根據(jù)被焊工件的強度選用；2.根據(jù)被焊工件的化學(xué)成分選用；3.根據(jù)被焊工件工作條件和結(jié)構(gòu)選用；4.根據(jù)實際生產(chǎn)狀況選用。四、焊接接頭金屬組織與性能1.焊接熱循環(huán)2.焊接接頭金屬組織與性能的變化焊接接頭：1）焊縫區(qū)；2）焊接熱影響區(qū)。1）焊縫區(qū)熔池金屬冷卻結(jié)晶所形成的鑄態(tài)組織。2）焊接熱影響區(qū)焊縫兩側(cè)的母材，由于焊接熱的作用，其組織和性能發(fā)生變化的區(qū)域。①熔合區(qū)：是焊縫和母材金屬的交界區(qū)。（0.1-1mm）加熱溫度：T液~T固強度、塑性、韌性極差，是裂紋和局部脆斷的發(fā)源地。1-3mm）謝謝閱讀加熱溫度：T固~1100℃塑性和韌性很低，是裂紋的發(fā)源地。1.2-4mm）感謝閱讀加熱溫度：1100℃~AC3；力學(xué)性能優(yōu)于母材。④部分相變區(qū)：在熱影響區(qū)內(nèi)發(fā)生部分相變的區(qū)域。加熱溫度：AC3~AC1；力學(xué)性能較母材稍差。力學(xué)性能最差的區(qū)域：熔合區(qū)和過熱區(qū)3）減小和消除焊接熱影響區(qū)的方法：①小電流、快速焊接；②采用先進(jìn)的焊接方法；五、焊接應(yīng)力與變形（一）焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的根本原因是：焊件(工件）在焊接過程中受到局部加熱和快速冷卻。焊接應(yīng)力狀態(tài)：焊縫區(qū)域—拉應(yīng)力兩側(cè)冷金屬—壓應(yīng)力焊接變形：焊件整體縮短L’（二）焊接變形的基本形式1.收縮變形；2.角變形；3.彎曲變形；4.扭曲變形；5.波浪形變形感謝閱讀（三1.焊1）2）①（Ⅰ—Ⅱ）—Ⅲ；②（Ⅰ—Ⅲ）—（Ⅱ—Ⅲ）ⅠⅡ3）錘擊或碾壓焊縫。Ⅲ4）采用小能量、多層焊。5）焊前預(yù)熱（150℃~350680%左右感謝閱讀2.焊接變形的防止及矯正措施1）設(shè)計時，焊縫不要密集交叉，截面和長度也應(yīng)盡可能小。謝謝閱讀2）合理選擇焊接順序。31—4—3—21—2—3—41—4—5—2—3—63）加裕量法。4）反變形法。5）采用焊前剛性固定法。67）焊接變形的矯正：①機械矯正；②火焰矯正。六、金屬材料的焊接性1.金屬材料的焊接性指被焊金屬采用一定的焊接方法、焊謝謝閱讀焊接性2.影響焊接性的因素1）焊接方法；2）焊接材料；3）焊件化學(xué)成分；4）工藝參數(shù)。感謝閱讀3.焊接性的評定方法1）實驗法十字接頭試驗法、Y感謝閱讀2）碳當(dāng)量估算法C—影響最顯著—基本元素其它元素—折合成碳的相當(dāng)含量對焊接性的影響CE=C+Mn/6+Cr+Mo+V/5+Ni+Cu/15感謝閱讀CE<0.4%—具有良好的焊接性；CE=0.4%~0.6%—焊接性較差；CE>0.6%—焊接性差。第二章金屬的焊接成形方法§1熔化焊一、埋弧自動焊1.埋弧自動焊設(shè)備及焊接過程設(shè)備：1）焊接電源；2）控制箱；3）焊接小車。焊接熱源：電弧熱溶池保護(hù)：焊劑（氣、渣）2.埋弧自動焊工藝1）焊前準(zhǔn)備板厚在20~25mm以下的工件可不開坡口；但在實際生產(chǎn)中，板厚在14~22mm謝謝閱讀應(yīng)開Y型坡口，半厚在22~50mm，可開雙Y型坡口或U型坡口。環(huán)焊縫：焊絲起精品文檔放心下載弧點應(yīng)與環(huán)的中心偏離一定距離a；（a=20~40mm250mm一般不采用謝謝閱讀埋弧焊。2)采取防漏措施①雙面焊；②手工電弧焊封底；③焊劑墊；④采用鎖底坡口；⑤水冷銅墊板。謝謝閱讀3)要有引弧板和引出板3.1）生產(chǎn)率高（手弧焊的5~102）焊接3）節(jié)約金屬材料、生產(chǎn)成本低。4）勞動條件好。5）只能在水平位置焊接。應(yīng)用：主要用于較厚鋼板的長直焊縫和較大直徑的環(huán)形焊縫焊接。精品文檔放心下載如壓力容器的環(huán)焊縫和直焊縫、鍋爐冷卻壁的長直焊縫、船舶和潛艇殼體、謝謝閱讀其重機械、冶金機械（高爐爐身）等的焊接。二、氣體保護(hù)焊1.氬弧焊利用氬氣作為保護(hù)性介質(zhì)的電弧焊方法。焊接熱源：電弧熱；保護(hù)介質(zhì)：Ar。Ar：①不與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)—不產(chǎn)生夾渣缺陷；②不溶解于液體金屬中—不產(chǎn)生氣孔缺陷；③比重大于空氣（25%1）熔化極氬弧焊：適于25mm以下的工件。2）非熔化極氬弧焊：適于6mm以下工件的焊接。3）氬弧焊的特點及應(yīng)用①機械保護(hù)效果好，焊縫金屬純凈，焊縫成形美觀，焊接質(zhì)量優(yōu)良。精品文檔放心下載②電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小。③焊接熱影響區(qū)和變形小。④可進(jìn)行全位置焊接。⑤氬氣昂貴，設(shè)備造價高。應(yīng)用：適用所有金屬材料的焊接。精品文檔放心下載鋼、不銹鋼等。2.CO2氣體保護(hù)焊以CO2氣體作為保護(hù)性介質(zhì)的電弧焊方法。焊接熱源：電弧熱；保護(hù)介質(zhì)：CO2。CO2：①與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)—產(chǎn)生夾渣缺陷；②溶解于液體金屬中—產(chǎn)生CO氣孔缺陷；③比重大于空氣（25%1)存在問題①氧化嚴(yán)重；②氣孔傾向大（CO2）CO2氣體保護(hù)焊的特點及應(yīng)用①生產(chǎn)率高（是手弧焊的1~3②成本低（是手弧焊的40%③焊接熱影響區(qū)和變形小。④可進(jìn)行全位置焊接。⑤飛濺嚴(yán)重，焊縫成形差。應(yīng)用：適用于低碳鋼和強度級別不高的低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接。謝謝閱讀目前廣泛用于造船、機車車輛、汽車制造、農(nóng)業(yè)機械等。三、電渣焊謝謝閱讀接方法。焊接熱源：電阻熱；保護(hù)介質(zhì)：液態(tài)熔渣。1.焊接過程2.焊接特點及應(yīng)用1）大厚度工件可一次焊成。單絲—40~60mm；單絲擺動—60~150；三絲擺動—450mm；板極電渣焊—2）生產(chǎn)率高，成本低。3）焊接質(zhì)量好。4）熱影響區(qū)大。—焊后熱處理。應(yīng)用：①適用于碳鋼、合金鋼、不銹鋼等材料；②適用于厚大工件。厚度大于40mm的大型結(jié)構(gòu)件。精品文檔放心下載§2壓力焊精品文檔放心下載使兩部分金屬達(dá)到原子間的結(jié)合，實現(xiàn)連接的焊接方法。一、電阻焊對組合焊件經(jīng)電極加壓，利用電流通過焊接接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱，實現(xiàn)焊接。1.點焊工藝參數(shù)：電極壓力；焊接電流；通電時間。焊點距離：太近—分流現(xiàn)象嚴(yán)重；太遠(yuǎn)—強度不夠。應(yīng)用：4mm以下的薄板搭接。2.縫焊應(yīng)用：3mm以下的薄板搭接。3.對焊主要用于棒料的對接。1）電阻對焊應(yīng)用：用于斷面簡單，直徑（或邊長）小于20mm或強度要求不太高的工件。感謝閱讀2）閃光對焊—鋼、鋁—銅精品文檔放心下載—0.01mm~200mm。二、摩擦焊1.摩擦焊焊接過程2.摩擦焊接頭型式3.特點及應(yīng)用①質(zhì)量穩(wěn)定；②不需填充金屬及焊劑；③生產(chǎn)率高，易實現(xiàn)自動化。應(yīng)用：適用于黑色金屬、有色金屬；也適用于特種材料、異種材料焊接?！?釬焊是將釬料熔化，利用液態(tài)釬料濕潤母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散，謝謝閱讀冷凝后實現(xiàn)連接的焊接方法一、釬焊的種類1.軟釬焊釬料的熔點在450℃以下。接頭強度低，一般為60~190MPa，工作溫度低于100℃精品文檔放心下載2.硬釬焊釬料的熔點在450℃以上。接頭強度高，在200MPa以上，工作溫度較高。二、釬料和溶劑1.釬料釬料的作用：①連接；②填充。釬料的種類：①軟釬料：錫鋁合金（焊錫）②硬釬料：鋁基、銅基、銀基、鎳基合金等。2.溶劑溶劑的作用：①清理作用—去除表面氧化皮②降低表面張力—改善液態(tài)釬料對焊件的濕潤性。③保護(hù)作用三、釬焊的特點及應(yīng)用1．加熱溫度低，接頭組織、性能變化?。缓附幼冃涡?，工件尺寸精確。精品文檔放心下載2．可焊同種、異種金屬和厚薄懸殊的工件。3．生產(chǎn)率高。易于實現(xiàn)自動化。4．設(shè)備簡單，生產(chǎn)投資費用少。應(yīng)用：主要焊接精密、微型、復(fù)雜、多焊縫異種金屬的焊接。感謝閱讀軟釬焊廣泛用于電子、電器、儀表等行業(yè)；硬釬焊用于硬質(zhì)合金刀具、鉆謝謝閱讀探鉆頭、換熱器的焊接。第三章常用金屬材料的焊接§1碳鋼的焊接1.低碳鋼的焊接低碳鋼：C<0.25%；CE<0.4%；焊接性良好。謝謝閱讀2.中碳鋼的焊接中碳鋼：C<0.25~0.60%；CE<0.4%CE=0.4%~0.60%謝謝閱讀焊接性由良好較差。問題：焊縫區(qū)易產(chǎn)生熱裂紋；熱影響區(qū)易產(chǎn)生冷裂紋。措施：焊前預(yù)熱（150~250選用低氫型焊條。焊件開坡口，且采用細(xì)焊條、小電流、多層焊。3.高碳鋼的焊接高碳鋼：C>0.60%；CE>0.60%；焊接性差。精品文檔放心下載問題：焊縫區(qū)易產(chǎn)生熱裂紋；熱影響區(qū)易產(chǎn)生冷裂紋。措施：焊前預(yù)熱（250~350選用低氫型焊條。焊件開坡口，且采用細(xì)焊條、小電流、多層焊。避免選用高碳鋼作為焊接結(jié)構(gòu)件。§2合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接合金結(jié)構(gòu)鋼：機械制造用結(jié)構(gòu)鋼—（調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼）普通低合金結(jié)構(gòu)鋼—精品文檔放心下載普通低合金結(jié)構(gòu)鋼：1）低強度普通低合金結(jié)構(gòu)鋼：σs<400MPa；CE<0.4%；焊接性良好。謝謝閱讀16Mn、09Mn2Si2）高強度普通低合金結(jié)構(gòu)鋼：σs>400MPa；CE<0.4%~0.5%；焊接性較差。謝謝閱讀15MnVN、18MnMoNb、14MnMoV焊前預(yù)熱（150~250謝謝閱讀細(xì)焊條、小電流、多層焊。§3鑄鐵的焊補一、鑄鐵焊補的特點（困難）1.熔合區(qū)易產(chǎn)生白口組織和淬硬組織；2.焊縫區(qū)易產(chǎn)生裂紋；3.焊縫區(qū)易產(chǎn)生氣孔；4.熔池金屬易流失；二、鑄鐵焊補的方法1.熱焊法焊前將焊件整體或局部預(yù)熱至600~700℃并施焊，焊后緩冷。謝謝閱讀感謝閱讀等2.冷焊法焊前不預(yù)熱或低溫預(yù)熱（￡400℃）的焊補方法。焊條：①鋼芯鑄鐵焊條—適用于非加工表面的焊補。②石墨化鑄鐵焊條—適用于較大灰口鑄鐵件的焊補。焊縫性能與母材基本相同，精品文檔放心下載具有良好的加工性。③銅基鑄鐵焊條—主要用于一般鑄鐵件的焊補?？沽研院?，可進(jìn)行機械加工。精品文檔放心下載④鎳基鑄鐵焊條—謝謝閱讀⑤高釩鑄鐵焊條—謝謝閱讀好。§4有色金屬的焊接一、鋁及鋁合金的焊接1.鋁及鋁合金的焊接特點1）易氧化；2）易產(chǎn)生氣孔；3）易變形開裂；4）接頭易軟化。精品文檔放心下載2.鋁及鋁合金的焊接方法氬弧焊、氣焊、釬焊、電阻焊。二、銅及銅合金的焊接1.銅及銅合金的焊接特點1）難熔合；2）易氧化；3）易產(chǎn)生氣孔；4）易變形開裂。謝謝閱讀2.銅及銅合金的焊接方法氬弧焊、氣焊、釬焊、碳弧焊。第四章焊接成形金屬件的工藝設(shè)計§1焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇1.優(yōu)先選用低碳鋼和低強度低合金鋼；2.對