金屬工藝學指導課件

實驗一焊接接頭金相組織觀察實驗目的了解焊接接頭各區(qū)域的金相組織變化情況及其對性能的影響了解不同焊接方法的焊接熱影響區(qū)的大小實驗儀器與試樣金相顯微鏡低碳鋼手工電弧焊接接頭試樣第一頁第二頁，共28頁。實驗一焊接接頭金相組織觀察實驗概述焊接接頭是由焊縫金屬和焊接熱影響區(qū)金屬組成。在焊接過程中由于焊接接頭各區(qū)域的加熱溫度、加熱速度、加熱時間及焊后冷卻速度等工藝參數(shù)各不相同，因而各區(qū)域所得到的金相組織差異較大，組織不同導致各區(qū)域的機械性能也不盡相同。對焊接接頭進行金相組織分析是對其機械性能判定必不可缺的環(huán)節(jié)。本實驗以低碳鋼手工電弧焊焊接件為例，通過觀察其焊接接頭的金相組織，認識焊接接頭各區(qū)域的金相組織變化情況及其對性能的影響。了解不同焊接方法的焊接熱影響區(qū)的大小第二頁第三頁，共28頁。實驗一焊接接頭金相組織觀察實驗概述：（以低碳鋼手工電弧焊焊接件為例）焊接熱影響區(qū)組成區(qū)域：1.熔合區(qū)2.過熱區(qū)3.正火區(qū)（重結晶區(qū)）4.部分相變區(qū)（不完全重結晶區(qū)）圖1低碳鋼的焊接接頭熱影響區(qū)1-熔合區(qū)2-過熱區(qū)3-正火區(qū)4-部分相變區(qū)第三頁第四頁，共28頁。實驗一焊接接頭金相組織觀察實驗概述：例1：35鋼手工電弧焊焊接接頭金相組織焊接材料母材：35鋼焊材：J507，Φ4焊接方法手工電弧焊，焊后空冷焊接工藝焊接電流：165A電弧電壓：26V焊接速度：30cm/min圖1-1-1

焊接接頭整體形貌（宏觀組織）3.5×焊接接頭焊縫、熱影響區(qū)及母材第四頁第五頁，共28頁。實驗一

焊接接頭

金相組織觀察圖1-1-2

圖1-1-1局部放大

50×

實驗概述：例1：35鋼手工電弧焊焊接接頭金相組織第五頁第六頁，共28頁。實驗一焊接接頭金相組織觀察圖1-1-3

焊縫組織

400×白條相為晶界先共析鐵素體，晶粒內部為針狀鐵素體組織圖1-1-4

熔合區(qū)組織

200×左側為焊縫，右側為母材過熱區(qū)組織圖1-1-5

過熱區(qū)組織400×母材過熱區(qū)組織粗大。白色網(wǎng)狀組織為晶界先共析鐵素體，黑灰色區(qū)為珠光體，還有少量貝氏體組織

圖1-1-6

正火區(qū)組織

400×白色塊狀鐵素體與黑灰色珠光體組織圖1-1-7

不完全正火區(qū)組織

400×白色塊狀鐵素體+細小的鐵素體+珠光體區(qū)組織圖1-1-8

母材組織

400×白色鐵素體與黑色珠光體組織第六頁第七頁，共28頁。實驗一焊接接頭金相組織觀察實驗概述：例2：16Mn手工電弧焊焊接接頭金相組織

焊接材料母材：16Mn焊材：J506，Φ4

焊接方法手工電弧焊(直流反接，焊后空冷)

焊接工藝焊接電流：165A電弧電壓：26V焊接速度：30cm/min圖1-2-1焊接接頭整體形貌（宏觀組織）3.5×焊接接頭焊縫，熱影響區(qū)及母材第七頁第八頁，共28頁。實驗一

焊接接頭

金相組織觀察圖1-2-2

圖1-2-1局部放大

50×

實驗概述：例2：16Mn鋼手工電弧焊焊接接頭金相組織第八頁第九頁，共28頁。實驗一焊接接頭金相組織觀察圖1-2-3

焊縫組織

400×白條相為晶界先共析鐵素體，晶粒內部為針狀鐵素體組織圖1-2-4

熔合區(qū)組織

200×左側為焊縫，右側為母材過熱區(qū)組織圖1-2-5

過熱區(qū)組織400×母材過熱區(qū)組織粗大。白色網(wǎng)狀組織為晶界先共析鐵素體，黑灰色區(qū)為珠光體，少量貝氏體組織

圖1-2-6

正火區(qū)組織

400×白色塊狀鐵素體與黑灰色珠光體組織圖1-2-7

不完全正火區(qū)組織

400×白色塊狀鐵素體+細小的鐵素體+珠光體區(qū)組織圖1-2-8

母材組織

400×白色鐵素體與黑色珠光體組織第九頁第十頁，共28頁。實驗一焊接接頭金相組織觀察實驗內容及步驟實驗前必須仔細閱讀實驗講義的有關內容；聽取實驗指導教師講解金相顯微鏡的構造、使用方法等內容，熟悉金相顯微鏡的構造及其使用操作規(guī)程；正確使用金相顯微鏡，觀察給定焊接接頭試樣的金相顯微組織，分析各區(qū)域的組織特征；用鉛筆描繪畫出熱影響區(qū)金相組織特征圖，要求注明組織組成物名稱。第十頁第十一頁，共28頁。實驗一焊接接頭金相組織觀察實驗報告要求在實驗報告紙上完成報告。注意：必須寫明實驗名稱、實驗日期、實驗組別及學生姓名與學號。

1.寫出實驗目的；2.繪制給定焊接試樣對接接頭宏觀組織圖3.繪出給定焊接試樣對接接頭熱影響區(qū)（過熱區(qū)、正火區(qū)、部分相變區(qū)）和母材顯微組織特征圖4.報告上交日期：實驗結束后一周內。第十一頁第十二頁，共28頁。實驗二車刀幾何角度測量

實驗目的了解車刀各幾何角度的定義及其在圖紙上的標注方法。了解車刀量角臺的結構，掌握其正確使用方法。學會使用車刀量角臺測量車刀幾何角度，鞏固和深化基本概念。實驗儀器與用品車刀量角臺教學用車刀第十二頁第十三頁，共28頁。實驗二車刀幾何角度測量實驗概述外圓車刀組成：切削部分與夾持部分切削部分包括：三個刀面：前刀面、主后刀面、副后刀面兩個刀刃：主切削刃、副刀切削刃一個刀尖圖2-1外圓車刀的組成第十三頁第十四頁，共28頁。實驗概述

車刀靜止參考系要素基面Pr正交平面Ps主切削平面Po實驗二車刀幾何角度測量

圖2-2車刀具靜止參考系的平面第十四頁第十五頁，共28頁。實驗二車刀幾何角度測量

實驗概述車刀幾何角度前角后角主偏角副偏角刃傾角圖2-3前角的正與負第十五頁第十六頁，共28頁。實驗二車刀幾何角度測量圖2-4刃傾角的正與負及其對排屑的影響實驗概述車刀幾何角度前角后角主偏角副偏角刃傾角第十六頁第十七頁，共28頁。實驗二車刀幾何角度測量圖2-5車刀安裝高度對前角和后角的影響實驗概述車刀安裝高度對前角和后角的影響第十七頁第十八頁，共28頁。實驗二車刀幾何角度測量實驗概述車刀安裝偏斜對主偏角和副偏角的影響圖2-6車刀安裝偏斜對主偏角和副偏角的影響第十八頁第十九頁，共28頁。實驗二車刀幾何角度測量實驗概述車刀量角臺是測量車刀標注角度的專用儀器，其型式多種，常用的車刀量角臺如下圖所示。第十九頁第二十頁，共28頁。實驗二車刀幾何角度測量1-底座2-立柱3-滑塊4-小扇形刻度盤5-小轉盤6-大扇形刻度盤7-測量片8-轉盤9-滑板10-轉盤底座11-轉盤鎖緊旋鈕12-緊固旋鈕實驗概述第二十頁第二十一頁，共28頁。實驗二車刀幾何角度測量實驗概述

車刀量角臺主要組成：底座、立柱、測量臺、定位塊、大小刻度盤、大小指度片、鎖緊螺母等。在圓形底盤的周邊上刻有從0o向左、右各100o的刻度，其中底座和立柱是支撐整個儀器的主體。工作原理及使用方法：測量時，刀具放在測量臺上，靠緊定位塊，可隨測量臺一起順時針或逆時針方向旋轉，并能在測量臺上沿定位塊前后移動和隨定位塊左右移動。旋轉大螺母可使滑體上下移動，從而使兩刻度盤及指度片達到需要的高度。使用時，可通過旋轉測量臺或大指度片，使大指度片的前面或底面或側面與刀具被測要素緊密貼合，即可從底座或刻度盤上讀出被測角度數(shù)值。第二十一頁第二十二頁，共28頁。實驗二車刀幾何角度測量實驗概述工作原理及使用方法：立柱2上有三條間隔90°且鉛垂的V形槽，靠近頂部有一條水平的圓環(huán)V形槽。滑塊3可輕便地沿立柱2上下移動。通過調節(jié)滑塊3中鋼珠的彈簧壓力（鋼珠被壓在立柱2的V形槽中），能保持裝在滑塊3上的小扇形刻度盤4、大扇形刻度盤6、測量片7等零件停留在任意高度位置上，且不需要鎖緊。當滑塊3向上移動到頂端時，鋼珠落入圓環(huán)V形槽中，滑塊3即可自由轉動，以便選擇合適的測量工作位置。由于有三個相互垂直的測量工位，使測量角度時調整極為方便。第二十二頁第二十三頁，共28頁。實驗概述工作原理及使用方法：被測車刀放在轉盤8的載刀臺（在旋鈕11的兩側各有一個載刀臺）上貼緊相互垂直的兩個承刀面上，可將其在轉盤座10上回轉或在底座1及滑板9上縱、橫向平移，并調整滑塊3的位置，以使被測車刀的被測面或被測刀刃能與測量片7接觸。這樣，可分別測得在主剖面坐標系內的被測車刀的偏角、前角、后角和刃傾角。若調整轉盤8，使轉盤8的指示針在轉盤座10的刻度盤上所指示的數(shù)值為零，并用旋鈕11鎖緊。利用兩個測量工位先后測量，可較方便地測量進給剖面與切深剖面中的被測車刀的前角和后角。

實驗二車刀幾何角度測量第二十三頁第二十四頁，共28頁。實驗概述

工作原理及使用方法：若將大扇形刻度盤6旋轉一個刃傾角，并用旋鈕12、13鎖緊(旋鈕13圖中未表示)。使測量片7的測量面（即測量片的兩鉛垂大平面）處于主切削刃垂直的方位，按前述的測量方法即可測得法向剖面中的被測車刀的前角和后角。實驗二車刀幾何角度測量第二十四頁第二十五頁，共28頁。實驗二車刀幾何角度測量實驗概述使用特別要注意的是：1.滑塊3只有上移到頂端時才可轉位，否則鋼珠將會拉毛立柱2的表面。2.使用車刀量角儀時，零部件的調整應輕而緩慢。特別是向下調整滑塊3時，一只手的食指和中指應在滑塊3的下部用力夾持住立柱2，另一只手向下緩慢移動滑塊3，以避免因滑塊3快速下移而產(chǎn)生的測量片對轉盤8、轉盤座10、底座1和被測車刀等的沖擊，從而造成測量片7的損壞及人身事故。

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