項(xiàng)目三任務(wù)5：減速器各零件毛坯的確定

1、1 l根據(jù)齒輪減速器中各零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能要根據(jù)齒輪減速器中各零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能要 求和工作環(huán)境等條件，選擇適合的毛坯生產(chǎn)方求和工作環(huán)境等條件，選擇適合的毛坯生產(chǎn)方 法。并對(duì)減速器中的主要零件齒輪、軸、箱體法。并對(duì)減速器中的主要零件齒輪、軸、箱體 進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)或鍛造工藝設(shè)計(jì)，并撰寫(xiě)設(shè)進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)或鍛造工藝設(shè)計(jì)，并撰寫(xiě)設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū)。計(jì)說(shuō)明書(shū)。 l使學(xué)生帶著問(wèn)題與任務(wù)進(jìn)行有目的的學(xué)習(xí)，明確學(xué)習(xí)方向，使學(xué)生帶著問(wèn)題與任務(wù)進(jìn)行有目的的學(xué)習(xí)，明確學(xué)習(xí)方向， 增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。教師在這的角色由傳統(tǒng)增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。教師在這的角色由傳統(tǒng) 的的“教教”變?yōu)楦馨l(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性

2、的變?yōu)楦馨l(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性的“導(dǎo)導(dǎo)”； l通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生能根據(jù)零件的工作條件和受力情況選擇合通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生能根據(jù)零件的工作條件和受力情況選擇合 適的毛坯生產(chǎn)方法，了解毛坯生產(chǎn)的工藝過(guò)程；適的毛坯生產(chǎn)方法，了解毛坯生產(chǎn)的工藝過(guò)程； l熟悉各種基本造型方法以及選用的基本原則；熟悉各種基本造型方法以及選用的基本原則； l掌握基本造型方法的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍；掌握基本造型方法的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍； l針對(duì)不同工件能正確判斷分型面的位置，并選擇其合適的針對(duì)不同工件能正確判斷分型面的位置，并選擇其合適的 毛坯生產(chǎn)方法。毛坯生產(chǎn)方法。 l通過(guò)對(duì)同一零件用不同的毛壞生產(chǎn)方法所可能造成的性能通過(guò)對(duì)同一零件用不同的毛壞

3、生產(chǎn)方法所可能造成的性能 影響進(jìn)行對(duì)比，使學(xué)生在對(duì)比中強(qiáng)化知識(shí)，提高學(xué)生的綜影響進(jìn)行對(duì)比，使學(xué)生在對(duì)比中強(qiáng)化知識(shí)，提高學(xué)生的綜 合分析能力。合分析能力。 5 第一講第一講 鑄造鑄造 第二講第二講 鍛壓鍛壓 第三講第三講 焊接焊接 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第二節(jié)第二節(jié) 鑄造的工藝基礎(chǔ)鑄造的工藝基礎(chǔ) 第三節(jié)第三節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 第四節(jié)第四節(jié) 特種鑄造特種鑄造 鑄造是生產(chǎn)金屬零件毛坯的主要工藝方法之一，與其鑄造是生產(chǎn)金屬零件毛坯的主要工藝方法之一，與其 它工藝方法相比，它具有成本低，工藝靈活性大，適合生它工藝方法相比，它具有成本低，工藝靈活性大，適合生 產(chǎn)不同材料、形狀和重量的鑄件，并適合于批量

4、生產(chǎn)。產(chǎn)不同材料、形狀和重量的鑄件，并適合于批量生產(chǎn)。 q 鑄造的基本過(guò)程：鑄造的基本過(guò)程： q 實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：液態(tài)金屬（或合金）充填鑄型型腔并在其中液態(tài)金屬（或合金）充填鑄型型腔并在其中 凝固和冷卻。凝固和冷卻。 q 主要影響因素主要影響因素 階階 段段主要影響因素主要影響因素 鑄鑄 造造 充充 型型 金屬的流動(dòng)性金屬的流動(dòng)性 澆注溫度澆注溫度 充型壓力充型壓力 凝凝 固固 收收 縮縮 凝固方式凝固方式 冷卻速度冷卻速度 是指用砂粒制備鑄型來(lái)生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。可追是指用砂粒制備鑄型來(lái)生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。可追 溯到公元前溯到公元前30004000年，用石頭和金屬型做出銅器。年，用石頭和金屬型做

5、出銅器。 l砂型鑄造生產(chǎn)過(guò)程包括以下步驟：砂型鑄造生產(chǎn)過(guò)程包括以下步驟： 繪制零件鑄造工藝圖繪制零件鑄造工藝圖制造模樣和芯盒制造模樣和芯盒 造型和造芯造型和造芯下芯、合箱下芯、合箱澆注澆注落落 砂砂清理清理質(zhì)量檢驗(yàn)質(zhì)量檢驗(yàn)獲得合格鑄件。獲得合格鑄件。 l整模造型、分模造型、挖砂造型、活塊造型、整模造型、分模造型、挖砂造型、活塊造型、 三箱造型三箱造型 l特點(diǎn)：特點(diǎn)： 分型面為平面，鑄型型腔全部在一個(gè)砂箱內(nèi)，造型分型面為平面，鑄型型腔全部在一個(gè)砂箱內(nèi)，造型 簡(jiǎn)單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)箱缺陷。簡(jiǎn)單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)箱缺陷。 l應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍： 鑄件最大截面在一端，且為平面。鑄件最大截面在一端，且為平面

6、。 l特點(diǎn)：特點(diǎn)： 模樣沿最大截面分為兩半，型腔位于上、下兩個(gè)砂箱模樣沿最大截面分為兩半，型腔位于上、下兩個(gè)砂箱 內(nèi)。造型方便，但制作模樣較麻煩。內(nèi)。造型方便，但制作模樣較麻煩。 l應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍： 最大截面在中部，一般為對(duì)稱(chēng)性鑄件。最大截面在中部，一般為對(duì)稱(chēng)性鑄件。 l特點(diǎn)：特點(diǎn)： 模樣為整體模，造型時(shí)需挖去阻礙起模的型砂，故分模樣為整體模，造型時(shí)需挖去阻礙起模的型砂，故分 型面是曲面。造型麻煩，生產(chǎn)率低。型面是曲面。造型麻煩，生產(chǎn)率低。 l應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍： 單件小批生產(chǎn)模樣薄、分模后易損壞或變形的鑄件。單件小批生產(chǎn)模樣薄、分模后易損壞或變形的鑄件。 l特點(diǎn)：將模樣上妨礙起模的部分，

7、做成活動(dòng)的活快，便特點(diǎn)：將模樣上妨礙起模的部分，做成活動(dòng)的活快，便 于起模。造型和制作模樣都很麻煩，生產(chǎn)率低。于起模。造型和制作模樣都很麻煩，生產(chǎn)率低。 l應(yīng)用范圍：?jiǎn)渭∨a(chǎn)帶有突起部分的鑄件。應(yīng)用范圍：?jiǎn)渭∨a(chǎn)帶有突起部分的鑄件。 l特點(diǎn)：特點(diǎn)： 鑄件兩端截面尺寸比中間部分大，采用兩箱無(wú)鑄件兩端截面尺寸比中間部分大，采用兩箱無(wú) 法起模，將鑄型放在三個(gè)砂箱中，組合而成。三箱法起模，將鑄型放在三個(gè)砂箱中，組合而成。三箱 造型的關(guān)鍵是選配合適的中箱。造型復(fù)雜，易錯(cuò)箱，造型的關(guān)鍵是選配合適的中箱。造型復(fù)雜，易錯(cuò)箱， 生產(chǎn)率低。生產(chǎn)率低。 l應(yīng)用范圍：?jiǎn)渭∨a(chǎn)具有兩個(gè)分型面的鑄件。應(yīng)用范圍

8、：?jiǎn)渭∨a(chǎn)具有兩個(gè)分型面的鑄件。 應(yīng)盡量使鑄件位于同一鑄型內(nèi)應(yīng)盡量使鑄件位于同一鑄型內(nèi) 盡量減少分型面盡量減少分型面 盡量使分型面平直盡量使分型面平直 盡量使型腔和主要型芯位于下型盡量使型腔和主要型芯位于下型 l請(qǐng)分析下列模樣應(yīng)該選擇的正確造型方法請(qǐng)分析下列模樣應(yīng)該選擇的正確造型方法 手輪手輪 油盒蓋油盒蓋 四方小刀臺(tái)四方小刀臺(tái) 燕尾槽滑塊燕尾槽滑塊 l鑄造是脆性材料成型的唯一方法。鑄造是脆性材料成型的唯一方法。 l人類(lèi)最早的金屬制品是青銅鑄件。人類(lèi)最早的金屬制品是青銅鑄件。 l鑄造是液態(tài)成型，造型應(yīng)遵循實(shí)體相反原理。鑄造是液態(tài)成型，造型應(yīng)遵循實(shí)體相反原理。 l選擇造型方法應(yīng)綜合考慮零件的

9、批量、大小、選擇造型方法應(yīng)綜合考慮零件的批量、大小、 形狀復(fù)雜程度、材質(zhì)以及經(jīng)濟(jì)性等因素。形狀復(fù)雜程度、材質(zhì)以及經(jīng)濟(jì)性等因素。 金屬型金屬型 鑄造鑄造 熔模鑄造熔模鑄造 消失模消失模 鑄造鑄造 連續(xù)鑄造連續(xù)鑄造 離心鑄造離心鑄造 低壓鑄造低壓鑄造 壓力鑄造壓力鑄造 q 金屬型鑄造：金屬型鑄造： 熔模鑄造：熔模鑄造： 1 1、鑄件尺寸精度高，表面光潔；、鑄件尺寸精度高，表面光潔； 2 2、可鑄造形狀復(fù)雜零件；、可鑄造形狀復(fù)雜零件； 3 3、工藝過(guò)程復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高；、工藝過(guò)程復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高； 4 4、適于鑄造小尺寸的各類(lèi)合金鑄件，特別是少切削或、適于鑄造小尺寸的各類(lèi)合金鑄件，特

10、別是少切削或 無(wú)切削精密鑄件。無(wú)切削精密鑄件。 航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片早期采用變形高溫合金材料，隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片早期采用變形高溫合金材料，隨著 合金材料強(qiáng)度要求的提高，人們采用合金化的方法來(lái)提合金材料強(qiáng)度要求的提高，人們采用合金化的方法來(lái)提 高強(qiáng)度，效果明顯，但同時(shí)也增加了材料的加工難度。高強(qiáng)度，效果明顯，但同時(shí)也增加了材料的加工難度。 壓力鑄造：壓力鑄造： 大型壓鑄機(jī)及壓鑄模大型壓鑄機(jī)及壓鑄模 1 1、澆注時(shí)間短，易于機(jī)械化、自動(dòng)化作業(yè)；、澆注時(shí)間短，易于機(jī)械化、自動(dòng)化作業(yè)； 2 2、鑄型散熱快，晶粒細(xì)化，耐磨、耐蝕性好；、鑄型散熱快，晶粒細(xì)化，耐磨、耐蝕性好； 3 3、鑄件尺寸精度高，表面光潔；

11、、鑄件尺寸精度高，表面光潔； 4 4、凝固速度快，排氣困難，易形成疏松和縮孔；、凝固速度快，排氣困難，易形成疏松和縮孔； 5 5、模具成本高，鑄件尺寸受限；、模具成本高，鑄件尺寸受限； 6 6、適于有色金屬薄壁復(fù)雜鑄件的大批量生產(chǎn)。、適于有色金屬薄壁復(fù)雜鑄件的大批量生產(chǎn)。 低壓鑄造：低壓鑄造： 低壓鑄造火車(chē)車(chē)低壓鑄造火車(chē)車(chē) 輪示意圖輪示意圖 1 1、充型壓力和充型速度易于控制，氣孔、夾渣較少；、充型壓力和充型速度易于控制，氣孔、夾渣較少； 2 2、鑄型散熱快，組織致密，機(jī)械性能好；、鑄型散熱快，組織致密，機(jī)械性能好； 3 3、無(wú)需冒口設(shè)置，金屬利用率高；、無(wú)需冒口設(shè)置，金屬利用率高； 4 4、

12、鑄件尺寸精度高，表面光潔；、鑄件尺寸精度高，表面光潔； 5 5、適于生產(chǎn)質(zhì)量要求高的鋁鎂等有色金屬鑄件。、適于生產(chǎn)質(zhì)量要求高的鋁鎂等有色金屬鑄件。 2 2、改善金屬的流動(dòng)性，提高了充型能力；、改善金屬的流動(dòng)性，提高了充型能力； 3 3、簡(jiǎn)化了中空?qǐng)A柱形鑄件的生產(chǎn)過(guò)程；、簡(jiǎn)化了中空?qǐng)A柱形鑄件的生產(chǎn)過(guò)程； 4 4、成分偏析嚴(yán)重，尺寸難以控制；、成分偏析嚴(yán)重，尺寸難以控制； 5 5、特別適于橫截面呈圓柱的鑄件生產(chǎn)。、特別適于橫截面呈圓柱的鑄件生產(chǎn)。 1 1、離心力改善了補(bǔ)縮條件，縮孔等缺陷減少；、離心力改善了補(bǔ)縮條件，縮孔等缺陷減少； 離心鑄造：離心鑄造： 33 第二講第二講 鍛壓鍛壓 1、本質(zhì)、本

13、質(zhì) 利用固態(tài)金屬的塑性，使其受力，改變形狀、尺利用固態(tài)金屬的塑性，使其受力，改變形狀、尺 寸并改善組織，性能，獲得所需形狀、尺寸和可靠寸并改善組織，性能，獲得所需形狀、尺寸和可靠 性能的毛坯或零件。性能的毛坯或零件。 2、條件、條件 ）塑性材料。低碳鋼、鋁、銅合金最好；）塑性材料。低碳鋼、鋁、銅合金最好； ）受力塑性變形、滿(mǎn)足屈服條件：）受力塑性變形、滿(mǎn)足屈服條件：s s（材料屈服強(qiáng)度）。（材料屈服強(qiáng)度）。 、方法、方法 ）鍛造）鍛造 自由鍛造和模膛鍛造自由鍛造和模膛鍛造 ）板料沖壓）板料沖壓 ）冷拔和冷鐓）冷拔和冷鐓 ）軋制、擠壓等）軋制、擠壓等 、自由鍛造、自由鍛造 垂直方向（垂直方向（Z

14、向）向） 受力；受力； 水平方向（水平方向（X、Y 向）向） 自由變形。自由變形。 設(shè)備設(shè)備 ： 空氣錘、空氣錘、蒸汽蒸汽 空氣空氣錘錘； l工序：工序： 鐓粗、拔長(zhǎng)、彎曲、沖孔、切斷等；鐓粗、拔長(zhǎng)、彎曲、沖孔、切斷等； l應(yīng)用應(yīng)用 ： 單件、小批量生產(chǎn)單件、小批量生產(chǎn), 大型鍛件的唯一鍛造方法；大型鍛件的唯一鍛造方法； 、模膛鍛造、模膛鍛造 金屬熱坯在鍛模模膛內(nèi)三向壓應(yīng)力狀態(tài)下的金屬熱坯在鍛模模膛內(nèi)三向壓應(yīng)力狀態(tài)下的 塑性變形。塑性變形。 特點(diǎn)：鍛件精度高，鍛造曲線合理，力學(xué)性能特點(diǎn)：鍛件精度高，鍛造曲線合理，力學(xué)性能 好；生產(chǎn)效率高；金屬消耗少。好；生產(chǎn)效率高；金屬消耗少。 應(yīng)用應(yīng)用 ：

15、能鍛制難以形成的復(fù)雜鍛件，如汽車(chē)連能鍛制難以形成的復(fù)雜鍛件，如汽車(chē)連 桿、桿、 前梁、曲軸等。前梁、曲軸等。 ）鍛模材料）鍛模材料 要求：高溫下具有足夠的強(qiáng)度、硬度、韌性要求：高溫下具有足夠的強(qiáng)度、硬度、韌性 耐磨性、抗熱疲勞性、回火穩(wěn)定性等。耐磨性、抗熱疲勞性、回火穩(wěn)定性等。 熱處理：淬火中溫回火（熱處理：淬火中溫回火（400500 ） 鋼種：熱作模具鋼鋼種：熱作模具鋼 CrNiMo 4Cr5MoSiV(H11) 4Cr5MoSiV1(H13) 等。等。 工作溫度：工作溫度：400600 、鍛模、鍛模 2）功能模膛）功能模膛 上下模腔封閉時(shí)所構(gòu)成的上下模腔封閉時(shí)所構(gòu)成的 模膛，每個(gè)鍛模模膛完

16、成模膛，每個(gè)鍛模模膛完成 一定功能。一定功能。 制坯模膛制坯模膛 拔長(zhǎng)模膛 滾壓模膛 彎曲模膛 成形模膛成形模膛 l預(yù)鍛模膛：使坯料形狀、預(yù)鍛模膛：使坯料形狀、 l尺寸更接近鍛件，一般尺寸更接近鍛件，一般 l不設(shè)置飛邊槽。不設(shè)置飛邊槽。 l終鍛模膛：最終變形到終鍛模膛：最終變形到 l所需要的外形與尺寸，所需要的外形與尺寸， l分模面四周設(shè)有飛邊槽。分模面四周設(shè)有飛邊槽。 ）飛邊與沖孔連皮）飛邊與沖孔連皮 l飛邊飛邊坯料沿分模面鍛擠出坯料沿分模面鍛擠出 來(lái)的部分多余金屬，于飛邊槽來(lái)的部分多余金屬，于飛邊槽 內(nèi)積聚而成。內(nèi)積聚而成。 l飛邊槽的作用：飛邊槽的作用： 容納多余金屬形成飛邊；容納多余金

17、屬形成飛邊； 飛邊先冷卻，增加坯料流動(dòng)阻飛邊先冷卻，增加坯料流動(dòng)阻 力，便于金屬充滿(mǎn)模膛。力，便于金屬充滿(mǎn)模膛。 l沖孔連皮：沖孔連皮： 對(duì)于通孔鍛件，對(duì)于通孔鍛件， 孔的中部垂直橫截面上下孔的中部垂直橫截面上下 預(yù)留一薄層金屬而不貫通，預(yù)留一薄層金屬而不貫通， 稱(chēng)為沖孔連皮，以防止上、稱(chēng)為沖孔連皮，以防止上、 下模的沖孔凸模不至直接下模的沖孔凸模不至直接 相撞。相撞。 l模鍛錘模鍛錘 l熱模鍛壓力機(jī)熱模鍛壓力機(jī) l平鍛機(jī)平鍛機(jī) l水壓機(jī)水壓機(jī) 、自由鍛造工藝、自由鍛造工藝 ）繪制鍛件圖）繪制鍛件圖 ）計(jì)算坯料及尺寸）計(jì)算坯料及尺寸 G坯坯G鍛鍛G燒損燒損G料損料損 3）確定鍛造溫度范圍）確定

18、鍛造溫度范圍 碳鋼：碳鋼： 始鍛溫度始鍛溫度 1200； 終鍛溫度終鍛溫度 800。 4）確定變形工序）確定變形工序 鐓粗、拔長(zhǎng)、彎曲、沖孔等。鐓粗、拔長(zhǎng)、彎曲、沖孔等。 5）編寫(xiě)鍛造工藝卡（以帶中心孔的盤(pán)類(lèi)鍛件例）編寫(xiě)鍛造工藝卡（以帶中心孔的盤(pán)類(lèi)鍛件例） ）繪制模鍛件圖）繪制模鍛件圖鍛模設(shè)計(jì)的依據(jù)鍛模設(shè)計(jì)的依據(jù) 設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)內(nèi)容： l確定分模面上、下鍛模的分界面確定分模面上、下鍛模的分界面 l原則：選擇鍛件最大水平投影面，模膛深度淺且沿分模面原則：選擇鍛件最大水平投影面，模膛深度淺且沿分模面 對(duì)稱(chēng)。對(duì)稱(chēng)。 l追加加工余量、工藝余塊，規(guī)定鍛件公差。追加加工余量、工藝余塊，規(guī)定鍛件公差。 l設(shè)

19、計(jì)模鍛斜度和鍛造圓角。設(shè)計(jì)模鍛斜度和鍛造圓角。 ）選定模鍛工步，確定鍛模模膛。）選定模鍛工步，確定鍛模模膛。 ）計(jì)算坯料重量，追加）計(jì)算坯料重量，追加20%25%的飛邊與沖孔連皮的飛邊與沖孔連皮。 ）確定后續(xù)工序）確定后續(xù)工序切邊、沖孔、校正、熱處理及表面氧切邊、沖孔、校正、熱處理及表面氧 化皮清理等?；で謇淼取?）選擇鍛造設(shè)備。）選擇鍛造設(shè)備。 前提前提 ： 塑性良好的薄板容易成形，可以沖壓成復(fù)塑性良好的薄板容易成形，可以沖壓成復(fù) 雜空間立體零件，且省料、省力，產(chǎn)品精度高，表雜空間立體零件，且省料、省力，產(chǎn)品精度高，表 面質(zhì)量好。面質(zhì)量好。 l板料要求：板料要求： 低碳鋼、鋁、低碳鋼、鋁、

20、 銅、鎂合金等。厚度一般不銅、鎂合金等。厚度一般不 超過(guò)超過(guò)10 mm，表面無(wú)傷痕。，表面無(wú)傷痕。 l設(shè)備：設(shè)備： 剪板機(jī)（剪成條剪板機(jī)（剪成條 料）、沖床、液壓機(jī)等。料）、沖床、液壓機(jī)等。 沖壓基本工序沖壓基本工序 ）金屬板料的分離過(guò)程）金屬板料的分離過(guò)程 沖裁模的凸模（頭）與沖裁模的凸模（頭）與 凹模都有鋒利刃口。兩者間有間隙。凹模都有鋒利刃口。兩者間有間隙。 、分離工序（沖裁）包括落料和沖孔。、分離工序（沖裁）包括落料和沖孔。 分別在落料和沖孔模中進(jìn)行。分別在落料和沖孔模中進(jìn)行。 ）彎曲彎曲 ： 、變形工序、變形工序 包括彎曲、拉深、翻邊和局部成形等。包括彎曲、拉深、翻邊和局部成形等。

21、）拉深）拉深 壓邊壓邊 拉深廢品及缺陷拉深廢品及缺陷 起皺 拉裂 ）翻邊）翻邊 ）局部變形）局部變形 81 一一. .焊接的概念：焊接的概念： 通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料， 使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。 二二, ,特點(diǎn)特點(diǎn): : (1)(1)節(jié)省金屬材料，結(jié)構(gòu)重量輕。節(jié)省金屬材料，結(jié)構(gòu)重量輕。 (2)(2)以小拼大、化大為小，制造重型、復(fù)雜的機(jī)器零部件，以小拼大、化大為小，制造重型、復(fù)雜的機(jī)器零部件， 簡(jiǎn)化鑄造、鍛造及切削加工工藝，獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。簡(jiǎn)化鑄造、鍛造及切削加工工藝，獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)

22、效果。 (3)(3)能夠制造雙金屬結(jié)構(gòu)，使材料的性能得到充分利用。能夠制造雙金屬結(jié)構(gòu)，使材料的性能得到充分利用。 三、應(yīng)用：焊接技術(shù)在機(jī)器制造、造船工業(yè)、建焊接技術(shù)在機(jī)器制造、造船工業(yè)、建 筑工程、電力設(shè)備生產(chǎn)、航空及航天工業(yè)等應(yīng)用筑工程、電力設(shè)備生產(chǎn)、航空及航天工業(yè)等應(yīng)用 十分廣泛。十分廣泛。 四、不足：焊接技術(shù)也還存在一些不足之處，如焊接技術(shù)也還存在一些不足之處，如 焊接結(jié)構(gòu)不可拆卸，給維修帶來(lái)不便；焊接結(jié)構(gòu)焊接結(jié)構(gòu)不可拆卸，給維修帶來(lái)不便；焊接結(jié)構(gòu) 中會(huì)存在焊接應(yīng)力和變形；焊接接頭的組織性能中會(huì)存在焊接應(yīng)力和變形；焊接接頭的組織性能 往往不均勻，并會(huì)產(chǎn)生焊接缺陷等。往往不均勻，并會(huì)產(chǎn)生焊

23、接缺陷等。 l一、焊接電?。?l電?。阂己附与娀r(shí)，通常是將兩電極（一引燃焊接電弧時(shí)，通常是將兩電極（一 極為工件，另一極為填充金屬絲或焊條）接通電極為工件，另一極為填充金屬絲或焊條）接通電 源，短暫接觸并迅速分離，兩極相互接觸時(shí)發(fā)生源，短暫接觸并迅速分離，兩極相互接觸時(shí)發(fā)生 短路，形成電弧。這種方式稱(chēng)為接觸引弧。電弧短路，形成電弧。這種方式稱(chēng)為接觸引弧。電弧 形成后，只要電源保持兩極之間一定的電位差，形成后，只要電源保持兩極之間一定的電位差， 即可維持電弧的燃燒。即可維持電弧的燃燒。 l電弧特點(diǎn)電弧特點(diǎn)：電壓低、電流大、溫度高、能量密度大、移動(dòng)：電壓低、電流大、溫度高、能量密度大、移動(dòng) 性

24、好等，一般性好等，一般2030V的電壓即可維持電弧的穩(wěn)定燃燒，的電壓即可維持電弧的穩(wěn)定燃燒， 而電弧中的電流可以從幾十安培到幾千安培以滿(mǎn)足不同而電弧中的電流可以從幾十安培到幾千安培以滿(mǎn)足不同 工件的焊接要求，電弧的溫度可達(dá)工件的焊接要求，電弧的溫度可達(dá)5000度以上，可以熔化度以上，可以熔化 各種金屬。各種金屬。 l電弧組成電弧組成： l1-電極電極 2-直流電源直流電源 l3-弧柱區(qū)弧柱區(qū) 4-工件工件 l5-陽(yáng)極區(qū)陽(yáng)極區(qū) 6-陰極區(qū)陰極區(qū) 二、焊接設(shè)備二、焊接設(shè)備： l1、交流弧焊機(jī)、交流弧焊機(jī)：實(shí)際上是符合焊接要求的降壓實(shí)際上是符合焊接要求的降壓 變壓器。工作電壓是變壓器。工作電壓是30

25、V。 l2、直流弧焊機(jī)：、直流弧焊機(jī)：弧焊整流器是一種將交流電變弧焊整流器是一種將交流電變 為直流電的電焊機(jī)，重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)噪聲、為直流電的電焊機(jī)，重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)噪聲、 制造維修較為方便。制造維修較為方便。 l3、焊接用具：、焊接用具：焊鉗、面罩、焊接電纜、焊條保焊鉗、面罩、焊接電纜、焊條保 溫筒、敲渣錘、皮革手套、帆布工作服、護(hù)腳及溫筒、敲渣錘、皮革手套、帆布工作服、護(hù)腳及 絕緣膠鞋。絕緣膠鞋。 l1 1、焊芯、焊芯：作為電極，產(chǎn)生電弧，并傳導(dǎo)焊接電流，作為電極，產(chǎn)生電弧，并傳導(dǎo)焊接電流， 焊芯熔化后作為填充金屬成為焊縫的一部分。焊芯熔化后作為填充金屬成為焊縫的一部分。焊條焊條

26、直徑是由焊絲直徑來(lái)表示的，直徑是由焊絲直徑來(lái)表示的，一般為一般為1.6、2.0、2.5、 3.2、4.0、5.0、6.0、8.0mm等規(guī)格，長(zhǎng)度為等規(guī)格，長(zhǎng)度為300 450mm。 l2 2、藥皮、藥皮：壓涂在焊芯表面的涂料層，它的主要作用壓涂在焊芯表面的涂料層，它的主要作用 是保證電弧穩(wěn)定燃燒；造氣、造渣以隔絕空氣，保是保證電弧穩(wěn)定燃燒；造氣、造渣以隔絕空氣，保 護(hù)熔化金屬；對(duì)熔化金屬進(jìn)行脫氧、去硫、滲合金護(hù)熔化金屬；對(duì)熔化金屬進(jìn)行脫氧、去硫、滲合金 元素等。元素等。 l3 3、焊條的型號(hào)及牌號(hào)、焊條的型號(hào)及牌號(hào)： 三、焊條：三、焊條： 電弧焊所使用的焊接材料，由心部的金屬焊芯和表面藥皮涂層

27、組電弧焊所使用的焊接材料，由心部的金屬焊芯和表面藥皮涂層組 成。成。 l1）、按所含氧化物的酸堿性分為：）、按所含氧化物的酸堿性分為： l酸性焊條酸性焊條：熔渣中以酸性氧化物為主（熔渣中以酸性氧化物為主（TiO2、SiO2 等）等） ，氧化性強(qiáng)，合金元素?zé)龘p大，故焊縫的塑性和，氧化性強(qiáng)，合金元素?zé)龘p大，故焊縫的塑性和 韌度不高，且焊縫中氫含量高，抗裂性差，但酸性焊條韌度不高，且焊縫中氫含量高，抗裂性差，但酸性焊條 具有良好的工藝性，對(duì)油、水、銹不敏感，交直流電源具有良好的工藝性，對(duì)油、水、銹不敏感，交直流電源 均可用，廣泛用于一般結(jié)構(gòu)件的焊接。均可用，廣泛用于一般結(jié)構(gòu)件的焊接。 l堿性焊條堿性

28、焊條：藥皮中以堿性氧化物以瑩石為主（：藥皮中以堿性氧化物以瑩石為主（CaO、 Na2O等）等） ，并含較多鐵合金，脫氧、除氫、滲金屬作，并含較多鐵合金，脫氧、除氫、滲金屬作 用強(qiáng)，其焊縫金屬的含氫量較低，有益元素較多，有害用強(qiáng)，其焊縫金屬的含氫量較低，有益元素較多，有害 元素較少，因此焊縫力學(xué)性能與抗裂性好，但堿性焊條元素較少，因此焊縫力學(xué)性能與抗裂性好，但堿性焊條 工藝性較差，電弧穩(wěn)定性差，對(duì)油污、水、銹較敏感，工藝性較差，電弧穩(wěn)定性差，對(duì)油污、水、銹較敏感， 抗氣孔性能差，一般要求采用直流焊接電源，主要用于抗氣孔性能差，一般要求采用直流焊接電源，主要用于 焊接重要的鋼結(jié)構(gòu)或合金鋼結(jié)構(gòu)。焊接

29、重要的鋼結(jié)構(gòu)或合金鋼結(jié)構(gòu)。 l2 2）、按焊條的用途不同：）、按焊條的用途不同：焊條可分為結(jié)構(gòu)鋼焊條焊條可分為結(jié)構(gòu)鋼焊條 （碳鋼焊條及低合金焊條）、不銹鋼焊條、鑄鐵電焊條、（碳鋼焊條及低合金焊條）、不銹鋼焊條、鑄鐵電焊條、 耐熱鋼電焊條、低溫電焊條、堆焊焊條、銅和銅合金、耐熱鋼電焊條、低溫電焊條、堆焊焊條、銅和銅合金、 鎳和鎳合金、鋁及鋁合金焊條等，其中結(jié)構(gòu)鋼焊條應(yīng)用鎳和鎳合金、鋁及鋁合金焊條等，其中結(jié)構(gòu)鋼焊條應(yīng)用 最廣。最廣。 l碳鋼焊條的編制碳鋼焊條的編制 碳鋼焊條的型號(hào)碳鋼焊條的型號(hào)由字母由字母“E E”四位數(shù)字組成。四位數(shù)字組成。字母字母“E E”表表 示焊條；前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗

30、拉強(qiáng)度的最小值，示焊條；前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值， 碳鋼焊條分碳鋼焊條分E43(E43(熔敷金屬抗拉強(qiáng)度熔敷金屬抗拉強(qiáng)度420Mpa)420Mpa)和和E50(E50(熔熔 敷金屬抗拉強(qiáng)度敷金屬抗拉強(qiáng)度490Mpa)490Mpa)兩個(gè)系列；第三位數(shù)字表示兩個(gè)系列；第三位數(shù)字表示 焊條的焊接位置，焊條的焊接位置，“0 0”及及“1 1”表示焊條適用于全位置焊表示焊條適用于全位置焊 接（平、立、仰、橫焊），接（平、立、仰、橫焊），“2 2”表示焊條適用于平焊及表示焊條適用于平焊及 平角焊，平角焊，“4 4”表示焊條適用于向下立焊；第三位和第四表示焊條適用于向下立焊；第三位和第四 位數(shù)

31、字組合時(shí)表示焊接電流種類(lèi)及藥皮類(lèi)型，位數(shù)字組合時(shí)表示焊接電流種類(lèi)及藥皮類(lèi)型， l 焊接電源種類(lèi)及藥皮類(lèi)型 數(shù) 字 藥 皮 類(lèi) 型 焊 接 電 源 種 類(lèi) 與 極 性 00 特 殊 型 交 流 或 直 流 正 反 接 01 鈦 鐵 礦 型 交 流 或 直 流 正 反 接 03 鈦 鈣 型 交 流 或 直 流 正 反 接 08 石 墨 型 交 流 或 直 流 正 反 接 10 高 纖 維 素 鈉 型 直 流 反 接 11 高 纖 維 素 鈉 型 交 流 或 直 流 反 接 12 高 鈦 鈉 型 交 流 或 直 流 正 接 13 高 鈦 鉀 型 交 流 或 直 流 正 反 接 14 鐵 粉 鈦 型

32、交 流 或 直 流 正 反 接 15 低 氫 鈉 型 直 流 反 接 16 低 氫 鉀 型 交 流 或 直 流 反 接 18 鐵 粉 低 氫 型 交 流 或 直 流 反 接 20 氧 化 鐵 型 交 流 或 直 流 正 接 22 氧 化 鐵 型 交 流 或 直 流 正 反 接 23 鐵 粉 鈦 鈣 型 交 流 或 直 流 正 反 接 24 鐵 粉 鈦 型 交 流 或 直 流 正 反 接 27 鐵 粉 氧 化 鐵 型 交 流 或 直 流 正 接 28 鐵 粉 低 氫 型 交 流 或 直 流 反 接 焊焊條條按按用用途途分分類(lèi)類(lèi)（行行業(yè)業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)） 焊焊條條按按成成分分分分類(lèi)類(lèi)（國(guó)國(guó)家家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)）

33、 類(lèi) 別 名 稱(chēng) 代 號(hào) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編號(hào) 名 稱(chēng) 代號(hào) GB5117-85 碳鋼焊條 一 結(jié)構(gòu)鋼焊條 J(結(jié)) 二 鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條 R(熱) 三 低溫鋼焊條 W(溫) GB5118-85 低合金鋼焊條 四 不銹鋼焊條 G(鉻) A(奧) GB983-85 不銹鋼焊條 E 五 堆焊焊條 D(堆) GB984-85 堆焊焊條 ED 六 鑄鐵焊條 Z(鑄) GB10044-88 鑄鐵焊條 EZ 七 鎳及鎳合金焊條 Ni(鎳) 八 銅及銅合金焊條 T(銅) GB3670-83 銅及銅合金焊條 TCu 九 鋁及鋁合金焊條 L(鋁) GB3669-83 鋁及鋁合金焊條 TAl 十 特殊用途焊條 TS(特

34、) l四、焊接工藝：四、焊接工藝： l1 1、焊接接頭、坡口及焊接縫位置、焊接接頭、坡口及焊接縫位置：焊接接頭由焊縫：焊接接頭由焊縫 金屬、熔合區(qū)和焊接熱影響區(qū)組成。金屬、熔合區(qū)和焊接熱影響區(qū)組成。 l焊縫金屬的組織和性能焊縫金屬的組織和性能 l焊縫金屬是由母材和焊條（絲）熔化形成的熔池冷卻焊縫金屬是由母材和焊條（絲）熔化形成的熔池冷卻 結(jié)晶而成的。由于焊縫組織是鑄態(tài)組織，故晶粒粗大、結(jié)晶而成的。由于焊縫組織是鑄態(tài)組織，故晶粒粗大、 成分偏析，組織不致密。但由于焊絲本身的雜質(zhì)含量成分偏析，組織不致密。但由于焊絲本身的雜質(zhì)含量 低及合金化作用，使焊縫化學(xué)成分優(yōu)于母材，所以焊低及合金化作用，使焊縫

35、化學(xué)成分優(yōu)于母材，所以焊 縫金屬的力學(xué)性能一般不低于母材?？p金屬的力學(xué)性能一般不低于母材。 l2 2、焊縫布置、焊縫布置 l焊縫位置對(duì)焊接接頭的質(zhì)量、焊接應(yīng)力和變形以及焊接焊縫位置對(duì)焊接接頭的質(zhì)量、焊接應(yīng)力和變形以及焊接 生產(chǎn)率均有較大影響，因此在布置焊縫時(shí)，應(yīng)考慮：生產(chǎn)率均有較大影響，因此在布置焊縫時(shí)，應(yīng)考慮： l1 1）焊縫位置應(yīng)便于施焊，有利于保證焊縫質(zhì)量）焊縫位置應(yīng)便于施焊，有利于保證焊縫質(zhì)量 l焊縫可分為平焊縫、橫焊縫、立焊縫和仰焊縫四種型式，焊縫可分為平焊縫、橫焊縫、立焊縫和仰焊縫四種型式， 如圖所示。其中施焊操作最方便、焊接質(zhì)量最容易保證如圖所示。其中施焊操作最方便、焊接質(zhì)量最容

36、易保證 的是平焊縫，因此在布置焊縫時(shí)應(yīng)盡量使焊縫能在水平的是平焊縫，因此在布置焊縫時(shí)應(yīng)盡量使焊縫能在水平 位置進(jìn)行焊接。位置進(jìn)行焊接。a)a)平焊平焊 b)b)橫焊橫焊 c)c)立焊立焊 d)d)仰焊仰焊 l除焊縫空間位置外，還應(yīng)考慮各種焊接方法所需除焊縫空間位置外，還應(yīng)考慮各種焊接方法所需 要的施焊操作空間。下圖所示為考慮手工電弧焊要的施焊操作空間。下圖所示為考慮手工電弧焊 施焊空間時(shí)，對(duì)焊縫的布置要求；施焊空間時(shí)，對(duì)焊縫的布置要求； l手工電弧焊對(duì)操作空間的要求手工電弧焊對(duì)操作空間的要求 la a）合理）合理 b b）不合理）不合理 2 2）、焊縫布置應(yīng)有利于減少焊接應(yīng)力和變形）、焊縫布置

37、應(yīng)有利于減少焊接應(yīng)力和變形： （1 1）盡量減少焊縫數(shù)量）盡量減少焊縫數(shù)量 采用型材、管材、沖壓件、鍛采用型材、管材、沖壓件、鍛 件和鑄鋼件等作為被焊材料。如下圖所示箱體構(gòu)件和鑄鋼件等作為被焊材料。如下圖所示箱體構(gòu) 件，如采用型材或沖壓件圖件，如采用型材或沖壓件圖b b焊接，可較板材圖焊接，可較板材圖a a 減少兩條焊縫。減少兩條焊縫。 l（2 2）盡可能分散布置焊縫）盡可能分散布置焊縫 如圖所示。焊縫集中分如圖所示。焊縫集中分 布容易使接頭過(guò)熱，材料的力學(xué)性能降低。兩條布容易使接頭過(guò)熱，材料的力學(xué)性能降低。兩條 焊縫的間距一般要求大于三倍或五倍的板厚。焊縫的間距一般要求大于三倍或五倍的板厚。

38、 分散布置焊縫分散布置焊縫 la a）不合理）不合理 b b）合理）合理 l（3 3）盡可能對(duì)稱(chēng)分布焊縫）盡可能對(duì)稱(chēng)分布焊縫 如圖所示。焊縫的對(duì)如圖所示。焊縫的對(duì) 稱(chēng)布置可以使各條焊縫的焊接變形相抵銷(xiāo)，對(duì)減稱(chēng)布置可以使各條焊縫的焊接變形相抵銷(xiāo)，對(duì)減 小梁柱結(jié)構(gòu)的焊接變形有明顯的效果。小梁柱結(jié)構(gòu)的焊接變形有明顯的效果。 l 對(duì)稱(chēng)分布焊縫對(duì)稱(chēng)分布焊縫 a a）不合理）不合理 b b）合理）合理 l3 3）焊縫應(yīng)盡量避開(kāi)最大應(yīng)力和應(yīng)力集中部位：）焊縫應(yīng)盡量避開(kāi)最大應(yīng)力和應(yīng)力集中部位： l以防止焊接應(yīng)力與外加應(yīng)力相互疊加，造成過(guò)大的應(yīng)力而以防止焊接應(yīng)力與外加應(yīng)力相互疊加，造成過(guò)大的應(yīng)力而 開(kāi)裂。不可避

39、免時(shí)，應(yīng)附加剛性支承，以減小焊縫承受的開(kāi)裂。不可避免時(shí)，應(yīng)附加剛性支承，以減小焊縫承受的 應(yīng)力應(yīng)力。 焊縫避開(kāi)最大應(yīng)力集中部位焊縫避開(kāi)最大應(yīng)力集中部位 la a）不合理）不合理 b b）合理）合理 l4 4）焊縫應(yīng)盡量避開(kāi)機(jī)械加工面）焊縫應(yīng)盡量避開(kāi)機(jī)械加工面 ：一般情況下，焊接工一般情況下，焊接工 序應(yīng)在機(jī)械加工工序之前完成，以防止焊接損壞機(jī)械加工表面。序應(yīng)在機(jī)械加工工序之前完成，以防止焊接損壞機(jī)械加工表面。 此時(shí)焊縫的布置也應(yīng)盡量避開(kāi)需要加工的表面，如果焊接結(jié)構(gòu)上此時(shí)焊縫的布置也應(yīng)盡量避開(kāi)需要加工的表面，如果焊接結(jié)構(gòu)上 某一部位的加工精度要求較高，又必須在機(jī)械加工完成之后進(jìn)行某一部位的加工精度要求較高，又必須在機(jī)械加工完成之后進(jìn)行 焊接工序時(shí)，應(yīng)將焊縫布置在遠(yuǎn)離加工面處，以避免焊接應(yīng)力和焊接工序時(shí)，應(yīng)將焊縫布置在遠(yuǎn)離加工面處，以避免焊接應(yīng)力和 變形對(duì)已加工表面精度的影響，如圖所示。變形對(duì)已加工表面精度的影響，如圖所示。 l焊縫遠(yuǎn)離機(jī)械加工表面焊縫遠(yuǎn)離機(jī)械加工表面 la a）不合理）不合理 b b）合理）合理