焊接原理基礎解釋

1、焊接通常是指金屬的焊接。是通過加熱或加壓，或兩者同時并用，使兩個分離的物體產(chǎn)生原子間結合力而連接成一體的成形方法。熔焊：將工件焊接處局部加熱到熔化狀態(tài)（通常還加入填充金屬），形成熔池，冷卻結晶后形成焊縫。壓焊：無論加熱與否，均需對工件施加壓力，使工件在固態(tài)或半固態(tài)的狀態(tài)下實現(xiàn)連接。釬焊：采用熔點低于被焊金屬的釬料熔化后，填充接頭間隙，并與被焊金屬相互擴散實現(xiàn)連接。焊接方法分類熔焊氣焊電弧焊焊條電弧焊埋弧焊氣體保護焊氬弧焊鎢極氬弧焊熔化極氬弧焊二氧化碳氣體保護焊等離子弧焊電渣焊電子束焊激光焊壓焊摩擦焊爆炸焊電阻焊搭接電阻焊電焊縫焊對接電阻焊電阻對焊閃光對焊擴散焊超聲波焊釬焊軟釬焊錫焊硬釬焊銅焊銀

2、焊焊接電弧概念：焊接電弧概念：電弧的熱源，是在電極與工件間強烈而持久的氣體放電現(xiàn)象，即在電極與工件間的氣體介質(zhì)中有大量電子流通過的導電現(xiàn)象。電弧的特點：電弧的特點：電流大、溫度高、能量密度大、移動性好。一般2030V的電壓就能維持電弧的穩(wěn)定燃燒，電弧中的電流可以從幾十安培到幾千安培，溫度可達5000K以上。電弧焊冶金過程：電弧焊冶金過程： 在焊接電弧作用下，母材和焊條不斷熔化 形成熔池，在高溫下，液態(tài)金屬、熔渣和周圍氣體發(fā)生一系列的冶金反應，是金屬再冶煉的過程。冶金過程特點：冶金過程特點：當電弧中有空氣侵入時，液態(tài)金屬發(fā)生強烈的氧化和氮化反應，空氣中的水分和工件表面的油、銹、水在電弧高溫下分解

3、出的氫原子溶入液態(tài)金屬中，導致接頭塑形和韌度降低（氫脆），甚至產(chǎn)生裂紋；焊接熔池小，冷卻速度快，各種冶金反應不平衡，化學成分不均勻，熔池中的氣體、氧化物來不及浮出，易形成氣孔、夾渣等缺陷。熱影響區(qū)概念：熱影響區(qū)概念：在焊接過程中，靠近焊縫的金屬受到焊縫熱傳導的作用，相當于受到一次不同規(guī)范的熱處理，組織和性能發(fā)生變化，形成熱影響區(qū)。焊縫和熱影響區(qū)統(tǒng)稱焊接接頭。焊縫和熱影響區(qū)統(tǒng)稱焊接接頭。焊縫的組織和性能焊縫的組織和性能: 焊縫組織是由熔池金屬冷卻結晶后得到的鑄態(tài)組織。熔池金屬的結晶一般從液固交界處形核，垂直于熔池側壁向熔池中心生長成為柱狀晶粒。但由于熔池冷卻速度較大，所以柱狀晶粒并不粗大，加上焊

4、條雜質(zhì)含量低及合金化作用，使焊縫化學成分由于母材，所以焊縫金屬的力學性能一般不低于母材。熱影響區(qū)的組織和性能熱影響區(qū)的組織和性能:根據(jù)各點受熱溫度的不同，熱影響區(qū)可分為熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火區(qū)、不完全結晶區(qū)和再結晶區(qū)。熱影響區(qū)的組織和性能熱影響區(qū)的組織和性能:熔合區(qū)：受熱溫度在液相線與固相線之間，熔化金屬與未熔化母材金屬共存，冷卻后組織為部分鑄態(tài)組織和部分過熱組織，塑形差、強度低、脆性大。是焊接接頭中力學性能最差的薄弱部位。過熱區(qū)：受熱溫度在固相線至1100之間，奧氏體晶粒嚴重長大，冷卻后得到晶粒粗大的過熱組織，塑形和韌度差。也是熱影響區(qū)中性能最差的部位。正火區(qū)：熱影響區(qū)的組織和性能熱影響區(qū)的組

5、織和性能:不完全重結晶區(qū)：再結晶區(qū)：課外課外知識知識:固相線溫度：固相線溫度：開始熔化的溫度，在此溫度以下鋼為固體。液相線溫度：液相線溫度：熔化終了的溫度，在此溫度以上鋼為液體。Ac3 、Ac1 ：熱處理中一個溫度代號，不同含碳量 的鋼種、不同合金元素含量的鋼種，其熱處理Ac3 、Ac1 是不同的。法語中A代表臨界點，c代表加熱，在鐵碳相圖上，命名230（滲碳體的居里點）為A0，727度（鐵碳相圖的PSK線）為A1，770度（鐵素體的居里點，磁性轉變點）為A2，727912 （鐵碳相圖的GS線）為A3，13941495度為A4（鐵碳相圖上面的NJ線）。概念：概念：焊接應力是焊接過程中對焊件的不

6、均勻加熱和冷卻，存在于焊件中的內(nèi)應力。由焊接而引起的焊件尺寸的改變稱為焊接變形。焊接應力和變形是同時存在的。焊接變形的本質(zhì)是焊縫區(qū)的壓縮塑性變形，常見的焊接變形有以下幾種：常見的焊接變形（續(xù)表）：續(xù)表：56D 807 109B 屬于熱裂紋裂紋示意圖：咬邊示意圖：未焊透示意圖：氣孔分類：內(nèi)部氣孔產(chǎn)生在焊縫內(nèi)部表面氣孔在外部開口的氣孔常見的焊縫氣孔氫氣孔氮氣孔一氧化碳氣孔氫氣孔：氫氣孔：主要由氫氣引起，對于低碳鋼氫氣孔多數(shù)出現(xiàn)在焊縫表面上，氣孔的斷面形狀多為螺釘狀，從焊縫表面呈圓喇叭口形，并在氣孔四周有光滑內(nèi)壁。氫氣孔產(chǎn)生的原因：氫氣孔產(chǎn)生的原因：焊絲及母材的坡口表面有銹、油脂、水分或氣體保護焊時

7、保護氣體不純，含水量高時都會產(chǎn)生氫氣孔。減少避免氫氣的措施：減少避免氫氣的措施：母材破口去銹、去油，焊絲、焊劑、焊條經(jīng)一定溫度的烘干去除水分。 氫氣孔氫氣孔示意圖示意圖： MS前保氮氮氣孔：氣孔：當焊接時對焊縫保護不好空氣通過電弧區(qū)，使焊縫內(nèi)浸入更多氮氣，產(chǎn)生氮氣孔；氮氣孔多在焊縫表面，有時成堆出現(xiàn)與蜂窩相似，一般成熟焊接工藝下，焊縫保護正常就不會出現(xiàn)氮氣孔。CO氣孔：氣孔：焊接冶金反應產(chǎn)生的CO結晶時來不及逸出殘留在焊縫內(nèi)形成氣孔，特點是CO氣孔在焊縫內(nèi)沿結晶方向分布，像條蟲狀表面光滑。CO氣孔示意圖：CO氣孔示意圖：56D 807 109其他焊接缺陷：其他焊接缺陷：疏松：疏松：焊接熔池凝固

8、結晶時由于熔池金屬體積收縮，在形成的樹枝晶間有較多的低熔點物質(zhì)，這些低熔點物質(zhì)沿結晶浸潤、擴散形成孔洞，或者是一些氣體相析出造成的孔隙。疏松經(jīng)常是密集在焊縫中心處，因為熔池中心夾雜物很難浮出，或者某些氣體在液相中的溶解度高，凝固時溶解度降低析出氣體，這些氣體在焊接熔池中心處即焊道中心造成疏松。其他焊接缺陷：其他焊接缺陷：冷隔冷隔、冷豆：冷豆：自動焊時，由于飛濺的金屬顆粒，落入焊接熔池內(nèi)，后落入的金屬顆粒溫度低，尚未達到熔化時就被結晶金屬包圍到焊縫中，這后落入的金屬顆粒與焊縫金屬不能構成一體而分離開來。其他焊接缺陷：其他焊接缺陷：弧坑：焊縫收尾處產(chǎn)生的下陷現(xiàn)象。主要原因是熄弧時間過短或薄板焊時使用電流過大?；】拥奈：Γ菏购缚p的斷面減小，嚴重削弱焊縫強度，更重要的是經(jīng)常在焊縫弧坑處產(chǎn)生火口裂縫。其他焊接缺陷：其他焊接缺陷：燒燒穿：穿：在焊縫上形成穿透性孔洞，造成熔化金屬往下流漏，使焊縫的連續(xù)性和致密性受到破壞。原因：原因：焊接電