第一章三節(jié)母材熔化和焊縫成形

1、材料連接方法與工藝材料連接方法與工藝重慶公共運(yùn)輸職業(yè)學(xué)院第三節(jié)第三節(jié) 母材熔化和焊縫成形母材熔化和焊縫成形焊縫形成過(guò)程及焊縫形狀尺寸焊縫形成過(guò)程及焊縫形狀尺寸3.13.2焊接工藝對(duì)焊縫成形的影響焊接工藝對(duì)焊縫成形的影響3.3焊縫成形缺陷及其防止焊縫成形缺陷及其防止v 3.1.1焊縫形成過(guò)程焊縫形成過(guò)程 焊件局部形成熔池的同時(shí)，焊條熔滴過(guò)渡到熔池中，與焊件局部形成熔池的同時(shí)，焊條熔滴過(guò)渡到熔池中，與熔池液態(tài)金屬相互熔合而形成第一個(gè)焊點(diǎn)。熔池液態(tài)金屬相互熔合而形成第一個(gè)焊點(diǎn)。 隨著電弧運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)熔池金屬與焊條熔滴熔合，疊加隨著電弧運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)熔池金屬與焊條熔滴熔合，疊加在第一個(gè)熔池的在第一個(gè)熔池

2、的1/21/3處，形成第二個(gè)焊點(diǎn)，此時(shí)第一處，形成第二個(gè)焊點(diǎn)，此時(shí)第一個(gè)焊點(diǎn)開始冷卻。先后冷卻的各個(gè)焊點(diǎn)相互連接，形成焊縫。個(gè)焊點(diǎn)開始冷卻。先后冷卻的各個(gè)焊點(diǎn)相互連接，形成焊縫。 熔滴過(guò)渡頻率越高，波紋越細(xì)密。熔滴過(guò)渡頻率越高，波紋越細(xì)密。母材熔化母材熔化形成熔池形成熔池熔池內(nèi)冶金反映熔池內(nèi)冶金反映結(jié)晶結(jié)晶相變相變形成焊縫形成焊縫熔池形狀與焊縫質(zhì)量有關(guān)。熔池形狀與焊縫質(zhì)量有關(guān)。v3.1.2 熔化焊接的特點(diǎn)熔化焊接的特點(diǎn)v 熔化焊看似與煉鋼原理基本相同，都是加熱溶熔化焊看似與煉鋼原理基本相同，都是加熱溶化化冷卻結(jié)晶的過(guò)程，但是其工藝特點(diǎn)上，卻冷卻結(jié)晶的過(guò)程，但是其工藝特點(diǎn)上，卻截然不同。截然不同

3、。v1）熱源移動(dòng)）熱源移動(dòng)v2）熱源溫度高而集中）熱源溫度高而集中v3）受熱金屬體積?。┦軣峤饘袤w積小v4）熔凝時(shí)間短促）熔凝時(shí)間短促v5）具有較高的溫度梯度）具有較高的溫度梯度v6）成分不均勻：化學(xué)反應(yīng)不平衡，各溫度區(qū)間）成分不均勻：化學(xué)反應(yīng)不平衡，各溫度區(qū)間組織不同，結(jié)晶方向而造成偏析。組織不同，結(jié)晶方向而造成偏析。（2）焊縫形狀參數(shù)）焊縫形狀參數(shù) S或或H熔深，熔深，c或或B熔寬，熔寬，h或或a余高余高3.1.3焊縫形狀尺焊縫形狀尺寸寸 （1）焊縫形狀）焊縫形狀 a.板對(duì)接；板對(duì)接； b.板角接；板角接；（3）成形系數(shù)）成形系數(shù) =B/H（寬深比）（寬深比） 普通電弧焊普通電弧焊=1.3

4、2.0 高能密度焊高能密度焊交流交流直流反接直流反接 正接時(shí)，陽(yáng)極（焊件）析出的熱量較大；正接時(shí)，陽(yáng)極（焊件）析出的熱量較大； 焊接焊接AlAl、MgMg合金材料，考慮陰極清理作用，合金材料，考慮陰極清理作用，采用交流；采用交流； 焊接薄件，直流反接。焊接薄件，直流反接。 b.熔化極電弧焊熔化極電弧焊 H、B：直流反接：直流反接交流交流直流正接直流正接 直流正接時(shí)，焊絲為陰極，熔化率較大，使直流正接時(shí)，焊絲為陰極，熔化率較大，使焊縫余高較大，焊縫成形不良；另外，斑點(diǎn)力較焊縫余高較大，焊縫成形不良；另外，斑點(diǎn)力較大，阻止熔滴過(guò)渡，大，阻止熔滴過(guò)渡，采用反接。采用反接。 脈沖焊時(shí)，脈沖脈沖焊時(shí)，脈

5、沖I I、脈沖、脈沖U U比平均值高，在同樣比平均值高，在同樣U U、I I平均值下，可獲得更大平均值下，可獲得更大H H、B B，規(guī)律相同。，規(guī)律相同。（2）電極直徑（）電極直徑（dsds） a.不熔化極：形狀影響電弧集中性、電弧壓力不熔化極：形狀影響電弧集中性、電弧壓力 b.熔化極：如果熔化極：如果ds減小減小 j增大，則電弧力增大，則電弧力F增大，增大，H增加；增加； 弧柱半徑減小，則加熱面積減小弧柱半徑減小，則加熱面積減小B減??；減?。?H增大，增大，B減小，而減小，而ds減小，使熔敷量減減小，使熔敷量減小，小，a減小。減小。（3）焊絲伸出長(zhǎng)度（干伸長(zhǎng)）焊絲伸出長(zhǎng)度（干伸長(zhǎng)ls） ls

6、增大，電阻增大，電阻R增加，焊絲熔化速度增大，則熔敷增加，焊絲熔化速度增大，則熔敷量正大，量正大，a增大，而增大，而B、H變化不大。變化不大。（4）焊絲或電極傾角）焊絲或電極傾角 a.前傾前傾 H減小，減小，B增大，增大，a減小減小焊接方向 由于電弧力后排熔池金屬的作用減弱，熔池底由于電弧力后排熔池金屬的作用減弱，熔池底部金屬增厚，熔深減小，而電弧對(duì)前方的母材的部金屬增厚，熔深減小，而電弧對(duì)前方的母材的預(yù)熱作用加強(qiáng)，故熔寬增大，前傾角預(yù)熱作用加強(qiáng)，故熔寬增大，前傾角越大，這越大，這一作用越明顯。一作用越明顯。 b.后傾后傾 H增大，增大，B減小，減小，a增大增大焊接方向（5）工件傾角（一般采用

7、上坡焊）工件傾角（一般采用上坡焊） a.上坡焊上坡焊 661212 H H增大，增大，B B減小，減小，a a增大增大 液體金屬的重力有助于熔池金屬排向熔池底部。液體金屬的重力有助于熔池金屬排向熔池底部。 如如6 61212，a a過(guò)大，焊縫兩側(cè)易產(chǎn)生咬邊，過(guò)大，焊縫兩側(cè)易產(chǎn)生咬邊，成形惡化。成形惡化。焊接方向 b.下坡焊下坡焊 668 8 H H減小，減小，a a減小，減小，B B增大，改善成形。增大，改善成形。 如如繼續(xù)增大，易產(chǎn)生熔深不足、焊瘤繼續(xù)增大，易產(chǎn)生熔深不足、焊瘤焊接方向（6）保護(hù)氣體）保護(hù)氣體 保護(hù)氣體成分不同，使熱導(dǎo)率等熱物理特性不同，影響保護(hù)氣體成分不同，使熱導(dǎo)率等熱物理

8、特性不同，影響了電弧區(qū)導(dǎo)電導(dǎo)熱特性和電弧力作用，從而影響焊縫成形。了電弧區(qū)導(dǎo)電導(dǎo)熱特性和電弧力作用，從而影響焊縫成形。CO2Ar+O2ArAr+HeHeAr+CO2+O2（7）坡口和間隙）坡口和間隙 焊接缺陷有多種，如內(nèi)部缺陷和外部缺陷、微焊接缺陷有多種，如內(nèi)部缺陷和外部缺陷、微觀組織缺陷和宏觀缺陷等，這里主要討論焊縫成觀組織缺陷和宏觀缺陷等，這里主要討論焊縫成形缺陷。形缺陷。v3.3.1 未焊透、未熔合未焊透、未熔合 未熔合 未焊透產(chǎn)生原因：焊接電流小、焊接速度過(guò)高、坡口尺寸產(chǎn)生原因：焊接電流小、焊接速度過(guò)高、坡口尺寸不合適、電弧中心線偏離焊縫、電弧產(chǎn)生磁偏吹。不合適、電弧中心線偏離焊縫、電

9、弧產(chǎn)生磁偏吹。 例如：細(xì)絲短路過(guò)渡例如：細(xì)絲短路過(guò)渡CO2焊接，對(duì)工件熱輸入較焊接，對(duì)工件熱輸入較少，易產(chǎn)生這類缺陷。少，易產(chǎn)生這類缺陷。 防止措施：調(diào)整上述不合理工藝及操作。防止措施：調(diào)整上述不合理工藝及操作。v3.3.2 焊穿、塌陷焊穿、塌陷 產(chǎn)生原因：焊接電流過(guò)大、焊接速度過(guò)小、間隙產(chǎn)生原因：焊接電流過(guò)大、焊接速度過(guò)小、間隙大。大。 防止措施：選擇合適的焊接工藝；加墊板。防止措施：選擇合適的焊接工藝；加墊板。v3.3.3 咬邊咬邊 產(chǎn)生原因：多是由于焊接速度過(guò)快，熔融金屬?zèng)]產(chǎn)生原因：多是由于焊接速度過(guò)快，熔融金屬?zèng)]有及時(shí)填充到熔化了的母材部分區(qū)域。有及時(shí)填充到熔化了的母材部分區(qū)域。 防止措施：選擇合適的焊接速度、焊接電流、電防止措施：選擇合適的焊接速度、焊接電流、電弧電壓?；‰妷?。v3.3.4 焊瘤焊瘤 兩種形態(tài)：兩種形態(tài)：a.流出焊縫形成。流出焊縫形成。 產(chǎn)生原因：填充金屬過(guò)多或熔池重產(chǎn)生原因：填充金屬過(guò)多或熔池重力作用，焊接電流大、焊接速度低、坡口尺寸小。力作用，焊接電流大、焊接速度低、坡口尺寸小。 b.在焊縫上形成。在焊縫上形成。 產(chǎn)生原