《焊接工藝常識》課件

機械制造基礎(chǔ)金工教研室制造科學(xué)與工程學(xué)院2005年春季學(xué)期第四講：焊接工藝常識

?2004金工教研室整理ppt機械制造基礎(chǔ)金工教研室第四講：焊接工藝常識?2004金1第四講：焊接工藝常識焊接工藝永久性連接起源于一次世界大戰(zhàn)后（凡爾賽公約）現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)工藝造船、航空、鍋爐、化工、機械、汽車基本焊接方法電弧焊：屬于熔化焊其他焊接方法：壓力焊、釬焊?2004金工教研室整理ppt第四講：焊接工藝常識焊接工藝?2004金工教研室整理pp2本講內(nèi)容一、電弧焊工藝常識二、焊條電弧焊三、特種焊接工藝方法四、金屬材料的焊接性五、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計六、連接技術(shù)?2004金工教研室整理ppt本講內(nèi)容一、電弧焊工藝常識?2004金工教研室整理ppt3一、電弧焊工藝常識1、焊接電弧氣體介質(zhì)中導(dǎo)電現(xiàn)象?2004金工教研室整理ppt一、電弧焊工藝常識1、焊接電弧?2004金工教研室整理p4焊接電弧的熱量熱量來源于陽極43％陰極36％弧柱21％熱量擴散65％～85％加熱熔化金屬其余散失在電弧周圍飛濺的金屬液?2004金工教研室整理ppt焊接電弧的熱量熱量來源于?2004金工教研室整理ppt52、正接和反接溫度：陽極：2600K陰極：2400K電弧中心：6000K－8000K直流焊接正接法：工件溫度高反接法交流焊接：兩極溫度均為2500K引弧電壓：50－90V電弧電壓：16－35V?2004金工教研室整理ppt2、正接和反接溫度：?2004金工教研室整理ppt63、焊接接頭的組織與性能焊接工件上溫度的變化與分布?2004金工教研室整理ppt3、焊接接頭的組織與性能焊接工件上溫度的變化與分布?2007焊接接頭組織低碳鋼焊縫焊接熱影響區(qū)?2004金工教研室整理ppt焊接接頭組織低碳鋼焊縫焊接熱影響區(qū)?2004金工教研室整84、焊縫從熔池底向中心凝固各個方向凝固速度不同柱狀鑄態(tài)組織鐵素體＋少量珠光體雜質(zhì)集中在焊縫中心，影響焊縫質(zhì)量?2004金工教研室整理ppt4、焊縫從熔池底向中心凝固?2004金工教研室整理ppt9焊縫的熱影響區(qū)1－融合區(qū)0.1~1mm，關(guān)鍵2－過熱區(qū)脆性比融合區(qū)更大3－正火區(qū)力學(xué)性能優(yōu)于母材4－部分相變區(qū)比正火區(qū)稍差不同焊接方法熱影響區(qū)寬度不同焊后正火改善接頭性能?2004金工教研室整理ppt焊縫的熱影響區(qū)1－融合區(qū)?2004金工教研室整理ppt105、焊接應(yīng)力與變形極不平衡的熱循環(huán)過程應(yīng)力分布規(guī)律先冷受壓，后冷受拉?2004金工教研室整理ppt5、焊接應(yīng)力與變形極不平衡的熱循環(huán)過程?2004金工教研11消除焊接應(yīng)力提高母材塑性避免焊縫交叉避免焊縫過寬過長合理焊接順序先焊短焊縫后焊長焊縫預(yù)熱焊件、振動焊縫焊后退火?2004金工教研室整理ppt消除焊接應(yīng)力提高母材塑性?2004金工教研室整理ppt12焊接變形收縮變形角變形彎曲變形扭曲變形波浪變形?2004金工教研室整理ppt焊接變形收縮變形?2004金工教研室整理ppt13防止焊接變形減小焊接應(yīng)力提高結(jié)構(gòu)剛度對稱焊縫分布焊前反變形?2004金工教研室整理ppt防止焊接變形減小焊接應(yīng)力?2004金工教研室整理ppt14防止焊接變形合理焊接操作平衡溫度分布利用變形?2004金工教研室整理ppt防止焊接變形合理焊接操作?2004金工教研室整理ppt15防止焊接變形焊后校正?2004金工教研室整理ppt防止焊接變形焊后校正?2004金工教研室整理ppt16二、焊條電弧焊焊條電弧焊過程藥皮燃燒：電弧周圍氣體：CO2、CO、H2熔池中熔渣，冷卻形成渣殼保護熔池中的熔化金屬?2004金工教研室整理ppt二、焊條電弧焊焊條電弧焊過程?2004金工教研室整理pp171、電焊條焊芯導(dǎo)電和填充焊縫焊接用鋼絲低碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼藥皮焊接過程順利進(jìn)行焊縫化學(xué)成分、力學(xué)性能?2004金工教研室整理ppt1、電焊條焊芯?2004金工教研室整理ppt18焊條藥皮作用提高電弧燃燒的穩(wěn)定性防止空氣對熔化金屬的有害作用對熔池脫氧、加入合金元素保證焊縫金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能穩(wěn)弧、造氣、造渣、脫氧、合金、稀渣、粘接原料種類原料名稱作用穩(wěn)弧劑碳酸鉀、碳酸鈉、長石、大理石、鈦白粉、鈉水玻璃、鉀水玻璃改善引弧性能、提高電弧燃燒的穩(wěn)定性造氣劑淀粉、木屑、纖維素、大理石造成一定量的氣體，隔絕空氣，保護焊接熔滴與熔池造渣劑大理石、長石、螢石、菱苦石、錳礦、鈦鐵礦、粘土、鈦白粉、金紅石造成具有一定物理化學(xué)性能的熔渣，保護焊縫，堿性渣中的CaO可脫硫、磷?2004金工教研室整理ppt焊條藥皮作用原料種類原料名稱作用穩(wěn)弧劑碳酸鉀、碳酸鈉、長石、19焊條藥皮的作用?2004金工教研室整理ppt焊條藥皮的作用?2004金工教研室整理ppt20焊條種類按化學(xué)成分分成七大類碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、堆焊、鑄鐵、銅及銅合金、鋁及鋁合金焊條型號E4303：E碳鋼焊條43：焊縫抗拉43kgf/mm20：(0/1)全位置焊接、(2)平焊、(4)向下立焊03：3、4為組合表示焊接電流種類和藥皮類型，03為鈦鈣型藥皮、交流或直流?2004金工教研室整理ppt焊條種類按化學(xué)成分分成七大類?2004金工教研室整理pp21焊條種類焊條牌號J422、J507J：結(jié)構(gòu)鋼焊條（奧氏體不銹鋼A、鑄鐵Z）42：抗拉強度等級MPa（50、55、60、70、80）2：藥皮和電流種類?2004金工教研室整理ppt焊條種類焊條牌號?2004金工教研室整理ppt22焊條種類按熔渣性質(zhì)酸性焊條酸性氧化物比堿性氧化物多適合各種電源、易操作、電弧穩(wěn)定、成本低焊縫塑性韌性差、不宜用于重要構(gòu)件堿性焊條焊縫塑性韌性好、抗沖擊能力強要求直流電源、操作性差、電弧不夠穩(wěn)定、價格高，適于重要構(gòu)件?2004金工教研室整理ppt焊條種類按熔渣性質(zhì)?2004金工教研室整理ppt23焊條選用原則選擇依據(jù)：根據(jù)焊件化學(xué)成分、力學(xué)性能、抗裂性、耐腐蝕耐高溫性能結(jié)構(gòu)形狀、受力情況、焊接設(shè)備條件低碳鋼和低合金鋼構(gòu)件：根據(jù)強度（兩構(gòu)件強度較低者為準(zhǔn)）酸性/堿性：根據(jù)重要性鑄鐵：堿性焊條和適當(dāng)工藝（預(yù)熱）不銹鋼和耐熱鋼：特殊、專用焊條?2004金工教研室整理ppt焊條選用原則選擇依據(jù)：根據(jù)焊件?2004金工教研室整理p242、埋弧焊埋弧焊演示?2004金工教研室整理ppt2、埋弧焊埋弧焊演示?2004金工教研室整理ppt25埋弧焊特點大電流（1000A）、生產(chǎn)率高焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定節(jié)約金屬熱量集中、可無坡口、無焊條頭、飛濺少改善勞動條件無弧光、煙霧自動化程度高工藝裝備復(fù)雜，適合批量生產(chǎn)?2004金工教研室整理ppt埋弧焊特點大電流（1000A）、生產(chǎn)率高?2004金工教26焊絲與焊劑焊絲焊劑決定焊縫化學(xué)成分、力學(xué)性能熔煉焊劑、陶質(zhì)焊劑?2004金工教研室整理ppt焊絲與焊劑焊絲焊劑決定焊縫化學(xué)成分、力學(xué)性能?2004金27埋弧焊工藝仔細(xì)下料、準(zhǔn)備（清理）坡口、裝配引弧板與引出板－焊后去掉?2004金工教研室整理ppt埋弧焊工藝仔細(xì)下料、準(zhǔn)備（清理）坡口、裝配?2004金工28防止燒穿－焊劑墊、墊板?2004金工教研室整理ppt防止燒穿－焊劑墊、墊板?2004金工教研室整理ppt29環(huán)縫焊接?2004金工教研室整理ppt環(huán)縫焊接?2004金工教研室整理ppt303、氣體保護焊－氬弧焊?2004金工教研室整理ppt3、氣體保護焊－氬弧焊?2004金工教研室整理ppt31氣體保護焊－CO2保護焊?2004金工教研室整理ppt氣體保護焊－CO2保護焊?2004金工教研室整理ppt324、等離子弧焊接與切割電弧壓縮機械壓縮熱壓縮電磁收縮中心區(qū)域溫度極高16000K焊接/切割熔點很高的金屬不銹鋼鈦、鎢?2004金工教研室整理ppt4、等離子弧焊接與切割電弧壓縮?2004金工教研室整理p335、焊接自動化數(shù)控軌跡控制焊接質(zhì)量監(jiān)控?2004金工教研室整理ppt5、焊接自動化數(shù)控軌跡控制?2004金工教研室整理ppt34焊接機器人焊接機器人演示?2004金工教研室整理ppt焊接機器人焊接機器人演示?2004金工教研室整理ppt35用電弧焊焊接鋼板的問題如圖拼焊一張大鋼板焊縫布置合理嗎？如何改進(jìn)？對稱，錯開如何合理安排焊縫順序？先短后長12345678?2004金工教研室整理ppt用電弧焊焊接鋼板的問題如圖拼焊一張大鋼板12345678?36三、特種焊接工藝方法簡略了解其它焊接方法電阻焊、摩擦焊、釬焊、電渣焊真空電子束焊接、激光焊接討論可以用于焊接的能源形式?2004金工教研室整理ppt三、特種焊接工藝方法簡略了解其它焊接方法?2004金工教371、電阻焊電阻熱Q=I2Rt特點生產(chǎn)率高、焊接變形小操作簡便、易實現(xiàn)自動（汽車外殼焊接）設(shè)備復(fù)雜、耗電量大接頭形式、工件厚度受到限制點焊、縫焊、對焊?2004金工教研室整理ppt1、電阻焊電阻熱?2004金工教研室整理ppt38點焊局部高溫焊合分流現(xiàn)象焊點的分布最小距離限制?2004金工教研室整理ppt點焊局部高溫焊合?2004金工教研室整理ppt39點焊的接頭形式硬規(guī)范軟規(guī)范電極壓力表面清洗接頭形式?2004金工教研室整理ppt點焊的接頭形式硬規(guī)范?2004金工教研室整理ppt40縫焊?2004金工教研室整理ppt縫焊?2004金工教研室整理ppt41對焊?2004金工教研室整理ppt對焊?2004金工教研室整理ppt42對焊接頭形式?2004金工教研室整理ppt對焊接頭形式?2004金工教研室整理ppt43討論這個問題銅及銅合金可以采用電阻焊嗎？?2004金工教研室整理ppt討論這個問題銅及銅合金可以采用電阻焊嗎？?2004金工教442、摩擦焊?2004金工教研室整理ppt2、摩擦焊?2004金工教研室整理ppt45摩擦焊的接頭形式?2004金工教研室整理ppt摩擦焊的接頭形式?2004金工教研室整理ppt463、釬焊焊接過程示意圖－毛細(xì)管作用?2004金工教研室整理ppt3、釬焊焊接過程示意圖－毛細(xì)管作用?2004金工教研室整47釬焊硬釬焊450℃以上、接頭強度200MPa以上自行車架、工具、刀具軟釬焊450℃以下、接頭強度70MPa以下儀表、導(dǎo)電元件、各種低載荷構(gòu)件加熱方式烙鐵、火焰、電阻、感應(yīng)?2004金工教研室整理ppt釬焊硬釬焊?2004金工教研室整理ppt48釬焊的常見接頭形式?2004金工教研室整理ppt釬焊的常見接頭形式?2004金工教研室整理ppt49釬焊接頭的比較?2004金工教研室整理ppt釬焊接頭的比較?2004金工教研室整理ppt504、電渣焊?2004金工教研室整理ppt4、電渣焊?2004金工教研室整理ppt515、真空電子束焊接?2004金工教研室整理ppt5、真空電子束焊接?2004金工教研室整理ppt526、激光焊接?2004金工教研室整理ppt6、激光焊接?2004金工教研室整理ppt53題外話：關(guān)于鋁熱劑什么是鋁熱劑通常把鋁粉和氧化鐵的混合物叫鋁熱劑用某些金屬氧化物(如V2O5，Cr2O3，MnO2等)代替氧化鐵也可以做鋁熱劑有什么特性難熔的金屬氧化物與混合物中的鋁反應(yīng)時放出大量熱有什么用？?2004金工教研室整理ppt題外話：關(guān)于鋁熱劑什么是鋁熱劑?2004金工教研室整理p54焊接鋼軌原理鋁熱反應(yīng)公式示例：使用鋁粉可還原氧化鐵Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3

還原反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱能，無需外部的能源，就能熔化金屬，可以用來焊接鋼軌優(yōu)點這些原料完全徹底地和合金元素混合在一起形成鋁熱劑，它可以組成與鋼軌化學(xué)、冶金、和機械方面相匹配的焊接接頭?2004金工教研室整理ppt焊接鋼軌原理?2004金工教研室整理ppt55焊接鋼軌過程鋁熱劑被投入到一個耐火坩堝中，用點火器點燃，開始鋁熱反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，液態(tài)鋼自動從坩堝底部釋放到耐火模具，從而連接鋼軌的兩端。模具帶有幾何形狀特征，能控制鑄造和固化的過程。當(dāng)鋁熱鋼冷卻下來后，進(jìn)行進(jìn)一步的熱處理來提高它的機械特性。?2004金工教研室整理ppt焊接鋼軌過程?2004金工教研室整理ppt56鋁熱焊設(shè)備?2004金工教研室整理ppt鋁熱焊設(shè)備?2004金工教研室整理ppt57其它用途冶煉難熔金屬軍事用途在炮彈導(dǎo)彈彈頭一但裝進(jìn)鋁熱劑成分，可極大地提高殺傷力。在前蘇聯(lián)科學(xué)家編寫的《火箭炮》一書中，談到火箭炮彈頭裝藥就有鋁熱劑的成分。在中國人民革命軍事博物館里，展品中就有美軍的鋼盔、卡賓槍、被燒熔在一起，除了火箭彈以外，其它炸彈沒有如此大的能量。?2004金工教研室整理ppt其它用途冶煉難熔金屬?2004金工教研室整理ppt58選擇焊接方法自行車車架鋼窗家用液化氣罐主縫自行車圈電子線路板鍋爐殼體鋼軌對接不銹鋼儲罐硬釬焊（鹽?。┯测F焊、對焊、電弧焊縫焊縫焊外邊、閃光對焊軟釬焊埋弧焊、電渣焊閃光對焊、鋁熱焊等離子弧焊接、氬弧焊?2004金工教研室整理ppt選擇焊接方法自行車車架硬釬焊（鹽?。?2004金工教研室59四、金屬材料的焊接性焊接性概念設(shè)定相同（焊接方法、材料、參數(shù)、結(jié)構(gòu)）易焊、難焊：獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度焊接性并非一定焊接方法、焊接材料、焊接工藝評定方法工藝焊接性：出現(xiàn)工藝缺陷的傾向使用焊接性：使用中的可靠性（力學(xué)、特殊性能要求）?2004金工教研室整理ppt四、金屬材料的焊接性焊接性概念?2004金工教研室整理p60鋼材焊接性的估算碳當(dāng)量計算公式計算結(jié)果<0.4%：良好0.4%～0.6%：相對較差>0.6%：焊接性不好?2004金工教研室整理ppt鋼材焊接性的估算碳當(dāng)量計算公式?2004金工教研室整理p61小型抗裂實驗法?2004金工教研室整理ppt小型抗裂實驗法?2004金工教研室整理ppt62碳鋼焊接低碳鋼（C%<0.25%）焊接性好、淬硬傾向小、無需特別處理大于50mm多層焊接－>應(yīng)力、變形開裂焊條電弧焊、埋弧焊、電渣焊、氣體保護焊電阻焊保證焊接接頭與母材等強度焊條：E4313(J421)E4303(J422)E4315(J427)等埋弧焊絲/焊劑：H08A(H08MnA)/431?2004金工教研室整理ppt碳鋼焊接低碳鋼（C%<0.25%）?2004金工教研63碳鋼焊接中碳鋼：C%＝（0.25%～0.6%）焊接性變差、淬硬傾向變大工藝特點：容易開裂：冷裂紋、熱裂紋必須預(yù)熱，減小工件各個部分的溫差細(xì)焊條、小電流、開坡口多層焊接焊條電弧焊、電渣焊（厚件）選擇抗裂能力較強的低氫型焊條、等強度焊條：E5016(J506)、E6015－D1(J607)?2004金工教研室整理ppt碳鋼焊接中碳鋼：C%＝（0.25%～0.6%）?264合金鋼焊接合金結(jié)構(gòu)鋼焊接件較少工藝與中碳鋼近似低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接工藝特點熱影響區(qū)的淬硬傾向：合金含量大小焊接接頭的裂紋傾向：冷裂紋傾向大?。汉瑲淞?、淬硬程度、應(yīng)力熱裂紋傾向不大（我國合金都含Mn）強度級別決定工藝低：同低碳鋼低溫大厚度高剛度構(gòu)件：大電流、慢速、低氫焊條、退火高：焊前預(yù)熱、焊后先消氫處理，再退火處理?2004金工教研室整理ppt合金鋼焊接合金結(jié)構(gòu)鋼焊接件較少?2004金工教研室整理p65鑄鐵補焊鑄鐵焊接性很差，只能進(jìn)行補焊焊接特點焊縫易形成白口、難以切削加工易開裂、易產(chǎn)生氣孔流動性好，只能進(jìn)行平焊熱焊法（600～700）：防止開裂，補焊后可切削加工冷焊法（450以下）?2004金工教研室整理ppt鑄鐵補焊鑄鐵焊接性很差，只能進(jìn)行補焊?2004金工教研室66非鐵金屬及其合金的焊接銅及銅合金困難導(dǎo)熱性太好，容易焊不透易氧化、易開裂、易形成氣孔電阻很小，難以采用電阻焊銅合金比純銅更難焊接氬弧焊（紫銅、青銅）氣焊（黃銅）、碳弧焊、釬焊?2004金工教研室整理ppt非鐵金屬及其合金的焊接銅及銅合金?2004金工教研室整理67非鐵金屬及其合金的焊接鋁及鋁合金也比較困難極易氧化、Al2O3阻礙金屬熔和、易夾渣導(dǎo)熱性較好，需預(yù)熱、使用大功率熱源容易產(chǎn)生氣孔（易吸收H2）高溫下強度塑性很低，焊縫塌陷氬弧焊、氣焊、點焊、縫焊、釬焊?2004金工教研室整理ppt非鐵金屬及其合金的焊接鋁及鋁合金?2004金工教研室整理68選擇焊接方法－圓筒低壓容器Q235鋼板20mm批量生產(chǎn)埋弧自動焊20鋼板2mm批量生產(chǎn)縫焊45鋼板6mm單件生產(chǎn)焊條電弧焊紫銅板4mm單件生產(chǎn)氬弧焊鋁合金板20mm單件生產(chǎn)氬弧焊不銹鋼板10mm小批生產(chǎn)氬弧焊?2004金工教研室整理ppt選擇焊接方法－圓筒低壓容器Q235鋼板20mm批量生產(chǎn)紫銅板69討論焊接工藝問題如圖鑄件補焊后還是開裂，怎么樣補焊才能既不開裂，又能切削加工？?2004金工教研室整理ppt討論焊接工藝問題如圖鑄件補焊后還是開裂，怎么樣補焊才能既不開70五、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計焊接結(jié)構(gòu)件材料的選擇應(yīng)選碳當(dāng)量小于0.4的金屬材料優(yōu)選強度等級低的低合金結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)選鎮(zhèn)靜鋼（脫氧完全）異種金屬間焊接以焊接性較差的金屬材料設(shè)計焊接工藝各種金屬材料的焊接性能可查表?2004金工教研室整理ppt五、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計焊接結(jié)構(gòu)件材料的選擇?2004金工教研室711、合理選用型材減少焊縫數(shù)量?2004金工教研室整理ppt1、合理選用型材減少焊縫數(shù)量?2004金工教研室整理pp722、焊接接頭設(shè)計分散布置焊縫?2004金工教研室整理ppt2、焊接接頭設(shè)計分散布置焊縫?2004金工教研室整理pp733、對稱布置焊縫?2004金工教研室整理ppt3、對稱布置焊縫?2004金工教研室整理ppt74對稱布置焊縫?2004金工教研室整理ppt對稱布置焊縫?2004金工教研室整理ppt75對稱布置焊縫?2004金工教研室整理ppt對稱布置焊縫?2004金工教研室整理ppt764、避開應(yīng)力集中的位置?2004金工教研室整理ppt4、避開應(yīng)力集中的位置?2004金工教研室整理ppt77避開應(yīng)力集中的位置?2004金工教研室整理ppt避開應(yīng)力集中的位置?2004金工教研室整理ppt78避開應(yīng)力集中的位置?2004金工教研室整理ppt避開應(yīng)力集中的位置?2004金工教研室整理ppt795、避開機械加工位置?2004金工教研室整理ppt5、避開機械加工位置?2004金工教研室整理ppt806、便于電弧焊的設(shè)計?2004金工教研室整理ppt6、便于電弧焊的設(shè)計?2004金工教研室整理ppt81便于電弧焊的設(shè)計?2004金工教研室整理ppt便于電弧焊的設(shè)計?2004金工教研室整理ppt82便于電弧焊的設(shè)計?2004金工教研室整理ppt便于電弧焊的設(shè)計?2004金工教研室整理ppt837、便于埋弧焊的設(shè)計?2004金工教研室整理ppt7、便于埋弧焊的設(shè)計?2004金工教研室整理ppt848、便于點焊及縫焊的設(shè)計?2004金工教研室整理ppt8、便于點焊及縫焊的設(shè)計?2004金工教研室整理ppt85其他布置原則盡可能平焊避免仰焊減少橫焊一次裝配，盡可能完成大部分焊接?2004金工教研室整理ppt其他布置原則盡可能平焊?2004金工教研室整理ppt869、焊條電弧焊接頭形式對接接頭?2004金工教研室整理ppt9、焊條電弧焊接頭形式對接接頭?2004金工教研室整理p87焊條電弧焊接頭形式T型接頭?2004金工教研室整理ppt焊條電弧焊接頭形式T型接頭?2004金工教研室整理ppt88焊條電弧焊接頭形式角接接頭?2004金工教研室整理ppt焊條電弧焊接頭形式角接接頭?2004金工教研室整理ppt89焊條電弧焊接頭形式搭接接頭?2004金工教研室整理ppt焊條電弧焊接頭形式搭接接頭?2004金工教研室整理ppt90接頭過渡形式?2004金工教研室整理ppt接頭過渡形式?2004金工教研室整理ppt91接頭過渡形式?2004金工教研室整理ppt接頭過渡形式?2004金工教研室整理ppt92電渣焊接頭形式?2004金工教研室整理ppt電渣焊接頭形式?2004金工教研室整理ppt93討論如圖三個焊件這三個焊件結(jié)構(gòu)設(shè)計都有問題?2004金工教研室整理ppt討論如圖三個焊件這三個焊件結(jié)構(gòu)設(shè)計都有問題?2004金工94六、連接技術(shù)綜述通過機械、物理和化學(xué)方法，以及冶金方式，將多個零件連接成一個整體，并保持相互位置的工藝方法機械連接可拆卸連接/不可拆卸連接物理化學(xué)方法釬焊/粘接冶金方式：焊接?2004金工教研室整理ppt六、連接技術(shù)綜述通過機械、物理和化學(xué)方法，以及冶金方式，將多95機械連接－可拆卸連接?2004金工教研室整理ppt機械連接－可拆卸連接?2004金工教研室整理ppt96機械連接－不可拆卸連接?2004金工教研室整理ppt機械連接－不可拆卸連接?2004金工教研室整理ppt97物理化學(xué)方法－釬焊?2004金工教研室整理ppt物理化學(xué)方法－釬焊?2004金工教研室整理ppt98物理化學(xué)方法－粘接?2004金工教研室整理ppt物理化學(xué)方法－粘接?2004金工教研室整理ppt99討論：汽車中的連接舉例說明汽車中的連接可拆卸連接不可拆卸連接粘接焊接?2004金工教研室整理ppt討論：汽車中的連接舉例說明汽車中的連接?2004金工教研100總結(jié)電弧焊工藝焊條電弧焊的各種方法特種焊接工藝方法金屬材料的焊接性焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計連接技術(shù)?2004金工教研室整理ppt總結(jié)電弧焊工藝?2004金工教研室整理ppt101機械制造基礎(chǔ)金工教研室制造科學(xué)與工程學(xué)院2005年春季學(xué)期第四講：焊接工藝常識

?2004金工教研室整理ppt機械制造基礎(chǔ)金工教研室第四講：焊接工藝常識?2004金102第四講：焊接工藝常識焊接工藝永久性連接起源于一次世界大戰(zhàn)后（凡爾賽公約）現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)工藝造船、航空、鍋爐、化工、機械、汽車基本焊接方法電弧焊：屬于熔化焊其他焊接方法：壓力焊、釬焊?2004金工教研室整理ppt第四講：焊接工藝常識焊接工藝?2004金工教研室整理pp103本講內(nèi)容一、電弧焊工藝常識二、焊條電弧焊三、特種焊接工藝方法四、金屬材料的焊接性五、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計六、連接技術(shù)?2004金工教研室整理ppt本講內(nèi)容一、電弧焊工藝常識?2004金工教研室整理ppt104一、電弧焊工藝常識1、焊接電弧氣體介質(zhì)中導(dǎo)電現(xiàn)象?2004金工教研室整理ppt一、電弧焊工藝常識1、焊接電弧?2004金工教研室整理p105焊接電弧的熱量熱量來源于陽極43％陰極36％弧柱21％熱量擴散65％～85％加熱熔化金屬其余散失在電弧周圍飛濺的金屬液?2004金工教研室整理ppt焊接電弧的熱量熱量來源于?2004金工教研室整理ppt1062、正接和反接溫度：陽極：2600K陰極：2400K電弧中心：6000K－8000K直流焊接正接法：工件溫度高反接法交流焊接：兩極溫度均為2500K引弧電壓：50－90V電弧電壓：16－35V?2004金工教研室整理ppt2、正接和反接溫度：?2004金工教研室整理ppt1073、焊接接頭的組織與性能焊接工件上溫度的變化與分布?2004金工教研室整理ppt3、焊接接頭的組織與性能焊接工件上溫度的變化與分布?200108焊接接頭組織低碳鋼焊縫焊接熱影響區(qū)?2004金工教研室整理ppt焊接接頭組織低碳鋼焊縫焊接熱影響區(qū)?2004金工教研室整1094、焊縫從熔池底向中心凝固各個方向凝固速度不同柱狀鑄態(tài)組織鐵素體＋少量珠光體雜質(zhì)集中在焊縫中心，影響焊縫質(zhì)量?2004金工教研室整理ppt4、焊縫從熔池底向中心凝固?2004金工教研室整理ppt110焊縫的熱影響區(qū)1－融合區(qū)0.1~1mm，關(guān)鍵2－過熱區(qū)脆性比融合區(qū)更大3－正火區(qū)力學(xué)性能優(yōu)于母材4－部分相變區(qū)比正火區(qū)稍差不同焊接方法熱影響區(qū)寬度不同焊后正火改善接頭性能?2004金工教研室整理ppt焊縫的熱影響區(qū)1－融合區(qū)?2004金工教研室整理ppt1115、焊接應(yīng)力與變形極不平衡的熱循環(huán)過程應(yīng)力分布規(guī)律先冷受壓，后冷受拉?2004金工教研室整理ppt5、焊接應(yīng)力與變形極不平衡的熱循環(huán)過程?2004金工教研112消除焊接應(yīng)力提高母材塑性避免焊縫交叉避免焊縫過寬過長合理焊接順序先焊短焊縫后焊長焊縫預(yù)熱焊件、振動焊縫焊后退火?2004金工教研室整理ppt消除焊接應(yīng)力提高母材塑性?2004金工教研室整理ppt113焊接變形收縮變形角變形彎曲變形扭曲變形波浪變形?2004金工教研室整理ppt焊接變形收縮變形?2004金工教研室整理ppt114防止焊接變形減小焊接應(yīng)力提高結(jié)構(gòu)剛度對稱焊縫分布焊前反變形?2004金工教研室整理ppt防止焊接變形減小焊接應(yīng)力?2004金工教研室整理ppt115防止焊接變形合理焊接操作平衡溫度分布利用變形?2004金工教研室整理ppt防止焊接變形合理焊接操作?2004金工教研室整理ppt116防止焊接變形焊后校正?2004金工教研室整理ppt防止焊接變形焊后校正?2004金工教研室整理ppt117二、焊條電弧焊焊條電弧焊過程藥皮燃燒：電弧周圍氣體：CO2、CO、H2熔池中熔渣，冷卻形成渣殼保護熔池中的熔化金屬?2004金工教研室整理ppt二、焊條電弧焊焊條電弧焊過程?2004金工教研室整理pp1181、電焊條焊芯導(dǎo)電和填充焊縫焊接用鋼絲低碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼藥皮焊接過程順利進(jìn)行焊縫化學(xué)成分、力學(xué)性能?2004金工教研室整理ppt1、電焊條焊芯?2004金工教研室整理ppt119焊條藥皮作用提高電弧燃燒的穩(wěn)定性防止空氣對熔化金屬的有害作用對熔池脫氧、加入合金元素保證焊縫金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能穩(wěn)弧、造氣、造渣、脫氧、合金、稀渣、粘接原料種類原料名稱作用穩(wěn)弧劑碳酸鉀、碳酸鈉、長石、大理石、鈦白粉、鈉水玻璃、鉀水玻璃改善引弧性能、提高電弧燃燒的穩(wěn)定性造氣劑淀粉、木屑、纖維素、大理石造成一定量的氣體，隔絕空氣，保護焊接熔滴與熔池造渣劑大理石、長石、螢石、菱苦石、錳礦、鈦鐵礦、粘土、鈦白粉、金紅石造成具有一定物理化學(xué)性能的熔渣，保護焊縫，堿性渣中的CaO可脫硫、磷?2004金工教研室整理ppt焊條藥皮作用原料種類原料名稱作用穩(wěn)弧劑碳酸鉀、碳酸鈉、長石、120焊條藥皮的作用?2004金工教研室整理ppt焊條藥皮的作用?2004金工教研室整理ppt121焊條種類按化學(xué)成分分成七大類碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、堆焊、鑄鐵、銅及銅合金、鋁及鋁合金焊條型號E4303：E碳鋼焊條43：焊縫抗拉43kgf/mm20：(0/1)全位置焊接、(2)平焊、(4)向下立焊03：3、4為組合表示焊接電流種類和藥皮類型，03為鈦鈣型藥皮、交流或直流?2004金工教研室整理ppt焊條種類按化學(xué)成分分成七大類?2004金工教研室整理pp122焊條種類焊條牌號J422、J507J：結(jié)構(gòu)鋼焊條（奧氏體不銹鋼A、鑄鐵Z）42：抗拉強度等級MPa（50、55、60、70、80）2：藥皮和電流種類?2004金工教研室整理ppt焊條種類焊條牌號?2004金工教研室整理ppt123焊條種類按熔渣性質(zhì)酸性焊條酸性氧化物比堿性氧化物多適合各種電源、易操作、電弧穩(wěn)定、成本低焊縫塑性韌性差、不宜用于重要構(gòu)件堿性焊條焊縫塑性韌性好、抗沖擊能力強要求直流電源、操作性差、電弧不夠穩(wěn)定、價格高，適于重要構(gòu)件?2004金工教研室整理ppt焊條種類按熔渣性質(zhì)?2004金工教研室整理ppt124焊條選用原則選擇依據(jù)：根據(jù)焊件化學(xué)成分、力學(xué)性能、抗裂性、耐腐蝕耐高溫性能結(jié)構(gòu)形狀、受力情況、焊接設(shè)備條件低碳鋼和低合金鋼構(gòu)件：根據(jù)強度（兩構(gòu)件強度較低者為準(zhǔn)）酸性/堿性：根據(jù)重要性鑄鐵：堿性焊條和適當(dāng)工藝（預(yù)熱）不銹鋼和耐熱鋼：特殊、專用焊條?2004金工教研室整理ppt焊條選用原則選擇依據(jù)：根據(jù)焊件?2004金工教研室整理p1252、埋弧焊埋弧焊演示?2004金工教研室整理ppt2、埋弧焊埋弧焊演示?2004金工教研室整理ppt126埋弧焊特點大電流（1000A）、生產(chǎn)率高焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定節(jié)約金屬熱量集中、可無坡口、無焊條頭、飛濺少改善勞動條件無弧光、煙霧自動化程度高工藝裝備復(fù)雜，適合批量生產(chǎn)?2004金工教研室整理ppt埋弧焊特點大電流（1000A）、生產(chǎn)率高?2004金工教127焊絲與焊劑焊絲焊劑決定焊縫化學(xué)成分、力學(xué)性能熔煉焊劑、陶質(zhì)焊劑?2004金工教研室整理ppt焊絲與焊劑焊絲焊劑決定焊縫化學(xué)成分、力學(xué)性能?2004金128埋弧焊工藝仔細(xì)下料、準(zhǔn)備（清理）坡口、裝配引弧板與引出板－焊后去掉?2004金工教研室整理ppt埋弧焊工藝仔細(xì)下料、準(zhǔn)備（清理）坡口、裝配?2004金工129防止燒穿－焊劑墊、墊板?2004金工教研室整理ppt防止燒穿－焊劑墊、墊板?2004金工教研室整理ppt130環(huán)縫焊接?2004金工教研室整理ppt環(huán)縫焊接?2004金工教研室整理ppt1313、氣體保護焊－氬弧焊?2004金工教研室整理ppt3、氣體保護焊－氬弧焊?2004金工教研室整理ppt132氣體保護焊－CO2保護焊?2004金工教研室整理ppt氣體保護焊－CO2保護焊?2004金工教研室整理ppt1334、等離子弧焊接與切割電弧壓縮機械壓縮熱壓縮電磁收縮中心區(qū)域溫度極高16000K焊接/切割熔點很高的金屬不銹鋼鈦、鎢?2004金工教研室整理ppt4、等離子弧焊接與切割電弧壓縮?2004金工教研室整理p1345、焊接自動化數(shù)控軌跡控制焊接質(zhì)量監(jiān)控?2004金工教研室整理ppt5、焊接自動化數(shù)控軌跡控制?2004金工教研室整理ppt135焊接機器人焊接機器人演示?2004金工教研室整理ppt焊接機器人焊接機器人演示?2004金工教研室整理ppt136用電弧焊焊接鋼板的問題如圖拼焊一張大鋼板焊縫布置合理嗎？如何改進(jìn)？對稱，錯開如何合理安排焊縫順序？先短后長12345678?2004金工教研室整理ppt用電弧焊焊接鋼板的問題如圖拼焊一張大鋼板12345678?137三、特種焊接工藝方法簡略了解其它焊接方法電阻焊、摩擦焊、釬焊、電渣焊真空電子束焊接、激光焊接討論可以用于焊接的能源形式?2004金工教研室整理ppt三、特種焊接工藝方法簡略了解其它焊接方法?2004金工教1381、電阻焊電阻熱Q=I2Rt特點生產(chǎn)率高、焊接變形小操作簡便、易實現(xiàn)自動（汽車外殼焊接）設(shè)備復(fù)雜、耗電量大接頭形式、工件厚度受到限制點焊、縫焊、對焊?2004金工教研室整理ppt1、電阻焊電阻熱?2004金工教研室整理ppt139點焊局部高溫焊合分流現(xiàn)象焊點的分布最小距離限制?2004金工教研室整理ppt點焊局部高溫焊合?2004金工教研室整理ppt140點焊的接頭形式硬規(guī)范軟規(guī)范電極壓力表面清洗接頭形式?2004金工教研室整理ppt點焊的接頭形式硬規(guī)范?2004金工教研室整理ppt141縫焊?2004金工教研室整理ppt縫焊?2004金工教研室整理ppt142對焊?2004金工教研室整理ppt對焊?2004金工教研室整理ppt143對焊接頭形式?2004金工教研室整理ppt對焊接頭形式?2004金工教研室整理ppt144討論這個問題銅及銅合金可以采用電阻焊嗎？?2004金工教研室整理ppt討論這個問題銅及銅合金可以采用電阻焊嗎？?2004金工教1452、摩擦焊?2004金工教研室整理ppt2、摩擦焊?2004金工教研室整理ppt146摩擦焊的接頭形式?2004金工教研室整理ppt摩擦焊的接頭形式?2004金工教研室整理ppt1473、釬焊焊接過程示意圖－毛細(xì)管作用?2004金工教研室整理ppt3、釬焊焊接過程示意圖－毛細(xì)管作用?2004金工教研室整148釬焊硬釬焊450℃以上、接頭強度200MPa以上自行車架、工具、刀具軟釬焊450℃以下、接頭強度70MPa以下儀表、導(dǎo)電元件、各種低載荷構(gòu)件加熱方式烙鐵、火焰、電阻、感應(yīng)?2004金工教研室整理ppt釬焊硬釬焊?2004金工教研室整理ppt149釬焊的常見接頭形式?2004金工教研室整理ppt釬焊的常見接頭形式?2004金工教研室整理ppt150釬焊接頭的比較?2004金工教研室整理ppt釬焊接頭的比較?2004金工教研室整理ppt1514、電渣焊?2004金工教研室整理ppt4、電渣焊?2004金工教研室整理ppt1525、真空電子束焊接?2004金工教研室整理ppt5、真空電子束焊接?2004金工教研室整理ppt1536、激光焊接?2004金工教研室整理ppt6、激光焊接?2004金工教研室整理ppt154題外話：關(guān)于鋁熱劑什么是鋁熱劑通常把鋁粉和氧化鐵的混合物叫鋁熱劑用某些金屬氧化物(如V2O5，Cr2O3，MnO2等)代替氧化鐵也可以做鋁熱劑有什么特性難熔的金屬氧化物與混合物中的鋁反應(yīng)時放出大量熱有什么用？?2004金工教研室整理ppt題外話：關(guān)于鋁熱劑什么是鋁熱劑?2004金工教研室整理p155焊接鋼軌原理鋁熱反應(yīng)公式示例：使用鋁粉可還原氧化鐵Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3

還原反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱能，無需外部的能源，就能熔化金屬，可以用來焊接鋼軌優(yōu)點這些原料完全徹底地和合金元素混合在一起形成鋁熱劑，它可以組成與鋼軌化學(xué)、冶金、和機械方面相匹配的焊接接頭?2004金工教研室整理ppt焊接鋼軌原理?2004金工教研室整理ppt156焊接鋼軌過程鋁熱劑被投入到一個耐火坩堝中，用點火器點燃，開始鋁熱反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后，液態(tài)鋼自動從坩堝底部釋放到耐火模具，從而連接鋼軌的兩端。模具帶有幾何形狀特征，能控制鑄造和固化的過程。當(dāng)鋁熱鋼冷卻下來后，進(jìn)行進(jìn)一步的熱處理來提高它的機械特性。?2004金工教研室整理ppt焊接鋼軌過程?2004金工教研室整理ppt157鋁熱焊設(shè)備?2004金工教研室整理ppt鋁熱焊設(shè)備?2004金工教研室整理ppt158其它用途冶煉難熔金屬軍事用途在炮彈導(dǎo)彈彈頭一但裝進(jìn)鋁熱劑成分，可極大地提高殺傷力。在前蘇聯(lián)科學(xué)家編寫的《火箭炮》一書中，談到火箭炮彈頭裝藥就有鋁熱劑的成分。在中國人民革命軍事博物館里，展品中就有美軍的鋼盔、卡賓槍、被燒熔在一起，除了火箭彈以外，其它炸彈沒有如此大的能量。?2004金工教研室整理ppt其它用途冶煉難熔金屬?2004金工教研室整理ppt159選擇焊接方法自行車車架鋼窗家用液化氣罐主縫自行車圈電子線路板鍋爐殼體鋼軌對接不銹鋼儲罐硬釬焊（鹽?。┯测F焊、對焊、電弧焊縫焊縫焊外邊、閃光對焊軟釬焊埋弧焊、電渣焊閃光對焊、鋁熱焊等離子弧焊接、氬弧焊?2004金工教研室整理ppt選擇焊接方法自行車車架硬釬焊（鹽?。?2004金工教研室160四、金屬材料的焊接性焊接性概念設(shè)定相同（焊接方法、材料、參數(shù)、結(jié)構(gòu)）易焊、難焊：獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度焊接性并非一定焊接方法、焊接材料、焊接工藝評定方法工藝焊接性：出現(xiàn)工藝缺陷的傾向使用焊接性：使用中的可靠性（力學(xué)、特殊性能要求）?2004金工教研室整理ppt四、金屬材料的焊接性焊接性概念?2004金工教研室整理p161鋼材焊接性的估算碳當(dāng)量計算公式計算結(jié)果<0.4%：良好0.4%～0.6%：相對較差>0.6%：焊接性不好?2004金工教研室整理ppt鋼材焊接性的估算碳當(dāng)量計算公式?2004金工教研室整理p162小型抗裂實驗法?2004金工教研室整理ppt小型抗裂實驗法?2004金工教研室整理ppt163碳鋼焊接低碳鋼（C%<0.25%）焊接性好、淬硬傾向小、無需特別處理大于50mm多層焊接－>應(yīng)力、變形開裂焊條電弧焊、埋弧焊、電渣焊、氣體保護焊電阻焊保證焊接接頭與母材等強度焊條：E4313(J421)E4303(J422)E4315(J427)等埋弧焊絲/焊劑：H08A(H08MnA)/431?2004金工教研室整理ppt碳鋼焊接低碳鋼（C%<0.25%）?2004金工教研164碳鋼焊接中碳鋼：C%＝（0.25%～0.6%）焊接性變差、淬硬傾向變大工藝特點：容易開裂：冷裂紋、熱裂紋必須預(yù)熱，減小工件各個部分的溫差細(xì)焊條、小電流、開坡口多層焊接焊條電弧焊、電渣焊（厚件）選擇抗裂能力較強的低氫型焊條、等強度焊條：E5016(J506)、E6015－D1(J607)?2004金工教研室整理ppt碳鋼焊接中碳鋼：C%＝（0.25%～0.6%）?2165合金鋼焊接合金結(jié)構(gòu)鋼焊接件較少工藝與中碳鋼近似低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接工藝特點熱影響區(qū)的淬硬傾向：合金含量大小焊接接頭的裂紋傾向：冷裂紋傾向大小：含氫量、淬硬程度、應(yīng)力熱裂紋傾向不大（我國合金都含Mn）強度級別決定工藝低：同低碳鋼低溫大厚度高剛度構(gòu)件：大電流、慢速、低氫焊條、退火高：焊前預(yù)熱、焊后先消氫處理，再退火處理?2004金工教研室整理ppt合金鋼焊接合金結(jié)構(gòu)鋼焊接件較少?2004金工教研室整理p166鑄鐵補焊鑄鐵焊接性很差，只能進(jìn)行補焊焊接特點焊縫易形成白口、難以切削加工易開裂、易產(chǎn)生氣孔流動性好，只能進(jìn)行平焊熱焊法（600～700）：防止開裂，補焊后可切削加工冷焊法（450以下）?2004金工教研室整理ppt鑄鐵補焊鑄鐵焊接性很差，只能進(jìn)行補焊?2004金工教研室167非鐵金屬及其合金的焊接銅及銅合金困難導(dǎo)熱性太好，容易焊不透易氧化、易開裂、易形成氣孔電阻很小，難以采用電阻焊銅合金比純銅更難焊接氬弧焊（紫銅、青銅）氣焊（黃銅）、碳弧焊、釬焊?2004金工教研室整理ppt非鐵金屬及其合金的焊接銅及銅合金?2004金工教研室整理168非鐵金屬及其合金的焊接鋁及鋁合金也比較困難極易氧化、Al2O3阻礙金屬熔和、易夾渣導(dǎo)熱性較好，需預(yù)熱、使用大功率熱源容易產(chǎn)生氣孔（易吸收H2）高溫下強度塑性很低，焊縫塌陷氬弧焊、氣焊、點焊、縫焊、釬焊?2004金工教研室整理ppt非鐵金屬及其合金的焊接鋁及鋁合金?2004金工教研室整理169選擇焊接方法－圓筒低壓容器Q235鋼板20mm批量生產(chǎn)埋弧自動焊20鋼板2mm批量生產(chǎn)縫焊45鋼板6mm單件生產(chǎn)焊條電弧焊紫銅板4mm單件生產(chǎn)氬弧焊鋁合金板20mm單件生產(chǎn)氬弧焊不銹鋼板10mm小批生產(chǎn)氬弧焊?2004金工教研室整理ppt選擇焊接方法－圓筒低壓容器Q235鋼板20mm批量生產(chǎn)紫銅板170討論焊接工藝問題如圖鑄件補焊后還是開裂，怎么樣補焊才能既不開裂，又能切削加工？?2004金工教研室整理ppt討論焊接工藝問題如圖鑄件補焊后還是開裂，怎么樣補焊才能既不開171五、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計焊接結(jié)構(gòu)件材料的選擇應(yīng)選碳當(dāng)量小于0.4的金屬材料優(yōu)選強度等級低的低合金結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)選鎮(zhèn)靜鋼（脫氧完全）異種金屬間焊接以焊接性較差的金屬材料設(shè)計焊接工藝各種金屬材料的焊接性能可查表?2004金工教研室整理ppt五、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計焊接結(jié)構(gòu)件材料的選擇?2004金工教研室1721、合理選用型材減少焊縫數(shù)量?2004金工教研室整理ppt1、合