材料成型第十章課堂教學(xué)

材料成型第十章課堂教學(xué)第1頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一焊接在汽車及其他制造業(yè)中的地位和作用車身;散熱器;車箱;車輪;刃量具等焊接的概念材料,型材或零件連接成零件或機(jī)器部件的方式—機(jī)械連接;物理化學(xué)連接;冶金連接.機(jī)械連接：用螺釘、螺栓和鉚釘?shù)染o固件將兩個分離型材或零件連接成一個復(fù)雜零件或部件的過程。物理和化學(xué)連接：用粘膠或釬料通過毛細(xì)作用、分子間擴(kuò)散及化學(xué)反應(yīng)作用，將兩個分離表面連接成不可拆接頭的工藝過程。冶金連接：用加熱（熔化）或加壓使金屬構(gòu)件表面的原子達(dá)到晶格距離并形成金屬鍵，而獲得不可拆接頭的工藝過程。焊接：是通過加熱或加壓，或者兩者并用，并用或不用填充材料，使焊接件達(dá)到原子結(jié)合的一種方法。(---冶金連接)

一概述2023/4/302第2頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一焊接方法分類壓力焊摩擦焊超聲波焊爆炸焊擴(kuò)散焊高頻焊釬焊及封粘軟釬焊硬釬焊封接粘接熔焊電弧焊電渣焊等離子弧焊電子束焊激光焊手弧焊氣體保護(hù)焊埋弧焊電阻焊2023/4/303第3頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一焊接方法主要有：熔化焊、壓力焊、釬焊等。焊接的主要特點(diǎn)是：（1）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量；（2）簡化復(fù)雜零件和大型零件的制造；（3）適應(yīng)性好；可實(shí)現(xiàn)特殊結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)；（4）滿足特殊連接要求；可實(shí)現(xiàn)不同材料間的連接成型；（5）降低勞動強(qiáng)度，改善勞動條件。焊接方法的應(yīng)用：（1）制造金屬結(jié)構(gòu)件；（2）制造機(jī)器零件和工具；（3）修復(fù)。2023/4/304第4頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一氣門芯2023/4/305第5頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/306第6頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

二材料的焊接成形2壓力焊工藝本部分主要內(nèi)容:1熔焊工藝3釬焊與封焊4金屬材料的焊接性5焊接缺陷與檢驗(yàn)6焊接件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本篇重點(diǎn)：焊接原理與特點(diǎn)，焊接材料、焊接方法、焊接工藝參數(shù)和焊接結(jié)構(gòu)形式的選用原則。2023/4/307第7頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一(1)熔焊原理及過程(2)焊接接頭的組織與性能(3)焊接變形和焊接應(yīng)力(4)熔焊方法及工藝本節(jié)重點(diǎn)：熔化焊焊接接頭的組織性能本節(jié)難點(diǎn)：焊接應(yīng)力與變形1熔焊

2023/4/308第8頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一(1)熔焊原理及過程

熔焊的本質(zhì)及特點(diǎn)熔化焊的本質(zhì)是小熔池熔煉與鑄造，是金屬熔化與結(jié)晶的過程。熔池存在時(shí)間短，溫度高；冶金過程進(jìn)行不充分，氧化嚴(yán)重；熱影響區(qū)大。冷卻速度快，結(jié)晶后易生成粗大的柱狀晶。2023/4/309第9頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

熔化焊的三要素?zé)嵩?/p>

能量要集中，溫度要高。以保證金屬快速熔化，減小熱影響區(qū)。滿足要求的熱源有電弧、等離子弧、電渣熱、電子束和激光。熔池的保護(hù)

可用渣保護(hù)、氣保護(hù)和渣-氣聯(lián)合保護(hù)。以防止氧化，并進(jìn)行脫氧、脫硫和脫磷，給熔池過渡合金元素。填充金屬保證焊縫填滿及給焊縫帶入有益的合金元素，并達(dá)到力學(xué)性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊絲。2023/4/3010第10頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

熱源:電弧

電弧是指兩電極之間強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象。

(將電弧放電用作焊接熱源，既安全，加熱效率也高。)電弧的三個區(qū)

陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)焊接電弧的溫度oC和熱量分布

溫度oC熱量分布陽極區(qū)：260043％弧柱區(qū)：6000～800021％陰極區(qū)：240036％2023/4/3011第11頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

由于電弧產(chǎn)生的熱量在陽極和陰極上有一定的差異，在使用直流電焊機(jī)焊接時(shí)，有兩種接線方法：直流正接：焊件接正極，焊條接負(fù)極（厚板、酸性焊條）直流負(fù)接：焊件接負(fù)極，焊條接正極（薄板、堿性低氫焊條、低合金鋼和鋁合金）2023/4/3012第12頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

手工電弧焊的焊接過程：手工電弧焊是利用焊條與工件間產(chǎn)生的電弧熱，熔化工件而進(jìn)行焊接的工藝方法。電弧在焊條與被焊工件之間燃燒，電弧熱使工件（基本金屬）和焊條同時(shí)熔化成為熔池，焊條金屬熔滴借重力和電弧氣體吹力的作用逐漸過渡到熔池當(dāng)中。電弧熱還使焊條的藥皮熔化或燃燒。藥皮燃燒后與液體金屬起物理化學(xué)作用，所形成的熔渣和氣體可防止空氣中氧、氮的侵入，其保護(hù)熔化金屬的作用。2023/4/3013第13頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一電弧焊實(shí)質(zhì)

利用電極和工件之間燃燒的電弧產(chǎn)生的高熱量熔化金屬形成熔池，冷卻后形成焊接接頭的工藝方法。2023/4/3014第14頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

電弧焊的冶金過程特點(diǎn)：

(1)電弧和熔池金屬溫度高于一般的冶煉溫度。使金屬元素強(qiáng)烈蒸發(fā)，并使電弧區(qū)的氣體分解成原子狀態(tài)，增大了氣體的活潑性，導(dǎo)致金屬燒損或形成有害雜質(zhì)(容易形成氫脆或脆性氮化物,如:Fe4N,Fe2N)。

H2→H+→[H]O2→O2-→[O]N2→N3-→[N]2023/4/3015第15頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一(2)金屬熔池體積小，熔池四周是冷金屬，熔池處于液態(tài)的時(shí)間很短，一般在１０秒左右。導(dǎo)致各種化學(xué)反應(yīng)難以達(dá)到平衡狀態(tài)，化學(xué)成分不夠均勻.(3)

熔池不斷更新，有害氣體容易進(jìn)入熔池，氣體和雜質(zhì)來不及浮出易產(chǎn)生氣孔,氧化物和夾雜等缺陷,使焊縫力學(xué)性能降低。。

Fe+O→FeO;4FeO→Fe3O4+FeC+O→CO;Mn+O→MnOSi+2O→SiO22023/4/3016第16頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

保證焊縫質(zhì)量，焊接過程中應(yīng)采取的工藝措施：保護(hù)熔池(焊條藥皮產(chǎn)生CO2氣體和熔渣,將熔化金屬和空氣隔絕);

增添有用元素，調(diào)節(jié)焊縫化學(xué)成分;

進(jìn)行脫氧、脫硫、脫磷處理.2023/4/3017第17頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

焊劑保護(hù)的效果

(焊劑是由SiO2，MnO、MgO及CaF等組成的硅酸鹽。)

形成熔融的液態(tài)焊劑薄膜，使熔池與空氣隔絕，大大減少焊縫中的含氣量，提高焊縫韌性。延長熔池存在時(shí)間，加強(qiáng)了冶金反應(yīng)，有利于氣孔、夾渣的析出。熔池的保護(hù)2023/4/3018第18頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一渣保護(hù)

為了使熔池與空氣隔離，可在熔池上覆蓋一層熔渣.一方面防止金屬氧化和吸氣;另一方面向熔池過渡合金元素，提高焊縫性能;

同時(shí)，還可以減少散熱，提高生產(chǎn)率，防止強(qiáng)光輻射.

2023/4/3019第19頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一氣保護(hù)用于保護(hù)熔池和溶滴的氣體應(yīng)是惰性氣體，并在高溫下不分解，或是低氧化性的不溶于金屬液體的雙原子氣體(如Ar或CO2)。噴嘴結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能使氣體以層流流出。2023/4/3020第20頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一CO2氣體CO2為無色無味氣體，密度是空氣的1.5倍，在常溫下很穩(wěn)定，但在高溫下易分解。CO2氣體密度大，受熱后體積膨脹大，所以在隔離空氣保護(hù)焊接熔池和電弧方面，效果良好。但CO2氣體為氧化性氣體，在高溫下將分解為CO和O2：

CO2

＝CO+O2所以二氧化碳在高溫時(shí)有強(qiáng)烈的氧化性。氬氣氬氣為惰性氣體，高溫下不溶入液態(tài)金屬，也不與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，氬氣是一種理想的保護(hù)氣體。由于氬弧溫度高，因此一旦引燃，電弧就很穩(wěn)定。氬弧焊一般要求氬氣純度達(dá)99.9%，我國生產(chǎn)的工業(yè)純氬，其純度可達(dá)99.9%，完全合乎氬弧焊的要求。氬弧焊對焊前的除油、去銹、去水等準(zhǔn)備工作要求嚴(yán)格，否則就會影響焊縫質(zhì)量。2023/4/3021第21頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一渣-氣聯(lián)合保護(hù)利用渣的良好的冶金反應(yīng)和焊縫成型特點(diǎn)以及氣體的優(yōu)良電弧熱效率和穩(wěn)弧作用，可獲得良好的熔池保護(hù)效果。如焊條的藥皮及二氧化碳加藥芯。2023/4/3022第22頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/3023第23頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

填滿焊縫，提高焊縫性能，使焊縫與母材等強(qiáng)度，用焊絲和焊芯（填充金屬）過渡合金元素;常用的焊條鋼芯為碳素鋼絲、合金鋼絲和不銹鋼絲。H代表焊接用鋼絲，其后的兩位數(shù)字代表含碳量的萬分之幾；A為高級優(yōu)質(zhì)鋼；E代表特級優(yōu)質(zhì)鋼。填充金屬2023/4/3024第24頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

電焊條電焊條的組成及作用組成：焊芯和藥皮作用：焊芯—位于中心,采用專用的焊條鋼絲.作用:導(dǎo)電和填充金屬;

藥皮—外層,作用:形成熔渣保護(hù)熔池,隔熱空氣,增添合金元素,調(diào)節(jié)成分,使焊縫成分與母材一致;-----穩(wěn)弧、造氣、造渣、脫氧、合金、粘結(jié)等。藥皮必須含有造氣劑和造渣劑;藥皮中還應(yīng)含有穩(wěn)弧劑和合金化劑，以及脫氧劑、脫硫劑和去氫劑等。2023/4/3025第25頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一焊條的種類和編號種類：結(jié)構(gòu)鋼焊條、鉬及鉻鉬耐熱鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、低溫鋼焊條、鑄鐵焊條、鈦及鈦合金焊條、鋁及鋁合金焊條、銅及銅合金焊條、特殊用途焊條。編號：以結(jié)構(gòu)鋼焊條為例：Ｊ422

其中：Ｊ——結(jié)構(gòu)鋼焊條４２——焊縫金屬抗拉強(qiáng)度大于等于４２０ＭＰa

２——藥皮類型（鈦鈣型）和電源種類（交直流）Ｊ5077——低氫，直流2023/4/3026第26頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一酸性藥皮與堿性藥皮兩者的性質(zhì)酸性藥皮工藝性好，而堿性藥皮工藝性差。

堿性藥皮中有益元素多，能使焊接接頭力學(xué)性能提高。堿性藥皮中因不含有機(jī)物，也稱低氫型藥皮。可以提高焊縫金屬的抗裂性。堿性藥皮氧化性強(qiáng)，對銹、油、水的敏感性大，易產(chǎn)生飛濺和CO氣孔。堿性藥皮在高溫下，易生成較多的有毒物質(zhì)（HF等），因而應(yīng)注意通風(fēng)。2023/4/3027第27頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一電焊條的選用原則等強(qiáng)度原則：低碳鋼和普通低合金鋼構(gòu)件，一般都要求焊縫金屬與母材等強(qiáng)度，因此可根據(jù)鋼材強(qiáng)度等級來選用相應(yīng)的焊條。同一強(qiáng)度等級的酸性焊條和堿性焊條的選用。主要應(yīng)考慮：焊接件的結(jié)構(gòu)形狀、鋼板厚度、載荷性質(zhì)和抗裂性能而定。(焊條直徑與焊接電流???)低碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接，可按某一種鋼接頭中強(qiáng)度較低的鋼材來選用相應(yīng)的焊條。焊接不銹鋼或耐熱鋼等有特殊性能要求的鋼材，應(yīng)選用相應(yīng)的專用焊條。2023/4/3028第28頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一(2)焊接接頭的組織與性能

熔焊熱源的高溫集中融化焊縫區(qū)金屬，并向工件金屬傳導(dǎo)熱量，必然引起焊縫及附近區(qū)域金屬的組織和性能發(fā)生變化。焊縫區(qū)——在焊接接頭橫截面上測量的焊縫金屬的區(qū)域。熔合區(qū)——熔合線兩側(cè)有一個很窄的焊縫與熱影響區(qū)的過渡區(qū)。熱影響區(qū)---受焊接熱循環(huán)的影響，焊縫附近的母材因焊接熱作用發(fā)生組織或性能變化的區(qū)域（過熱區(qū)、正火區(qū)、部分相變區(qū)）。2023/4/3029第29頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一熱影響區(qū)中的過熱區(qū)，對焊接接頭有不利影響，應(yīng)使之盡可能減小。熔合區(qū)成分不均，組織為粗大的過熱組織或淬硬組織，是焊接接頭中的最差的部位。

在低碳鋼焊接接頭中，熔合區(qū)很窄，但因強(qiáng)度、塑性和韌性都下降，而且此處接頭斷面變化，引起應(yīng)力集中，在很大程度上決定焊接接頭的性能。2023/4/3030第30頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一焊縫熱影響區(qū)2023/4/3031第31頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一焊接接頭金屬組織與性能的變化熔合區(qū)：L+A過熱區(qū):A正火區(qū):A部分相變區(qū):A+F總結(jié)：熔合區(qū)、過熱區(qū)力學(xué)性能最差，組織為粗晶；正火區(qū)和部分相變區(qū)晶粒細(xì)小，力學(xué)性能正火區(qū)優(yōu)于母材，部分相變區(qū)稍差。2023/4/3032第32頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一(3)焊接變形和焊接應(yīng)力焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因：焊接過程的加熱和冷卻受到周圍冷金屬的拘束，不能自由膨脹和收縮。2023/4/3033第33頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生當(dāng)拘束很大時(shí)（如大平板對接），則會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，無殘余變形。當(dāng)拘束較小（如小板對接焊）時(shí)，既產(chǎn)生殘余應(yīng)力，又產(chǎn)生殘余變形。2023/4/3034第34頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一焊接變形變形規(guī)律：一般焊縫區(qū)出現(xiàn)正應(yīng)力（拉伸應(yīng)力），邊緣出現(xiàn)附加應(yīng)力（壓縮應(yīng)力）；一般朝減小焊接應(yīng)力的方向彎曲(通過內(nèi)纖維縮短變形來減小正應(yīng)力)2023/4/3035第35頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一焊件焊后的變形形式主要有：尺寸收縮、角變形、彎曲變形、扭曲變形、波浪變形等。2023/4/3036第36頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/3037第37頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/3038第38頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一焊接變形與應(yīng)力的危害工件焊接后產(chǎn)生變形和應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的制造和使用會產(chǎn)生不利影響。產(chǎn)生焊接變形，可能使焊接結(jié)構(gòu)尺寸不合要求，組裝困難，間隙大小不一致等，從而影響焊件質(zhì)量。焊接殘余應(yīng)力會增加工件工作時(shí)的內(nèi)應(yīng)力，降低承載能力；還會引起裂紋，甚至造成脆斷，應(yīng)力的存在會誘發(fā)應(yīng)力腐蝕裂紋。殘余應(yīng)力是一種不穩(wěn)定狀態(tài)，在一定條件下會衰減而產(chǎn)生一定的變形，使構(gòu)件尺寸不穩(wěn)定，所以減少和防止焊接變形和應(yīng)力是十分必要的。2023/4/3039第39頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一焊接應(yīng)力的防止及消除采取合理的焊接順序，使焊縫能夠自由地收縮，以減少應(yīng)力（圖a）。而圖b因先焊焊縫1導(dǎo)致對焊縫2的拘束度增加，而增大殘余應(yīng)力。2023/4/3040第40頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

焊縫不要有密集交叉截面，長度也要盡可能小，以減小焊接局部加熱，從而減少焊接應(yīng)力。

采用小能量，多層焊，也可減少焊縫應(yīng)力。

焊前預(yù)熱可以減少工件溫差，也能減少殘余應(yīng)力。2023/4/3041第41頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一當(dāng)焊縫還處在較高溫度時(shí)，錘擊焊縫使金屬伸長，也能減少焊接殘余應(yīng)力。焊后進(jìn)行消除應(yīng)力的退火可消除殘余應(yīng)力。2023/4/3042第42頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一焊接變形的防止和消除焊縫對稱布置

采用反變形方法2023/4/3043第43頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一采用對稱焊和分段倒退焊采用多層多道焊，能減少焊接變形2023/4/3044第44頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一采用焊前剛性固定組裝焊接，限制產(chǎn)生焊接變形，但這樣會產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。采用定位焊組裝也可防止焊接變形。2023/4/3045第45頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一防止角變形防止扭曲變形2023/4/3046第46頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

嚴(yán)重的焊接變形應(yīng)消除，常采用機(jī)械矯正法，通常只適于塑性好的低碳鋼和普通低合金鋼。2023/4/3047第47頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

火焰矯正法是利用火焰加熱的熱變形方法，一般也僅適用于塑性好，且無淬硬傾向的材料。2023/4/3048第48頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一思考題減少焊接應(yīng)力考慮，拼焊如題圖1所示的鋼板時(shí)，應(yīng)怎樣確定焊接順序？試在圖中標(biāo)出，并說明理由。圖12023/4/3049第49頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一(4)熔焊方法及工藝手弧焊埋弧焊氣體保護(hù)焊電渣焊等離子弧焊電子束焊激光焊2023/4/3050第50頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一埋弧自動焊原理及特點(diǎn)自動機(jī)頭將光焊絲靠焊絲盤自動送入電弧區(qū)并保證選定的弧長;電弧在顆粒狀熔劑層下燃燒;焊機(jī)帶著焊絲自動均勻向前移動或自動焊機(jī)頭不動,工件以均速運(yùn)動;在焊絲前面,焊劑從漏斗中不斷流出散在工件表面.焊接時(shí),部分焊劑熔化成熔渣覆蓋在焊縫表面保護(hù)熔池,大部分焊劑未熔化,可回收使用.

2023/4/3051第51頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

埋弧自動焊是用焊劑進(jìn)行渣保護(hù)，焊絲為一電極在焊劑層下引燃電弧燃燒。2023/4/3052第52頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一埋弧自動焊焊接過程

焊絲靠焊絲盤自動送入電弧區(qū)，電弧在顆粒狀熔劑層下燃燒；焊接時(shí)部分焊劑熔化成為熔渣覆蓋在焊縫表面.2023/4/3053第53頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一工藝特點(diǎn):

生產(chǎn)效率高;(無需更換電焊條)(2)焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定;(焊劑供給充足;熔池保持液態(tài)時(shí)間長;冶金過程進(jìn)行完善;焊接規(guī)范容易自動控制)

節(jié)省金屬材料;(熱量大,熔池深,節(jié)省填充金屬,無焊接接頭的浪費(fèi))(4)改善勞動條件(看不到弧光,飛濺少)2023/4/3054第54頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一埋弧自動焊工序

焊前準(zhǔn)備板厚小于14mm時(shí)，可不開坡口；板厚為14～22mm時(shí)，應(yīng)開Y型坡口；板厚為22～50mm時(shí)，可開雙Y型或U型坡口。

Y型和雙Y型坡口的角度為50°～60°。2023/4/3055第55頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

焊縫間隙應(yīng)均勻，焊直縫時(shí)，應(yīng)安裝引弧板和熄弧板，以防止起弧和熄弧時(shí)產(chǎn)生的氣孔、夾雜、縮孔、縮松等缺陷進(jìn)入工件焊縫之中.2023/4/3056第56頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一平板對接焊

一般采用雙面焊，可不留間隙直接進(jìn)行雙面焊接，也可采用打底焊或焊劑墊或墊板。為提高生產(chǎn)率，也可采用水冷銅成型底板進(jìn)行單面焊雙面成型。

環(huán)焊縫焊接環(huán)焊縫時(shí)，焊絲起弧點(diǎn)應(yīng)與環(huán)的中心線偏離一距離e，以防止熔池金屬的流淌。一般偏離距離為

20~40mm，直徑小于250mm的環(huán)縫一般不采用埋弧自動焊。

多絲埋弧焊同時(shí)有兩個以上焊絲一起焊接，焊接速度高，焊縫成型好。前一電弧保證熔深，后續(xù)電弧調(diào)節(jié)熔寬，使熔池形狀及焊縫成型較為合理。2023/4/3057第57頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一埋弧自動焊的應(yīng)用埋弧自動焊主要用于壓力容器的環(huán)縫焊和直縫焊，鍋爐冷卻壁的長直焊縫焊接，船舶和潛艇殼體的焊接，起重機(jī)械（行車）和冶金機(jī)械（高爐爐身）的焊接。2023/4/3058第58頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一2023/4/3059第59頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

氣體保護(hù)焊氬弧焊

利用氬氣保護(hù)電弧熱源及焊縫區(qū)進(jìn)行焊接。氬弧焊焊接過程2023/4/3060第60頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一氬弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用電弧穩(wěn)定,飛濺小,焊縫致密,表面沒有熔渣,成形美觀,還可實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型;

電弧和熔池區(qū)是氣流保護(hù),明弧可見,便于操作,容易實(shí)現(xiàn)全位自動焊接;機(jī)械保護(hù)效果很好，焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量優(yōu)良，焊縫成型美觀。電弧在氣流壓縮下燃燒,熱量集中,熔池較小,焊接速度較快;氬氣貴，成本高。氬弧焊主要用于易氧化的有色金屬和合金鋼的焊接。如鋁、鈦和不銹鋼等。2023/4/3061第61頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一氣體保護(hù)焊

以CO2為保護(hù)氣體，焊絲自動送進(jìn)，焊工操作焊矩；用焊絲為電極引燃電弧，實(shí)現(xiàn)半自動焊或自動焊。CO2

保護(hù)焊2023/4/3062第62頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一CO2氣體

CO2氣體密度大，高溫體積膨脹大，保護(hù)效果好。但CO2在高溫下易分解為CO和O，導(dǎo)致合金元素的氧化，熔池金屬的飛濺和CO氣孔。焊接用CO2純度要大于99.8%。2023/4/3063第63頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

工藝特點(diǎn)屬于半自動焊；成本相對低；生產(chǎn)率高；操作性能好；焊接質(zhì)量好；缺點(diǎn):熔滴飛濺嚴(yán)重(焊縫成型不夠美觀)；煙霧大(如控制不當(dāng),容易產(chǎn)生氣孔)；應(yīng)用:主要用于30mm以下厚度的低碳鋼和部分合金鋼，適用于薄板焊接。2023/4/3064第64頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一電渣焊利用電流通過液體熔渣時(shí)產(chǎn)生的電阻熱加熱和熔化焊絲和母材來進(jìn)行焊接的一種熔化焊方法。分為絲極、板極、熔嘴和熔管電渣焊。工作過程起弧造渣階段；焊接階段；收尾階段；

2023/4/3065第65頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一電渣焊

電渣焊的結(jié)晶特點(diǎn)

電渣焊的線能量大，加熱和冷卻速度低，高溫停留時(shí)間長，所以電渣焊焊縫的一次結(jié)晶晶粒為粗大的樹枝狀組織，熱影響區(qū)也嚴(yán)重過熱。在焊接低碳鋼時(shí)焊縫和近縫區(qū)產(chǎn)生粗大的魏氏組織。為了改善焊接接頭的力學(xué)性能，焊后要進(jìn)行（正火）熱處理。2023/4/3066第66頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一電渣焊工藝特點(diǎn)

電渣焊與一般電弧焊相比有如下優(yōu)點(diǎn)：電渣焊可一次焊接很厚的工件，故焊接生產(chǎn)率高。電渣焊只需留有一定的間隙而不開坡口，焊接過程中焊劑、焊絲和電能的消耗量均比埋弧焊低，而且工件厚度越大效果越明顯。電渣焊時(shí)金屬熔池的凝固速率低，熔池中的氣體和雜質(zhì)較易浮出，故電渣焊焊縫產(chǎn)生氣孔，夾渣的傾向性較低,焊縫缺陷少；渣池的熱容量大，對電流的波動敏感性小，電流密度可在較大的范圍內(nèi)變化（0.2～300）。電渣焊時(shí)，一般不需預(yù)熱。用電渣焊焊接易淬火鋼時(shí)，產(chǎn)生淬火裂紋的傾向小。焊縫晶粒粗大，嚴(yán)重影響焊接接頭的塑性，特別是沖擊韌性.2023/4/3067第67頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

廣泛用于鍋爐制造，重型機(jī)械和石油化工等行業(yè)。電渣焊除焊接碳鋼、低合金、中合金鋼和高合金鋼以及鑄鐵外，也可用來焊接鋁及鋁合金、鎂合金、鈦及鈦合金和銅。2023/4/3068第68頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一等離子弧焊

利用機(jī)械壓縮效應(yīng)（電弧通過噴嘴細(xì)小孔道時(shí)的被迫收縮）、熱壓縮效應(yīng)（在冷氣流的強(qiáng)迫冷卻下，帶電粒子流〈離子和電子〉往弧柱中心集中）和電磁收縮效應(yīng)（弧柱帶電粒子的電流線為平行電流線，相互磁場作用使電流線產(chǎn)生相互吸引而收縮）將電弧壓縮為細(xì)小的等離子體,熱量能量集中。

等離子弧的形成2023/4/3069第69頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一

等離子弧溫度高達(dá)24000K以上，能量密度可達(dá)105～106，因而可一次性熔化較厚的材料。等離子弧可用于焊接和切割。2023/4/3070第70頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一等離子弧切割

等離子弧切割通常采用氮和壓縮空氣作離子氣，將切口金屬熔化并吹除。特別是空氣等離弧切割，近年來受到國內(nèi)外的重視。由于空氣等離子弧的熱焓值高，加上氧和金屬相互作用過程中放熱，切割速度提高，切口質(zhì)量也很好。等離子弧切割低碳鋼的厚度為0.6～80mm。2023/4/3071第71頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一等離子弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用等離子弧能量密度大，弧柱溫度高，穿透能力強(qiáng)。10～12mm厚鋼材可不開坡口，一次焊透雙面成型，焊接速度快，生產(chǎn)率高，應(yīng)力變形小。電流小到0.1A時(shí)，電弧仍能穩(wěn)定燃燒，能保持良好的挺直度與方向性，所以可焊接很薄的箔材(0.1-2mm)。等離子弧焊接在生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用，特別是國防工業(yè)及尖端技術(shù)所用的銅合金、合金鋼、鎢、鉬、鈷、鈦等金屬的焊接。如鈦合金導(dǎo)彈殼體、波紋管及膜盒、微型繼電器、電容器的外殼封焊以及飛機(jī)上一些薄壁容器均可用等離子弧焊接。但等離子弧焊接設(shè)備比較復(fù)雜，氣體耗量大，只宜于室內(nèi)焊接。2023/4/3072第72頁，共83頁，2023年，2月20日，星期一電子束焊焊接原理高速電子經(jīng)聚集裝置形成高能量密度的電子束，沖擊焊件較小的面積上，動能轉(zhuǎn)化為