【大學(xué)課件】金屬材料焊接

金屬材料焊接焊接是將兩個(gè)或多個(gè)金屬零件通過(guò)加熱或加壓，使其在接合處產(chǎn)生原子間結(jié)合的一種連接方法。課程大綱金屬材料基本性能密度、強(qiáng)度、硬度、延展性、抗腐蝕性等焊接基礎(chǔ)知識(shí)焊接定義、焊接過(guò)程、焊接位置等焊接金屬的選擇碳鋼、不銹鋼、鋁合金、鎂合金等焊接工藝手工電弧焊、氣體保護(hù)焊、電阻焊、激光焊等金屬材料基本性能密度單位體積的質(zhì)量，影響結(jié)構(gòu)重量和強(qiáng)度。強(qiáng)度承受外力而不發(fā)生斷裂的能力，包括抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等。硬度材料抵抗硬物壓入其表面的能力，例如布氏硬度、洛氏硬度。延展性材料在受力后發(fā)生塑性變形而不破壞的能力，如拉伸和彎曲。密度7.85鋼g/cm32.7鋁g/cm38.96銅g/cm3強(qiáng)度強(qiáng)度是指材料抵抗外力破壞的能力?？估瓘?qiáng)度是衡量材料抵抗拉伸力破壞的能力，單位為兆帕（MPa）硬度概念金屬材料抵抗硬物壓入其表面的能力測(cè)量方法維氏硬度、洛氏硬度、布氏硬度等影響因素合金元素、熱處理等延展性定義金屬材料在受外力作用下，發(fā)生永久變形而不致斷裂的能力。影響因素材料的成分、溫度、加工工藝等。應(yīng)用金屬材料的延展性決定其可塑性，影響其在加工成形、焊接等方面的應(yīng)用?？垢g性1耐腐蝕金屬材料抵抗腐蝕的能力。2影響因素環(huán)境條件，如溫度、濕度和化學(xué)物質(zhì)。3防護(hù)措施涂層、電鍍、合金化等。焊接基礎(chǔ)知識(shí)1定義焊接是指利用熱能或壓力將兩個(gè)或多個(gè)金屬工件連接在一起的工藝。2過(guò)程焊接過(guò)程通常涉及將金屬加熱到熔化狀態(tài)，然后冷卻并固化，形成牢固的連接。3位置焊接可分為平焊、立焊、橫焊和仰焊，不同的位置需要不同的焊接技巧。焊接定義焊接是將兩個(gè)或多個(gè)金屬工件通過(guò)加熱或加壓，或兩者兼用，使之在接合面上形成原子結(jié)合，從而達(dá)到永久連接的目的。焊接是一種重要的金屬連接方法，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域。焊接過(guò)程1準(zhǔn)備焊接前，需要清潔焊接表面，選擇合適的焊條，并根據(jù)焊接材料調(diào)整焊接參數(shù)。2熔化焊接過(guò)程中，焊條或焊絲在電弧高溫下熔化，形成熔池。3凝固熔池中的金屬逐漸冷卻凝固，形成焊縫。4清理焊接完成后，需要清理焊縫，去除焊渣和多余的焊材。焊接位置平焊焊件水平放置，焊縫水平。立焊焊件垂直放置，焊縫垂直。橫焊焊件水平放置，焊縫垂直。仰焊焊件水平放置，焊縫向上。焊接金屬的選擇碳鋼最常見(jiàn)的焊接金屬，具有良好的焊接性能，廣泛應(yīng)用于建筑、機(jī)械等領(lǐng)域。不銹鋼耐腐蝕性強(qiáng)，適用于食品加工、醫(yī)療等行業(yè)，焊接需要特殊的工藝和材料。鋁合金輕量化材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車等領(lǐng)域，焊接需要特殊的工藝和材料。鎂合金輕量化材料，強(qiáng)度高，用于電子產(chǎn)品、汽車等領(lǐng)域，焊接難度較大。碳鋼特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)強(qiáng)度高價(jià)格低廉耐腐蝕性差韌性好加工性能優(yōu)良焊接性稍差不銹鋼18Cr提高抗腐蝕性8Ni增強(qiáng)韌性0.08C提高強(qiáng)度鋁合金密度強(qiáng)度硬度延展性抗腐蝕性鋁合金具有輕量化、高強(qiáng)度、耐腐蝕等優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造等領(lǐng)域。鎂合金密度強(qiáng)度硬度延展性抗腐蝕性鎂合金的密度低，強(qiáng)度和硬度相對(duì)較低，延展性一般，抗腐蝕性比較好。它常用于制造航空航天、電子產(chǎn)品等需要輕量化的產(chǎn)品。焊接工藝手工電弧焊使用手工電弧焊機(jī)，通過(guò)電極與工件之間產(chǎn)生的電弧進(jìn)行焊接。氣體保護(hù)焊在焊接過(guò)程中，用惰性氣體或活性氣體保護(hù)熔池，防止氧化和污染。電阻焊利用電阻熱進(jìn)行焊接，適用于薄板和導(dǎo)電材料。激光焊使用激光束作為熱源進(jìn)行焊接，具有高精度、高效率等特點(diǎn)。手工電弧焊優(yōu)點(diǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便成本低廉，適用范圍廣缺點(diǎn)焊接速度慢，效率較低焊縫質(zhì)量易受操技術(shù)水平影響氣體保護(hù)焊1惰性氣體氬氣，氦氣2活性氣體二氧化碳，混合氣體電阻焊原理利用電流通過(guò)金屬接觸面產(chǎn)生熱量，使金屬熔化并結(jié)合。特點(diǎn)焊接速度快、效率高，適用于薄板、金屬絲等焊接。應(yīng)用汽車制造、電子設(shè)備、航空航天等領(lǐng)域。激光焊1000°C1ms激光焊利用高能量密度激光束照射工件表面，使金屬快速熔化并形成熔池，從而實(shí)現(xiàn)焊接。激光焊的特點(diǎn)是：-高能量密度，焊接速度快，熱影響區(qū)小。-焊接精度高，可用于焊接精密零件。-適應(yīng)性強(qiáng)，可焊接多種材料。焊接缺陷及防治氣孔焊接過(guò)程中，氣體無(wú)法及時(shí)逸出形成氣孔，影響焊接接頭的強(qiáng)度和密封性。裂紋焊接熱應(yīng)力或冷應(yīng)力導(dǎo)致金屬開(kāi)裂，降低焊接接頭的強(qiáng)度和可靠性。夾渣焊接過(guò)程中，焊渣夾雜在焊接接頭中，影響焊接接頭的強(qiáng)度和美觀。未熔合母材和焊縫之間沒(méi)有完全熔合，降低焊接接頭的強(qiáng)度和可靠性。氣孔氣體含量過(guò)高焊接速度過(guò)快電極引弧過(guò)長(zhǎng)焊接電流過(guò)小其他焊接過(guò)程中，氣孔是常見(jiàn)的缺陷之一。裂紋熱裂紋冷裂紋疲勞裂紋應(yīng)力腐蝕裂紋其他夾渣定義焊接過(guò)程中，熔渣或焊劑未完全熔化或排出的殘留物。危害降低焊縫強(qiáng)度和抗腐蝕性，影響焊縫的機(jī)械性能。預(yù)防措施選擇合適的焊接材料和工藝參數(shù)，嚴(yán)格控制焊接速度和電流。未熔合1未熔合焊接接頭兩側(cè)金屬未完全熔合在一起。未熔合的區(qū)域會(huì)導(dǎo)致接頭強(qiáng)度下降，并可能導(dǎo)致斷裂。2原因焊接電流過(guò)低，焊接速度過(guò)快，焊絲與焊件間隙過(guò)大，焊件表面有氧化物或油污等。3防止選擇合適的焊接電流和焊接速度，清理焊件表面，控制焊絲與焊件間隙。焊接安全1焊接設(shè)備安全使用前檢查設(shè)備，確保設(shè)備完好無(wú)損。2焊接操作安全正確佩戴安全防護(hù)用品，例如手套、護(hù)目鏡等。3焊接環(huán)境安全保持通風(fēng)良好，避免焊接煙塵吸入。焊接設(shè)備安全設(shè)備定期檢查定期維護(hù)和檢查焊接設(shè)備以確保其安全運(yùn)行。操作規(guī)范嚴(yán)格按照設(shè)備操作規(guī)范進(jìn)行操作，避免誤操作導(dǎo)致安全事故。安全防護(hù)措施使用安全防護(hù)裝置，如焊接面罩、手套等，防止焊接過(guò)程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)傷害身體。焊接操作安全1保護(hù)佩戴焊接防護(hù)面具、手套、靴子等，避免高溫金屬和輻射傷害。2通風(fēng)在通風(fēng)良好的環(huán)境下進(jìn)行焊接，避免吸入有害氣體。3規(guī)范嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行焊接，防止事故發(fā)生。焊接環(huán)境安全