第九章 材料的连接成型
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第九章--复合材料的结构设计 ppt课件
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
一、复合材料的结构设计基础 （教材P8-9）
复合材料本身是非均质、各向异性材料，因此，复合材料力学在经典 非均质各向异性弹性力学基础上得到迅速发展。
复合材料不仅是材料，更确切的说是结构。
一次结构
固体力学
二次结构
三次结构
动载荷：指能使构件产生较大的加速度，并且不能忽略 由此而产生的惯性力的载荷。
结构的可靠性与经济性
图2：结构成本与可靠性的关系 结构可靠性分析可分为结构静强度可靠性和结构疲劳寿命可靠性。
总成本最低时（即经济性最好）的可靠性为最合理。
环境条件
力学条件：加速度、冲击、振动、声音等
物理条件：压力、温度、湿度等
（2）刚度预测与核定 理论推测，实验核定。
（3）强度预测与核定 横向强度预测困难，以实验为准。 纵向拉伸强度(纤维延伸率小，首先断裂)
c f max Vf mVm 纤维量多，取决于纤维
c mmax Vm
纤维量少，取决于基体
纵向压缩强度
c 2V f
Vf E f Em 3 (1 V f )
气象条件：风雨、冰雪、日光等 大气条件：放射线、霉菌、盐雾、风沙 等
条件①和②主要影响结构的强度和刚度， 条件③和④主要影响结构的腐蚀、磨损、老化等。
材料设计，通常是指用几种原材料组合成具有所 要求性能的材料的过程。原材料包括基体材料和 增强材料。
材料设计包括原材料选择、单层性能的确定和复 合材料层合板设计。
①高强度，高刚度 高性能CF、BF
②高抗冲击
GF、KF
③低温性能
CF
④尺寸稳定
KF、CF
⑤透波，吸波
一、复合材料的结构设计基础 （教材P8-9）
复合材料本身是非均质、各向异性材料，因此，复合材料力学在经典 非均质各向异性弹性力学基础上得到迅速发展。
复合材料不仅是材料，更确切的说是结构。
一次结构
固体力学
二次结构
三次结构
动载荷：指能使构件产生较大的加速度，并且不能忽略 由此而产生的惯性力的载荷。
结构的可靠性与经济性
图2：结构成本与可靠性的关系 结构可靠性分析可分为结构静强度可靠性和结构疲劳寿命可靠性。
总成本最低时（即经济性最好）的可靠性为最合理。
环境条件
力学条件：加速度、冲击、振动、声音等
物理条件：压力、温度、湿度等
（2）刚度预测与核定 理论推测，实验核定。
（3）强度预测与核定 横向强度预测困难，以实验为准。 纵向拉伸强度(纤维延伸率小，首先断裂)
c f max Vf mVm 纤维量多，取决于纤维
c mmax Vm
纤维量少，取决于基体
纵向压缩强度
c 2V f
Vf E f Em 3 (1 V f )
气象条件：风雨、冰雪、日光等 大气条件：放射线、霉菌、盐雾、风沙 等
条件①和②主要影响结构的强度和刚度， 条件③和④主要影响结构的腐蚀、磨损、老化等。
材料设计，通常是指用几种原材料组合成具有所 要求性能的材料的过程。原材料包括基体材料和 增强材料。
材料设计包括原材料选择、单层性能的确定和复 合材料层合板设计。
①高强度，高刚度 高性能CF、BF
②高抗冲击
GF、KF
③低温性能
CF
④尺寸稳定
KF、CF
⑤透波，吸波
第九章 摩擦焊连接方法与基本原理
Contents
9.1
摩擦焊基本原理 摩擦焊分类 摩擦焊接过程分析 摩擦焊规范参数
9.2
9.3
9.4
9.5
摩擦焊接头的缺陷及检测
§ 9 .1 摩擦焊基本原理
图9一1是摩擦焊的基本形式，两个圆断面的金属 工件摩擦焊前，工件1夹持在可以旋转的夹头上， 工件2夹持
图9，1摩擦焊原理示意图 1一工件;2一工件;3一旋转夹头;4一移动夹头 (a)形成相对转动〔b) 施加压力两界面接触(C)进行焊接(d)焊接结束
由上式可见:
(l)焊件直径越大，所需的摩擦加热功率也越人。
(2)焊件直径确定时，所需摩擦加热功率将取决于主轴转速和摩 擦压力。
2.摩擦时间 在P、n 确定的前提下， 适当的摩擦时间是获得结合 面均匀加热温度和恰当变形 量的条件，这时接头区沿轴 向有一层恰当厚度的变形层 及高温区，但飞边较小，而 在随后的顶锻阶段能产生足 够大的轴向变形量，变形层 沿结合面径向有足够扩展，
秒钟时间；当n 较高、p较小，t 将较长，例如可达40s显 然对于小焊件宜尽可能采用短时间参数，大端面焊件则只
可用弱参数。此外，不同材质的焊件，t的匹配条件也不一
样，例如高合金钢摩擦焊，摩擦压力和时间都应增加。 3. 停车时间及顶断延时 一般应在制动停车0.1～1s后进行顶锻，其间转速降 低，摩擦阻力和摩擦扭矩增大，轴向缩短速度也增大。调
同种材质摩擦焊时，最初界面接触点上产生犁削一粘 合现象。由于单位压力很大，粘合区增多，继续摩擦使这 些粘合点产生剪切撕裂，金属从一个表面迁移到另一个表 面。 界面上的犁削一粘合一剪切撕裂过程进行时，摩擦力
矩增加使界面温度升高。当整个界面上形成一个连续塑性
状态薄层后，摩擦力矩降低到一最小值。界面金属成为塑 性状态并在压力作用下不断被挤出形成飞边，工件轴向长
第9章烯类聚合物
用途：采用注塑、吹塑、挤塑、 滚塑等成型方法，生产薄膜制 品、日用品及工业用的各种大 小中空容器、管材、包装用的 压延带和结扎带，绳缆、鱼网 和编织用纤维、电线电缆等。
9.2聚丙烯
由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。 按甲基排列位置分为等规聚丙烯（isotaeticPolyProlene）、无规聚丙烯 （atacticPolyPropylene）和间规聚丙烯（syndiotaticPolyPropylene）三种。 甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯；若甲基无秩序的排列在分 子主链的两侧称无规聚丙烯；当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙 烯。一般生产的聚丙烯树脂中，等规结构的含量为95%，其余为无规或间规 聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共 聚物在内。 通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化,故熔点 高达167℃,耐热,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度0.90g/cm3,是最轻的 通用塑料。耐腐蚀,抗张强度30MPa，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。 缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性和添加抗氧剂予 以克服。
结构式
CH2=CH2+CH2=CH2+······→—CH2—CH2—CH2—CH2······
聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)有机化合物 催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下 聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高 压力(100-300MPa)，高温(190–210C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产 出的则是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化结构的或接近丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联 聚乙烯。 7.弹性
9.2聚丙烯
由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。 按甲基排列位置分为等规聚丙烯（isotaeticPolyProlene）、无规聚丙烯 （atacticPolyPropylene）和间规聚丙烯（syndiotaticPolyPropylene）三种。 甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯；若甲基无秩序的排列在分 子主链的两侧称无规聚丙烯；当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙 烯。一般生产的聚丙烯树脂中，等规结构的含量为95%，其余为无规或间规 聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共 聚物在内。 通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化,故熔点 高达167℃,耐热,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度0.90g/cm3,是最轻的 通用塑料。耐腐蚀,抗张强度30MPa，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。 缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性和添加抗氧剂予 以克服。
结构式
CH2=CH2+CH2=CH2+······→—CH2—CH2—CH2—CH2······
聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)有机化合物 催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下 聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高 压力(100-300MPa)，高温(190–210C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产 出的则是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化结构的或接近丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联 聚乙烯。 7.弹性
金属的连接成型基础课件
金属的连接成型基础课件1. 引言金属的连接成型是指通过不同的方法和技术将金属材料连接在一起形成具有一定结构和功能的零件或构件的过程。
金属连接的质量和可靠性在工程实践中具有重要的意义。
本课件旨在介绍金属的连接成型的基础知识，包括常用的连接方法和工艺，以及其在工程实践中的应用。
2. 常用金属连接方法在金属的连接成型中，常用的连接方法包括焊接、螺纹连接、铆接和黏接等。
下面对每种连接方法进行详细介绍：2.1 焊接焊接是将金属材料通过加热、熔化或迅速加热并压合的方法，使其形成永久性的连接。
常见的焊接方法包括电弧焊、气体焊、激光焊和电阻焊等。
焊接具有连接强度高、连接性能稳定和适用于多种金属材料的优点，被广泛应用于航空、航天、汽车和建筑等领域。
2.2 螺纹连接螺纹连接是通过螺纹的配合使两个或多个金属零件相互连接的方法。
螺纹连接通常需要使用螺纹刀具对金属材料进行螺纹加工，并通过螺纹的配合紧固螺纹连接件。
螺纹连接具有拆卸方便、连接可靠和适用于高温和高压环境的特点，常用于机械设备和管道系统的连接。
2.3 铆接铆接是通过在两个或多个金属材料之间插入和压紧铆钉或铆钉组件，形成永久性连接的方法。
铆接是一种非常常见的连接方法，适用于不同类型和厚度的金属材料的连接。
铆接连接具有高强度、耐腐蚀和抗振动的特点，在航空、航天和汽车等领域得到广泛应用。
2.4 黏接黏接是通过使用黏合剂将两个或多个金属材料粘结在一起形成永久性连接的方法。
黏接方法适用于金属材料与其他材料（如塑料、陶瓷等）的连接，黏接剂的选择和使用非常关键。
黏接连接具有连接轻便、连接面积大和不会对金属材料造成热损伤的优点，被广泛应用于航空、航天和电子工业等领域。
3. 金属连接的工艺和注意事项在进行金属的连接成型过程中，需要注意一些工艺和注意事项，以确保连接质量和可靠性。
3.1 清洁和准备工作在进行金属连接之前，需要对连接表面进行清洁和准备工作，以去除污垢和氧化物。
常用的清洁方法包括机械清洗、溶剂清洗和电解清洗等。
建筑材料第九章有机高分子材料
第九章 有机高分子材料
第一节 高分子化合物的基本知识 第二节 建筑塑料 第三节 建筑涂料 第四节 建筑胶粘剂
有机高分子材料是以有机高分子化合物为主要组分的材料。 有机高分子材料分为天然高分子材料和合成高分子材料两大 类，木材、天然橡胶、棉织品、沥青等都是天然高分子材料； 而现代生活中广泛使用的塑料、橡胶、化学纤维以及某些涂 料、胶粘剂等，都是以高分子化合物为基础材料制成的，这 些高分子化合物大多数又是人工合成的，故称为合成高分子 材料。
➢ 分类：胶粘剂的分类方法很多，目前尚无统一的方法。按 主要成分可分为有机物质胶粘剂和无机物质胶粘剂；按粘 剂来源可分为天然胶粘剂和合成胶粘剂；按强度特性划分 为结构胶粘剂、非结构胶粘剂和次结构胶粘剂；按固化条 件的不同可分为溶剂型、反应型和热熔型。
二、常用的建筑胶粘剂
1、酚醛树脂胶粘剂
酚醛树脂胶粘剂属热固型高分子胶粘剂，它具有 很好的粘附性能，耐热性、耐水性好。缺点是胶 层较脆，经改性后可广泛用于金属、木材、塑料、 等材料的粘结。
▪ 优点
用水作为稀释剂，无毒，环保。成本较低
▪ 缺点
涂膜耐水性差，耐候性不强，耐洗刷性差，一般只能作为内
墙涂料。
3、乳液型建筑涂料（乳胶漆）
▪ 组成
• 由合成树脂借助乳化剂的作用，以0.1～0.5μm的 极细微粒分散于水中构成的乳液，并以乳液作为 主要成膜物质，再加入适量颜料、填料等助剂， 经研磨而成的涂料。
改善和调节塑料的其他性能
➢优点
缺点
• 轻质高强
➢耐热性差、易燃
• 加工性能好 • 导热系数小，绝热性好 • 装饰性优异
➢易老化 ➢热膨胀性大 ➢刚度小
• 多功能
• 经济性好
二、常用建筑塑料
第一节 高分子化合物的基本知识 第二节 建筑塑料 第三节 建筑涂料 第四节 建筑胶粘剂
有机高分子材料是以有机高分子化合物为主要组分的材料。 有机高分子材料分为天然高分子材料和合成高分子材料两大 类，木材、天然橡胶、棉织品、沥青等都是天然高分子材料； 而现代生活中广泛使用的塑料、橡胶、化学纤维以及某些涂 料、胶粘剂等，都是以高分子化合物为基础材料制成的，这 些高分子化合物大多数又是人工合成的，故称为合成高分子 材料。
➢ 分类：胶粘剂的分类方法很多，目前尚无统一的方法。按 主要成分可分为有机物质胶粘剂和无机物质胶粘剂；按粘 剂来源可分为天然胶粘剂和合成胶粘剂；按强度特性划分 为结构胶粘剂、非结构胶粘剂和次结构胶粘剂；按固化条 件的不同可分为溶剂型、反应型和热熔型。
二、常用的建筑胶粘剂
1、酚醛树脂胶粘剂
酚醛树脂胶粘剂属热固型高分子胶粘剂，它具有 很好的粘附性能，耐热性、耐水性好。缺点是胶 层较脆，经改性后可广泛用于金属、木材、塑料、 等材料的粘结。
▪ 优点
用水作为稀释剂，无毒，环保。成本较低
▪ 缺点
涂膜耐水性差，耐候性不强，耐洗刷性差，一般只能作为内
墙涂料。
3、乳液型建筑涂料（乳胶漆）
▪ 组成
• 由合成树脂借助乳化剂的作用，以0.1～0.5μm的 极细微粒分散于水中构成的乳液，并以乳液作为 主要成膜物质，再加入适量颜料、填料等助剂， 经研磨而成的涂料。
改善和调节塑料的其他性能
➢优点
缺点
• 轻质高强
➢耐热性差、易燃
• 加工性能好 • 导热系数小，绝热性好 • 装饰性优异
➢易老化 ➢热膨胀性大 ➢刚度小
• 多功能
• 经济性好
二、常用建筑塑料
第九章 烧结.
其中：Cv0为平面下的空穴浓度；Ω 为空穴体积；k为波尔兹曼常数；T为绝对温度； K为曲率。 C γ ΩK Cv − Cv 0 = ∆Cv = − v 0 SV 当 γ SV ΩK << kT
kT
9.2.2.4 弯曲表面上的蒸汽压 由于弯曲表面上的蒸汽压与表面的化学位有平衡关系，凸面的蒸汽压比平面 高，而凹面蒸汽压较低。考虑将一定数量的原子从气相中移至弯曲表面，使表面之 下的空穴浓度发生变化所带来的自由能变化，弯曲表面上的蒸汽压可用下式表示： γ SV ΩK
9.2.2.3 弯曲表面下的空穴密度 施加在凸表面下的原子上的压缩应 力会把空穴挤出，因此空穴密度比平面 低。反之，凹面下的空穴密度比平面低。 空位密度差别产生扩散流，空位从凹面向凸面迁移，原子从凸面向凹面扩散。 主曲率半径分别为a1和a2的曲面下的空穴浓度为：
γ ΩK Cv = Cvo exp − SV kT
9.2.4 烧结机制
物质转移——从化学势高的区域迁移到化学势低的区域。 从化学势高的区域迁移到化学势低的区域。 六种传质方式： 1 表面扩散传质 2 晶格扩散传质（表面层） 3 气相传质—蒸发/凝聚传质 4 晶界扩散传质 5 晶格扩散传质（晶界） 6 塑性流动
（1）六种方式都导致颈部生长，增加陶瓷强度 （2）1，2，3三种传质不会增加陶瓷的致密度 （3）4，5两种机制是多晶陶瓷烧结致密化的途径 （4）机制6在金属粉末烧结中更为普遍，提高致密度
Ψ = (180 N c − 360) / N c
如左图所示（两面角为120°）： N<6,气孔具有“凸边”，气孔表面能 的减少量会大于晶界能的增加量 N>6,气孔具有“凹边”气孔表面能的 减少量会小于晶界能的增加量
三维情况下，二面角与气孔配位数对应关系图
注塑成型工艺第九章侧向分型与抽芯机构
规模将持续增长。
竞争格局日益激烈
02
随着市场的不断扩大，竞争者将不断增加，竞争格局将日益激
烈。
品牌和服务成为竞争焦点
03
在激烈的市场竞争中，品牌和服务将成为企业赢得市场份额的
关键因素。
THANK YOU
和卡滞。
安全防护设计
应确保操作人员安全，避免在 操作过程中发生意外伤害。
03
抽芯机构的工作原理
抽芯机构的分类
滑块抽芯机构
通过滑块在模具中的移动，实 现侧向分型与抽芯。
斜导槽抽芯机构
利用斜导槽控制滑块移动，实 现侧向分型与抽芯。
液压抽芯机构
利用液压系统推动滑块移动， 实现侧向分型与抽芯。
气压抽芯机构
选择合适的驱动方式
根据生产需求和设备条件，选择合适 的驱动方式，如气压、液压或电动等。
设计合理的斜导槽
为了确保滑块的稳定移动，需设计合 理的斜导槽角度和长度。
考虑耐磨性和强度
滑块和斜导槽需具备一定的耐磨性和 强度，以确保长期稳定运行。
04
侧向分型与抽芯机构的维护与 保养
侧向分型与抽芯机构的日常维护
01
02
03
每日检查
检查侧向分型与抽芯机构 的运行状态，确保其正常 工作。
清理
清理侧向分型与抽芯机构 表面灰尘和杂物，保持清 洁。
检查润滑
检查并补充润滑油，保证 机构润滑良好。
侧向分型与抽芯机构的定期保养
定期清洗
根据需要定期清洗侧向分 型与抽芯机构，去除积聚 的污垢和杂质。
检查紧固件
检查并紧固侧向分型与抽 芯机构的紧固件，确保其 牢固可靠。
侧向分型与抽芯机构的应用场景
侧向分型与抽芯机构广泛应用于各种注塑成型领域，如汽车零部件、家电产品、 包装容器等。
连接成型知识点总结
连接成型知识点总结一、概述连接成型是一种制造工艺，它将多个零部件通过连接件进行固定，从而完成整体装配过程。
连接成型工艺具有广泛的应用范围，在机械、汽车、航空航天、家电等领域都有着重要的作用。
连接成型工艺的质量直接关系到产品的安全性、可靠性和使用寿命，因此对连接成型的工艺技术和质量要求非常严格。
二、连接成型的类型1. 机械连接机械连接是指通过螺纹连接、键连接、销连接等方式将零部件固定在一起的连接成型工艺。
机械连接通常需要使用各种连接件，如螺栓、螺母、螺钉、挤压销等。
2. 焊接连接焊接连接是指通过熔化材料，使得被连接零部件产生永久性结合的连接成型工艺。
焊接连接可以分为气焊、电弧焊、激光焊、等离子焊等不同类型。
3. 粘接连接粘接连接是指通过使用粘合剂或者胶水将零部件固定在一起的连接成型工艺。
粘接连接具有良好的密封性和抗震性，适用于需要减小连接面积或者连接表面不规则的场合。
4. 钳合连接钳合连接是指通过利用夹具将零部件压合在一起的连接成型工艺。
钳合连接通常应用于要求连接部位平整度高、尺寸精度要求高的场合。
5. 压接连接压接连接是指通过利用压力将零部件连接在一起的连接成型工艺。
压接连接通常用于连接面积较大、要求承载能力高的场合。
三、连接成型的工艺流程1. 设计连接形式在进行连接成型之前，首先要确定连接形式，选择适当的连接件或者连接工艺。
在进行机械连接时，需要对连接部位进行结构设计，确定螺纹、键槽、销槽等连接形式，以及选用合适的连接件。
2. 材料准备根据连接成型的要求，选用合适的连接件或者连接材料。
在进行焊接连接时，需要准备焊接材料、焊接设备、电极等；在进行粘接连接时，需要准备胶水、粘合剂等。
3. 过程控制连接成型的过程控制非常重要，它直接影响到连接质量。
在进行机械连接时，需要控制螺纹工艺、键槽加工、销的安装等过程；在进行焊接连接时，需要控制焊接温度、焊接时间、焊接压力等过程；在进行粘接连接时，需要控制胶水固化时间、固定压力等过程。
材料成型和连接优秀课件
6.1 焊接
(1) 焊接的定义：
焊接是通过加热或加压，或两者并用， 并且用或不用填充金属，使焊件间达到原子 结合的一种加工方法。
根据上述定义，焊接最本质的特点就是 通过焊接使焊件达到了原子结合，从而将原 来分开的物体构成了一个整体，这是任何其 它连接形式所不具备的。
(2) 焊接方法分类
• 常用的焊接方法分为以下三类：
电弧焊
气焊
手弧焊
埋弧焊
熔焊
气体 保护焊
电渣焊
CO2气体 保护焊
氩弧焊
焊接
压焊 （固相焊）
钎焊
等离子 弧焊
电阻焊
电焊
缝焊
氢原子焊
对焊
焊接方法分类示意图
摩擦焊 超声波焊
(3) 焊接的优缺点 优点
1) 构造合理，应力集中系数小，接头连接效率高，对 接接头可达100％，而铆接很难达到70％。
2) 简化结构，减轻自重 由于焊接的强度较高，在同样 承载条件下，可更轻、更薄，对交通运输工具来说 还可因此而节约能量。
• 喷嘴结构应尽可能使气体 以层流流出。
氩气
➢ 氩气为惰性气体，高温下不溶入液态金属，也不与金属发生化学反 应，因此，氩气是一种理想的保护气体。
➢ 由于氩弧温度高，因此一旦引燃，电弧就很稳定。 ➢ 氩弧焊一般要求氩气纯度达99.9%，我国生产的工业纯氩，其纯度
可达99.9%，完全合乎氩弧焊的要求。 ➢ 氩弧焊对焊前的除油、去锈、去水等准备工作要求严格，否则就会
在焊接过程中，将焊件加热至熔化状态，不加 压力完成的焊接方法通称为熔焊。
熔焊的本质及特点
➢ 熔化焊的本质是小熔 池熔炼与铸造，是金 属熔化与结晶的过程。
➢ 熔池存在时间短，温 度高；冶金过程进行 不充分，氧化严重； 热影响区大。
第九章 瓶盖结构设计
⑶ 塞封 塞封是各种材料制成的塞子通过压入配合与塞形瓶口内 缘密封面借助摩擦作用而形成的密封。有软木塞、塑料塞、 玻璃塞等。由于软木塞具有弹性、可压缩、不透气、不透 水、导热率低，可提供良好的塞封，是理想的天然材料。作 为软木塞的替代物，有带筋或不带筋的中凹塑料塞，有适应 瓶口直径逐渐变化的环裙塑料赛，都可保证更有效的塞封。
⑸ 内密封材料 在防偷换瓶盖包装中，常用内密封材料密封 容器口。 ① 热感应密封 涂塑铝箔材料在封盖后与容器一起通过电磁场，导致铝箔 发热，其涂塑面材即可熔化并粘附容器口缘。 ② 压敏密封 发泡聚苯乙烯借助表面涂布的压敏胶粘贴容器口，压敏胶 在转动力矩造成的压力下粘附容器口缘。 ③ 胶粘密封 涂蜡纸浆背衬和半透明纸面衬用粘合剂粘贴容器口，然 后封盖。当开盖时，纸浆背衬留在容器盖内，而半透明纸则 粘在容器口缘。
⒊ 固定扭矩 一旦确定了瓶盖及瓶口结构，对于良好密封的要求就容 易解决。问题归结于能否保证瓶盖向瓶口施加适当的压力。 就螺旋盖来说，需要一个测量瓶盖作用效果的尺度— 固定 扭矩。 固定扭矩可以通过扭矩测试仪来测量。 瓶盖密封的可靠性取决于内衬弹性、密封面平整等，而 不仅仅是其紧度或所施加的力矩。
⒋ 其他密封方法的机理 除了上密封面密封之外，瓶罐包装还有许多密封方法，这些 方法伴随着不同的密封类型。 ⑴ 瓶口边缘密封 瓶口边缘密封的密封面在瓶口上部外缘。 天然或合成橡胶垫圈安放于金属凸耳盖的边缘，与瓶口外 边缘上部的锥度密封面吻合， 主要依靠瓶口凸缘所施加的压力来密封。 ⑵ 联合密封 联合密封即瓶口上密封面与瓶口边缘密封面的双重密封。 联合密封的技术要求比较高。
二、瓶盖功能 瓶盖通过与瓶口的配合、紧固在瓶口上，为弹件内衬与 瓶口的紧密接触，并为封合面提供必要的压力。瓶盖与弹性 内衬配合，使弹性内衬得以固定和定位，能准确地与瓶口形 成特定的配合关系。瓶盖主要有如下功能。 ⒈ 保护 通过有效密封，瓶盖可以达到对内装物的保护性容装： ⑴ 防止内装物及其成分从瓶口逸出； ⑵ 防止气体、水蒸汽及尘埃杂质从瓶口侵入。
第九章 常用非金属材料
塑 料 制 品
添加剂是为改善塑料某些性能而加入的物质。 添加剂是为改善塑料某些性能而加入的物质。 是为改善塑料某些性能而加入的物质 填料主要起增强作用； 填料主要起增强作用； 主要起增强作用 增塑剂用于提高树脂的可塑性和柔软性； 增塑剂用于提高树脂的可塑性和柔软性； 用于提高树脂的可塑性和柔软性 固化剂用于使热固性树脂由线型结构转变为体型结构； 固化剂用于使热固性树脂由线型结构转变为体型结构； 用于使热固性树脂由线型结构转变为体型结构 稳定剂用于防止塑料老化，延长其使用寿命； 稳定剂用于防止塑料老化，延长其使用寿命； 用于防止塑料老化 润滑剂用于防止塑料加工时粘在模具上 使制品光亮； 润滑剂用于防止塑料加工时粘在模具上, 使制品光亮； 用于防止塑料加工时粘在模具上 着色剂用于塑料制品着色。 着色剂用于塑料制品着色。 用于塑料制品着色 其他的还有发泡剂、 其他的还有发泡剂、催化 发泡剂 剂、阻燃剂、抗静电剂等。 阻燃剂、抗静电剂等
2、高分子的聚集态结构 、 固态高聚物分为晶态和非晶态两大类， 固态高聚物分为晶态和非晶态两大类，晶态为分子 链排列规则的部分，而排列不规则的部分为非晶态。 链排列规则的部分，而排列不规则的部分为非晶态。 一个大分子链可以穿 过几个晶区和非晶区。 过几个晶区和非晶区。 晶区熔点、密度、强 晶区熔点、密度、 度、硬度、刚性、耐 硬度、刚性、 热性、化学稳定性高， 热性、化学稳定性高， 而弹性、塑性、 而弹性、塑性、冲击 强度下降。 强度下降。
三、高分子材料的力学状态
1、线型非晶态高分子材料的力学状态 、 玻璃态：低温下，链段不能运动。在外力作用下， ⑴ 玻璃态：低温下，链段不能运动。在外力作用下， 只发生大分子原子的微量位移，产生少量弹性变形。 只发生大分子原子的微量位移，产生少量弹性变形。 高聚物呈玻璃态的 最高温度称玻璃化 温度， 表示。 温度，用Tg表示。 用于这种状态的材 料有塑料和纤维。 料有塑料分塑料 橡胶、纤维、 分塑料、 ⑴ 按用途分塑料、橡胶、纤维、胶 粘剂、涂料等。 粘剂、涂料等。 按聚合物反应类型分为加聚物和 ⑵ 按聚合物反应类型分为加聚物和 缩聚物。 缩聚物。 按聚合物的热行为分为热塑性聚 ⑶ 按聚合物的热行为分为热塑性聚 合物和热固性聚合物 按主链上的化学组成分为碳链聚 ⑷ 按主链上的化学组成分为碳链聚 合物、 合物、杂链聚合物和元素有机聚合物
添加剂是为改善塑料某些性能而加入的物质。 添加剂是为改善塑料某些性能而加入的物质。 是为改善塑料某些性能而加入的物质 填料主要起增强作用； 填料主要起增强作用； 主要起增强作用 增塑剂用于提高树脂的可塑性和柔软性； 增塑剂用于提高树脂的可塑性和柔软性； 用于提高树脂的可塑性和柔软性 固化剂用于使热固性树脂由线型结构转变为体型结构； 固化剂用于使热固性树脂由线型结构转变为体型结构； 用于使热固性树脂由线型结构转变为体型结构 稳定剂用于防止塑料老化，延长其使用寿命； 稳定剂用于防止塑料老化，延长其使用寿命； 用于防止塑料老化 润滑剂用于防止塑料加工时粘在模具上 使制品光亮； 润滑剂用于防止塑料加工时粘在模具上, 使制品光亮； 用于防止塑料加工时粘在模具上 着色剂用于塑料制品着色。 着色剂用于塑料制品着色。 用于塑料制品着色 其他的还有发泡剂、 其他的还有发泡剂、催化 发泡剂 剂、阻燃剂、抗静电剂等。 阻燃剂、抗静电剂等
2、高分子的聚集态结构 、 固态高聚物分为晶态和非晶态两大类， 固态高聚物分为晶态和非晶态两大类，晶态为分子 链排列规则的部分，而排列不规则的部分为非晶态。 链排列规则的部分，而排列不规则的部分为非晶态。 一个大分子链可以穿 过几个晶区和非晶区。 过几个晶区和非晶区。 晶区熔点、密度、强 晶区熔点、密度、 度、硬度、刚性、耐 硬度、刚性、 热性、化学稳定性高， 热性、化学稳定性高， 而弹性、塑性、 而弹性、塑性、冲击 强度下降。 强度下降。
三、高分子材料的力学状态
1、线型非晶态高分子材料的力学状态 、 玻璃态：低温下，链段不能运动。在外力作用下， ⑴ 玻璃态：低温下，链段不能运动。在外力作用下， 只发生大分子原子的微量位移，产生少量弹性变形。 只发生大分子原子的微量位移，产生少量弹性变形。 高聚物呈玻璃态的 最高温度称玻璃化 温度， 表示。 温度，用Tg表示。 用于这种状态的材 料有塑料和纤维。 料有塑料分塑料 橡胶、纤维、 分塑料、 ⑴ 按用途分塑料、橡胶、纤维、胶 粘剂、涂料等。 粘剂、涂料等。 按聚合物反应类型分为加聚物和 ⑵ 按聚合物反应类型分为加聚物和 缩聚物。 缩聚物。 按聚合物的热行为分为热塑性聚 ⑶ 按聚合物的热行为分为热塑性聚 合物和热固性聚合物 按主链上的化学组成分为碳链聚 ⑷ 按主链上的化学组成分为碳链聚 合物、 合物、杂链聚合物和元素有机聚合物
复合材料的成型工艺
层叠复合材料、细粒复合材料、连续纤维复合 材料、短切纤维复合材料、碎片增强复合材料和骨 架复合材料等。
第一节 复合材料简述
2.复合材料的特点
(1)比强度和比刚度高 (2)抗疲劳性好 (3)高温性能好 (4)减振性能好 (5)断裂安全性高 (6)可设计性好
第一节 复合材料简述
二、复合材料用原料
1.增强材料
3）基体能够很好地保护纤维表面，不产生表面 损伤、不产生裂纹。
第一节 复合材料简述
(2)增强材料是承载的主要部分，因而纤维必须具 有很高的强度和刚度。
(3)增强材料与基体有好的结合强度。 (4)在复合材料中纤维必须具有适当的含量、直径
和分布。 (5) 纤维和基体应有相近的热膨胀系数。
第一节 复合材料简述
2. 井喷沉积法(Spray Co-Deposition)
井喷沉积法是运用特殊的喷嘴，将液态金属 基体通过惰性气体气流的作用后雾化成细小的 液态金属流，将增强相颗粒加入到雾化的金属 流中，与金属液滴混合在一起并沉积在衬底上 ，凝固形成金属基复合材料的方法。
图9-５所示是采用井喷沉积法生产陶瓷颗粒 增强金属基复合材料的示意图。
复合材料的一种成型方法，如图9－6所示。 热压成型时，先将粉料与蜡或有机高分子粘结剂混合、加热，利用蜡类材料热熔冷固的特点，把粉料与熔化的蜡料等粘合剂迅速搅合
成具有流动性的料浆，然后将混合料加压注入模具，冷却凝固后成型，即可得致密的、较硬实的坯体。
二、喷射成型工艺(Spray Moulding) (2)液态法 液态法是指基体处于熔融状态下制造金属基复合材料的方法。
下压制成型。
树脂基复合材料(resin matrix composites-RMC)、金属基复合材料(metallic matrix composites -MMC)、陶瓷基复合材料(ceramic matrix
第一节 复合材料简述
2.复合材料的特点
(1)比强度和比刚度高 (2)抗疲劳性好 (3)高温性能好 (4)减振性能好 (5)断裂安全性高 (6)可设计性好
第一节 复合材料简述
二、复合材料用原料
1.增强材料
3）基体能够很好地保护纤维表面，不产生表面 损伤、不产生裂纹。
第一节 复合材料简述
(2)增强材料是承载的主要部分，因而纤维必须具 有很高的强度和刚度。
(3)增强材料与基体有好的结合强度。 (4)在复合材料中纤维必须具有适当的含量、直径
和分布。 (5) 纤维和基体应有相近的热膨胀系数。
第一节 复合材料简述
2. 井喷沉积法(Spray Co-Deposition)
井喷沉积法是运用特殊的喷嘴，将液态金属 基体通过惰性气体气流的作用后雾化成细小的 液态金属流，将增强相颗粒加入到雾化的金属 流中，与金属液滴混合在一起并沉积在衬底上 ，凝固形成金属基复合材料的方法。
图9-５所示是采用井喷沉积法生产陶瓷颗粒 增强金属基复合材料的示意图。
复合材料的一种成型方法，如图9－6所示。 热压成型时，先将粉料与蜡或有机高分子粘结剂混合、加热，利用蜡类材料热熔冷固的特点，把粉料与熔化的蜡料等粘合剂迅速搅合
成具有流动性的料浆，然后将混合料加压注入模具，冷却凝固后成型，即可得致密的、较硬实的坯体。
二、喷射成型工艺(Spray Moulding) (2)液态法 液态法是指基体处于熔融状态下制造金属基复合材料的方法。
下压制成型。
树脂基复合材料(resin matrix composites-RMC)、金属基复合材料(metallic matrix composites -MMC)、陶瓷基复合材料(ceramic matrix
【材料成型原理——锻压】第九章 主应力法
k表 示 屈 服 时 的 最 大 剪 应力
按 密 席 斯 屈 服 ，k
1 3
s
•4.将上述的近似平衡微分方程与塑性条件联解，以求接触 面上的应力分布，这就是主应力法。
9.2 几种金属流动类型变形公式的推导
• 一、平面应变的横向流动（镦粗型）变形力公式的推导
右图表示平行砧板间的平面应变镦粗，
设 'S(若改变摩擦条件，
2
停 滞 区 ： S r S r (h 试 样 高 度)
2 rc 2 h
或
c
r h
( c 停 滞 区 外 端 点 之 )
现在，根据前面所推得的近似平衡方程
与近似塑性条件
d r
2
h
dr
d r d z
•第九章 塑性成形问题的主应力解法
• 9.1 主应力法的实质 • 9.2 几种金属流动类型变形公式的推导 • 9.3 拉延凸缘变形区应力分布
9.1主应力法的实质
• 塑性成形力学的基本任务之一就是确定各种成形工序所 需的变形力，这是合理选择加工设备、正确设计模具和制 定工艺规程所不可缺少的。由于塑性成形时，变形力是通 过工具表面或毛坯的弹性变形区传递给变形金属的，所
由于变形体是旋转体，所以采用圆柱坐标。
• 轴对称状态时，旋转体的每个子午面（θ面）都始终保持平面，而且各子午面 之间的夹角始终不变。所以：
• 1）在θ面上没有剪应力 • 2）各应力分量与θ坐标无关，对θ的偏导数为零 • 3） θ向的位移分量v=0 • 4）各位移分量与θ坐标无关
• 对于圆柱体的平砧均匀镦粗时： • 径向正应力和周向正应力是相等的，即
联结后得
d z
2
h
dr
z
2
《材料成型理论基础》课程大纲
《材料成型理论基础》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：材料成型理论基础英文名称：Fundamentals for Materials Processing二、课程编码及性质课程编码：0809554课程性质：专业核心课，必修课三、学时与学分总学时：56学分：3.5四、先修课程工程材料学、传热学、流体力学、材料成形工艺基础五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业和电子封装技术专业学生选修。
六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是本专业的核心课程之一，其教学目的主要包括：1．让学生对液态成形、连接成形、固态塑性成形及高分子材料成形的基本过程有较全面、深入的理解，掌握其基本原理和规律。
2．了解液态金属的结构和性质；掌握液态金属凝固的基本原理，冶金处理及其对产品性能的影响。
3．掌握材料成形中化学冶金基本规律和缺陷的形成机理、影响因素及防止措施。
4．掌握塑性成形过程中的应力与应变的基础理论，金属流动的基本规律及其应用。
5．了解高分子材料的组织转变及流动、成形的基本规律。
表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）本课程以材料成形工艺的理论基础为主线，根据成形加工过程中材料所处或经历的状态，分为液态凝固成形、固态塑性成形、连接成形、塑料注射成形等几类，学习材料在成形过程中的组织结构、性能、形状随外在条件的不同而变化的规律性知识。
2）本课程着重利用前期所学的物理、化学等基础理论，以及传热学、流体力学等专业基础理论知识，学习液态成形、塑性成形、连接成形等基本材料成形技术的内在规律和物理本质，包括共性原理，同时也要注重个性规律性认识。
3）课程将重点或详细介绍三种主要材料成形方法中的主要基础理论和专门知识，阐述这些现象的本质，揭示变化的规律。
而对次要成形方法的基本原理或发展状况等只作简要介绍或自学。
4）重点学习的章节内容包括：第4章“单相合金与多相合金的凝固”（6学时）、第5章“铸件凝固组织的形成与控制”（6学时）、第7章“焊缝及其热影响区的组织和性能”（6学时）、第8章“成形过程的冶金反应原理”（6学时）、第11章“应力与应变理论”（4学时）、第12章“屈服准则”（6学时）。
材料连接原理
材料连接原理材料连接原理是指通过不同材料之间的连接方式，实现材料之间的结构性、功能性连接，以满足工程设计和制造的需求。
材料连接是工程设计中的重要环节，它直接影响着产品的性能、质量和可靠性。
在工程实践中，材料连接原理的应用涉及到多种材料和连接方式，需要根据具体的工程要求和材料特性进行合理选择和设计。
首先，材料连接原理需要考虑材料的特性和连接方式的选择。
不同材料具有不同的力学性能、化学性能和加工性能，因此在进行材料连接时需要充分考虑材料的特性。
例如，金属材料通常采用焊接、螺纹连接、铆接等方式进行连接，而塑料材料则通常采用胶接、热熔连接等方式进行连接。
在选择连接方式时，需要考虑材料的强度、刚度、耐热性、耐腐蚀性等特性，以及连接后的结构性能和使用环境。
其次，材料连接原理需要考虑连接的设计和制造。
连接的设计需要考虑连接的形式、尺寸、位置和数量，以及连接件的选择和制造。
在进行连接设计时，需要进行合理的强度计算和应力分析，确保连接的可靠性和安全性。
同时，连接件的制造需要考虑材料加工工艺、精度要求和表面处理，以确保连接件的质量和性能。
另外，材料连接原理还需要考虑连接的装配和使用。
连接的装配需要考虑连接件的安装方式、紧固力和装配工艺，以确保连接的质量和稳定性。
在使用过程中，连接需要考虑承受的载荷、振动、温度变化等因素，以确保连接的可靠性和耐久性。
总之，材料连接原理是工程设计中的重要内容，它涉及到材料选择、连接设计、制造和使用等多个方面。
在实际工程中，需要根据具体的工程要求和材料特性，合理选择和设计连接方式，以确保连接的质量和可靠性。
同时，材料连接原理也是工程材料学和机械设计的重要内容，对于提高产品性能、延长使用寿命具有重要意义。
金属的连接成型基础课件
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月21 日上午9 时57分 20.10.2 120.10. 21
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2 020年1 0月21 日星期 三上午9 时57分 53秒09 :57:532 0.10.21
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020 年10月 上午9时 57分20 .10.210 9:57Oc tober 21, 2020
4）再结晶区 AC1～450℃之间，发生再结晶，硬度降低 经过冷塑性变形的母材才有再结晶区
热影响区的大小和组织性能变化的程度 取决于焊接方法、焊接规范、接头形式 等因素。 热源集中，焊接速度快时，热影响区小 热影响区往往是焊接件开始破坏的地方
三、影响焊接接头组织和性能的因素
1. 焊接材料 2. 焊接方法 3. 焊接工艺 4. 焊后热处理
§9.2 焊接工艺基础
熔焊：将焊件接头加热至熔化状态，不加 压力完成焊接的方法
是最基本的焊接方法，焊接生产中占主导 有电弧焊；气焊；电渣焊；电子束焊； 激光焊 其中电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法
一、焊接电弧
电弧是两电极之间持久而强烈的气体放电 现象。其宏观表现是发出强光，释放大 量的热量
电弧组成： 阴极区：发射电子区 阳极区：正离子区，并接受电子 弧柱区：气体电离区
②产生保护熔渣的气体 ③保证焊缝金属的脱氧、硫、磷 ④向焊缝渗加必要的合金元素
2. 焊条种类 按用途划分为十大类
3. 焊条选用 有以下原则 ①根据被焊的金属材料类别选择相应的焊
条种类 ②结构钢焊条的力学性能应满足焊缝与焊
接件等强度要求
对特殊钢，保证接头的特殊性能，应具 有相同或相近的成分 ③焊接结构件在较差的条件下工作时，应 选用碱性焊条 ④对几何形状复杂、厚度大、焊接时易产 生较大应力和裂纹的焊接件，应选用抗 裂性好的碱性焊条 ⑤焊条工艺性能要满足施焊操作要求
材料的连接成型
编号：以结构钢焊条为例： Ｊ ４２ ２
其中：Ｊ —— 结构钢焊条
４２ —— 焊缝金属抗拉强度大于等于 ４２０ＭＰ
２ —— 药皮类型（钛钙型）和电源种 类（交直流）
Ｊ 507
7——低氢，直流
金属工艺学
21
❖ 酸性药皮与碱性药皮两者的性质
❖ ① 酸性药皮工艺性好，而碱性药皮工艺性差。
碱性药皮中有益元素多，能使焊接接头力学性能提高。
金属工艺学
13
❖ 电弧焊的冶金过程特点：
❖ 电弧和熔池金属温度高于一般的冶炼温度。使金属元素 强烈蒸发，并使电弧区的气体分解成原子状态，增大了 气体的活泼性，导致金属烧损或形成有害杂质。
❖ 金属熔池体积小，熔池四周是冷金属，熔池处于液态 的时间很短，一般在１０秒左右。导致各种化学反应难 以达到平衡状态，化学成分不够均匀，气体和杂质来不 及浮出易产生气孔和夹杂等缺陷。
当拘束较小（如小板对接焊）时，既产生残余应力，又产生残余变形。
金属工艺学
30
焊接应力与变形的产生
金属工艺学
31
❖焊件焊后的变 形形式主要有： 尺寸收缩、角变 形、弯曲变形、 扭曲变形、波浪 变形等。
金属工艺学
32
❖ 焊接变形与应力的危害
工件焊接后产生变形和应力对结构的制造和使用会产生 不利影响。
4 材料的连接成形
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
概
熔压 钎 金
焊
焊
述
焊
力
焊 与
属 材
工 艺
焊封 工焊
料 的 焊
接 缺 陷 与
接 件 结 构
艺
接检设
性验计
金属工艺学
1
4 材料的连接成形
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六、焊接应力与变形 1.焊接应力与变形产生的原因 焊件在焊接过程中受到局部加热和冷却时的凝固收 缩是产生焊接应力和变形的主要原因。 焊接变形降低了工件的精度，需重新校正。应 力降低焊件的性能，是造成焊件裂纹的主要原因之 一。常见的变形基本形式见后页图。
表4-1 焊接变形的基本形式
焊接变形
收缩变形
• 第九章 材料的连接成型
• • • • 材料的连接分可拆卸和永久性两种。 可拆卸连接有：螺纹、键、销等。 永久性连接有：铆接、焊接。 焊接是指两个或两个以上的零件（同种或异种材料），用 或不用填充材料，通过局部加热或加压达到原子间的结合， 造成永久性连接的工艺过程。 • 第一节 焊接概述 • 一、焊接的特点 • 1、节约金属材料，
图4-6 低碳钢焊接接头的组织变化
1、焊缝的组织与性能 焊缝金属主要由焊条金属 熔化后结晶而成。焊接热源向 前移去后，熔池液体金属迅速 冷却结晶，结晶从熔池底部未 熔化的半个晶粒开始，垂直熔 合线向熔池中心生长，呈柱状 树枝晶，如图4-7所示；
图4-7 焊缝的柱状树枝 晶
结晶过程中 ， 因熔池小，冷却快，析出的晶粒比 较细小，再加上药皮有添加合金元素的作用，化学成 分控制严格，碳、硫、磷都较低，故可使焊缝金属的 力学性能不低于母材。
扭曲变形
波浪形变形
• • • •
2、减小焊接应力与变形的措施。 1）焊前预热可减少工件温差，减少残余应力； 2）焊后进行去应力退火，消除焊接残余应力 3）采取合理的焊接顺序，使焊缝能较自由的收缩，如 后页图。
图4-10 合理安排焊接顺序 一般焊接顺序为：1）先焊收缩量较大的焊缝；2) 工作时受力较大 的焊缝；3) 先焊错开的短焊缝，后焊直通的长焊缝。
• （3）电极的极性 • 采用直流电焊机焊接时，有正接和反接两种方法。 而交流电弧焊设备极性频繁变化，不存在极性问题。 • 1）正接——焊件接电源正极，焊条接负极。焊件加热 多，适宜焊厚板。 • 2）反接——焊件接电源负极，焊条接正极。适合焊薄 板或有色金属。
• 二、焊接过程的冶金特点 • （1）反应区温度高，使合金元素强烈蒸发和氧化烧损。 • （2）金属熔池体积小，处于液态的时间很短，导致气体 和杂质来不及浮出而易产生气孔和夹渣等缺陷。 • （3）有害气体容易侵入溶池，形成脆性氧化物，使焊缝 的塑性、韧性明显下降。 • 为保证焊缝化学性能和力学性能，常采用气体保护焊。 三、焊条 1、焊条的组成及作用 手弧焊焊条由焊芯和药皮两部分组成。 （1）焊芯 ①作为电弧焊的一个电极，与焊件之间导电形成电弧； ②在焊接过程中不断熔化，作为填充金属与熔化的母材 共同结晶形成焊缝；
四、 电阻焊 电阻焊是利用电流通 过焊接接头的接触面及邻 近区域产生的电阻热，把 焊件加热到塑性或局部熔 化状态，再在电极压力作 用下形成接头的一种焊接 方法。电阻焊可分为点焊、 缝焊、对焊。 1 、对焊 对焊是利用电阻 热将焊件断面对接 焊合的一种电阻焊， 如图所示。
电阻对焊
2.点焊 是利用电流通过两圆柱形电极和搭接的两焊件产生电 阻热，将焊件加热并局部熔化，形成一个熔核（其周围为 塑性状态），然后在压力下熔核结晶，形成一个焊点的焊 接方法。点焊的接头均为搭接接头，焊接前应清理。
• 三、气焊
气焊是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧生成的火 焰为热源，熔化焊件和焊接材料使之达到原子间结合的 一种焊接方法。 助燃气体主要为氧气，可燃气体主要采用乙炔、液 化石油气等。燃烧的混合气体是焊丝和工件的连接边熔 融，移动焊嘴和焊丝，形成焊缝。 气焊时，根据氧与乙炔的比例不同，火焰的温度和 种类也不同，分为பைடு நூலகம்种。
3、预 防和 校 正焊接变形的 措施： 1 ） 采 用反 变 形法，焊前留 出变形余量， 如图。
平板对接焊反变形
工字梁反变形
2）刚性固定法， 焊前将焊件固定夹紧， 但会产生较大的残余应 力。
3）采用机械矫正法来恢 复变形。
机械矫正法
刚性固定防止变形
4）采用火焰矫正法来减少变形，即对适当部位加热，使 焊件在冷却后产生新的变形。
火焰矫正法
第三节 其他焊接方法简介 一、埋弧焊 埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，其电弧的 引燃、焊条送进和电弧移动都采用机械来完成。 埋弧焊设备由焊接电源、焊车、控制箱三部分组成。焊车 由送丝机头、行走小车、控制盘、焊丝盘和焊剂漏斗等组成。 优点： 1）生产率高、节省焊接材料，成本低 ； 2）焊接质量好； 3）劳动条件好。 4）适于成批生产中、厚板结构的长直缝与直径较大的环缝。 缺点： 1）适应性较差 ，焊前准备工作量大； 2）因焊接电流强度大，不适于3mm以下薄板； 3）难以完成铝、钛等强氧化性金属及合金的焊接； 4）设备一次性投资较大。
•
（2）电弧的组成
• 电弧由三部分构成。（见 图）即： • 阴极区：焊条端面的白亮 斑点部位，产热36%，是 熔化焊条热量的主要来源， 平均温度2400（K）。 • 阳极区：工件上对应焊条 端部的溶池中的薄亮区， 产热43%，平均温度 2600（K）。 • 弧柱区：为两电极间空气 隙。平均温度 5000~8000（K）。
• 2.熔合区的组织和性 能 • 该区的温度在液相 线与固相线之间，宽 度约有0.1-0.4mm， 金属处于局部熔化状 态，化学成分不均匀， 组织粗大，往往是粗 大的过热组织或粗大 的淬硬组织，使强度 下降，塑性、韧性极 差，是产生裂纹和脆 性破坏的起源，其性 能是焊接接头中最差 的。
图4-6 低碳钢焊接接头的组织变化
• • • •
3、焊接参数选择 （1）焊条直径：根据焊件厚度按表9-2选择。 （2）焊接电流：按P223公式计算。 （3）焊接速度与电弧长度：根据具体情况及经验。 （介绍速度快慢及电弧长短的结果）
五、焊接接头组织与性能 以低碳钢为例，说 明焊接过程造成金属组 织和性能的变化。如图 4-6所示。受焊接热循环 的影响，焊缝附近的母 材组织性能发生变化的 区域，叫焊接热影响区。 熔焊焊缝和母材的交界 线叫熔合线。熔合线两 侧有一个很窄的焊缝与 热影响区的过渡区，叫 熔合区。焊接接头由焊 缝区、熔合区和热影响 区组成。
焊接变形基本形 式图
产 生 原 因
焊接后纵向(沿焊缝方向)和横 向(垂直于焊接方向)收缩引起 的 V形坡口对接焊后，由于焊缝 截面形状上下不对称，焊缝收 缩不均所致
角变形
弯曲变形
焊接T形梁时，由于焊缝布置 不对称，焊缝纵向收缩引起的
焊接工字梁时，由于焊接顺序 和焊接方向不合理所致 焊接薄板时，由于焊缝收缩使 薄板局部产生较大压应力而失 去稳定所致
四、焊接的应用 1、制造金属结构 2、制造金属零件或毛坯 3、连接电器导线
• 第二节、焊条电弧焊（手工电弧焊） • 1、焊接电弧 • 电弧是两带电导体之间持久而强烈的气体放电现象。 • （1）电弧的形成 1）焊条与工件瞬时接触短路， 产生高热使接触处溶化。 2）提起焊条保持恰当距离 （约2-4mm） 在热激发和强电场作用下，形成 电弧，产生强烈的光和热。
二、气体保护电弧焊 气体保护焊是用外加气体作为电弧介质并保护电弧区 的熔滴和熔池及焊缝的电弧焊。常用的保护气体有惰性气 体（氩气、氦气和混合气体）和活性气体（二氧化碳气） 两种，分别成为惰性气体保护焊和CO2焊。 气体保护焊焊接时在溶池上方的焊接区形成一个气罩， 使熔融金属与外界隔绝而得到保护，焊丝和保护气体由不 同的机构连续地分别送入焊接区域，透过气体介质，能看 到焊接情况，比埋弧焊操作性好。但因空气流动的原因， 不宜在室外进行。
焊接时，用与药皮相同作用的化学焊剂覆盖焊接区， 对熔融金属起保护和冶金反应的作用。焊丝从导电嘴伸出， 采用大电流焊接，比手工电弧焊高4倍，故适宜焊接较厚 材料，也可焊接大直径筒体。
图4-17 埋弧焊焊接过程 1—焊件 2—焊剂 3—焊剂漏斗 4—焊丝 5—送丝滚轮 6—导电嘴 7—焊缝 8—渣壳
图4-18 埋弧焊焊缝成 形示意图
• 2、压焊 • 压焊是通过对焊件施加压力（加热或不加热）来完成 焊接的方法。它包括爆炸焊、冷压焊、摩擦焊、扩散 焊、超声波焊、高频焊和电阻焊等。 3、钎焊 钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，在加热 温度高于钎料低于母材熔点的情况下，利用液态钎料 润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连 接焊件的方法。它包括硬钎焊、软钎焊等。
• •
（2）药皮 提高电弧燃烧的稳定性，产生熔渣及气体，防止溶 池金属氧化，向熔池金属中补充合金，保证焊缝的力学 性能。 • 2、焊条的种类和型号 焊条由专门的金属丝制成，共分为十大类，即结构 钢焊条、低温钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、不锈钢焊 条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合 金焊条、铝及铝合金焊条和特殊用途焊条。表9-1列出了 部分焊条的类型和代号。 3、焊条的选用原则 （1）选择与母材化学成分相同或相近的焊条。 （2）选择与母材等强度的焊条。 （3）根据结构的使用条件选择焊条药皮的类型，对要求塑 性好、冲击韧度高或低温性能好的结构，选用碱性焊条；当 构件受力不复杂，母材质量较好时，可选用经济的酸性焊条 。
• 中性焰 是氧与乙炔体积的比值为1.1~1.2的混合气燃烧 形成的气体火焰，内焰温度最高可达3150℃。用于焊 接低、中碳合金钢、纯铜和铝合金等。 • 碳化焰 是氧与乙炔的体积的比值小于1 时形成的气体 火焰，因为乙炔有过剩量，所以火焰比中性焰长，温度 低，用于焊接高碳铸铁和硬质合金。 • 氧化焰 氧气与乙炔的比值>1.2 时燃烧形成的火焰，温 度比中性焰高、火焰短。一般用于焊接青铜、黄铜等。 • 气焊焊接温度低，加热缓慢，变形严重，适宜焊接 2mm以下的薄板。适用于无电源的施工场地。
• 四、焊条电弧焊基本工艺 • 1、焊接接头和坡口 • 焊接中，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不同， 其接头型式及坡口形式也不同。焊接接头型式有：对接接 头、T形接头、角接接头及搭接接头等。 开坡口的目的是为了 保证工件焊透，方法有 刨削、气割、磨削等。 如右图，详见P222图94。 2、焊缝的空间位置 按操作的难易程度依次 有：平焊、立焊、横焊、 仰焊。