金属熔焊原理
熔化焊的原理
熔化焊的原理
熔化焊是一种常见的焊接方法，通过加热金属材料，使其熔化并与其他金属材料结合在一起。
熔化焊的原理可以总结为以下几个方面：
1. 热源：熔化焊主要依靠热源来提供足够的能量使金属材料熔化。
常见的热源包括火焰、电弧、电阻加热等。
其中，火焰热源是指以燃烧为基础，通过燃料与氧气的混合产生大量热能。
电弧热源是指通过电弧放电产生的高温热能。
电阻加热则是将电流通过电阻材料产生热能。
2. 熔化：熔化焊的基本原理就是将金属材料加热到其熔点以上，使其从固态转变为液态。
当金属材料达到熔点时，其原子开始通过热运动相互分离，形成液态。
3. 流动：金属材料处于液态时，其分子间的间距增大，使得原子之间的化学键发生改变。
通过调整焊接过程中的温度和焊接材料的成分，可以实现金属材料的流动和融合。
当金属材料冷却凝固后，焊接接头的结晶组织和力学性能就被形成。
4. 冷却：在熔化焊后，焊接接头需要被冷却以恢复到固态。
冷却过程中，焊接接头中的熔融金属将重新结晶，并形成固态的晶体结构。
焊接接头的冷却速度影响着其最终的组织结构和性能。
总之，熔化焊的原理是通过加热金属材料使其熔化，然后通过流动和冷却使其与其他金属材料融合在一起。
不同的熔化焊方法有不同的热源和焊接过程，但基本
的原理和步骤是相似的。
熔化焊广泛应用于各个领域，如汽车制造、船舶建造和机械制造等。
金属熔焊原理 第3版 第二单元 焊缝金属的构成
过
程 的
熔滴过渡的特性对焊接热输入有一定的影响，改变熔滴
影
过渡的特性可以在一定程度上调节焊接热输入，从而改
响
变焊缝的结晶过程和热影响区的尺寸及性能
熔滴过渡的作用力
3 熔滴过渡的作用力
（1）重力
当焊丝直径较大而焊接电流较小 时，在平焊位置的情况下，使熔滴脱 离焊丝的力主要是重力，其大小为
金属熔焊原理
第二单元 焊缝金属的构成
焊条（焊丝）的加热与熔化
熔滴过渡
母材的熔化与焊缝的形成
1 理解焊条（焊丝）的加热 2 掌握焊条的熔化速度 3 了解焊条药皮的熔化及过渡
焊条（焊丝）的加热
1 焊条（焊丝）的加热
焊条（焊丝）： 电弧放电的电极之一 与熔化的母材混合成焊缝
电弧焊时，加热和熔化焊条的能量有： 焊接电流通过焊芯时所产生的电阻热； 焊条电弧传给焊条端部的热能； 化学冶金反应产生的反应热（可忽略）
vm
m
I
式中vm——焊条的平均熔化速度（g/h）； m——熔化的焊芯质量（g）； τ——电弧燃烧的时间（h）； ɑp——焊条的熔化系数（g/(h·A)）。
ɑp=
m Iτ
ɑp的物理意义是： 熔焊过程中，在单位时间内使用单位电流时焊芯（焊丝）的熔化量。
2 焊条的熔化速度
单位电流、单位时间内焊芯（或焊丝）熔敷在焊件上的金属量称为熔
αH=（1-ψ）αP
真正反映焊条金属利用率及生产率的指标是熔敷系数。
焊条药皮的熔化及过渡
3 焊条药皮的熔化及过渡
焊条药皮是压涂在焊芯表面上的涂 料层，它是具有不同物理和化学性 质的细颗粒物质的紧密混合物
化合物分解
各 组 成 物 间 相 互 作 用
水分的蒸发
金属熔焊原理 第二章 焊缝的组织和性能
一、熔池的形状和尺寸
熔池的形状类似于不标准的半椭球，其轮廓为温度等于母材熔 点的等温面。
熔池的宽度和深度沿X轴连续变化。电流增加熔池的最大宽度（Bmax）略增， 最大深度（Hmax）增大；随电弧电压的增加， Bmax增大， Hmax减小。
接触过渡
自由过
渣壁过
图2-4 熔滴的重力和熔滴的表面张力示意图 图 2-5 通有同方向电流的两根导 线的相互作用力 F1 -熔滴的重力 F2-熔滴的表面张力
图2-6 磁力线在熔滴上的压缩作用 p —电磁压缩力
图2-7 斑点压力阻碍熔滴过渡 的示意图
2-8焊条药皮形成的套筒示意图
焊接熔池的形成
第二章
焊缝的组织和性能
第一节 焊条、焊丝及母材的熔化
第二节 焊缝金属的一次结晶
第三节 焊缝金属的二次结晶 第四节 焊缝组织和性能的改善
第一节 焊条、焊丝及母材的熔化
焊条金属的加热
1) 电阻热：焊接电流通过焊芯时产生的电阻 热。 2) 电弧热：焊接电弧传给焊条端部的热量。 3) 化学反应热：药皮部分化学物质化学反应 时产生的热量。
3、液态金属与母材交界处，运动受限制， 化学成分不均匀。
焊缝金属的熔合比
熔合比：熔焊时，局部熔化的母材在焊 缝金属中所占的百分比。
A——熔化的母材 B——填充金属
图2-11 不同接头形式焊缝横截面积的熔透情况
图2-12 接头形式与焊道层数对熔合比的影响 I－表面堆焊 II－V形坡口对接 III－U形坡口对接 （奥氏体钢、焊条电弧焊）
比表面积（S）：熔滴表面积（A）与其质量（ρV） 之比，即S=A/ρV 。 设熔滴是半径为R的球体，则S=3/ρR。 熔滴越细其熔滴比表面积越大，凡是能使熔滴变细 的因素，都能加强冶金反应。
《金属熔焊原》课件
02
03
清理工作
对需要焊接的金属表面进 行清理，去除油污、锈迹 和其他杂质，确保焊接质 量。
装配定位
根据焊接要求，将需要焊 接的金属部件进行精确装 配，确保位置准确无误。
预热处理
对于某些金属材料，需要 进行预热处理，以降低焊 接过程中的应力，防止裂 纹的产生。
焊接过程
熔化金属
通过高温将需要焊接的金 属材料熔化成液态，形成 熔池。
焊接材料的检验与质量控制
焊接材料的检验
对焊接材料进行质量检验，确保其符合相关标准和工艺要求。
焊接材料的质量控制
建立焊接材料的质量控制体系，确保焊接质量的稳定性和可靠性。
04 金属熔焊的质量 控制
焊接质量的检测方法
外观检测
通过目视或低倍放大镜观察焊 缝的外观，检查是否有气孔、
咬边、未熔合等缺陷。
无损检测
利用射线、超声、磁粉等无损 检测技术，对焊缝内部进行检 测，确定是否存在裂纹、未熔 合等缺陷。
力学性能检测
对焊接接头进行拉伸、弯曲、 冲击等试验，测定其力学性能 ，以评估焊接质量。
硬度检测
通过硬度计测定焊接接头的硬 度，了解其机械性能。
焊接缺陷的识别与预防
气孔
咬边
由于焊接过程中气体在金属中未能及时逸 出而形成的孔洞。预防措施包括保持焊接 材料干燥、适当调整焊接电流和速度。
《金属熔焊原》ppt课件
目录
• 金属熔焊原理简介 • 金属熔焊的工艺流程 • 金属熔焊的焊接材料 • 金属熔焊的质量控制 • 金属熔焊的安全与环保
01 金属熔焊原理简 介
金属熔焊的定义与分类
金属熔焊定义
金属熔焊是一种通过加热至熔化 ，再冷却结晶的过程，将两块金 属牢固地连接在一起的工艺。
金属熔化焊基础
金属熔化焊基础金属熔化焊是一种常见的焊接方法，可用于将两个或多个金属零件连接在一起。
在金属熔化焊过程中，通过加热金属至其熔点以上，使其熔化并形成焊缝，然后冷却使其凝固。
这种焊接方法广泛应用于工业生产中，用于制造、修理和加固各种金属制品。
金属熔化焊的基本原理是通过加热金属至其熔点以上，使其变成液态，然后使液态金属相互结合形成焊缝。
在焊接过程中，需要使用热源将金属加热至熔点以上的温度。
常用的热源包括火焰、电弧和激光等。
火焰熔化焊使用的是火焰的热能，通过燃烧气体产生的高温来加热金属；电弧熔化焊则是利用电弧产生的高温来加热金属；而激光熔化焊则是利用激光束产生的高能量来加热金属。
金属熔化焊的过程可以分为预热、熔化和凝固三个阶段。
在预热阶段，需要将金属加热至接近熔点的温度，以减少焊接时的热应力和冷却速度。
预热温度的选择根据所焊接金属的种类和厚度来确定。
在熔化阶段，金属被加热至熔点以上的温度，形成液态金属。
这时，焊工将填充材料加入到焊缝中，使其与基材熔化并混合。
在凝固阶段，焊缝冷却并凝固，形成坚固的焊接接头。
金属熔化焊的焊接接头通常具有很高的强度和密封性，因为焊接时金属的熔化使得焊缝中的原子结构得到重新排列，形成了新的结晶。
这种结晶具有良好的力学性能和耐腐蚀性能。
此外，金属熔化焊还可以在焊接过程中加入填充材料，以增加焊接接头的强度和耐磨性。
不同的金属材料适用于不同的金属熔化焊方法。
常见的金属材料包括钢、铝、铜、镍等。
对于不同的金属材料，需要选择适合的焊接方法和填充材料。
例如，对于钢材的焊接，常用的方法包括电弧焊、气体保护焊和激光焊等。
而对于铝材的焊接，常用的方法包括氩弧焊、摩擦搅拌焊和激光焊等。
金属熔化焊在工业生产中具有广泛的应用。
它可以用于制造各种金属制品，如汽车、船舶、飞机等。
同时，金属熔化焊还可以用于修理和加固金属制品，延长其使用寿命。
例如，在汽车维修中，常用金属熔化焊方法将受损的车身部件连接起来，使其恢复原有的强度和稳定性。
金属熔焊原理(共10张PPT)
焊接热源
一、常用的焊接热源 电弧热 、 化学热 、 电阻热 、
摩擦热 、等离子弧 、电子束 、激光 束 、高频 热
二、常用的焊接热源
电弧热 、化学热 、电阻热 、摩擦 热 、等离子弧 、电子束 、激光束 、
高频感应热
三、焊接过程的热效率
在焊接热源作用下金属部分被加热与熔化，同时出现热量的传播和分布的景象。
我们把焊件〔包括母材与填充金 在焊接热源作用下金属部分被加热与熔化，同时出现热量的传播和分布的景象。
三、焊接过程的热效率 有效热功率是热源输出总功率的一部分。
属〕所吸收的热量叫做热源的有效 电弧热 、化学热 、电阻热 、摩擦热 、等离子弧 、电子束 、激光束 、高频感应热
在焊接热源作用下金属部分被加热与熔化，同时出现热量的传播和分布的景象。 1〕焊接热量集中作用在焊件衔接部位，而不是均匀加热整个焊件。
热功率。有效热功率是热源输出总 三、焊接过程的热效率
2〕热作用的瞬时性，焊接时，热源以一定速度挪动，焊件上把焊件〔包括母材与填充金属〕所吸收的热量叫做热源的有效热功率。
我们把焊件〔包括母材与填充金属〕所吸收的热量叫做热源的有效热功率。 电弧热 、化学热 、电阻热 、摩擦热 、等离子弧 、电子束 、激光束 、高频感应热 2〕热作用的瞬时性，焊接时，热源以一定速度挪动，焊件上任一点受热的作用都具瞬时性。 温度场的数学表达式可写作 2〕热作用的瞬时性，焊接时，热源以一定速度挪动，焊件上任一点受热的作用都具瞬时性。
焊接温度场
一、焊接温度场的定义 焊接温度场是指焊接过程中某一瞬时焊上
各点的温度分布。
温度场的数学表达式可写作 T = f (x，y，z ，t)
三、焊接温度场的特点
1、可用图形表示 ， 2、等温线或等温面之间互不相交， 有温度梯度。
金属熔焊原理
金属熔焊原理一．基础题：1焊接参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等。
2焊条的平均熔化速度、熔敷速度均与电流成正比。
3短路过渡的熔滴质量和过渡周期主要取决于电弧长（电弧电压），随电弧长度的增加，熔滴质量与过渡周期增大。
当电弧长度到达一定值时，熔滴质量与过渡周期突然增大，这说明熔滴的过渡形式发生了变化，如果电弧长度不变，增大电流则过渡频率增高，熔滴变细。
4一般情况下，增大焊接电流，熔宽减小，熔深增大；增大电弧电压，熔宽增大，熔深减小。
5熔池的温度分布极其不均匀（熔池中部温度最高）。
6焊接方法的保护方式：手弧焊（气-渣联合保护），埋弧焊、电渣焊（熔渣保护），氩弧焊CO2焊、等离子焊（气体保护）。
7焊接化学冶金过程是分区域连续进行的。
8焊接化学冶金反应区：手工焊有药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区三个反应区；熔化极气保焊只有熔滴和熔池两个反应区；不填充金属的气焊、钨极氩弧焊和电子束焊只有熔池反应区。
9熔滴阶段的反应时间随焊接电流的增加而变短，随电弧电压的增加而变长。
10焊接材料只影响焊缝成分而不影响热影响区。
11焊接区周围的空气是气相中氮的主要来源。
12熔渣在焊接过程中的作用：机械保护、改善焊接工艺性能、冶金处理。
13分理论中酸碱性以1为界点，原子理论中，以0为界点。
14影响FeO分配系数的主要因素有：温度和熔渣的性质。
15焊缝金属的脱氧方式：先期脱氧、沉淀脱氧、扩散脱氧。
16脱硫比脱磷更困难。
17随焊芯中碳含量的增加，焊接时不仅焊缝中的气孔、裂纹倾向增大，并伴有较大飞溅，是焊接稳定性下降。
18焊条的冶金性能是指其脱氧、去氢、脱硫磷、掺合金、抗气孔及抗裂纹的能力，最终反映在焊缝金属的化学成分、力学性能和焊接缺陷的形成等方面。
19焊剂按制造方法分为：熔炼焊剂和非熔炼焊剂。
20焊丝的分类：实芯焊丝和药芯焊丝。
21焊接中的偏析形式：显微偏析、区域偏析、层状偏析。
22相变组织（二次结晶组织）主要取决于焊缝化学成分和冷却条件。
金属熔焊原理
焊接通过加热或加压，填充或不填充材料使工件产生原子间结合的一种连接方法焊剂：指焊接时能够融化形成熔渣，对融化金属起保护和冶金处理作用的一种颗粒状物质。
焊条：由药皮和焊芯组成的一种溶化电极，供焊条电弧焊使用。
熔渣：焊接过程中焊条药皮或焊剂荣华后，在熔池中参与化学反应而形成覆盖于熔池表面的熔融状金属、非金属氧化物及复合物。
熔合比：熔焊时，被熔化的母材部分在焊道金属中所占的比例称为熔合比焊条的型号：是国家标准中对焊条规定的编号，可用来区分各种焊条熔敷金属的力学性能、化学成分、药皮类型、焊接位置、焊接电流的种类。
热影响区：焊接过程中，母材因受焊接热循环影响而发生组织和力学性能变化的区域焊接区内存在多种气体，气体是通过哪些途径进入的？焊接区内除了外加的惰性保护气体外还有CO,CO2,H2O,O2,H2,N2,的混合物；焊接区内气体一部分是由直接输入或侵入的原始气体，而另一部分是通过物化反应所生成的气体。
酸性焊条和碱性焊条的区别？1.成分不同：酸性焊条皮中含有多量酸性氧化物（TiO2、SiO2 等），碱性焊条药皮中含有多量碱性氧化物（CaO、Na2O等）。
2.酸性焊条能交直流两用，碱性焊条焊接一般用直流电源施焊。
3.酸性焊条药皮组分氧化性强；而碱性焊条药皮组分氧化性弱。
4.酸性焊条工艺性能较好，但焊缝的力学性能，特别是冲击韧度较差，适用于一般低碳钢和强度较低的低合金结构钢的焊接，是应用最广的焊条。
5.碱性焊条脱硫、脱磷能力强，药皮有去氢作用。
碱性焊条的焊缝具有良好的抗裂性和力学性能，但工艺性能较差，一般用直流电源施焊，主要用于重要结构（如锅炉、压力容器和合金结构钢等）的焊接。
使熔池中液态金属运动的主要原因是什么？液态金属的密度差所产生的自由对流运动；表面张力差所引起的强制对流运动；热源的各种机械力所产生的搅拌作用，使熔池处于运动状态。
选择脱氧剂的原则是什么？1.脱氧剂在焊接的高温下对氧的亲和力应比被焊接金属对氧的亲和力大。
金属熔焊原理及材料焊接
金属熔焊原理及材料焊接
金属熔焊是一种常见的金属焊接方法，它利用高温将金属材料加热到熔点并使其熔化，然后通过冷却使其凝固在一起，从而实现材料的连接。
金属熔焊的原理包括以下几个步骤：
1. 加热：将金属材料加热到一定温度，使其达到熔点。
加热可以使用火焰、电弧、激光等热源。
2. 熔化：当金属材料达到熔点时，其原子开始失去有序结构并呈现液态。
在液态状态下，金属原子可以自由流动。
3. 密实：在金属材料熔化的同时，焊接材料（焊丝或焊料）也会熔化并与原材料混合。
通过表面张力和毛细效应，焊接材料会充满焊接接头中的缝隙，并经过冷却后凝固。
4. 冷却：在熔化材料充满接头缝隙后，将焊接材料冷却至固态。
固态的焊接材料与基材结合，在冷却过程中形成强固的连接。
焊接材料是进行金属熔焊的关键，常用的焊接材料包括焊丝和焊料。
焊丝一般是金属丝，它是填充金属材料的主要来源。
焊丝可以有不同的成分和特性，根据需要选择不同种类的焊丝来适应不同金属材料的焊接。
焊料是一种在焊接时产生熔融状态的材料，通过其熔融状态与金属材料表面的接触和作用，实现金属连接。
金属熔焊广泛应用于各个领域，包括工业生产、建筑、航空航天等。
不同的金属熔焊方法和材料选择取决于具体的应用需求和金属材料的性质。
熔焊的概念
熔焊的概念熔焊是金属材料加工和连接中常用的一种方法。
它是指通过加热金属材料将其熔化，并在熔池中形成连接的过程。
在熔池冷却后，金属材料会形成一个坚固的连接。
熔焊是一种广泛应用的金属连接工艺，能够连接各种金属材料，如钢铁、铝合金、铜等。
它具有连接强度高、连接密封性好、连接可靠性高等优点。
熔焊的原理是利用高温将金属材料加热至熔点以上，使其熔化形成熔池。
然后，使用适当的手段将待连接的金属放置在熔池中，使其与熔池充分接触并融合。
接着，等待熔池冷却，金属材料便会形成一个坚固的连接。
熔焊的过程中需要使用一种称为焊接电流的能量源，以提供加热金属材料所需的热能。
常见的焊接电流有火焰焊接、电弧焊接和激光焊接等。
不同的焊接电流适用于不同的材料和连接要求。
在熔焊的过程中，焊接电流短暂加热待连接的金属材料，使其达到熔点以上，形成熔池。
在熔池形成后，焊工必须保持恒定的焊接电流以保持熔池稳定和合适的温度。
接着，焊工可以使用焊丝、焊条等填充材料来增加连接的强度和密封性。
在熔焊中，焊工需要控制焊接电流的大小、焊接速度、焊接温度等参数，以确保连接质量。
焊接电流过大或过小都会对连接质量产生不良影响。
焊接速度过快可能导致熔池不稳定，焊接速度过慢则可能导致焊接区域过热。
除了焊接参数的控制外，焊接的环境条件也对连接质量产生影响。
气氛中的氧气可能导致氧化反应，进而影响连接质量。
此外，焊接区域的准备工作也很重要，必须确保其清洁、干燥和无杂质。
熔焊有多种类型，常见的有电弧焊接、气焊、激光焊接等。
每种类型都有不同的特点和适用范围。
电弧焊接是最常见的熔焊方法之一，它适用于各种金属材料的连接。
气焊则是在焊接区域吹入氧气和燃气，利用燃气燃烧产生的热量熔化金属材料。
激光焊接则利用激光束对金属材料进行高能量密度的加热，实现熔焊。
总之，熔焊是一种常用的金属连接方法，能够连接各种金属材料。
它的原理是通过加热金属材料至熔点以上，使其熔化形成熔池。
然后，利用填充材料增加连接的强度和密封性。
金属焊接原理
金属焊接原理
金属焊接是一种将两个或多个金属物体通过热源或压力加工相互连接的工艺。
其原理是通过加热或加压，使金属表面发生熔融或塑性变形，使相邻金属原子间产生金属结合力，实现金属的连接。
金属焊接的原理主要包括以下几点：
1.热源加工原理：焊接时通常使用火焰、电弧、激光等热源对金属进行加热。
加热使金属表面升温，当温度达到熔点或变塑点时，金属开始熔融或塑性变形。
热源的选择取决于金属的材质和焊接要求。
2.熔融与凝固原理：加热后，金属开始熔融或变为塑性状态，金属原子间的结合力变弱。
当加热终止或传热消失时，金属开始冷却，熔融金属重新凝固。
在凝固过程中，金属原子重新排列，形成新的结晶体结构。
3.金属界面作用原理：焊接时，相邻金属表面在熔化、塑性变形或压力作用下相互接触。
在接触界面上，金属原子通过扩散或者机械混合使得金属原子间产生结合力，从而形成焊缝。
4.焊接过程中的物理和化学现象：焊接过程中会涉及到很多物理和化学现象。
例如，热传导、传热控制、物质的相变和析出等。
这些现象会影响焊接过程中金属的熔化、凝固、金属结构的形成以及焊接接头的性能。
通过控制焊接参数，包括焊接温度、焊接时间、焊接压力等，可以影响焊接过程中金属的组织结构和性能，从而实现理想的焊接连接。
金属焊接的原理是通过加热或压力作用使金属表面熔化或塑性变形，金属原子间相互扩散或结合形成焊缝，最终实现金属的连接。
不同的焊接方法和焊接材料会有相应的原理和工艺特点。
熔焊的原理及特点
熔焊的原理及特点
熔焊是一种加热金属至熔化状态，然后使金属熔池与填充金属或焊接部件相互结合的工艺。
熔焊原理的主要过程包括加热金属至熔点，使金属熔化形成熔池，然后利用填充金属或焊接部件将熔池与其他金属部件连接在一起。
熔焊的特点如下：
1. 高强度连接：熔焊可以实现金属间的高强度连接，焊缝的强度通常大于被连接金属的强度。
2. 适用于多种材料：熔焊可以用于连接不同种类的金属，包括钢、铝、铜等。
这使得熔焊在各种工业领域中有广泛的应用。
3. 焊接过程可控性较高：通过控制加热温度、焊接速度和填充金属的选择，可以在合适的条件下实现高质量的焊接连接，并满足不同应用的需求。
4. 焊接成本相对较低：与其他连接方式相比，熔焊通常具有较低的成本。
这是因为熔焊不需要额外的连接件，且可以在快速的生产线上进行自动化焊接。
5. 焊接缺点的存在：熔焊过程中存在一些缺点，如产生热应力、热影响区域扩散等。
这些缺点可能导致焊接部分的变形或产生裂纹，需要通过适当的控制和处理来减小其影响。
总的来说，熔焊是一种常见的金属连接方法，具有高强度连接、适用于多种材料、焊接过程可控性较高、相对较低的成本等特点。
然而，也需要注意熔焊过程中产生的一些缺点，并采取相应的措施进行控制，以确保焊接质量。
金属熔焊原理
金属熔焊原理
金属熔焊是一种利用高温熔化金属，再通过控制冷却结晶，以达到连接金属的方法。
其原理包括以下方面：
1. 熔化过程：金属在高温下熔化成液态，形成熔池。
熔池中的金属原子获得足够的能量，摆脱束缚，成为自由原子。
2. 扩散过程：在高温下，金属原子在熔池中扩散，使熔池中的原子分布均匀。
3. 结晶过程：当熔池冷却时，金属原子重新结合成固体金属，完成结晶过程。
金属熔焊的优点包括：
1. 连接强度高：由于金属在熔焊过程中完全融合，连接强度高。
2. 适用范围广：金属熔焊适用于各种金属材料，包括钢铁、有色金属等。
3. 操作简便：金属熔焊操作简单，易于掌握。
需要注意的是，金属熔焊过程中需要注意控制温度、时间、冷却速度等因素，以保证焊接质量。
同时，对于不同的金属材料和焊接要求，需要选择合适的焊接方法和工艺参数。
金属熔焊原理
复习题一、1.焊接熔渣的作用有：机械保护作用、改善焊接工艺性能和冶金处理。
2.熔合比是熔焊时，熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比。
熔合比越大，则母材的稀释作用越严重。
3.焊接结晶过程有一次结晶和二次结晶。
一次结晶主要是联生结晶，二次结晶组织主要取决于焊缝金属的化学成分和冷却速度。
4.焊接热循环的主要参数有加热速度、最高加热温度、相变温度以上停留时间和冷却速度。
5.氢、淬硬组织和应力三个因素是导致冷裂纹的主要原因。
6.焊缝金属的脱氧方法主要有先期脱氧、沉淀脱氧和扩散脱氧。
7.为了防止硫引起的结晶裂纹及其随含碳量的增加，则Mn/S的比值也应随之增加。
8.冷裂纹的断口从宏观上看，具有发亮的金属光泽，属脆性断裂，并呈人字纹形态发展。
9.在焊条药皮或焊剂中的萤石和有氧化性的氧化物都有去氢作用，但当氧化性的物质过多时，将增加产生 CO气孔的倾向。
二、选择题1.钨极氩弧焊和真空电子束焊的焊接反应区有（B）A熔滴反应区 B熔池反应区C药皮反应区、熔池反应区 D熔滴反应区、熔池反应区2.常用的牌号为H08Mn2SiA焊丝中的“Mn2”表示（ C ）。
A含锰量为0.02% B含锰量为0.2%C含锰量为2% D含锰量为20%3.埋弧自动焊属于（ A ）保护。
A渣保护 B气保护 C渣－气联合保护 D渣、气保护4.焊条药皮（焊剂）的氧化性和元素对氧的亲和力越大，合金元素含量对过渡系数的影响（ A ）A越大 B较小 C越小 D为零6.随着焊缝含（ C ）量的增加，会引起焊缝金属的热脆、冷脆和时效硬化。
A氢 B氧 C氮D硫7.焊条电弧焊焊时，当焊接电流增大时，则整个熔池的最大深度随之增大，而最大宽度将相对（ B ）A增大 B减小 C不变 D略大8.在一般情况下，通过焊丝药芯合金化时，过渡系数比通过药皮合金化时（ C ） A大 B小 C无明显变化9.焊后消除应力的热处理方法是（ A ）A退火 B正火 C淬火 D回火10.液化裂纹主要出现在含合金元素较多的高强度钢，（ B ）和耐热合金的焊件中。
焊接技术原理
焊接技术原理
焊接技术是一种将两个或多个金属材料通过熔融加热并填充金属或非金属材料，使其结合在一起的加工方法。
焊接工艺的实现基于以下几个原理：
1. 熔化原理：焊接过程中，通过热源将金属材料或填充材料加热到熔化温度，使其变成液体状态。
常用的热源有火焰、电弧、激光等。
熔化的金属材料会融合在一起，形成连续的焊接接头。
2. 扩散原理：当两个金属材料接触并在一定温度下加压时，原子之间会发生扩散，相互交换位置并形成金属键。
这种扩散现象使得焊接接头的结合更加牢固。
3. 冷却原理：在金属材料熔化后，焊接接头会通过冷却过程逐渐凝固。
冷却过程中，焊接接头的原子重新排列，结晶形成新的晶粒结构。
冷却速度会对晶粒的尺寸和形态产生影响，进而影响焊接接头的力学性能。
4. 填充原理：某些情况下，需要使用填充材料来填充焊缝或修补缺陷，以增强焊接接头的强度和完整性。
填充材料通常是与基材相容的金属或非金属材料，可通过熔融或涂覆等方式添加到焊缝中。
5. 保护原理：焊接过程中，由于金属在高温下容易与空气中的氧气和氮气反应，产生氧化和氮化物，导致焊接接头质量下降。
为了保护焊接接头，常使用保护措施，如惰性气体保护、药芯焊丝等，将接头与空气隔离，减少气氛污染。
综上所述，焊接技术的原理主要包括熔化、扩散、冷却、填充和保护等方面。
通过掌握这些原理并合理运用各种焊接工艺，可以实现高质量、可靠的金属材料连接。
熔焊原理与工艺熔焊方法及设备复习整理
熔焊原理与工艺熔焊方法及设备复习整理熔焊是通过加热工件材料将其熔化，形成焊缝后冷却凝固的过程。
熔焊广泛应用于金属材料的连接、修补和加工等领域。
下面是关于熔焊原理与工艺、熔焊方法及设备的复习整理：1.熔焊原理与工艺熔焊的原理基于金属材料的熔化和凝固特性。
通过加热工件材料，使其达到熔点以上的温度，然后在熔化状态下，使工件表面相互接触，产生函数力，形成焊缝。
随后，冷却使焊缝凝固和固化，从而实现工件的连接。
熔焊工艺包括预处理、熔化、凝固和后处理等阶段。
预处理包括清洁工件表面、调整焊缝形状和准备焊接剂等。
熔化是指加热工件材料使其达到熔点以上的温度，一般使用火焰、电弧或激光等加热源。
凝固是指焊接过程中，熔化态的金属逐渐冷却，重新变为固态金属的过程。
后处理包括焊缝清理和表面处理等，以提高焊缝质量和外观。
2.熔焊方法及设备（1）气焊：气焊是利用燃烧氧-乙炔火焰的高温来熔化工件材料并形成焊缝的方法。
常见的气焊设备包括氧气瓶、乙炔瓶、切割枪和焊接枪等。
气焊适用于各种金属材料的焊接，但对焊接环境要求较高，容易产生氧化和气孔等缺陷。
（2）电弧焊：电弧焊是利用电弧加热工件材料并使之熔化的方法。
常见的电弧焊方法包括手工电弧焊、埋弧焊和氩弧焊等。
电弧焊设备包括电源、电极、焊条或焊丝等。
电弧焊适用于熔接各种金属材料，焊接效果较好，但对操作技能要求较高。
（3）激光焊：激光焊是利用激光束的高能量密度将工件材料局部熔化并形成焊缝的方法。
激光焊设备包括激光器、光学系统和控制系统等。
激光焊具有热输入小、焊接速度快和焊缝质量高等优点，但设备投资较高。
（4）等离子焊：等离子焊是利用等离子体的高温来熔化工件材料并形成焊缝的方法。
等离子焊设备包括等离子切割机、等离子焊接机和等离子加工机等。
等离子焊适用于焊接不易熔化的材料，具有高温、高速和高效的特点。
总结：熔焊是通过加热工件材料使其熔化，并在冷却凝固后形成焊缝的方法。
熔焊的原理和工艺包括预处理、熔化、凝固和后处理等阶段。
金属熔化焊原理
熔池结晶时氢的溶解度突然降低，容易造成氢残 留在焊缝金属中，当焊缝金属的结晶速度大于逸出速 度，形成气孔。
二.焊接化学冶金过程
2) 产生白点和氢脆 （1）白点 焊缝含氢量高时，在焊缝拉断面上出现如鱼目
状的直径为0.5-5 mm的白色圆形斑点。 （2）氢脆 氢在室温时使钢的塑性严重下降的现象称为氢脆。 白点和氢脆使焊缝金属塑性严重下降。 3) 产生冷裂纹 (3)控制氢的措施 1)焊前清理干净焊件及焊丝表面的铁锈、油污、
电流增大，熔滴变细，过渡频率提高，电弧 较稳定、飞溅减小，呈细滴过渡，电弧焊采用。
一 .焊条和母材的熔化
2）短路过渡
焊条端部的熔滴与熔池短路接触，直接向熔 池过渡称为短路过渡。
短路过渡在小电流、低电弧电压下，实现稳 定的熔滴过渡和稳定的焊接过程。短路过渡适合 于薄板或低热输入的焊接。 C02保护电弧焊。
焊接电弧的温度高，6 000-8 000度，金属剧烈蒸发， 电弧周围C02、N2、H2等大量分解，分解后的气体原子 或离子溶解在液态金属中形成气孔。
熔池温差大，平均温度在2 000以上，并被周围的冷
却金属包围，温度梯度大，焊件易产生应力并引起变形， 甚至产生裂纹
二.焊接化学冶金过程
（2)．熔池体积小，熔池存在时间短
一. 焊条和母材的熔化
(3)电磁压缩力 垂直作用在金属熔滴表面上， 熔滴的细颈部分，也是电磁压 缩力作用最大。随着颈部逐渐 变细，电流密度增大，电磁压 缩力也增强，则促使熔滴很快 地脱离焊条端部向熔池过渡， 保证了熔滴在任何空间位置都
能顺利地过渡到熔池。所以
电磁压缩力在任何焊接位置都 是促使溶滴过渡的力。
平焊时，金属熔滴的 重力起促进熔滴过渡 的作用。立焊、仰焊时 熔滴的重力阻碍了 熔滴向熔池过渡， 成为阻碍。
第四章_金属熔焊原理
2、与氮发生作用的金属：即能溶解氮又能形成
氮化物，这种情况下就要防止焊缝金属的氮化（如铁、钛）。
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(一)氮在金属中的溶解
1）原子形式溶于液态金属 2）以NO形式溶入 3）以氮离子形式溶入
（二）氮对焊接质量的影响
在液态铁中的溶解度随 温度增加而增大，但当 温度超过2200℃时， 熔解度急剧下降，金属 凝固时也急剧下降。
第四章 金属熔焊原理
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§4-1 焊接热过程及冶金过程特点 §4-2 气体对焊缝金属的影响 §4-3 熔渣与金属的作用 §4-4 焊缝金属的结晶 §4-5 焊接热影响区的组织与性能 §4-6 焊缝中的气孔
§4-7 焊接裂纹
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本章重点
焊接冶金过程的特点。 焊缝金属的脱氧、脱硫、脱磷及合金化。 焊缝金属的结晶过程及组织。 焊接热影响区的构成、组织与性能。 焊缝中气孔的产生与防止方法。 焊接裂纹的产生、形成及防止措施。
3、熔池温度
熔池中部温度最高， 头部次之，其次是尾部。
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4、熔池运动状态
1）液态金属密度差引起自由 对流运动
2）表面张力差强迫对流运动 3） 熔池中各种机械力搅拌
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四、焊条冶金过程特点
普通化学冶金过程和焊接化学冶金过程对比
普通化学冶金过程是对金属熔炼加工过程，在放在特 定的炉中进行。
焊接化学冶金过程是金属在焊接条件下再熔炼的过程，
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（四）控制氢的措施
1) 限制焊接材料的含氢量，药皮成分
2) 严格清理工件及焊丝：去锈、油污、吸附水分
3) 冶金处理 4) 调整焊接规范 5) 焊后消氢处理
在药皮中加入氟化物 在药皮或焊芯中加入稀土金属 控制焊接材料氧化还原
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金属熔焊原理一．基础题：1焊接参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等。
2焊条的平均熔化速度、熔敷速度均与电流成正比。
3短路过渡的熔滴质量和过渡周期主要取决于电弧长（电弧电压），随电弧长度的增加，熔滴质量与过渡周期增大。
当电弧长度到达一定值时，熔滴质量与过渡周期突然增大，这说明熔滴的过渡形式发生了变化，如果电弧长度不变，增大电流则过渡频率增高，熔滴变细。
4一般情况下，增大焊接电流，熔宽减小，熔深增大；增大电弧电压，熔宽增大，熔深减小。
5熔池的温度分布极其不均匀（熔池中部温度最高）。
6焊接方法的保护方式：手弧焊（气-渣联合保护），埋弧焊、电渣焊（熔渣保护），氩弧焊CO2焊、等离子焊（气体保护）。
7焊接化学冶金过程是分区域连续进行的。
8焊接化学冶金反应区：手工焊有药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区三个反应区；熔化极气保焊只有熔滴和熔池两个反应区；不填充金属的气焊、钨极氩弧焊和电子束焊只有熔池反应区。
9熔滴阶段的反应时间随焊接电流的增加而变短，随电弧电压的增加而变长。
10焊接材料只影响焊缝成分而不影响热影响区。
11焊接区周围的空气是气相中氮的主要来源。
12熔渣在焊接过程中的作用：机械保护、改善焊接工艺性能、冶金处理。
13分理论中酸碱性以1为界点，原子理论中，以0为界点。
14影响FeO分配系数的主要因素有：温度和熔渣的性质。
15焊缝金属的脱氧方式：先期脱氧、沉淀脱氧、扩散脱氧。
16脱硫比脱磷更困难。
17随焊芯中碳含量的增加，焊接时不仅焊缝中的气孔、裂纹倾向增大，并伴有较大飞溅，是焊接稳定性下降。
18焊条的冶金性能是指其脱氧、去氢、脱硫磷、掺合金、抗气孔及抗裂纹的能力，最终反映在焊缝金属的化学成分、力学性能和焊接缺陷的形成等方面。
19焊剂按制造方法分为：熔炼焊剂和非熔炼焊剂。
20焊丝的分类：实芯焊丝和药芯焊丝。
21焊接中的偏析形式：显微偏析、区域偏析、层状偏析。
22相变组织（二次结晶组织）主要取决于焊缝化学成分和冷却条件。
23焊接热循环的基本参数：加热速度、最高加热速度、相变温度以上停留的时间、冷却速度或冷却时间t8/5、t8/3、t100。
24产生冷裂纹的三要素：拘束应力、淬硬组织、氢的作用25冷裂纹的断口组织，宏观上看冷裂纹的断口具有淬硬性断裂的特征，表面有金属光泽，呈人字形发展，从微观上看，裂纹多起源于粗大奥氏体晶粒的晶界交错处。
26冷裂纹的种类：延迟裂纹、淬硬脆化裂纹、低塑性脆化裂纹。
27熔滴过度的作用力：重力、表面张力、电磁压缩力及电弧吹力等。
二．名词解释：1焊接温度场：焊接过程中某一瞬时间焊接接头上个点的温度分布状态。
2焊缝金属的熔合比：熔化焊时，被熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比。
3药皮重量系数：单位长度药皮与焊芯的质量比。
4随温度降低黏度缓慢增加的称为长渣。
随温度降低黏度迅速降低的称为短渣。
5合金元素的过度系数：指某合金元素在熔敷金属中的实际质量分数与其在焊材中的原始质量分数之比。
6联生结晶（交互结晶）：依附于母材半熔化晶粒开始长大的结晶方式。
7显微偏析：在晶粒尺度上发生的化学成分不均匀的现象。
8区域偏析：焊缝边缘到焊缝中心存在的化学成分不均匀的现象。
9层状偏析：由于结晶过程周期性变化而化学成分不均匀所造成的。
10焊接热循环：在焊接热源作用下，焊件上某一点的温度随时间的变化。
11层间温度系：指多层多道焊时在施焊后后续焊道前其相邻焊道应保持的最低温度。
12焊缝的合金化：在熔焊时，要获得预期的焊缝成分把需要的合金元素通过焊材过渡到焊缝金属中的过程。
三简答题：0当电流过大和加热时间过长时，导致电阻热过大，会使焊芯和药皮升温过高而引起以下不良后果：（1）熔化激烈，产生飞溅（2）药皮开裂与过早脱落，导致电弧燃烧不稳定（3）焊缝成形变差，甚至引起气孔等缺陷（4）药皮过早进行冶金反应，丧失冶金反应和保护能力（5）焊条发红变软，操作困难。
1焊接区内气体的供给途径：（1）有机物的分解和燃烧（2）碳酸盐和高价氧化物的分解（3）物质的蒸发及氧化反应（4）直接输入或侵入。
2氮对焊接质量的影响：（1）形成气孔（2）降低焊缝力学性能（塑性和韧性）（3）时效脆化。
3氧对焊接质量的影响：（1）机械性能下降（2）物理和化学性能变差（3）产生气孔（4）工艺性能变差。
4酸性焊条与碱性焊条的特点：（一）酸性：焊接工艺性差，电弧稳定，可交直流两用，焊接是飞溅小，流动性好，焊缝成形美观且脱渣性好，但氧化性较强，合金元素烧损较多，焊缝金属塑性和韧性较差。
（2）碱性：脱硫效果好，故熔敷金属抗裂纹能力强，具有较高的塑性和冲击韧性，电弧稳定性差，一般采用直流反接，焊接时对铁锈、水分敏感性强且焊接过程中烟尘大。
5氟石（莹石）的作用：一方面它可降低碱性熔渣的熔点、黏度和表面张力，增加熔渣的流动性从而提高焊缝质量；另一方面，可以脱氢，消除焊缝金属的冷裂纹倾向，有利于降低焊缝金属中的气体介质。
6焊条的工艺性包括：焊接电弧的稳定性、焊缝成形性，焊条对各种位置焊接的适应性、脱渣性、飞溅程度、焊条的熔化率、药皮发红程度、焊条发尘量。
7熔池凝固的条件：宏观上，金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度；微观上，金属的凝固过程是由晶核的不断形成和长大两个基本过程构成。
8焊接速度对成长速度和方向的影响：焊接速度增加时，焊接温度场的范围减小，熔池形状变得细长。
因此焊接速度越大，晶粒成长的方向角越大，晶粒越向垂直于熔池中心线的方向成长，从而形成垂直于焊缝中心线的柱状晶粒；反之，焊速减小时，晶粒的成长方向角有90度逐渐变小，并达到很小的数值，而形成弯曲的晶粒。
9焊缝中的夹杂物及其危害：（1）氧化物主要是二氧化硅，其次是氧化锰、二氧化钛及三氧化二铝等，一般多以硅酸盐的形式存在。
这种夹杂物如果密集地以块状或片状分布时，在焊缝中会引起热裂纹，在母材中也会引起层状撕裂（2）氮化物残氮是焊缝在时效过程中由过饱和固溶体中析出的，并以针状分布在晶粒上或贯穿晶界。
由于N4F是一种脆硬的化合物，会使焊缝的硬度增高，塑性、韧性急剧下降（3）硫化物主要是MnS和FeS，前者的影响较小，而后者的影响较大。
因此FeS是沿晶界析出，并与Fe或FeO形成低熔点共晶，它是引起热烈文的主要原因之一。
10不易淬火钢热影响区的组织分布及各区域特点：（1）过热区组织特征是晶粒粗大的铁素体和珠光体，甚至形成魏氏体组织（2）完全重结晶区是晶粒细小、均匀，因而完全重结晶区的塑性和韧性都比较好，具有较高的力学性能，甚至由于母材（3）不完全结晶区是晶粒大小不一的铁素体和细小的珠光体，而且分布不均（4）再结晶区为等轴晶粒。
（母材为热轧态时，热影响区中没有再结晶区）11易淬火钢热影响区的组织分布及组织特征：当母材为调质状态时，热影响区由完全淬火区、不完全淬火区和回火区组成；当母材为退货或正火状态时，热影响区只由完全淬火区和不完全淬火区组成。
（1）完全淬火区粗细不同的马氏体和少量贝氏体的混合组织，它们同属于马氏体类型（2）不完全回火区马氏体、铁素体以及中间体构成的混合组织（3）回火区回火区内组织和性能的变化程度取决于焊前调质状态的回火温度12焊接热影响区的脆化形式及如何防止(一)焊接热影响区的脆化是指脆性升高或韧性下降的现象包括粗晶脆化和时效脆化（包括热应变时效脆化和相析出时效脆化）（二）防治措施：（1）焊接低合金钢时，选用较小的焊接线能量有利于提高焊接热影响区的韧性（2）焊接没有钛、铝及钒等合金元素的低合金钢或碳锰系低合金钢时，要特别注意Ac1以下亚热影响区中的蓝脆问题，在焊接工艺上设法降低蓝脆区的宽度以及这个温区的停留时间，可明显减小时效脆化。
13结晶裂纹的影响因素及控制措施：（一）影响因素：(1)冶金因素对结晶裂纹的影响a常用合金元素的影响，如C、\S、\P、Mn、Si等，b易熔相的影响（2）力的影响：包括结构的几何形状、尺寸和复杂程度、焊接顺序、装配焊接方案以及冷却速度等。
（二）防治措施：（1）冶金措施：a控制焊缝中C、S、P等有害杂质元素的含量。
b提高焊丝的含锰量.c对熔池进行变质处理d形成双相组织e调整熔渣的碱度（2）工艺措施：a控制焊缝成形系数，提高成形系数可以提高焊缝的抗裂纹能力b降低冷却速度，可以减小结晶裂纹倾向c调整焊接顺序，降低拘束应力。
14长渣和短渣的概念及使用情况：随温度降低黏度缓慢增加的称为长渣。
随温度降低黏度迅速降低的称为短渣。
含SiO2多的酸性渣为长渣，这种渣不适于立焊或仰焊，一般只适用于平焊；在进行立焊或仰焊时，为防止熔池金属在重力作用下流失，希望熔渣在较窄的温度范围内凝固，因而选用短渣焊接。
而低氢型或氧化钛型焊条的熔渣属于短渣，适用于全位置焊接。
15冷裂纹的控制措施：（1）选用对冷裂纹敏感性低的母材，选用低碳多合金钢材，可以有效提高焊接接头的抗裂性能能（2）提高焊缝金属的塑性和韧性。
通过焊材向焊缝过度Ti、Ni、V、B、Te或稀土元素来韧化焊缝，从而降低整个接头的冷裂纹敏感性，提高焊缝的抗裂能力。
采用奥氏体钢焊条焊接某些淬硬倾向较大中低合金高强度钢，它能大量溶解氢，提高焊缝塑性，从而防止热影响区裂纹。
四论述题1试述氢对焊接质量的影响及控制措施？（一）影响（1）氢脆性金属中因吸收氢而导致塑性严重下降的现象，其机理通常认为是在拉伸和弯曲过程中金属的位错发生运动和堆积，溶解在晶格中的原子氢沿位错方向扩散和聚集，在显微空腔中产生很高的压力而导致金属变脆（2）白点常常在其拉伸试件的断面上出现光亮圆形的局部脆性断裂点，如果焊缝金属产生白点，其塑性将大大下降（3）气孔如果熔池中吸收了大量的氢来不及逸出，很容易形成气孔（4）产生冷裂纹冷裂纹是在冷却到比较低的温度或室温放置一定时间后，在焊接接头中产生的裂纹，其危害性很大。
（二）控制措施：（1）限制焊接材料中氢的来源，在焊条药皮与焊剂制造中因控制含氢的原材料（2）焊前仔细清理焊丝表面和焊件坡口及其两侧20mm 范围内的铁锈、油污、吸附水分以及其他含氢物质（3）冶金处理焊条药皮或焊剂中加入氟化物，适当增加焊材的氧化性（4）控制焊接参数采用射流过渡，增加电弧电压，利用交流电焊接都能够减少焊缝中的含氢量（5）焊后脱氢处理焊后把焊件加热到一定温度促使氢扩散逸出。
2合金元素的过渡系数及影响因素（一）合金元素的过度系数：指某合金元素在熔敷金属中的实际质量分数与其在焊材中的原始质量分数之比，只有在药批氧化性很小，且残留损失不大的情况下，它们的过渡系数才接近相等。
（二）影响因素：（1）合金元素对氧的亲和力，对氧的亲和力越小，过度系数越大（2）合金元素的物理性质，主要是沸点，沸点越低，焊接时其蒸发损失量越大，过度系数降低（3）焊接区介质的氧化性，氧化性越大，过度系数越小（4）合金元素的粒度，增加合金元素的粒度，其表面积减小，氧化损失减少，而残留损失不变，故过渡系数增大（5）合金元素的含量，随着药皮或焊剂中合金元素量的增加，其过渡系数也相应的增加（6）药皮或焊剂的成分，焊剂药皮的成分决定了熔渣的氧化性，碱度，粘度，都会影响过度系数（7）药皮重量系数和焊剂熔化率，药皮重量系数或焊剂熔化率都会使合金元素的过度系数减小（8）焊接方法和焊接参数，增加电弧电压或选择直流反接都会使合金元素的过度系数减小。