焊接与胶接成型..共65页文档
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第三章 连接成形
3．焊条的牌号与型号(P134附表3-5、6)
(三) 焊接成形工艺设计
1.焊缝空间位臵、接头和坡口型式
(1) 焊缝的空间位臵
平焊 横焊
焊缝空间位臵有:
• 平焊缝
• 横焊缝 • 立焊缝 • 仰焊缝
立焊
仰焊
垂直平面，水平 方向上的焊接
垂直平面，垂直 方向上的焊接
倒悬平面，水平 方向上的焊接
水平面的焊 接
粗大的过热组织。
过热区是热 影响区中性能 最差的部位。 • 塑性差
• 韧度低
• 正火区： 焊后空冷使该区内的金属相当于进行了正火
处理，获得均匀而细小的铁素体和珠光体组织。
正火区是 热影响区中力 学性能最好的 区域。
• 塑性较高 • 韧度较高
• 不完全重结晶区(部分正火区)： 部分组织转变为奥氏体，冷却后获得细小铁 素体和珠光体，部分铁素体未发生相变，固该 区域晶粒大小不均匀。
(一) 氩弧焊
氩弧焊：利用惰性气体(氩气Ar)作为保护气
体的电弧焊。高温下，氩气不与金属起化学
反应，也不溶入金属。
氩弧焊机械保护作用好，电弧稳定性好， 金属飞溅小，焊接质量高。
按所用电极的不同，氩弧焊钨极(非熔 化极)和熔化极氩弧焊两种。
(二) 焊条
1．焊条的组成与作用
• 金属焊芯：作为电极，
产生电弧，并传导焊接电 流，焊芯熔化后作为填充 金属成为焊缝的一部分。
• 药皮：压涂在焊芯表
面的涂料层，主要作用
是保证电弧稳定燃烧。
2．焊条的种类
焊条可分为酸性焊条和碱性焊条。
• 酸性焊条：熔渣中以酸性氧化物为主。焊 缝塑性和韧度不高，且焊缝中氢含量高，抗 裂性差，但酸性焊条具有良好的工艺性。 • 碱性焊条(又称低氢焊条)：药皮中以碱性氧 化物与莹石为主，并含较多铁合金，焊缝力学 性能与抗裂性好，但碱性焊条工艺性较差。
连接成形.doc
第三章连接成形常见的连接成形工艺：焊接、胶接和机械联接等。
焊接：通常是指金属的焊接。
是通过加热或加压，或两者同时并用，使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成形方法。
分类：根据焊接过程中加热程度和工艺特点的不同，焊接方法可以分为三大类。
(1)熔焊将工件焊接处局部加热到熔化状态，形成熔池（通常还加入填充金属），冷却结晶后形成焊缝，被焊工件结合为不可分离的整体。
常见的熔焊方法有气焊、电弧焊、电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。
(2)压焊在焊接过程中无论加热与否，均需要加压的焊接方法。
常见的压焊有电阻焊、摩擦焊、冷压焊、扩散焊、爆炸焊等。
(3)钎焊采用熔点低于被焊金属的钎料（填充金属）熔化之后，填充接头间隙，并与被焊金属相互扩散实现连接。
钎焊过程中被焊工件不熔化，且一般没有塑性变形。
焊接生产的特点：(1)节省金属材料，结构重量轻。
(2)以小拼大、化大为小，制造重型、复杂的机器零部件，简化铸造、锻造及切削加工工艺，获得最佳技术经济效果。
(3)焊接接头具有良好的力学性能和密封性。
(4)能够制造双金属结构，使材料的性能得到充分利用。
应用：焊接技术在机器制造、造船工业、建筑工程、电力设备生产、航空及航天工业等应用十分广泛。
不足：焊接技术也还存在一些不足之处，如焊接结构不可拆卸，给维修带来不便；焊接结构中会存在焊接应力和变形；焊接接头的组织性能往往不均匀，并会产生焊接缺陷等。
胶接技术：使用胶粘剂来连接各种材料。
与其它连接方法相比，胶接不受材料类型的限制，能够实现各种材料之间的连接（例如各种金属、各种非金属和金属与非金属之间的连接），而且具有工艺简单，应力分布均匀，密封性好，防腐节能，应力和变形小等特点，已被广泛用于现代化生产的各个领域。
胶接的主要缺点是固化时间长，胶粘剂易老化，耐热性差等。
机械联接：有螺纹联接、销钉联接、键联接和铆钉联接，其中铆钉联接为不可拆连接，其余均为可拆连接。
机械联接的主要特点是所采用的连接件一般为标准件，具有良好的互换性，选用方便，工作可靠，易于检修，其不足之处是增加了机械加工工序，结构重量大，密封性差，影响外观，且成本较高。
第4章 焊接与胶接成形 02
缺 点
②只适用于平焊位置；
③不适合焊接厚度小于 1mm的薄板；
④焊接检验不方便，且对 焊前准备要求高。
2）应用： 主要用于焊接各种钢结构，还可用于在基体金属表 面堆焊耐磨、耐蚀合金。特别适用于大批量生产的中、 厚板结构的长直焊缝与较大直径的环形焊缝。
3.气体保护电弧焊（简称气体保护焊） 气体保护电弧焊，是指利用外加气体作电弧介质 并保护电弧和焊接区的电弧焊方法。
1）焊丝 作用与焊芯相同。
图4.2.7 埋弧焊示意图
不同牌号焊丝不能图4.2.9 埋弧焊焊丝
2）焊剂 即焊接时所用的溶剂， 其作用为保护 焊缝和对焊缝进行脱氧和渗合金； 焊剂的分类： ①按制造方法不同分：
焊 剂 熔炼焊剂 非熔炼焊剂
（又称陶质 焊剂） 主要起保护作用，国内目前使用 的绝大多数为熔炼焊剂。 除保护作用外，还有冶金处理作用。
1.压焊
压焊 指焊接过程中对焊件施加压力（加热或不加热） 而完成焊接的方法。常用的压焊方法有电阻焊和摩擦 焊等。 （1）电阻焊 又 称接触焊，指工 件组合后通过电 极施加压力，利 图4.2.18 电阻焊示意图 用电流通过接头 的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。 通常分为点焊、缝焊和对焊三种，如图4.2.18所示。
特 点
图4.2.11 熔化极氩弧焊
3 ）钨极脉冲氩弧焊（ PC-TIG ） 采用可控的脉 冲电流来加热工件的氩弧焊方法。 特 点
①适于焊接0.1～5mm的钢材或管材，实现单面焊 双面成形，而且适合于各种空间位置的焊接； ②适合于易淬硬钢和高强钢的焊接； ③焊接质量稳定，焊接接头质量高。
氩弧焊设备和焊接材料：焊机和焊丝 氩 弧 焊 应 用
1）电焊条的组成： 如图4.2.5所示。 电 焊芯 焊 条 药皮
焊接技术
图4-4 直流弧焊机的不同极性接法
四、电焊条
1. 电焊条的组成及作用 焊芯
焊条芯
焊缝的填充材料 — 填充焊缝
电焊条 药皮
电极传导电流 — 导电
机械保护的作用 冶金的作用
稳定电弧的作用
药皮
药皮的作用：提高电弧燃烧的稳定性，防止空气对熔化金
属的有害作用，保证焊缝金属的脱氧和加入合金元素。
药皮的种类： ① 氧化钛型；②氧化钛钙型；
适用于易氧化的有色金属及合金钢材料的焊接。如： 铝、镁、钛及其合金和耐热钢、不锈钢等。为了防止 保护气流破环，氩弧焊只能在室内进行。
CO2气体保护焊
利用CO2作为保护气体的气体保护焊，简称CO2焊。 焊接热源：电弧热 保护介质：CO2 ① 与金属发生化学反应—产生夹渣缺陷 ② 溶解于液体金属中—产生 CO 气孔缺陷 ③ 比重大于空气（25%）
焊接方法的分类
常见的焊接方法
焊接的特点：
1、生产周期短，生产率高，易实现机械化、自动化。 2、接头牢固、密封性好。 3、可化大为小、以小拼大。 4、可实现异种金属的连接。
5、重量轻、加工装配简单。
6、焊接应力变形大，接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。
胶接 —胶粘剂连接各种材料。 机械联接 —采用标准件为连接件连接各种材料。
焊接变形是在焊接过程中产生的变形。金属结构 与零件在焊接过程中，常常会产生各种焊接变形以及 焊缝的断裂，从而影响焊接质量。 焊后焊件中温度冷至室温时残留在焊件中的变形 和应力分别称为焊接残余变形和焊接残余应力。
2、焊接应力与变形产生的原因
焊接应力与变形产生的根本原因是： 焊件(工件）在焊接过程中受到局部或不均匀加热和快速冷却。
3.焊条型号
焊接与胶接成形
1-电极、2-直流电源、3-弧柱区、4-工件、5-阳极区、6-阴极区
图9-2 电弧的构造 阴极区发射电子，因而要消耗一定的能量，所产生的热量占电弧热的 36%左右；在阳极 区，由于高速电子撞击阳极表面并进入阳极区而释放能量，阳极区产生的热量较多，占电弧 热的 43%左右。用钢焊条焊接钢材时阴极区平均温度为 2400K，阳极区平均温度为 2600K。 弧柱区的长度几乎等于电弧长度，热量仅占电弧热的 21%，而弧柱区的温度可达 6000K～ 8000K。 弧焊电源：焊接电弧所使用的电源称为弧焊电源，通常可分为四大类：交流弧焊电源、 直流弧焊电源、脉冲弧焊电源和逆变弧焊电源。
表92常见焊接变形的基本形式示意图产生原因由焊接后焊缝的纵向沿焊缝长度方向和横向沿焊缝宽度方向收缩引起由于焊缝横截面形状上下不对称焊缝横向收缩不均引起形梁焊接时焊缝布置不对称由焊缝纵向收缩引起工字梁焊接时由于焊接顺序和焊接方向不合理引起结构上出现扭曲薄板焊接时焊接应力使薄板局部失稳而引起3预防和减小焊接应力和变形的工艺措施1焊前预热预热的目的是减小焊件上各部分的温差降低焊缝区的冷却速度从而减小焊接应力和变形预热温度一般为400以下
制，能够实现各种材料之间的连接（例如各种金属、各种非金属和金属与非金属之间的连接）， 而且具有工艺简单，应力分布均匀，密封性好，防腐节能，应力和变形小等特点，已被广泛 用于现代化生产的各个领域。胶接的主要缺点是固化时间长，胶粘剂易老化，耐热性差等。
机械联接：有螺纹联接、销钉联接、键联接和铆钉联接，其中铆钉联接为不可拆连接， 其余均为可拆连接。机械联接的主要特点是所采用的连接件一般为标准件，具有良好的互换 性，选用方便，工作可靠，易于检修，其不足之处是增加了机械加工工序，结构重量大，密 封性差，影响外观，且成本较高。
图9-2 电弧的构造 阴极区发射电子，因而要消耗一定的能量，所产生的热量占电弧热的 36%左右；在阳极 区，由于高速电子撞击阳极表面并进入阳极区而释放能量，阳极区产生的热量较多，占电弧 热的 43%左右。用钢焊条焊接钢材时阴极区平均温度为 2400K，阳极区平均温度为 2600K。 弧柱区的长度几乎等于电弧长度，热量仅占电弧热的 21%，而弧柱区的温度可达 6000K～ 8000K。 弧焊电源：焊接电弧所使用的电源称为弧焊电源，通常可分为四大类：交流弧焊电源、 直流弧焊电源、脉冲弧焊电源和逆变弧焊电源。
表92常见焊接变形的基本形式示意图产生原因由焊接后焊缝的纵向沿焊缝长度方向和横向沿焊缝宽度方向收缩引起由于焊缝横截面形状上下不对称焊缝横向收缩不均引起形梁焊接时焊缝布置不对称由焊缝纵向收缩引起工字梁焊接时由于焊接顺序和焊接方向不合理引起结构上出现扭曲薄板焊接时焊接应力使薄板局部失稳而引起3预防和减小焊接应力和变形的工艺措施1焊前预热预热的目的是减小焊件上各部分的温差降低焊缝区的冷却速度从而减小焊接应力和变形预热温度一般为400以下
制，能够实现各种材料之间的连接（例如各种金属、各种非金属和金属与非金属之间的连接）， 而且具有工艺简单，应力分布均匀，密封性好，防腐节能，应力和变形小等特点，已被广泛 用于现代化生产的各个领域。胶接的主要缺点是固化时间长，胶粘剂易老化，耐热性差等。
机械联接：有螺纹联接、销钉联接、键联接和铆钉联接，其中铆钉联接为不可拆连接， 其余均为可拆连接。机械联接的主要特点是所采用的连接件一般为标准件，具有良好的互换 性，选用方便，工作可靠，易于检修，其不足之处是增加了机械加工工序，结构重量大，密 封性差，影响外观，且成本较高。
工程材料及其成型第9章 焊接成型及胶接
2、预防和矫正焊接的措施
(1)合理结构设计 在保证结构承载能力的前提下，尽量减 少焊缝数量、长度和截面积；应用型钢、 冲压件代替材料拼焊，以便减小焊缝数量 和变形。焊缝的布置和坡口形式应尽可能 对称，使产生的变形量最小，如图9-19所 示。
2、预防和矫正焊接的措施
(1)合理结构设计
图9-19 焊缝应对称分布 (a)不合理 (b)合理
9.1
焊条电弧焊
焊条电弧焊通常又称为手工电弧焊，是应 用最普遍的熔化焊焊接方法，它是利用电 弧产生的高温、高热量进行焊接的。
9.1.1焊条电弧焊的焊接过程
图9-2 焊条电弧焊焊接过程 1－焊缝，2－熔池，3－保护气体，4－电弧，5－熔滴， 6－焊条，7－焊钳，8－焊机，9－焊接电缆，10－焊件
常用的运条方法主要有：直线形运条法、 直线往复运条法、锯齿形运条法、月牙形 运条法、三角形运条法、圆圈形运条法等， 如图9-7所示。
图 9-7
基本运条方法
3 、焊缝收尾
焊缝收尾时，为了不出现尾坑，厚板焊接 采用划圈收尾法。 薄板焊接及大电流焊接采用反复断弧法。
9.1.5 焊条电弧焊工艺
9.1.2焊条电弧焊机
1、交流弧焊机 交流弧焊电源是一种特殊的降压变压器， 它具有结构简单、噪音小、价格便宜、使 用可靠、维护方便等优点。 BX1-300型动铁式弧焊机是目前用得较广的 一种交流弧焊机，其外形如图9-3所示。 这种弧焊机的焊接电弧的稳定性较差。
图 9-3 BX1-330交流弧焊机 1－电流指示盘，2－调节手柄（细调电流），3－接地螺 钉，4－焊接电源两极，5－线圈抽头（粗调电流）
2、二氧化碳气体保护焊
图9-13 二氧化碳气体保护焊 1－焊接电源及控制箱，2－CO2钢瓶，3－加热器，4－送丝机构，5－焊枪，6－焊件
焊接技术与连接成型培训课件(带动画)
焊接熔池中产生复杂的化学冶金反应。
热影响区的物理冶金过程 热影响区的组
织和性能发生了变化
熔焊冶金特点 ：
特点
①冶金条件差：焊接熔池易暴露，周围空气
易发生各种冶金反应。
②冶金反应温度高：金属烧损 （C、Si、Mn）
③熔池体积小，散热快，冶金过程短：
易出现成分偏析，渣、气等不易排除；
（化学冶金过程）空气易发生各种冶金反应，O、
3）焊条的选用原则
选用焊条通常是根据焊件化学成分、力学性能、抗裂性、 耐腐蚀性以及高温性能等要求，选用相应的焊条种类。再考 虑焊接结构形状、受力情况、焊接设备条件和焊条售价来选 定具体型号。
两种焊条特点 1、从力学性能考虑：
酸性焊条氧化性强，焊缝质量差； 2、从焊接工艺考虑：
酸性焊条稳弧性好，飞溅小，易脱渣，焊缝处理要求不严 格，交、直流均可； 3、从经济性考虑：
1.2 焊接接头的组织和性能 （物理冶金过程）
焊接接头是由相互联系，而在组织和性能上又有区别 的三部分所组成，包括焊缝区、熔合区和热影响区。
N、H+Fe、C、Si、Mn、Cr、S、p；温度高，金属烧损 ；冶 金过程短，易出现成分偏析，渣、气等不易排除，如Fe4N,H脆。
为了保证焊缝质量，采取的工艺措施：
1、机械保护：气、渣，清理锈、水、油，烘干焊条等； 2、清除已进入熔池的有害元素：如Mn、Si铁等合金，置换
Fe元素； 3、弥补烧损：如加入锰铁等，提高焊缝性能。
§3-1 焊接成形基础
1.1 熔焊冶金过程及其特点 1.2 焊接接头的组织和性能 1.3 焊接应力与变形 1.4 焊接裂纹 1.5 材料的焊接性
1.1 熔焊冶金过程及其特点
1、熔焊冶金过程和特点：在熔焊过程中，焊接接头金属 将发生 一系列的物理、化学反应，称为熔焊冶金过程。
热影响区的物理冶金过程 热影响区的组
织和性能发生了变化
熔焊冶金特点 ：
特点
①冶金条件差：焊接熔池易暴露，周围空气
易发生各种冶金反应。
②冶金反应温度高：金属烧损 （C、Si、Mn）
③熔池体积小，散热快，冶金过程短：
易出现成分偏析，渣、气等不易排除；
（化学冶金过程）空气易发生各种冶金反应，O、
3）焊条的选用原则
选用焊条通常是根据焊件化学成分、力学性能、抗裂性、 耐腐蚀性以及高温性能等要求，选用相应的焊条种类。再考 虑焊接结构形状、受力情况、焊接设备条件和焊条售价来选 定具体型号。
两种焊条特点 1、从力学性能考虑：
酸性焊条氧化性强，焊缝质量差； 2、从焊接工艺考虑：
酸性焊条稳弧性好，飞溅小，易脱渣，焊缝处理要求不严 格，交、直流均可； 3、从经济性考虑：
1.2 焊接接头的组织和性能 （物理冶金过程）
焊接接头是由相互联系，而在组织和性能上又有区别 的三部分所组成，包括焊缝区、熔合区和热影响区。
N、H+Fe、C、Si、Mn、Cr、S、p；温度高，金属烧损 ；冶 金过程短，易出现成分偏析，渣、气等不易排除，如Fe4N,H脆。
为了保证焊缝质量，采取的工艺措施：
1、机械保护：气、渣，清理锈、水、油，烘干焊条等； 2、清除已进入熔池的有害元素：如Mn、Si铁等合金，置换
Fe元素； 3、弥补烧损：如加入锰铁等，提高焊缝性能。
§3-1 焊接成形基础
1.1 熔焊冶金过程及其特点 1.2 焊接接头的组织和性能 1.3 焊接应力与变形 1.4 焊接裂纹 1.5 材料的焊接性
1.1 熔焊冶金过程及其特点
1、熔焊冶金过程和特点：在熔焊过程中，焊接接头金属 将发生 一系列的物理、化学反应，称为熔焊冶金过程。
第三节 焊接成形
工
程
基
础
图10.1.1焊缝金属结晶示意 图10.1.2 焊接接头组织变化示意
图
图
（1）过热区：其组织为粗大的过热组织，塑性
和韧性 较差，也是焊接接头的一个薄弱环节。
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（2）正火区：其组织为近似于正火组织，力
机
学性能优于母材。
械
（3）部分相变区：其晶粒大小不均匀，力学性 能较差。
工
三、焊接应力与变形
河南工业大学
机 械 工 程 基 础
氩弧焊焊机
氩弧焊焊丝
河南工业大学
（2）CO2气体保护焊 指利用CO2作为保护气 机 体的一种熔化极气体保护焊，简称CO2焊。
CO2焊是用连续送进的焊丝作为电极，其在 械 原理、特点与装置上类似于熔化极氩弧焊。
工 1）特点：
程
基
①焊接成本低；
础 优 ②生产率高； 点 ③变形小，焊接质量好；
⑤选用合理的装配焊接顺序；
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（3）矫正焊接变形的方法：
机
械
机械矫形
工矫
程形 方
基法
础
火焰矫形
机械矫形既可矫正变形，也 可降低应力，但对塑性差的 材料不宜采用此法。
火焰矫形可采用一般的气 焊炬，此法虽可矫正变形， 但不能消除应力，对易淬 硬材料和脆性材料不宜采 用此法。
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四、焊接裂纹
④明弧焊接，易于控制，适于全位置焊接；
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①飞溅大，焊缝成形差；
机
械
缺 ②设备使用与维修不便； 点 ③易产生气孔；
工
④合金元素易氧化、烧损，不宜焊接
程
非铁金属及合金和高合金钢。
基
2）应用：
成形-第4章 连接成形
火处理， 故又称正火区。该区力学性能明显改善，是 焊接接头中性能最好的区域 （正火细晶、最好）
区
不完全重结晶区：部分组织发生相变重结晶的区域。
加热温度在Ac1线与Ac3 线之间,部分组织成为均匀、细
小的晶粒，其余为较粗大的晶粒。晶粒和组织都不均
匀，力学性能较差 （组织、性能都不均匀、较差）
改善焊接热影响区组织和性能的方法
1、材料焊接性的影响因素
材料的化学成分：硬、脆可能小，焊接性好
焊接方法：能量集中、保护好,焊接性好
影 响
焊接材料：包括焊条、焊丝、焊剂和气体等
因
碱性焊条或碱性焊剂，焊接性好；
素
惰性气体保护，焊接性好
焊件结构类型：结构简单、刚性小,焊接性好
服役要求： 服役要求不高,焊接性好
2．焊接性的评价 (1) 用碳当量评价钢的焊接性： 1）国际焊接学会（IIW）推荐的公式：
熔焊过程中，焊接接头金属发生的一系列物理、化学反应， 称为熔焊冶金过程，包括液相冶金、熔池结晶、焊缝 和热影响区的组织变化等。
焊接时，电弧热使工件和焊条芯熔化；药皮熔化和分解。 熔化的药皮在熔池内形成熔渣并浮起，分解的药皮产生大 量保护气体环绕在电弧和熔池周围，起保护作用。
固态渣壳
气体
焊条芯 药皮
CE={w(c)+w(Mn)/6+[w(Cr)+w(Mo)+w(V)]/5+
[w(Ni)+w(Cu)]/15}×100%
CE＜0.4%
焊接性良好
CE＝0.4～0.6 % 焊接性较差
CE＞0.6%
焊接性很差
2）冷裂纹敏感系数公式：
Pw ={w(c)+w(Si)/30+[w(Mn)+w(Cu)+w(Cr)]/20+
区
不完全重结晶区：部分组织发生相变重结晶的区域。
加热温度在Ac1线与Ac3 线之间,部分组织成为均匀、细
小的晶粒，其余为较粗大的晶粒。晶粒和组织都不均
匀，力学性能较差 （组织、性能都不均匀、较差）
改善焊接热影响区组织和性能的方法
1、材料焊接性的影响因素
材料的化学成分：硬、脆可能小，焊接性好
焊接方法：能量集中、保护好,焊接性好
影 响
焊接材料：包括焊条、焊丝、焊剂和气体等
因
碱性焊条或碱性焊剂，焊接性好；
素
惰性气体保护，焊接性好
焊件结构类型：结构简单、刚性小,焊接性好
服役要求： 服役要求不高,焊接性好
2．焊接性的评价 (1) 用碳当量评价钢的焊接性： 1）国际焊接学会（IIW）推荐的公式：
熔焊过程中，焊接接头金属发生的一系列物理、化学反应， 称为熔焊冶金过程，包括液相冶金、熔池结晶、焊缝 和热影响区的组织变化等。
焊接时，电弧热使工件和焊条芯熔化；药皮熔化和分解。 熔化的药皮在熔池内形成熔渣并浮起，分解的药皮产生大 量保护气体环绕在电弧和熔池周围，起保护作用。
固态渣壳
气体
焊条芯 药皮
CE={w(c)+w(Mn)/6+[w(Cr)+w(Mo)+w(V)]/5+
[w(Ni)+w(Cu)]/15}×100%
CE＜0.4%
焊接性良好
CE＝0.4～0.6 % 焊接性较差
CE＞0.6%
焊接性很差
2）冷裂纹敏感系数公式：
Pw ={w(c)+w(Si)/30+[w(Mn)+w(Cu)+w(Cr)]/20+
连接成形课件
电弧焊热源
热等离子体）的放电过程。焊接过程采用的是直接弧，阳极斑 点和阴极斑点直接加热母材和焊丝（或电极材料）。电弧柱产 生的辐射和对流（气流效应）传热和电极斑点产生的辐射传热 也起辅助作用。
等离子弧焊时，应用非直接弧，也就是电弧是间接加热被焊 工件。
电弧焊时，热量产生于阳极与阴极斑点之间气体柱（弧柱、
（三）焊接材料（电焊条）
组成： 由心部的金属焊芯和表面药皮涂层 焊芯： 作为电极，产生电弧，并传导焊接电流，焊芯熔化后作为 填充金属成为焊缝的一部分。钢焊条的焊芯采用专门的焊接用 钢丝。焊条直径是由焊丝直径来表示的，一般为1.6、2.0、2.5、 3.2、4.0、5.0、6.0、8.0mm等规格，长度为300～450mm。 常用焊接用钢丝的牌号和化学成分
瞬间的高能量使（局部）温度 急剧升高（5000-8000K）－只 要电源保持两极之间一定的电 位差，即可维持电弧的燃烧
焊接电弧是在两极与工件间的气体介质中产生强烈
而持久的气体放电现象。
电极与工件间长时间、稳定存在的电弧。
------熔化焊的热源
按电流种类：交流电弧、直流电弧、脉冲电弧 按电弧的状态：自由电弧和压缩电弧（等离子弧） 按电极材料：熔化电弧和不熔化电弧
第八章 连接成形
常见的连接成形工艺：焊接、胶接和机械联接等。 焊接：通常是指金属的焊接。是通过加热或加压，或两者同 时并用，使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成 形方法。 胶接技术：使用胶粘剂来连接各种材料。胶接不受材料类型的 限制，能够实现各种材料之间的连接 基本连接方式 焊接技术在工业部门中应用的历史并不长，但其发展却 非常迅速。短短的几十年中，焊接已在许多工业部门的金属 结构中，如建筑钢结构，船体，铁道车辆、压力容器等几乎 全部取代了铆接。此外，在机械制造业中，以往由整铸整锻 方法生产的大型毛坯改成了焊接结构，目前，世界主要工业 国家生产的焊接结构占到钢产量的45%。
03-2连接成形(常用焊接方法)
2018/7/27
3
Ch3 连接成形
§2 常用焊接方法
一、手工电弧焊
2018/7/27
4
Ch3 连接成形
§2 常用焊接方法
一、手工电弧焊
焊条钢芯 性能、化学成分、规格 GB1300--77 已标准化
由焊条芯 和药皮 组成
二.焊条药皮 “作用”非常重要
2018/7/27
5
Ch3 连接成形
§2 常用焊接方法
21
Ch3 连接成形
§2 常用焊接方法
三、气体保护电弧焊
1.钨极氩弧焊
钨极氩弧焊的优点： （ 1 ）采用纯氩气保护，焊缝金属纯净，特别适合于非铁合 金、不锈钢、钛及钛合金等材料的焊接。 （ 2 ）焊接过程稳定，所有焊接参数都能精确控制，明弧操 作，易实现机械化、自动化。 （3）焊缝成形好，特别适合3mm以下的薄板焊接、全位置 焊接和不用衬垫的单面焊双面成形。
九、钎焊
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Ch3 连接成形
§2 常用焊接方法
一、手工电弧焊
特点：设备简单，应用灵活方便，可全位置及各种 不规则焊缝的焊接；焊条系列完整，可以焊接大多数常 用金属材料；焊条载流能力有限（电流为20～500A）， 焊接厚度一般在3～20mm之间，生产率较低，焊接质量 很大程度上取决于焊工的操作技能；焊工需要在高温、 尘雾环境下工作，劳动条件差，强度大；手工电弧焊不 适合焊接一些活泼金属、难熔金属及低熔点金属。 参数：主要包括焊条牌号和直径、电流（电源）种 类和极性、焊接电流大小、焊接层（道）次等。
一、焊条电弧焊
（二）焊条
1．焊条的组成与作用 由心部的金属焊芯和表面药皮涂层组成。
药皮：保证电弧稳定燃烧；造气、造渣以隔绝空气， 保护熔化金属；脱氧、去硫、渗合金元素等。 分类：稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、 粘结剂等，由矿石、铁合金、有机物和化工产品等原 材料粉末，如碳酸钾、碳酸钠、大理石、萤石、锰铁 、硅铁、钾钠水玻璃等配成。
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Ch3 连接成形
§2 常用焊接方法
一、手工电弧焊
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Ch3 连接成形
§2 常用焊接方法
一、手工电弧焊
焊条钢芯 性能、化学成分、规格 GB1300--77 已标准化
由焊条芯 和药皮 组成
二.焊条药皮 “作用”非常重要
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Ch3 连接成形
§2 常用焊接方法
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Ch3 连接成形
§2 常用焊接方法
三、气体保护电弧焊
1.钨极氩弧焊
钨极氩弧焊的优点： （ 1 ）采用纯氩气保护，焊缝金属纯净，特别适合于非铁合 金、不锈钢、钛及钛合金等材料的焊接。 （ 2 ）焊接过程稳定，所有焊接参数都能精确控制，明弧操 作，易实现机械化、自动化。 （3）焊缝成形好，特别适合3mm以下的薄板焊接、全位置 焊接和不用衬垫的单面焊双面成形。
九、钎焊
2018/7/27
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Ch3 连接成形
§2 常用焊接方法
一、手工电弧焊
特点：设备简单，应用灵活方便，可全位置及各种 不规则焊缝的焊接；焊条系列完整，可以焊接大多数常 用金属材料；焊条载流能力有限（电流为20～500A）， 焊接厚度一般在3～20mm之间，生产率较低，焊接质量 很大程度上取决于焊工的操作技能；焊工需要在高温、 尘雾环境下工作，劳动条件差，强度大；手工电弧焊不 适合焊接一些活泼金属、难熔金属及低熔点金属。 参数：主要包括焊条牌号和直径、电流（电源）种 类和极性、焊接电流大小、焊接层（道）次等。
一、焊条电弧焊
（二）焊条
1．焊条的组成与作用 由心部的金属焊芯和表面药皮涂层组成。
药皮：保证电弧稳定燃烧；造气、造渣以隔绝空气， 保护熔化金属；脱氧、去硫、渗合金元素等。 分类：稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、 粘结剂等，由矿石、铁合金、有机物和化工产品等原 材料粉末，如碳酸钾、碳酸钠、大理石、萤石、锰铁 、硅铁、钾钠水玻璃等配成。
第4章 焊接与胶接成形 01
荷，使焊缝区产生塑性拉伸 如：压力容器的水压试验。
⑧温差拉伸法：利用温差使焊
缝两侧金属受热膨胀以对焊 缝区进行拉伸，使其产生拉 伸塑性变形，减少或消除应
力。
⑨振动法：通过激振器使焊
接结构发生共振产生循环应
力来降低或消除内应力。
温度拉伸法示意图 1——喷水排管；2——焊件；3、4— —氧乙炔焰炬
2、熔合区——焊接接头中最薄弱的部位之一 组织：粗大的过热组织和部分新结晶的铸态组织构成。 性能：强度低，脆性大，是产生裂纹及局部脆断的发源地。 3、热影响区
（1）过热区: 粗大的过热组织， 是热影响区中性能最差的的部位,
易在此区产生裂纹。
（2）正火区: 均匀细小的铁素 体和珠光体组织, 其性能优于母
③减少焊接拉应力；
④操作时填满弧坑。
提高焊缝成形系数
2、冷裂纹
最主要、最常见的冷裂纹为延迟裂纹（即在焊后延迟 一段时间才发生的裂纹 ---因为氢是最活跃的诱发因素，而 氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时间）。 冷裂纹产生原因： 焊接接头存在淬硬组织，性能脆化； 扩散氢含量较高，使接头性能脆化，并聚集在焊接缺陷处 形成大量氢分子，造成非常大的局部压力； 存在较大的焊接拉应力。
课程的目的和任务
学习本课程的目的和任务是：掌握常用工程材料的性能 、熟悉材料成形原理及工艺的基础知识，熟悉材料改性 的常用方法，具有初步选择材料、毛坯成形方法和材料 改性方法的能力，为学习其它后续课程和今后从事机械
制造与设计方面的工作奠定必要的工艺基础。
学完本课程后，应达到的基本要求
（1）掌握常用工程材料的种类、性能及其改性方法，
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谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
焊接与胶接成型..
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
焊接与胶接成型..
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。