焊接冶金课件

基本原理
用连续送进的焊 丝与被焊工件之 间燃烧的电弧作 为热源来熔化焊 丝与母材金属， 通过焊枪喷嘴输 送保护气体。
熔化极气体保护电弧焊的主要优点： 方便地进行各种位置的焊接 速度较快 熔敷率较高 可适用于大部分主要金属，包括碳钢、合金钢
。 熔化极惰性气体保护焊适用于焊接不锈钢、铝
、镁、铜、钛、锆及镍合金。
• 焊接接头的形成过程
1、焊接热过程 2、固液状态演变过程 3、焊接化学冶金过程 4、固态相变过程
3、焊接方法的种类和特点
• 焊接分类： • 熔焊：气焊、电弧焊、高能束流焊 、
电渣焊 • 压焊：电阻焊、摩擦焊、爆炸焊、超
声波焊、扩散焊 • 钎焊
气焊
利用气体燃烧的火焰作为热源的焊接 方法。乙炔 (C2H2)是最常用的可燃气体。 氧和乙炔燃烧的化学过程是 ： 2C2H2+5O2→4CO+2H2+3O2+热量 →4CO2+2H2O+热量。
• 氧化焰：如图所示氧和乙炔的体积混合比 大于1.2时燃烧所形成的火焰称为氧化焰。 氧化焰比中性焰短，分为焰心和外焰两部 分。由于火焰中有过量的氧，故对熔池金 属有强烈的氧化作用，一般气焊时不宜采 用。只有在气焊黄铜、镀锌铁板时才采用 轻微氧化焰，以利用其氧化性，在熔池表 面形成一层氧化物薄膜，减少低沸点的锌 的蒸发。
• 氧乙炔火焰生成的氢和二氧化碳对熔化金属有一定 的保护作用。
• 气焊设备简单、操作灵活方便，火焰易于控制，不 需要电源。所以气焊主要用于焊接厚度小于3mm以 下的低碳钢薄板，铜、铝等有色金属及其合金，以 及铸铁的焊补等。此外，也适用于没有电源的野外 作业。
• 气焊火焰的温度低，热量分散，加热速度缓慢，故 生产率低，工件变形严重，焊接的热影响区大，焊 接接头质量不高。
（2）焊接质量好。因电弧温度高，焊接速度较快， 热影响区小，焊接接头的机械性能较为理想。
（3）易于分散应力和控制变形。采用手工电弧焊， 可以通过工艺调整，来减少变形和改善应力分布。
（4）设备简单，使用维护方便。
（5）由于手工操作，生产效率低，焊工的劳动强度 也比较大。
（6）焊接质量不稳定。手工电弧焊的焊接质量，源自文库 焊工的技能有关，这是手工电弧焊的最大缺点。
• 氧化焰的最高温度为3100~3300℃。
电弧焊
电弧的实质是电极与工件之间的气体 介质产生强烈持久的放电现象，是气体放 电的一种特殊形式。
电弧放电过程是将电能转换成热能， 伴有强烈的弧光。
（1） 焊条电弧焊
1 基本原理 用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊法。
手工电弧焊有以下特点：
（1）操作方便，适应性强。适用于各种钢种、各种 厚度、各种位置和各种结构的焊接。特别是对不规 则的焊缝、短焊缝、仰焊缝、高空和位置狭窄的焊 缝，均能操作自如。
气焊火焰
• 中性焰
氧化焰
碳化焰
• 中性焰：如图所示，氧气和乙炔的体积混合比为 1.1~1.2时燃烧所形成的火焰称为中性焰，又称为
正常焰。它由焰心、内焰和外焰三部分构成。中 性焰在距离焰心前面1~4mm处温度最高，可达 3150℃。中性焰适用于焊接低碳钢、中碳钢、普 通低合金钢、不锈钢、紫铜、铝及铝合金等金属 材料。
（3）熔化极气体保护焊
利用连续送进的焊丝与焊件之间燃烧的电 孤作热源，由焊炬喷嘴喷出的气体保护电弧来 进行焊接。
常用的保护气体有氩气、氦气、二氧化碳气 或这些气体的混合气。
以氩气或氦气为保护气时称为熔化极惰性气 体保护电弧焊，在国际上简称为，MIG焊；
以惰性气体与氧化性气体(O2、CO2)混合气 为保护气时、或以CO2气体或CO2＋O2混合气 为保护气时，统称为熔化极活性气体保护电弧 焊，在国际上简称为MAG焊。
焊接冶金与焊接性
绪论
1、焊接的本质和途径 2、焊接接头及其形成过程 3、焊接方法的种类和特点 4、焊接温度场和焊接热循环 5、本课程的教学目的和内容
1、焊接的本质和途径
焊接是通过加热或加压或者两者并用，并且用或不用 填充材料，使被焊材料形成永久连接的一种工艺。焊接 的本质是使焊件达到原子间的结合。焊件可以是金属材 料，也可以是非金属材料，如塑料、陶瓷等。
原子间的作用力与距离的关系
2、焊接接头及其形成过程
• 焊接接头
指被焊材料经焊接之后发生组织和性能 发生变化的区域。由焊缝、融合区和热影 响区构成。
焊缝:一般由熔化的被焊材料和添加材料经凝固 后形成的，组织和性能均不同于母材。
融合区：是焊缝与热影响区的分界线。 热影响区：母材组织和性能发生变化，但未熔化。
MIG： Metal Inert-Gas arc welding MAG：Metal Active-Gas arc welding
（4） 钨极氩弧焊 ( TIG )
Tungsten Inert—Gas arc welding
基本原理——也称非熔化极氩弧焊，利 用惰性气体作保护气体，电极用难熔金 属（钨或钨合金）棒，焊件作为另一个 电极。通过钨极与焊件之间产生的电弧 加热和熔化焊件及填充金属，形成焊接 接头。
• 碳化焰：如图所示，碳化焰是指氧和乙炔 的体积混合比小于1.1时燃烧形成的火焰。 由于氧气较少，燃烧不完全，过量的乙炔 分解为碳和氢，其中碳会渗到熔池中造成 焊缝增碳。碳化焰比中性焰的火焰长，也 由焰心、内焰和外焰构成，其明显特征是 内焰呈乳白色。碳化焰最高温度为 2700~3000℃。碳化焰适于焊接高碳钢、 铸铁和硬质合金等材料。
工艺特点 ●保护效果好，焊接质量高； ●焊接应力变形小； ●操作方便，适用于空间各种位置焊接 ●电弧稳定
●焊接成本高 ●设备复杂 ●对表面清理要求高
■适用于不锈钢、耐热钢及铜、钛、 铝、镁等有色金属的（＜3mm）薄板 焊接或重要构件的打底焊
（2）埋 弧 自 动 焊
当今生产效率较高的机械化焊接方法之一， 又称焊剂层下自动电弧焊。
电弧在焊剂下燃烧进行焊接的方法，它是利用电 气及机械装置控制送丝和移动电弧的一种焊接方法。
埋弧自动焊的特点和应用 • 1）生产率高 • 2）焊缝质量好 • 3）成本低 • 4）劳动条件好 • 5）适应性差 • 6）对焊前准备要求严 • 7）焊接设备较复杂，设备费一次投资较大