金属工艺学第四章金属的焊接成形
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热影响区 正火区
部分相变区
二、焊接接头的组织结构和力学性能
二、焊接接头的组织结构和力学性能
3、影响焊接接头性能的主要因素 母材、焊接方法、焊接参数、接头与坡口形式和焊后冷却速度等 例如用不同焊接方法焊接低碳钢时，热影响区的平均尺寸不同
见表4-1
三、焊接应力与变形
1、焊接应力与变形
✓ 在焊接过程中，对焊件进行局部的不均匀加热和冷却是产生焊 接应力和变形的根本原因。 ✓ 焊后残留在焊件内的应力和变形称为焊接残余应力和焊接残余 变形。
埋弧焊的原理示意图
2.（钨极）氩弧焊
以钨钍合金和钨铈合金为阴极，利用钨合金熔点高，发射 电子能力强，阴极产热少，钨极寿命长的特点，形成不熔化极 氩弧焊。
3.熔化极氩弧焊
以焊丝为一电极（正极），工件为另一电极（负极）， 焊丝熔滴通常呈很细颗粒的“喷射过渡”进入熔池，所用电 流比较大，生产率高。
板厚8mm以上的铝容器。为使电弧稳定，熔化极氩弧焊 通常采用直流反接，这对于焊铝工件正好有“阴极破碎”作 用。
接成型； （5）降低劳动强度，改善劳动条件。 焊接方法的应用：
（1）制造金属结构件； （2）制造机器零件和工具； （3）修复。
焊接方法
手弧焊
电弧焊 气体保护焊
电渣焊
埋弧焊
熔
焊
等离子弧焊
电子束焊
激光焊
电阻焊 摩擦焊 超声波焊 爆炸焊 扩散焊 高频焊
钎焊及封粘 压力焊
软钎焊 硬钎焊 封接 粘接
第一节 焊条电弧焊
焊接变形的形式因焊接件结构形状不同、其刚性和焊接过程不同而不同。
对接焊缝、圆筒环焊缝的焊接应力分布
三、焊接应力与变形
1、焊接应力与变形
三、焊接应力与变形
2、减少焊接应力和变形的措施 减少焊接应力的措施也可以有效地减少焊接变形，但减少焊 接变形的措施中有的并不一定能够减少焊接应力。
2、减少焊接应力和变形的措施
一、焊接电弧和焊接冶金过程
1、焊接电弧
焊接时母材与焊条之间的气体被电离，持续放电形成电弧， 电子流由阴极流向阳极。
✓直流正接 工件正极，焊条负极 ✓直流反接 工件负极 ，焊条正极
2、焊接的冶金过程 形成原因？
氧化 氮化 氢脆 气孔 夹渣 不平衡组织
塑性韧源自文库急剧下降
第一节 焊条电弧焊
原理
一般情况下，气体是不导电的，要使两极间能够连 续地放电，必须使两极间的气体电离，连续不断地产 生带电粒子（电子、正负离子），同时，在两极间应 有足够的电压，带电粒子在电场的作用下向两极做定 向运动，即形成导电体并通过很大的电流，产生强烈 的电弧放电。
2. 同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用。主要 应考虑：焊接件的结构形状、钢板厚度、载荷性质和 抗裂性能而定。
3. 低碳钢与低合金结构钢焊接，可按某一种钢接头中 强度较低的钢材来选用相应的焊条。
4. 焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应 选用相应的专用焊条。
第二节 其他焊接方法
1.埋弧焊
电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。 埋弧焊的特点及应用 埋弧自动焊是用焊剂进行渣保护，焊丝为一电极在焊 剂层下引燃电弧燃烧。因电弧在焊剂包围下燃烧，所以 热效率高；焊丝为连续的盘状焊丝，可连续馈电；焊接 无飞溅，可实现大电流高速焊接，生产率高；金属利用 率，焊接质量好，劳动条件好。埋弧焊适于平直长焊缝 和环焊缝的焊接。
第四章 金属的焊接成形
教学目的要求： 1. 熟悉焊接的特点、分类及其应用。 2.了解焊件的选材原则和结构工艺性。
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，使焊接件达到原子结合的一种方法。 焊接方法：熔化焊、压力焊、钎焊等。 焊接的主要特点是：
（1）节省材料，减轻质量； （2）简化复杂零件和大型零件的制造； （3）适应性好；可实现特殊结构的生产； （4）满足特殊连接要求；可实现不同材料间的连
GB5118-85 GB983-85
焊条的种类及型号
国标 名称
代号
样本 名称
碳钢焊条 低合金钢焊条 不锈钢焊条
E 结构钢焊条
E 结构钢焊条 钼和铬钼耐热钢焊条 低温钢焊条
E 不锈钢焊条
GB984-85 GB10044-88 --
GB3670-83 GB3669-83 --
堆焊焊条 铸铁焊条 --
铜及铜合金焊条 铝及铝合金焊条 --
ED EZ --
Tcu TAl --
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 特殊用途焊条
代号
J结
J结 R热 W温 G铬 A奥 D堆 Z铸 Ni 镍
T铜 L铝 TS 特
3.电焊条的选用原则
1. 等强度原则：低碳钢和普通低合金钢构件，一般都 要求焊缝金属与母材等强度， 因此可根据钢材强度 等级来选用相应的焊条。
4.二氧化碳气体保护焊
以CO2为保护气体，用焊丝为电极引燃电弧，实现半 自动焊或自动焊。 CO2气体 保护焊的特点：
1.电流密度大、熔深大、焊速快、焊后无需清渣。 2.产生变形和裂纹的倾向小。 3.焊缝氢的质量分数低，接头抗裂性好。
5.电渣焊
利用电流通过熔渣时产生的电阻热加热和熔化焊丝和 母材来进行焊接的一种熔化焊方法。分为丝极、板极、熔 嘴和熔管电渣焊。
3、焊接变形的矫正
常用矫正方法
机械矫正法
借助外力迫使焊件改变形状 压力机或锤击 适用于塑性较好、厚度较小的焊件
火焰矫正法
利用火焰对焊件的某些部位 进行局部加热，冷却后焊件 上部沿纵向产生较大收缩
3、焊接变形的矫正
3、焊接变形的矫正
三、焊条
电焊条的组成及作用 组成：焊芯和药皮 作用： 焊芯 导电和熔化后作为填充金属的双重作用。 药皮 稳弧、造气、造渣、脱氧、合金、粘结等。
二、焊接接头的组织结构和力学性能
1、焊接接头
焊接后的焊缝金属区、熔合区及因焊接热而产生的影响区 组成为焊接接头。
焊缝金属的温度最高，热影响区的温度由里向外逐步降低。
二、焊接接头的组织结构和力学性能
2、焊接接头的组织结构和力学性能 焊缝区 铸态组织结构 金属晶粒较细 强度不低于母材 熔合区 已熔为铸态，未熔晶粒粗大 脆性大 强度低 过热区
药皮必须含有造气剂和造渣剂。 药皮中还应含有稳弧剂和合金化剂，以及脱 氧剂、脱硫剂和去氢剂等。
三、焊条
1.焊条的种类 种类：结构钢焊条、钼及铬钼耐热钢焊条、不锈钢
焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、钛及钛合 金焊条、铝及铝合金焊条、铜及铜合金焊条、特殊用 途焊条。
2.焊条的型号
编号 GB5117-85
部分相变区
二、焊接接头的组织结构和力学性能
二、焊接接头的组织结构和力学性能
3、影响焊接接头性能的主要因素 母材、焊接方法、焊接参数、接头与坡口形式和焊后冷却速度等 例如用不同焊接方法焊接低碳钢时，热影响区的平均尺寸不同
见表4-1
三、焊接应力与变形
1、焊接应力与变形
✓ 在焊接过程中，对焊件进行局部的不均匀加热和冷却是产生焊 接应力和变形的根本原因。 ✓ 焊后残留在焊件内的应力和变形称为焊接残余应力和焊接残余 变形。
埋弧焊的原理示意图
2.（钨极）氩弧焊
以钨钍合金和钨铈合金为阴极，利用钨合金熔点高，发射 电子能力强，阴极产热少，钨极寿命长的特点，形成不熔化极 氩弧焊。
3.熔化极氩弧焊
以焊丝为一电极（正极），工件为另一电极（负极）， 焊丝熔滴通常呈很细颗粒的“喷射过渡”进入熔池，所用电 流比较大，生产率高。
板厚8mm以上的铝容器。为使电弧稳定，熔化极氩弧焊 通常采用直流反接，这对于焊铝工件正好有“阴极破碎”作 用。
接成型； （5）降低劳动强度，改善劳动条件。 焊接方法的应用：
（1）制造金属结构件； （2）制造机器零件和工具； （3）修复。
焊接方法
手弧焊
电弧焊 气体保护焊
电渣焊
埋弧焊
熔
焊
等离子弧焊
电子束焊
激光焊
电阻焊 摩擦焊 超声波焊 爆炸焊 扩散焊 高频焊
钎焊及封粘 压力焊
软钎焊 硬钎焊 封接 粘接
第一节 焊条电弧焊
焊接变形的形式因焊接件结构形状不同、其刚性和焊接过程不同而不同。
对接焊缝、圆筒环焊缝的焊接应力分布
三、焊接应力与变形
1、焊接应力与变形
三、焊接应力与变形
2、减少焊接应力和变形的措施 减少焊接应力的措施也可以有效地减少焊接变形，但减少焊 接变形的措施中有的并不一定能够减少焊接应力。
2、减少焊接应力和变形的措施
一、焊接电弧和焊接冶金过程
1、焊接电弧
焊接时母材与焊条之间的气体被电离，持续放电形成电弧， 电子流由阴极流向阳极。
✓直流正接 工件正极，焊条负极 ✓直流反接 工件负极 ，焊条正极
2、焊接的冶金过程 形成原因？
氧化 氮化 氢脆 气孔 夹渣 不平衡组织
塑性韧源自文库急剧下降
第一节 焊条电弧焊
原理
一般情况下，气体是不导电的，要使两极间能够连 续地放电，必须使两极间的气体电离，连续不断地产 生带电粒子（电子、正负离子），同时，在两极间应 有足够的电压，带电粒子在电场的作用下向两极做定 向运动，即形成导电体并通过很大的电流，产生强烈 的电弧放电。
2. 同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用。主要 应考虑：焊接件的结构形状、钢板厚度、载荷性质和 抗裂性能而定。
3. 低碳钢与低合金结构钢焊接，可按某一种钢接头中 强度较低的钢材来选用相应的焊条。
4. 焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应 选用相应的专用焊条。
第二节 其他焊接方法
1.埋弧焊
电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。 埋弧焊的特点及应用 埋弧自动焊是用焊剂进行渣保护，焊丝为一电极在焊 剂层下引燃电弧燃烧。因电弧在焊剂包围下燃烧，所以 热效率高；焊丝为连续的盘状焊丝，可连续馈电；焊接 无飞溅，可实现大电流高速焊接，生产率高；金属利用 率，焊接质量好，劳动条件好。埋弧焊适于平直长焊缝 和环焊缝的焊接。
第四章 金属的焊接成形
教学目的要求： 1. 熟悉焊接的特点、分类及其应用。 2.了解焊件的选材原则和结构工艺性。
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，使焊接件达到原子结合的一种方法。 焊接方法：熔化焊、压力焊、钎焊等。 焊接的主要特点是：
（1）节省材料，减轻质量； （2）简化复杂零件和大型零件的制造； （3）适应性好；可实现特殊结构的生产； （4）满足特殊连接要求；可实现不同材料间的连
GB5118-85 GB983-85
焊条的种类及型号
国标 名称
代号
样本 名称
碳钢焊条 低合金钢焊条 不锈钢焊条
E 结构钢焊条
E 结构钢焊条 钼和铬钼耐热钢焊条 低温钢焊条
E 不锈钢焊条
GB984-85 GB10044-88 --
GB3670-83 GB3669-83 --
堆焊焊条 铸铁焊条 --
铜及铜合金焊条 铝及铝合金焊条 --
ED EZ --
Tcu TAl --
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 特殊用途焊条
代号
J结
J结 R热 W温 G铬 A奥 D堆 Z铸 Ni 镍
T铜 L铝 TS 特
3.电焊条的选用原则
1. 等强度原则：低碳钢和普通低合金钢构件，一般都 要求焊缝金属与母材等强度， 因此可根据钢材强度 等级来选用相应的焊条。
4.二氧化碳气体保护焊
以CO2为保护气体，用焊丝为电极引燃电弧，实现半 自动焊或自动焊。 CO2气体 保护焊的特点：
1.电流密度大、熔深大、焊速快、焊后无需清渣。 2.产生变形和裂纹的倾向小。 3.焊缝氢的质量分数低，接头抗裂性好。
5.电渣焊
利用电流通过熔渣时产生的电阻热加热和熔化焊丝和 母材来进行焊接的一种熔化焊方法。分为丝极、板极、熔 嘴和熔管电渣焊。
3、焊接变形的矫正
常用矫正方法
机械矫正法
借助外力迫使焊件改变形状 压力机或锤击 适用于塑性较好、厚度较小的焊件
火焰矫正法
利用火焰对焊件的某些部位 进行局部加热，冷却后焊件 上部沿纵向产生较大收缩
3、焊接变形的矫正
3、焊接变形的矫正
三、焊条
电焊条的组成及作用 组成：焊芯和药皮 作用： 焊芯 导电和熔化后作为填充金属的双重作用。 药皮 稳弧、造气、造渣、脱氧、合金、粘结等。
二、焊接接头的组织结构和力学性能
1、焊接接头
焊接后的焊缝金属区、熔合区及因焊接热而产生的影响区 组成为焊接接头。
焊缝金属的温度最高，热影响区的温度由里向外逐步降低。
二、焊接接头的组织结构和力学性能
2、焊接接头的组织结构和力学性能 焊缝区 铸态组织结构 金属晶粒较细 强度不低于母材 熔合区 已熔为铸态，未熔晶粒粗大 脆性大 强度低 过热区
药皮必须含有造气剂和造渣剂。 药皮中还应含有稳弧剂和合金化剂，以及脱 氧剂、脱硫剂和去氢剂等。
三、焊条
1.焊条的种类 种类：结构钢焊条、钼及铬钼耐热钢焊条、不锈钢
焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、钛及钛合 金焊条、铝及铝合金焊条、铜及铜合金焊条、特殊用 途焊条。
2.焊条的型号
编号 GB5117-85