金属工艺学(焊接)

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三、焊接内应力与变形带来的危害： １、变形使尺寸、形状达不到要求，影响外观，造成返修、 报废。 ２、内应力使工件承载能力受影响，局部区域应力过高， 使工件在较低载荷下导致损坏。
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四、减少焊接应力与变形的工艺措施： １、防止和减少焊接变形的工艺措施： Ａ、反变形法； Ｂ、加裕量法，以补充收缩； Ｃ、刚性夹持法（对塑性好的材料）； Ｄ、选择合理的焊接次序。 ２、矫正焊接变形的方法： Ａ、机械矫正法； Ｂ、火焰加热矫正。 ３、减少焊接应力的工艺措施： Ａ、选择合理的焊接次序（避免收缩受阻）； Ｂ、预热法； Ｃ、焊后退火处理。
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２、电弧区的热量和温度分布：电弧区气体中的带电质点由电场获 得能量转换为动能，速度增高、碰撞两极及气体原子，又将动能转 换为热和光。 阳极约占43% 约2300 ℃ 热量产生于 阴极约占36% 约2100 ℃ 弧柱区约占21% 约5700~7700 ℃ 熔化金属 使阴极发射出电子 约占65～85% 热量用于 保持弧柱区气体电离 向周围耗散 由于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定差异，故电极的接法有 正接与反接两种。正接一般用于：高熔点、尺寸较大的焊件；反接 用于：薄件、有色金属、不锈钢、铸铁等焊件。 用交流电源时两极温度相等（约2200 ℃ ），无正反区别。 3
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名称
范围
组织
性能
熔合区
焊缝和基体金属 的交界区T固~T液 之间（0.1~1mm)
铸态组织+粗晶
σb 、δ、 ak均 降低，且应力 集中 σb、 δ、 ak均 降低
过热区
正火区
AC3+100~200℃至 过热组织 T固之间
AC3至 AC3+100~200℃
发生重结晶，得均 性能优于母材 匀细小的F+P F、P部分重结晶， 机性稍低于母 晶粒大小不均 材
二、焊接接头的组织与性能（以低碳钢为例）： 1、组织与性能的变化 ： A、焊缝金属：形成柱状铸态组织，低熔点的硫、磷 杂质及FeO集中在焊缝中心区。 性能：由于焊接材 料渗合金，Si、Mn含量可高于基体金属，故焊缝性 能可不低于基体金属。 B、焊接热影响区：是指焊缝两侧因焊接热作用而发 生组织性能变化的区域。由于焊缝附近各点受热情况 不同，热影响区可分为：如下四个区域：
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第二节 焊接接头的组织与性能 一、焊接工件上温度的变化与分布： 由于各点离焊缝中心距离不同，所以各点的最高温度不同。 又因热传导需要一定时间，所以各点是在不同时间达到该 点的最高温度。总的看来，焊缝受到一次冶金过程，焊缝 附近区相当于受到一次不同规范的热处理。
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二、焊接电源：
１、电源特性： １）、足够的空载电压：用直流焊时：50～90Ｖ；用交流焊接时： 60～85Ｖ； ２）、适当的短路电流：不大于工作电流的1.5倍； ３）、电流大小可调：以适应不同材料、不同厚度焊件的焊接； ４）、当弧长变化时，电流变化要小：以保证焊缝质量均匀。 ２、焊接电源的分类（按供给焊接电流种类）： １）、交流电源（是特殊的降压变压器，常称手弧焊机）：应用 广泛。电弧不很稳定，但结构简单、价格便宜、使用可靠、维护 方便。 ２）、直流电源 A：发电机式： （特殊的直流发电机＋普通的交 流电动机）：电弧较稳定，但笨重、价贵、不易修理。 B：整流式：硅整流直流焊机：体积小、重量轻、电弧稳定。
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第四节 焊条电弧焊
一、焊条电弧焊的焊接过程： 基体金属熔化 形成熔池 引弧→ 熔化→焊条芯熔化 → 冷却(形成焊缝) 药皮熔化→ 造渣 药皮燃烧→ 形成保护气体
１ ２ １
T0 T0 T
－ ＋ － － ＋ － － ＋ － T T0
用上图模拟实际焊缝,中间板条加热（焊缝）至Ｔ>Ｔ再， 处于塑性状态，然后冷至Ｔ０，最后在Ｔ０时，２受拉， １受压，在内应力作用下将引起变形（收缩）． 9 规律：近焊缝处受拉应力，远离焊缝处受压应力． 2018/8/12
H
二、变形形式： 1、收缩变形（纵横向尺寸缩小）； 2、角变形（V开坡口对接焊，横向收缩不均匀而引起） 3、弯曲变形（丁字梁焊接时，焊缝分布不均，纵向收缩 引起）； 4、扭曲变形（焊缝分布不均，焊接工艺不合理）； ５、波浪形变形（焊薄板）。
埋弧焊焊一般低碳钢结构时，因热影响区窄、危害
较小，焊后不进行处理即可使用。对中碳钢、合金
钢构件或用电渣焊焊接的构件，一般需焊后正火/退
火处理、焊前预热、焊后缓冷.
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第五节 焊接应力与变形 焊接内应力与变形是伴随着焊接过程必然出现的又一特殊 工艺问题。 一、焊接应力与变形产生的原因和典型示例
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第一章 电弧焊 第一节 焊接电弧
一、焊接电弧： 是在电极与工件间的气体介质中 长时间而有力的放电现象。即在 局部介质中有大量电子流通过的 导电现象。 １、电弧产生过程的本质： 电弧的产生和存在所需条件： １、有电源提供能量； ２、气体介质中要存在大量电子和离子等带电质点。 引弧过程：就是使气体中产生电子及离子（即电离）的过程。 短路（产生高热）→ 气体电离→ 焊条提离（形成电场）→ 形 2 成电流（引燃电弧）
第四篇
焊接
概述： 一、焊接的实质与特点： 实质：用加热或加压力等手段，借助于金属原子的结合 与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来，形成 金属原子间的结合。 特点：１、可将结构化大为小，化复杂为简单；２、可 用铸－焊、锻－焊工艺制造大型及复杂部件；３、可制 双金属结构。 二、应用：用于舰船船体、高炉炉壳、锅炉与受压容器、 车厢及家用电器壳体、拖拉机和农业机械的制造和修理。
部分相变区 AC1~ AC3 之间
2、影响热影响区大小和组织变化的因素：
A、焊接方法：通过加热时间长短、热量输入量多少来影响。 B、焊接规范：焊条直径、焊接电流、焊接速度和电弧长度。 C、接头型式：对接接头、搭接、角接、丁字接头。 7 D、焊后冷速。
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三.改善焊接热影响区组织性能的方法：用手弧焊、