铸锻成形与焊接工艺
金属的铸锻焊及新技术 ppt课件
锻：
板材成形——旋压
强力旋压 工艺参数
工程材料与成型技术
机械工程与自动化学院
锻：
挤压、轧制、拉拔成型——挤压
热挤压 冷挤压 温挤压
工程材料与成型技术
机械工程与自动化学院
锻：
挤压、轧制、拉拔成型——轧制
工程材料与成型技术
机械工程与自动化学院
锻：
挤压、轧制、拉拔成型——拉拔
工程材料与成型技术
摩擦焊： 旋转摩擦焊 线性摩擦焊 搅拌摩擦焊 耗材摩擦焊
工程材料与成型技术
机械工程与自动化学院
焊：
焊结方法——扩散焊接
原理 工艺参数
工程材料与成型技术
机械工程与自动化学院
焊：
焊结方法——钎焊
原理 工艺参数
工程材料与成型技术
机械工程与自动化学院
焊：
焊结结构——结构件焊接工艺特点
工件厚度 接头形式和焊接位置 母材性能 生产条件
焊：
焊结方法——熔焊
电弧焊： 焊条电弧焊 埋弧焊 钨极气体保护电弧焊 熔化极气体保护电弧焊 等离子弧焊
工程材料与成型技术
机械工程与自动化学院
焊：
焊结方法——电子束焊接
工程材料与成型技术
机械工程与自动化学院
焊：
焊结方法——激光焊接
工程材料与成型技术
机械工程与自动化学院
焊：
焊结方法——电阻焊接
点焊 缝焊 对焊
工程材料与成型技术
机械工程与自动化学院
焊：
焊结方法——固相连接
摩擦焊： 旋转摩擦焊 线性摩擦焊 搅拌摩擦焊 耗材摩擦焊
工程材料与成型技术
机械工程与自动化学院
焊：
焊结方法——固相连接
铸造锻压焊接热处理
铸造锻压焊接热处理《铸造锻压焊接热处理——金属加工与制造的关键技术》铸造、锻压、焊接和热处理是金属加工与制造过程中不可缺少的关键技术。
它们在制造业中发挥着重要作用，广泛应用于汽车制造、航空航天、造船、机械制造以及建筑等众多领域。
这些技术的正确使用和精湛操作，对于提高产品质量、延长使用寿命以及降低成本都起到至关重要的作用。
铸造是将熔融金属注入到预先设计好的铸型中，通过冷却凝固形成各种形状的零部件的加工过程。
它具有生产效率高、形状复杂等优点，适用于大批量生产和特殊形状零件的制造。
在铸造过程中，需要注意金属液和铸型之间的温度、浇注速度、浇注温度等参数的控制，以确保产品的质量。
锻压是通过对金属材料施加压力和热力变形来改变其形状的一种加工方式。
它主要分为冷锻和热锻两种方式。
锻压具有优化金属的内部结构、提高材料的力学性能、改善成形性能等优点，适用于制造高强度和高精度要求的零件。
在锻压过程中，需要控制好热力参数，如锻造温度、变形速率等，以保证产品的性能。
焊接是将金属材料通过局部加热和加压的方式相互连接的一种金属加工技术。
它具有简单快捷、连接牢固等优点，广泛应用于构件的连接和修复。
在焊接过程中，需要根据不同的金属材料和焊接方式选择合适的焊接电流、电压、气体等参数，以保证焊接接头的质量。
热处理是通过控制金属材料的加热和冷却过程，改变其组织和性能的一种金属加工方式。
它主要包括退火、淬火、回火等工艺，可以改善材料的硬度、强度、耐磨性等性能。
在热处理过程中，需要控制好加热和冷却速率、温度等参数，以确保材料的性能达到设计要求。
综上所述，铸造、锻压、焊接和热处理是金属加工与制造过程中的关键技术。
它们相互配合，相互依赖，共同完成制造工艺中的不同环节。
只有通过合理的技术和操作，才能保证产品的质量和性能。
因此，掌握这些技术，并合理运用于实际生产中，是金属加工与制造企业提高竞争力的重要途径。
《铸造锻压焊接热处理——金属加工与制造的关键技术》这本书将详细介绍这些关键技术的原理、方法和应用，对于从事金属加工与制造的专业人员和学生来说，是一本不可或缺的参考资料。
第二章 铸造锻压和焊接工艺基础2总结
粒粗大的铸态柱状晶组织好；
钢中有网状二次渗碳体时，钢的塑性将大大下降。
（3）变形温度的影响 大多数金属温度升高后塑性增加，变形抗力降低， 可锻性好。 温度升高后原子热能增大，原子结合力减弱，易变 形。可用较小锻打力产生较大的变形而不破裂。 当铁碳合金在723ºC以上时的单相奥氏体状态下具
常用的锻压机械有锻锤、液
压机和机械压力机。
锻锤具有较大的冲击速度， 利于金属塑性流动，但会产 生震动； 液压机用静力锻造，有利于
锻透金属和改善组织，工作 平稳，但生产率低；
机械压力机行程固定，易于 实现机械化和自动化。
机械压力机
锻造按坯料在加工时的温度可分为： 冷锻一般是在室温下加工。 热锻是在高于坯料金属的再结晶温度(800℃)上加工。 温锻是将处于加热状态，但温度不超过再结晶温度 (300～800℃之间)时进行的锻造加工。 钢再结晶温度约为727℃，但普遍采用800℃为划分线。 热锻用于大多数行业的锻件。 温锻和冷锻主要用于汽车、通用机械等零件的锻造。
来越差。
合金元素会形成合金碳化物，使钢的塑性变形抗力增大， 塑性下降，通常合金元素含量越高，钢的塑性成形性能
也越差。
杂质元素磷会使钢出现冷脆性，硫使钢出现热脆性，降 低钢的塑性成形性能。
（2）金属组织的影响 纯金属及单相固溶体的合金具有良好的塑性，其 锻造性能较好； 钢中有碳化物和多相组织时，锻造性能变差； 具有均匀细小等轴晶粒的金属，其锻造性能比晶
（2）金属组织
（3）变形温度 （4）变形速度 （5）应力状态
（1）化学成分的影响
纯金属的可锻性比合金好。
钢含碳量大，强度和硬度高，塑性降低，可锻性变差。 钢的含碳量对钢的可锻性影响很大，对于碳含量分数小 于0.15%的低碳钢，其塑性较好。 随着碳含量的增加，使钢的塑性下降，塑性成形性也越
锻造铸造焊接工艺学课件(PPT 38页)
课程教学模块四：铸、锻、焊工艺及应用 ——课题1
4.1.3 特种铸造
2、压力铸造
压力铸造是指熔融金属在高压下高速充型，并在压力 下凝固的铸造方法。
压铸工艺过程是：向型腔喷射涂料、闭合压型、压射 金属、打开压型顶出铸件。
压铸型是压铸工艺过程的关键装备，是由定型、动型 及金属芯组成的压铸用金属型其性能、精度、表面质量 要求很高，必须用热作模具钢制造，并进行严格的热处 理。
4.1.2 砂型铸造
（3）挖砂造型
（4）假箱造型
（5）活块造型
（6）刮板造型
课程教学模块四：铸、锻、焊工艺及应用 ——课题1
4.1.2 砂型铸造
（7）两箱造型
（8）三箱造型
（9）脱箱造型
（10）地坑造型
课程教学模块四：铸、锻、焊工艺及应用 ——课题1
4.1.2 砂型铸造
（2）机器造型
课程教学模块四：铸、锻、焊工艺及应用 ——课题1
课程教学模块四：铸、锻、焊工艺及应用 ——课题1
课程教学模块四：铸、锻、焊工艺及应用 ——课题1
4.1.5 铸造新工艺和新技术简介
2、磁型铸造
磁型铸造是将装有气化模和铁丸的砂箱置于磁场中，铁 丸在磁场作用下相互结合在气化模外形成铸型，当金属液 浇入磁型时，高温金属将气化模逐渐烧失，而占据型腔， 待冷却凝固后撤出磁场，则磁型自然散落，从而获得铸件 的方法
课程教学模块四：铸、锻、焊工艺及应用 ——课题1
4.1.3 特种铸造
3、熔模铸造
课程教学模块四：铸、锻、焊工艺及应用 ——课题1
4.1.3 特种铸造
熔模铸造特点和应用范围
（1）可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁（0.2mm～ 0.7mm），且无分型面的铸件。 （2）熔模铸造的尺寸精度高（IT10～IT14），表面粗糙度 值低（Ra12.5～1.6μm），可实现少（无）切削加工。 （3）能铸造各种合金铸件，尤其适于铸造高熔点、难切削 加工和利用其他加工方法难以成形的合金，如耐热合金、 磁钢和不锈钢等。 （4）生产批量不受限制，可实现机械化流水线生产。 （5）工艺过程复杂、生产周期较长（4～15天），生产成 本较高。 （6）因蜡模易变形，型壳强度不高等原因，铸件质量一般 不超过25kg。
铸锻焊工艺剖析
锻造工艺实例：涡轮叶片锻造
01
工艺特点
利用冲击或压力改变金属形态，具有提高材料力学性能、减少应力集中
等优点。
02 03
实例详解
涡轮叶片是航空发动机的关键部件，要求高温强度和耐腐蚀性。锻造工 艺通过将金属加热到一定温度后进行锻打，再经过冷却、热处理等环节 ，最终得到符合要求的涡轮叶片。
适用范围
广泛应用于航空、航天、能源等领域。
工艺。
零件形状
根据零件的形状和结构特点，选 择合适的工艺。例如，形状复杂 的零件适合采用铸造工艺，而形 状简单的零件适合采用焊接工艺
。
生产批量
根据生产批量的大小，选择合适 的工艺。例如，小批量生产适合 采用铸造工艺或焊接工艺，而大
批量生产适合采用锻造工艺。
铸锻焊工艺发展趋势
数字化智能化
随着科技的发展，铸锻焊工艺逐渐向数字化智能化方向发 展，例如采用计算机模拟技术进行工艺优化、智能化机器 人进行自动化生产等。
感谢您的观看
THANKS
03
焊接工艺基础
焊接工艺概述
焊接定义
焊接是一种通过加热或加压两 种方式，使两个分离的金属表 面达到原子间的结合，从而形
成永久连接的工艺。
焊接分类
根据加热源、焊接对象、焊接速度 、焊缝形状等因素，焊接有不同的 分类方法。
焊接应用
在机械制造、建筑、化工、航空航 天等领域，焊接工艺都有广泛的应 用。
熔化焊与压力焊
根据模具材料的不同，模具可分为砂型模具、金属型模具、石膏模具等。
02
锻造工艺基础
锻造工艺概述
锻造是一种金属加工工艺，通 过施加外力使金属坯料变形， 以获得所需形状和性能的零件 或毛坯。
锻造工艺适用于各种金属材料 ，如钢、铝、铜等，以满足不 同的机械性能和加工需求。
第二章铸造锻压和焊接工艺基础1
视频：永乐大钟（中国博物馆之镇馆之宝） 青铜钟铸造工艺
在大量生产铸件时都是采用机器造型 机械化造型车间是以各种造型机为核心,配以翻箱
机、合箱机、压铁机、落砂机等辅助设备和砂处 理设备及运输系统组成的机械化和自动化程度较 高的生产流水线
生产率高、质量稳定、劳动强 度低、对工人技术水平要求不 高，适应大量生产
设备费用高、金属模板生产周 期长，只能两箱造型
铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。
但也有许多铸件无需切削加工就能满足 零件的设计精度和表面粗糙度要求，直 接作为零件使用。
2.工艺特点
铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有 些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件 等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。
与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：
3）铸件的形状和大小可以与零件很接近，既节约金属材 料，又省切削加工工时
4）铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低
5）铸造工艺灵活，生产率高，既可以手工生产，也可以 机械化生产
6）生产过程复杂、工序多，废品率高，铸件力学性能差
铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，中 国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全 盛期，工艺上已达到相当高的水平。
因此，三箱造型仅用于形状复杂、不能用两箱造 型的铸件生产。
活块造型
铸件上妨碍起模的部分（如凸台、筋条等）做成活块， 用销子或燕尾结构使活块与模样主体形成可拆连接。 起模时先取出模样主体，活块模仍留在铸型中，起模 后再从侧面取出活块的造型方法称为活块模造型。
锻造铸造焊接工艺学课件
定制化
根据客户需求定制化 生产，满足个性化需
求。
新材料与新工艺的结合
01 高强度轻质材料
采用高强度轻质材料，如钛合金、铝合金和复合 材料，提高产品性能。
02 非晶合金
非晶合金具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，可 用于制造关键零部件。
03 增材制造
增材制造技术可用于制造复杂形状的零部件，提 高设计自由度。
有色金属如铜、铝等具有良好的导电 性、导热性和延展性，适用于制造要 求轻量化、美观和耐腐蚀的零件。
03
焊接工艺学
焊接工艺简介
焊接工艺是一种通过熔融或加 压连接金属部件的方法，广泛 应用于制造业和维修领域。
焊接工艺的优点包括强度高、 连接可靠、成本低等，缺点包 括易产生变形、裂纹等缺陷。
焊接工艺的应用范围广泛，包 括建筑、船舶、汽车、航空航 天等领域。
2
铸造工艺具有适应性广、生产成本低、可以制造 复杂结构件等优点，广泛应用于机械、汽车、航 空、船舶等领域。
3
铸造工艺的发展趋势泛的铸造方 法之一，其工艺过程包括造型、 制芯、合型、浇注、冷却和落砂
等步骤。
砂型铸造所用的材料主要是砂型 、砂芯和涂料，其中砂型是形成
锻造铸造焊接工艺的应用与
05
发展
锻造铸造焊接工艺的应用领域
汽车制造
锻造和铸造工艺用于制造汽车零部件 ，如发动机缸体、变速器壳体等。焊
接工艺用于车身结构的拼接。
船舶制造
锻造和铸造工艺用于制造船舶发动机 和关键零部件。焊接工艺用于船体结
构的拼接。
航空航天
锻造和铸造工艺用于制造飞机和火箭 发动机零部件，如涡轮叶片、燃烧室 等。焊接工艺用于机身和机翼的拼接 。
模锻工艺
金属的铸造性能及其常用焊接方法
金属的铸造性能及其常用焊接方法金属的铸造性能及其常用焊接方法金属铸造是一种重要的工艺技术，主要用于生产各种金属工件。
金属材料具有良好的铸造性能，可以通过铸造加工成各种形状和大小的零件。
同时，金属材料也可以进行各种类型的焊接，包括电弧焊、激光焊和气体保护焊等。
一、金属的铸造性能金属材料的铸造性能与材料的化学成分、组织、晶粒度等因素有关。
铸造性能主要包括流动性、凝固收缩、气孔和缺陷等。
1.流动性金属材料的铸造性能与其液态流动能力有关，具有良好的流动性的金属材料可以制造出更复杂的零件。
金属的流动性主要与其熔化温度、表面张力和液态黏度等因素有关。
2.凝固收缩在金属材料凝固过程中，由于体积变化而产生的收缩称为凝固收缩。
凝固收缩会导致铸件产生变形和缺陷。
3.气孔和缺陷金属材料的凝固过程中，可能会出现气孔和缺陷等问题。
气孔和缺陷会影响铸件的力学性能和耐腐蚀性能。
二、金属的常用焊接方法1.电弧焊电弧焊是一种利用电弧产生的高温熔化金属材料并铸造在工件上的方法。
电弧焊具有焊接速度快、焊接强度高等优点，广泛应用于各种类型的焊接工作中。
2.激光焊激光焊是利用高功率激光束将焊接区域加热至熔化状态，并在材料表面形成融池，然后将两个焊接材料连接起来的方法。
激光焊具有焊缝窄、焊接深度大、热影响区域小等优点。
3.气体保护焊气体保护焊是指在焊接过程中，通过向焊接区域提供保护气体，以防止焊接区域氧化和污染等影响工件质量的方法。
气体保护焊主要包括惰性气体保护焊和活性气体保护焊两种。
三、金属的应用领域金属材料具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，在广泛的应用领域中发挥着重要作用。
以下是金属材料的主要应用领域：1.汽车产业汽车产业是金属材料的主要应用领域之一，金属材料被广泛用作汽车发动机、车身和底盘等部件。
2.机械制造机械制造是金属材料的主要应用领域之一，金属材料被广泛用于制造工业设备、机床和模具等。
3.建筑工程建筑工程是金属材料的主要应用领域之一，金属材料被广泛用于建造大型工业和商业建筑、桥梁和隧道等。
铸锻焊工艺
铸、锻、焊工艺
铸造 锻造 焊接
铸造、锻造区别
课程总结
铸造是人类掌握较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历 史。公元前3200年，美索不达米亚出现铜青蛙铸件。公元前13～前 10世纪之间，中国已进入青铜铸件的全盛时期，工艺上已达到相当 高的水平，如商代的重875千克的司母戊方鼎、战国的曾侯乙尊盘 和西汉的透光镜等都是古代铸造的代表产品。早期的铸造受陶器 的影响较大，铸件大多为农业生产、宗教、生活等方面的工具或 用具，艺术色彩较浓。公元前513年，中国铸出了世界上最早见于 文字记载的铸铁件——晋国铸鼎（约270千克重）。公元8世纪前后， 欧洲开始生产铸铁件。18世纪的工业革命后，铸件进入为大工业服 务的新时期。进入20世纪，铸造的发展速度很快，先后开发出球墨 铸铁，可锻铸铁，超低碳不锈钢以及铝铜、铝硅、铝镁合金，钛 基、镍基合金等铸造金属材料，并发明了对灰铸铁进行孕育处理 的新工艺。50年代以后，出现了湿砂高压造型，化学硬化砂造型和 造芯、负压造型以及其他特种铸造、抛丸清理等新工艺。
答案1、填入：镦粗 拔长 2、填入：切削刃上 选定点相对于工件的主运动 3、填入：尺寸误 差 位置公差 4、填入：作用尺寸
焊接工艺的发展历史
春秋战国 《天工开物》中的锤锚图
20世纪初 焊条电弧焊
焊接定义
是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或 不用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过 程。
有关铸造的有趣故事
在唐朝以后的铜钱上常有一道月牙形的凹痕。根据《唐会要》的记 载，那是唐太宗在位时期，负责铸钱的官吏将钱币的蜡样送到御前 浏览时，文德皇后的的指甲在蜡样上留下了一个月牙形的甲痕。结 果负责铸钱的官员只得按照返回的蜡样原样铸造，而不敢提出丝毫 异议。于是，此后的数百年间，所有的铸钱上都留下了这个印记。 金代诗人李俊民留下的“金钗坠后无因见，藏得开元一捻痕”讲的 就是这件事。更有意思的是，这个月牙也出现在了日本和朝鲜同一 时期模仿大唐铸造的铜钱上。这两个国家当时正在“全盘中化”， 因此将中国钱币上的指甲印，也当成了不可缺少的东西毫不犹豫的 临摹了下来。从这个例子，我们可以看出，在中国铜钱作为王权的 象征，是不可动摇和质疑的。
2.1 铸锻焊
1.合金的流动性 流动性是指熔融合金的流动能力，它是影 响充型能力的主要因素。 合金的流动 性通常用螺旋 试样来测定。
影响合金流动性的因素：
(1) 合金的成分 纯金属、共晶合金流动性好； (2) 浇注条件 提高浇注温度，可提高流动性 ； 浇注压力加大，流动性提高； 铸型散热越快，流动性越差 。预热铸型可以 提高流动性。 另外 ，铸型的透气性 、铸件的结构对充型能 力也有较大影响 。
焊接性分级：
A、凡是能用多种普通方法和较简单的工艺措施 焊好的材料为焊接性良好；如低碳钢。 B、用普通焊接方法还需用特殊工艺措施方能焊 好的材料为可焊性尚好；如中碳钢。 C、用特殊焊接方法还需用特殊工艺措施方能焊 好的材料为可焊性不好；如硬铝。 D、目前的焊接方法与工艺难以得到焊接接头性 能要求的材料为可焊性低劣；如钛合金。
锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度之间的 温度区间。
⑴始锻温度
碳钢的始锻温度 比固相线低200℃左右。
⑵终锻温度
碳钢的终锻温度 为800℃左右 。
焊接
• (1) fusion welding • (2) solid-state welding
2.1.5焊接接头组织与性能 P.89
焊接是指通过适当的物理、化学过程使两个分 离的固态物体产生原子(分子)间结合力，而连接 成一体的连接方法。其基本特点是连接成形。 1. 焊缝的组织与性能 焊缝是指工件经焊接后所形成的结合部分。 加热结束后，熔池金属从熔池底壁开始向焊缝 中心冷却结晶，而得到柱状的铸态组织。成分不 均匀，组织不致密易产生热裂纹。但由于焊条药 皮及焊丝等在焊接过程中的保护和合金化作用， 使焊缝金属的力学性能一般不低于母材。
单晶体变形过程如图
多晶体的塑性变形
金属一般都是多晶体，塑性变形较单 晶体复杂 。除晶粒内部的滑移变形外， 还有晶粒与晶粒间的滑动和转动，即晶 间变形。 由于多晶体中每个晶粒的位向不同， 各晶粒的塑性变形将受到周围位向不同 的晶粒及晶界的影响和约束。 其变形抗力也比同种金属的.84
机械制造之锻造、焊接
机械制造之锻造、焊接1. 引言锻造和焊接是机械制造中常用的两种加工工艺。
锻造是指通过将金属材料加热至一定温度后，在受到一定压力下，使其发生塑性变形的加工方法。
而焊接则是将两个或多个金属部件通过加热、熔化和冷却的方式进行连接的加工方法。
本文将介绍锻造和焊接的基本原理、应用领域以及相应的工艺流程。
2. 锻造2.1 原理锻造的原理是利用金属材料在加热至一定温度后的高温条件下，受到一定压力的作用而发生塑性变形。
通过外力的作用，金属材料的晶粒结构发生重排和变形，从而使材料形成所需的形状。
2.2 应用锻造在各个领域中都得到广泛应用。
在汽车制造、航空航天、军工等行业中，锻造常用于制造各种零部件，如轴承、轴瓦、凸轮轴等。
此外，在钢铁工业中，锻造也是常见的一种钢材成型工艺。
2.3 工艺流程锻造的工艺流程一般包括以下几个步骤：1.原料准备：选择合适的金属材料，并按照要求进行预热处理。
2.加热：将金属材料加热至一定温度，通常使用燃气炉或电阻炉进行加热。
3.锻造操作：将加热后的金属材料放置在锻造设备上，并施加一定的压力进行锻造。
常用的锻造设备有锤击锻造机和液压机。
4.后处理：对锻造后的零部件进行清洁、退火和表面处理，以提高其性能和外观质量。
3. 焊接3.1 原理焊接是利用加热或加压等方式将两个或多个金属部件连接在一起的加工方法。
焊接时，金属部件的表面被加热至熔化或半熔化状态，形成熔融池，并通过固化来完成连接。
3.2 应用焊接广泛应用于各个行业中的金属结构制造。
在汽车制造中，焊接用于车身和底盘的连接；在船舶制造中，焊接用于船体的组装；在建筑工程中，焊接用于钢结构的搭建。
此外，焊接也用于金属容器、管道、电子元器件等的制造。
3.3 工艺流程焊接的工艺流程一般包括以下几个步骤：1.准备工作：清洁焊接部位的金属表面，并进行必要的预处理，如除锈、切割等。
2.定位和固定：将待焊接的金属部件进行定位，并通过夹具、焊接钳等固定。
3.加热或加压：根据需要选择适当的焊接方式，如电弧焊、气体焊、点焊等。
锻造铸造焊接工艺学课件
随着自动化和智能化技 术的发展，焊接机器人 和焊接专机得到了广泛 应用，提高了焊接质量 和效率。
锻造、铸造与焊接技术发展趋势
01
锻造
未来将更加注重智能化和柔性化生产，提高生产效率和产品质量。同时
，新材料、新工艺的研究和应用也将成为锻造技术发展的重要方向。
02
铸造
未来将更加注重绿色环保和智能化生产，推广循环经济模式，降低能耗
材料性能变化
材料在塑性变形过程中，其力学性能、物理性能和化 学性能发生变化的现象。
在锻造、铸造和焊接过程中，由于材料受到外力作用 和热作用的影响，其力学性能、物理性能和化学性能 会发生相应的变化。例如，材料的屈服点、抗拉强度 、韧性等力学性能会发生变化；热膨胀系数、热导率 等物理性能也会发生变化；同时，材料的化学成分和 相组成也可能发生变化。这些变化会影响材料的最终 使用性能和加工工艺性能。
主要用于生产复杂、高精度和特殊性能要求的铸件。
铸造工艺材料
铸造材料分类
01
根据用途可分为铸造用原砂、粘结剂、涂料等。
铸造材料选择
02
根据铸件的材料、性能要求和工艺方法选择合适的铸造材料。
铸造材料发展趋势
03
随着科技的发展，新型铸造材料不断涌现，如高强度、高耐磨
性的铸造用砂等。
CHAPTER
03
焊接工艺学
熔化焊接分类
根据加热方式的不同，熔化焊接可分为电弧焊、气焊、激光焊等。
熔化焊接特点
熔化焊接具有连接强度高、适用范围广等优点，但也存在需要使用 大量热源、容易产生焊接缺陷等缺点。
压力焊接工艺
压力焊接定义
压力焊接是一种通过在焊接过程中施加压力，使两个金属物体在固 态下实现原子间结合的工艺。
锻造铸造焊接工艺学
锻造铸造焊接工艺学简介锻造、铸造和焊接是制造业中常见的金属加工工艺。
它们都是将金属材料加热至高温，然后通过力的作用使其改变形状或连接在一起。
锻造铸造焊接工艺学是研究和应用这些工艺的学科。
锻造工艺锻造是将金属加热至适宜的温度，然后通过外力施加在金属上，使其改变形状的工艺。
常见的锻造工艺有锤击锻造、压力锻造和滚锻等。
锤击锻造锤击锻造是最早出现的一种锻造工艺，基本原理是利用锤头对金属进行敲击，使其发生塑性变形。
通过不同力度和角度的敲击可以得到不同形状和尺寸的金属制品。
锤击锻造适用于各种金属材料，尤其对于高强度和高硬度的合金材料效果更好。
压力锻造压力锻造是指利用压力对金属进行挤压，使其发生塑性变形的锻造工艺。
常见的压力锻造设备包括液压机、机械压力机等。
压力锻造适用于各种大型和小型金属制品的生产，可以得到高精度和高强度的制品。
滚锻滚锻是一种特殊的锻造工艺，它利用滚轮对金属进行辊压，使其发生塑性变形。
滚锻可以生产出形状复杂、尺寸精确的金属制品，特别适用于大规模生产。
铸造工艺铸造是将金属或金属合金熔化后，倒入预先准备好的模具中，待冷却凝固后得到所需形状和尺寸的工艺。
根据模具的不同，铸造工艺可分为砂型铸造、陶瓷型铸造和金属型铸造等。
砂型铸造砂型铸造是最常见的铸造工艺，其原理是将金属熔液倒入砂型中，待冷却凝固后得到金属制品。
砂型铸造成本低、适用范围广，但制品的尺寸和表面质量相对较低。
陶瓷型铸造陶瓷型铸造是一种高精度铸造工艺，通过制作陶瓷模具，可以得到形状复杂、尺寸精确、表面光滑的金属制品。
陶瓷型铸造适用于生产高精度的金属制品，如航空航天部件等。
金属型铸造金属型铸造是一种特殊的铸造工艺，它使用金属模具代替传统的砂型或陶瓷型模具。
金属型铸造可以生产出高精度和高质量的金属制品，尤其适用于批量生产。
焊接工艺焊接是将两个或多个金属材料通过加热或加压等方法连接在一起的工艺。
常见的焊接工艺有电弧焊、气体焊、激光焊等。
电弧焊电弧焊是一种常见的焊接工艺，其原理是利用电流产生的弧光加热金属材料，使其熔化并连接在一起。
机械制造中的焊接与铸造工艺分析
机械制中的焊接与铸造工艺分析机械制造中的焊接与铸造工艺分析机械制造行业是现代工业中最为重要的产业之一，而焊接和铸造作为其中两种常见的工艺方式，扮演着十分关键的角色。
本文将对机械制造中的焊接和铸造工艺进行详细分析，并探讨它们在制造过程中的应用和优劣势。
一、焊接工艺分析焊接是将不同材料通过加热或压力等方式连接在一起的工艺。
在机械制造中，焊接被广泛应用于制造大型机械结构、桥梁、船舶以及汽车等产品。
下面我们将从焊接的类型、优点和缺点以及应用范围三个方面对焊接工艺进行分析。
1. 焊接类型无论是手工焊接还是自动焊接，焊接工艺都有许多不同的类型。
常见的焊接类型包括电弧焊接、气体保护焊接和激光焊接等。
每种类型都有其适用的材料和特定的工艺参数。
2. 焊接的优点和缺点焊接的优点之一是连接牢固，能够在接缝处保持原有材料的强度。
此外，焊接可以实现多种材料的连接，提高产品的多样性和灵活性。
然而，焊接也存在一些缺点，例如焊接过程中可能导致变形和残余应力，需要采取相应的措施来解决这些问题。
3. 焊接的应用范围焊接被广泛应用于机械制造中的各个领域。
例如，大型机械结构往往需要采用焊接方式进行连接，以确保其牢固性和稳定性。
另外，焊接还常用于制造汽车和飞机等交通工具，以及家用电器等日常用品的生产过程中。
二、铸造工艺分析铸造是通过将熔融金属或合金倒入预先制作好的模具中，待其凝固后获取所需形状的工艺。
在机械制造中，铸造常用于生产金属零件和复杂结构的制造。
下面我们将从铸造的类型、优点和缺点以及应用范围三个方面对铸造工艺进行分析。
1. 铸造类型铸造工艺根据模具和材料的不同，可以分为砂型铸造、金属型铸造和压力铸造等多种类型。
每种类型都适用于不同的材料和产品形状要求。
2. 铸造的优点和缺点铸造的一大优点是可以制造复杂形状和大型零件。
此外，铸造还能够节约材料和成本，并且具有较好的表面质量。
然而，铸造也存在一些缺点。
比如，凝固过程中可能产生缺陷，需要通过后续的加工和修补来解决。
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（5）面罩 是为防止焊接时产生的飞溅、弧光的及其他辐射对焊工面部 与颈部的一种遮蔽的工具，有手持式和头盔式两种。
面罩上装有遮蔽焊接有害光线的护目 玻璃。为使护目玻璃不被焊接时的飞溅 损坏，可在外面加上两片无色透明的防 护白玻璃。有时为增加视觉效果可在护 目玻璃后加一片焊接放大镜
2．压力铸造 压力铸造——将熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固而获
得铸件的方法
3．熔模铸造 熔模铸造——又称为失蜡铸造。它是用易熔材料（如蜡料）制成模
样，在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样后经高温焙 烧，即可浇注的铸造方法
4.离心铸造 离心铸造——是将金属液浇入绕水平、倾斜或二式旋转的铸型，在离
焊条的直径指焊芯的直径，常用的直径有 1.6mm、2.0mm、2.5mm、3.2mm、4.0mm 、5.0mm、6.0mm等7种，长度范围为 200~550mm。
（3）焊钳 焊钳是用以夹 持焊条（或碳棒）并传导电 流进行焊接的工具。常用的 焊钳有300A、500A两种规格
（4）焊接电缆 焊接电缆的作用是传导焊接电流用的。焊接电缆的型号有 YHH型电焊橡胶套电缆和YHHR型电焊橡胶特软电缆
3．铸造的应用 应用广泛
二、砂型铸造 1．造型
造型——指用型砂及模样等工艺装备制造砂型的方法和过程。 （1）造型工具
（2）造型方法
造型方法通常 分为手工造型和 机器造型两大类
2．造芯 造芯——指制造型芯的过程。 型芯可以采用手工造芯，也可以采用机器造芯。单件或小批生产 大、中型回转体型芯时，可采用刮板造芯。手工造芯时主要采用型芯 盒造芯
浇包分为人力式和起重吊式两种
7．落砂、清理和检验
落砂是用手工或机械使铸件和型砂 （芯砂）、砂箱分开的操作过程。
清理是指落砂后从铸件上清除表面粘 砂、型砂（芯砂）、多余金属（包括浇 注系统、冒口、飞翅和氧化皮）等过程 的总和
检验是指清理铸件后，对其 进行质量检验的过程。
三、特种铸造
1．金属型铸造 金属型铸造——在重力作用下将熔融金属浇入金属型获得铸件的方法
锤上模锻振动，噪声大， 劳动强度差，能源消耗多， 对于大吨位的模锻，已逐 渐被压力机上模锻代替。
压力机上模锻的工艺设 备有曲柄压力机和摩擦压 力机两种
2．胎模锻 胎模是在自由锻设备上锻造模锻件时使用的模具。常用的胎模有摔模 、扣模、套模、合模等
四、冲压 冲压是用压力机通过模具对金属毛坯加压使其产生塑性变形，从而获 得一定形状、尺寸的零件的加工方法
粗和局部镦粗两种
（2）拔长 拔长是使坯料长度增加、横截面减小的锻造工序
（3）冲孔 在坯料上冲出透孔或不 透孔的工序称为冲孔
（4）弯曲 将坯料弯成一定角度或弧度的工序称为弯曲 （5）切割 将锻件从坯料上分割或切除锻件余料和工序
三、模型锻造 模型锻造按所使用设备的不同分为锤上模锻、压力机上模锻等
1．锤上模锻 锤上模锻最常用的设备是蒸汽-空气模锻锤
锻压成形是锻造和冲压的总称
2．锻压成形的特点和应用 1）改善金属内部组织。 2）节省金属。 3）生产率高。 4）适应性广。
二、自由锻
1．自由锻工艺设备 根据自由锻工艺设备对坯料作用力的性质分为锻锤类和液压机两
种。锻锤主在有空气锤和蒸汽-空气锤，液压机主要是指水压机
2．自由锻的基本工序与操作 （1）镦粗 镦粗是使坯料横截面增大、高度减小的锻造工序，有整体镦
二、手工电弧焊
手工电弧焊简称手弧焊，是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊 方法
1．手工电弧焊工艺设备与工具 （1）电弧焊机
电弧焊机按供应电流性质不同可分为直流焊机和交流焊机两大类 ；按结构不同又分为弧焊变压器、弧焊发电机和弧焊整流器三种类型
（2）电焊条 涂有药皮的供手弧焊用的熔化电极称为电焊条，简你焊条
第二章 铸锻成形与焊接工艺
§2-1 铸造成形
一、铸造的基本知识 1．铸造的特点 1）铸造既可生产形状简单的铸件，又可生产复杂形状的铸件。 2）铸造的适应性强 3）铸造的生产成本相对低廉，设备比较简单 4）砂型铸造生产的铸件的力学性能较差，质量不够稳定 5）生产过程劳动强度较大
2．铸造方法的分类 通常分为砂型铸造和特种铸造两大类。
心力作用下凝固成铸件的方法
5．低压铸造 低压铸造——是将金属液在较低的压力下（一般为0.02~0.08MPa
）注入铸型，冷却凝固，以获得铸件的铸造方法
四、铸造新技术与新工艺 1．真空吸铸 2．悬浮铸造 3．挤压铸造 4．半固态铸造 5．计算机技术在铸造生产中的应用
§2-2 锻压成形
一、锻压成形的分类特点与应用 1．锻压成形的分类
根据焊接过程中金属所处状态的不同，焊接方法可分为熔焊、压 焊和钎焊三大类 2．焊接接头与坡口形式 （1）焊接接头 焊接接头类型较多， 常用的四种基本接头形式是对接接头、 T形接头、角接接头和搭接接头
（2）坡口形式
3．焊缝的形状尺寸 焊缝是指焊件经焊接后形成的结合部分，它的形状可用一系列的几何 尺寸来表示。不同形式的焊缝，其形状参数也不相同，主要有焊缝宽 度、厚度、焊脚、余高、熔深、焊缝成形系数与熔合比等
1．冲压工艺设备 （1）冲模 冲模可分为简单冲模、
连续冲模和复合冲模3类 （2）冲床 冲床是板料冲压的主要设备，
它实际上就是一台冲压式压力机
类。分离工序主要指 冲裁，包括落料、冲孔和修整；变形工序包括弯曲、拉深、翻边和胀 形等。
五、锻压成形新技术与新工艺
3．浇注系统 浇注系统——指浇注时为使熔融金属顺利
平稳地填充型腔和冒口而在铸型中开设的一系 列通道。浇注系统一般由浇口杯、直浇道、横 浇道和内浇道组成
4．合型 合型——指将铸型的各个组元（如上砂型
、下砂型、型芯、浇口杯等）组合成一个 完整铸型的操作过程。
5．金属熔炼 6．浇注
浇注——将熔融金属从浇包注入铸型的操作过程。
1．精密模锻 2．液态模锻 3．高速锤锻 4．超塑性模锻 5．挤压 6．辊锻 7．计算机在锻压技术中的应用
§2-3 焊接成形
焊接是将两个或两个以上的焊件在外界某种能量的作用下，借助 于各焊件接触部位原子间的相互结合力连接成一个不可拆除的整体的 一种加工方法。 一、焊接基础知识 1．焊接的生产过程与特点