湖大材料工程基础课件第六章 材料的连接工艺
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材料的连接技术PPT学习教案
03 钛 钙 型 药 皮 ，交流 或直流 正、反 接
类型 堆焊焊条 铜及铜合金焊条 铸铁焊条 镍及镍合金焊条
代号 ED ×–×–× × TCU × EZ × TNi×
（0、1:全位置；2：平焊； 4：向下立焊）
Electrode 焊 条
第23页/共56页
（最低抗拉强度）
第二节 常用焊接方法
2、埋弧（自动）焊 Welding)
缺点：热影响区宽、晶粒粗大，焊后正火处理细化 晶粒
应用
适用于板厚30mm以第上31页/共56页 锅炉、压力机、重型机械等大型设备
第二节 常用焊接方法
焊速高可自动焊，生产率高
明弧焊接，易于控第制28页/共56页
焊接变形小（电弧加热集中）
第二节 常用焊接方法
Other Common Welding Methods
CO2气体保护焊 （CO2 Shield Welding）
缺点：
CO2是弱氧化性气体，高温下使金属氧化，烧 损合金元素；
不能焊接有色金属 CO2在高温下分解，易产生气孔、飞溅； 难以用交流电源进行焊接；
第2页/共56页
材料连接技术简介
永久性连 接
可拆连接
焊接 铆钉连接
胶接 过盈配合连接 过盈配合连接
键连接 销连接 螺纹连接
第3页/共56页
焊接
第一节 焊接理论
Introduction on Welding
同种或异种材质的工件，通过加热或加压或二 者并用，并且用或者不用填充材料，使工件达 到原子间的结合而形成永久性连接的工艺
2、熔合区：又称半熔化区，焊缝金属向热影响区过渡的区域。 温度：液－固线之间； 组织：少量铸态晶＋粗大过热组织。 性能：强度低、脆性大，组织成分不均匀
湖大材料工程基础课件第六章 材料的连接工艺共132页
性能接近，但熔池中心
易出现杂质、疏松等。
焊接热影响区（HAZ）：
焊缝两侧因焊接热的传
导作用而发生的组织性
能变化的区域。分为熔
合区、过热区、正火区
和部分相变区。
01.10.2019
材料工程基础——材料的连接工艺
14
材料科学与工程学院
由于焊缝附近各点受热程度不同，组织性能变化也不同， 热影响区又分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。
5
材料科学与工程学院
发展历史：
1、一千多年前，我国古书中就曾记载， “凡钎铁之 法……小钎用铜末、大钎则竭力挥锤而融合”，说明当 时我国已掌握了用铜钎焊和锻焊连接铁类金属的技术。
2、近代焊接技术是从1882年出现碳弧焊开始的。
3、 20世纪40年代初优质电焊条的出现。
4、近半个世纪来焊接技术得到了极为迅速的发展。如埋弧 焊、电阻焊（20世纪40年代后期），电渣焊、各种气体 保护焊、超声波焊（50年代），等离子焊、电子束焊、 激光焊等（60年代）。
低碳钢基层＋不锈钢复层焊接容器
可修复部分丧失功能的机件：磨损件受损部位堆
焊耐磨材料
焊接构件质优、生产周期短：与铆接相比，性能
优良、气密性好、重量轻、节约材料、构件
厚 度 不 受 限 制 （ 铆 接 ＜ 50mm ） ； 2×105t 油
轮需3个月（铆接1年多）
01.10.2019
材料工程基础——材料的连接工艺
平对接焊
平角焊
01.10.2019
材料工程基础——材料的连接工艺
船形焊 22
2、立焊 4、仰焊
材料科学与工程学院
3、横焊
01.10.2019
材料工程基础——材料的连接工艺
材料成型和连接优秀课件
6.1 焊接
(1) 焊接的定义：
焊接是通过加热或加压，或两者并用， 并且用或不用填充金属，使焊件间达到原子 结合的一种加工方法。
根据上述定义，焊接最本质的特点就是 通过焊接使焊件达到了原子结合，从而将原 来分开的物体构成了一个整体，这是任何其 它连接形式所不具备的。
(2) 焊接方法分类
• 常用的焊接方法分为以下三类：
电弧焊
气焊
手弧焊
埋弧焊
熔焊
气体 保护焊
电渣焊
CO2气体 保护焊
氩弧焊
焊接
压焊 （固相焊）
钎焊
等离子 弧焊
电阻焊
电焊
缝焊
氢原子焊
对焊
焊接方法分类示意图
摩擦焊 超声波焊
(3) 焊接的优缺点 优点
1) 构造合理，应力集中系数小，接头连接效率高，对 接接头可达100％，而铆接很难达到70％。
2) 简化结构，减轻自重 由于焊接的强度较高，在同样 承载条件下，可更轻、更薄，对交通运输工具来说 还可因此而节约能量。
• 喷嘴结构应尽可能使气体 以层流流出。
氩气
➢ 氩气为惰性气体，高温下不溶入液态金属，也不与金属发生化学反 应，因此，氩气是一种理想的保护气体。
➢ 由于氩弧温度高，因此一旦引燃，电弧就很稳定。 ➢ 氩弧焊一般要求氩气纯度达99.9%，我国生产的工业纯氩，其纯度
可达99.9%，完全合乎氩弧焊的要求。 ➢ 氩弧焊对焊前的除油、去锈、去水等准备工作要求严格，否则就会
在焊接过程中，将焊件加热至熔化状态，不加 压力完成的焊接方法通称为熔焊。
熔焊的本质及特点
➢ 熔化焊的本质是小熔 池熔炼与铸造，是金 属熔化与结晶的过程。
➢ 熔池存在时间短，温 度高；冶金过程进行 不充分，氧化严重； 热影响区大。
材料的连接技术
二、压焊（pressure welding）
利用压力焊接，加热只起辅助作用。
1. 电阻焊（resistance welding）
利用电流通过焊件及其接触处所产生的电阻热，将焊件 局部加热到塑性或熔化状态，然后在压力下形成焊接接头 的方法，又称接触焊。电流大
特点：生产率高；变形小；劳动条件好；不需另 加焊接材料；操作简单；易自动化。但是设备复 杂，耗电量大，接头质量不稳定，且形式与工件 厚度受限。 形式：点焊、缝焊、对焊、凸焊等。
§6-2 常用连接工艺
连接（joining）
机械连接
焊接
胶接（adhesion bonding）
螺铆 熔 栓接 焊
压
钎
相近加
焊
焊
工方法
电电电 激气铝 弧渣子 光焊热 焊焊束 束 剂
焊焊 焊
电 高 摩 超爆 阻 频 擦 声炸 焊 焊 焊 波焊
焊
热 碳 堆喷 切 弧 焊镀 割气
刨
焊接特点：
1）省料、省时、轻巧； 2）以小拼大； 3）双金属结构； 4）接头质量不易保证。
特点：
1）接头组织致密，质量 好；
2）可焊同种金属或异种 金属；
3）操作简单，生产率高；
4）设备控制复杂。
应用：焊接接头一般等断面，至少有一个为圆形或 管状。用于圆形工件、棒料及管类焊接。
三、 钎焊（soldering &brazing）
利用熔点比焊件低的钎料作填充金属，加热时 钎料熔化而将焊件连接起来的焊接方法。
§6-1 焊接理论
焊接（welding）：
利用加热或加压手段，借助金属原子结合与扩散 作用，使分离的金属永久的连接起来。
熔焊
压焊
焊接热过程
钎焊连接原理课件
表面膜的结构决定了膜的致密程度，通常，结晶度低 或者无定形结构的表面摸具有较大的致密度，例如铝表面 的γ-Al2O3，铁表面的Fe3O4都具有低的结晶度和高的致 密度，他们能够保护金属被进一步氧化。
在一定条件下加热促进表面膜增厚。清洁表面的金属 与周围气氛反应很快，因此，表面膜去除后的新表面膜又 会立即生成，例如铝、镁和钛等。
➢ 当cosθ为正值时，即0°＜θ＜90°，这时液体能润湿固体； ➢ 当cosθ为负值时，即90°＜θ＜180°，这时可认为液体不
能润湿固体。 ➢ θ=0表示液体完全润湿固体；θ=180°表示完全不润湿。
钎焊时，钎料的润湿角应小于20°。
上述液体与固体相互润湿的前提是他们之间无化学 反 应发生。液体钎料对固态金属的润湿程度可由润湿角 θ 、铺展面积S及润湿系数W来表示：W=Scosθ。
并溶于过量的硼酸配之中。这是个典型的以溶解作用 去除氧化膜的机制。黄铜表面膜中的ZnO,铁合金表面的 Fe2O3均以类似的方式生成Zn(BO2)2和2Fe2O3·3 B2O3并溶 于过量的B2O3而除去。
➢多数合金表面膜的清除不是一个简单溶解机制，在 一些含铬、钛、钨、钼的合金钢或耐热钢钎焊时，尽 管在B2O3中加人增强钎剂活性的氟化物也不足以清除 表面膜。如在钎焊高铬合金时，只有需通过在钎剂中 加人Al-Cu-Mg合金以进一步增强活性，使在高温 850~1150℃下借取代反应，将铬氧化膜破除：
母材向钎料中的溶解作用愈来愈减缓。
脱附着在铝上的氧化膜。但在熔融的全氟化物钎剂 鉴于以上的规律，若在钎料中加人能同钎料形成化合物但不同母材形成化合物的组分，或者控制同母材形成化合物的组分浓度，均可
避免或减少钎缝界面上出现化合物层。 S — 液、固相的接触面积；
材料连接原理与工艺-绪论PPT课件
推动制造业的发展
材料连接技术是制造业的重要组成部 分，对于产品的制造效率和制造成本 有着重要影响。
02
材料连接的基本原理
熔化焊原理
熔化焊是通过加热使接头部位熔 化，然后通过液态熔融状态实现
材料之间的连接。
熔化焊的优点在于连接强度高， 适用于各种金属材料的连接。
熔化焊的缺点是加热过程中容易 造成接头部位氧化、烧损和变形。
材料连接原理与工艺-绪 论ppt课件
• 材料连接原理与工艺概述 • 材料连接的基本原理 • 材料连接工艺方法 • 材料连接的应用领域 • 材料连接的未来发展趋势
01
材料连接原理与工艺概述
材料连接的定义与分类
定义
材料连接是将两种或两种以上的材料 通过一定的工艺手段结合在一起，形 成一个整体的过程。
粘接工艺方法包括热熔胶、UV胶、环 氧树脂等，广泛应用于非金属材料的连
接。
粘接工艺方法具有操作简便、成本低等 优点，但同时也存在耐久性差、对环境
有一定污染等缺点。
机械连接工艺方法
机械连接工艺方法是通过机械方式，如螺丝、铆钉等，将待连接材料固定在一起，实现材料 连接的过程。
机械连接工艺方法包括螺纹连接、铆接、焊接等，广泛应用于各种材料的连接。
机械连接工艺方法具有连接强度高、耐久性好等优点，但同时也存在操作复杂、成本高等缺 点。
04
材料连接的应用领域
航空航天领域
01
02
03
飞机制造
飞机机身、机翼、尾翼等 部件的连接。
航天器制造
火箭、卫星、空间站等部 件的连接。
航空发动机制造
涡轮叶片、转子等部件的 连接。
汽车工业领域
车身制造
车架、车壳等部件的连接。
湖大材料工程基础复合材料制备工艺PPT教案
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影响再结晶过程
➢ 小尺寸颗粒会钉扎大 角度晶界，如果颗粒 尺寸较大，则会促进 再结晶形核。
➢ 再结晶过程对增强相 的体积分数非常敏感。
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第37页/共82页
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MMC界面问题
特点
➢ 在界面处会出现材料的物理性质(弹性模量、 膨胀系数、热导率、热力学参数)和化学性 质等的不连续性。
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（3）纤维与基体之间应该有高的且合适的结合强度。 结合强度高，不仅直接有利于整个材料的强度，更重要的 是便于将基体所承受的载荷传递给纤维，以充分发挥纤维 的增强作用。结合强度过低，界面很难传递载荷，纤维无 法增强，整体强度下降。结合强度过高也不利，使复合材 料断裂时失去纤维从基体拔出的过程，降低复合材料的强 度，在载荷过大时可能导致危险的脆性断裂。
材料复合的目的是获得最佳的强度、刚度等机械性能。 （1）纤维是材料的主要承载组成，因此应该具有最高的强
度和刚度。 弹性模量E愈高，在同样应变量下，按照虎克定律，所 承受的应力愈大，工作中能承受的载荷愈大，更能充分发 挥对材料的增强作用。此外，刚度高，比重小，热稳定性 高也是保证结构稳定性所必要的。 （2）基体起粘结纤维的作用，因此必须： ①对纤维有润湿性，以便在界面上有必要的粘结力，而 将纤维粘结为一个整体； ②具有一定的塑性和韧性，对裂纹起致偏和控制作用； ③能保护纤维表面，不引入裂纹，不发生损伤纤维表面 的反应。
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14
若颗粒直径小于100Å，这时材料结构接近于固 溶体结构，位错容易绕过，难以对位错起障碍 作用，增强作用不大。若颗粒直径大于1000Å， 在载荷作用下，颗粒周围将造成应力集中，或 基体本身破裂，导致强度降低。为使弥散增强 复合材料的性能达到最佳，除要求颗粒坚硬、 稳定、与基体不发生化学反应外，颗粒的尺寸、 形状、体积分数以及同基体结合能力均是必须 加以考虑的因素。实践表明，复合材料的性能 显著受到颗粒大小的影响，为提高增强效果， 通常选择尺寸较小的颗粒，并且尽可能地使其 均匀分布在基体中。
材料连接原理与工艺-绪论课件
压焊工艺
压焊工艺是通过施加压力使待连接的 金属部分紧密结合在一起的方法。常 见的压焊工艺包括电阻焊、超声波焊、 摩擦焊等。
压焊工艺的特点是连接强度高、变形 小、无污染，适用于大批量生产和自 动化生产。但同时，压焊工艺对被连 接材料的表面质量要求较高，且需要 特定的设备和工具。
钎焊工艺
钎焊工艺是利用熔点低于母材的钎料作为媒介，将母材加热至钎料熔化，通过液态钎料的润湿和毛细作用填满母材间的间隙 ，从而实现连接的方法。常见的钎焊工艺包括火焰钎焊、感应钎焊、真空钎焊等。
信息化管理
通过信息化手段对材料连 接过程进行实时监控和管 理，提高生产效率和产品 质量。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
压焊原理
压焊原理是指通过施加压力，使两个待连接的金属材料紧 密接触并产生塑性变形，从而实现连接的方法。压焊具有 连接强度高、可靠性好等特点，广泛应用于电子、电器、 航空等领域。
压焊过程中，需要使用压力设备，如液压机、气压机等， 同时需要控制压力大小和压力时间等参数，以保证焊接质 量。此外，压焊前需要对金属材料进行表面处理，如清洗 、打磨等，以去除杂质和氧化膜，提高焊接质量。
3
超声波连接技术
超声波连接具有快速、高效、低成本等优点，在 连接各种异种材料时具有较大优势。
智能化与自动化的发展趋势
01
02
03
智能连接设备
随着工业4.0的推进，智能 化的连接设备将成为主流， 如智能焊接机器人、智能 钎焊设备等。
自动化生பைடு நூலகம்线
自动化生产线的建设将进 一步提高材料连接的效率 和稳定性，减少人为因素 对连接质量的影响。
注。
功能材料
随着科技的发展，各种功能材料 不断涌现，如半导体材料、光子 晶体等，其连接技术对于发挥材
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➢ 熔化焊是最基本的焊接方法，属于液相焊 接。
21.01.2021
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材料科学与工程学院
➢ 焊缝的形成
在高温热源的作用下，填充金属（如焊条）和基体金属 发生局部熔化。熔池
前部（2-1-2区）熔化
金属被电弧吹力吹到
熔池后部（2-3-2区），
迅速冷却结晶。随着
热源不断移动，从而
形成连续的致密层状
组织焊缝。
4、服役条件
冲击载荷或低温（脆性断裂）；交变载荷或腐蚀介质（疲劳
破坏或应力腐蚀破坏）。
21.01.2021
a
9
➢ 分类
材料科学与工程学院
常见的焊接方法
21.01.2021
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材料科学与工程学院
二、熔 化 焊
➢ 基本原理：将填充材料（如焊丝）和工件的 连接区基体材料共同加热至熔化状态，在连 接处形成熔池，熔池中的液态金属冷却凝固 后形成牢固的焊接接头，使分离工件连接成 为一个整体。
➢ 实质：通过适当的物理化学过程，使两部分分 离金属表面的原子达到原子间结合距离，在金 属键的作用下，形成原子结合，从而达到永久 性的冶金连接的目的。
21.01.2021
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材料科学与工程学院
➢ 优点 ：
简化生产工艺：大型结构（大小）、复杂部件
（复杂简单）
能生产复合材料零件：碳钢刀杆＋硬质合金刀片、
21.01.2021
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6
材料科学与工程学院
➢ 发展方向
1、焊接过程的自动化，焊接机器人的应用；
2、高效、节能的焊接技术，如逆变技术和药芯焊丝的推广；
3、环保技术推广：无铅钎料研制、低尘焊条、焊丝自动无损 检测技术的使用、焊丝镀铜工艺改进等；
4、复杂使用环境中焊接结构件的制造：大型、超大型构件、 高压及辐射条件下使用的压力容器等；
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材料科学与工程学院
一般，低碳钢焊件的热影响区较窄，危害性 较小，焊后可直接使用；对于碳素钢和低合 金钢焊件，焊后可进行正火处理，细化晶粒， 改善机械性能；对于无法进行热处理的焊件， 则需正确选择焊接方法和工艺条件，来减小 热影响区的范围。
21.01.2021
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➢ 焊接接头及坡口形式
① 对接
第6章 材料的连接工艺
材料科学与工程学院
通过连接构成的工业产品包括天上飞的飞 机、火箭、各式各样的航天器，地上跑的各 种车辆，大到50万~60万吨级的油轮，小至几 克重的计算机芯片。连接技术与工艺涉及到 现代文明社会的每一个角落，广泛应用于机 械制造、能源、交通、通讯、航空航天 冶 金、造船、医疗及食品机械等国民经济的各 个领域。
5、精密焊接及焊接成形技术；
6、焊接控制系统的智能化（模糊控制、神经网络控制及焊接 专家系统），生产系统柔性化（智能机器人）及综合集成；
7、不断向材料加工其它领域拓展，如材料切刻、表面改性：
堆焊、喷涂等。
21.01.2021
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材料科学与工程学院
➢ 金属材料的焊接性
通常是指金属是否能适应焊接加工而形成具有一定使用 性能的焊接接头的特性。
金属在经受焊接加工时对产生缺陷的敏感性—结合性能， “好焊不好焊”
焊成的接头在一定的服役条件下可靠运行的能力—使用 性能，“好用不好用”
➢ 金属材料的工艺焊接性/可焊性
指金属材料在一定的工艺条件（工艺方法、工艺材料、 工艺参数及焊接结构）下形成具有一定使用性能的焊 接接头的能力。
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很大程度上决定焊件接头的性能。
过热区：高温影响，晶粒粗大。塑性和韧性下降，显著影
响焊件接头性能。
正火区：最高加热温度比Ac3稍高，晶粒重结晶细化，获得
正火组织。力学性能改善。
部分相变区：最高加热温度比Ac1~Ac3稍高，珠光体和部分
铁素体重结晶细化。晶粒大小不均，力学性能稍差。
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低碳钢基层＋不锈钢复层焊接容器
可修复部分丧失功能的机件：磨损件受损部位堆
焊耐磨材料
焊接构件质优、生产周期短：与铆接相比，性能
优良、气密性好、重量轻、节约材料、构件
厚度不受限制（铆接＜50mm）；2×105t油轮 需3个月（铆接1年多）
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材料科学与工程学院
➢ 发展历史：
1、一千多年前，我国古书中就曾记载， “凡钎铁之 法……小钎用铜末、大钎则竭力挥锤而融合”，说明当 时我国已掌握了用铜钎焊和锻焊连接铁类金属的技术。
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B：焊缝宽度 H：焊缝深度 a：焊缝余高 ＝B/H：成形系数 H/B：深宽比 a/H：余高系数
材料科学与工程学院
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➢ 焊接接头的组织和性能
焊缝区：结晶从熔池壁向
中心推进，形成柱状的
铸态组织。与基体金属
性能接近，但熔池中心
易出现杂质、疏松等。
焊接热影响区（HAZ）：
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材料科学与工程学院
➢ 影响金属的可焊性的主要因素:
1、母材和焊接材料
2、焊接工艺
焊接方法（功率密度、加热最高温度和功率大小等、保护方 式）和工艺措施（焊前预热和焊后热处理，焊接材料的烘 干和清洗，焊接顺序，坡口形状、尺寸和装配间隙等）
3、焊接接头的结构
拘束度较小、能较自由伸缩；避免存在缺口、截面突变、堆 高过大和焊缝交叉，控制母材厚度或焊缝体积不要过大等
2、近代焊接技术是从1882年出现碳弧焊开始的。
3、 20世纪40年代初优质电焊条的出现。
4、近半个世纪来焊接技术得到了极为迅速的发展。如埋弧 焊、电阻焊（20世纪40年代后期），电渣焊、各种气体 保护焊、超声波焊（50年代），等离子焊、电子束焊、 激光焊等（60年代）。
5、20世纪70年代以后，焊接过程自动化、焊接机器人的应 用得到了快速地发展。
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材料科学与工程学院
1、永久性——焊接、粘接 2、非永久性——机械连接（铆接、螺栓连接）
21.06.1 金属的焊接
一、概述
➢ 定义：通过加热或加压或二者并用，加填充金 属或不加填充金属使分离的金属工件达到原子 间结合而形成永久性连接的工艺过程。
焊缝两侧因焊接热的传
导作用而发生的组织性
能变化的区域。分为熔
合区、过热区、正火区
和部分相变区。
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材料科学与工程学院
由于焊缝附近各点受热程度不同，组织性能变化也不同， 热影响区又分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。
熔合区：未熔化的过热组织和部分熔化的结晶铸态组织。
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➢ 焊缝的形成
在高温热源的作用下，填充金属（如焊条）和基体金属 发生局部熔化。熔池
前部（2-1-2区）熔化
金属被电弧吹力吹到
熔池后部（2-3-2区），
迅速冷却结晶。随着
热源不断移动，从而
形成连续的致密层状
组织焊缝。
4、服役条件
冲击载荷或低温（脆性断裂）；交变载荷或腐蚀介质（疲劳
破坏或应力腐蚀破坏）。
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➢ 分类
材料科学与工程学院
常见的焊接方法
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材料科学与工程学院
二、熔 化 焊
➢ 基本原理：将填充材料（如焊丝）和工件的 连接区基体材料共同加热至熔化状态，在连 接处形成熔池，熔池中的液态金属冷却凝固 后形成牢固的焊接接头，使分离工件连接成 为一个整体。
➢ 实质：通过适当的物理化学过程，使两部分分 离金属表面的原子达到原子间结合距离，在金 属键的作用下，形成原子结合，从而达到永久 性的冶金连接的目的。
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材料科学与工程学院
➢ 优点 ：
简化生产工艺：大型结构（大小）、复杂部件
（复杂简单）
能生产复合材料零件：碳钢刀杆＋硬质合金刀片、
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材料科学与工程学院
➢ 发展方向
1、焊接过程的自动化，焊接机器人的应用；
2、高效、节能的焊接技术，如逆变技术和药芯焊丝的推广；
3、环保技术推广：无铅钎料研制、低尘焊条、焊丝自动无损 检测技术的使用、焊丝镀铜工艺改进等；
4、复杂使用环境中焊接结构件的制造：大型、超大型构件、 高压及辐射条件下使用的压力容器等；
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材料科学与工程学院
一般，低碳钢焊件的热影响区较窄，危害性 较小，焊后可直接使用；对于碳素钢和低合 金钢焊件，焊后可进行正火处理，细化晶粒， 改善机械性能；对于无法进行热处理的焊件， 则需正确选择焊接方法和工艺条件，来减小 热影响区的范围。
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➢ 焊接接头及坡口形式
① 对接
第6章 材料的连接工艺
材料科学与工程学院
通过连接构成的工业产品包括天上飞的飞 机、火箭、各式各样的航天器，地上跑的各 种车辆，大到50万~60万吨级的油轮，小至几 克重的计算机芯片。连接技术与工艺涉及到 现代文明社会的每一个角落，广泛应用于机 械制造、能源、交通、通讯、航空航天 冶 金、造船、医疗及食品机械等国民经济的各 个领域。
5、精密焊接及焊接成形技术；
6、焊接控制系统的智能化（模糊控制、神经网络控制及焊接 专家系统），生产系统柔性化（智能机器人）及综合集成；
7、不断向材料加工其它领域拓展，如材料切刻、表面改性：
堆焊、喷涂等。
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材料科学与工程学院
➢ 金属材料的焊接性
通常是指金属是否能适应焊接加工而形成具有一定使用 性能的焊接接头的特性。
金属在经受焊接加工时对产生缺陷的敏感性—结合性能， “好焊不好焊”
焊成的接头在一定的服役条件下可靠运行的能力—使用 性能，“好用不好用”
➢ 金属材料的工艺焊接性/可焊性
指金属材料在一定的工艺条件（工艺方法、工艺材料、 工艺参数及焊接结构）下形成具有一定使用性能的焊 接接头的能力。
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很大程度上决定焊件接头的性能。
过热区：高温影响，晶粒粗大。塑性和韧性下降，显著影
响焊件接头性能。
正火区：最高加热温度比Ac3稍高，晶粒重结晶细化，获得
正火组织。力学性能改善。
部分相变区：最高加热温度比Ac1~Ac3稍高，珠光体和部分
铁素体重结晶细化。晶粒大小不均，力学性能稍差。
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低碳钢基层＋不锈钢复层焊接容器
可修复部分丧失功能的机件：磨损件受损部位堆
焊耐磨材料
焊接构件质优、生产周期短：与铆接相比，性能
优良、气密性好、重量轻、节约材料、构件
厚度不受限制（铆接＜50mm）；2×105t油轮 需3个月（铆接1年多）
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➢ 发展历史：
1、一千多年前，我国古书中就曾记载， “凡钎铁之 法……小钎用铜末、大钎则竭力挥锤而融合”，说明当 时我国已掌握了用铜钎焊和锻焊连接铁类金属的技术。
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B：焊缝宽度 H：焊缝深度 a：焊缝余高 ＝B/H：成形系数 H/B：深宽比 a/H：余高系数
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➢ 焊接接头的组织和性能
焊缝区：结晶从熔池壁向
中心推进，形成柱状的
铸态组织。与基体金属
性能接近，但熔池中心
易出现杂质、疏松等。
焊接热影响区（HAZ）：
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➢ 影响金属的可焊性的主要因素:
1、母材和焊接材料
2、焊接工艺
焊接方法（功率密度、加热最高温度和功率大小等、保护方 式）和工艺措施（焊前预热和焊后热处理，焊接材料的烘 干和清洗，焊接顺序，坡口形状、尺寸和装配间隙等）
3、焊接接头的结构
拘束度较小、能较自由伸缩；避免存在缺口、截面突变、堆 高过大和焊缝交叉，控制母材厚度或焊缝体积不要过大等
2、近代焊接技术是从1882年出现碳弧焊开始的。
3、 20世纪40年代初优质电焊条的出现。
4、近半个世纪来焊接技术得到了极为迅速的发展。如埋弧 焊、电阻焊（20世纪40年代后期），电渣焊、各种气体 保护焊、超声波焊（50年代），等离子焊、电子束焊、 激光焊等（60年代）。
5、20世纪70年代以后，焊接过程自动化、焊接机器人的应 用得到了快速地发展。
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1、永久性——焊接、粘接 2、非永久性——机械连接（铆接、螺栓连接）
21.06.1 金属的焊接
一、概述
➢ 定义：通过加热或加压或二者并用，加填充金 属或不加填充金属使分离的金属工件达到原子 间结合而形成永久性连接的工艺过程。
焊缝两侧因焊接热的传
导作用而发生的组织性
能变化的区域。分为熔
合区、过热区、正火区
和部分相变区。
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由于焊缝附近各点受热程度不同，组织性能变化也不同， 热影响区又分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。
熔合区：未熔化的过热组织和部分熔化的结晶铸态组织。