2《钎焊作业》第二章

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渗碳体 (Fe3C) 珠光体 (P)
铁碳合金的基本知识
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奧氏体 你好 (A)
奧氏体是碳和其他合金元素在γ铁中的固溶体，在一般钢材中，只有 高温时存在。 马氏体是碳在α-铁中的过饱和固 溶体，一般可分为低碳马氏体和高碳 马氏体。 魏氏组织是一种过热组织，是由 彼此交叉约60°的铁素体针嵌入基体 的显微组织。
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辐射等条件下如何保障工人的身心健康。焊接工人只有
详细了解焊接生产 过程的特点和焊接工艺、工具及操 作方法，才能深刻地理解和掌握焊接安全技术的措施，
严 格地执行安全规程和实施防护措施，从而保证安全
生产，避免发生事故。
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第 二章 第二节金属学及热处理基本知识
金属晶体结构
物质是由基本粒子组成的，也都是由化学元素组成
体状态，工件只适当地进行加热，没有受到压力
的作用，仅依靠液态金属与固态金属之间的原子 扩散而形成牢固的焊接接头。常见的钎焊方法有
烙铁钎焊、火焰钎焊、感应钎焊等多种方法。
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热切割的基本原理及分类
热切割是指采用热能、电能或化学能将金属加热到
其溶化温度以上，并使金属保持在 熔化或半熔化状态， 再利用流体动力将金属去除、吹开或燃烧，达到切割或
固溶体和化合物均为单相的合金，若合
金是由两种不同的晶体结构彼此机械混合组 成，称为混合物。它往往比单一的固溶体合
金有更高的强度、硬度和耐磨性。
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铁碳合金的基本知识
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铁素体 你好 (F)
铁素体是少量的碳和其他合金元 素固溶于α-铁中的固溶体。 渗碳体是铁与碳的化合物，分子 式是Fe3C，其性能与铁素体相反，硬 而脆。 珠光体是铁素体和渗碳体的机械 混合物，含碳量为0.77%(质量分数） 左右，温度低于723℃时才存在。
互扩散，当被焊接金属加热至熔化状态形成液态
熔池时，原子可以充分扩散和紧密接触，因此冷 却凝固后，即可形成牢固的焊接接头。常见的气
焊、电弧焊、电渣焊、气体保护焊、等离子弧焊
等均属于熔化焊的范畴。
焊接的基本原理及分类
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压焊
压焊，顾名思义是利用焊接时施加一定压力 而完成焊接的方法。这类焊接有两种形式，一是 将被焊金属接触部分加热至塑性状态或局部熔化
第 二章
第一节 焊接与热切概述
焊接的基本原理及分类
焊接是通过加热、加 压，或两者并用，使同种 或异种两工件产生原子间 结合的加工工艺和连接方 式。按照焊接过程中金属 所处的状态及工艺的特点， 可以将焊接方法分为熔化 焊、压焊和钎焊三大类。
焊接方法的分类
焊接的基本原理及分类
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熔化焊
熔化焊是利用局部加热的方法将连接处的金 属加热至熔化状态而完成的焊接方法。在加热的 条件下，增强了金属原子的动能，促进原子间相
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马氏体 (M)
魏氏 组织
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有色金属的基本知识
(一）铜及其合金 1.黄铜 主要是由铜和锌组成的合金，在300-600N/mm2 之间，伸长率为3%~55%。其特点是耐磨性能高，强 度高，硬度大，耐化学腐蚀，切削工艺性好。黄铜常发 生季裂（应力腐蚀开裂），在氨气、氨水或硫酸中明显。
☞加入Zn，只由铜、锌组成，称为普通黄铜，用来制
有色金属的基本知识
☞加入Mn，镍太贵，以锰代镍，叫锰白铜，有较宽的 温度范围使用。 ☞加入Fe,除了镍之外，还含有铁，叫铁白铜，成本低， 强度高，抗腐蚀，特别是抗流动海水腐蚀性能好。 ☞加入A1,除了镍之外，还含有铝，叫铝白铜，耐腐蚀， 用于造船、电力、化工等工业部门中各种高强腐蚀件。
有色金属的基本知识
炔气不同，所以割炬也有所不同：它扩大了低压
氧喷 嘴孔径及燃料混合气喷口截面，还扩大了吸 管圆柱部分孔径。
热切割的基本原理及分类
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火焰切割
氢氧源切割是利用水电解氢 氧发生器，用直 流电将水电解成氢气和氧气，其气体比例恰好完 全燃烧，温度可2800~3000℃，可以用于火焰加
热。氧熔剂切割是在切割氧流中加人纯铁粉或其
有色金属的基本知识
(一）铝及其合金 2.铝合金的分类 变形铝合金分类如下： 工业纯铝。铝含量大于99.0%,塑性好，耐腐蚀，但力 学性能低，如LA99、1050。 防锈铝LF。 ☞硬铝LY(Al-Cu-Mg)。常用的有LY11、LY12等，质硬， 塑性差，强度高，几乎不可焊。 ☞锻铝。常用的有6A02、2A50、和6061,当Mg含量为 Si含量的1.73倍时恰生成Mg2Si，此时耐腐蚀性最好。 ☞超硬铝LC(Al-Cu-Mg-Zn)。该铝合金强度最高且不 可焊。
造海船零件及化工机械零件。 ☞加入Mn,如58-4(L105),常作钎料，高温润湿性好。
☞加入Ni，耐热，抗腐蚀性好。
☞加入Fe，耐热，抗腐蚀性好。
有色金属的基本知识
(一）铜及其合金 2. 白铜 铜镍合金，银白色。纯铜加镍可以显著提高强度、 耐腐蚀性和硬度，并降低电阻率温度系数。与其他铜合 金相比，白铜的机械性能和物理性能均较好，尤其是耐 热和耐腐蚀性能。 ☞加入Ni,即简单的镍白铜。 ☞加入Zn，除了镍之外，还含有锌，叫锌白铜，加工 性好，耐腐蚀。
等。上述危害因 素在一定条件下可能引起爆炸、火灾、
烫伤、急性中毒（锰中毒）、血液疾病、电光性眼炎 和皮肤病等职业病症。此外还可能危及设备、厂房和周
围人员安全，给国家和企业带来不 应有的损失。
焊接与热切割特种作业与安全
学习焊接安全技术的目的，在于使有关管理人员、
操作工人掌握焊接操作的基本原理， 操作安全及防护 的方法，严格执行国家标准《焊接与切割安全》(GB
的，已发现的化学元素大部分是金属，其次是非金属，
还有个别的类金属。金属元素共有83种；非金属元素有 22种。
世界上的材料有金属材料、无机非金属材料、高分
子材料和复合材料四大类，其中金属材料的连接离不开 焊接作业。金属材料的性能不仅取决于金属的化学成分，
而且取决于金属的组织，为了了解金属的组织、结构及
其对性能的影响，必须先了解晶体结构。
金属晶体结构
（1）晶体的特点
对于晶体，大家并不生疏。食盐、冰糖、白糖、水
结成的冰都是晶体，一般的固态金属及合金也都是晶体。 并非所有固态物质都是晶体，如玻璃、松香之类就不是
晶体，而属于非晶体。
晶体与非晶体的区别在于内部的原子排列，而不在 于其外形。在晶体中，原子按照一定规律整齐排列。而
在非晶体中，原子则是散乱分布着，至多有些局部的规
则排列。内部原子排列的不同导致晶体与非晶体性能的 差异。
金属晶体结构
（2）典型的金属晶体结构 金属的原子按一定方式有规则地排列成一定空间几
何形状的结晶格子，称为晶格。常见的金属晶格有体心
立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格，如图2-2所 示。体心立方晶格的立方体的中心和八个顶点各有一个
造铜板、铜管等。 ☞加入Pb，除了铜、锌，还有铅，切削加工性能特别
好，故称为快切黄铜，另外其铸造性、流动性均较好。
有色金属的基本知识
☞加入Sn，除了铜、锌，还有锡，耐腐蚀，用于海洋
气候。
☞加入A1，提高强度、硬度，提高大气中抗腐蚀性， 用于制造耐腐蚀零件。
☞加入Si，提高力学性能、耐腐蚀性和耐磨性，用于制
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焊接技术的应用现状
焊接是一种应用范围很广的金属加工方法，与其他
热加工方法相比，它具有生产周期短、成本低、结构设
计灵活、用材合理及能够以小拼大等一系列优点，从而 在工业生产中得到了广泛的应用，如造船、电站、汽车、
石油、桥梁、矿山机械等行业中，焊接已成为不可缺少
的加工手段。在世界主要的工业国家里每年45%的钢产 量要用于生产焊接结构。制造一辆小轿车，需要焊接
他熔 剂，利用它们的燃烧热和废渣作用实现气割 的方法。
热切割的基本原理及分类
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电弧切割
电弧切割按生成电弧的不同可分为等离子弧 切割和碳弧气割。等离子弧切 割是利用高温高速 的强劲等离子射流，将被切割金属熔化并随即吹
除、形成狭窄的切口而完成切割的方法。碳弧气
割是使用碳棒与工件之间产生的电弧将金属熔化， 并用压缩空气 将其吹掉，实现切割的方法。
状态，然后施加一定压力，以使金属原子间相互
结合形成牢固的焊接接头，如锻焊、接触焊、摩 擦焊和气压焊等。二是不进行加热，仅在被焊金
属接触面上施加足够大的压力，借助于压力所引
起的塑性变形，以使原子间相互接近而获得牢固 的压挤接头，如冷压焊、爆炸焊等。
焊接的基本原理及分类
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钎焊
钎焊是把比被焊金属熔点低的钎料金属加热 熔化至液态，然后使其渗透到被焊金属接缝的间 隙中而达到结合的方法。焊接时被焊金属处于固
(一）铜及其合金 3. 青铜
除铜锌、铜镍合金外的所有铜合金的统称。具有
熔点低、硬度大、可塑性强的优点，适用于铸造各种器 具。其分类如下：
锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜、钛青铜、锆
青铜、镉青铜、锰青铜、铬青铜等。
有色金属的基本知识
(一）铝及其合金 1.铝的主要特性 ☞铝是银白色的轻金属，密度约为2.72g/cm3,约为纯 铜的1/3。 ☞铝的热容量和熔化潜热高，纯铝的熔点约为661℃， 沸点约为2450℃，其氧化物Al203熔点约为2050℃。 ☞铝为面心立方结构，其晶格常数为4.04A。
有色金属的基本知识
(一）铝及其合金 2.铝合金的分类 铸造铝合金的牌号由字头ZL及三位数字组成： ☞ZL10*(Al-Si系），如ZL101，用得最多，性能较差， 基本可焊，但不能热处理强化。 ☞ZL20*(Al-Cu系），强度高，不耐腐蚀，质脆，焊接 难度大，可热处理强化。 ☞ZL30*(Al-Mg系），主要用于有腐蚀介质的场合，不 可焊，不可热处理强化。 ☞ZL40*(Al-Zn系），强度最高，不耐腐蚀，只用于软 钎焊。
有色金属的基本知识
(一）铝及其合金 2.铝合金的分类 铝合金可分为铸造铝合金、变形铝合金、不能热 处理强化铝合金和可热处理强化铝合金。铝合金中常加 的元素有Si、Cu、Mg、Zn等。 ☞铸造铝合金的特点：强度低，成本低，材料化学成分 波动大，力学性能差，但流动性好。 ☞变形铝合金的特点：强度高，对成分要求严，力学性 能好。 ☞不能热处理强化铝合金有Al-Si系、Al-Mn系和纯Al， 可热处理强化铝合金有Al-Cu系、Al-Mg系和Al-Zn系。
有色金属的基本知识
原子，而面心立方晶格的立方体的八个顶点和六个面的
中心各有一个原子。
典型的金属晶体结构
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合金的组织和结构
1. 固溶体 固溶体是一种物质的原子均匀地溶解在 另一种物质的晶格内，形成单相晶体结构。 根据原子在晶格上分布的形式，固溶体可分 为置换固溶体和间隙固溶体，如图所示。
合金的组织和结构
2. 化合物 两种元素的原子按照一定比例相结合， 具有新的晶体结构，在晶格中各元素原子的 相互位置是固定的，叫化合物。通常化合物 具有较高的硬度和大的脆性，而塑性较低 3. 混合物
有色金属的基本知识
(一）铝及其合金 1.铝的主要特性 ☞工业纯铝塑性极高（Z=80%），很容易承受各种成 型工艺，故纯铝只有通过冷变形强化或合金化来提高其 强度后，才能作结构材料。 ☞铝线膨胀系数为23.5xl0-6/r(100℃以下），其刚度 系数为70X103N/mm2。 ☞铝导电率是铜的60%左右，电阻率是铜的50%,导热 率是铜的70%。
9448-1999) 及各项有关安全操作规程，保证安全生产
以及遇到紧急情况时能及时做出适当的处理，从而保护 操作者自 己和周围人员及厂房设备不遭到损害。
焊接与热切割特种作业与安全
随着焊接新技术的不断出现，劳动保护的措施也要
不断地发展才能适应安全工作的需要。焊接安全技术研 究的主要内容是防火、防爆、防触电以及在尘毒、磁场、
去除金属的工 艺方法。热切割分为火焰切割、电弧切割。
热切割的基本原理及分类
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火焰切割
按加热气源的不同，火焰切割可分为气割、 液化石油气切割、氢氧源切割、氧溶剂切割。气 割（即氧-乙炔)是利用氧-乙炔切割火焰使金属在
纯氧气流中能够剧 烈燃烧，生成熔渣和放出大量
热量的原理而进行的。液化石油气切割的原理与 气割相同， 不同的是液化石油气的燃烧特性与乙
5000~12000个焊点，一艘30万吨游轮要焊1000km长
的焊缝，一台火箭发动机的钎缝有750m长，可以一次 钎焊完成，一架飞机的焊点多达20万~30万个。
谢谢！
焊接与热切割特种作业与安全
职工在焊接切割工作过程中需要与各种易燃易爆气
体、压力容器和电器接触。焊接过 程中也会产生有毒 气体、有害粉尘、弧光辐射、高频电磁场、噪声和射线