【材料】第3章 连接成形PPT课件

5
电焊借助电 弧进行焊接， 学名电弧焊。
§1 电焊
基本工艺装备
焊条
焊钳
焊机
6
1.物理过程
1.1 焊接工艺原理
工件
7
工件
接触引弧
8
弧柱区 6000-8000K
工件
阳极区 2600K
阴极区 2400K
9
2. 冶金过程
本质：冶炼过程，即液态金 属，熔渣和气体的相互作用 特点：
（1）极高温 （2）不平衡
26
1.4 常用电弧焊方法
手工电弧焊 埋弧自动焊 气体保护焊 等离子弧焊
27
1.手工电弧焊
优点 设备简单，工艺灵活，可全方位焊接，适
应各种不规则焊缝，焊条系列完整。
局限性 焊条载流能力20-500A；焊接厚度3-20mm
28
2.埋弧焊
在焊剂层下燃烧 进行的焊接方法 称为埋弧焊。。
引弧，焊丝送进，电弧移动， 收弧等动作由机械自动进行的埋
弧焊称为埋弧自动焊。
29
国产MZ系列自动埋弧焊机实照
30
焊剂埋弧作用
熔化形成熔渣，覆盖熔池以隔 绝空气保护熔池；阻挡弧光辐射和 金属飞溅。
{ 埋弧焊剂
熔炼焊剂:主要起保护作用 非熔炼焊剂：还起冶金作用
31
埋弧自动焊的局限性
（1）只适应水平位置长直焊缝 （2）焊接钢板厚度6-60mm （3）不能焊接活泼金属及其合金
焊条型号国家标准代号，英文字母表示类别，后2位 数表性能，第3位数表焊接位置，第3，4位数共同表 示电流与药皮类型
例： J422表示结构钢焊条，熔敷金属抗 拉强度不低于420MPa；氧化钛钙型药 皮，交直流电源两用。
16
焊条选择要点
考虑母材力学性能和化学成分（等强原 则和等成分原则）
考虑焊接结构使用条件和特点 考虑焊条工艺性 考虑焊接设备
3
在各种产品制造工业中，焊接与 切割（热切割）是一种十分重要的加 工工艺。据工业发达国家统计,每年仅 需要进行焊接加工后使用的钢材就占 钢总产量的45%左右。
4
焊接可以实现各种 钢材，以及铝、铜等 有色金属及钛、锆等 特种金属材料的连接， 因而广泛地应用于机 械制造、造船、海洋 开发、汽车制造、石 油化工、航天技术、 原子能、电力、电子 技术及建筑等部门。
冷却后
低碳钢平板对焊理论分析模型
24
焊接残余应力与变形特性
1.共存性：应力与变形同时存在。 2.重新分布特性（保持平衡趋势）
焊接变形5种基本形式：收缩变形，角 变形，弯曲变形，扭曲变形和波浪变形， *参P133表3-5。
25
防变形措施
焊前预热 选择合理的焊接次序 加热 减应区（压应力区） 反变形 刚性固定
工件
氧化，渗氢，偏析，气孔，夹渣，裂纹
液滴 金属
熔池
10
3.焊接电源
交流弧焊电源 直流弧焊电源 脉冲弧焊电源 逆变弧焊电源
11
直流电源接法
工件
直流正接 工件接阳极，
焊条接阴极。 特点：工件 受热大，用 于焊接厚大 工件。
12
直流反接：工件接阴极， 焊条接阳极。特点：工 件受热小，适合焊接薄 小工件。
T,C
2
3 4
5
1500
500
A3 A1
Wc,%
21
改善焊接接头组织与性能措施
选低碳低硫磷母材 控制热影响区冷却速度 采用多层焊 焊后热处理
22
1.3 焊接应力与变形
产生焊接应力与变形的根本原因： 焊接过程中的不均匀加热与冷却。
23
（+）
（-）
l
（-） （+） l
（+） （-）
l
l’
焊接中
脱氧，除 氢，渗金 属性强， 含氢量低
工艺性差， 油水锈敏 感，抗气
孔性差
一般 结构件
重要 钢结构
15
焊条相关标准
焊条直径以焊丝直径表示，标准系列1.6，2.0，2.5， 3.2，4.0，5.0，6.0，8.0
焊条牌号焊条行业代号，大写拼音字母或汉字表示类 别，后2位数表示性能，第3位数表药皮与电源类型
17
1.2 焊接接头组织与性能
焊接接头：由焊缝金属，熔合区 和焊接热影响区构成。
18
Hale Waihona Puke Baidu
焊由焊形池热靠属于温熔 焊 影 过缝 母 条 成 冷影 近 的 热 导合缝响渡金材熔的却热响焊母传致区与区区影属和化熔结区缝材导组响：热的。：金 由 升 织：区
1
晶性而能成熔发。合生区变
化的区域。
焊缝
T,C
2
3 4
32
3.气体保护焊
用气体将电弧，熔池与周围空气隔 离，以防止空气与熔化金属发生冶 金反应的焊接工艺称为气体保护焊。
保护气体：Ar，He，CO2，N2等
非熔化极气体保护焊 熔化极气体保护焊
33
表2 气体保护焊工艺特征
电极材料 保护气体
非熔化极
气体保护焊 钨或钨合金 氩气或氦气 棒
熔化极
活性气体，
气体保护焊 焊丝电极 惰性气体或
影响HAZ因素 加热最高温度 相变温度以上的停留时间 焊件：大小，厚度，材料，接头形式
焊接方法
20
过在1宽晶过塑正在A1织素体于1.热固1粒热性不晶A组组F性0c2不热火为体，母-1再 度 4力 化 焊 塑，03c-3区 相 粗 组 韧 1完 区 织 织 能5间4过正3m完区细和性材结在学不前性0m影0P-C温线大织性全温为与欠，0mA的m热火温小珠能A晶性大未变间全响Cc度与的，低重度原细佳，宽C，混C1度铁光高区能；经形间，区 区重区1结在始小间-度组合-温变如冷，，，， 该结区晶不区存在 再结晶区
5
1500
500
低碳钢焊接接头温度分布与组织
温度在液 组相织线为与铸固 态相柱线状间晶，， 晶宽粒度粗0大.1-， 成0分.4m偏m析；， 组部织分不铸致态 密与；部但分化过 学热成组分织优的 于混母合材，，性 故能性最能薄与弱 母材相当
Wc,%
19
焊缝质量的评价指标：热影响 区（HAZ）组织与宽度
工件 13
4.焊条
焊芯的主要作用：作电极传导
焊芯
电流起弧；作填充金属。
药皮的主要作用：稳弧；造渣 造气；脱氧去硫渗合金。
药皮
14
表1 两类焊条对照
熔渣 焊条类别 主要成分 优点
缺点
用途
酸性焊条 碱性焊条
酸性 氧化物
碱性 氧化物
工艺性好， 氧化性强，
交直流两 合金烧损， 用，油水 氢含量高， 锈不敏感 抗裂性差
第3章 连接成形
本章重点 1. 焊接工艺 2. 材料可焊性 3. 结构工艺性
1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
2
焊接概述
金属焊接是指通过适当 工艺方法，使两个分离的金 属物体（同种或异种金属） 产生原子（分子）间结合而 连接成一体的连接方法。