材料连接成形
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角接是互相垂直或组成一定角度板件的连接。 这种连接要在角接处覆以搭叠零件一角钢。角 接时，板件上的角钢接头有一侧或两侧两种形 式，如图3-1(c)所示。
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金属连接概述
(a) 搭接 (b) 对接
(c) 角接
图3-1 铆接的基本形式
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金属连接概述
胶接
胶接是借助于一层非金属的中间体材料，通过 化学反应或物理凝固等作用，从而把两个物体 紧密地接合在一起的连接方法，也是一种不可 拆连接。作为中间连接体的材料称为胶粘剂。
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金属连接概述
铆接的基本形式
搭接是铆接结构中最简单的叠合方式，它是将 板件边缘对搭在一起用铆钉加以固定连接的结 构形式，如图3-1(a)所示。
对接是将连接的板件置于同一个平面，上面覆 盖有盖板，用盖板把板件铆接在一起。这种连 接可分为单盖板式和双盖板式两种对接形式， 如图3-1(b)所示。
超声波焊
第13页/共110页
钎焊
硬钎焊 软钎焊
焊接方法的主要特点：
可将大而复杂的零件结构分解为小而简单的坯料拼接,以简化 零件的制造工艺。
可实现不同材料间的连接成形，优化设计，节省贵重材料， 满足特殊要求。适应性好，几乎可焊接所有的金属材料。
生产效率高，易实现机械化和自动化 与铆接等其他加工方法相比，焊接件的重量轻，密封性好，
•B、按主要用途分类：
1、结构胶粘剂 2、通用胶粘剂 3、特种胶粘剂
第7页/共110页
常见胶接基本形式
第8页/共110页
金属连接概述
胀接
胀接是利用胀管器使管子产生塑性变形，同时 管板孔壁产生弹性变形，利用管板孔壁的回弹 对管子施加径向压力，使管子和管板变形达到 密封和紧固的一种连接方法。
进行胀接操作称为胀管，有专用的胀管器。
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胶接特点：
1、适用范围广,一般不受材料种类和几何形状的限制。 2、胶接接头的应力分布比较均匀 3、胶接结构质量轻 4、具有密封作用,可堵住三漏（漏气、漏水、漏油） 5、工艺温度低
缺点： 1、使用温度低 2、胶接质量不稳定 3、质量检测较困难
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Leabharlann Baidu
胶粘剂的分类
•A、按胶粘剂的基料分类：
反接法 用于熔点低，薄件的焊接
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焊接设备
(a) 可控硅直流弧焊机 （b）逆变式直流弧焊机
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3.1.2 电弧焊的冶金过程特点
一、特点：
1、冶金温度很高 （好似微型电弧炼钢炉）
——导致金属元素强烈蒸发、 烧 毁，气体高温分解与溶解。
2、熔池金属凝固时间短， 冷却速度很快
——起导电和填充金属的作用。质量要求高，经特殊 冶炼而成。
2、药皮作用：
(1)稳定电弧 添加钾、钠、锑使气体易电离，以增加 导电性。
(2)造气 防止空气的有害影响。 (3)造渣 使金属与空气隔离，保证液态金属不被氧化、
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金属连接概述
胀接的结构形式
（a）光孔胀接 （b）翻边胀接
第10页/共110页
（c）开槽胀接
• 焊接绪论
定义——将两块分离的金属用加热或加压，或既加 热又加压的方法，使其借助于原子间的结合与扩散 作用，使分离的金属材料牢固地连接起来的工艺过 程。
用途：在现代工业生产中具有很重要的作用，船舰、 高炉、各种容器的壳体，建筑构架和车厢等等都是 用焊接方法制造的。
对熔池的保护与净化
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对熔池的保护方式
（a）渣保护
（b）气保护 （c)渣—气保护
第20页/共110页
3.1.3 电焊条
焊条的组成：
焊芯 ——由专门冶炼的焊条
钢经轧制和拉拔而成。
药皮 ——由多种矿物、铁合
金、有机物和化工原料 混合而成。
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•焊芯和药皮的作用
1、焊条芯：
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3.1.1 焊接电弧
焊接电弧——是发生在焊条和工件两极之间 的气体介质中强烈而持久的放电现象。
直流电弧的组成：
阴极区，2400K左右，占总热量的36%； 阳极区，2600K左右，占总热量的43%； 弧柱区，6000~8000K，占总热量的21%。
直流电焊接时的两种接法： 正接法 用于熔点高，厚件的焊接
——导致化学反应不平衡，化学成 分不均匀。
3、冶炼条件差
——易产生气孔及夹渣，易产生氧化、氢脆及氮化。
第18页/共110页
为保证焊缝质量，获得优良焊接接头的——
熔焊三要素
热源 能量要集中，温度要高，以保证金属快 速熔化，减小热影响区。满足要求的热源有电 弧、等离子弧、电渣热、电子束和激光。
填充金属 要保证焊缝填满并添加有益的合金元 素，以达到力学性能等使用性能的要求，主要 有焊芯和焊丝。
力学性能高，工作过程中无噪音等。 但不可拆卸，焊接会引起接头组织、性能的变化，同时焊件
还会产生较大的应力和变形。
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3.1 电弧焊(焊接成形工艺基础)
3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5
焊接电弧 电弧焊的冶金过程特点 焊接接头的组织与性能 焊接应力与变形 电焊条
金属连接概述
可拆连接:不必损坏被连接件或起连接作用的连 接件就可以完成拆卸，如键连接和螺栓连接， 只需将键打出，或将螺母松开抽出螺栓，就可 以完成拆卸。螺纹联接是应用最广泛的可拆连 接。
不可拆连接:必须损坏或损伤被连接件或起连接 作用的连接件才能完成拆卸，如焊接和铆接。
在钢结构中，常用连接方法主要有铆接、胶接、 胀接、焊接、螺纹连接等。
种类（焊接方法）：按焊接过程的特点分为熔化焊、 压力焊和钎焊三大类。
第11页/共110页
熔化焊：利用局部加热的方法，将工件结合处加热到熔
化状态，并形成公共的熔池，同时填充金属，待冷却结晶 后彼此连结在一起的焊接方法。
压力焊：利用加压（或同时加热）的方法，使两被焊件
接合面紧密接触并产生一定塑性变形，通过原子间扩散和 再结晶，以获得牢固的接头的焊接方法。
钎焊：将焊件和钎料一起加热，使熔点低的钎料熔化并
填充在未熔焊件接头间隙中，与焊件金属发生原子间的相 互扩散与结合，待钎料凝固后，将焊件连接起来的方法。
第12页/共110页
常用焊接方法：
焊接方法
熔化焊
压力焊
气焊
电弧焊
电阻焊
电渣焊 激光焊
手工电弧焊
点焊
埋弧自动焊
对焊
气体保护焊
缝焊
电子束焊
摩擦焊
等离子弧焊
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金属连接概述
(a) 搭接 (b) 对接
(c) 角接
图3-1 铆接的基本形式
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金属连接概述
胶接
胶接是借助于一层非金属的中间体材料，通过 化学反应或物理凝固等作用，从而把两个物体 紧密地接合在一起的连接方法，也是一种不可 拆连接。作为中间连接体的材料称为胶粘剂。
第2页/共110页
金属连接概述
铆接的基本形式
搭接是铆接结构中最简单的叠合方式，它是将 板件边缘对搭在一起用铆钉加以固定连接的结 构形式，如图3-1(a)所示。
对接是将连接的板件置于同一个平面，上面覆 盖有盖板，用盖板把板件铆接在一起。这种连 接可分为单盖板式和双盖板式两种对接形式， 如图3-1(b)所示。
超声波焊
第13页/共110页
钎焊
硬钎焊 软钎焊
焊接方法的主要特点：
可将大而复杂的零件结构分解为小而简单的坯料拼接,以简化 零件的制造工艺。
可实现不同材料间的连接成形，优化设计，节省贵重材料， 满足特殊要求。适应性好，几乎可焊接所有的金属材料。
生产效率高，易实现机械化和自动化 与铆接等其他加工方法相比，焊接件的重量轻，密封性好，
•B、按主要用途分类：
1、结构胶粘剂 2、通用胶粘剂 3、特种胶粘剂
第7页/共110页
常见胶接基本形式
第8页/共110页
金属连接概述
胀接
胀接是利用胀管器使管子产生塑性变形，同时 管板孔壁产生弹性变形，利用管板孔壁的回弹 对管子施加径向压力，使管子和管板变形达到 密封和紧固的一种连接方法。
进行胀接操作称为胀管，有专用的胀管器。
第5页/共110页
胶接特点：
1、适用范围广,一般不受材料种类和几何形状的限制。 2、胶接接头的应力分布比较均匀 3、胶接结构质量轻 4、具有密封作用,可堵住三漏（漏气、漏水、漏油） 5、工艺温度低
缺点： 1、使用温度低 2、胶接质量不稳定 3、质量检测较困难
第6页/共110页
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胶粘剂的分类
•A、按胶粘剂的基料分类：
反接法 用于熔点低，薄件的焊接
第16页/共110页
焊接设备
(a) 可控硅直流弧焊机 （b）逆变式直流弧焊机
第17页/共110页
3.1.2 电弧焊的冶金过程特点
一、特点：
1、冶金温度很高 （好似微型电弧炼钢炉）
——导致金属元素强烈蒸发、 烧 毁，气体高温分解与溶解。
2、熔池金属凝固时间短， 冷却速度很快
——起导电和填充金属的作用。质量要求高，经特殊 冶炼而成。
2、药皮作用：
(1)稳定电弧 添加钾、钠、锑使气体易电离，以增加 导电性。
(2)造气 防止空气的有害影响。 (3)造渣 使金属与空气隔离，保证液态金属不被氧化、
第9页/共110页
金属连接概述
胀接的结构形式
（a）光孔胀接 （b）翻边胀接
第10页/共110页
（c）开槽胀接
• 焊接绪论
定义——将两块分离的金属用加热或加压，或既加 热又加压的方法，使其借助于原子间的结合与扩散 作用，使分离的金属材料牢固地连接起来的工艺过 程。
用途：在现代工业生产中具有很重要的作用，船舰、 高炉、各种容器的壳体，建筑构架和车厢等等都是 用焊接方法制造的。
对熔池的保护与净化
第19页/共110页
对熔池的保护方式
（a）渣保护
（b）气保护 （c)渣—气保护
第20页/共110页
3.1.3 电焊条
焊条的组成：
焊芯 ——由专门冶炼的焊条
钢经轧制和拉拔而成。
药皮 ——由多种矿物、铁合
金、有机物和化工原料 混合而成。
第21页/共110页
•焊芯和药皮的作用
1、焊条芯：
第15页/共110页
3.1.1 焊接电弧
焊接电弧——是发生在焊条和工件两极之间 的气体介质中强烈而持久的放电现象。
直流电弧的组成：
阴极区，2400K左右，占总热量的36%； 阳极区，2600K左右，占总热量的43%； 弧柱区，6000~8000K，占总热量的21%。
直流电焊接时的两种接法： 正接法 用于熔点高，厚件的焊接
——导致化学反应不平衡，化学成 分不均匀。
3、冶炼条件差
——易产生气孔及夹渣，易产生氧化、氢脆及氮化。
第18页/共110页
为保证焊缝质量，获得优良焊接接头的——
熔焊三要素
热源 能量要集中，温度要高，以保证金属快 速熔化，减小热影响区。满足要求的热源有电 弧、等离子弧、电渣热、电子束和激光。
填充金属 要保证焊缝填满并添加有益的合金元 素，以达到力学性能等使用性能的要求，主要 有焊芯和焊丝。
力学性能高，工作过程中无噪音等。 但不可拆卸，焊接会引起接头组织、性能的变化，同时焊件
还会产生较大的应力和变形。
第14页/共110页
3.1 电弧焊(焊接成形工艺基础)
3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5
焊接电弧 电弧焊的冶金过程特点 焊接接头的组织与性能 焊接应力与变形 电焊条
金属连接概述
可拆连接:不必损坏被连接件或起连接作用的连 接件就可以完成拆卸，如键连接和螺栓连接， 只需将键打出，或将螺母松开抽出螺栓，就可 以完成拆卸。螺纹联接是应用最广泛的可拆连 接。
不可拆连接:必须损坏或损伤被连接件或起连接 作用的连接件才能完成拆卸，如焊接和铆接。
在钢结构中，常用连接方法主要有铆接、胶接、 胀接、焊接、螺纹连接等。
种类（焊接方法）：按焊接过程的特点分为熔化焊、 压力焊和钎焊三大类。
第11页/共110页
熔化焊：利用局部加热的方法，将工件结合处加热到熔
化状态，并形成公共的熔池，同时填充金属，待冷却结晶 后彼此连结在一起的焊接方法。
压力焊：利用加压（或同时加热）的方法，使两被焊件
接合面紧密接触并产生一定塑性变形，通过原子间扩散和 再结晶，以获得牢固的接头的焊接方法。
钎焊：将焊件和钎料一起加热，使熔点低的钎料熔化并
填充在未熔焊件接头间隙中，与焊件金属发生原子间的相 互扩散与结合，待钎料凝固后，将焊件连接起来的方法。
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常用焊接方法：
焊接方法
熔化焊
压力焊
气焊
电弧焊
电阻焊
电渣焊 激光焊
手工电弧焊
点焊
埋弧自动焊
对焊
气体保护焊
缝焊
电子束焊
摩擦焊
等离子弧焊