金属连接成形的基本原理

钢芯材料
普通低碳钢 高级优质低碳钢 特级优质低碳钢 普通低合金钢 高级优质合金钢 不锈钢 不锈钢
用途
普通碳素结构钢 普通碳素结构钢 优质结构钢 低合金结构钢 低合金结构钢 不锈钢 重要不锈钢
焊丝的牌号、材料及用途
焊丝牌号
H08MnA H10MnSi H30CrMnSi H10Mn2MoVA HCr14 H0Cr18Ni9 H08Cr22Ni15
焊接方法
不同焊接方法焊接低碳钢时热影响区的平均尺寸(mm)
过热区
相变重结晶区
Leabharlann Baidu
不完全重结晶区
总宽
手工电弧焊
2.23.0
1.52.5
埋弧自动焊
0.81.2
0.51.7
电渣焊 CO2气体保护焊
TIG焊 电子束焊
1820 1.52.0 1.01.5
5.07.0 2.03.0 1.52.0
飞速的电子撞击焊条端头与 焊件间的空气，使之电离成正离 子和负离子。电子和负离子流向 正极，正离子流向负极。这些带 电粒子的定向运动形成了焊接电 弧。
金属连接成形的基本原理
电弧的构造及热量分布：
阴极区：2400k 36% 阳极区：2600k 42% 弧柱区：5000~8000k 21%
直流电源的电极接法：
4.1.1 概述
金属连接方法： 1 机械连接 铆接 螺纹连接 2 胶接 3 焊接
金属连接成形的基本原理
4.1.2 焊接的定义和分类
一、焊接概念
利用加热或加热、加压等手段，借助金属原子的扩散与结合，将两 个分离的金属结合为不可分离的整体构件的工艺。
二、焊接的特点
1．接头牢固、密封性好。 2．可化大为小、以小拼大。 3．可实现异种金属的连接。 4．重量轻、加工装配简单。 5．焊接应力变形大，接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。
b. 焊条药皮的成分
金属连接成形的基本原理
3、焊缝填充金属 作用：焊接时熔化进入熔池，起到填充 和合金化的作用，尚未熔化的焊 丝还起着导电的作用 使用材料：焊丝与焊条芯 牌号及用途： H08 H08A H08MnA
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焊条钢芯的牌号、材料及用途
钢芯牌号
H08 H08A H08E H08Mn2 H08CrMoA H08Cr20Ni10Ti H08Cr20Ni10
烧结焊剂是将一定比例的各种粉状 配料加入适量粘结剂（如水玻璃）， 经混合搅拌后，在高温（750℃～ 1000℃）下烧结成块，然后粉碎、 筛选而成的一种焊剂
金属连接成形的基本原理
★ 根据焊剂的碱度B可分为
酸性焊剂（BI<1） 中性焊剂（B≈1~1.5） 和碱性焊剂（B>1.5）
HJ431
金属连接成形的基本原理
金属连接成形的基本原理
1、热源
（1）电弧
电弧的本质：两极间气体持续的放电现象。
焊接电弧的形成：焊接时,先将焊条 与焊件瞬时接触，发生短路。强 大的短路电流流经少数几个接触 点，致使接触点处温度急剧升高 并熔化，甚至部分发生蒸发。当 焊条迅速提起时，焊条头温度已 升得很高，在两电极间的电场作 用下，产生了热电子发射。
金属连接成形的基本原理
焊剂的分类
★按照制造方法分类
熔炼焊剂 非熔炼焊剂
熔炼焊剂是将一定比例的各 种配料放在高温炉内熔炼， 然后经过水冷粒化、烘干、 筛选而制成的一种焊剂
粘结焊剂
烧结焊剂
粘结焊剂是将一定比例的各种 粉状配料加入适量粘结剂（如 水玻璃），经过混合搅拌、粒 化和低温（一般在500℃以下） 烘干而制成的一种焊剂
焊丝材料
用途
优质结构钢
低碳钢、普通低碳钢
低合金结构钢 低合金钢
优质合金结构钢 高强度钢
优质合金钢
重要高强度钢
铁素体不锈钢 高铬铁素体钢
奥氏体不锈钢 不锈钢
双相不锈钢金属连接成形重的要基不本原锈理钢
三、 焊接接头的组织与性能 1焊接热循环
焊接时各点温度分布曲线
金属连接成形的基本原理
焊接时各点最高温度分布曲线 T℃
氩弧焊 CO2气体保护焊
钎焊
烙铁钎焊 火焰钎焊 炉中钎焊
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4.1.3 熔焊的基本原理
一、熔焊的本质及特点 本质： 小熔池熔炼与冷凝，是金属熔化与 结晶的过程。 特点：★熔池存在的时间短，温度高；冶金过程进行不充分，
氧化严重；热影响区大。 ★冷却速度快，结晶后焊缝易生成夹渣、气孔等缺陷。 二、熔焊的三要素 合适的热源：电弧、等离子弧、电渣热、电子束及激光 良好的熔池保护：气保护、渣保护、渣－气联合保护 焊缝填充金属：焊芯、焊丝
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mm
2焊接接头金属组织与性能的变化
金属连接成形的基本原理
焊缝区 性能好 焊接接头
焊接热影响区
熔合区 性能很差 过热区 性能最差
正火区 性能好 部分相变区 性能差
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3影响焊接接头金属组织与性能的因素
焊接热影响区的大小受诸多因素的影响。最重要的影响因素是焊接 温度和焊接速度。
2）气体保护 ☆对保护气体的要求： 高温下不分解的惰性气体或低氧化性气体； 不溶 于液态金属； 密度大于空气。 ☆常用的保护气体：氩气、CO2气体。
金属连接成形的基本原理
3） 渣－气联合保护 使用材料：焊条的药皮、二氧化碳加药芯。
a.药皮的作用 机械保护作用 稳定电弧作用 渗合金作用 脱氧、脱磷、硫作用
正接法： 工件—正极（阳极）；焊条—负极（阴极）。 反接法： 工件—负极（阴极）；焊条—正极（阳极）。 用于薄板金属的焊接
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等 离 子 弧
金属连接成形的基本原理
电 渣 热
金属连接成形的基本原理
电 子 束
金属连接成形的基本原理
激 光 束
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2、 熔池保护 目的：使熔池与空气隔绝。
三、焊接的应用
焊接广泛用于汽车、造船、飞机、锅炉、压力容器、建筑、电子等 工业部门。世界上50%60%的钢要经过焊接才投入使用。
金属连接成形的基本原理
四、 常用的焊接方法
熔化焊
气焊
电弧焊
电渣焊 电子束焊 激光焊
手工电弧焊 气体保护焊 埋弧焊
焊接方法
压力焊
电阻焊
摩擦焊 扩散焊 高频焊
点焊 缝焊 对焊
1）渣保护 ★作用: 防止金属氧化、吸气；向熔池过渡合金元 素，改善焊缝性能；稳定电弧，减少散热， 提高生产率。 ★使用材料：焊剂（埋弧焊时）、电渣（电渣焊时） （1）焊剂
焊接时，能够熔化形成熔渣和（或）气体， 对熔化金属起保护和冶金物理化学作用的一种 物质。
用于埋弧焊的为埋弧焊剂。 用于钎焊时有：硬钎焊钎剂和软钎焊钎剂。