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第一讲：焊接基础知识第一讲：焊接基础知识主讲：韩世伟制作：韩世伟 目录目录 焊接概述一：焊接方法分类二：焊接接头三：焊接缺陷四：焊接应力与变形 焊接概述 焊接在现代工业生产中具有十分重要地作用，在制造大型结构或复杂地机器部件时，更显优越，因为它可以用化大为小，化复杂为简单地方法准备坯料，然后用逐次装配焊接地方法拼小成大，这是其他工艺方法难以做到的。一：什么是焊接一：什么是焊接:利用加热或加压或二者并用的方法，将两种或两种以上的同种或异种材料，通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程。二：焊接的特点：优点：优点：（1）节省材料，减轻质量，生产成本低；（2）简化复杂零件和大型零件的加工工艺，缩短加工周期；（3）适应性好；可实现特殊结构的生产及不同材料间的连接成型；（4）整体性好，具有良好的气密性、水密性；（5）降低劳动强度，改善劳动条件。不足：不足：结构无可拆性。焊接时局部加热，焊接接头的组织和性能与母材相比发生变化，产生焊接残余应力和焊接变形。焊接缺陷的隐蔽性，易导致焊接结构的意外破坏。A：优秀的操作者 B：一流的焊接设备 C：合格的焊接材料焊接三要素 A:人-高超的焊接技能和实践经验 B:机-高品质、高可靠性的焊接设备 C:料-高质量的焊接材料 D:法-严格的工艺规范.、技术标准。E:环-良好的焊接环境保证焊接质量的五个环节熔化焊接压力焊钎焊电弧焊气焊铝热焊电渣焊电子束焊激光焊 熔化极非熔化极手工焊CO2焊埋弧焊MAG焊MIG焊TIG焊等离子弧焊一：焊接方法分类一：焊接方法分类（1）熔化焊：熔化焊：将被连接金属局部熔化，然后冷却结晶使分子或原子彼此达到晶格距离并形成结合力，这种焊接方法叫熔化焊接。（2）压力焊：压力焊：焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或加热），以完成焊接的方法称为压力焊。（3）钎焊钎焊：钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材金属熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材溶化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。按焊缝的空间位置不同可分为：按焊缝的空间位置不同可分为：、平焊：水平面的焊接。、立焊：垂直平面，垂直方向上的焊接。、横焊：垂直平面，水平方向上的焊接。、仰焊：倒悬平面，水平方向上的焊接。熔焊的本质：熔焊的本质：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。冷却速度快，结晶后易生成粗大的柱状晶。熔化焊接的主要特征：熔化焊接的主要特征：焊接部位必须采取有效的隔离空气保护，使焊接部位不能和空气接触，以免造成焊道的成分和性能不良.保护方式有三种:气相、渣相、真空 熔化熔化焊焊保护类型保护类型材料及设施材料及设施适用范围适用范围气相保护气相保护 气体 CO2CO2、TIG、MIG、MAG焊 渣相保护 焊剂 手工焊条、埋弧焊剂、药芯焊丝真空保护 真空设备及设施 航空航天或稀有金属熔化焊各种保护方式应用熔化焊各种保护方式应用1 电弧焊：以气体导电时产生的电弧热为热源。熔化极：焊丝或焊条既是电极又是填充金属。非熔化极：电极（钨极）不熔化。MIG焊：金属极（熔化极）惰性气体保护焊 TIG焊：钨极（非熔化极）惰性气体保护焊 MAG焊：金属极（熔化极）活性气体保护焊 CO2CO2焊：二氧化碳气体保护焊焊：二氧化碳气体保护焊（MAGC焊）焊）我公司使用的是：我公司使用的是：CO2CO2焊焊（MAGC焊）焊）名词解释名词解释二：焊接接头形式二：焊接接头形式 焊接接头形式一般由被焊接两金属件的相互结构位置来决定，通常分为对接接头、搭接接头、角接接头及T字接头等。这四种接头形式中，对接接头节省材料，容易保证质量，应力分布均匀，应用最为广泛，但焊前准备及装配质量要求较高；搭接接头两焊件不在同一平面上，浪费金属且受力时将产生附加应力，适于薄板焊件焊件；角接接头在构成直角连接时采用，一般只起连接作用而不承受工作载荷；T形接头是结构非直线连接中应用最广泛的连接形式。在结构焊接时具体采用哪种形式焊接接头，主要根据焊件结构形状、使用要求、焊件厚度进行选择；另外还应考虑坡口加工难易程度，焊接方法的种类等其它因素的要求。每种接头形式下又有不同的坡口形式。根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成一定几何形状的沟槽称为坡口。各种沟槽的形式参见GBT337594焊接术语。坡口形式的选择主要考虑以下因素：保证焊透填充于焊缝部位的金属尽量少便于施焊，改善劳动条件，如圆筒件，筒内焊接量应尽量少减少焊接变形量三：焊接接头的组成三：焊接接头的组成 熔焊热源的高温集中熔化焊缝区金属，并向工件金属传导热量，必然引起焊缝及附近区域金属的组织和性能发生变化。焊缝区焊缝区在焊接接头横截面上测量的焊缝金属的区域。熔合区熔合区熔合线两侧有一个很窄的焊缝与热影响区的过渡区。热影响区热影响区-受焊接热循环的影响，焊缝附近的母材因焊接热作用发生组织或性能变化的区域。焊缝区焊缝区：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。熔合区熔合区(不完全熔化区不完全熔化区)：未熔化的过热组织和部分熔化的结晶铸态组织。虽然此区只有0.1mm-0.4mm，但它是焊接接头的危险区域之一。过热区（粗晶粒区）过热区（粗晶粒区）：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。n焊接缺陷从宏观上看，可分为：裂纹未熔合未焊透夹渣气孔形状缺陷（又称焊缝金属表面缺陷或叫接头的几何尺寸缺陷，如咬边，焊瘤等。）焊接缺陷的分类焊接缺陷的分类 四：焊接缺陷外观检查：（我常用检验方法）外观检查：（我常用检验方法）焊缝的外形尺寸是否合格有无焊缝外气孔、咬边、满溢及焊接裂纹等表面缺陷表面及近表面缺陷的检查：表面及近表面缺陷的检查：1、渗透探伤a:着色法b:荧光法 2、磁粉探伤 五五：焊接质量检验的方法焊接质量检验的方法 焊接过程的特点：焊接过程的特点：焊接与炼钢相似，是一个冶炼过程。但这个过程比炼钢的时间短得多，有它自己的一些特点。一、温度高 以手工电弧焊为例，其电弧温度高达60008000，使焊件与电焊条之间发生强烈熔化和蒸发(熔滴的平均温度达18002400)，外界的气体(如：N2、02、H2等)大量的分解溶入熔池，其数量比炼钢要大很多倍，那么凝固后的金属，有可能产生气孔，使机械性能下降。二、温差大 焊接是局部加热，从冷态开始至加热熔化，熔池的温度可达1700以上，其周围又是冷态金属，两者温度差巨大，从而使构件产生较大的内应力和变形，严重者可能产生裂纹，以至断裂。六：焊接应力与变形焊接焊接应力与变形产生应力与变形产生的原因：的原因：焊接过程的加热和冷却受到周围冷金属的拘束，不能自由膨胀和收缩。焊接时，焊件各部分冷热不均，受热部位产生拉应力，未受热部位则产生压应力。当应力达到一定程度，焊件出现变形。对焊焊缝的应力分布对焊焊缝的应力分布对焊焊缝的应力分布对焊焊缝的应力分布 边缘焊的变形边缘焊的变形边缘焊的变形边缘焊的变形热处理法：焊后进行消除应力的退火可消除残余应力。机械法：当焊缝还处在较高温度时，锤击焊缝使金属伸长，也能减少焊接残余应力。振动法：低频振动消应力 应力与工件的组织结构及受热分应力与工件的组织结构及受热分布有关所以布有关所以：热应力热应力+组织应力组织应力=焊接应力焊接应力 边缘焊的变形边缘焊的变形边缘焊的变形边缘焊的变形尺寸收缩、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形等。焊件焊后的变形形式主要有：焊缝对称布置 采用反变形方法采用对称焊和分段倒退焊 焊接变形的防止及消除：焊接变形的防止及消除：采用刚性固定法 焊接应力的防止：焊接应力的防止：采取合理的装配和焊接顺序，使焊缝能够自由地收缩，以减少应力。而图b因先焊焊缝1导致对焊缝2的拘束度增加，而增大残余应力。采用小能量，多层焊，也可减少焊缝应力。焊前预热可以减少工件温差，也能减少残余应力。u严重的焊接变形应消除，常采用机械矫正法，通常只适于塑性好的低碳钢和普通低合金钢。u火焰矫正法是利用火焰加热的热变形方法，一般也仅适用于塑性好，且无淬硬倾向的材料。谢谢静听！