《金属焊接成形》PPT课件.ppt
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1、机电工程学院第第3章章 金属金属焊焊接成形接成形Welding第第1节节 概述概述圾列蜡空届著像印拉退钎缝尉物声按镶绦谴配磋程畦坯秸山芥欢污为吭云3 金属焊接成形3 金属焊接成形一、一、焊焊接方法的分接方法的分类类焊接定义焊接定义焊接是通过加热或加压,或两者并用,焊接是通过加热或加压,或两者并用,并且用或不用填充材料使焊件达到原子并且用或不用填充材料使焊件达到原子结合的一种结合的一种 加工方法。加工方法。根据工艺特点,焊接可分为三类:根据工艺特点,焊接可分为三类:熔化焊:熔化焊是将焊接接头加热至熔熔化焊:熔化焊是将焊接接头加热至熔化状态而不加压力的一类焊接方法。化状态而不加压力的一类焊接方法。
2、压力焊:是对焊件施加压力,加热或不压力焊:是对焊件施加压力,加热或不加热的焊接方法。加热的焊接方法。钎焊:采用熔点比焊件金属低的钎料,钎焊:采用熔点比焊件金属低的钎料,熔化后填充接头间隙,并与母材金属相熔化后填充接头间隙,并与母材金属相互扩散的焊接方法。互扩散的焊接方法。3.1 概概述述戌丢得赖牵斤咒湖巷茅汇窑肯嘻滤贾亦熟仁淆瞪叹捞海捐颊差椽荧溯人苇3 金属焊接成形3 金属焊接成形一、一、焊焊接方法的分接方法的分类类3.1 概概述述惕谆菜苛残振籽萨瑰氢佃模普韵童踞首绒命主钧恼痈蠢描荔姚柞果绦捧弱3 金属焊接成形3 金属焊接成形二、二、焊焊接方法的主要特点接方法的主要特点 节省材料,减轻重量节省
3、材料,减轻重量 简化复杂零件和大型零件的制造过程简化复杂零件和大型零件的制造过程 适应性强、连接性能好适应性强、连接性能好 满足特殊连接要求满足特殊连接要求 降低劳动强度,改善劳动条件降低劳动强度,改善劳动条件3.1 概概述述倒非整鹿梧奖胡悼磷作臀掩寝姥固客举累测恳籍床皖思衅产攒掇磷屑气凹3 金属焊接成形3 金属焊接成形三、三、焊焊接方法的接方法的应应用用焊接方法在工业生产中主要应用于:焊接方法在工业生产中主要应用于:制造金属结构件制造金属结构件 制造机器零件和工具制造机器零件和工具 修复修复 3.1 概概述述获修乓虹诽寿据予肢甜朗棋灵肺萤茁殿则挨渭到紊终浑甩绞贡羽花歌介要3 金属焊接成形3
4、金属焊接成形机电工程学院第第3章章 金属金属焊焊接成形接成形Welding第第2节节 金属焊接成形金属焊接成形理论基础理论基础眉略汀西角酞谁误门项斡碟咋区选彰赁者虫册记稠玛动伎机抓晋兑柔令沉3 金属焊接成形3 金属焊接成形一、一、焊焊接接电电弧弧3.2 金金属属焊焊接接成成形形理理论论基基础础吕胜藩乡姜牧量茂匀尚烃颗件闹得何界经传执乓润毗念彼稀纷忍只统嵌塞3 金属焊接成形3 金属焊接成形图图3-2 低碳钢焊接接头的组织低碳钢焊接接头的组织二、二、焊焊接接接接头头的的组织组织和性能和性能焊接热影响区焊接热影响区受焊接热循环的影响,受焊接热循环的影响,焊缝附近的母材组织或焊缝附近的母材组织或性能发
5、生变化的区域性能发生变化的区域熔合线熔合线熔焊焊缝和母材的交界熔焊焊缝和母材的交界线线熔合区熔合区熔合线两侧有一个很窄熔合线两侧有一个很窄的焊缝与热影响区的过的焊缝与热影响区的过渡区渡区焊接接头焊接接头焊缝区、熔合区和热影焊缝区、熔合区和热影响区响区3.2 金金属属焊焊接接成成形形理理论论基基础础绚扳至彪氯撞啃医冕裴歉荤掉讹筷染赞毕组裔例崎壬乘辽条锁举秃屁反类3 金属焊接成形3 金属焊接成形二、二、焊焊接接接接头头的的组织组织和性能和性能(1)焊缝区)焊缝区结晶从熔池壁开始逐次进行,形成柱状结晶从熔池壁开始逐次进行,形成柱状晶粒,并垂直于熔池壁,由铁素体和珠晶粒,并垂直于熔池壁,由铁素体和珠光
6、体组成。光体组成。由于焊缝冷却速度快,晶粒有所细化。由于焊缝冷却速度快,晶粒有所细化。又因焊接材料的渗合金作用,焊缝金属又因焊接材料的渗合金作用,焊缝金属中锰、硅等合金元素含量可能比基本金中锰、硅等合金元素含量可能比基本金属高,所以焊缝金属的性能可不低于基属高,所以焊缝金属的性能可不低于基本金属。本金属。焊缝中易存在杂质、气孔、缩松等缺陷。焊缝中易存在杂质、气孔、缩松等缺陷。3.2 金金属属焊焊接接成成形形理理论论基基础础羞诲侣竭扬嘿搜碘袖历蹭三簧毋洪某企著得拽搐柴书远凋惶刑醛步沥熔捆3 金属焊接成形3 金属焊接成形二、二、焊焊接接接接头头的的组织组织和性能和性能(2)熔合区)熔合区是焊缝和基
7、体金属的交界区,相当于加是焊缝和基体金属的交界区,相当于加热到固相线和液相线之间,焊接过程中热到固相线和液相线之间,焊接过程中母材部分熔化,所以也称为半熔化区。母材部分熔化,所以也称为半熔化区。熔化的金属凝固成铸态组织,未熔化金熔化的金属凝固成铸态组织,未熔化金属因加热温度过高而成为过热粗晶。在属因加热温度过高而成为过热粗晶。在低碳钢焊接接头中,熔合区虽然很窄低碳钢焊接接头中,熔合区虽然很窄(约(约0.11mm),但因强度、塑性和韧),但因强度、塑性和韧性都下降,而此处接头断面变化,引起性都下降,而此处接头断面变化,引起应力集中,在很大程度上决定着焊接接应力集中,在很大程度上决定着焊接接头的性
8、能。头的性能。3.2 金金属属焊焊接接成成形形理理论论基基础础涧表拼剖涂绚淑夹囊桥氓开惑羽扎峦伞咆酮琐硷屯戎两佐抹保苹树培戒年3 金属焊接成形3 金属焊接成形二、二、焊焊接接接接头头的的组织组织和性能和性能(3)热影响区)热影响区过热区过热区:被加热到:被加热到c3以上以上100200至至固相线温度区间,奥氏体晶粒急剧长大,固相线温度区间,奥氏体晶粒急剧长大,形成过热组织,因而过热区的塑性及韧形成过热组织,因而过热区的塑性及韧性降低。对于易淬火硬化钢材,此区脆性降低。对于易淬火硬化钢材,此区脆性更大。性更大。正火区正火区:被加热到:被加热到c3至至c3以上以上100200区间,金属发生重结晶,
9、冷却后得区间,金属发生重结晶,冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织,到均匀而细小的铁素体和珠光体组织,其机械性能优于母材。其机械性能优于母材。部分相变区:相当于加热到部分相变区:相当于加热到c1c3温度温度区间。珠光体和部分铁素体发生重结晶,区间。珠光体和部分铁素体发生重结晶,使晶粒细化;部分铁素体来不及转变,使晶粒细化;部分铁素体来不及转变,冷却后晶粒大小不匀,因此力学性能稍冷却后晶粒大小不匀,因此力学性能稍差。差。3.2 金金属属焊焊接接成成形形理理论论基基础础颐擂稿紊堰侈槛勉林引疗临粮皂啤秦见雀蛾彻订鼓睁昼另硅矣教侦耕喧茵3 金属焊接成形3 金属焊接成形三、三、焊焊接接应应力与力与变
10、变形形焊接应力与变形的产生原因焊接应力与变形的产生原因焊接过程中,对焊接件进行不均匀加热焊接过程中,对焊接件进行不均匀加热和冷却,是产生焊接应力和变形的根本和冷却,是产生焊接应力和变形的根本原因。原因。焊接变形的基本形式焊接变形的基本形式(1)收缩变形收缩变形(2)角变形角变形(3)弯曲变形弯曲变形(4)波浪变形波浪变形(5)扭曲变形扭曲变形3.2 金金属属焊焊接接成成形形理理论论基基础础澄搅级呸觅辛鼎室槐跨雾完劝悸骗麓蛊凰栖链贺桓獭简碘塑谦澈驼彤圆陈3 金属焊接成形3 金属焊接成形三、三、焊焊接接应应力与力与变变形形3.2 金金属属焊焊接接成成形形理理论论基基础础图3-4 焊接变形的基本形式
11、)收缩变形 b)角变形 c)弯曲变形 d)扭曲变形 e)波浪变形第磋纬洲桶帽盼糙宜阁令涩饥挞咏绩镊椽佑殆停郧肾凸矛惶壮钥筑凌螟稳3 金属焊接成形3 金属焊接成形三、三、焊焊接接应应力与力与变变形形3.2 金金属属焊焊接接成成形形理理论论基基础础减少焊接应力与变形的措施减少焊接应力与变形的措施除了设计时应考虑之外,可采取一定的除了设计时应考虑之外,可采取一定的工艺措施,有预留变形量、反变形法、工艺措施,有预留变形量、反变形法、刚性固定法、锤击焊缝法、加热刚性固定法、锤击焊缝法、加热“减应区减应区”法等。重要的是,选择合理的焊接顺序,法等。重要的是,选择合理的焊接顺序,尽量使焊缝自由收缩。焊前预热
12、和焊后尽量使焊缝自由收缩。焊前预热和焊后缓冷也很有效。详细可参阅有关资料。缓冷也很有效。详细可参阅有关资料。移授葵涂胶等远们凰拈别唇半掉沉蚂何欧公右窥淬参梨膜陇例竣幻秦扬埂3 金属焊接成形3 金属焊接成形四、金属的四、金属的焊焊接性接性焊接性的概念焊接性的概念材料在一定焊接条件下,采用一定的焊材料在一定焊接条件下,采用一定的焊接方法,获得优质焊接头的难易程度。接方法,获得优质焊接头的难易程度。金属焊接性的分类金属焊接性的分类工艺焊接性:一定焊接工艺条件下,形工艺焊接性:一定焊接工艺条件下,形成焊接工艺缺陷的可能性。成焊接工艺缺陷的可能性。使用焊接性:一定焊接工艺条件下,获使用焊接性:一定焊接工
13、艺条件下,获得的焊接接头在使用过程中的可靠性。得的焊接接头在使用过程中的可靠性。3.2 金金属属焊焊接接成成形形理理论论基基础础欣瞪斯栋掐咖推挂颗喀胰考骋阵募陶酮渔禁哺医氯瓤霍掸甘卤蹬镇蒋技苫3 金属焊接成形3 金属焊接成形四、金属的四、金属的焊焊接性接性(1)影响焊接性的因素)影响焊接性的因素主要是化学成分,特别是碳含量。主要是化学成分,特别是碳含量。3.2 金金属属焊焊接接成成形形理理论论基基础础碳含量碳含量淬硬倾向淬硬倾向 焊接性焊接性 0.6%强强差差焊接时需较高预热温度和采焊接时需较高预热温度和采取严格的工艺措施取严格的工艺措施活杰孟啡江分贮碎害退澈吃中型撒罩什店州枯雨纯子聋纷愿拼发
14、屉漱虽星3 金属焊接成形3 金属焊接成形四、金属的四、金属的焊焊接性接性(2)焊接性的估算)焊接性的估算其他元素对焊接性的影响可转化为相同其他元素对焊接性的影响可转化为相同影响的碳含量,利用碳当量估算被焊钢影响的碳含量,利用碳当量估算被焊钢的的 焊接性。焊接性。(3)常见钢材的焊接性)常见钢材的焊接性低碳钢,含碳量不大于低碳钢,含碳量不大于0.25%,焊接性好,焊接性好中碳钢,含碳量中碳钢,含碳量0.250.6%,需适当预热,需适当预热和工艺措施和工艺措施高碳钢,需要较高温度预热和严格的工高碳钢,需要较高温度预热和严格的工艺措施艺措施3.2 金金属属焊焊接接成成形形理理论论基基础础汾澡氧腺施凭
15、堕魄诧互搬八矮脖啄织走得梳椿霞峭审寅垢振凌肯忍五掩裙3 金属焊接成形3 金属焊接成形四、金属的四、金属的焊焊接性接性(4)有色金属的焊接性有色金属的焊接性有色金属(铝、铜、锌、镁等)焊接性有色金属(铝、铜、锌、镁等)焊接性一般比钢差。问题是易氧化,焊接应力一般比钢差。问题是易氧化,焊接应力大,易产生气孔等。大,易产生气孔等。(5)铸铁的焊接性铸铁的焊接性碳当量高,塑性很差,组织不均匀,焊碳当量高,塑性很差,组织不均匀,焊接性能很差,很少用于焊接,只用于补接性能很差,很少用于焊接,只用于补焊。焊。3.2 金金属属焊焊接接成成形形理理论论基基础础登教沙文獭轰吃协韩宙陋偷惠纬张掳丝降牌剑迷等冕喀邵洛
16、鼠悉双洱林吕3 金属焊接成形3 金属焊接成形机电工程学院第第3章章 金属金属焊焊接成形接成形Welding第第3节节 金属焊接成形方法金属焊接成形方法篇遍纲球削锅志挖广平藻渺偶湃沽趋踌遗邵绚壁甄神裁吭湾隘里榷棍舶墒3 金属焊接成形3 金属焊接成形一、熔化一、熔化焊焊1.手工电弧焊手工电弧焊原理:原理:3.3 金金属属焊焊接接成成形形方方法法娇寻铝舟已壕乡多拱贬闰赠浚先盔烛淄澜磅预乾蚁营瘪舱琐爹烟栗仙圃锅3 金属焊接成形3 金属焊接成形一、熔化一、熔化焊焊电焊机:分为交流和直流两种。电焊机:分为交流和直流两种。3.3 金金属属焊焊接接成成形形方方法法魄郊津士骸赐灼布昨撅功停竖蝇赐陇御胀舞挪月涩衙
17、漫盐赁菲诵式赡忠戈3 金属焊接成形3 金属焊接成形一、熔化一、熔化焊焊电焊条:由焊芯和药皮两部分组成。电焊条:由焊芯和药皮两部分组成。焊芯的作用:一是作为电极传导电流;焊芯的作用:一是作为电极传导电流;二是熔化后作为填充金属与母材形成焊二是熔化后作为填充金属与母材形成焊缝。缝。药皮的作用:一是改善焊接工艺性;二药皮的作用:一是改善焊接工艺性;二是对焊接区起保护作用;三是起有益的是对焊接区起保护作用;三是起有益的冶金化学作用。冶金化学作用。3.3 金金属属焊焊接接成成形形方方法法纽钎米哦勘蒸磊芳悯卉膘蚁荷刑弹改厄顷先暮侄孩码肠戳缨怪捂辅夕围扯3 金属焊接成形3 金属焊接成形一、熔化一、熔化焊焊焊
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