三篇金属的焊接成形2011ppt课件.ppt

《三篇金属的焊接成形2011ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三篇金属的焊接成形2011ppt课件.ppt（68页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、三篇金属的焊接成形2011ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一章第一章 熔焊工艺熔焊工艺 一一 手弧焊（又称焊条电弧焊）手弧焊（又称焊条电弧焊）（一）焊接电弧（一）焊接电弧 1 组成组成：阴极区、阳极区和弧柱区阴极区、阳极区和弧柱区 2 影响电弧稳定性的主要因素影响电弧稳定性的主要因素 电源性质直流反接稳定性最好电源性质直流反接稳定性最好 极间气氛的电离能极间气氛的电离能 碱与碱土金属电离能低（碱与碱土金属电离能低（K、Na、Ca），常为

2、引弧），常为引弧剂、稳弧剂剂、稳弧剂 焊接电流焊接电流I 惰性气体（惰性气体（He、Ar）卤族元素（卤族元素（F、Cl等）等）电离能高，难于电离电离能高，难于电离 有利于气体热电离有利于气体热电离 电场力过大，熔池金属飞溅电场力过大，熔池金属飞溅3 焊接电源的选择焊接电源的选择 酸性焊条酸性焊条尽量选交流尽量选交流成本低成本低 碱性焊条碱性焊条多选直流反接多选直流反接 直流电源的正、反接法直流电源的正、反接法碱性焊条药皮中含碱性焊条药皮中含CaF2，电离能高，反接，焊条端为，电离能高，反接，焊条端为阳极区，促进阳极区，促进CaF2电离。电离。正接法：工件接正极正接法：工件接正极反接法：工件接负

3、极反接法：工件接负极（二）电焊条（二）电焊条 碱性焊条含碱性焊条含CaF2，目的：去氢。，目的：去氢。依据熔渣性质依据熔渣性质焊芯：其直径为焊条规格焊芯：其直径为焊条规格 作用作用电极电极填充材料填充材料药皮药皮气渣联合保护气渣联合保护隔绝大气隔绝大气缓冷缓冷防止气孔、夹渣防止气孔、夹渣 冶金处理冶金处理 脱氧、脱硫、脱氧、脱硫、脱磷、渗合金脱磷、渗合金调整焊缝成分、调整焊缝成分、补充烧损补充烧损改善焊接工艺性改善焊接工艺性引弧性、稳弧、脱渣引弧性、稳弧、脱渣焊接位置适应性焊接位置适应性平、立、横、仰四种位置平、立、横、仰四种位置.1 电焊条组成与作用电焊条组成与作用 2 焊条分类焊条分类 按

4、用途：结构钢、不锈钢、铸铁按用途：结构钢、不锈钢、铸铁十大类十大类 按熔渣性质：酸性焊条、碱性焊条按熔渣性质：酸性焊条、碱性焊条 按药皮类型：钛钙型、高钛钾型、低氢钠（钾）型按药皮类型：钛钙型、高钛钾型、低氢钠（钾）型 3 焊条的编号原则焊条的编号原则 典型的酸性焊条典型的酸性焊条E 4 3 1 3 钢芯熔化后形成的钢芯熔化后形成的 物质物质 最低抗拉强度最低抗拉强度420MPa。0、1全位置焊接全位置焊接药皮类型：高钛钾型药皮类型：高钛钾型 熔敷金属熔敷金属行业标准行业标准J421，其中，其中J表示表示“结构钢结构钢”交直流两用，用于一般低碳钢焊接交直流两用，用于一般低碳钢焊接 典型的碱性焊

5、条典型的碱性焊条E5 0 1 5 ：只能用直流反接、防止氢脆只能用直流反接、防止氢脆 低氢钠型低氢钠型低氢低氢药皮中不含有机物及结晶水的物质药皮中不含有机物及结晶水的物质在药皮中加入在药皮中加入 CaF2，分解，分解 F-+H+HF（不溶于金属液）（不溶于金属液）力学性能特点：（与同强度级别的酸性焊条比较）力学性能特点：（与同强度级别的酸性焊条比较）优点：塑性优点：塑性提高提高14，韧性，韧性k提高提高108弱点：工艺性差弱点：工艺性差 电弧稳定性电弧稳定性直流反接直流反接 F烟尘有毒烟尘有毒NF、KF过热蒸汽剧毒过热蒸汽剧毒 对水分、铁锈、油污敏感性大对水分、铁锈、油污敏感性大 对焊接部位要

6、严格清理对焊接部位要严格清理对焊条严格烘干对焊条严格烘干 350450，12h 4 焊条的选用原则焊条的选用原则 （1）焊接结构钢构件主要考虑焊缝的力学性能）焊接结构钢构件主要考虑焊缝的力学性能强度焊缝与母材强度焊缝与母材“等强度级别等强度级别”原则原则 焊条的强度级别：焊条的强度级别：42、50、55、60、70、80等等塑性韧性塑性韧性焊缝的重要性焊缝的重要性动动 载载 荷荷结构钢的刚度结构钢的刚度选用碱性焊条选用碱性焊条厚厚5mm 酸性焊条酸性焊条厚厚100mm 碱性焊条碱性焊条 例：例：（2）焊接不锈钢、耐热钢材料）焊接不锈钢、耐热钢材料 主要考虑焊缝的化学成分要求主要考虑焊缝的化学成

7、分要求 遵循遵循“焊缝与母材同化学成分类型焊缝与母材同化学成分类型”原则原则 例：例：1Cr18Ni9Ti 焊条焊条 E0-19-10-16（最新标准：（最新标准：E308-16）低氢钾型药皮低氢钾型药皮 熔敷金属化学成分分类代号熔敷金属化学成分分类代号 焊接焊接接头接头焊焊 缝缝 区区热影响区热影响区 HAZ过热区过热区正火区正火区部分相变区部分相变区晶粒粗大常为晶粒粗大常为裂纹源裂纹源（脆性大、强度低）（脆性大、强度低）（三）焊接接头的组织和性能（三）焊接接头的组织和性能 以低碳钢为例分析以低碳钢为例分析.熔合区熔合区 改善热影响区组织、性能的方法改善热影响区组织、性能的方法 焊后热处理主

8、要适于中小型重要件焊后热处理主要适于中小型重要件 采用正确的焊接方法或作特殊处理适于大型构件采用正确的焊接方法或作特殊处理适于大型构件例：过热区宽度（例：过热区宽度（mm）氧炔焊手弧焊真空电子束焊212.23.00.050.72弹簧钢弹簧钢工具钢工具钢通常不直接焊接通常不直接焊接原因原因CE（焊接碳当量）（焊接碳当量）受热处理条件限制受热处理条件限制激光焊接焊点可小到激光焊接焊点可小到几十至几百微米几十至几百微米二二 其他常用的熔化焊其他常用的熔化焊 （一）埋弧焊（一）埋弧焊 优点：效率高、焊接质量好。优点：效率高、焊接质量好。例：例：810mm钢板钢板 单位：单位：3050m/h 而而 手弧

9、焊手弧焊 68m/h 应用应用：成批生产的中、厚板，成批生产的中、厚板，长的直、环缝平焊。长的直、环缝平焊。焊接位置：焊接位置：平焊平焊 缺点：适应能力差，只能在水平位置焊接长直焊缝缺点：适应能力差，只能在水平位置焊接长直焊缝或大直径的环焊缝。或大直径的环焊缝。.（三）氩弧焊（全位置焊接）（三）氩弧焊（全位置焊接）（1）氩气的特征）氩气的特征.单原子气体单原子气体比空气重比空气重25，不易漂散，不易漂散既不与金属化合，也不溶于金属既不与金属化合，也不溶于金属弱点：电离能高弱点：电离能高优点：高温时不分解、不吸热优点：高温时不分解、不吸热氩气氩气特征特征 （2）阴极破碎作用）阴极破碎作用.工件端

10、：阴极区发射电子（直流反接）工件端：阴极区发射电子（直流反接）正离子轰击目标破碎气化正离子轰击目标破碎气化但但一旦引燃，电弧热损失少，一旦引燃，电弧热损失少，电弧稳定。电弧稳定。（3）应用）应用 极易氧化的有色金属（极易氧化的有色金属（Al、Ti、Mg）难熔的活性金属（难熔的活性金属（Mo、Nb、Zr）不锈钢和高温合金不锈钢和高温合金 熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊 直流反接（为使电弧稳定）直流反接（为使电弧稳定）交流交流:铝及其合金铝及其合金钨极氩弧焊钨极氩弧焊 难熔的活性金属难熔的活性金属 直流正接直流正接 薄板（薄板（0.5-4mm）脉冲氩弧焊脉冲氩弧焊 薄板薄板.（4）具体接法）具体接法 铝

11、铝及其及其合金合金第二章第二章 压力焊与钎焊压力焊与钎焊一、电阻焊一、电阻焊 利用焊件接触处的利用焊件接触处的电阻热电阻热将焊件加热到将焊件加热到高塑性或半熔状态，并在压力下形成焊接接头的方法。高塑性或半熔状态，并在压力下形成焊接接头的方法。（四）（四）CO2气体保护焊（全位置焊接）气体保护焊（全位置焊接）CO2 高温易分解，易使高温易分解，易使Fe及其它合金元素烧损，故及其它合金元素烧损，故不宜焊接有色金属和不锈钢，适用于低碳钢和强度级不宜焊接有色金属和不锈钢，适用于低碳钢和强度级别不高的低合金结构钢，主要是薄板焊接。别不高的低合金结构钢，主要是薄板焊接。直流？接直流？接 答：直流反接。答：

12、直流反接。判断题：判断题：电渣焊是利用电流通过焊件所产生的电阻热作为热源来电渣焊是利用电流通过焊件所产生的电阻热作为热源来进行焊接的。（进行焊接的。（）注意：注意：钎焊：钎料熔化，钎焊：钎料熔化，工件不熔化工件不熔化（不是熔化焊）。（不是熔化焊）。压力焊主要包括电阻焊（点焊压力焊主要包括电阻焊（点焊、缝焊缝焊、对焊）和摩擦焊对焊）和摩擦焊。注意：注意：压力焊不需填充金属和焊剂压力焊不需填充金属和焊剂。二、钎焊二、钎焊 依靠液态钎料填满固态焊件之间的间隙，并与之依靠液态钎料填满固态焊件之间的间隙，并与之相互扩散而结合的方法。相互扩散而结合的方法。（一）分类：（一）分类：1、软钎焊、软钎焊 钎料熔

13、点钎料熔点450，接头强度，接头强度450，接头强度，接头强度200MPa；。；。例：硬质合金刀片与刀杆的焊接。例：硬质合金刀片与刀杆的焊接。（二）应用：（二）应用：异种异种材料的焊接、电子线路的焊接等。材料的焊接、电子线路的焊接等。第三章第三章 常用金属材料的焊接常用金属材料的焊接 一一 金属材料的焊接性能金属材料的焊接性能 1 基本概念基本概念 2 焊接性能的主要影响因素焊接性能的主要影响因素 （1）化学成分）化学成分 碳当量估算法碳当量估算法使用范围使用范围 工艺焊接性工艺焊接性 形成焊接缺陷的敏感性形成焊接缺陷的敏感性 使用焊接性使用焊接性 力学性能与特殊性能力学性能与特殊性能 碳素结

14、构钢碳素结构钢低合金结构钢低合金结构钢CE=C+Cr+Mo+V5+Mn6Ni+Cu15+单位：单位：塑性塑性 工件不能通过自身变形缓解应力工件不能通过自身变形缓解应力导热性导热性 温差温差，热应力，热应力快速冷却快速冷却淬硬组织，脆性淬硬组织，脆性CE 0.25%，W良好良好 CE0.250.40%，W较好较好0.400.60%，W较差，焊前低温预热较差，焊前低温预热150 250，焊后缓冷，以减少热应力，焊后缓冷，以减少热应力 0.60%，W差：差：焊前高温预热焊前高温预热600 700 ，保温至不低于保温至不低于400，施焊，施焊，焊后缓冷，立即去应力退火焊后缓冷，立即去应力退火 （2）焊

15、接工艺条件）焊接工艺条件 焊接方法焊接方法 如焊铝合金：气焊、手弧焊时，如焊铝合金：气焊、手弧焊时，W极差极差 氩弧焊时，氩弧焊时，W良好良好 环境温度环境温度 结构的刚度结构的刚度 焊接应力焊接应力 产生机理产生机理局部快速加热与冷却局部快速加热与冷却大的热应力大的热应力焊缝冷却时的收缩受到阻碍焊缝冷却时的收缩受到阻碍CE 30mm，0焊接时，焊接时，须预热须预热100150。二二 常用金属材料的焊接常用金属材料的焊接1 碳素结构钢与低合金结构钢碳素结构钢与低合金结构钢依据焊条选择原则，确定合适的焊条。依据焊条选择原则，确定合适的焊条。依据材料的依据材料的CE和环境温度，采取相应的措施。和环

16、境温度，采取相应的措施。2 不锈钢不锈钢依据焊条选择原则，确定合适的焊条。依据焊条选择原则，确定合适的焊条。采用氩弧焊。采用氩弧焊。3 铸铁的焊补铸铁的焊补快冷，易出现白口组织，脆性快冷，易出现白口组织，脆性W极差极差 脆性大、强度低，易裂脆性大、强度低，易裂碳、硅剧烈氧化碳、硅剧烈氧化 气孔（气孔（CO2）硅酸盐夹杂物硅酸盐夹杂物 所以，铸铁所以，铸铁不能不能用作焊接用作焊接结构结构材料。材料。铸铁流动性好，立焊时溶池金属易流失，因此铸铁焊补铸铁流动性好，立焊时溶池金属易流失，因此铸铁焊补只适合于平焊。只适合于平焊。问：埋弧焊焊接位置一般为问：埋弧焊焊接位置一般为 焊？焊？铸铁铸铁不能不能用

17、作焊接用作焊接结构结构材料材料只能对铸铁件的局部只能对铸铁件的局部铸造缺陷铸造缺陷局部破损局部破损进行进行修复性修复性焊补焊补 热焊法热焊法 与与CE0.60的钢的焊法相同；的钢的焊法相同；采用铸铁焊条采用铸铁焊条 焊缝为铸铁焊缝为铸铁应用：焊缝要求与母材同质、同力学性能的重要铸件。应用：焊缝要求与母材同质、同力学性能的重要铸件。冷焊法：不预热或低温预热冷焊法：不预热或低温预热 钢芯铸铁焊条、采用钢芯铸铁焊条、采用Ni基焊条、铜基铸铁焊条等。基焊条、铜基铸铁焊条等。采用采用Ni基焊条，原因如下：基焊条，原因如下：Ni促进促进G化，熔合处一般不会产生白口组织；化，熔合处一般不会产生白口组织；焊缝

18、为焊缝为Ni基合金基合金塑性好，有良好的抗裂性塑性好，有良好的抗裂性。应应用用a允许焊缝与母材不同材质允许焊缝与母材不同材质b焊后不需要切削加工焊后不需要切削加工c对焊缝的力学性能要求不高，对焊缝的力学性能要求不高，高温局部预热会引发变形高温局部预热会引发变形的铸铁件的铸铁件焊缝切削加工性能较差焊缝切削加工性能较差，焊接方法：焊接方法：原则上采用氩弧焊原则上采用氩弧焊 铝合金焊条优先铝合金焊条优先 也可采用钎焊也可采用钎焊 钎料：钎料：Al-Si合金合金 Zn基合金基合金 还可用电阻焊（如闪光对焊）还可用电阻焊（如闪光对焊）4 铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接 主要问题主要问题：1）氧化）氧化

19、 Al2O3熔点熔点2050，远高于铝的熔点，远高于铝的熔点660.4。2)气孔气孔 铝合金导热性铝合金导热性冷却速度冷却速度，氢气来不及逸出。，氢气来不及逸出。焊前应将工件严格清洗和干燥。焊前应将工件严格清洗和干燥。第四章第四章 焊接结构的设计焊接结构的设计 4-1 焊接材料及焊接方法的选择焊接材料及焊接方法的选择 一、焊接材料选择原则材料选择原则 1、在满足使用性能要求的前提下，尽量采用焊接性能好的材料。例：0.25%C低碳钢；CE0.4%的低合金结构钢。2、尽量采用工字钢、槽钢、角钢等型材。原因：减少焊缝，简化工艺；保证结构件的强度与刚性。3、尽量选用同种材料焊接。若必须采用异种异种金属

20、焊接，须尽量选择化学成分、物理性能相近化学成分、物理性能相近的材料。焊接方法选择的原则：焊接方法选择的原则：在保证焊件质量的前提下，优先选择常用的焊接方法，生在保证焊件质量的前提下，优先选择常用的焊接方法，生产批量较大时还需考虑提高生产率和降低生产成本。产批量较大时还需考虑提高生产率和降低生产成本。4-2 焊接结构工艺性焊接结构工艺性一、焊接接头设计一、焊接接头设计四种四种基本形式基本形式：对接接头、搭接接头、角接接头、丁字接头对接接头、搭接接头、角接接头、丁字接头。各自的各自的特点特点：对接接头受力均匀，应力集中较小，易于保证焊接质量。对接接头受力均匀，应力集中较小，易于保证焊接质量。塔接接

21、头的接头处受附加弯矩，但无需开坡口。塔接接头的接头处受附加弯矩，但无需开坡口。角接与丁字接主要用于空间连接。角接与丁字接主要用于空间连接。选择选择原则原则：应依据具体条件确定。如：焊接结构的形状、：应依据具体条件确定。如：焊接结构的形状、焊接方法、焊缝部位、坡口加工等。焊接方法、焊缝部位、坡口加工等。二、坡口形式设计二、坡口形式设计坡口的坡口的形式有：有：Y型、双型、双Y型、型、U型、双型、双U型、型、K型等。型等。厚件开坡口的厚件开坡口的目的目的：保证焊透；保证焊透；调整母材成份。调整母材成份。选择坡口的选择坡口的依据：焊件厚度；焊件厚度；焊缝位置焊缝位置(要便于焊接操作要便于焊接操作)。1

22、 焊缝避免密集、交叉焊缝避免密集、交叉 三、三、焊缝布置焊缝布置 2 焊缝呈对称分布焊缝呈对称分布3 使焊缝避开使焊缝避开应力集中及应力集中及应力最大位置应力最大位置 4 焊缝应远离机加工表面焊缝应远离机加工表面5 焊缝分布便于操作焊缝分布便于操作 阴极区阴极区 2400K 弧柱区弧柱区 500050000K 阳极区阳极区 2600K电弧中的阳离子受阴极电场加速，以很高的速度冲击阴电弧中的阳离子受阴极电场加速，以很高的速度冲击阴极表面，使阴极表面的氧化膜破碎并清除掉，在惰性气极表面，使阴极表面的氧化膜破碎并清除掉，在惰性气体的保护下，形成清洁的金属表面，这种现象称为阴极体的保护下，形成清洁的金

23、属表面，这种现象称为阴极破碎现象破碎现象。氩弧焊不仅有良好的保护作用，且有阴极破碎作用，可氩弧焊不仅有良好的保护作用，且有阴极破碎作用，可去除氧化铝膜，使合金很好的熔合，焊接质量好，而在去除氧化铝膜，使合金很好的熔合，焊接质量好，而在普通手弧焊条件下，由于氧化铝膜熔点高（约普通手弧焊条件下，由于氧化铝膜熔点高（约2050），难以去除氧化铝膜，故焊接重要的铝合金多采用氩弧，难以去除氧化铝膜，故焊接重要的铝合金多采用氩弧焊。焊。Iron carbon equilibrium diagram 氩弧焊：使用氩气作为保护气体的气体保护焊。氩弧焊：使用氩气作为保护气体的气体保护焊。氩气是惰性气体，不溶于液

24、态金属，也不与金属氩气是惰性气体，不溶于液态金属，也不与金属发生化学反应，是一种较理想的保护气体。氩气电离发生化学反应，是一种较理想的保护气体。氩气电离能高，因此引弧较困难，但氩气热导率小，且是单原能高，因此引弧较困难，但氩气热导率小，且是单原子气体，高温时不分解、不吸热，电弧热量损失小，子气体，高温时不分解、不吸热，电弧热量损失小，所以电弧一旦引燃就很稳定所以电弧一旦引燃就很稳定。丁字接头丁字接头又称为又称为T型接头型接头“对打脚踢对打脚踢”由于采用脉冲电流，可以减小焊接电流的平均值，由于采用脉冲电流，可以减小焊接电流的平均值，获得较低的电弧线能量。因此利用脉冲获得较低的电弧线能量。因此利用脉冲TIG能够焊能够焊接薄板或超薄板构件，例如焊接厚度小于接薄板或超薄板构件，例如焊接厚度小于0.1mm钢钢板时仍能获得满意的效果板时仍能获得满意的效果。http:/