第四章-金属毛坯的热成型课件.ppt

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1、第四章第四章金属毛坯的热成型金属毛坯的热成型4.1铸铸造造铸造：铸造：铸造：铸造：将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，称为铸造。法，称为铸造。法，称为铸造。法，称为铸造。铸造特点铸造特点铸造特点铸造特点(1)(1)可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯，

2、如箱体、可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯，如箱体、可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯，如箱体、可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯，如箱体、气缸体等。气缸体等。气缸体等。气缸体等。(2)(2)适应范围广。适应范围广。适应范围广。适应范围广。(3)(3)铸造可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较铸造可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较铸造可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较铸造可直接利用成本低廉的废机件和切屑，设备费用较低。低。低。低。最基本的工艺方法是砂型铸造，还有多种特种铸造方法，最基本的工艺方法是砂型铸造，还有多种特种铸造方法，最基本的工艺方法是砂型

3、铸造，还有多种特种铸造方法，最基本的工艺方法是砂型铸造，还有多种特种铸造方法，如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。4.1.1砂型铸造砂型铸造1.砂型铸造的生产过程（砂型铸造的生产过程（P46，图，图4-1）设计制造模样和芯盒设计制造模样和芯盒制备型砂和芯砂制备型砂和芯砂用模样制造用模样制造型砂型砂把烘干的型芯装入砂型并合型；熔炼合金并将金把烘干的型芯装入砂型并合型；熔炼合金并将金属液浇注入铸型属液浇注入铸型落砂清理落砂清理2.造型材料造型材料指制造

4、铸型（芯）用的材料，包括原砂、粘结剂和各种附指制造铸型（芯）用的材料，包括原砂、粘结剂和各种附加物。加物。3.造型造型一、手工造型一、手工造型一、手工造型一、手工造型 较灵活、对摸样要求不高，但对工人技术水平较灵活、对摸样要求不高，但对工人技术水平较灵活、对摸样要求不高，但对工人技术水平较灵活、对摸样要求不高，但对工人技术水平 要求高。要求高。要求高。要求高。单件、小批量生产单件、小批量生产单件、小批量生产单件、小批量生产 生产准备时间短、但铸件质量不稳定，生产率低。生产准备时间短、但铸件质量不稳定，生产率低。生产准备时间短、但铸件质量不稳定，生产率低。生产准备时间短、但铸件质量不稳定，生产率

5、低。常用的手工造型有整模造型、分模造型、挖砂造型和活常用的手工造型有整模造型、分模造型、挖砂造型和活常用的手工造型有整模造型、分模造型、挖砂造型和活常用的手工造型有整模造型、分模造型、挖砂造型和活块造型等。块造型等。块造型等。块造型等。1 1 1 1）整模造型（）整模造型（）整模造型（）整模造型（P47P47P47P47，图，图，图，图4-24-24-24-2）模样为一整体，放在一个砂箱内，能避免铸件出现错型模样为一整体，放在一个砂箱内，能避免铸件出现错型模样为一整体，放在一个砂箱内，能避免铸件出现错型模样为一整体，放在一个砂箱内，能避免铸件出现错型缺陷，造型操作简单，尺寸精度高。缺陷，造型操

6、作简单，尺寸精度高。缺陷，造型操作简单，尺寸精度高。缺陷，造型操作简单，尺寸精度高。4.1.2常用合金的铸造性能常用合金的铸造性能1.铸铁的铸造性能铸铁的铸造性能1）灰铸铁）灰铸铁接近共晶成分，在各类铸接近共晶成分，在各类铸铁中，灰铸铁的铸造性能铁中，灰铸铁的铸造性能最好。最好。2）球墨铸铁）球墨铸铁接近共晶成分，但其流动接近共晶成分，但其流动性比灰铸铁差，易产生浇性比灰铸铁差，易产生浇不足、冷隔等缺陷。不足、冷隔等缺陷。2.碳钢的铸造性能碳钢的铸造性能铸造碳钢的熔点高，钢液过热度比铸铁小，浇铸时金属液铸造碳钢的熔点高，钢液过热度比铸铁小，浇铸时金属液流动时间短，所以流动性差。容易粘砂。流动时

7、间短，所以流动性差。容易粘砂。3.铝合金的铸造性能铝合金的铸造性能铝硅合金是应用最广泛的铸造铝合金，成分接近共晶成分。铝硅合金是应用最广泛的铸造铝合金，成分接近共晶成分。铸造性能好，但液态铝合金极易氧化、吸气，所以其熔炼铸造性能好，但液态铝合金极易氧化、吸气，所以其熔炼要求高。要求高。4.铜合金的铸造性能铜合金的铸造性能铸造黄铜和铝青铜的结晶温度范围小，流动性较好，但容铸造黄铜和铝青铜的结晶温度范围小，流动性较好，但容易形成集中缩孔，必须设计较大的冒口进行充分补缩。铸易形成集中缩孔，必须设计较大的冒口进行充分补缩。铸造锡青铜的结晶温度范围很大，流动性较差。收缩时容易造锡青铜的结晶温度范围很大，

8、流动性较差。收缩时容易形成分散度很大的缩孔。形成分散度很大的缩孔。4.1.3铸件的工艺设计与结构工艺性铸件的工艺设计与结构工艺性铸件的工艺设计包括：浇铸位置的选择、分型面的选择、铸件的工艺设计包括：浇铸位置的选择、分型面的选择、工艺参数的确定和绘制制造工艺图。工艺参数的确定和绘制制造工艺图。一、浇注位置选择原则一、浇注位置选择原则一、浇注位置选择原则一、浇注位置选择原则 重要的面应朝下：重要的面应朝下：重要的面应朝下：重要的面应朝下：上表面易出现砂眼、夹渣等缺陷，应使重要加工面上表面易出现砂眼、夹渣等缺陷，应使重要加工面上表面易出现砂眼、夹渣等缺陷，应使重要加工面上表面易出现砂眼、夹渣等缺陷，

9、应使重要加工面 处于下部，或尽量处于侧面。处于下部，或尽量处于侧面。处于下部，或尽量处于侧面。处于下部，或尽量处于侧面。有数个重要加工面时，应使较大者处于下部。（如下图）有数个重要加工面时，应使较大者处于下部。（如下图）有数个重要加工面时，应使较大者处于下部。（如下图）有数个重要加工面时，应使较大者处于下部。（如下图）铸件的大平面应朝下铸件的大平面应朝下铸件的大平面应朝下铸件的大平面应朝下 型砂受高温急剧膨胀，强度下降而拱起或开裂。型砂受高温急剧膨胀，强度下降而拱起或开裂。型砂受高温急剧膨胀，强度下降而拱起或开裂。型砂受高温急剧膨胀，强度下降而拱起或开裂。易使铸件表面产生缺陷，夹渣等，故大平面

10、应处易使铸件表面产生缺陷，夹渣等，故大平面应处易使铸件表面产生缺陷，夹渣等，故大平面应处易使铸件表面产生缺陷，夹渣等，故大平面应处于下部。于下部。于下部。于下部。为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷。应为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷。应为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷。应为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷。应将面积较大的薄壁部分置于下部或使其处于垂直将面积较大的薄壁部分置于下部或使其处于垂直将面积较大的薄壁部分置于下部或使其处于垂直将面积较大的薄壁部分置于下部或使其处于垂直或倾斜位置。如图或倾斜位置。如图或倾斜位置。如图或倾斜位置。如图 对容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放

11、在铸型对容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在铸型对容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在铸型对容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在铸型的上部或侧面以便在铸件厚壁处直接安置冒口，的上部或侧面以便在铸件厚壁处直接安置冒口，的上部或侧面以便在铸件厚壁处直接安置冒口，的上部或侧面以便在铸件厚壁处直接安置冒口，实现定向（顺序）凝固。实现定向（顺序）凝固。实现定向（顺序）凝固。实现定向（顺序）凝固。三、工艺参数的选择三、工艺参数的选择三、工艺参数的选择三、工艺参数的选择 1 1 1 1、机械加工余量和最小铸孔、机械加工余量和最小铸孔、机械加工余量和最小铸孔、机械加工余量和最小铸孔 *加工余量加工余量加工余量

12、加工余量 *最小铸出孔最小铸出孔最小铸出孔最小铸出孔 2 2 2 2、起模斜度、起模斜度、起模斜度、起模斜度 通常为通常为通常为通常为153153153153，立壁高，斜度小，内壁稍比外壁大些，立壁高，斜度小，内壁稍比外壁大些，立壁高，斜度小，内壁稍比外壁大些，立壁高，斜度小，内壁稍比外壁大些，通常通常通常通常310310310310。3 3 3 3、收缩率、收缩率、收缩率、收缩率 灰铸铁为灰铸铁为灰铸铁为灰铸铁为0.71%0.71%0.71%0.71%，铸钢铸钢铸钢铸钢1.32%1.32%1.32%1.32%4 4 4 4、型芯头、型芯头、型芯头、型芯头 4.2锻锻压压一、锻压工艺基础一、锻

13、压工艺基础锻压是利用金属坯料在外力作用下，产生塑性变形，锻压是利用金属坯料在外力作用下，产生塑性变形，制造毛坯或零件的成形方法，压力加工方法有：轧制、拉制造毛坯或零件的成形方法，压力加工方法有：轧制、拉拔、挤压、自由锻、模锻和板料冲压等。拔、挤压、自由锻、模锻和板料冲压等。弹性变形弹性变形 在外力作用下，材料内部产生应力，应力迫使原子离在外力作用下，材料内部产生应力，应力迫使原子离开原来的平衡位置，改变了原子间的距离，使金属发生变开原来的平衡位置，改变了原子间的距离，使金属发生变 形。并引起原子位能的增高，但原子有返回低位能的倾向。形。并引起原子位能的增高，但原子有返回低位能的倾向。当外力停止

14、作用后，应力消失，变形也随之消失。当外力停止作用后，应力消失，变形也随之消失。4.2.14.2.1金属的塑性变形金属的塑性变形塑性变形塑性变形 内应力超过金属的屈服点后，外力停止作用后，金属的内应力超过金属的屈服点后，外力停止作用后，金属的 变形并不完全消失。变形并不完全消失。滑移面滑移面 在切向应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分，沿在切向应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分，沿 着一定的晶面产生相对滑移，该面称为滑移面。着一定的晶面产生相对滑移，该面称为滑移面。位错运动引起塑性变形位错运动引起塑性变形 近代物理学证明，晶体不是在滑移面上，原子并不是整体近代物理学证明，晶体不是在滑移面上

15、，原子并不是整体 的刚性运动而是以位错引起金属塑性变形。的刚性运动而是以位错引起金属塑性变形。位错：沿滑移面旧原子对破坏，新原子对形成，位错：沿滑移面旧原子对破坏，新原子对形成，塑性变形对金属组织和性能影响 金属在常温下经塑性变形后，内部组织将发生变化。金属在常温下经塑性变形后，内部组织将发生变化。晶粒沿最大变形的方向伸长；晶粒沿最大变形的方向伸长；晶格与晶粒发生扭曲，产生内应力；晶格与晶粒发生扭曲，产生内应力；晶粒产生碎晶。晶粒产生碎晶。加工硬化加工硬化(如图如图)现象：强度、硬度现象：强度、硬度 上升，上升，而塑性、韧而塑性、韧 性下降。性下降。原因：滑移面附近的原因：滑移面附近的 晶粒碎

16、晶块，晶粒碎晶块，晶格扭曲畸变，晶格扭曲畸变，增大滑移阻力，增大滑移阻力，使滑移难以使滑移难以 进行。进行。回复与再结晶回复与再结晶 回复：回复：加工硬化是一种不稳定的现象，具有自发恢复到稳定加工硬化是一种不稳定的现象，具有自发恢复到稳定 状态的倾向。室温下不易实现。当提高温度时，原子状态的倾向。室温下不易实现。当提高温度时，原子 获得热能，热运动加剧，当加热温度获得热能，热运动加剧，当加热温度T T回回(用用K K氏温标氏温标)T T回回=（0.250.30.250.3）T T熔熔 使原子回复到正常排列，消除了晶格扭曲，使加工硬使原子回复到正常排列，消除了晶格扭曲，使加工硬 化得到部分消除。

17、化得到部分消除。冷变形和热变形冷变形和热变形 冷变形冷变形 在再结晶温度以下的变形；在再结晶温度以下的变形；冷变形后金属强度、硬度较高，低粗糙度值。但冷变形后金属强度、硬度较高，低粗糙度值。但 变形程度不宜过大，否则易裂。变形程度不宜过大，否则易裂。热变形热变形 再结晶温度以上变形。再结晶温度以上变形。变形具有强化作用，再结晶具有强化消除作用。在热变变形具有强化作用，再结晶具有强化消除作用。在热变 形时无加工硬化痕迹。形时无加工硬化痕迹。金属压力加工大多属热变形，具有再结晶组织。金属压力加工大多属热变形，具有再结晶组织。热加工后组织性能变化：热加工后组织性能变化：粗大晶粒被击碎成细晶粒组织，改

18、善了机械性能。粗大晶粒被击碎成细晶粒组织，改善了机械性能。铸态组织中的疏松、气孔经热塑变形后被压实或焊合。铸态组织中的疏松、气孔经热塑变形后被压实或焊合。晶粒被拉长，非金属杂物被击碎，沿被拉长的晶粒界晶粒被拉长，非金属杂物被击碎，沿被拉长的晶粒界 分布，形成纤维组织（流线）。分布，形成纤维组织（流线）。金属的可锻性金属的可锻性金属的可锻性：金属的可锻性：材料经受压力加工时获得优质制品难材料经受压力加工时获得优质制品难 易程度的工艺性能。易程度的工艺性能。可锻性的衡量：可锻性的衡量：塑性（断面收缩率塑性（断面收缩率，伸长率，伸长率），），变形抗力。塑性好，变形抗力小则可锻性好。变形抗力。塑性好，

19、变形抗力小则可锻性好。可锻性取决于：可锻性取决于：金属本质和加工条件。金属本质和加工条件。二、加工条件二、加工条件 变形温度的影响变形温度的影响 温度温度原子的运动能力原子的运动能力容易滑移容易滑移塑性塑性 变形抗力变形抗力可锻性改善可锻性改善.过热：过热：超过一定温度，晶粒急剧长大，锻造性能超过一定温度，晶粒急剧长大，锻造性能，机械性能机械性能。已过热工件可通过锻造，控制冷。已过热工件可通过锻造，控制冷 却速度，热处理，使晶粒细化。却速度，热处理，使晶粒细化。过烧：过烧：接近材料熔化温度，晶间的低熔点物质开始熔接近材料熔化温度，晶间的低熔点物质开始熔 化，且晶界上形成氧化层。金属失去锻造性化

20、，且晶界上形成氧化层。金属失去锻造性 能，一击便碎，无法挽回。能，一击便碎，无法挽回。锻造温度：锻造温度：始锻温度：始锻温度：碳钢比碳钢比AEAE线低线低200C200C左右左右 终锻温度终锻温度：800C800C过低难于锻造过低难于锻造 ，若，若 强行锻造，将导致锻件破裂强行锻造，将导致锻件破裂 报废。报废。4.2.34.2.3自由锻自由锻 自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下两个自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下两个 抵铁之间变形。从而获得所需形状及尺寸的锻件。抵铁之间变形。从而获得所需形状及尺寸的锻件。在重型机械中，自由锻是生产大型锻件和特大型在重型机械中，自由锻是生产大型锻件和特

21、大型 锻件唯一成型的方法。锻件唯一成型的方法。金属沿变形方向可以自由流动，不受限制。金属沿变形方向可以自由流动，不受限制。自由锻设备：自由锻设备：锻锤锻锤 依靠冲击力使金属变形，只能锻造中小锻件。依靠冲击力使金属变形，只能锻造中小锻件。液压机：液压机：依靠静压力使金属变形，可加工大型锻件。其依靠静压力使金属变形，可加工大型锻件。其 中水压机可产生很大作用力，是重型机械厂锻中水压机可产生很大作用力，是重型机械厂锻 造生产的主要设备。造生产的主要设备。自由锻工序自由锻工序 基本工序基本工序 镦粗：适于饼块类，盘套类镦粗：适于饼块类，盘套类 拔长：适于轴类、杆类拔长：适于轴类、杆类 拔长、镦粗经常交

22、替反复使用。拔长、镦粗经常交替反复使用。有时一头镦粗，另一头拔长。有时一头镦粗，另一头拔长。（通孔、盲孔）冲孔，常用方法：镦粗（通孔、盲孔）冲孔，常用方法：镦粗冲孔冲孔 镦粗镦粗冲孔冲孔扩孔扩孔 弯曲：工件轴线产生一定曲率。弯曲：工件轴线产生一定曲率。扭转：某一部分相对于另一部分转一定角度。扭转：某一部分相对于另一部分转一定角度。错移：坯料的一部分相对于另一部分平移错移：坯料的一部分相对于另一部分平移 错开的工序，例如曲轴。错开的工序，例如曲轴。切割：分割坯料，或去除锻件余量的工序。切割：分割坯料，或去除锻件余量的工序。辅助工序：辅助工序：在基本工序之前的预变形工序如压肩、压钳口等。在基本工序

23、之前的预变形工序如压肩、压钳口等。精整工序：精整工序：完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸和形状精度的工序。完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸和形状精度的工序。锻件分类及基本工序方案锻件分类及基本工序方案4.2.4 4.2.4 模锻模锻 在压力或冲击力作用下，金属坯料在锻模模膛内在压力或冲击力作用下，金属坯料在锻模模膛内 变形，从而获得锻件的工艺方法。此法生产的锻件变形，从而获得锻件的工艺方法。此法生产的锻件 尺寸精确、加工余量较小，结构也可较复杂，生产尺寸精确、加工余量较小，结构也可较复杂，生产 率高。率高。按使用设备不同分为：锤上模锻、胎模锻等。按使用设备不同分为：锤上模锻、胎模锻等。锤上模

24、锻锤上模锻 锤上模锻所用设备为模锻锤。通常为蒸气锤上模锻所用设备为模锻锤。通常为蒸气-空气空气 锤。对形状复杂锻件，先在制坯模膛内初步成锤。对形状复杂锻件，先在制坯模膛内初步成 形，然后在模锻模膛内锻造。形，然后在模锻模膛内锻造。4.2.5冲压 板料冲压又叫冷冲，但板料冲压又叫冷冲，但 8 810mm10mm时用热冲时用热冲 特点特点 ：(1)(1)可冲形状复杂的零件，且废料少。可冲形状复杂的零件，且废料少。(2)(2)高精度，低粗糙度，零件互换性好。高精度，低粗糙度，零件互换性好。(3)(3)重量轻，耗材少，强度刚度较好。重量轻，耗材少，强度刚度较好。(4)(4)操作简单，生产率高。操作简单

25、，生产率高。常用的材料常用的材料 ：低碳钢、铜合金、铝合金等塑性好的材料。低碳钢、铜合金、铝合金等塑性好的材料。常用设备常用设备 ：剪床和冲床。剪床和冲床。基本工序基本工序 ：1 1、分离工序、分离工序 2 2、变形工序。、变形工序。一、落料及冲孔（统称冲裁）一、落料及冲孔（统称冲裁）落料落料落下部分为成品。落下部分为成品。冲孔冲孔落下部分为废品。落下部分为废品。分离工序分离工序 二、修整二、修整修整修整沿外缘或内孔刮削一层金属。机理与切削相似，沿外缘或内孔刮削一层金属。机理与切削相似，与冲裁不同。与冲裁不同。精度精度IT6IT6IT7IT7，粗糙度，粗糙度Ra0.8Ra0.81.61.6。修

26、整量修整量 单边修整量一般为板厚单边修整量一般为板厚的的10%10%，小间隙冲裁件，小间隙冲裁件 为为的的8%8%修整量较多时，或板厚修整量较多时，或板厚3mm3mm，均需，均需 要多次修整。要多次修整。模具间隙模具间隙单边取单边取0.0010.0010.01 mm.0.01 mm.也可为负间隙。也可为负间隙。三、切断（剪切）三、切断（剪切）三、切断（剪切）三、切断（剪切）切断切断切断切断是指用剪刃是指用剪刃是指用剪刃是指用剪刃或冲模将板料沿或冲模将板料沿或冲模将板料沿或冲模将板料沿不封闭的轮廓进不封闭的轮廓进不封闭的轮廓进不封闭的轮廓进行分离的工序行分离的工序行分离的工序行分离的工序。一、拉

27、深一、拉深 1 1、拉深过程、拉深过程 底部金属一般不变性，只起传递拉力作用，厚度底部金属一般不变性，只起传递拉力作用，厚度基本不变，坯料外径基本不变，坯料外径D D与内径与内径d d之间的环形部分金之间的环形部分金属切向受压应力的作用属切向受压应力的作用,形成拉深件的直壁，直形成拉深件的直壁，直壁的厚度有所减少。壁的厚度有所减少。变形工序变形工序 二、弯曲二、弯曲弯曲过程中，板料的内侧受压，外侧受拉，坯料弯曲过程中，板料的内侧受压，外侧受拉，坯料越厚，金属破裂内弯曲半径越厚，金属破裂内弯曲半径r r越小越易破裂。越小越易破裂。弯曲时尽量使弯曲线垂直于纤维，以免破裂。弯曲时尽量使弯曲线垂直于纤

28、维，以免破裂。弯曲后要回弹，一般回弹较为弯曲后要回弹，一般回弹较为010，事先要注，事先要注意。意。三、翻边三、翻边 翻边翻边在带孔的平面料上用扩孔的办法获得凸缘的工序。在带孔的平面料上用扩孔的办法获得凸缘的工序。凸缘高度较大时，可先拉深、后冲孔、在翻边。凸缘高度较大时，可先拉深、后冲孔、在翻边。四、成型四、成型 成型成型利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序 4.3焊接焊接焊接是通过加热或加压（或两者并用），使焊接是通过加热或加压（或两者并用），使两个分离的物体之间借助于内部原子之间两个分离的物体之间借助于内部原子之间的扩散与结合作用，连接成一个整体

29、的加的扩散与结合作用，连接成一个整体的加工方法。工方法。4.3.2焊条电弧焊焊条电弧焊利用焊条与工件间产生电弧热，将工件和焊条溶化而进行利用焊条与工件间产生电弧热，将工件和焊条溶化而进行焊接的方法。包括：手工电弧焊、埋弧焊和气体保护电弧焊接的方法。包括：手工电弧焊、埋弧焊和气体保护电弧焊。焊。焊条电弧焊的焊接过程：焊条电弧焊的焊接过程：电弧在工件和焊条之间燃烧，产生高温，电弧热使工件、电弧在工件和焊条之间燃烧，产生高温，电弧热使工件、焊芯同时熔化，形成熔池。同时药皮熔化和分解。焊芯同时熔化，形成熔池。同时药皮熔化和分解。药皮熔化药皮熔化进入熔池发生反应进入熔池发生反应形成熔渣形成熔渣保护熔化金

30、保护熔化金属。属。药皮分解药皮分解CCO2,CO,H2等气体等气体围绕在电弧周围围绕在电弧周围保护保护熔化金属。熔化金属。焊缝质量焊缝质量有很多因数决定，如母材有很多因数决定，如母材金属和焊条质量、焊前的清理程度、金属和焊条质量、焊前的清理程度、焊时电弧的稳定情况、焊接参数、焊时电弧的稳定情况、焊接参数、焊接操作技术、焊后冷却速度、以及焊接操作技术、焊后冷却速度、以及焊后热处理等。焊后热处理等。1.焊接电弧焊接电弧 是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。一般情况下，电弧热量在阳极区产生的较多，约占总热量的一般情况下，电弧热量在阳极区产生的较多，

31、约占总热量的43%43%，阴极约，阴极约36%36%，弧柱约，弧柱约21%21%。温度：用钢焊条焊钢材时温度：用钢焊条焊钢材时 阳极区阳极区2600K2600K 阴极区阴极区2400K2400K 电弧中心电弧中心60008000K60008000K使用直流电源焊接时有正接、反接两种：使用直流电源焊接时有正接、反接两种：正接：正极接工件正接：正极接工件工件温度可稍高一些。工件温度可稍高一些。反接：负极接工件，工件温度可稍低一些。反接：负极接工件，工件温度可稍低一些。交流焊机、无正反接特点，温度均为交流焊机、无正反接特点，温度均为2500K2500K。2.焊接设备焊接设备焊机的空载电压就是焊接时引

32、弧电压，一般为焊机的空载电压就是焊接时引弧电压，一般为505090V90V，电，电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。电弧长度越大，电弧电压弧稳定燃烧时电压为电弧电压。电弧长度越大，电弧电压也越高，一般为也越高，一般为161635V35V。3.焊条焊条由焊芯与药皮组成。由焊芯与药皮组成。1）焊芯）焊芯起导电和填充焊缝作用，直径最小为起导电和填充焊缝作用，直径最小为1.6，最大为，最大为8。常用。常用3.25。2）焊条药皮）焊条药皮主要作用：提高电弧稳定性；防止空气对熔化金属的有害主要作用：提高电弧稳定性；防止空气对熔化金属的有害作作用；对溶池脱氧，加入合金元素，以保证焊用；对溶池脱氧，加入合金元素，以

33、保证焊缝金属的化学成分和力学性能。缝金属的化学成分和力学性能。焊条选用原则焊条选用原则选用焊条通常是根据焊件化学成分、力学性能、抗裂性、选用焊条通常是根据焊件化学成分、力学性能、抗裂性、耐腐蚀性、以及耐高温性能等要求选用相应的焊条种类。耐腐蚀性、以及耐高温性能等要求选用相应的焊条种类。(1)低碳钢、普通低合金钢构件低碳钢、普通低合金钢构件焊缝与母材等强度。焊缝与母材等强度。注意：钢材按屈服强度定等级，结构钢焊条的等级是指焊缝注意：钢材按屈服强度定等级，结构钢焊条的等级是指焊缝金属抗拉强度最低保证值。金属抗拉强度最低保证值。(2)同一强度等级酸碱性焊条的选用同一强度等级酸碱性焊条的选用碱性焊条：

34、要求塑性好、冲击韧性高、抗裂性好、低温性好。碱性焊条：要求塑性好、冲击韧性高、抗裂性好、低温性好。酸性焊条：受力不复杂，母材质量较好，尽量选用较便宜的酸性焊条：受力不复杂，母材质量较好，尽量选用较便宜的酸性焊条。酸性焊条。(3)低碳钢与低合金钢焊接，按接头中强度较低者选焊条。低碳钢与低合金钢焊接，按接头中强度较低者选焊条。(4)铸钢易裂一般应选碱性，且采用适当工艺，如预热。铸钢易裂一般应选碱性，且采用适当工艺，如预热。(5)特殊性能要求钢，选相应焊条，以保证焊缝主要化学成分、特殊性能要求钢，选相应焊条，以保证焊缝主要化学成分、性能与母材相同。性能与母材相同。4.3.3焊接工艺焊接工艺1.接头接

35、头(P61，图，图4-12）有对接，角接、搭接和丁字接。有对接，角接、搭接和丁字接。2.坡口形式坡口形式(P61，图，图4-13）3.焊缝位置焊缝位置(P62，图，图4-14）4.焊接规范（焊条直径大小的选取）焊接规范（焊条直径大小的选取）5.常见焊接缺陷及产生的原因（常见焊接缺陷及产生的原因（P62）4.4材料和毛坯的选择材料和毛坯的选择4.4.1材料的选择材料的选择4.4.2毛坯的选择毛坯的选择毛坯的质量影响成品的质量。毛坯的选择是否合毛坯的质量影响成品的质量。毛坯的选择是否合适，影响到成品的制造周期、成本、性能、以及适，影响到成品的制造周期、成本、性能、以及使用寿命。因此正确的选择毛坯是

36、机械设计与制使用寿命。因此正确的选择毛坯是机械设计与制造当中的首要问题。造当中的首要问题。毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。为此需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺关。为此需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺人员密切配合，合理地确定毛坯的种类、结构形人员密切配合，合理地确定毛坯的种类、结构形状，并绘出毛坯图。状，并绘出毛坯图。常见的毛坯种类有以下几种：（一）铸件对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件

37、，可采用特种铸造。（二）锻件二）锻件锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。（三）型材（三）型材型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、型材主要有板材、

38、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。（四）焊接件（四）焊接件焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。形大，需经时效处理后才能进行机械加工。