金屬焊接成形

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1、第三章金屬焊接成形第一節(jié)概述焊接——通過(guò)加熱或加壓，使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法。焊接的種類：熔化焊——?dú)夂?、電弧焊、電渣焊等；壓力焊——電阻焊、壓力焊；釬焊——軟釬焊、硬釬焊。焊接的特點(diǎn)與應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：連接性能好省工省料成本低重量輕簡(jiǎn)化工藝缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)不可拆卸焊接接頭的組織、性能變壞產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形易產(chǎn)生焊接缺陷應(yīng)用：金屬結(jié)構(gòu)件——自行車三角架、鋼窗、鍋爐、壓力容器、管道、船舶、車輛等；機(jī)器部件——軸、齒輪、刀具等。第二節(jié)熔焊過(guò)程和焊接質(zhì)量一、熔焊冶金過(guò)程和電焊條1、熔焊的冶金過(guò)程空氣中的O2、N2、H2O在電弧的作用下：O

2、2→2O發(fā)生氧化反應(yīng)，焊縫性能降低；N2→2N高溫熔入液態(tài)金屬，冷卻后形成氣孔；H2O→2H+O形成氣孔，產(chǎn)生氫脆。保證焊縫質(zhì)量措施：減少有害元素進(jìn)入熔池消除已進(jìn)入熔池的有害元素，增加金屬元素2、電焊條2.1焊條的組成專用焊接金屬絲14由多種礦石粉鐵合金配成焊芯的作用：作電極傳導(dǎo)電流，產(chǎn)生電弧作填充金屬（調(diào)整成分）藥皮的作用：機(jī)械保護(hù)作用(氣體和熔渣)冶金處理（熔渣）改善焊接工藝性（引弧容易燃燒穩(wěn)定）2.2焊條的種類、型號(hào)與牌號(hào)按用途分：碳鋼焊條低合金鋼焊條不銹鋼焊條鑄鐵焊條堆焊焊條鎳和鎳合金焊條銅和銅合金焊條鋁和鋁合金焊條按

3、按熔渣性質(zhì)分：酸性焊條（SiO2、MnO等）堿性焊條（CaO、FeO等）2.3焊條的型號(hào)：碳鋼焊條(GB5117-85):E4303,E5015,E5016.藥皮類型（酸、堿），電流種類焊接位置（平、橫、立、仰）抗拉強(qiáng)度≥430MPa焊條3、堿性焊條和酸性焊條的特性堿性焊條：機(jī)械性能好（韌性高，抗裂性好）；焊接工藝性能差；（用直流電）對(duì)油污、銹、水敏感性大；（清洗、烘干）排出有毒煙塵HF。（通風(fēng)良好）酸性焊條與堿性焊條相反4、焊條的選用選用原則：焊縫和母材具有相同水平的使用性能。不繡鋼、耐熱鋼焊條——按相同成分選擇焊條結(jié)構(gòu)鋼焊

4、條——按等強(qiáng)原則選相同強(qiáng)度等級(jí)焊條例：16Mn,抗拉強(qiáng)度520Mpa,可選用E5003(J502),E5015(J507),E5016(J506)14二、焊接接頭的組織和性能1、低碳鋼焊接接頭的組成低碳鋼焊接接頭的組織1——焊縫區(qū)（熔化區(qū)）2——熔合區(qū)（半熔化區(qū)）3——熱影響區(qū)4——母材焊縫的組織和性能鑄態(tài)組織，性能可以達(dá)到要求。熔合區(qū)的組織和性能成分不均勻，組織粗大，機(jī)械性能很低。熱影響區(qū)的組織和性能過(guò)熱區(qū)（1100℃）組織粗大，機(jī)械性能很低,正火區(qū)（Ac3～1100℃）晶粒細(xì)小，機(jī)械性能高，部分相變區(qū)（Ac1～Ac3）晶粒

5、不均勻，機(jī)械性能低?？梢?jiàn)，熔合區(qū)、過(guò)熱區(qū)是接頭中性能最差的薄弱的部位，會(huì)嚴(yán)重影響焊接接頭的質(zhì)量。三、焊接變形和焊接應(yīng)力1、焊接變形和殘余應(yīng)力的不利影響造成焊件的尺寸、形狀變化；矯正變形會(huì)使性能降低，成本增加；焊接應(yīng)力會(huì)降低承載能力；引起焊接裂紋；應(yīng)力衰減會(huì)產(chǎn)生變形。2、焊接變形和殘余應(yīng)力產(chǎn)生原因在焊接過(guò)程中，對(duì)焊件進(jìn)行局部的不均勻加熱，會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形。下圖為平板對(duì)接焊縫的應(yīng)力和變形過(guò)程示意圖143、焊接變形的基本形式4、減少焊接應(yīng)力與變形的工藝措施焊前預(yù)熱及焊后熱處理；選擇合理的焊接次序；剛性固定法；反變形法；錘擊焊縫法

6、；采用機(jī)械矯正和火焰矯正。焊接順序剛性固定法反變形機(jī)械矯正與火焰矯正14第三節(jié)常用焊接方法一、手工電弧焊1、焊接電弧電弧——?dú)怏w電離、電極發(fā)射電子電弧的溫度：陰極區(qū)2100℃，弧柱5700~7700℃，陽(yáng)極區(qū)2300℃電弧區(qū)熱量：陽(yáng)極占43%,陰極區(qū)占36%,弧柱區(qū)占21%。正接法:工件接正極,焊條接負(fù)極2、焊接過(guò)程(1)電弧在焊條與被焊件之間燃燒,電弧熱使工件和焊條同時(shí)熔化成熔池；(2)電弧使焊條的藥皮熔化或燃燒,產(chǎn)生熔渣和氣體,對(duì)熔化金屬和熔池起保護(hù)作用；(3)電弧使焊條的藥皮熔化或燃燒,產(chǎn)生熔渣和氣體,對(duì)熔化金屬和熔池起

7、保護(hù)作用；3、手工電弧焊的特點(diǎn)手工電弧焊有何特點(diǎn)？使用哪種設(shè)備？?jī)?yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)：生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不易保證。電焊機(jī)：直流電焊機(jī)：引弧容易，電弧穩(wěn)定，焊接質(zhì)量好交流電焊機(jī)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠，維修方便焊絲焊劑二、埋弧自動(dòng)焊1.埋弧自動(dòng)焊的焊接過(guò)程14自動(dòng)焊——焊接動(dòng)作由機(jī)械裝置自動(dòng)完成。埋弧焊——電弧在顆粒狀焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接。2.埋弧自動(dòng)焊的特點(diǎn)與應(yīng)用特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高（比手弧焊提高5～10倍）焊接質(zhì)量好（焊縫內(nèi)氣孔、夾渣少，焊縫美觀）成本低（省工、省時(shí)、省料）勞動(dòng)條件好（無(wú)弧光,、飛濺,勞

8、動(dòng)強(qiáng)度低）適應(yīng)性差（平焊、長(zhǎng)直焊縫和較大直徑的環(huán)縫）焊接設(shè)備復(fù)雜，焊前準(zhǔn)備工作嚴(yán)格應(yīng)用：成批生產(chǎn)、中厚板結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)直焊縫和較大直徑的環(huán)縫，如鍋爐、壓力容器、船舶等。三、氣體保護(hù)焊保護(hù)氣體：氬氣→氬弧焊CO2→CO2氣體保護(hù)焊1、氬弧焊及其特點(diǎn)o鎢極氬弧焊鎢極熔點(diǎn)高，發(fā)射電子能力