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1、成形工艺基础焊接1,1,1、焊接的实质 焊接是通过加热或加压，或者两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。 焊件可以是金属材料，也可以是非金属材料，如塑料、玻璃等。 焊接的本质是使焊件达到原子间的结合。,第9章 焊 接,成形工艺基础焊接1,2,2、特点： （1）与铆接相比,工艺简单省金属,密封性好； （2）性能可靠质量保,焊接接头力学性能高、较高的强度，承载能力能可以达到与工件材质相等的水平。 （3）易于控制效率高,易于机械化、自动化 。 （4）由小拼大异材焊,并能将不同材质连接成整体，制造双金属结构等。,焊接技术至99年底已有95种焊接方法。,成形工艺基础焊接1,3,3、焊
2、接的种类:,(1)熔化焊:,将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法.,电弧焊,气焊,电渣焊,等离子弧焊, 激光焊等.,(2)压力焊:,(3)钎焊:,通过加压和加热的综合作用,以实现金属接合的焊接方法.,以熔点低于被焊金属熔点的焊料填充接头形成焊缝的焊接方法.,电阻焊,摩擦焊,爆炸焊等.,成形工艺基础焊接1,4,9.1 焊接工程理论基础,1、焊接电弧 电弧的实质是电极与工件之间的气体介质产生强烈持久的放电现象，气体放电的一种特殊形式.,9.1.1 焊接电弧与弧焊机,成形工艺基础焊接1,5,电弧放电过程是将电能转换成热能，伴有强烈的弧光。 产生电弧的电极可以是金属丝、钨极、碳棒. 电弧的构造根
3、据其物理特征,沿长度方向分为： 阴极区、阳极区和弧柱区三部分 由于阴极区发射电子要消耗一定的能量，而阳极区不发射电子，不消耗发射电子所需的能量,成形工艺基础焊接1,6,阴极温度约为2400K， 阳极约为2600K， 弧柱中心50008000 K。 正接法和反接法 采用直流电焊接时，当焊机的正极与焊件相接，负极与焊条相接时，称为正接法或正极性； 反之，当焊机的负极与焊件相接，正极与焊条相接时，称为反接法或反极性。,成形工艺基础焊接1,7,阴极区的温度小，焊接厚钢板时，应采用正接法，熔深大； 焊接薄板时应采用反接法。 使用低氢型焊条(E5015)时,都应反接法,以保证电弧燃烧稳定,减少飞溅现象和降
4、低气孔倾向. 2、焊接电源 具有陡降的外特性 空载电压 ：(5090V)高些，利引弧，不安全。 电弧电压： 1635V间,成形工艺基础焊接1,8,常用焊接电源的类型（手工电弧焊） 交流弧焊机：具有陡降外特性的漏磁降压变压器，将工业电压降至空载电压，同时能提供很大的便于调节的焊接电流。 结构简单，噪声小，价廉。 直流弧焊机：直流发电机、弧焊整流器。 电弧稳定，能适应各种焊条，接头质量高。但结构复杂，价格高，噪声大。 交直流两用弧焊机,成形工艺基础焊接1,9,9.1.2 焊接冶金过程 1.焊接冶金过程特点： 1)熔池小，时间短，反应不充分； 2)温度高，元素烧损多。 2.为保证焊缝质量，焊接中应：
5、 1)渣(气)保护；减少危害 2)掺加合元， 调节性能。,成形工艺基础焊接1,10,9.1.3 焊接接头的组织与性能,1、焊接工件上温度的变化与分布 焊接过程中工件焊缝周围相当于进行了一次不同规范的热处理。 2、焊接接头的组织与性能 （1）焊缝 （熔敷金属） 柱状铸态组织(铁素体少量珠光体) 快速冷却药皮掺加合元 焊缝金属性能不低于被焊母材,成形工艺基础焊接1,11,（2）焊接热影响区 1)熔合区 决定接头的性能 2)过热区 A长大塑、韧性低，脆性大 3)正火区 得均匀细小F+P组织性能优; 4)部分相变区晶粒不匀，较正火区稍差; 5)再结晶区 F与P得以细化。（图例）. 3、改善焊接热影响区
6、组织与性能的方法 细定工艺措施，再附以焊后正火处理； 重要工件可另选方法。,成形工艺基础焊接1,12,9.1.4 焊接应力与变形,一、焊接应力 1.焊接应力的产生 焊接过程是一个不均匀的加热过程。 焊件各部位在热胀冷缩和塑性变形的影响下产生内应力、变形或裂纹。 2.焊接时内应力存在规律： 加热膨胀受阻（受压：“”） 冷却收缩又阻（受拉：“”）,成形工艺基础焊接1,13,3.防止产生应力的措施 1)选塑性材，合理布置焊缝； 2)正确焊序，焊前预热，降温差； 3)焊后退火等工艺措施。 收缩、角弯曲、扭曲与波浪 二、反变形措施,1.以毒攻毒反变形； 2.刚性夹持对塑性； 3.焊接顺序规定好； 4.机
7、械矫正消变形; 5.火焰矫正倒三角,本节重点 须熟记！,成形工艺基础焊接1,14,9.1.5 焊条电弧焊,焊条电弧焊(GB): 用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法。 一、焊条电弧焊焊接过程 二、电焊条 电焊条焊芯药皮,成形工艺基础焊接1,15,1.焊芯 焊芯主要作用一是传导电流，二是焊芯本身熔化作为填充材料。 焊芯在焊缝中约占50%70%。 熔化焊用钢丝牌号和化学成分应按GB/T14 957-1994标准规定，其中常用钢号有H08A、H08E、H08C、H08MnA、H15A、H15Mn等。 焊芯直径称为焊条直径,从1.68(mm),生产中多用3.2mm、4mm和5mm。,成形工艺基础焊接1,
8、16,2.焊条药皮 药皮的主要作用 一是，利用渣、气对焊焊熔池起机械保护作用； 二是，进行物、化反应除杂质，补有益元素，保证焊缝的成分和力学性能； 三是，改善工艺性能，能稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好、易脱渣等。,成形工艺基础焊接1,17,根据药皮组成物在焊接中的作用可分为稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、增塑剂、黏结剂和成形剂等。并将药皮分为若干类型。如钛钙型，低氢钠型、低氢钾型等。 3.焊条分类和型号编制 1)按焊条的用途分为： 2)GB/T511795碳钢焊条规定,碳钢焊条型号根据熔敷金属的力学性能、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类进行划分。,成形工艺基础焊接1,18,碳钢焊条型号编
9、排以字母E后加四位数字表示其中 ： “E”表示焊条； 前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为Kgf/mm2（9.81MPa）； 第三位数字表示焊条的焊接位置， “O”及“1”表示焊条适用于全位置焊接，“2”表示适用于平焊及平角焊，“4”表示焊条适用于向下立焊；,成形工艺基础焊接1,19,三、四位数组合表示电流种类和药皮类型。碳钢焊条型号举例： E 50 1 5 药皮为低氢钠型，宜直流反接 焊条适用于全位置焊接 熔敷金属抗拉强度最小值(Kgf/mm2) 表示焊条 4.焊条的选择原则 1)强度相等的原则。,成形工艺基础焊接1,20,如焊件材料Q235A钢的抗拉强度为420MPa，则焊条应选
10、用E43系列的焊条。 2)重要件选碱性条 如焊缝要求塑性好,冲击韧度、抗裂性高、低温性能好时,应选用碱性焊条.酸性焊条便宜。 3)强度不等就低选 低碳钢与低合金钢焊接、或不同强度等级的低合金钢焊接,应选与较低强度等级钢材的焊条.,成形工艺基础焊接1,21,4)根据现场条件选 当应按焊接生产率及设备等条件。一般选用酸性焊条使焊接成本降低。 5)根据焊接材料选 如不锈钢、耐热钢要选用相应的专用焊条。 作业：邓本P146： 3、4、5、6,成形工艺基础焊接1,22,成形工艺基础焊接1,23,成形工艺基础焊接1,24,成形工艺基础焊接1,25,成形工艺基础焊接1,26,成形工艺基础焊接1,27,成形工艺基础焊接1,28,成形工艺基础焊接1,29,