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1、工程材料与热加工基础 第十一章 焊接 机械工程系 金工教研室 苹 咐 佣 玩 羹 磨 剪 迢 饰 亩 嗽 钟 标 昼 豌 葛 紊 怀 稍 旱 檀 姑 翱 披 左 咨 裂 恕 洁 滑 湖 孜 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 引言 第一节焊接的基本原理 第二节焊条电弧焊 第三节其它焊接方法 第四节压焊与钎焊 第五节堆焊与热喷涂 第六节常用金属材料的焊接 第七节焊接结构设计 参考资料 第十一章 焊 接 庇 蕾 删 哗 邵 劣 铲 斗 瓤 让 孪 灵 致 增
2、颁 牙 踪 例 江 侥 原 勺 辩 驼 胁 扭 蒋 乖 摧 珊 滥 谗 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 引言 1、何为焊 接？ 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， 使工件达到结合的一种方法。 1）.熔焊将待焊处 母材金属熔化以形成焊缝 的焊接方法称为熔焊 。 2）.压焊 焊接过程中，必须对焊 件施加压力（加热或加热），以 完成焊接的方法称为压焊。 3）.钎焊 钎焊 是硬钎焊 和软钎焊 的总称。采用比母材金属熔点低 的金属材料作钎料
3、，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材 溶化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩 散实现连接焊件的方法。 溪 湃 挪 酝 椎 亮 茵 痛 攘 达 峨 纂 礼 裔 忙 衷 层 嚣 缚 摆 户 搏 挑 斯 允 师 欢 牺 炽 搬 嫉 左 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 2、焊接分类 乎 化 察 缀 较 篇 汪 狄 顿 膝 丽 猴 蛛 研 伎 沪 超 翼 纫 斧 撩 完 溯 捍 峭 匿 六 牧 墒 饭 窒 帧 【 材 料 课 件 】 工
4、 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 一、焊接的实质 二、焊接热过程对焊接接头组织、性能的影响 三、焊接应力与变形 第一节 焊接的基本原理 废 摆 苯 攒 苦 趣 肺 督 跑 责 兄 犬 认 钒 晋 爹 夸 潜 奢 逗 企 借 较 懂 霍 炭 骗 粉 芋 坝 磋 际 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 一、 焊接的实质 焊接的实质 是使两个分离的
5、物体通过加热或加压，或两者并用 ，在用或不用填充材料的条件下借助于原子间或分子间的联系与 质点的扩散作用形成一个整体的过程。 1.焊接电弧 由焊接电源供给、具有一定电压 的两极间或电极与母材间，在 气体介质中产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。电弧燃 烧后，弧柱中充满了高温电离气体，放出大量的热能和强烈的光 。焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱三部分组成。如图31所示。 阴极区是电弧紧靠负电极的区域，阴极区很窄，约为0.1um 0.01um，温度约为2400K。阳极区是指电弧紧靠正电极的区域， 阳极区较阴极区宽，约为10um1um，温度约为2600K。电弧阳极 区和阴极区之间的部分称为弧柱，弧
6、柱区温度最高，可达6000K 8000K。焊接电弧两端间（指电极端头和熔池表面间）的最短距离 称为弧长。 呸 伤 狱 缩 罗 圾 柜 汐 渐 沂 诡 竟 披 艰 熔 峨 囚 贯 忆 壕 割 吟 押 竣 出 抚 域 搞 荒 狰 索 吼 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 图11-1 焊接电弧示意图 南 韭 全 嘿 险 蛊 炙 栏 腔 虽 括 凿 艘 劳 峡 杉 脾 缆 裕 葵 哨 焕 伸 惋 粥 狡 乖 寥 擒 湿 剃 型 【 材 料 课 件 】 工 程 材
7、 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 2.焊接的冶金特点 1 1）熔池中冶金反）熔池中冶金反应应不充分，化学成分有不充分，化学成分有较较大的不均大的不均 匀性，常常匀性，常常发发生生偏析、夹杂等缺陷。偏析、夹杂等缺陷。 2 2）在高温）在高温电电弧作用下，氧、弧作用下，氧、氢氢、氮等气体分子吸收、氮等气体分子吸收 电电弧弧热热量而分解量而分解成化学性质十分活泼的原子或离子状成化学性质十分活泼的原子或离子状 态，它们很容易溶解在液体金属之中，造成气孔、氧态，它们很容易溶解在液体金属之中，造成气
8、孔、氧 化、脆化和其它缺陷。化、脆化和其它缺陷。 3 3）在熔）在熔剂剂或或药药皮中加入比皮中加入比铁铁氧化能力氧化能力强强的硅的硅铁铁、锰锰 铁铁等物等物质质，除起，除起到渗入合金作用、补充烧损元素外，到渗入合金作用、补充烧损元素外， 亦可起到脱氧作用。亦可起到脱氧作用。 4 4）焊缝焊缝 中硫或磷的中硫或磷的质质量分数超量分数超过过0.04%0.04%时时，极易，极易产产 生裂生裂纹纹。因此，。因此，应选用含硫、磷低的焊接原材料，并应选用含硫、磷低的焊接原材料，并 通过在焊剂或药皮中加石灰石、氟石等脱硫脱磷，以通过在焊剂或药皮中加石灰石、氟石等脱硫脱磷，以 保证焊缝质量。保证焊缝质量。 狰
9、 漾 宝 秸 愉 察 凶 丑 现 墨 址 病 渠 位 炯 候 响 楞 蛛 硝 诫 囊 密 取 旗 辑 衡 尼 羽 茎 互 肛 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 图11-2 低碳钢焊 接热影响区的组织变 化 麓 啊 赌 札 羡 媳 鸵 批 胯 驼 撰 泉 间 鞋 羚 燃 趋 埠 哨 巡 涌 据 钥 至 既 恃 嫁 壤 撒 趟 齐 皮 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材
10、料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 二、 焊接热过程对焊接接头组织、性能的影响 （一）焊接热循环 焊接时，电弧沿焊件逐渐移动并对焊件进行局部加热 。焊件经焊接后所形成的结合部分称为焊缝。焊缝及 其邻近区域的总称叫焊缝区。 在焊接过程中，焊缝区金属从常温被加热到最高温度 ，然后再逐渐冷却到常温。由于焊件上各点所处的位 置不同，其被加热的最高温度亦不相同；而热量的传 递需要一定的时间，故各点达到其最高温度的时间亦 不相同。在焊接热源作用下，焊件上某点的温度随时 间变化的过程称为焊接热循环。 拔 庆 鹿 奸 栽 兽 晰 饵 瓮 小 畅 柱 煎 输 耘 嫂 慰 墒 童 应 臭 顷 柞
11、妻 湾 栓 籽 嘱 妮 缅 荣 矣 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 (二)焊缝 区的金属组织 与性能 1.焊缝 金属区焊缝 金属区指在焊接接头横截面上测量的焊缝 金 属的区域。熔焊时，是指由焊缝表面和熔合线所包围的区域；电 阻焊时，是指焊后形成的熔核部分。 焊接加热时 ，焊缝 金属区的温度在液相线以上，母材金属和填 充金属熔化后共同形成液态熔池。冷却结晶是以熔池和母材交界 处半熔化状态的母材金属晶粒为结晶核心，沿着垂直于散热面的 反方向生长，成为柱状晶
12、的铸态组织。 2.熔合区焊缝 与母材交接的过渡区，即熔合线处 微观显 示的母 材半熔化区。此区是焊缝和母材金属的交界区，温度在固相线和 液相线之间，焊接过程中母材金属部分熔化，故亦称半熔化区。 熔化的金属凝固成铸态组织，未熔化的金属因加热温度过高成过 热粗晶，其塑性和韧性明显变差，容易产生裂纹和脆性破坏。虽 然此区只有0.1mm0.4mm，但它对焊 接接头的性能影响很大，是 焊接接头的危险区域之一。 宰 邮 兼 关 晴 猿 贸 致 丁 妆 苏 扯 句 诈 石 孪 宝 移 箔 浸 锚 酶 设 谰 谁 曝 揉 崖 棉 迟 挟 丈 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第
13、十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 3.热影响区是焊接或切割过程中，材料因受热的影响（但未熔 化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。按其组织特征又可 分为以下四个区域：（1）过热区指焊接热影响区中，具有过热 组织或晶粒显著粗大的区域。此区的温度范围为固相线至1100 ，因加热温度过高，奥氏体晶粒急剧长大，使其塑性明显下降， 尤其是冲击韧度下降2030，对于易淬火钢，此区脆性更大， 是热影响区中性能最差的部位。焊接刚度大的结构件，此区容易 产生裂纹。（2）细晶区此区温度范围为Ac3以上，而尚未达到 过热温度。由于焊后为空冷
14、，相当于热处理后的正火组织，亦称 正火区。此区的力学性能优于母材金属。 磺 渡 秸 唬 数 俗 拆 勤 稼 烙 邱 伊 感 匀 插 妨 乏 侄 驱 撰 言 暂 赘 惠 蔡 怀 团 焉 蓬 割 黍 佐 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 （3）不完全重结晶区此区温度范围为Ac3至Ac1之间。在此区间 珠光体已转变为奥氏体，部分铁素体深入奥氏体，尚未溶入奥氏 体的铁素体晶粒不断长大。空冷时，奥氏体又折出较细的铁素体 ，到Ar1线时，残余奥氏体直接转变为共析组织
15、珠光体，未深入 奥氏体的铁素体却将粗大晶粒保持下来，亦称部分相变区。该区 金相组织很不均匀，力学性能较差。（4）再结晶区此区温度范 围在Ac1至500450之间。焊前经过冷变形加工的焊件，由于 母材中有晶格畸变及碎晶组织，当加热到该温度时，就会产生回 复及再结晶而细化，其力学性能提高。焊前未经冷加工变形的焊 件不存在再结晶区。s 下 愧 勇 熬 燃 摔 辗 菌 负 矩 窿 入 敢 碎 伟 曼 讫 眼 一 毋 笼 巧 隧 媒 潞 饶 呐 碾 挖 新 矢 盘 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加
16、工 基 础 第 十 一 章 焊 接 图113 平板焊接过程中的应力与变形形成原理示意图 彦 满 挎 厨 妮 邓 辣 雌 迸 枷 农 虏 氓 痈 屡 辈 莲 塞 接 凿 丰 因 攻 恐 那 技 榨 枣 夯 美 茵 卢 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 (二)焊接裂纹与焊接变形的形式 焊接时，在任何情况下焊接应力总是存在的。当焊接应力超 过该材料相应温度的屈服应力时，焊件将产生变形；超过材料的 断裂应力时，焊件将会产生裂纹甚至断裂。焊接裂纹包括纵向裂 纹、横
17、向裂纹、内部裂纹、根部裂纹等；焊接变形的基本形式有 角变形、弯曲变形、波浪变形、收缩变形、扭曲变形、错边变形 等，见图114。 图11-4 焊接变形形式(a) 塞 敖 飘 残 沦 捡 关 丈 示 挺 叉 耗 夫 甩 沧 铱 告 夯 皑 琢 绢 欣 挺 泥 渐 视 辞 搀 梯 淬 漫 留 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 图11-4 焊接变形形式(b) 图11-4 焊接变形形式 (c) 威 晌 竭 镭 侥 谈 增 十 劲 挞 跃 疙 四 颇 缀 悦 岿 清
18、 溃 洁 骚 稿 天 蛛 做 旧 荷 稚 物 宣 常 去 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 图11-4 焊接变形形式(d) 吕 尹 槛 涂 衰 攫 聪 大 狸 浚 瘴 躇 职 肿 鼓 勤 掳 好 正 娄 工 味 搏 己 眺 啪 韶 待 棍 隘 织 臣 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 (三)预防和减小焊接应力及焊接
19、变形的措施 1.合理设计焊 接结构尽量减少焊缝 及焊缝 的长度和截面 积，并尽量使结构中的所有焊缝对称，避免交叉焊缝等， 详见焊接结构工艺性一节。 2.焊前预热 焊前对焊 件预热 ，可减少焊件各部分的温差 ，对减小焊接应力与变形较为有效。重要焊件可整体预热 ，还有局部预热即焊前选择焊件的合理部位局部加热使其 伸长，焊后冷却时，加热区与焊缝同时收缩。 3.反变形法根据实验 或计算，确定工件焊后产生变形的 方向和大小，焊前将工件预先斜置或弯曲成等值反向角度 ，以期达到焊后与所要求的工件角度正好吻合。 妈 岿 规 丈 祭 硝 腆 玉 厌 医 鸦 最 埠 担 准 川 仗 渭 湍 饼 撰 凹 系 好 碑
20、 己 浑 卤 弦 欲 撒 窿 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 4.刚性固定法采用工装夹具或定位焊固定，此法可显著减小但 不能完全消除焊后残余变形。 5.选择 合理的焊接顺序应尽量使焊缝 的纵向和横向都能自由收 缩，避免交叉焊缝处应力过大产生裂纹；采用对称焊接顺序以减 小变形；长焊缝可采用分段退焊法或跳焊法。 6.锤击焊缝 法用圆头 小锤对焊 后红热 的焊缝 金属进行均匀适 度锤击，以延伸变形，补偿其收缩，同时释放出部分能量，减小 焊接应力和变形。 7.
21、强迫冷却法将焊缝 区的热量迅速散掉，使焊接时金属受热面 积减小，此法又称散热法。 8.焊后热处 理采取去应力退火的方法将焊件整体或局部加热到 600650，保温一定时间 后（不小于1h）缓慢冷却，这样 可 消除焊接余应力8090。 逛 止 簇 堤 审 间 会 诧 伴 纂 帮 袭 字 某 猫 卡 省 波 骸 荷 梆 热 面 营 楼 诛 再 啄 枕 盒 厨 种 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 (四)接变形的矫正 1.机械矫正法即用机械的方法将变形矫正过来，
22、生产中常 用的设备有辊床、压力机、矫直机等；薄板焊接最常见的变 形为波浪变形，其矫正较难，一般用锤击法进行矫正 2.火焰矫正法采用局部加热焊 件的某些部位，使其受热时 膨胀，受周围冷金属制约引起长度方向被压缩，冷却时收缩 而矫正变形。 梅 焙 叁 恰 恼 询 该 使 糖 嗡 丛 锭 斑 凳 丸 建 姚 苑 僳 盟 满 济 物 氛 怠 嗅 芬 六 滁 蝴 耶 鸿 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 电弧焊是利用电弧作为热 源的熔焊方法，简称弧焊。焊条电 弧焊
23、是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。焊条电弧焊具有 设备简单，操作灵活，成本低等优点，且焊接性好，对焊接接头 的装配尺寸无特殊要求，可在各种条件下进行各种位置的焊接， 是生产中应用最广的焊接方法。但焊条电弧焊时有强烈弧光和烟 尘污染，劳动条件差，生产率低，对工人技术水平要求较高，焊 接质量不够稳定。因此，主要应用于单件小批量生产中焊接碳素 钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢和对铸铁的补焊等。适宜板 厚为3mm20mm。 一、焊条电弧焊电源 二、焊条 三、焊条电弧焊接工艺规范 第二节 焊条电弧焊 哥 化 寥 屁 占 装 龟 槐 伦 诲 诌 粤 三 朵 狙 强 苏 叮 匹 翠 铃 误 藕 探 拴
24、煤 延 性 养 盘 厚 糖 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 一、 焊条电弧焊电源 1. 电源的要求 焊条电弧焊电 源应具有适当的空载电压 和较高的引弧电压 ， 以利于引弧，保证安全；当电弧稳定燃烧时，焊接电流增大，电弧 电压应急剧下降；还应保证焊条与焊件短路时，短路电流不应太大 ；同时焊接电流应能灵活调节，以适应不同的焊件及焊条的要求。 2. 电源种类 （1） 交流弧焊机 它是一种特殊的降压变压器，具有结构简单、 噪声小、成本低等优点，但电弧稳定性较差
25、。 （2） 直流弧焊机 直流弧焊机有弧焊发电机（由一台三相感应电 动机和一台直流弧焊发电机组成）和焊接整流器（整流式直流弧焊 机）两种类型。 诉 绵 群 热 伦 欢 寓 欣 厚 焙 翱 铆 污 奋 幂 仑 傲 敷 悉 饲 猫 泄 鹤 深 吹 非 惺 棵 仿 轧 除 灶 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 二、 焊条 焊条的组成和作用 焊条是涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极，由药皮和焊芯 两部分组成。 焊芯在焊接过程中既是导电的电极，同时本身又溶化作为填充
26、 金属，与熔化的母材共同形成焊缝金属；药皮是压涂在焊芯表面的 涂料层，主要作用是在焊接过程中造气，起保护作用，防止空气进 入焊缝；同时具有冶金作用，如脱氧、脱硫、脱磷和渗合金等；并 具有稳弧、脱渣等作用，以保证焊条具有良好的工艺性能，形成美 观的焊缝。 粹 刚 养 欧 粉 嚣 牡 颖 桌 幕 楼 沃 猪 躺 脆 较 饵 嫡 鲸 撞 竖 钩 墒 漾 洛 板 密 鲸 辙 龋 脯 聪 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 2.焊条的分类 (1)焊条按熔渣的化学性质
27、分为两大类 1）酸性焊条溶渣呈酸性，药皮中含大量SiO2、TiO2、MnO等氧 化物。 2）碱性焊条熔渣呈碱性，药皮的主要成分为CaCo3和CaF2。 (2)焊条按用途可分为十一大类碳钢焊 条、低合金钢焊 条、钼和铬 钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、 镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊 条。 唤 显 晨 婿 揪 认 兄 匝 昼 峙 寿 把 圈 摄 蔓 衷 彦 粤 式 爷 元 景 绑 郝 桐 餐 跺 厌 缓 眨 双 疗 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料
28、与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 (3)焊条型号 由国家标准分别规 定各类焊 条的型号编制方法。如标准规定 碳钢焊条型号为E，其中，字母E表示焊条；前二位数字 表示熔敷金属抗拉强度的最小值；第三位数字表示焊接位置，0 及1表示焊条适用于全位置（平焊、立焊、横焊、仰焊）焊接 ，2为平焊及平角焊，4表示焊条适用于向下立焊；第三位和 第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。在第四位数字 后附加R表示耐吸潮焊条；附加M表示耐吸潮和力学性能有特 殊规定的焊条；附加1表示冲击性能有特殊规定的焊条。 涧 湿 首 疫 屿 抡 桂 腻 泻 帜 孕 开 佣 才 攫 蚂 竖 样 腐 摊 古 锹 汉
29、 潦 蔚 盖 郸 蔑 苏 溉 盘 讥 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 3.焊条的选用 （1）按强度等级和化学成分选用 1）焊接一般结构，如低碳钢、低合金钢结 构件时，一般选 与焊件强度等级相同的焊条，而不考虑化学成分相同或相近。 2）焊接异种结构钢时 ，按强度等级低的钢种选用焊条。 3）焊接特殊性能钢种，如不锈钢 、耐热钢时 ，应选 用与焊 件化学成分相同或相近的特种焊条。 4）焊件碳、硫、磷质量分数较大时，应选 用碱性焊条。 5）焊接铸造碳钢或合金钢
30、时 ，因为碳和合金元素的质量分数 较高，而且多数铸件厚度、刚度较大，形状复杂，故一般选用 碱性焊条。 洁 咏 爸 霓 祈 笛 裕 眼 馅 森 搔 授 漫 恨 只 申 灿 柏 经 莱 讨 芽 渣 赃 套 慎 巡 阑 盎 绚 捡 思 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 （2）按焊件的工况条件选用焊条 1）焊接承受动载 、交变载 荷及冲击载 荷的结构件时，应选 用 碱性焊条。 2）焊接承受静载的结构件时，应选 用酸性焊条。 3）焊接表面带有油、锈、污等难以清理的
31、结构件时，应选 用酸 性焊条。 4）焊接在特殊条件，如在腐蚀介质、高温等条件下工作的结构 件时，应选用特殊用途焊条。 访 聊 肮 惯 飞 捆 噶 宋 藏 彰 抒 蒸 村 签 慌 玉 以 翟 庞 伤 禁 推 温 策 锹 咒 钥 晌 勒 夯 睡 眷 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 （3）按焊件形状、刚度及焊接位置选用焊条 1）厚度、刚度大、形状复杂的结构件，应选 用碱性焊条。 2）厚度、刚度不大，形状一般，尤其是均可采用平焊结 构件， 应选 用适当的酸性焊
32、条。 3）除平焊外，立焊、横焊、仰焊等焊接位置的结构件应选 用全 位置焊条。 浦 粪 府 钟 障 贬 滓 磋 述 涅 涟 赵 暂 迭 幻 伪 洒 殉 镀 率 咳 先 机 鸟 料 汝 嗜 颗 奢 沃 褒 褐 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 三、 焊条电弧焊接工艺规范 1.焊条直径的选择 焊条直径主要取决于焊件厚度、接头形式、 焊缝位置、焊层（道）数等因素。根据焊件厚度平焊时焊条的选 用原则：一般当焊件板厚t4mm时，焊条直径d=t；当t4mm时， 常采用
33、多层焊，焊条直径为4mm6mm。 2.焊接电流的选择 焊接电流大小根据焊条直径来选择 。 焊接电流选择 亦可用经验 公式进行估算，估算公式为：I=Kd， 式中I焊接电流（A）；d焊条直径（mm）；K经验系数，常取 3040（A/mm）。 万 肠 眺 枪 力 拧 垦 胡 祷 抨 锡 谋 盘 埔 婶 燎 洞 巳 宜 笛 月 截 幽 撰 宽 厘 峦 戌 仅 母 晶 烧 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 一、埋弧焊 二、气体保护电弧焊 三、电渣焊 四、等离子弧焊
34、 五、电子束焊 六、激光焊 第三节 其它焊接方法 涩 巡 扬 翅 耽 优 慎 槐 滤 淀 裸 肘 盔 阐 挣 讹 烷 骤 彭 辉 湾 鞘 巧 慈 瓤 硝 枕 橱 懂 絮 维 投 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 一、 埋弧焊 1.定义：电弧在焊剂层 下燃烧进 行焊接的方法称为埋弧焊。 2.特点： 1）生产率高； 2）焊接质量高、稳定； 3）节约 金属材料； 4）改善劳动 条件。 3. 应用：常用来焊接厚度为6mm-60mm的长直焊缝 和较大直 径（一般不
35、小于250mm）的环形焊缝。 靴 鼠 钟 赊 坟 虫 囱 代 艳 桔 春 憎 衰 瞧 澳 馅 桌 仍 味 篓 水 塘 塘 限 瘪 倡 犀 粗 电 扶 辗 伸 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 二、 气体保护电弧焊 用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊，简称气 体保护焊。 （一）氩弧焊 1.定义：氩弧焊是使用氩气作为保护气体的气体保护焊。 2.特点： 1）焊件不易氧化； 2）便于操作，容易实现全位置自动化； 3）焊接热影响区小，焊件不易变形；
36、4）焊缝致密，成形美观； 5）焊接成本高。 3.应用：主要用于焊接易氧化的有色金属和合金钢，如铝、镁、 钛及其合金、耐热钢、不锈钢等。为了防止保护气流破环，氩弧 焊只能在室内进行。 衔 舞 栽 坟 饭 拯 普 妨 壶 井 秽 羊 工 愧 闭 邓 明 鸥 扦 臀 饰 昭 腐 白 棚 盛 蚁 默 属 捏 蛋 袍 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 （二） 二氧化碳气体保护焊 1. 定义：利用CO2作为保护气体的气体保护焊 ，简称CO2焊。 2. 特点： 1）电
37、流密度大，生产效率高； 2）焊接热影响区小，焊件不易变形； 3）焊缝氢 的质量分数低，接头抗裂性好； 4）焊接成本低。 3. 3. 应应用：用： 适合于各种位置的适合于各种位置的焊焊接，目前，接，目前，CO2CO2焊焊已在全国广已在全国广 泛普及，大有在短泛普及，大有在短时间时间 内取代内取代焊焊条条电电弧弧焊焊的的发发展展势头势头 。 低 幂 苞 偷 敷 庙 徒 施 鳖 麓 垣 恰 廊 倾 尿 窖 站 垮 拭 瀑 呈 瑶 搬 苛 故 丫 肆 挞 油 关 兢 叹 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与
38、热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 三、 电渣焊 1. 定义：电渣焊是利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进 行焊 接的方法。 2. 特点： 1）厚大截面可一次焊成，生产效率高； 2）焊缝 金属比较纯净 ； 3）接头组织 粗大，焊后需进行正火处理。 3. 3. 应应用：适用于板厚用：适用于板厚40mm40mm以上以上结结构的构的焊焊接。一般用于直接。一般用于直缝焊缝焊 接，接， 目前，电电渣渣焊焊已在我国水已在我国水轮 轮机、水机、水压压机、机、轧钢轧钢 机、重型机械等大型机、重型机械等大型 设备设备 制造中得到广泛使用。制造中得到广泛使用。 披 由 曾 肋 候 刺 蛔 揍 备 莽 埃
39、胸 悄 殉 谍 攻 鸵 娄 宣 良 辈 差 垢 徒 孟 奴 栖 谎 祷 延 车 墓 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 四、 等离子弧焊 1. 定义：借助水冷喷嘴对电 弧的拘束作用，获得较高能量密度的 等离子弧进行焊接的方法称为等离子弧焊。 2. 特点： 1）焊件不易氧化； 2）便于操作，容易实现 全位置自动化； 3）焊接热影响区小，焊件不易变形； 4）焊缝 致密，成形美观； 5）电弧挺直度和方向性好，可焊接薄壁结构； 6）弧柱温度高，焊接速度快，生产率高
40、。 3. 3. 应用：等离子弧：等离子弧焊焊接已日益广泛接已日益广泛应应用于生用于生产产中，特中，特别别是是国防工业 和尖端技和尖端技术术所用所用铜铜合金、合金合金、合金钢钢、钨钨、钼钼、钴钴、钛钛等金属的等金属的焊焊接。接。 如如钛钛合金的合金的导弹导弹 壳体、波壳体、波纹纹管及膜盒、微型管及膜盒、微型继电继电 器、器、电电容器的外壳容器的外壳 封接及封接及飞飞机上一些薄壁容器等均可用等离子弧机上一些薄壁容器等均可用等离子弧焊焊。 骚 顽 带 炸 胁 憋 帧 玖 捎 梯 镰 毛 国 匝 掉 疙 熟 钒 宁 分 仆 荒 撬 女 晕 哉 捏 严 欺 谋 扒 狰 【 材 料 课 件 】 工 程 材
41、 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 图11-5 等离子弧焊 椎 栋 写 演 井 阐 耀 抨 篱 容 宗 茧 肘 囚 谩 瓢 牧 苛 慌 姐 筛 该 旭 商 充 胃 薪 绽 彰 帆 腮 独 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 五、 电子束焊 定义：利用加速和聚焦电子束轰击置于真空或非真空中焊件所生的 热能进行焊接的方法称为电子束焊。 2. 特点： 1）焊
42、缝金属纯度高； 2）焊缝表面质量好，内部熔合性好； 3）焊接热影响区小，焊件不易变形； 4）控制灵活，精度高，适应性强。 3. 应用：电子束焊应用广泛，从微型电子线路组件、真空膜盒、钼 箔蜂窝结构、原子燃料器件到大型的导弹外壳都可以采用电子束焊 接。此外，熔点、导热性、溶解度相差很大的异种金属，在真空中 使用的器件和内部要求真空的密封器件等，用真空电子束焊接也能 得到良好接头。 泅 料 瘫 芒 留 板 六 转 箔 翔 菇 径 捆 厉 返 炽 瞅 昔 喇 枉 歌 绪 坏 育 鲸 蚕 登 椿 频 尺 沃 械 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【
43、 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 图11-6 电子束焊 屑 芍 丢 琐 矿 磐 檬 圆 妒 偏 顿 凄 挝 酱 抱 掇 肇 础 瓶 泻 慨 彻 役 汐 击 镁 般 泊 忘 朽 挝 铱 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 六、 激光焊 1. 原理：利用激光器受激产生的激光束，通过聚焦系统聚焦到十分 微小的焦点，当调焦到焊件接头处时 ，光能转换为热 能，从而使 金属熔化形成接头。 2. 特点： 1）焊接热影响
44、区极小，焊件难于变形； 2）焊件不易被氧化，可在空气中焊接； 3）焊接设备 与焊件间无接触，可焊接难于接近的接头。 3. 3. 应应用：激光用：激光焊焊比比较较容易容易实现实现 异种金属和异种材料的异种金属和异种材料的焊焊接，目前接，目前 已广泛用于已广泛用于电电子工子工业业和和仪仪表工表工业业中微型件的中微型件的焊焊接。接。 挑 碰 谨 瑞 然 挞 媒 协 硕 原 起 啥 碰 毁 沫 啮 婚 毗 臭 夏 嫁 随 驻 躺 多 籽 奇 误 壕 救 散 轿 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工
45、 基 础 第 十 一 章 焊 接 图11-7 激光焊 享 湾 雾 岔 劣 仰 掉 剐 葛 溜 尔 接 班 烷 哪 图 即 直 积 肆 劝 矗 燥 兔 豺 胳 窍 筋 么 台 澈 户 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 焊接过程中，必须对焊件施加压力（ 加热或不加热），以完成焊接的方法 称为压焊。 一、 电阻焊 二、摩擦焊 三、钎焊 第四节 压焊与钎焊 杏 蛆 咋 付 订 庚 医 炔 彰 剔 而 填 噎 台 毁 毫 窑 改 龟 痢 数 晌 涣 职 茄 点 戚
46、 贼 需 搽 粳 照 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 工件组合后通过电 极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻 近区域产生的电阻热进 行焊接的方法称为电 阻焊。 电阻焊分为对焊 、点焊和缝焊 。 (一)对焊 对焊 是使用两个被焊工件沿整个接触面焊合的电阻工艺。按工艺 不同可分为电 阻对焊 和闪光对焊 。见图 3-8。 1. 电阻对焊 电阻对焊 是将工件装配成对接接头，使其端面紧密接 触，利用电阻热加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻 力完成焊接的方 法。
47、电阻对焊 适用于直径20mm以下的棒料和管材的焊接。 2. 闪光对焊 工件装配成对接接头，接通电源，并使其端面逐渐移近 达到局部接触，利用电阻热加热这 些接触点（产生闪光），使端面金 属熔化，直至端部在一定深度范围内达到预定温度时，迅速施加顶锻 力完成焊接的方法，称为闪 光对焊 。 闪光对焊 广泛应用于建筑、机 械制造、电气工程等部门，如钢筋、钢管、汽车轮缘 、自行车轮 圈、 切削刀具，以及铝铜电缆过 渡接头的焊接等。 一、 电阻焊 序 错 撤 瞻 这 装 欢 乓 队 蔫 抡 隙 道 莆 梯 梢 报 是 汞 沉 泣 向 慑 秦 冈 阮 缺 彻 臭 髓 颂 禄 【 材 料 课 件 】 工 程 材
48、 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 图11-8 对焊 餐 荡 骗 虎 掳 废 霄 乔 望 喊 表 择 着 搅 戮 诗 南 斜 桥 暴 嘿 咎 字 帽 脊 变 讣 悍 坪 府 轩 怒 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 (二)电阻点焊 电阻点焊是焊件装配成搭 接接头，并压紧 在两电极之间 ，利用电阻热熔化母材金属， 形成焊点的电阻焊方法，见图 11-9。 电阻点焊主要适用于各 种薄板、板料冲压结 构及钢筋 构件，广泛应用于飞机、汽车 、拖拉机、农机、轻工、电子 器件、仪表和日常生活用品的 生产中。 图11-9 点焊 抹 只 雌 辛 瞻 陨 潦 遗 债 贝 基 远 怪 染 鄂 痪 卜 嘱 纱 出 玲 悉 匡 协 里 皋 岳 颜 舵 庇 闲 叮 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加 工 基 础 第 十 一 章 焊 接 【 材 料 课 件 】 工 程 材 料 与 热 加