釬焊接頭的設(shè)計(jì)_材料科學(xué)_工程科技.ppt

,第四章 釬焊的接頭設(shè)計(jì),釬焊生產(chǎn)工藝流程,釬焊前零件表面處理,零件的裝配和固定,釬焊工藝確定,釬焊后的處理工序,脫脂 去膜,接頭設(shè)計(jì),工藝參數(shù)的確定 釬料形狀的確定 釬料數(shù)量的確定 釬料放置,熱處理與清除,焊后質(zhì)量檢驗(yàn),生產(chǎn)工藝流程的重要性,釬焊生產(chǎn)工藝流程,釬焊工藝過程,釬焊的接頭設(shè)計(jì),焊接結(jié)構(gòu)對(duì)接頭的要求是什么？,接頭應(yīng)與被連接零件具有相等的承受外力的能力.,接頭設(shè)計(jì),釬焊的接頭設(shè)計(jì),釬焊接頭設(shè)計(jì)是影響釬焊質(zhì)量和接頭性能的重要因素. 在設(shè)計(jì)釬焊接頭時(shí)必須要考慮以下幾個(gè)方面： 接頭的形式 釬料的放置方法 接頭的定位方法 裝配間隙等。,釬焊接頭形式,熔焊與釬焊接頭形式,搭接的接頭強(qiáng)度最高，其次是斜接，最差的是對(duì)接，所以承受載荷的零件，一般設(shè)計(jì)成搭接的接頭形式。對(duì)接只用在承受載荷很小的厚壁構(gòu)件中，當(dāng)釬焊薄壁零件時(shí)，可采用鎖邊接頭以提高接頭強(qiáng)度及密封性.,熔焊與釬焊接頭形式,典型的釬焊接頭,(1)平板釬焊的接頭形式,(2)T形和斜角釬焊的接頭形式,(3)管或棒與板的接頭形式,(4)管件釬焊的接頭形式,釬焊設(shè)計(jì)的基本處理方法是?,盡可能的使接頭局部搭接化.,釬焊的接頭設(shè)計(jì),搭接的缺點(diǎn)是:一方面,增加了母材的消耗,增加結(jié)構(gòu)重量;二是接頭截面有突然變化,易產(chǎn)生應(yīng)力集中。,由于受力狀態(tài)的不同，在接頭面積相等時(shí)，搭接接頭的抗剪強(qiáng)度小于對(duì)接接頭的抗拉強(qiáng)度。,當(dāng)不采用搭接形式也能滿足要求時(shí),則應(yīng)盡可能不用搭接接頭.,釬焊的接頭設(shè)計(jì),搭邊長度,釬焊的接頭設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)原則: 接頭強(qiáng)度與焊件的承載能力相等,示例 板件搭接釬焊 套接管接頭,F管件橫截面積 D管件直徑,H焊件材料的厚度,釬焊的接頭設(shè)計(jì),生產(chǎn)中通常不是經(jīng)過公式計(jì)算而是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定的。 生產(chǎn)中，薄板搭接時(shí)，對(duì)于采用銀基、銅基、鎳基等強(qiáng)度比較高的釬焊接頭，采用的搭接長度?。ǎ?。 對(duì)于采用錫鉛等強(qiáng)度比較低的軟釬料接頭，?。ǎ：鼙〖r(shí)為裝配方便，也?。ǎ?但搭接長度不能大于15。搭接長度太短，不能滿足強(qiáng)度要求，若太長，不但耗費(fèi)材料，增加構(gòu)件的質(zhì)量，而且還會(huì)產(chǎn)生低應(yīng)力破壞。,釬焊接頭強(qiáng)度受釬料的強(qiáng)度,釬料與母材三者的配合,接頭的間隙,缺陷的大小等多種因素影響.因此要兼顧材料的選擇、接頭的設(shè)計(jì)及釬焊操作。設(shè)計(jì)應(yīng)注意： 接頭中釬縫盡可能與受力方向平行 為了加熱均勻，應(yīng)力分布平均，接頭區(qū)域的厚度盡可能接近 接頭中不形成中斷釬料毛細(xì)管作用的拐角 接頭的間隙與釬料的體積配合恰當(dāng)，防止由于釬料凝固收縮后產(chǎn)生不完整的釬縫或釬料的溢流。,釬焊的接頭設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)氣密性、水密性接頭，采用搭接接頭，適當(dāng)增加搭接長度，可以提高強(qiáng)度，減少滲漏。,釬焊的接頭設(shè)計(jì),軟釬焊采用補(bǔ)強(qiáng)接頭，軟釬焊一般采用薄板，很容易加工，所以使得補(bǔ)強(qiáng)很方便,釬焊的接頭設(shè)計(jì),釬焊的接頭設(shè)計(jì),線接觸接頭形式間隙有時(shí)是可變的，毛細(xì)作用只在有限的范圍內(nèi)起作用，接頭強(qiáng)度不是太高。這種接頭主要用于釬縫受壓，或受力不大的結(jié)構(gòu),避免應(yīng)力集中的接頭,釬縫間隙值的確定,釬縫間隙是兩待焊零件的釬焊面之間的距離。間隙對(duì)接頭的性能有極大的影響，主要是間隙對(duì)釬焊的以下過程有： ）釬料的毛細(xì)填縫過程， ）釬料從間隙中排出釬劑殘?jiān)蜌怏w的過程， ）母材與釬料的相互擴(kuò)散過程， ）母材對(duì)釬縫合金層受力時(shí)塑性流動(dòng)的機(jī)械拘束作用。,釬縫間隙值的確定,間隙偏小時(shí)強(qiáng)度下降原因:釬料填縫變的困難,間隙內(nèi)的氣體、釬劑殘?jiān)搽y以排出,在釬縫內(nèi)造成未釬透、氣孔或夾渣。 間隙偏大時(shí)強(qiáng)度下降的原因：毛細(xì)作用減弱，使釬料不能填滿釬縫間隙；母材對(duì)填縫釬料中心區(qū)的合金化作用消失；釬縫結(jié)晶生成柱狀鑄造組織和枝晶偏析。,釬縫間隙值的確定原則,）釬料對(duì)母材潤濕性越好，間隙越小； ）釬料與母材作用強(qiáng)烈必須增大間隙； ）釬料的流動(dòng)性好時(shí)，間隙小； ）釬料中含有高蒸氣壓組元時(shí)，間隙大； ）去膜過程對(duì)間隙值的選取有很大的影響,如右圖所示,采用氣體介質(zhì)去膜時(shí)采用小間隙；,釬焊其它設(shè)計(jì)原則,）不應(yīng)該把接頭布置在焊件上有形狀或截面發(fā)生急劇變化的部位，以避免應(yīng)力集中；不宜安排在剛度過大的地方，防止在接頭中形成很大的內(nèi)應(yīng)力。 ）異種材料熱膨脹系數(shù)相差懸殊時(shí)，考慮采用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償墊片。,釬焊其它設(shè)計(jì)原則,）釬焊不同厚度材料的時(shí)候，有時(shí)要考慮局部加厚薄件的接頭部位。 ）不應(yīng)把填縫釬料在釬縫外圍形成的圓弧形釬角作為一種消除應(yīng)力集中的辦法。由于釬角大小不易控制，難免生成鑄造組織，甚至出現(xiàn)溶蝕和縮孔。 ）對(duì)于要求承壓密封的釬焊接頭，盡量考慮使用搭接接頭。 ）在一些特殊情況下，要考慮在接頭上開工藝孔，如:釬料以箔狀放入間隙中使用，而釬焊面積較大且長寬比不大時(shí)。,間隙過小 填縫難 氣體、殘?jiān)y排出 未釬透、氣孔、夾渣 間隙過大 毛細(xì)作用弱 合金化不充分 鑄造組織、枝晶偏析 受力時(shí)母材對(duì)釬縫支承作用減弱 最佳間隙值 釬料與母材相互作用 鉛料粘度和流動(dòng)性 釬劑去膜過程,Sn/Pb釬料釬焊低碳鋼、黃銅和銅的最佳間隙,預(yù)置釬料的裝配,除火焰釬焊和烙鐵釬焊之外其余的釬焊方法均為預(yù)置釬料.,預(yù)置釬料的安置原則是什么？,1)盡可能利用釬料的重力作用和間隙的毛細(xì)作用，以保證釬料良好地填滿間隙； 2)釬料填縫時(shí)，間隙中的氣體或釬劑有排出通道； 3)釬料應(yīng)安置在不易潤濕及加熱中溫度較低的零件上： 4)安置要牢靠，不致在釬焊過程中因意外干擾而錯(cuò)動(dòng)位置。,預(yù)置釬料的裝配,釬料通常可作成絲狀、箔片狀及粉狀等以供選用。粉末狀釬料可用樹膠或聚乙烯醇溶液作黏結(jié)劑，黏附在釬縫上.,1.應(yīng)將釬料安放在釬料和母材受熱時(shí)溫度均勻的位置 2.且緊貼在不易潤濕或加熱較慢的母材上，并盡可能使熔化的釬料在釬縫中依靠重力填滿間隙。,預(yù)置釬料的裝配,第四章 釬焊的接頭設(shè)計(jì)及焊理,釬料有明置與暗置兩種方式 暗置方式同需要對(duì)零件作預(yù)先加工,切出釬料槽.增加了工作量,并降低了零件的承載能力. 因此,對(duì)薄件和簡單釬焊面積不大的接頭仍采用明置方式,對(duì)于釬焊面積大,構(gòu)造復(fù)雜,采用暗置方式,且釬料槽應(yīng)開在較厚零件上.,箔狀或墊片狀的釬料均應(yīng)以與釬縫相同形狀,稍大的面積,直接放置在釬縫間隙內(nèi),釬焊時(shí)并要加一定的壓力壓緊接頭,以保證填滿間隙. 顆粒狀的釬料易散落,借以適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑調(diào)成膏狀使用為宜.,環(huán)狀釬料的放置,閉合接頭的結(jié)構(gòu),密閉容器要開設(shè)工藝孔,因?yàn)殁F焊時(shí)容器內(nèi)的空制受熱膨脹,阻礙釬料填隙,也可能使填滿間隙的釬料重新排出,故開設(shè)工藝孔.,涂阻流劑,為防止釬料流失要涂阻流劑。 阻流劑主要是由氧化物，如氧化鋁、氧化鈦或氧化鎂等穩(wěn)定氧化物與適當(dāng)?shù)恼辰觿┙M成。 釬焊前將糊狀阻流劑涂在鄰近接頭的零件表面上。由于釬料不能潤濕這些物質(zhì)，故被阻止流動(dòng)。 釬焊后再將他去除。阻流劑在保護(hù)氣氛爐中釬焊和真空爐中釬焊中用得很廣。,釬焊接頭的定位,釬焊接頭的定位主要有兩方面： 一是工件接頭的定位； 二是釬料在工件中的定位。,工件接頭的定位,為保證毛細(xì)作用充分有效，裝配的部件在加熱和冷卻期間必須整齊排列放置。 預(yù)裝件焊接必須在完全冷卻后，才能移動(dòng)組裝部件。 如果在冷卻前移動(dòng)部件，強(qiáng)度將會(huì)被破壞，從而產(chǎn)生裂紋。,釬料的定位,接頭的裝配間隙,母材的線膨脹系數(shù)越大,裝配間隙也越大 釬料結(jié)晶間隔溫度區(qū)越大,裝配間隙也越大 釬料與