第6章 材料的連接技術(shù)

1、第六章第六章 材料的連接技術(shù)材料的連接技術(shù) 本章內(nèi)容：本章內(nèi)容： 焊接基本理論焊接基本理論 常用焊接技術(shù)與工藝特點(diǎn)常用焊接技術(shù)與工藝特點(diǎn)（重點(diǎn)）（重點(diǎn)） ； 焊接方法的選擇焊接方法的選擇（難點(diǎn)）（難點(diǎn)）； 焊接結(jié)構(gòu)工藝性焊接結(jié)構(gòu)工藝性（重點(diǎn)）（重點(diǎn)）。 第六章第六章 材料的連接技術(shù)材料的連接技術(shù) 連接技術(shù)連接技術(shù)（joining technology） 可拆連接可拆連接：螺紋連接、鍵連接、銷連接、型面連接；：螺紋連接、鍵連接、銷連接、型面連接； 永久性連接永久性連接：焊接、鉚釘連接、膠接等。：焊接、鉚釘連接、膠接等。成本低成本低 過(guò)盈配合連接過(guò)盈配合連接 既可拆，也可既可拆，也可 永久連接永久

2、連接 可拆連接可經(jīng)多次拆裝，拆裝時(shí)無(wú)需損傷連接中的任何零 件，且其工作能力不遭破壞。 永久性連接是在拆開(kāi)連接時(shí)，至少會(huì)損壞連接中的一個(gè)零 件，所以不可拆。 6-1 焊接理論焊接理論 焊接（焊接（welding）：）： 利用加熱或加壓手段，借助金屬原子結(jié)合與擴(kuò)散利用加熱或加壓手段，借助金屬原子結(jié)合與擴(kuò)散 作用，使分離的金屬永久的連接起來(lái)的方法。作用，使分離的金屬永久的連接起來(lái)的方法。 現(xiàn)代現(xiàn)代焊接方法：焊接方法：熔化焊、壓力焊、釬焊。熔化焊、壓力焊、釬焊。 主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)： （1 1）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量；）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量； （2 2）簡(jiǎn)化復(fù)雜零件和大型零件的制造；）簡(jiǎn)化復(fù)雜零件和大型零件

3、的制造； （3 3）適應(yīng)性好；可實(shí)現(xiàn)特殊結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)；）適應(yīng)性好；可實(shí)現(xiàn)特殊結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)； （4 4）滿足特殊連接要求；可實(shí)現(xiàn)不同材料間的連）滿足特殊連接要求；可實(shí)現(xiàn)不同材料間的連 接成型；接成型； （5 5）降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。）降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。 主要應(yīng)用：主要應(yīng)用： （1 1）制造金屬結(jié)構(gòu)件，如橋梁、輪船等；）制造金屬結(jié)構(gòu)件，如橋梁、輪船等； （2 2）制造機(jī)器零件和工具；）制造機(jī)器零件和工具； （3 3）修復(fù)。）修復(fù)。 氣門芯氣門芯 利用利用焊條焊條與與工件工件間產(chǎn)生的間產(chǎn)生的電弧熱電弧熱，將工件和，將工件和焊條熔化焊條熔化成成 為為熔池熔池，藥皮燃燒藥皮燃燒分解形成分解

4、形成熔渣熔渣和和氣體氣體，保護(hù)熔池內(nèi)金屬。，保護(hù)熔池內(nèi)金屬。 電弧向前移動(dòng)，新的熔池形成，舊的熔池冷卻凝固形成電弧向前移動(dòng)，新的熔池形成，舊的熔池冷卻凝固形成 焊縫焊縫，熔渣凝固成，熔渣凝固成渣殼渣殼。 最后形成最后形成焊接接頭焊接接頭將兩材料連接將兩材料連接 起來(lái)。起來(lái)。 焊接過(guò)程：焊接過(guò)程：以焊條電弧焊為例以焊條電弧焊為例 1 2 3 4 焊接接頭示意圖焊接接頭示意圖 1-焊縫；焊縫；2-熔合區(qū)；熔合區(qū)；3-熱影響區(qū)；熱影響區(qū)； 4-母材母材 熔化焊的本質(zhì)及特點(diǎn)熔化焊的本質(zhì)及特點(diǎn) 熔化焊的實(shí)質(zhì)是金屬熔化焊的實(shí)質(zhì)是金屬 熔化與結(jié)晶的過(guò)程，熔化與結(jié)晶的過(guò)程， 但但不同于煉鋼和鑄造不同于煉鋼和鑄

5、造 。 熔池存在時(shí)間短，冶熔池存在時(shí)間短，冶 金過(guò)程進(jìn)行不充分。金過(guò)程進(jìn)行不充分。 溫度高，氧化嚴(yán)重，溫度高，氧化嚴(yán)重， 熱影響區(qū)大。熱影響區(qū)大。 冷卻速度快，結(jié)晶后冷卻速度快，結(jié)晶后 易生成粗大的柱狀晶。易生成粗大的柱狀晶。 一、焊接熱過(guò)程及焊接熱源一、焊接熱過(guò)程及焊接熱源 焊接熱過(guò)程的特點(diǎn)焊接熱過(guò)程的特點(diǎn) 1）加熱的局部性）加熱的局部性溫度分溫度分 布不均布不均熱應(yīng)力、變形；熱應(yīng)力、變形； 2）焊接熱源移動(dòng)）焊接熱源移動(dòng)準(zhǔn)穩(wěn)定準(zhǔn)穩(wěn)定 溫度場(chǎng)溫度場(chǎng)計(jì)算困難；計(jì)算困難； 3）加熱速度和冷卻速度極）加熱速度和冷卻速度極 高。高。 焊接熱過(guò)程包括：焊接熱過(guò)程包括： 焊件的焊件的加熱加熱、焊件中的、

6、焊件中的熱傳遞熱傳遞及及冷卻冷卻過(guò)程。過(guò)程。 對(duì)于焊接熱源的要求：對(duì)于焊接熱源的要求： 1）能量密度高）能量密度高焊接加熱區(qū)小，熱量集中，生產(chǎn)率高；焊接加熱區(qū)小，熱量集中，生產(chǎn)率高； 2）熱源性能穩(wěn)定）熱源性能穩(wěn)定保證質(zhì)量；保證質(zhì)量； 3）高的熱效率）高的熱效率節(jié)約能耗。節(jié)約能耗。 主要焊接熱源有：電弧熱、化學(xué)熱、電阻主要焊接熱源有：電弧熱、化學(xué)熱、電阻 熱、等離子焰、電子束、激光束等。熱、等離子焰、電子束、激光束等。 2. 焊接熱源焊接熱源 1)電弧熱電弧熱 氣體介質(zhì)中放電過(guò)程所產(chǎn)生的熱能，是目前焊接熱源中應(yīng)用氣體介質(zhì)中放電過(guò)程所產(chǎn)生的熱能，是目前焊接熱源中應(yīng)用 最為廣泛的一種，如手工電弧焊

7、、埋弧自動(dòng)焊等。最為廣泛的一種，如手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊等。 2)化學(xué)熱化學(xué)熱 可燃?xì)怏w（氧、乙炔等）或鋁、鎂熱劑燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量，可燃?xì)怏w（氧、乙炔等）或鋁、鎂熱劑燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量， 如氣焊。這種熱源在一些電力供應(yīng)困難和邊遠(yuǎn)地區(qū)仍起重要的作用。如氣焊。這種熱源在一些電力供應(yīng)困難和邊遠(yuǎn)地區(qū)仍起重要的作用。 3)電阻熱電阻熱 電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的電阻熱，如電阻焊和電渣焊。采用這電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的電阻熱，如電阻焊和電渣焊。采用這 種熱源所實(shí)現(xiàn)的焊接方法，都具有高度的機(jī)械化和自動(dòng)化，有很高的種熱源所實(shí)現(xiàn)的焊接方法，都具有高度的機(jī)械化和自動(dòng)化，有很高的 生產(chǎn)率，但耗電量大生產(chǎn)率，但耗電量大。 4

8、)高頻熱源高頻熱源 有磁性的被焊金屬，利用高頻感應(yīng)所產(chǎn)生的二次電流作為有磁性的被焊金屬，利用高頻感應(yīng)所產(chǎn)生的二次電流作為 熱源，在局部集中加熱，實(shí)質(zhì)上也屬電阻熱。由于這種加熱方式熱量熱源，在局部集中加熱，實(shí)質(zhì)上也屬電阻熱。由于這種加熱方式熱量 高度集中，故可以實(shí)現(xiàn)很高的焊接速度，如高頻焊管等。高度集中，故可以實(shí)現(xiàn)很高的焊接速度，如高頻焊管等。 5)摩擦熱摩擦熱 由機(jī)械摩擦而產(chǎn)生的熱能，如摩擦焊。由機(jī)械摩擦而產(chǎn)生的熱能，如摩擦焊。 6)電子束電子束 在真空中，利用高壓高速運(yùn)動(dòng)的電子猛烈轟擊金屬局部表面，在真空中，利用高壓高速運(yùn)動(dòng)的電子猛烈轟擊金屬局部表面， 使這種動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能作為焊接熱源，如電

9、子束焊。使這種動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能作為焊接熱源，如電子束焊。 7)激光束激光束 通過(guò)受激輻射而使放射增強(qiáng)的單色光子流，即激光，它經(jīng)過(guò)通過(guò)受激輻射而使放射增強(qiáng)的單色光子流，即激光，它經(jīng)過(guò) 聚焦產(chǎn)生能量高度集中的激光束作為焊接熱源，如激光焊接等。聚焦產(chǎn)生能量高度集中的激光束作為焊接熱源，如激光焊接等。 焊接電弧焊接電弧 電弧是指兩電極之間強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象。電弧是指兩電極之間強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象。 電弧放電電壓最低，電流最大，溫度最高，發(fā)光最強(qiáng)。電弧放電電壓最低，電流最大，溫度最高，發(fā)光最強(qiáng)。 將電弧放電用作焊接熱源，既安全，加熱效率也高。將電弧放電用作焊接熱源，既安全，加熱效率也高。 電弧的

10、三個(gè)區(qū)電弧的三個(gè)區(qū) 陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)和弧柱區(qū)陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)和弧柱區(qū) 焊接電弧的溫度焊接電弧的溫度 C C和熱量分布和熱量分布 溫度溫度 C 熱量分布熱量分布 陽(yáng)極區(qū)：陽(yáng)極區(qū)： 2600 43 弧柱區(qū)：弧柱區(qū)： 60008000 21 陰極區(qū)陰極區(qū) ： 2400 36 由于電弧產(chǎn)生的由于電弧產(chǎn)生的熱量熱量在陽(yáng)極和陰極上有一定的差異，在陽(yáng)極和陰極上有一定的差異， 在使用直流電焊機(jī)焊接時(shí)，有兩種接線方法：在使用直流電焊機(jī)焊接時(shí)，有兩種接線方法： 直流正接：直流正接：焊件接正極，焊條接負(fù)極（厚板、酸性焊條）焊件接正極，焊條接負(fù)極（厚板、酸性焊條） 直流負(fù)接：直流負(fù)接：焊件接負(fù)極，焊條接正極（薄板、堿性低

11、氫焊焊件接負(fù)極，焊條接正極（薄板、堿性低氫焊 條、低合金鋼和鋁合金）條、低合金鋼和鋁合金） T T1 S S 焊接方向焊接方向 T3T2T1 O x y T2 溫度場(chǎng)的等溫線及溫度梯度溫度場(chǎng)的等溫線及溫度梯度 3. 焊接溫度場(chǎng)焊接溫度場(chǎng) 焊接時(shí)，焊件上存在 著不均勻的溫度分布。同 一時(shí)刻，其溫度由中心向 四周逐漸降低，等溫曲線 如圖所示。 由于熱源不斷移動(dòng)， 焊件上各點(diǎn)的溫度也在隨 時(shí)變化。因此，焊接溫度 場(chǎng)是不斷隨時(shí)間變化的。 4. 焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán) 焊接過(guò)程中，焊縫附 近母材上某一點(diǎn)，當(dāng)熱源 移近時(shí)，將急劇升溫，當(dāng) 熱源離去后，則迅速冷卻 。母材上某一點(diǎn)所經(jīng)受的 隨時(shí)間變化而升溫和降溫

12、 過(guò)程叫做焊接熱循環(huán)。 焊接熱循環(huán)具有加 熱速度快，溫度高，高溫 停留時(shí)間短和冷卻速度快 等特點(diǎn)。 加熱速度加熱速度H 加熱最高溫度加熱最高溫度TM 相變點(diǎn)以上停留時(shí)間相變點(diǎn)以上停留時(shí)間tH 冷卻速度冷卻速度C 焊焊 縫縫 不不 同同 點(diǎn)點(diǎn) 溫溫 度度 隨隨 時(shí)時(shí) 間間 的的 變變 化化 二、焊接化學(xué)冶金二、焊接化學(xué)冶金 焊接化學(xué)冶金過(guò)程焊接化學(xué)冶金過(guò)程： 焊接區(qū)內(nèi)各種物質(zhì)之間在高溫下相互作用的過(guò)程。焊接區(qū)內(nèi)各種物質(zhì)之間在高溫下相互作用的過(guò)程。 無(wú)保護(hù)的情況下在空氣中焊接時(shí)，焊縫金屬中含氧、氮無(wú)保護(hù)的情況下在空氣中焊接時(shí)，焊縫金屬中含氧、氮 量顯著增加，同時(shí)錳、碳等有益合金元素大量減少，這時(shí)，

13、量顯著增加，同時(shí)錳、碳等有益合金元素大量減少，這時(shí)， 焊縫金屬的強(qiáng)度雖然沒(méi)有問(wèn)題，但塑性和韌性急劇下降。所焊縫金屬的強(qiáng)度雖然沒(méi)有問(wèn)題，但塑性和韌性急劇下降。所 以，為了得到優(yōu)質(zhì)的焊縫金屬，必須研究焊接化學(xué)冶金的特以，為了得到優(yōu)質(zhì)的焊縫金屬，必須研究焊接化學(xué)冶金的特 點(diǎn)，找出其本身固有的規(guī)律。點(diǎn)，找出其本身固有的規(guī)律。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 從焊接材料被加熱、熔化開(kāi)始，經(jīng)熔滴過(guò)渡，最后到達(dá)從焊接材料被加熱、熔化開(kāi)始，經(jīng)熔滴過(guò)渡，最后到達(dá) 熔池中，焊接化學(xué)冶金反應(yīng)過(guò)程是分區(qū)域（如：熔池中，焊接化學(xué)冶金反應(yīng)過(guò)程是分區(qū)域（如：藥皮反應(yīng)區(qū)、藥皮反應(yīng)區(qū)、 熔滴反應(yīng)區(qū)、熔池反應(yīng)區(qū)熔滴反應(yīng)區(qū)、熔池反應(yīng)區(qū)）連續(xù)進(jìn)行的）

14、連續(xù)進(jìn)行的 。 藥皮反應(yīng)區(qū)藥皮反應(yīng)區(qū) 100-100-藥皮熔點(diǎn)：藥皮熔點(diǎn)：水分蒸發(fā)水分蒸發(fā)、某些物質(zhì)分解某些物質(zhì)分解（有機(jī)物、（有機(jī)物、 碳酸鹽和高價(jià)氧化物等發(fā)生分解，析出碳酸鹽和高價(jià)氧化物等發(fā)生分解，析出H H2 2、COCO2 2和和O O2 2等氣體）等氣體） 、 鐵合金的氧化鐵合金的氧化等。等。 焊接化學(xué)冶金反應(yīng)區(qū)焊接化學(xué)冶金反應(yīng)區(qū) 以焊條電弧焊為例：以焊條電弧焊為例： 熔滴反應(yīng)區(qū)：熔滴反應(yīng)區(qū)：熔滴形成、長(zhǎng)大、落入熔池的過(guò)程：熔滴形成、長(zhǎng)大、落入熔池的過(guò)程：氣體的分氣體的分 解和溶解、金屬的蒸發(fā)、金屬及其合金成分的氧化還原、焊縫解和溶解、金屬的蒸發(fā)、金屬及其合金成分的氧化還原、焊縫 金

15、屬的合金化金屬的合金化等，反應(yīng)時(shí)間短（等，反應(yīng)時(shí)間短（0.010.1s），平均溫度高），平均溫度高 （20002800K），是冶金反應(yīng)最激烈的部位，對(duì)焊縫成分的），是冶金反應(yīng)最激烈的部位，對(duì)焊縫成分的 影響最大。影響最大。 熔池反應(yīng)區(qū)：熔池反應(yīng)區(qū)：熔滴、熔渣、熔化的母材金屬相混合或接觸階熔滴、熔渣、熔化的母材金屬相混合或接觸階 段：各相間的段：各相間的物理化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)物理化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，直至進(jìn)行，直至金屬凝固金屬凝固，形成焊，形成焊 縫。該區(qū)溫度較熔滴反應(yīng)區(qū)低，約為縫。該區(qū)溫度較熔滴反應(yīng)區(qū)低，約為18002200K，溫度分布，溫度分布 極不均勻，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，可持續(xù)數(shù)秒。極不均勻，反應(yīng)時(shí)間較

16、長(zhǎng)，可持續(xù)數(shù)秒。 N2和和O2的影響：的影響： ： Fe+OFeO，C+OCO，Mn+OMnO， Si+2OSiO2 水汽的影響：水汽的影響： H2O2H+O 2. 氣相對(duì)焊縫金屬的影響氣相對(duì)焊縫金屬的影響 來(lái)源：焊接材料（來(lái)源：焊接材料（焊條藥皮、焊劑和焊芯）焊條藥皮、焊劑和焊芯） 機(jī)械保護(hù)作用機(jī)械保護(hù)作用 熔渣的比重一般輕于液態(tài)金屬， 高溫下浮在液態(tài)金屬的表面，使之 與空氣隔離，可避免液態(tài)金屬中合 金元素的氧化燒損，防止氣相中的 氫、氮、氧、硫等直接溶入，并減 少液態(tài)金屬的熱損失。 熔渣凝固后形成的渣殼覆蓋在 焊縫上，可以繼續(xù)保護(hù)處在高溫下 的焊縫金屬免受空氣的有害作用。 3. 熔渣及其對(duì)

17、金屬的作用熔渣及其對(duì)金屬的作用 作用：機(jī)械保護(hù)，冶金處理，改善成形工藝性能作用：機(jī)械保護(hù)，冶金處理，改善成形工藝性能 冶金處理作用冶金處理作用 適當(dāng)?shù)娜墼煞?，可以去除金屬中的有害雜質(zhì)，適當(dāng)?shù)娜墼煞?，可以去除金屬中的有害雜質(zhì)， 如如脫氧、脫硫、脫磷和去氫脫氧、脫硫、脫磷和去氫。 熔渣還可以起到吸附或溶解液態(tài)金屬中非金屬夾熔渣還可以起到吸附或溶解液態(tài)金屬中非金屬夾 雜物的作用。焊接過(guò)程中，可通過(guò)熔渣雜物的作用。焊接過(guò)程中，可通過(guò)熔渣向焊縫中過(guò)渡向焊縫中過(guò)渡 合金合金。 脫硫、脫磷脫硫、脫磷：焊縫中硫和磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)焊縫中硫和磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.04時(shí)，極易產(chǎn)生裂紋。硫、時(shí)，極易產(chǎn)生裂紋。硫、

18、 磷主要來(lái)自基本金屬磷主要來(lái)自基本金屬(焊件焊件)，也可能來(lái)自焊接材料，一般選擇含硫、磷低的，也可能來(lái)自焊接材料，一般選擇含硫、磷低的 原材料，并通過(guò)藥皮原材料，并通過(guò)藥皮(或焊劑或焊劑)進(jìn)行脫硫脫磷，以保證焊縫質(zhì)量。進(jìn)行脫硫脫磷，以保證焊縫質(zhì)量。 脫氧：脫氧：通過(guò)在焊絲、焊劑或焊條藥皮中加入某種對(duì)氧親和力較大的元素，使通過(guò)在焊絲、焊劑或焊條藥皮中加入某種對(duì)氧親和力較大的元素，使 其在焊接過(guò)程中奪取氣相或氧化物中的氧，從而來(lái)減少被焊金屬的氧化及焊其在焊接過(guò)程中奪取氣相或氧化物中的氧，從而來(lái)減少被焊金屬的氧化及焊 縫的含氧量?？p的含氧量。 改善成形工藝性能作用改善成形工藝性能作用 適當(dāng)?shù)娜墼ɑ?/p>

19、焊條藥皮）構(gòu)成，對(duì)于熔焊適當(dāng)?shù)娜墼ɑ蚝笚l藥皮）構(gòu)成，對(duì)于熔焊電弧電弧 的引燃、穩(wěn)定燃燒、減少飛濺，改善脫渣性能及焊縫的引燃、穩(wěn)定燃燒、減少飛濺，改善脫渣性能及焊縫 外觀成形外觀成形等焊接工藝性能的影響至關(guān)重要；等焊接工藝性能的影響至關(guān)重要； 熔渣的不利作用熔渣的不利作用，如強(qiáng)氧化性熔渣可以使液態(tài)金，如強(qiáng)氧化性熔渣可以使液態(tài)金 屬增氧，可以屬增氧，可以侵蝕爐襯侵蝕爐襯；密度大或熔點(diǎn)過(guò)高的熔渣易；密度大或熔點(diǎn)過(guò)高的熔渣易 殘留在金屬中殘留在金屬中形成夾渣形成夾渣。 三、焊接接頭的金屬組織和性能三、焊接接頭的金屬組織和性能 焊接接頭焊接接頭： 0.焊縫區(qū)（焊縫區(qū)（熔融金屬熔融金屬） 1.熔合區(qū)熔合

20、區(qū)（交界）（交界） 熱影響區(qū)：熱影響區(qū)：焊縫兩側(cè)處于固態(tài) 的母材發(fā)生組織和性能變化的區(qū)域 2.過(guò)熱區(qū)、過(guò)熱區(qū)、 3.正火區(qū)、正火區(qū)、 4.部分相變區(qū)。部分相變區(qū)。 02 3 45 1 1 2 3 4 5 0t t A E G S Wc/%0.15 低碳鋼焊接時(shí)熱影響區(qū)組織變化低碳鋼焊接時(shí)熱影響區(qū)組織變化 區(qū)域區(qū)域 加熱最加熱最 高溫度高溫度 冷卻后組織冷卻后組織性能性能 0.焊縫焊縫液相線以上液相線以上 鑄態(tài)組織（細(xì)鑄態(tài)組織（細(xì) 化）化） 不低于母材不低于母材 1.熔合區(qū)熔合區(qū) （半熔化區(qū)半熔化區(qū)） 液、固相線液、固相線 之間之間 鑄態(tài)粗晶，鑄態(tài)粗晶， 過(guò)熱粗晶過(guò)熱粗晶 性能最差，有性能最差，

21、有 應(yīng)力集中應(yīng)力集中 2.過(guò)熱區(qū)過(guò)熱區(qū) 1100-固相固相 線線 過(guò)熱粗晶組織過(guò)熱粗晶組織塑性韌性差塑性韌性差 3.正火區(qū)正火區(qū)Ac1 - - 1100 細(xì)小正火組織細(xì)小正火組織 (F+S) 性能最好性能最好 4.部分相部分相 變區(qū)變區(qū) Ac1Ac3 已相變和未相變比較已相變和未相變比較 晶粒大小不均勻晶粒大小不均勻 比正火區(qū)稍差比正火區(qū)稍差 焊后熱處理焊后熱處理 正確的焊接方法正確的焊接方法 四、焊接過(guò)程模擬四、焊接過(guò)程模擬 焊接熱過(guò)程的數(shù)值模擬焊接熱過(guò)程的數(shù)值模擬 焊縫金屬凝固和焊接接頭相變過(guò)程的數(shù)值模擬焊縫金屬凝固和焊接接頭相變過(guò)程的數(shù)值模擬 焊接應(yīng)力和應(yīng)變發(fā)展過(guò)程的數(shù)值模擬焊接應(yīng)力和應(yīng)

22、變發(fā)展過(guò)程的數(shù)值模擬 非均質(zhì)焊接接頭的數(shù)值模擬非均質(zhì)焊接接頭的數(shù)值模擬 焊接熔池形狀和尺寸的數(shù)值模擬焊接熔池形狀和尺寸的數(shù)值模擬 焊接過(guò)程的物理模擬焊接過(guò)程的物理模擬 改善焊接接頭組織性能方法：改善焊接接頭組織性能方法： 6-2 常用連接工藝常用連接工藝 連接（連接（joining） 機(jī)械連接機(jī)械連接焊接焊接膠接膠接 螺螺 栓栓 鉚鉚 接接 壓壓 焊焊 熔熔 焊焊 釬釬 焊焊 相近加相近加 工方法工方法 電電 弧弧 焊焊 電電 渣渣 焊焊 電電 子子 束束 焊焊 激激 光光 束束 焊焊 氣氣 焊焊 鋁鋁 熱熱 劑劑 焊焊 電電 阻阻 焊焊 高高 頻頻 焊焊 摩摩 擦擦 焊焊 超超 聲聲 波波

23、焊焊 爆爆 炸炸 焊焊 熱熱 切切 割割 碳碳 弧弧 氣氣 刨刨 堆堆 焊焊 噴噴 鍍鍍 熔焊：接頭被加熱到熔焊：接頭被加熱到熔化熔化溫度以上，進(jìn)行焊接溫度以上，進(jìn)行焊接 成形。成形。 特點(diǎn)：可焊各種金屬任何厚度，強(qiáng)度高，應(yīng)用特點(diǎn)：可焊各種金屬任何厚度，強(qiáng)度高，應(yīng)用 廣。廣。 種類：種類：電弧焊、電渣焊、氣焊等電弧焊、電渣焊、氣焊等。 焊條電弧焊應(yīng)用最廣焊條電弧焊應(yīng)用最廣（見(jiàn)實(shí)習(xí)教材）（見(jiàn)實(shí)習(xí)教材）。 1. 埋弧自動(dòng)焊埋弧自動(dòng)焊（submerged arc automatic welding） 焊接過(guò)程：焊接過(guò)程： 送絲機(jī)構(gòu)送進(jìn)焊絲使之與送絲機(jī)構(gòu)送進(jìn)焊絲使之與 焊件接觸，焊劑通過(guò)軟管均焊件接觸

24、，焊劑通過(guò)軟管均 勻撒落在焊縫上，勻撒落在焊縫上，電弧在焊電弧在焊 劑層下燃燒，工件與焊絲劑層下燃燒，工件與焊絲 （光絲）熔化成熔池；部分（光絲）熔化成熔池；部分 焊劑熔化成熔渣，部分蒸發(fā)焊劑熔化成熔渣，部分蒸發(fā) 形成封閉的熔渣泡，保護(hù)熔形成封閉的熔渣泡，保護(hù)熔 池；大部分焊劑不熔化，可池；大部分焊劑不熔化，可 回收使用?；厥帐褂?。 電弧在顆粒狀焊劑層下燃燒的自動(dòng)電弧焊接方法。電弧在顆粒狀焊劑層下燃燒的自動(dòng)電弧焊接方法。 焊絲（焊絲（H08A）與焊劑（）與焊劑（HJ431）=焊芯與藥皮。焊芯與藥皮。 1）電流大，生產(chǎn)率高；）電流大，生產(chǎn)率高； 2）焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定；）焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定； 3）熔

25、深大，節(jié)省金屬材料；）熔深大，節(jié)省金屬材料； 4）改善勞動(dòng)條件。）改善勞動(dòng)條件。 但設(shè)備貴，工藝復(fù)雜，靈活性差，但設(shè)備貴，工藝復(fù)雜，靈活性差，適于批量生適于批量生 產(chǎn)長(zhǎng)的直焊縫和直徑較大的環(huán)形焊縫。產(chǎn)長(zhǎng)的直焊縫和直徑較大的環(huán)形焊縫。 可焊接低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和純銅等?？珊附拥吞间?、低合金鋼、不銹鋼和純銅等。 埋弧焊焊接材料：埋弧焊焊接材料： 焊接特點(diǎn)：焊接特點(diǎn)： 埋弧焊的應(yīng)用埋弧焊的應(yīng)用 埋弧焊主要用于壓力容器的埋弧焊主要用于壓力容器的環(huán)縫焊和直縫焊環(huán)縫焊和直縫焊，鍋爐冷，鍋爐冷 卻壁的長(zhǎng)直焊縫焊接，船舶和潛艇殼體的焊接，起重機(jī)械卻壁的長(zhǎng)直焊縫焊接，船舶和潛艇殼體的焊接，起重機(jī)械 （行車

26、）和冶金機(jī)械（高爐爐身）的焊接（行車）和冶金機(jī)械（高爐爐身）的焊接。 2. 氣體保護(hù)電弧焊氣體保護(hù)電弧焊（gas shielded arc welding） 氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊：用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)的用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)的 電弧焊。外加氣體有：氬氣、氦氣與二氧化碳。電弧焊。外加氣體有：氬氣、氦氣與二氧化碳。 （1）熔化極氣體保護(hù)焊）熔化極氣體保護(hù)焊（gas metal arc welding, GMAW） 可用于大部分金屬各種位置的焊接?？捎糜诖蟛糠纸饘俑鞣N位置的焊接。 熔化極氬弧焊熔化極氬弧焊 利用利用氬氣氬氣保護(hù)電弧熱源及焊縫區(qū)進(jìn)行焊接。保護(hù)電弧熱

27、源及焊縫區(qū)進(jìn)行焊接。 以焊絲為一電極（正極），工件為另一電極（負(fù)以焊絲為一電極（正極），工件為另一電極（負(fù) 極），極），焊絲熔化焊絲熔化，熔滴通常呈很細(xì)顆粒的，熔滴通常呈很細(xì)顆粒的“噴射過(guò)噴射過(guò) 渡渡”進(jìn)入熔池，所用電流比較大，生產(chǎn)率高。進(jìn)入熔池，所用電流比較大，生產(chǎn)率高。 氬弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用氬弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用 機(jī)械保護(hù)效果很好，焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良，焊縫機(jī)械保護(hù)效果很好，焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良，焊縫 成成 型美觀。型美觀。 電弧穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型。電弧穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型。 可全位置自動(dòng)焊接?？扇恢米詣?dòng)焊接。 氬氣貴，成本高。氬氣貴，成本高。 氬弧焊主要用于易氧化的

28、有色金屬和合金鋼的焊接。如氬弧焊主要用于易氧化的有色金屬和合金鋼的焊接。如 鋁、鈦和不銹鋼等。鋁、鈦和不銹鋼等。 二氧化碳焊氣體保護(hù)焊二氧化碳焊氣體保護(hù)焊 以以CO2為保護(hù)氣體，用焊絲為電極引燃電為保護(hù)氣體，用焊絲為電極引燃電 弧，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)焊或自動(dòng)焊?；?，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)焊或自動(dòng)焊。 lCOCO2 2氣體氣體 CO2氣體密度大，高溫體積膨脹大，保護(hù)效果好。但氣體密度大，高溫體積膨脹大，保護(hù)效果好。但CO2 在高溫下易分解為在高溫下易分解為CO和和O，導(dǎo)致合金元素的氧化。采用藥芯，導(dǎo)致合金元素的氧化。采用藥芯 焊絲或采用含硅、錳、鈦、鋁的焊絲，可防止鐵的氧化。焊絲或采用含硅、錳、鈦、鋁的焊絲，可防止

29、鐵的氧化。 CO2焊成本低，生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量較好，主要用于低焊成本低，生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量較好，主要用于低 碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄板的焊接。碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄板的焊接。 （2）鎢極氣體保護(hù)焊）鎢極氣體保護(hù)焊（gas tungsten arc welding, GTAW） 即不熔化極氣體保護(hù)電弧焊即不熔化極氣體保護(hù)電弧焊。 以鎢合金為陰極，利用鎢合金熔點(diǎn)高，發(fā)射電子能力強(qiáng)，以鎢合金為陰極，利用鎢合金熔點(diǎn)高，發(fā)射電子能力強(qiáng)， 陰極產(chǎn)熱少，鎢極壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，形成陰極產(chǎn)熱少，鎢極壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，形成不熔化極氬弧焊不熔化極氬弧焊。 可用于所有金屬的焊接，尤其是鋁、鎂易氧化金屬和鈦、可用于所有金屬的焊接，尤

30、其是鋁、鎂易氧化金屬和鈦、 鋯等活潑金屬。鋯等活潑金屬。 利用電流通過(guò)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源進(jìn)行利用電流通過(guò)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源進(jìn)行 焊接的方法。分為絲極、板極和熔嘴電渣焊。焊接的方法。分為絲極、板極和熔嘴電渣焊。 3. 電渣焊（電渣焊（eletro-slag welding） 焊接前，先將焊件垂直放置 ，在接觸面之間預(yù)留2040mm 的間隙形成焊接接頭。在接頭兩 側(cè)裝有水冷銅滑塊以利熔池冷卻 凝固。焊接時(shí)，先將顆粒焊劑放 入焊接接頭的間隙，然后送入焊 絲，焊絲同引弧板接觸后引燃電 弧。電弧將不斷加入的焊劑熔化 成熔渣，當(dāng)熔渣液面升高到一定 高度，形成渣池。渣池形成后， 迅速將電極(

31、焊絲)埋入熔池中， 并降低焊接電壓，使電弧熄滅， 進(jìn)行電渣焊過(guò)程。 各種電渣焊方法各種電渣焊方法 1）可一次焊接很厚的工件）可一次焊接很厚的工件40-60mm； 2）生產(chǎn)率高，成本低；）生產(chǎn)率高，成本低； 3）焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量好；）焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量好； 4）焊后冷卻速度慢，焊接應(yīng)力小，可焊中碳鋼、）焊后冷卻速度慢，焊接應(yīng)力小，可焊中碳鋼、 合金結(jié)構(gòu)鋼；合金結(jié)構(gòu)鋼； 5）熱影響區(qū)寬，需要焊后熱處理。）熱影響區(qū)寬，需要焊后熱處理。 工藝工藝：焊前清理端面；引入板、引弧板、引出板；：焊前清理端面；引入板、引弧板、引出板； 應(yīng)用應(yīng)用：水輪機(jī)、水壓機(jī)、重型機(jī)械等大型設(shè)備制造：水輪機(jī)、水壓機(jī)、

32、重型機(jī)械等大型設(shè)備制造 電渣焊特點(diǎn)：電渣焊特點(diǎn)： 利用壓力焊接，加熱只起輔助作用。利用壓力焊接，加熱只起輔助作用。包括電阻焊、摩擦焊包括電阻焊、摩擦焊 1. 電阻焊（電阻焊（resistance welding） 利用電流通過(guò)焊件及其接觸處所產(chǎn)生的電阻熱，利用電流通過(guò)焊件及其接觸處所產(chǎn)生的電阻熱， 將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態(tài)，然后在壓力下形將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態(tài)，然后在壓力下形 成焊接接頭的方法，又稱接觸焊。成焊接接頭的方法，又稱接觸焊。電流大電流大 特點(diǎn)：特點(diǎn)：生產(chǎn)率高；變形小；勞動(dòng)條件好；不需另加焊生產(chǎn)率高；變形小；勞動(dòng)條件好；不需另加焊 接材料；操作簡(jiǎn)單；易自動(dòng)化。但是設(shè)備復(fù)

33、雜，耗電接材料；操作簡(jiǎn)單；易自動(dòng)化。但是設(shè)備復(fù)雜，耗電 量大，接頭質(zhì)量不穩(wěn)定，且形式與工件厚度受限。量大，接頭質(zhì)量不穩(wěn)定，且形式與工件厚度受限。 形式：形式：點(diǎn)焊、縫焊、對(duì)焊、凸焊等。點(diǎn)焊、縫焊、對(duì)焊、凸焊等。 （1） 點(diǎn)焊點(diǎn)焊 柱狀電極加壓柱狀電極加壓通電通電熔化熔化斷電斷電,保保 壓壓凝固凝固焊點(diǎn)焊點(diǎn) 接頭形式：接頭形式：搭接搭接 應(yīng)用：應(yīng)用：4mm以下薄板沖壓結(jié)構(gòu)及鋼筋以下薄板沖壓結(jié)構(gòu)及鋼筋 焊接，廣泛應(yīng)用于汽車、飛機(jī)、車廂、焊接，廣泛應(yīng)用于汽車、飛機(jī)、車廂、 電子設(shè)備等薄壁結(jié)構(gòu)電子設(shè)備等薄壁結(jié)構(gòu) 。 1）可同時(shí)焊多個(gè)焊點(diǎn)，生產(chǎn)率高，無(wú)分流；）可同時(shí)焊多個(gè)焊點(diǎn)，生產(chǎn)率高，無(wú)分流； 2）可

34、用小電流焊接；）可用小電流焊接； 3）位置準(zhǔn)確，焊點(diǎn)尺寸??；）位置準(zhǔn)確，焊點(diǎn)尺寸小； 4）工件表面影響小。）工件表面影響小。 （2）凸焊）凸焊 1）圓盤狀滾動(dòng)電極加壓）圓盤狀滾動(dòng)電極加壓斷續(xù)通電斷續(xù)通電重疊焊點(diǎn)重疊焊點(diǎn) 2）分流嚴(yán)重，大功率焊機(jī)）分流嚴(yán)重，大功率焊機(jī) 3）縫焊最適合焊接）縫焊最適合焊接3mm以下要求密封性好的薄以下要求密封性好的薄 板件。如油箱、管道、小型容器等。板件。如油箱、管道、小型容器等。 （3） 縫焊縫焊 縫焊縫焊 是將二件夾在兩電極間經(jīng)通電是將二件夾在兩電極間經(jīng)通電-爆裂閃光爆裂閃光-移動(dòng)工件移動(dòng)工件-連續(xù)產(chǎn)連續(xù)產(chǎn) 生爆裂閃光生爆裂閃光-快速加壓快速加壓-切斷電流切斷

35、電流-形成焊接。形成焊接。 應(yīng)用應(yīng)用：接頭強(qiáng)度高，夾渣少，質(zhì)量好，可焊同種金屬或：接頭強(qiáng)度高，夾渣少，質(zhì)量好，可焊同種金屬或 異種金屬異種金屬。但接頭處有毛刺。適合刀具、鉆頭、鋼軌、大型。但接頭處有毛刺。適合刀具、鉆頭、鋼軌、大型 管道等對(duì)接。管道等對(duì)接。*自行車鋼圈的焊接自行車鋼圈的焊接 對(duì)焊焊件斷面應(yīng)盡量相同。對(duì)焊焊件斷面應(yīng)盡量相同。 （4）對(duì)焊）對(duì)焊 被焊工件兩端面連接的電阻焊。分為電阻對(duì)焊與閃光對(duì)焊。被焊工件兩端面連接的電阻焊。分為電阻對(duì)焊與閃光對(duì)焊。 1）電阻對(duì)焊電阻對(duì)焊 工件加壓接觸工件加壓接觸通電通電塑性狀態(tài)塑性狀態(tài)加壓斷電加壓斷電塑性變形塑性變形 特點(diǎn)特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，接頭光滑，

36、適合斷面簡(jiǎn)單，直徑：操作簡(jiǎn)單，接頭光滑，適合斷面簡(jiǎn)單，直徑 （邊長(zhǎng)）（邊長(zhǎng)）200MPa。 銅基、銀基、鎳基釬料。銅基、銀基、鎳基釬料。 釬劑：硼砂、硼酸、氟化物、氯化物。釬劑：硼砂、硼酸、氟化物、氯化物。 加熱方法：火焰加熱、電阻加熱、感應(yīng)加熱、爐加熱方法：火焰加熱、電阻加熱、感應(yīng)加熱、爐 內(nèi)加熱、鹽浴加熱等。內(nèi)加熱、鹽浴加熱等。 用于：受力較大的鋼鐵和銅合金構(gòu)件及工具、刀用于：受力較大的鋼鐵和銅合金構(gòu)件及工具、刀 具焊接，如車刀、銑刀、自行車三角架。具焊接，如車刀、銑刀、自行車三角架。 利用熔點(diǎn)比焊件低的釬料作填充金屬，加熱時(shí)利用熔點(diǎn)比焊件低的釬料作填充金屬，加熱時(shí) 釬料熔化而將焊件連接起

37、來(lái)的焊接方法。釬料熔化而將焊件連接起來(lái)的焊接方法。 1.硬釬焊（硬釬焊（brazing）： 釬料：熔點(diǎn)釬料：熔點(diǎn)450以下，接頭強(qiáng)度以下，接頭強(qiáng)度40mm的直縫，也可焊環(huán)縫和變截面焊縫 電阻焊 與熔焊比較生產(chǎn)率高，接頭質(zhì)量好，焊件尺寸精 度高，焊機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)單，功率小，耗電少 成批大量生產(chǎn)，可焊多種金屬，對(duì)焊用 于焊接桿狀零件；點(diǎn)焊用于焊接薄板容器和管 道焊接 摩擦焊 與電阻焊比較，生產(chǎn)率高，接頭質(zhì)量好，焊件尺寸 精度高，焊機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)單，功率小，電耗小。 成批大量生產(chǎn)可焊多種金屬用于圓 形工件棒料及管子的對(duì)接 釬焊 與熔焊壓焊比較，焊接變形小，尺寸精確生產(chǎn) 率高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，可焊多種金屬和

38、多種材料， 可焊某些復(fù)雜的特殊結(jié)構(gòu)，如蜂窩結(jié)構(gòu)，接頭強(qiáng)度低、工 作溫度低 電子兀件、線路、儀器儀表及精密機(jī)械 部件，異種金屬和材料，復(fù)雜的、難以焊接的 特殊結(jié)構(gòu) 五、各種焊接方法的比較五、各種焊接方法的比較 冷鉚：冷鉚：d=12mm 實(shí)心：受力大實(shí)心：受力大 空心：受力小空心：受力小 強(qiáng)固鉚縫：強(qiáng)度，金屬桁架、飛機(jī)蒙皮等；強(qiáng)固鉚縫：強(qiáng)度，金屬桁架、飛機(jī)蒙皮等； 強(qiáng)密鉚縫：強(qiáng)度、緊密性，高壓容器等；強(qiáng)密鉚縫：強(qiáng)度、緊密性，高壓容器等； 緊密鉚縫：緊密性，油箱等。緊密鉚縫：緊密性，油箱等。 鉚接特點(diǎn)：鉚接特點(diǎn)： 工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量穩(wěn)定，抗振、工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量穩(wěn)定，抗振、耐沖擊耐沖擊，連接穩(wěn)固，用于建，連

39、接穩(wěn)固，用于建 筑、橋梁、船舶及重型機(jī)械；輕工產(chǎn)品；筑、橋梁、船舶及重型機(jī)械；輕工產(chǎn)品；航空航天工業(yè)航空航天工業(yè)等。等。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：費(fèi)工，鉚接強(qiáng)度較低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，噪音大等。費(fèi)工，鉚接強(qiáng)度較低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，噪音大等。 抽芯鉚釘：抽芯鉚釘： 單面作業(yè)，裝配單面作業(yè)，裝配 方便。在家電、方便。在家電、 家具、建筑裝潢家具、建筑裝潢 業(yè)廣泛應(yīng)用。業(yè)廣泛應(yīng)用。 1、膠接成形的主要特點(diǎn)、膠接成形的主要特點(diǎn) 被連接件材料廣，材料利用率高，接頭處應(yīng)力被連接件材料廣，材料利用率高，接頭處應(yīng)力 集中小，疲勞強(qiáng)度高，接頭密封性、絕緣性、防集中小，疲勞強(qiáng)度高，接頭密封性、絕緣性、防 腐性好，工藝操作簡(jiǎn)單，成本低。

40、腐性好，工藝操作簡(jiǎn)單，成本低。 但抗剝離、抗沖擊、抗彎曲性差，易老化，對(duì)但抗剝離、抗沖擊、抗彎曲性差，易老化，對(duì) 溫度敏感，耐介質(zhì)性差，缺陷不易發(fā)現(xiàn)等缺點(diǎn)。溫度敏感，耐介質(zhì)性差，缺陷不易發(fā)現(xiàn)等缺點(diǎn)。 利用膠粘劑直接把被連接件連接在一起，利用利用膠粘劑直接把被連接件連接在一起，利用 膠粘劑凝固后產(chǎn)生的粘附力來(lái)傳遞載荷。膠粘劑凝固后產(chǎn)生的粘附力來(lái)傳遞載荷。 2、膠粘劑的種類、膠粘劑的種類 天然膠粘劑：動(dòng)物性骨膠、植物性淀粉，使用少；天然膠粘劑：動(dòng)物性骨膠、植物性淀粉，使用少； 合成膠粘劑：粘料、硬化劑、增韌劑、附加物。合成膠粘劑：粘料、硬化劑、增韌劑、附加物。 （1）環(huán)氧膠粘劑）環(huán)氧膠粘劑 應(yīng)用最

41、廣。強(qiáng)度高，可粘材料廣，施工性好，配制方便，應(yīng)用最廣。強(qiáng)度高，可粘材料廣，施工性好，配制方便， 尺寸穩(wěn)定，使用溫度范圍廣，對(duì)人體無(wú)毒。但脆性大，耐熱尺寸穩(wěn)定，使用溫度范圍廣，對(duì)人體無(wú)毒。但脆性大，耐熱 性差。用于金屬或非金屬膠接。性差。用于金屬或非金屬膠接?！叭f(wàn)能膠萬(wàn)能膠”。結(jié)構(gòu)型。結(jié)構(gòu)型膠粘劑。膠粘劑。 （2）聚氨酯膠粘劑）聚氨酯膠粘劑 性能優(yōu)，耐介質(zhì)，但耐熱性差，用于性能優(yōu)，耐介質(zhì)，但耐熱性差，用于非金屬材料非金屬材料膠接。膠接。 非結(jié)構(gòu)型非結(jié)構(gòu)型膠粘劑。膠粘劑。 （3）橡膠膠粘劑）橡膠膠粘劑 結(jié)構(gòu)膠粘劑結(jié)構(gòu)膠粘劑。適宜。適宜交通運(yùn)輸機(jī)械交通運(yùn)輸機(jī)械的膠接。的膠接。 （4）丙烯酸酯膠粘劑）

42、丙烯酸酯膠粘劑 厭氧膠膠層密封性好，耐高壓、耐蝕，用于軸對(duì)稱件的厭氧膠膠層密封性好，耐高壓、耐蝕，用于軸對(duì)稱件的 套接等。金屬套接等。金屬結(jié)構(gòu)膠粘劑結(jié)構(gòu)膠粘劑 （5）雜環(huán)高分子膠粘劑）雜環(huán)高分子膠粘劑 航天航空用高溫膠粘劑航天航空用高溫膠粘劑。抗老化性好，但固化條件苛刻，?？估匣院?，但固化條件苛刻， 成本高。成本高。 3、膠接工藝、膠接工藝 膠接工藝主要包括：接頭設(shè)計(jì)、表面處理、配膠、涂膠、膠接工藝主要包括：接頭設(shè)計(jì)、表面處理、配膠、涂膠、 晾置、疊合、固化、檢查等。晾置、疊合、固化、檢查等。 （1）接頭類型及應(yīng)用）接頭類型及應(yīng)用 角接、角接、T形接、對(duì)接、表面接。形接、對(duì)接、表面接。 （2

43、）膠接件表面處理）膠接件表面處理 溶劑清洗：除油溶劑清洗：除油 機(jī)械處理：除銹、粗化機(jī)械處理：除銹、粗化 化學(xué)處理：去油污、雜質(zhì)化學(xué)處理：去油污、雜質(zhì) 電化學(xué)酸洗除銹處理等。電化學(xué)酸洗除銹處理等。 （3）涂膠：）涂膠：0.080.15mm （4）固化：壓力、溫度、時(shí)間）固化：壓力、溫度、時(shí)間 6-3 各種各種材料的材料的連連接接 一一、金屬材料的、金屬材料的焊焊接接 金屬材料的焊接性（金屬材料的焊接性（weldability） 指被焊金屬在采用一定的指被焊金屬在采用一定的焊接焊接技術(shù)技術(shù)條件下，獲條件下，獲 得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。 焊焊接接性包括兩個(gè)方面：性包括兩

44、個(gè)方面： 1）工藝可焊性工藝可焊性焊接接頭產(chǎn)生焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷工藝缺陷的傾向，的傾向， 特別是焊接裂紋。特別是焊接裂紋。 2）使用可焊性使用可焊性焊接接頭在使用過(guò)程中的焊接接頭在使用過(guò)程中的可可靠靠 性性，主要指，主要指機(jī)械性能機(jī)械性能是否足夠。是否足夠。 改變焊接條件，同一種金屬材料的可焊性改變焊接條件，同一種金屬材料的可焊性 是可以變化的。如，不銹鋼采用氬弧焊時(shí)具有是可以變化的。如，不銹鋼采用氬弧焊時(shí)具有 很好的可焊性，采用手工電弧焊則可焊性很差。很好的可焊性，采用手工電弧焊則可焊性很差。 因此要獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭，必須根據(jù)焊接材因此要獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭，必須根據(jù)焊接材 料和結(jié)構(gòu)形式選

45、擇合適的料和結(jié)構(gòu)形式選擇合適的焊接方法和焊接規(guī)范。焊接方法和焊接規(guī)范。 焊接性評(píng)價(jià)：焊接性評(píng)價(jià)： 1）碳當(dāng)量法）碳當(dāng)量法 2）冷裂紋敏感系數(shù)法）冷裂紋敏感系數(shù)法 3）小型抗裂試驗(yàn)法）小型抗裂試驗(yàn)法 碳當(dāng)量法：碳當(dāng)量法： wCE=wC+wMn/6+(wCr+wMo+wV)/5+(wNi+wCu)/15 (%) wCE0.6%，塑性低，淬硬傾向很強(qiáng)，焊接性不好。，塑性低，淬硬傾向很強(qiáng)，焊接性不好。 隨著含碳量增高，焊隨著含碳量增高，焊接接性下降。性下降。 冷裂紋敏感系數(shù)法：冷裂紋敏感系數(shù)法： PW=wC+wSi/30+(wCr+wMo+wCu)/20+wNi/60+wMo/15+ wV/10+5

46、wB+H/60+h/600 (%) PW 越大，焊接性不好越大，焊接性不好。 2、常用金屬材料的焊接、常用金屬材料的焊接 1）低碳鋼：）低碳鋼：焊接性好?？捎酶鞣N焊接方法焊接，如焊接性好?？捎酶鞣N焊接方法焊接，如 焊條電弧焊、埋弧焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊、電阻焊焊條電弧焊、埋弧焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊、電阻焊 等。低溫等。低溫+預(yù)熱，厚件預(yù)熱，厚件+焊后去應(yīng)力退火，電渣焊焊后去應(yīng)力退火，電渣焊+焊后焊后 正火；正火； 2）中碳鋼：）中碳鋼：焊接性較差。焊接各類鑄件、鍛件。焊接性較差。焊接各類鑄件、鍛件。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：熱影響區(qū)易產(chǎn)生淬硬組織和裂紋；焊縫易產(chǎn)生熱影響區(qū)易產(chǎn)生淬硬組織和裂紋；焊縫易產(chǎn)生

47、氣孔氣孔。 焊前預(yù)熱，焊后緩冷；堿性低氫焊條；焊條電弧焊；焊前預(yù)熱，焊后緩冷；堿性低氫焊條；焊條電弧焊； 多層焊。多層焊。 3）高碳鋼）高碳鋼：焊接性更差。一般只用焊條電弧焊進(jìn)行：焊接性更差。一般只用焊條電弧焊進(jìn)行 修補(bǔ)。修補(bǔ)。 （4）普通低合金鋼的焊接）普通低合金鋼的焊接 機(jī)械制造用合金結(jié)構(gòu)鋼：與中碳鋼相同；機(jī)械制造用合金結(jié)構(gòu)鋼：與中碳鋼相同； 低合金高強(qiáng)鋼：淬硬傾向，裂紋傾向。強(qiáng)度級(jí)低合金高強(qiáng)鋼：淬硬傾向，裂紋傾向。強(qiáng)度級(jí) 別低，與低碳鋼同；強(qiáng)度級(jí)別高，焊前預(yù)熱，焊別低，與低碳鋼同；強(qiáng)度級(jí)別高，焊前預(yù)熱，焊 后熱處理，除氫。后熱處理，除氫。 （5） 奧氏體不銹鋼的焊接：焊接性能良好。奧氏體

48、不銹鋼的焊接：焊接性能良好。 晶界腐蝕：超低碳焊條，小電流、快焊、強(qiáng)冷，晶界腐蝕：超低碳焊條，小電流、快焊、強(qiáng)冷， 焊后熱處理；焊后熱處理； 熱裂紋：小電流，快速焊，不橫向擺動(dòng)等。熱裂紋：小電流，快速焊，不橫向擺動(dòng)等。 （6）鑄鐵的焊補(bǔ)：焊接性差）鑄鐵的焊補(bǔ)：焊接性差 主要問(wèn)題是主要問(wèn)題是：熔合區(qū)易產(chǎn)生白口組織，焊縫及熱：熔合區(qū)易產(chǎn)生白口組織，焊縫及熱 影響區(qū)易產(chǎn)生裂紋，焊縫易產(chǎn)生氣孔。影響區(qū)易產(chǎn)生裂紋，焊縫易產(chǎn)生氣孔。 1）熱焊法：焊前預(yù)熱）熱焊法：焊前預(yù)熱600-700，焊后緩冷。焊補(bǔ)質(zhì)量好，焊后緩冷。焊補(bǔ)質(zhì)量好， 但成本較高，一般用于形狀復(fù)雜、焊后需加工的重要鑄件。但成本較高，一般用于形

49、狀復(fù)雜、焊后需加工的重要鑄件。 可用氣焊、焊條電弧焊?？捎脷夂浮⒑笚l電弧焊。 2）冷焊法：焊前不預(yù)熱或）冷焊法：焊前不預(yù)熱或400 以下預(yù)熱。冷焊方便靈活，以下預(yù)熱。冷焊方便靈活， 但焊接處切削加工性差，用于焊補(bǔ)要求不高的鑄件。一般但焊接處切削加工性差，用于焊補(bǔ)要求不高的鑄件。一般 采用焊條電弧焊或釬焊。采用焊條電弧焊或釬焊。 （7）有色金屬及合金的焊接）有色金屬及合金的焊接 1）特點(diǎn)：易氧化、吸氣，導(dǎo)熱性好。）特點(diǎn)：易氧化、吸氣，導(dǎo)熱性好。 2）焊接方法：氬弧焊、氣焊、釬焊、電弧焊。銅不能用電）焊接方法：氬弧焊、氣焊、釬焊、電弧焊。銅不能用電 阻焊。阻焊。 二、塑料的焊接二、塑料的焊接 用加

50、熱或加壓手段，利用熱熔狀態(tài)的塑料大分子在焊接用加熱或加壓手段，利用熱熔狀態(tài)的塑料大分子在焊接 壓力作用下相互擴(kuò)散，產(chǎn)生范德華力，將分離的塑料緊密壓力作用下相互擴(kuò)散，產(chǎn)生范德華力，將分離的塑料緊密 連接在一起，形成永久性接頭。連接在一起，形成永久性接頭。 可用可用焊條焊條作為填充材料，也作為填充材料，也可不使用填充焊料可不使用填充焊料。 焊前做焊前做表面脫脂去污表面脫脂去污處理以及處理以及平行與平整加工平行與平整加工處理。處理。 1. 熱氣焊熱氣焊 利用熱氣體對(duì)塑料表面加熱，手動(dòng)或機(jī)械對(duì)焊區(qū)加壓，利用熱氣體對(duì)塑料表面加熱，手動(dòng)或機(jī)械對(duì)焊區(qū)加壓， 從而進(jìn)行焊接的方法。用于聚烯烴類、聚酰胺、從而進(jìn)行

51、焊接的方法。用于聚烯烴類、聚酰胺、ABS、 聚碳酸酯等塑料的焊接。聚碳酸酯等塑料的焊接。 填充焊料：圓形、矩形、繩狀、條狀填充焊料：圓形、矩形、繩狀、條狀焊條焊條。 熱源：不可燃?jí)嚎s氣體熱源：不可燃?jí)嚎s氣體 2. 超聲波焊超聲波焊 塑料焊接面在超聲波塑料焊接面在超聲波 作用下做高頻機(jī)械振動(dòng)作用下做高頻機(jī)械振動(dòng) 而發(fā)熱熔融，同時(shí)加壓而發(fā)熱熔融，同時(shí)加壓 把塑料焊接在一起。把塑料焊接在一起。 適于大多數(shù)熱塑性塑適于大多數(shù)熱塑性塑 料料。用于焊接模塑件、。用于焊接模塑件、 薄膜、板材和線材，薄膜、板材和線材，不不 需填充材料需填充材料。但焊接面。但焊接面 設(shè)計(jì)有超聲波能量定向設(shè)計(jì)有超聲波能量定向 唇

52、（唇（導(dǎo)能筋導(dǎo)能筋）。）。 3. 摩擦焊摩擦焊 原理同金屬摩擦焊。原理同金屬摩擦焊。 4. 擠塑焊擠塑焊 以擠出機(jī)擠出的棒料為焊接填料，并充分塑化，焊接表以擠出機(jī)擠出的棒料為焊接填料，并充分塑化，焊接表 面加熱至焊接溫度，焊時(shí)加壓。面加熱至焊接溫度，焊時(shí)加壓。主要用于聚乙烯、聚丙烯主要用于聚乙烯、聚丙烯 厚壁工件和大面積貼面焊接。厚壁工件和大面積貼面焊接。 填充材料與母材一致。填充材料與母材一致。 5. 光致熱能焊光致熱能焊 以光源對(duì)焊接表面加熱，并熔融表面層金屬，同時(shí)加壓，以光源對(duì)焊接表面加熱，并熔融表面層金屬，同時(shí)加壓， 實(shí)現(xiàn)焊接的方法。如實(shí)現(xiàn)焊接的方法。如紅外燈加熱擠塑焊紅外燈加熱擠塑焊。 6. 熱工具焊熱工具焊 以發(fā)熱工具對(duì)焊接表面加熱，并熔融表面層金屬，同時(shí)加以發(fā)熱工具對(duì)焊接表面加熱，并熔融表面層金屬，同時(shí)加 壓，實(shí)現(xiàn)焊接的方法。壓，實(shí)現(xiàn)焊接的