第7章 焊接成形技術(shù)

1、第七章第七章 焊接成形技術(shù)焊接成形技術(shù) 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 一、手工電弧焊一、手工電弧焊 1. 1. 原理及特點(diǎn)原理及特點(diǎn) 用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊法用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊法 手工電弧焊原理示意手工電弧焊原理示意 1-熔渣，2-熔融渣，3-保護(hù)氣體，4-焊 芯，5-藥皮，6-熔滴，7-工件，8-熔池， 9-焊縫 手工電弧焊優(yōu)缺點(diǎn)：手工電弧焊優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 簡(jiǎn)便靈活，適應(yīng)性強(qiáng)簡(jiǎn)便靈活，適應(yīng)性強(qiáng) 設(shè)備簡(jiǎn)單，易于移動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，易于移動(dòng) 本成低本成低 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 對(duì)焊工操作技術(shù)要術(shù)高對(duì)焊工操作技術(shù)要術(shù)高 勞動(dòng)條件差勞動(dòng)條件差 生產(chǎn)率低生產(chǎn)率低 2.2.焊條

2、焊條 焊條組成焊條組成 焊芯焊芯 藥皮藥皮 電極電極 填充金屬填充金屬 保護(hù)作用保護(hù)作用 冶金作用冶金作用 工藝性能工藝性能 焊條型號(hào)：焊條型號(hào)：是在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)威性國(guó)際組織(ISO)的有關(guān) 法規(guī)中，根據(jù)焊條特性指標(biāo)明確劃分規(guī)定的，是焊條 生產(chǎn)、使用、管理及研究等有關(guān)單位必須遵守執(zhí)行的。 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 例：例：GB/T51171995碳鋼焊條 E x x x x 焊條焊條焊接位置焊接位置 最小抗拉強(qiáng)度最小抗拉強(qiáng)度b b MPaMPa或或N/mmN/mm2 2 第三位及第四位數(shù)第三位及第四位數(shù) 字組合表示藥皮類字組合表示藥皮類

3、 型和焊接電源種類型和焊接電源種類 有關(guān)焊條型號(hào)的主要標(biāo)準(zhǔn)還有： GB/T983-1995低合金鋼焊條 GB/T3670-1995銅及銅合金焊條 GB/T983-1995不銹鋼焊條 GB/T13814-1992鎳及鎳合金焊條 JB/T6964-93特細(xì)碳鋼焊條 牌號(hào)焊條：牌號(hào)焊條：對(duì)焊條產(chǎn)品的具體命名，由焊條生產(chǎn)廠家制定。 屬于同藥皮類型，符合相同焊條型號(hào)、性能的產(chǎn)品命名為一 個(gè)牌號(hào)。并同時(shí)注明“符合GB E型或相當(dāng)于GB E型” 結(jié)構(gòu)鋼焊條：結(jié)構(gòu)鋼焊條：J（J：結(jié)構(gòu)鋼焊條；：焊縫金屬 抗拉強(qiáng)度等級(jí)；：焊接電流種類和藥皮類型） 例：例：J422、J507 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方

4、法 鉬及鉻鉬耐熱鋼焊條：鉬及鉻鉬耐熱鋼焊條：R（R：耐熱鋼焊條； ：熔敷金屬化學(xué)成分等級(jí)；：不同牌號(hào)編號(hào)；： 焊接電流種類和藥皮類型焊接電流種類和藥皮類型） 例：例：R317 不銹鋼焊條：不銹鋼焊條：G或A。G或A表示不銹 鋼焊條；（：焊縫金屬主要化學(xué)成分組分等級(jí)； ：不同牌號(hào)編號(hào)；：焊接電源種類和藥皮類型） 例：例：G202、A137 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 手工電弧焊焊接位置手工電弧焊焊接位置：平焊、立焊、橫焊、仰焊、船形焊接、 全位置焊 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 手工電弧焊焊接位置示意手工電弧焊焊接位置示意 當(dāng)今生產(chǎn)效率較高的機(jī)械化焊接方法之一當(dāng)今生產(chǎn)效

5、率較高的機(jī)械化焊接方法之一 1.1.基本原理：基本原理：電弧在焊劑下燃燒進(jìn)行焊接的方法，它是利用電 氣及機(jī)械裝置控制送絲和移動(dòng)電弧的一種焊接方法 二、埋弧自動(dòng)焊二、埋弧自動(dòng)焊 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 埋弧自動(dòng)焊原理示意埋弧自動(dòng)焊原理示意 1-焊劑，2-焊絲，3-電弧，4-金屬熔池，5-熔渣，6-焊縫， 7-工件，8-渣殼 H H0808A(E)A(E) 鋼焊絲低硫磷含量?jī)?yōu)質(zhì)鋼 平均含碳量0.08% 硫磷含量更低 的高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 2.焊絲及焊劑焊絲及焊劑 焊絲焊絲:普遍使用26mm實(shí)心焊絲。己有用于碳素結(jié)構(gòu)鋼、 合金結(jié)構(gòu)鋼、高合金鋼、各種

6、有色金屬及堆焊用特殊合金 焊絲。 例：例：碳素結(jié)構(gòu)鋼焊絲 焊劑：焊劑：在焊接時(shí)被加熱熔化形成熔渣，對(duì)熔化金屬 起保護(hù)和冶金作用，它是埋弧焊接過(guò)程中保證焊縫 質(zhì)量的重要材料 保證電弧穩(wěn)定燃燒 保證焊縫金屬得到所需的成分和性能 減少焊縫中產(chǎn)生氣孔和裂紋的可能性 有利成形和脫渣 不易吸潮并有一定的顆粒度和強(qiáng)度 焊接時(shí)無(wú)有害物質(zhì)析出 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 焊劑牌號(hào)及型號(hào)焊劑牌號(hào)及型號(hào)： 焊劑牌號(hào)： 煉焊熔劑牌號(hào)表示：HJ ：焊劑中氧化錳含量，：焊劑中二氧化硅含量，： 同一類型焊劑牌號(hào)編號(hào)。 例：例：HJ431（高錳高硅低氟熔煉焊劑） 燒結(jié)焊劑牌號(hào)表示：SJ ：焊劑的渣系，：同一渣系

7、中不同牌號(hào)焊劑。 例：例：SJ501（鋁鈦型燒結(jié)焊劑） 熔煉焊劑與燒結(jié)焊劑優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)教材表72 熔煉焊劑用途及配用焊絲見(jiàn)教材表7 3 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 碳素鋼用焊劑型號(hào)碳素鋼用焊劑型號(hào)：GB5293-85碳素鋼埋弧焊用焊劑 規(guī)定型號(hào)劃分是依據(jù)焊縫金屬力學(xué)性能。 低合金鋼用焊劑型號(hào)低合金鋼用焊劑型號(hào)：GB12470-90低合金鋼埋弧焊用 焊劑規(guī)定型號(hào)劃分依據(jù)焊縫金屬力學(xué)性能和焊劑渣系 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 3.主要優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 生產(chǎn)效率高； 焊縫成形美觀，質(zhì)量高； 勞動(dòng)條件好； 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：

8、 一般只適合于平焊及平角焊位置； 設(shè)備復(fù)雜，靈活性不及手工電弧焊。 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 應(yīng)用場(chǎng)合：應(yīng)用場(chǎng)合： 適用于碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼及多種有色金 屬（Ni、Ti、Cu）焊接； 特別適用于中厚板結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)焊縫的焊接； 也可以在金屬表面堆焊耐磨或耐蝕合金。 三三 鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊 ( (Tungsten InertGas Arc Welding TIG ) ) 1.1.基本原理基本原理 也稱非熔化極氬弧焊，利用惰性氣體作保護(hù)氣體，電極用 難熔金屬（鎢或鎢合金）棒，焊件作為另一個(gè)電極。通過(guò) 鎢極與焊件之間產(chǎn)生的電弧加熱和熔化焊件及填充金屬， 形成焊接接頭 7-1

9、 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 TIGTIG原理示意原理示意 1-鎢極電極夾頭，2-鎢電極，3-焊 槍手把，4-氬氣瓶，5-焊接電源， 6-電弧，7-保護(hù)氣體，8-焊槍氣體 分類：分類：按操作方式可分為：手工TIG與自動(dòng)TIG 按電源種類可分為： 直流 交流 直流脈沖熱輸入小 直流正接多用 直流反接少用 矩形波合理分配 正弦波 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 各種電流各種電流TIGTIG特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)及應(yīng)用 DCDC正接：正接： w電極接電源負(fù)，發(fā)熱量小，電極許用電流大。電極不易 燒損，電弧穩(wěn)定，應(yīng)用廣泛。 工件接電源正，熔深大，生產(chǎn)率高。 DCDC反接：反接： w電極接電流正，

10、具有“陰極清理作用”。電極發(fā)熱量大 易燒損。 工件接電源負(fù)，熔深淺，一般不推薦使用。 DCDC脈沖：脈沖： 采用可控的脈沖電流加熱工件，輸入熱量小，工件變形 小，可焊淬火傾問(wèn)大的鋼。 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 正弦正弦ACAC： 焊接電流負(fù)半波（工件為負(fù)）電弧有明顯清理作 用，焊接電流正半波（工件為正），相當(dāng)于DC正 接。 主要用于鋁、鎂及合金和鋁青銅焊接。 矩形波矩形波AC:AC: 電流為正、負(fù)半波不對(duì)稱的矩形波。采用較長(zhǎng)正 半波持續(xù)時(shí)間，增加熔深。在保證足夠陰極清理 作用下，適當(dāng)縮短負(fù)半波持續(xù)時(shí)間。這樣既保證 了具有陰極清理作用又可獲得較合理的兩電極熱 量分配。 7-1 7

11、-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 2.特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 氬氣不和金屬產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，又不溶于金屬，且比空 氣重，能有效隔絕電弧和周圍空氣，保護(hù)效果好，焊 接質(zhì)量高； 焊接應(yīng)力變形??； 熔池可見(jiàn)度好，便于控制，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化 和全位置焊接； 直流正接電弧穩(wěn)定，小電流（10A）下仍可穩(wěn)定燃燒， 特別適用于薄板、超薄板焊接。 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 缺點(diǎn)： 鎢電極承受電流小，熔深淺，熔敷小，生產(chǎn)率低； Ar氣貴，比手弧焊、埋弧焊、CO2焊成本高； 對(duì)焊件表面清理要求嚴(yán)。 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 3.應(yīng)用： 除低熔點(diǎn)（低沸點(diǎn)）和易蒸發(fā)的Pb、Sn、Zn不能 焊

12、外，幾乎可焊所有金屬 厚壁壓力容器及管道要求焊透焊縫的打底焊 厚板窄間隙對(duì)接接頭的多層或多層多道焊 四、熔化極氣體保護(hù)焊四、熔化極氣體保護(hù)焊 可分為： 熔化極惰性氣體保護(hù)焊（Metal Inert-Gas Arc Welding MIG） 熔化極活性氣體保護(hù)焊（Metal Active-Gas Arc Welding MAG) 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 1.1.基本原理：基本原理：用連續(xù)送 進(jìn)的焊絲與被焊工件之 間燃燒的電弧作為熱源 來(lái)熔化焊絲與母材金屬， 通過(guò)焊槍噴嘴輸送保護(hù) 氣體。 熔化極氣體保護(hù)焊原理示意熔化極氣體保護(hù)焊原理示意 1-焊絲盤(pán)，2-送絲滾輪，3-焊絲，4-導(dǎo)

13、電嘴，5-保護(hù)氣體噴 嘴，6-保護(hù)氣體，7-熔池，8-焊縫，9-電弧，10-工件 2.分類：分類： lMIG Ar 、 He lMAG Ar+O2 、Ar+CO2 、Ar+CO2+O2 、CO2或CO2+O2 l管狀焊絲CO2或CO2+Ar 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 3.熔滴過(guò)渡類型：熔滴過(guò)渡類型： 自由過(guò)渡熔滴從焊絲端頭脫落后，通過(guò)電弧空間自由 運(yùn)動(dòng)一段距離后落入熔池。又分為：滴狀過(guò)渡和噴射過(guò) 渡兩種 滴狀過(guò)渡熔滴直徑大于焊絲直徑，它分為：軸向滴狀過(guò) 渡和非軸向滴狀過(guò)渡兩種 噴射過(guò)渡熔滴直徑等于或小于焊絲直徑，熔滴沿焊絲軸 線過(guò)渡 短路過(guò)渡特點(diǎn)是弧長(zhǎng)短。一般短路頻率 2020

14、0次 混合過(guò)渡較大電流CO2焊及藥芯焊絲焊屬自由過(guò)渡和 短路過(guò)渡的混合過(guò)渡 4.4.實(shí)芯焊絲氣保護(hù)焊工藝特點(diǎn)：實(shí)芯焊絲氣保護(hù)焊工藝特點(diǎn)： MIG MAG l 可焊所有金屬鋁，銅及合金，不銹鋼 l 效率高焊絲作為電極電流密度大，熔深大，熔敷 速度快 l 直流反接陰極霧化 熔滴過(guò)渡形式：噴射過(guò)渡、脈沖噴射過(guò)渡、短路過(guò)渡。 鋁及合金采用：亞射流過(guò)渡（射滴短路） CO2氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 l 生產(chǎn)效率高，比手工定弧焊高13倍 l 明弧無(wú)渣、抗銹能力強(qiáng)，降低焊縫含氫量 l 焊接成本低，只有手工電弧焊的40%50% l 適用面廣，可用于各種位置焊接 熔滴過(guò)渡形式：滴狀過(guò)渡、短路過(guò)渡、潛弧射滴過(guò)渡 7-1

15、 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 5.5.藥芯焊絲氣體保護(hù)焊藥芯焊絲氣體保護(hù)焊 綜合了手工電弧焊和普通熔化極氣體保護(hù)焊特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： l采用氣、渣聯(lián)合保護(hù)，電弧穩(wěn)定，飛濺小，成形好 l熔敷效率、生產(chǎn)率較高 l可焊材料廣 l有更強(qiáng)的抗氣孔性能 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： l成本高 l對(duì)送絲機(jī)構(gòu)要求高 l焊絲外皮易生銹中焊，焊絲劑易吸潮 多用于半自動(dòng)焊。主要用干碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和鑄鐵。 7-1 7-1 典型弧焊方法典型弧焊方法 第二節(jié) 高效弧焊技術(shù) 一、高效埋弧焊一、高效埋弧焊 1.多電源串列雙（多）絲埋弧焊 多電源串列雙（多）絲埋弧焊多電源串列雙（多）絲埋弧焊 1一電源1 2一電源2 3一工件 4

16、一焊縫 5一電弧 6 一焊劑 7一導(dǎo)電嘴 7-2 7-2 高效弧焊技術(shù)高效弧焊技術(shù) 2.單電源并列雙（多）絲埋弧焊 單電源并列雙（多）絲埋弧焊單電源并列雙（多）絲埋弧焊 1一電源 2一工件 3一焊縫 4一電弧 5一焊 劑 6一焊絲 7一導(dǎo)電嘴 7-2 7-2 高效弧焊技術(shù)高效弧焊技術(shù) 3.熱絲填絲埋弧焊 熱絲填絲埋弧焊熱絲填絲埋弧焊 1一焊件 2一焊縫 3一焊劑 4一熱絲 5一導(dǎo)電嘴 6一熔池 7一電弧 8一電源 7-2 7-2 高效弧焊技術(shù)高效弧焊技術(shù) 4.窄間隙埋弧焊 與傳統(tǒng)埋弧焊相比，總效率可提高50%80%， 可節(jié)約焊絲38%50%、焊劑56%64.7% 窄間隙埋弧焊主度要用于水平或接

17、近水平位置的 焊接。 分有單絲和雙絲窄間隙埋弧焊兩種 厚板焊接時(shí)，采用I形坡口，間隙1535mm，其 中尤其以2030mm用得更多 7-2 7-2 高效弧焊技術(shù)高效弧焊技術(shù) 二、活性焊劑作用下鎢極氬弧焊二、活性焊劑作用下鎢極氬弧焊 活性焊劑作用下鎢極氬弧焊則被簡(jiǎn)稱為A-TIG 焊 焊前在待焊區(qū)域涂敷的活性焊劑使熔池金屬 的表面張力減小，電弧的徑向截面縮小，電 弧能密增加，電弧對(duì)熔池作用力增大，使熔 池表面下凹增加，致焊縫熔寬減小、熔深大 幅增加 用“I”形坡口，無(wú)需添加填充絲。對(duì)于厚 10mm以下的奧氏體不銹鋼板、厚12mm以下的 碳錳鋼板可一次焊透，實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形 7-2 7-2 高效弧

18、焊技術(shù)高效弧焊技術(shù) 三、高效氣體保護(hù)焊三、高效氣體保護(hù)焊 1.熔化極氣體保護(hù)窄間隙焊 l用于平焊、垂直焊、橫向焊以及全位置焊 l可焊黑色金屬，也可焊接有色金屬 l它又分為：實(shí)芯焊絲氣保護(hù)窄間隙焊和藥芯焊絲氣保護(hù)窄間隙 焊兩種 7-2 7-2 高效弧焊技術(shù)高效弧焊技術(shù) 2.高熔敷率氣體保護(hù)焊 1）高熔敷T.I.M.E焊 l增大焊接電流（最大700A），提高送絲速度（250m/min）， 加大焊絲伸出長(zhǎng)度（2535mm），采用（5%Ar26.5%He 8%C020.5%02）多元保護(hù)氣體，實(shí)現(xiàn)高熔敷率（最大 450g/min）的高速、高效焊接 l熔滴的過(guò)渡形式可為：短路過(guò)渡、射流過(guò)渡和旋轉(zhuǎn)射流過(guò)渡

19、， 所以可以焊各種板厚的工件 l主要用實(shí)芯焊絲，藥芯焊絲的使用比例很小 l可焊低碳鋼、低合金鋼、細(xì)晶結(jié)構(gòu)鋼（b為890N/mm2）、高 溫耐熱鋼（13CrMo44）、低溫鋼、高強(qiáng)鋼（HY80）等 2）熱絲TIG/MIG焊 l利用電流流經(jīng)送進(jìn)中的焊絲所產(chǎn)生的電阻熱，將焊 絲加熱到較高溫度再進(jìn)入電弧區(qū)，提高焊絲的熔化 速度，增加熔敷率 l預(yù)熱焊絲的電流一般由另外的附加電源提供，但也 可直接利用焊接電源 7-2 7-2 高效弧焊技術(shù)高效弧焊技術(shù) 3）雙絲熔化極氣體保護(hù)焊 雙絲單弧填絲焊雙絲單弧填絲焊 在熔池插入另一絲，插入絲接電源的連工件端起分流作 用。插入絲在分流作用下被預(yù)熱到較高溫度，增加焊絲

20、的熔敷率?？商岣呱a(chǎn)效率一倍以上 單熔池雙絲雙弧焊單熔池雙絲雙弧焊 用兩套焊接電源、兩套送絲系統(tǒng)和一把焊槍。兩個(gè)送絲 機(jī)通過(guò)兩根送絲管將兩根焊絲送進(jìn)一把焊槍中的兩個(gè)獨(dú) 立的導(dǎo)電嘴，兩個(gè)燃燒的電弧形成一個(gè)熔池。兩根絲用 相同或不相同頻率的脈沖電流進(jìn)行焊接 分離雙絲雙弧焊分離雙絲雙弧焊 此方法不共熔池，小電流電弧在前形成 較淺熔深和起 預(yù)熱作用，大電流電弧在后起增加熔深和熱處理作用 7-2 7-2 高效弧焊技術(shù)高效弧焊技術(shù) 4）復(fù)合雙弧焊 TIGMIG復(fù)合雙弧焊 它常常被應(yīng)用于堆焊。它采用一個(gè)焊接電源，電弧在鎢電 極（TIG）和焊絲（MIG）中交替燃燒，共同形成一個(gè)焊接 熔池 TIG-MIG復(fù)合雙

21、弧焊 7-2 7-2 高效弧焊技術(shù)高效弧焊技術(shù) 等離子MIG復(fù)合雙弧焊 （a） （b） 等離子一MIG復(fù)合雙弧焊 7-2 7-2 高效弧焊技術(shù)高效弧焊技術(shù) 激光電弧復(fù)合雙弧焊 激光TIG弧焊示意圖 圖7一21 激光一等離子弧示意圖 7-2 7-2 高效弧焊技術(shù)高效弧焊技術(shù) 非真空電子束等離子復(fù)合雙弧焊 非真空電子束-等離子復(fù)合雙弧焊示意圖 7-2 7-2 高效弧焊技術(shù)高效弧焊技術(shù) 電阻焊分類與組合 7-3 7-3 壓力焊及釬焊壓力焊及釬焊 一、電阻焊一、電阻焊 焊件組合后通 過(guò)電極施加壓力， 利用電流流過(guò)接頭 的接觸面及鄰近區(qū) 域產(chǎn)生的電阻熱將 其加熱到融化或塑 性狀態(tài),使之在壓力 條件下形成

22、接頭的 焊接方法。 1 1點(diǎn)焊：點(diǎn)焊：將焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩極之間，接通電流后利 用電阻熱將焊件局部熔化，形成焊點(diǎn)的方法。是一種高速、經(jīng)濟(jì)的 連接方法。適用于可以采用搭接接頭不要求氣密性，厚度3mm沖 壓、軋制的薄板結(jié)構(gòu)。可焊材料為低碳鋼,淬火鋼,鍍鋅鋼板,不銹 鋼,鋁合金和銅合金等。 7-3 7-3 壓力焊及釬焊壓力焊及釬焊 各種點(diǎn)焊方法原理示意各種點(diǎn)焊方法原理示意 2 2縫焊：縫焊：是焊件搭接或?qū)咏宇^并置于兩滾輪電極之間， 滾輪加壓焊件并轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)或斷續(xù)放電，從而產(chǎn)生一連串 熔核，相互搭疊得密封焊縫的電阻焊方法。 廣泛應(yīng)用在家用電器 （電冰箱殼體），交通 運(yùn)輸（汽車，拖拉機(jī)油 箱

23、）及航空航天（燃油 油箱）等工業(yè)中要求密 封性的接頭制造。被焊 材 料 厚 度 通 常 在 0.12mm.可焊材料為低 碳鋼,合金結(jié)構(gòu)鋼,不銹鋼 ,耐熱鋼,鋁合金和鈦合金 等。銅不能縫焊,黃銅也 難以縫焊。 7-3 7-3 壓力焊及釬焊壓力焊及釬焊 縫焊原理示意縫焊原理示意 3 3凸焊：凸焊： l是在一個(gè)焊件的貼合面上預(yù)先加工出一個(gè)或多個(gè)凸起點(diǎn),使其與 另一焊件表面相接觸加壓并通電加熱,凸點(diǎn)焊塌后,使這些觸點(diǎn)形 成焊點(diǎn)的一種電阻焊方法。 l分為：?jiǎn)吸c(diǎn),多點(diǎn)凸焊;環(huán)焊;T焊;滾凸焊和線材交叉凸焊五類。 l用于焊接低碳鋼和低合金鋼的沖壓件。除可進(jìn)行板件凸焊外,還 可進(jìn)行螺帽,螺釘類零件的凸焊, 線

24、材交叉凸焊,管子凸焊和板材T 型凸焊。板件凸焊最佳厚度為0.54mm.凸焊不適宜于鋁,銅,鎳等 軟金屬。 7-3 7-3 壓力焊及釬焊壓力焊及釬焊 凸焊基本類型凸焊基本類型 4 4對(duì)焊：對(duì)焊：把兩焊件端部相對(duì)放置，利用焊接電流 加熱，然后加壓完成焊接的電阻焊方法。 l 可分為電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊兩類 l 對(duì)焊應(yīng)用范圍:工件接長(zhǎng)，如帶鋼、型材、 石油和天然氣輸送管道的對(duì)焊接長(zhǎng)；環(huán)形工 件的焊接，如自行車、摩托車輪圈、鏈環(huán)對(duì) 焊；部件的組焊，將鍛造、沖壓,軋制,機(jī)械 加工零件拼焊成復(fù)雜零件;異種金屬對(duì)焊， 如刀具刃部(高速鋼)與柄部(中碳鋼),銅,鋁 導(dǎo)電接頭對(duì)接焊等。 7-3 7-3 壓力焊及釬焊

25、壓力焊及釬焊 電阻對(duì)焊電阻對(duì)焊 l先壓緊工件通電頂鍛力 l加熱沿徑向不均，軸向較均勻，且低于熔點(diǎn)。適用于焊接截面 F250mm2,端面形狀相同(如棒、厚壁管金屬型材），氧化物 易于擠出的材料，如碳素鋼、不銹鋼、銅和鋁等。它具有接頭 光滑，毛刺小，焊接過(guò)程簡(jiǎn)單的特點(diǎn) 閃光對(duì)焊閃光對(duì)焊 l先接通電源工件靠近閃光頂鍛 l閃光對(duì)焊分為連續(xù)閃光焊和預(yù)熱閃光焊兩種 l連續(xù)閃光焊：閃光階段和頂鍛階段是連讀完成的。適用于斷面 為1000mm2左右的閉合拼口焊,如車圈,鋁窗等 l預(yù)熱閃光焊：在閃光前先連讀幾次短時(shí)通電加熱（預(yù)熱）工件 端面，再進(jìn)入閃光和頂鍛階段。適合于焊500010000mm2大型 截面零件?？?/p>

26、焊材料有低碳鋼,低合金鋼,工具鋼,不銹鋼,銅合金, 鋁合金,鎂合金和鈦合金，甚至可以焊許多異種金屬組件 7-3 7-3 壓力焊及釬焊壓力焊及釬焊 二、摩擦焊二、摩擦焊 1.1.原理：原理：利用焊接接觸面相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中相互摩擦所產(chǎn)生的熱使工件端部 達(dá)到熱塑性狀態(tài)，然后迅速頂鍛，完成焊接的一種壓焊的方法 2.2.分類分類: : l根據(jù)工件相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)軌跡可分為：旋轉(zhuǎn)摩擦焊和軌道摩擦焊 l根據(jù)機(jī)械供給方式可分為：連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊和慣性摩擦焊兩種 摩擦焊示意圖摩擦焊示意圖 （a）旋轉(zhuǎn)摩擦焊 （b）軌道摩擦焊 7-3 7-3 壓力焊及釬焊壓力焊及釬焊 3 3特點(diǎn)特點(diǎn): : l 可代替鍛造、鑄造和部分機(jī)械加

27、工； l 生產(chǎn)率高，成本低； l 易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)； l 能焊接高溫時(shí)，塑性良好的同種金屬以及能夠互相固溶和擴(kuò)散 的異種金屬； l 環(huán)境保護(hù)好。 l 高溫強(qiáng)度高、塑性低、導(dǎo)熱性好的材料不容易焊接，如不銹鋼 銅、硬質(zhì)合金鋼等?；钚越饘伲ㄈ玮仭喌龋┐阌残院玫?鋼材，表面氧化膜不易破碎或有鍍膜、滲層及摩擦系數(shù)太小 （如鑄鐵、黃銅等）的金屬很難焊接。 7-3 7-3 壓力焊及釬焊壓力焊及釬焊 三、攪拌摩擦焊三、攪拌摩擦焊 攪拌摩擦焊（Friction Stir Welding,簡(jiǎn)稱FSW）是 由摩擦焊派生發(fā)展起來(lái)的一種新型固相焊接方法。 攪拌摩擦焊接過(guò)程攪拌摩擦焊接過(guò)程 7-3 7-3 壓力

28、焊及釬焊壓力焊及釬焊 1.攪拌摩擦焊的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 焊接接頭質(zhì)量高； 能一次完成較大截面、較長(zhǎng)焊縫（一次焊成20m焊縫）的 不同位置焊接； 成本低 ； 易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化焊接； 焊接過(guò)程無(wú)污染、無(wú)煙塵、無(wú)輻射。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 焊件必須剛性固定，同時(shí)還需在焊縫背面加墊板； 相對(duì)于熔焊它焊速較低； 焊接結(jié)來(lái)，摩擦針退出工件時(shí)總要留有一個(gè)稱為“匙孔 ”的凹坑，需要將該坑部切除或湊加引出板。 7-3 7-3 壓力焊及釬焊壓力焊及釬焊 2.應(yīng)用 行 業(yè) 應(yīng) 用 構(gòu) 件 航空、航天 鋁制品業(yè) 汽車制造 鐵路制造 造船業(yè) 壓力容器制造 燃料箱、圓筒形容器及附件，飛機(jī)框架結(jié)構(gòu)，飛機(jī)蒙皮、 翼肋

29、鋁縫焊管材 底盤(pán)、大梁、車輪、油箱 高速列車、軌道列車、地鐵車輛，集裝箱 高速船外殼、甲板、船艙壁、防水壁板、直升機(jī)降落平臺(tái) 液、氣壓力容器、鋁反應(yīng)器、熱交換器 7-3 7-3 壓力焊及釬焊壓力焊及釬焊 攪拌摩擦焊的應(yīng)用攪拌摩擦焊的應(yīng)用 四、釬焊四、釬焊 1.基本原理：基本原理：采用的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加 熱到高于釬料熔點(diǎn)但低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用作用使液態(tài)釬 料母材，填充接頭間隙并與母材相互，連接焊件的方法。 7-3 7-3 壓力焊及釬焊壓力焊及釬焊 2.2.分類分類: :根據(jù)釬料熔點(diǎn)分 軟釬焊:TM450,鉛，錫等 硬釬焊:TM450,銅，銀，鎳等 3.特點(diǎn)特點(diǎn): : l 成分不

30、同 釬料熔化，母材固態(tài) l 加熱溫度低變形小，易保證焊件尺寸精度。對(duì)母材組織和性能 影響小 l 異質(zhì)接頭焊接金屬，非金屬等 l 生產(chǎn)效率高大批量生產(chǎn) l 強(qiáng)度較低，耐熱性差，裝配要求高 一、結(jié)構(gòu)鋼的焊接一、結(jié)構(gòu)鋼的焊接 1.碳鋼的焊接 l 焊接性：在一定的焊接工藝下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接著的難易 程度 l 低碳鋼焊接：含碳量低、硅錳含量少，焊接性優(yōu)良?？捎?手工電弧焊、埋弧焊、電渣焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體 保護(hù)焊、電阻焊、氣焊及釬焊都是成熟的焊接方法 l 中碳鋼焊接：含錳量不高時(shí)，焊接性良好。隨含碳量的增 加，焊接性變差。多數(shù)情況下，需預(yù)熱和控制層間溫度， 焊后應(yīng)進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。采用手工焊時(shí)，若

31、要求焊縫與 母材等強(qiáng)，應(yīng)盡量選用與母材強(qiáng)度級(jí)別相等的低氫焊條。 7-4 7-4 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 2.合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接：主要介紹強(qiáng)度用鋼（高強(qiáng)鋼）：按屈服點(diǎn)高低及 熱處理狀態(tài)分為熱軋鋼、正火鋼、低碳調(diào)質(zhì)鋼、中碳調(diào)質(zhì)鋼 （1）熱軋鋼及正火鋼常用焊接方法：手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù) 焊、電渣焊、壓力焊。焊接要點(diǎn)： l 抗熱裂性比較好 l 有一定的冷裂傾向，隨強(qiáng)度級(jí)別升高而增大 l 沉淀強(qiáng)化鋼種有產(chǎn)生再熱裂紋傾向。消除應(yīng)力熱處理時(shí)應(yīng)避免 600保溫 l 熱軋鋼在制造大厚件時(shí)，有層狀撕裂危險(xiǎn) l 存在過(guò)熱區(qū)脆化問(wèn)題 7-4 7-4 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 （2）低合

32、金高強(qiáng)度鋼常用焊接方法：手工電弧焊、氣體保護(hù)焊、電 渣焊及壓力焊。主要工藝措施： l 預(yù)熱 l 選擇合適的焊接線能量 l 后熱及焊后熱處理 （3）低碳調(diào)質(zhì)鋼。焊接要點(diǎn)： l 含碳量低、含錳量高，熱裂傾向小 l 冷裂紋傾向比較大，工藝合適可以避免 l 有一定的再熱裂紋敏感性 l 對(duì)層狀撕裂不敏感。 l 有過(guò)熱區(qū)脆化和熱影響區(qū)軟化問(wèn)題 工藝措施： l 焊前預(yù)熱 l 避免使用大的焊接線能量 7-4 7-4 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 （4）中碳調(diào)質(zhì)鋼。焊接要點(diǎn)： l 淬硬傾向大，近縫區(qū)易出現(xiàn)馬氏體組織，冷裂 傾向大 l 碳及合金元素高，有較大熱裂傾向 l 有再熱裂紋傾向 l 焊后淬火區(qū)出現(xiàn)

33、淬硬的馬氏體，導(dǎo)致脆化 l 焊后熱影響區(qū)總有軟化區(qū) 工藝措施：工藝措施： l 預(yù)熱及后熱 l 宜采用小線能量焊接 l 采用低碳、硫、磷焊絲 7-4 7-4 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 (5) 珠光體耐熱鋼。焊接方法：手工電弧焊為主、埋弧焊和 電渣焊也常用 焊接要點(diǎn)：焊接要點(diǎn)： l 含碳量和合金元素含量與低碳調(diào)質(zhì)鋼相近，焊接性也 接近 l 主要問(wèn)題是冷裂紋、再熱裂紋、粗晶區(qū)脆化以及熱影 響區(qū)的軟化 工藝措施：工藝措施： l 防止冷裂和粗晶脆化，正確選擇預(yù)熱溫度和焊后回火 溫度至關(guān)重要 l 減少軟化，應(yīng)盡可能減少焊接線能量和降低預(yù)熱溫度 l 防止延遲裂紋，焊后立即進(jìn)行高溫回火 7-4 7

34、-4 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 二、不銹鋼的焊接二、不銹鋼的焊接 1.奧氏體不銹鋼的焊接：主要問(wèn)題是熱裂紋、脆化、晶間腐蝕和應(yīng) 力腐蝕開(kāi)裂。含鎳量越高，產(chǎn)生熱裂傾向越大，越不容易控制 （25-20鋼比18-8鋼熱裂傾向大） 熱裂防止措施：熱裂防止措施： l 嚴(yán)格限制S、P含量 l 調(diào)整焊縫金屬組織，金屬合金成分 l 采用小線能量及小截面焊道 接頭脆化防止措施：接頭脆化防止措施： l 嚴(yán)格控制焊縫中鐵素體含量 l 多層焊時(shí)采用較小線能量 晶間腐蝕防止措施：晶間腐蝕防止措施： l 盡量降低母材及焊縫中含碳量 l 采用熱量集中的焊接方法 l 在鋼中添加穩(wěn)定化元素Ti、Nb等 l 在鋼及焊

35、縫金屬中加鐵素體形成元素 7-4 7-4 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕不銹鋼焊接接頭晶間腐蝕 1-焊縫腐蝕區(qū)，2-熱影響 區(qū)敏化腐蝕區(qū)，3-刀蝕區(qū) 應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂防止措施：應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂防止措施： l 焊后消除或減少焊接殘余應(yīng)力 l 選用奧氏體鐵素體雙相組織的母材或 焊接材料 l 采用高Ni的鉻鎳不銹鋼焊條 焊接奧氏體不銹鋼常采用手工電弧焊、鎢極氬弧焊和熔化極 富氬混合氣體保護(hù)焊。 7-4 7-4 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 2.馬氏體不銹鋼的焊接。可分兩類：Cr13系列和Cr12為基多元 合金強(qiáng)化馬氏體鋼。和低碳、中碳調(diào)質(zhì)鋼類似，主要問(wèn)題是 冷裂紋和脆化

36、。 l 拘束度較大或含氫量較高時(shí)，在焊縫或近縫區(qū)可能產(chǎn)生 冷裂紋 l 預(yù)熱是防止這類鋼產(chǎn)生冷裂紋的重要措施。但預(yù)熱溫度 要控制不要超過(guò)400，以防止產(chǎn)生475脆性 l 為防止冷裂，馬氏體鋼（F11鋼除外）焊后應(yīng)立即進(jìn)行高 溫回火 常用方法為手工電弧焊和鎢極氬弧焊 7-4 7-4 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 3.鐵素體不銹鋼的焊接。主要問(wèn)題是熱影響區(qū)脆化和常溫沖擊 韌度較低 工藝措施：工藝措施： l 焊接時(shí)，就盡量縮短400 600和650 850的加 熱和冷卻時(shí)間 l 可采用小功率，高焊速進(jìn)行焊接，盡量減少焊縫截面， 且不要連續(xù)焊接 l 為防止高鉻鐵素體鋼的室溫韌性的大幅度降低接頭上

37、產(chǎn) 生裂紋，常進(jìn)行低溫（70150）預(yù)熱，使接頭處于 富有韌性狀態(tài)下，這樣可以有效地防止裂紋的產(chǎn)生 常用手工電弧焊，通常需預(yù)熱及焊后熱處理 7-4 7-4 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 三、有色金屬的焊接三、有色金屬的焊接 1.鋁及鋁合金的焊接。只有變形鋁合金可以焊接。主要問(wèn) 題是氣孔、熱裂紋及接頭性能變化。熱處理強(qiáng)化鋁有較 高熱裂傾向 熱裂紋防止措施：熱裂紋防止措施： l 關(guān)鍵在于選擇合適焊絲，控制焊縫成分和配以合理 規(guī)范參數(shù) l 硬鋁及超硬鋁由于成分復(fù)雜產(chǎn)生裂紋傾向大，在原 合金系統(tǒng)中進(jìn)行成分調(diào)整難以改善抗裂性。因此， 常用含硅5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的AL-Si焊絲（SALSi-1） 來(lái)

38、解決裂紋問(wèn)題 l 采用熱能集中的焊接方法，有利于減少裂紋。裂紋 傾向大的鋁合金，不宜采用大電流和高焊速 7-4 7-4 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 氣孔防止措施（以純鋁、鋁鎂合金為突出）： l 減少氫的來(lái)源 l 合理選擇規(guī)范參數(shù) l 采用Ar少量CO2或O2混合氣體保護(hù)焊 l 對(duì)厚的工件適當(dāng)預(yù)熱 7-4 7-4 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 2.銅及銅合金的焊接。焊接時(shí)主要問(wèn)題： l 焊縫成形能力差 l 焊縫熱裂傾向大 l 氣孔傾向嚴(yán)重 l 接頭性能下降 建議：建議： l 薄板以鎢極氬弧焊、手工電弧焊和氣焊為好 l 中厚板采用埋弧焊、MIG焊和電子束焊 l 厚板建議用電渣焊

39、1.1.縱向殘余應(yīng)力與橫向殘余應(yīng)縱向殘余應(yīng)力與橫向殘余應(yīng) 力：力：在焊接結(jié)構(gòu)中，通常 將沿焊縫方向的應(yīng)力定義 為縱向殘余應(yīng)力，用x表 示：垂直于焊縫方向的應(yīng) 力定義為橫向殘余應(yīng)力， 用y表示；沿板厚方向的 應(yīng)力定義為板厚應(yīng)力，用 z表示 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) 低碳鋼長(zhǎng)板條中心堆焊時(shí)的低碳鋼長(zhǎng)板條中心堆焊時(shí)的 應(yīng)力變形情況應(yīng)力變形情況 一、焊接殘余應(yīng)力與焊接殘余變形一、焊接殘余應(yīng)力與焊接殘余變形 對(duì)接焊縫殘余應(yīng)力典型分布對(duì)接焊縫殘余應(yīng)力典型分布 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) 2.2.焊接殘余變形分類焊接殘余變形分類 （1）總體變形 縱向收縮變形 橫向收縮變形 彎曲變形 扭曲變形

40、7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) 扭轉(zhuǎn)變形扭轉(zhuǎn)變形 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) （2）局部變形 角變形 波浪變形 3.焊接變形對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的影響 外形美觀 結(jié)構(gòu)尺寸精確性 結(jié)構(gòu)的承載能力 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) 二、減少及消除殘余應(yīng)力的措施二、減少及消除殘余應(yīng)力的措施 1.減少焊接殘余應(yīng)力措施： （1）設(shè)計(jì)措施（） （2）工藝措施 l 合理的焊接順序和方向ABC； l 反變形法和減應(yīng)力加熱法； l 采用小線能量焊接； l 錘擊法 2.焊后消除殘余應(yīng)力的方法 （1）整體、局部高溫回火 （2）溫差拉伸法 （3）機(jī)械拉伸法 （4）爆炸沖擊法 （5）振動(dòng)法 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力

41、學(xué) 三、預(yù)防和消除殘余變形措施三、預(yù)防和消除殘余變形措施 1. 1.預(yù)防焊接殘余變形措施：預(yù)防焊接殘余變形措施：減少焊接殘余變形的原則： 對(duì)稱加熱，力求分散；均勻布置，切勿集中；反向變形， 以變治變；該緊就緊，該松就松。 （1）合理按排焊接順序要領(lǐng)：先主后次，先大后??； 先內(nèi)后外，先短后長(zhǎng)；異向分段，亦退亦進(jìn)；多點(diǎn)同步， 對(duì)稱適量。 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) （2）必要的拘束： l 采用各種適用的卡具裝置強(qiáng)制固定，造成大的拘 束度，變形會(huì)顯著減少。上述“該緊就緊”就是 指必要的拘束 l 薄板焊時(shí)，常用壓板壓緊防止失穩(wěn)出現(xiàn)波浪變形 l 強(qiáng)制拘束對(duì)防止回轉(zhuǎn)變形尤為重要。但拘束度過(guò) 大，又容

42、易引起裂紋；但如發(fā)生回轉(zhuǎn)變形，則又 會(huì)產(chǎn)生終端裂紋。增大引出板寬度。牢固點(diǎn)焊點(diǎn)， 甚至還可采用千斤頂 （3）預(yù)留收縮裕量 l “以變治變”：主要針對(duì)橫向收縮和縱向收縮，組 裝時(shí)預(yù)留收縮裕量，以保證焊后產(chǎn)品焊后產(chǎn)品的尺 寸要求 l “該松就松”：指可控的自由收縮 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) （4）采用反變形：是一種“以變治變”的方法。分彈性預(yù)彎 法和塑性預(yù)彎法兩種 l 彈性預(yù)彎法：使構(gòu)件反向變形，在彈性狀態(tài)下拘束， 焊接后再釋放拘束 l 塑性預(yù)彎法：使構(gòu)件在塑性狀態(tài)下拘束的反變形塑性 預(yù)彎法要求預(yù)彎變形量必須很精確，而要掌握這一點(diǎn) 又是很困難的。在實(shí)際使用中，彈性預(yù)彎要比塑性預(yù) 彎更可靠些

43、 （5）改變熱分布形式 通過(guò)強(qiáng)制冷卻和預(yù) 熱改變焊件上熱分布形 式，可以減少變形。 圖為強(qiáng)制冷卻減少 變形的例子。焊接時(shí)， 在臂上方孔中通水，焊 接熱可迅速散失，再配 合以小的線能量和合理 焊接順序，彎曲變形僅 為0.35mm。 鉆機(jī)臂截面形狀鉆機(jī)臂截面形狀 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) 2.2.消除焊接殘余變形方法消除焊接殘余變形方法 （1）火焰矯正法 要領(lǐng)：凸起部位就是加熱區(qū)。矯正順序?yàn)椋簞傂源?，先矯；剛性小，后矯。具體順序：先矯均勻總變 形；其次矯短段彎曲變形；最后矯局部彎曲變形。 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) （2）機(jī)械加壓變形法 是一種冷矯方法。 用外力使構(gòu)件產(chǎn)生 與焊接變

44、形方向相 反的塑性變形，以 與原來(lái)的焊接變形 相抵消?？梢杂檬?工錘擊，壓力機(jī)、 輥壓機(jī)、平板機(jī)等 機(jī)械設(shè)備矯正，如 圖所示。適用于結(jié) 構(gòu)規(guī)則或薄板結(jié)構(gòu) 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) 使用千斤頂校正梁的彎曲變形使用千斤頂校正梁的彎曲變形 四、焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂四、焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂 1.研究意義： 1)定義：金屬材料在載荷遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)應(yīng)力、無(wú)明顯 塑變的情況下，發(fā)生的突然斷裂 2)斷裂特點(diǎn)： 在沒(méi)有顯著塑性變形下發(fā)生，無(wú)預(yù)兆 破壞一經(jīng)發(fā)生，擴(kuò)展迅速 破壞時(shí)應(yīng)力遠(yuǎn)小于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)許用應(yīng)力 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) 2.焊接結(jié)構(gòu)脆斷的三個(gè)基本因素 脆性斷口幾乎看不到塑性變形的痕跡，裂口平整，

45、斷 口有金屬光澤 材料工作條件下韌性不足 結(jié)構(gòu)上存在嚴(yán)重的應(yīng)力集中 過(guò)大的拉應(yīng)力 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) 3.預(yù)防脆斷的措施 正確選擇材料 合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)（） 嚴(yán)格制造工藝（） 五、焊接接頭的疲勞強(qiáng)度五、焊接接頭的疲勞強(qiáng)度 1.研究意義 1) 定義：結(jié)構(gòu)在交變載荷的作用下，無(wú)明顯塑變的 情況下，發(fā)生的低應(yīng)力破壞。 2) 特點(diǎn): 交變載荷 斷口為疲勞輝紋 多起源于表面應(yīng)力集中處 低應(yīng)力破壞 無(wú)明顯塑變 疲勞強(qiáng)度與載荷循環(huán)特性有關(guān) 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) 2.提高疲勞強(qiáng)度的措施 降低應(yīng)力集中程度： 采用合理結(jié)構(gòu)形式降低應(yīng)力集中； 選用應(yīng)力集中 的系數(shù)小的焊接接頭； 采取妥善的工藝

46、措施 調(diào)整殘余應(yīng)力： 整體退火或利用超載預(yù)拉伸法來(lái)降低構(gòu)件的殘余拉 應(yīng)力。采用局部加熱或擠壓在應(yīng)力集中處產(chǎn)生殘余壓應(yīng) 力；表面強(qiáng)化處理 涂層保護(hù)： 大氣及介質(zhì)侵蝕往往對(duì)材料疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生不利的影響， 因此采用涂層保護(hù)是有效的 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) 六、焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力腐蝕破壞六、焊接結(jié)構(gòu)的應(yīng)力腐蝕破壞 應(yīng)力腐蝕破壞（SCC）材料和結(jié)構(gòu)在腐蝕介質(zhì)和靜拉伸應(yīng)力共 同作用作用下引起的斷裂 1.應(yīng)力腐蝕破壞條件： 1)有拉應(yīng)力存在 2)有腐蝕介質(zhì)存在 3)僅合金發(fā)生應(yīng)力腐蝕，純金屬不發(fā)生 7-5 7-5 焊接力學(xué)焊接力學(xué) 2.防止產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的措施： 1)正確選材 2)合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)（） 3)清

47、除和調(diào)節(jié)殘余應(yīng)力（） 4)采用電化學(xué)保護(hù) 5)用鍍層或涂層隔離環(huán)境 6)控制和改善環(huán)境 一、焊接專家系統(tǒng)一、焊接專家系統(tǒng) 在焊接領(lǐng)域中專家系統(tǒng)的類型主要分有工藝選擇及工藝 制定型、焊接缺陷預(yù)測(cè)與診斷型、輔助設(shè)計(jì)型和咨詢（ 解釋）型幾種。 1.工藝選擇及工藝制定型焊接專家系統(tǒng)：在所開(kāi)發(fā)的所有 焊接專家系統(tǒng)中，焊接工藝制定（選擇）專家系統(tǒng)占 的比重最大，約占70% 7-6 7-6 計(jì)算機(jī)在焊接成形中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)在焊接成形中的應(yīng)用 2.焊接缺陷預(yù)測(cè)與診斷型焊接專家系統(tǒng) 裂紋診斷專家系統(tǒng)WeldCrac Expert：由英國(guó)焊接 研究所（TWI）開(kāi)發(fā)并己商品化的用于焊接裂紋類 型診斷的專家系統(tǒng)。該軟件可根據(jù)用戶給出的裂紋 特征、位置及焊接工藝情況，分析現(xiàn)存裂紋屬于哪 一種類型 有缺陷結(jié)構(gòu)安全評(píng)定專家