材料成型工藝基礎(chǔ)材料連接成形焊接方法教學PPT

1、回顧焊接成形焊接成形 概述概述分類分類特點特點應用應用焊接電弧焊接電弧弧焊電源弧焊電源焊條焊條焊接冶金過程的特點焊接冶金過程的特點焊接接頭的組織與性能焊接接頭的組織與性能焊接應力與變形焊接應力與變形焊接位置與接頭形式焊接位置與接頭形式第3章 材料的連接成形（焊接方法）材料的連接成形（焊接方法） 熔焊熔焊壓焊壓焊釬焊釬焊材料的焊接性材料的焊接性焊接缺陷與檢驗焊接缺陷與檢驗焊接結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計焊接結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計典型焊接的工藝設(shè)計典型焊接的工藝設(shè)計焊接技術(shù)的新進展焊接技術(shù)的新進展回顧 焊接電弧的組成 熔焊的冶金過程 熔焊的冶金特點 焊接接頭組織和性能（重點及難點）：焊縫和熱影響區(qū)（熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火

2、區(qū)、部分相變區(qū)） 焊接應力與變形 焊接缺陷及檢測（了解） 材料連接成形方法焊接的冶金過程及特點焊接的冶金過程及特點（1）焊條、母材、藥皮形成熔池（2）藥皮起保護和化學反應焊接的冶金過程的特點：實質(zhì)是再熔煉；實質(zhì)是再熔煉；金屬熔池的體積很小，各種冶金反應進行得不充分；氣體，夾雜來不及溢出；冶煉條件差冶煉條件差；熔池溫度高，使金屬元素產(chǎn)生強烈的熔損和蒸發(fā)，同時，熔池周圍又被冷的金屬所包圍，使焊縫處產(chǎn)生應力和變形，嚴重時甚至會開裂；大氣中進行；（重點及難點）第3章 材料的連接成形材料的連接成形 【 埋弧焊】埋弧焊】是指電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法。是指電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法?！痉诸悺俊?/p>

3、分類】 埋弧焊屬于電弧焊的一種，可分為埋弧焊屬于電弧焊的一種，可分為埋弧自動焊埋弧自動焊和和埋弧半自動焊埋弧半自動焊兩種。兩種?！竟ぷ髟怼俊竟ぷ髟怼侩娀≡陬w粒狀的焊劑下燃燒，焊絲由送絲機構(gòu)自動送入焊接區(qū)。電電弧在顆粒狀的焊劑下燃燒，焊絲由送絲機構(gòu)自動送入焊接區(qū)。電弧沿焊接方向的移動靠手工操作完成的稱為弧沿焊接方向的移動靠手工操作完成的稱為埋弧半自動焊埋弧半自動焊，電弧沿焊接方向的移，電弧沿焊接方向的移動靠機械自動完成的動靠機械自動完成的埋弧自動焊埋弧自動焊。 【應用】【應用】用于焊接非合金鋼、低合金高強度鋼，也可用于焊接不銹鋼及紫銅等。用于焊接非合金鋼、低合金高強度鋼，也可用于焊接不銹鋼及

4、紫銅等。適合于大批量焊接較厚的大型結(jié)構(gòu)件的直線焊縫和大直徑環(huán)形焊縫。適合于大批量焊接較厚的大型結(jié)構(gòu)件的直線焊縫和大直徑環(huán)形焊縫。 熔焊熔焊一、埋弧焊一、埋弧焊 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 熔焊熔焊一、埋弧焊一、埋弧焊 視頻演示4視頻演示4-2第3章 材料的連接成形材料的連接成形 【優(yōu)點】【優(yōu)點】允許采用允許采用較大的較大的焊接電流，焊接電流，生產(chǎn)率高，焊縫保護好，生產(chǎn)率高，焊縫保護好，焊接質(zhì)量高，能節(jié)省材料和電能，勞動條件好，實現(xiàn)了焊接過焊接質(zhì)量高，能節(jié)省材料和電能，勞動條件好，實現(xiàn)了焊接過程的自動化程的自動化。適于長的直線焊縫和圓筒形工件的縱、環(huán)焊縫的。適于長的直線焊縫和圓筒形工件

5、的縱、環(huán)焊縫的批量生產(chǎn)。批量生產(chǎn)?！救秉c】【缺點】焊接時電弧不可見，不能及時發(fā)現(xiàn)問題，接頭的加工焊接時電弧不可見，不能及時發(fā)現(xiàn)問題，接頭的加工與裝配要求較高，焊前準備時間長。與裝配要求較高，焊前準備時間長。熔焊熔焊一、埋弧焊一、埋弧焊 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 氣體保護電弧焊簡稱氣體保護電弧焊簡稱氣體保護焊或氣電焊氣體保護焊或氣電焊。它是利用外加氣體作為電。它是利用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊，簡稱氣體保護焊?；〗橘|(zhì)并保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊，簡稱氣體保護焊。 根據(jù)所用保護氣體的不同，氣體保護焊可分為：氬弧焊、二氧化碳氣根據(jù)所用保護氣體的不同，氣體保護焊可分為：氬

6、弧焊、二氧化碳氣體保護焊、氦弧焊等。體保護焊、氦弧焊等。 （一）氬弧焊（一）氬弧焊 氬弧焊是以氬氣作為保護氣體的氣體保護焊。氬弧焊是以氬氣作為保護氣體的氣體保護焊。 氬弧焊分為氬弧焊分為非熔化極（鎢極）氬弧焊非熔化極（鎢極）氬弧焊和和熔化極氬弧焊熔化極氬弧焊兩種。兩種。 氬弧焊的應用：幾乎可以用于氬弧焊的應用：幾乎可以用于。通常多用于在焊。通常多用于在焊接過程中接過程中鋁、鎂、鈦及其合金、不銹鋼、耐熱合金等。鋁、鎂、鈦及其合金、不銹鋼、耐熱合金等。熔焊熔焊二、氣體保護焊二、氣體保護焊-氬弧焊氬弧焊 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 熔焊熔焊二、氣體保護焊二、氣體保護焊-氬弧焊氬弧焊 視頻演

7、示5氬弧焊的特點：焊縫金屬純凈，用于合金鋼、易氧化的非鐵合金及稀有金屬。焊接過程穩(wěn)定，所有焊接參數(shù)都能精確控制，明弧操作，容易實現(xiàn)機械化、自動化生產(chǎn)。電弧在氣流壓縮下燃燒，熱量集中，周圍氣流對焊縫有冷卻作用，因此焊接接頭的熱影響區(qū)小，焊后變形小熱影響區(qū)小，焊后變形小，可對3mm以下薄板進行焊接。氬氣價格較貴，焊件成本高。 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 熔焊熔焊二、氣體保護焊二、氣體保護焊-氬弧焊氬弧焊 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 二氧化碳氣體保護焊是用二氧化碳氣體作為保護氣體的氣體保護焊。二氧化碳氣體保護焊是用二氧化碳氣體作為保護氣體的氣體保護焊。 二氧化碳氣體保護焊的應用：

8、主要用于焊接低碳鋼和低合金鋼薄板。二氧化碳氣體保護焊的應用：主要用于焊接低碳鋼和低合金鋼薄板。熔焊熔焊二、氣體保護焊二、氣體保護焊-co2 co2氣體保護焊的特點：成本低 生產(chǎn)效率高質(zhì)量好操作性能好 co2氣體保護焊的缺點是具有氧化性，合金燒損大，飛濺大，成形較差，煙霧多，弧光強烈，容易產(chǎn)生氣孔。 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 熔焊熔焊二、氣體保護焊二、氣體保護焊-co2 利用可燃氣體與助燃氣體氧混合燃燒形成的焰作為熱源進行熔化焊氣焊火焰的種類及應用 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 熔焊熔焊三、氣焊三、氣焊 氣焊火焰的種類及應用 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 熔焊熔焊三、

9、氣焊三、氣焊 氣焊應用 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 熔焊熔焊三、氣焊三、氣焊 視頻演示6視頻演示7氣焊的特點氣焊設(shè)備簡單，不需電源，靈活方便氣焊火焰溫度低，加熱緩慢，工件受熱面積大，熱影響區(qū)較寬，因此焊接變形大。火焰對熔池保護差，焊縫易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。生產(chǎn)效率低，不適合大批量生產(chǎn)。 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 熔焊熔焊三、氣焊三、氣焊 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 l 電渣焊的應用電渣焊的應用主要用于主要用于厚壁壓力容器縱縫厚壁壓力容器縱縫的焊接和大的焊接和大型鑄焊、鍛焊結(jié)構(gòu)的制造。型鑄焊、鍛焊結(jié)構(gòu)的制造。l 適合于電渣焊的金屬材料適合于電渣焊的金屬材料有有非

10、合金鋼、耐熱鋼、不非合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金等。銹鋼、鋁及鋁合金等。 l 電渣焊電渣焊是利用是利用所產(chǎn)生的所產(chǎn)生的而進行焊接的方法。而進行焊接的方法。l 電渣焊分為電渣焊分為絲極電渣焊、熔嘴電渣焊絲極電渣焊、熔嘴電渣焊和和板極電渣焊板極電渣焊三種。三種。熔焊熔焊四、電渣焊四、電渣焊 （一）電渣焊焊接過程 電渣焊的特點：焊接厚板時，生產(chǎn)效率高，成本低 焊縫金屬潔凈 熱影響區(qū)寬，晶粒較粗大 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 熔焊熔焊四四 、電渣焊、電渣焊 視頻演示8第3章 材料的連接成形材料的連接成形 等離子弧焊接等離子弧焊接是借助是借助水冷噴嘴對電弧的拘束作用水冷噴嘴對電弧的拘束作

11、用，獲得，獲得較高能量密度的等離較高能量密度的等離子弧子弧進行焊接的方法。進行焊接的方法。 等離子弧焊接的應用等離子弧焊接的應用：可以焊接絕大部分金屬，主可以焊接絕大部分金屬，主要適于焊接要適于焊接某些焊接性差的某些焊接性差的金屬材料和精細工件金屬材料和精細工件等。常等。常用于焊接不銹鋼、耐熱鋼、用于焊接不銹鋼、耐熱鋼、高強度鋼及高強度鋼及難熔金屬材料難熔金屬材料等。等。視頻演示9熔焊熔焊五、等離子弧焊五、等離子弧焊 熔焊熔焊五、等離子弧焊焊五、等離子弧焊焊 等離子弧焊的特點能量密度大、穿透能力強、電弧穩(wěn)定的優(yōu)點；生產(chǎn)率高，焊后的焊縫寬度和高度均勻一致，焊縫表面光潔。電弧穩(wěn)定燃燒，具有良好的挺

12、直度和方向性。等離子弧焊設(shè)備復雜，氣體消耗大，焊接成本較高。第3章 材料的連接成形材料的連接成形 q 一些先進的熔化焊技術(shù)一些先進的熔化焊技術(shù) 陰 極 被 燈 絲 加 熱 到陰 極 被 燈 絲 加 熱 到2600k，并發(fā)射大量的電子。，并發(fā)射大量的電子。這些電子在這些電子在的作用的作用下，經(jīng)電磁透鏡聚焦成電子下，經(jīng)電磁透鏡聚焦成電子束 ， 高 速 轟 擊 工 件 表 面束 ， 高 速 轟 擊 工 件 表 面（160000km/s）。）。（能量密度是（能量密度是普通電弧的普通電弧的1000倍）。倍）。視頻演示9.5a加熱功率密度大。焊接用電子束電流為幾十到幾百毫安，最大可達l000ma以上；加速

13、電壓為幾十到幾百千伏；故電子束功率從幾十千瓦到100kw以上，而電子束焦點直徑小于1mm。故電子束焦點處的功率密度可達103105kw/cm2，比普通電弧功率密度高比普通電弧功率密度高10010010001000倍倍。b焊縫深寬比(h/b)大。通常電弧焊的深寬比很難超過2，。電子束焊比電弧焊，可實現(xiàn)高深寬比的焊接，深寬比達60：1，可依次焊透0.1300mm厚度的不銹鋼板。優(yōu)點c. 焊接速度快，焊縫熱物理性能好。焊接速度快，能量集能量集中、熔化和凝固過程快。熱影響區(qū)小，焊接變形小。中、熔化和凝固過程快。熱影響區(qū)小，焊接變形小。對精加精加工工的工件可用作最后的連接工序，焊后工件仍能保持足夠的精度

14、。能避免晶粒長大，使焊接接頭性能改善，高溫作用時間短，合金元素燒損少合金元素燒損少，焊縫抗蝕性好。d焊縫純度高。真空電子束焊的真空度一般為，適合焊接鈦及鈦合金等活性材料。e. 焊接工藝參數(shù)調(diào)節(jié)范圍廣，適應性強。電子束焊接的工藝參數(shù)可獨立地在很寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)很寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，控制靈活，適應性強，再現(xiàn)性好，而且電子束焊焊接參數(shù)易于實現(xiàn)機械化、自動化控制，提高了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。f. 可焊材料多。不僅能焊金屬和異種金屬材料的接頭,也可焊接非金屬材料,如陶瓷、石英玻璃等。 需要高真空環(huán)境以防止電子散射高真空環(huán)境以防止電子散射，設(shè)備復雜，焊件尺寸和形狀受到真空室限制(非真空環(huán)境電子束焊，是重要研究方向)

15、； 由于真空室的存在，抽真空成為影響循環(huán)時間抽真空成為影響循環(huán)時間的主要障礙; 有磁偏移：由于電子帶電，會受磁場偏轉(zhuǎn)影響，故要求電子束焊工件焊前去磁處理去磁處理； x射線問題：x射線在高壓下特別強，需對操作人員實施保護對操作人員實施保護； 對工件裝配質(zhì)量要求嚴格，同時工件表面清潔的要求也較高。缺點德國德國ptrptr公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的ebw3000/15-150cncebw3000/15-150cnc型電子束焊機型電子束焊機 真空室真空室:1.7m:1.7m1.25m1.25m 1.45m ; 1.45m ; 額定功率額定功率:15kw;:15kw;額定電壓額定電壓:150kv:150kv激

16、光加工簡介2108w/cm1010激光加工的一般原理激光加工的一般原理 激光加工是一種激光加工是一種高能束高能束加工方法，它是利用激光高強加工方法，它是利用激光高強度、高亮度、方向性好、單色性好的特性，通過一系列的光度、高亮度、方向性好、單色性好的特性，通過一系列的光學系統(tǒng)學系統(tǒng)聚焦成平行度很高的微細光束（成平行度很高的微細光束（直徑幾微米至幾十微直徑幾微米至幾十微米米），獲得極高的能量密度照射到材料上，使材料在極短的），獲得極高的能量密度照射到材料上，使材料在極短的時間內(nèi)（時間內(nèi)（千分之幾秒甚至更短千分之幾秒甚至更短）熔化甚至氣化，以達到加熱）熔化甚至氣化，以達到加熱和去除材料的目的。和去除

17、材料的目的。激光加工簡介激光加工特點激光加工特點 適應性強：適應性強： 激光加工的功率密度高，激光加工的功率密度高， 如各種金屬、陶瓷、石英、金剛石、橡膠等。如各種金屬、陶瓷、石英、金剛石、橡膠等。 加工精度高：加工精度高：激光束可聚焦成微米級的光斑（理論上直徑可小激光束可聚焦成微米級的光斑（理論上直徑可小 于于1um），適合），適合。 加工質(zhì)量好：加工質(zhì)量好：激光加工能量密度高，熱作用時間很短，整個加激光加工能量密度高，熱作用時間很短，整個加 工區(qū)幾乎不受熱的影響，工區(qū)幾乎不受熱的影響，故可，故可 加工對熱沖擊敏感的材料。加工對熱沖擊敏感的材料。 加工效率高：加工效率高： 激光加工只需激光加

18、工只需0.01s，切割比常規(guī)方法提高效率，切割比常規(guī)方法提高效率 ，激光焊接可提高效率，激光焊接可提高效率。激光加工簡介激光加工特點激光加工特點 容易實現(xiàn)自動：容易實現(xiàn)自動：激光束傳輸方便，易于控制，便于與機器人激光束傳輸方便，易于控制，便于與機器人 、自動檢、自動檢測、計算機數(shù)字控制等先進技術(shù)相測、計算機數(shù)字控制等先進技術(shù)相 結(jié)合。結(jié)合。 通用性強：通用性強：可以處可以處 理理各種形狀和尺寸的工件各種形狀和尺寸的工件。也可以選擇適當。也可以選擇適當 的加工的加工條件，用同一臺裝置進行切割、打孔條件，用同一臺裝置進行切割、打孔 、焊接和表面處理等多種加工。、焊接和表面處理等多種加工。節(jié)能節(jié)材：

19、節(jié)能節(jié)材： 激光束的能量利用率為常規(guī)加工工藝的激光束的能量利用率為常規(guī)加工工藝的 101000倍倍，激光，激光切割可以節(jié)省材料切割可以節(jié)省材料 15%30%。 激光焊接機視頻演示10激光焊接機原理1、熱傳導焊接：當激光、熱傳導焊接：當激光照射在材料表面時，一部照射在材料表面時，一部分激光被反射，一部分被分激光被反射，一部分被材料吸收，將光能轉(zhuǎn)化為材料吸收，將光能轉(zhuǎn)化為熱能而加熱熔化，熱能而加熱熔化，最，最后將兩焊件熔接在一起。后將兩焊件熔接在一起。激光焊接的機理有兩種：激光焊接的機理有兩種：激光焊接機2、激光深熔焊、激光深熔焊:當當功率密度比較功率密度比較大的大的激光束照射到材料表面時，激光束

20、照射到材料表面時，材料吸收光能轉(zhuǎn)化為熱能，材料吸收光能轉(zhuǎn)化為熱能，材料材料被加熱熔化至汽化被加熱熔化至汽化，產(chǎn)生大量的產(chǎn)生大量的金屬蒸汽，在蒸汽退出表面時產(chǎn)金屬蒸汽，在蒸汽退出表面時產(chǎn)生的反作用力下，使熔化的金屬生的反作用力下，使熔化的金屬液體向四周排擠，液體向四周排擠，形成凹坑，隨形成凹坑，隨著激光的繼續(xù)照射，凹坑穿人更著激光的繼續(xù)照射，凹坑穿人更深，當激光停止照射后，凹坑周深，當激光停止照射后，凹坑周邊的熔液回流，冷卻凝固后將兩邊的熔液回流，冷卻凝固后將兩焊件焊接在一起。焊件焊接在一起。 激光焊接發(fā)展及應用舉例激光激光點焊點焊激光熱傳激光熱傳 導焊接導焊接激光深熔激光深熔 焊接焊接激光激光

21、釬焊釬焊激光激光-電弧電弧復合焊接復合焊接激光焊接技術(shù)激光焊接技術(shù)脈沖激光脈沖激光 焊接焊接激光填激光填絲焊接絲焊接激光焊接發(fā)展及應用舉例汽車傳動零部件激光焊接汽車傳動零部件激光焊接 熔焊熔焊 堆焊與噴涂堆焊與噴涂 高能焊高能焊 電渣焊電渣焊 電弧焊電弧焊 氣焊氣焊 激光焊激光焊 電子束焊電子束焊 等離子弧焊等離子弧焊 氣體保護焊氣體保護焊 埋弧焊埋弧焊 焊條電弧焊焊條電弧焊第3章 材料的連接成形材料的連接成形 壓焊壓焊 壓力焊（俗稱固態(tài)焊）壓力焊（俗稱固態(tài)焊）是在壓力（或同時加熱）作是在壓力（或同時加熱）作用下，在被焊的分離金屬結(jié)合面產(chǎn)生塑性變形而使金屬用下，在被焊的分離金屬結(jié)合面產(chǎn)生塑性變

22、形而使金屬連接成為整體的焊接工藝。連接成為整體的焊接工藝。第3章 材料的連接成形材料的連接成形 壓焊壓焊一、電阻焊一、電阻焊 電阻焊電阻焊是是利用電流通過焊件及其接觸面產(chǎn)生的電阻熱作為熱源，將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態(tài)，然后在外界壓力作用下形成焊接接頭的一種焊接方法。 電阻焊根據(jù)接頭的型式不同可分為：電阻焊根據(jù)接頭的型式不同可分為：點焊、縫焊點焊、縫焊和和對焊對焊三種。三種。 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 壓焊壓焊一、電阻焊一、電阻焊 r 電阻焊的應用：電阻焊的應用：主要用于焊接低碳鋼、不銹鋼、鋁及銅等金屬材料。主要用于焊接低碳鋼、不銹鋼、鋁及銅等金屬材料。 點焊點焊主要用于焊接厚度

23、在主要用于焊接厚度在4mm以下的薄板，廣泛應用于汽車、飛機制造中；以下的薄板，廣泛應用于汽車、飛機制造中； 縫焊縫焊主要用于焊接厚度在主要用于焊接厚度在3mm以下的薄板，廣泛應用于焊接油箱、煙道等；以下的薄板，廣泛應用于焊接油箱、煙道等； 對焊對焊主要用于焊接較大截面（直徑或邊長小于主要用于焊接較大截面（直徑或邊長小于20mm）焊件與不同種類的金屬對）焊件與不同種類的金屬對接，廣泛應用于焊接刀具、管件、鋼筋、鋼軌、鏈條等。接，廣泛應用于焊接刀具、管件、鋼筋、鋼軌、鏈條等。 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 壓焊壓焊一、電阻焊一、電阻焊 視頻演示11視頻演示12第3章 材料的連接成形材料的連

24、接成形 壓焊壓焊一、電阻焊一、電阻焊 對焊對焊是利用電阻熱是利用電阻熱將兩個工件的整個將兩個工件的整個端面焊接起來的一端面焊接起來的一種焊接方法。種焊接方法。 視頻演示13第3章 材料的連接成形材料的連接成形 壓焊壓焊二、摩擦焊二、摩擦焊 利用兩工件焊接端面之間相互摩擦而產(chǎn)生的熱量將工件端面加熱到塑性狀態(tài)后，在壓力作用下使它們連接起來的一種壓焊方法。 1.摩擦焊原理 2.摩擦焊的特點：焊接接頭質(zhì)量高接頭不易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。適用范圍廣 生產(chǎn)效率高 摩擦焊操作簡單，容易實現(xiàn)自動控制。 視頻演示14釬焊釬焊是利用熔點比被焊接金屬熔點低的金屬作釬料，將釬是利用熔點比被焊接金屬熔點低的金屬作釬料，

25、將釬料與工件一起加熱到釬料熔化狀態(tài)，借助毛細管作用將其料與工件一起加熱到釬料熔化狀態(tài)，借助毛細管作用將其吸入到固態(tài)間歇內(nèi)，使釬料與固態(tài)工件表面發(fā)生原子的相吸入到固態(tài)間歇內(nèi)，使釬料與固態(tài)工件表面發(fā)生原子的相互擴散、溶解和化合而連成整體的焊接方法。互擴散、溶解和化合而連成整體的焊接方法。q 釬焊接頭的形成過程釬焊接頭的形成過程釬焊接頭的形成包括兩個過程：釬焊接頭的形成包括兩個過程： 釬料熔化和流入、填釬料熔化和流入、填充接頭間歇形成釬料充滿焊縫的過程；充接頭間歇形成釬料充滿焊縫的過程；液態(tài)釬料與釬液態(tài)釬料與釬焊金屬相互作用。焊金屬相互作用。 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 釬焊釬焊 第3章 材料的連接成形材料的連接成形 釬焊釬焊 視頻