《材料工程基礎(chǔ)》課件：第五章 金屬的焊接

1、第五章 金屬的焊接一、概 述二、熔化焊三、壓力焊四、釬 焊 一、概述1、焊接的作用 石油、化工、鍋爐、橋梁石油、化工、鍋爐、橋梁 2、焊接方法的分類3、金屬的可焊性4、焊接材料*1.1 焊接的作用1.2 焊接方法的分類 熔化焊：氣焊、電弧焊、電渣焊、等離子焊、 電子束焊、激光焊 壓力焊：電阻焊、摩擦焊 釬 焊：軟釬焊、硬釬焊1.3 金屬的可焊性 金屬材料本身 焊接工藝1.4 焊接材料一、手工電弧焊用焊接材料手工焊的焊接材料為電焊條，它由鋼芯和包在鋼芯外的藥皮組成。二、埋弧焊用焊絲和焊劑 時最基本的要求是要能夠形成機械性能與基體金屬一致的焊縫；其次，在化學(xué)成分方面，如基體金屬有一定合金成分的鋼種

2、，那么焊條也應(yīng)符合或接近該鋼種的要求；還應(yīng)根據(jù)焊接位置及板厚確定藥皮類型。 二、熔化焊基本原理 手工電弧焊埋弧自動焊 2.1 基本原理 熔焊焊縫的形成 組織與性能 FeC相圖* 應(yīng)力與變形熔焊焊縫的形成組織與性能 FeC相圖*低碳鋼焊接接頭組織變化(1)焊縫區(qū)焊縫區(qū) 焊縫區(qū)的金屬被加熱熔化后隨即冷卻結(jié)晶，其結(jié)晶方向是從熔池底側(cè)面指向焊縫中心，故形成柱狀鑄態(tài)組織。低熔點的硫、磷雜質(zhì)和氧化鐵等易偏析集中于焊縫中心區(qū)，影響焊縫性能。(2)熱影響區(qū)熱影響區(qū) 焊縫附近的熱影響區(qū)可分為熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。 熔合區(qū)熔合區(qū) 即半熔化區(qū)，其組織為過熱粗晶， 寬度很窄(0.11mm), 其強度、塑

3、性和韌性都下 降，易應(yīng)力集中，它決定著焊接接頭的性能。 過熱區(qū)過熱區(qū) 該區(qū)奧氏體晶粒急劇長大，形成過熱組 織，其塑性和韌性下降，也是焊接接頭的薄弱區(qū)， 易產(chǎn)生裂紋。 正火區(qū)正火區(qū) 該區(qū)金屬發(fā)生重結(jié)晶，冷卻后為均勻而 細(xì)小的鐵素體和珠光體組織，其性能優(yōu)于母材。 部分相變區(qū)部分相變區(qū) 該區(qū)珠光體和部分鐵素體發(fā)生重結(jié) 晶, 使晶粒細(xì)化, 部分鐵素體來不及轉(zhuǎn)變, 冷卻后晶 粒大小不均, 性能略差。應(yīng)力與變形平板對接焊的應(yīng)力和變形焊接變形的基本形式2.2 手工電弧焊(MMA)焊接材料、焊接工藝、焊芯、藥皮Mannal metal arc melting電焊條藥皮的作用：1）穩(wěn)定電??；2）形成CO2保護氣

4、體；3）焊接金屬的物理化學(xué)反應(yīng)，4）保證加入合金元素。2.3 埋弧自動焊 2.3 埋弧自動焊 Submerged-arc Welding特點：1）生產(chǎn)率高；2）焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定；3）節(jié)省金屬材料；4）改善勞動條件。2.4 氣體保護焊 氬弧焊 CO2氣體保護焊Gas shielded-arc welding principle 氬弧焊 CO2氣體保護焊優(yōu)點：1）生產(chǎn)率高 2）成本較低 3）焊接質(zhì)量高。 缺點：1）電弧光強，飛濺嚴(yán)重，焊縫成形不夠光滑 2）不宜焊接容易氧化的有色金屬材料。 3）不宜在有風(fēng)的場地工作。2.5 其他方法 電子束，離子束，激光束 電子束離子束激光束三、壓力焊 電阻焊 摩擦

5、焊 3.1 電阻焊 是利用電流通過焊件接觸面所產(chǎn)生的電阻熱，將焊件局部加熱到高塑性或半熔化狀態(tài)，并在一定的壓力下結(jié)晶凝固形成焊接接頭的方法。它需采用大電流、低電壓的大功率電源。 電阻焊的基本形式有: 1.點焊 2.縫焊 3.對焊點點 焊焊Spot welding 縫縫 焊焊Conventional wide wheel seam welding Wide wheel seam Circular Seam Welding Longitudinal Seam Welding Narrow weld seam Consumable wire seam Mash seam welding Foil butt seam welding對對 焊焊3.2 摩擦焊Schematic of the friction stir welding process四、釬焊四、釬焊 釬焊是將熔點比焊件低的釬料加熱熔化后滲入固態(tài)焊件間的間隙內(nèi)，將焊件連接起來的焊接方法。1 硬釬焊硬釬焊 釬料熔點高于450, 接頭強度較高(200MPa), 主要用于受力較大或工作溫度較高的工件。常用的釬料有銅基、銀基和鎳基合金等。熔劑為硼砂、硼酸、氯化物和氟化物的各種組成物。主要用于受力較大的鋼材、銅合金構(gòu)件的焊接和刀具、工具的焊接。2 軟釬焊軟釬焊 釬料低于450，接頭強度低