焊接成型技術

1、第3章 焊接成型技術 定義：用加熱或加壓等手段，借助金屬原子的結(jié)合與擴散作用，使分離的金屬材料牢固地連接起來的方法。 分類： 特點：1. 接頭牢固密封性好 2.可化大為小，以小拼大 3.可實現(xiàn)異種金屬的連接4. 重量輕加工裝配簡單 5.焊接結(jié)構(gòu)不可拆卸 6. 焊接應力變形的，接頭易產(chǎn)生裂紋、夾渣、氣孔等缺陷1、 焊接成形的理論基礎1. 電弧焊過程加熱融化冶金反應結(jié)晶固態(tài)相變形成接頭2焊接電弧 1）形成焊接電?。汉附与娫垂┙o的，是具有一定電壓的兩極間或電極與焊件間，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強烈而持久的放電現(xiàn)象。電弧實質(zhì)是一種氣體放電現(xiàn)象。a）當焊條與焊件間有足夠電壓時，接觸時，相當于電弧焊電源短路，接

2、觸點及短路電流很大，產(chǎn)生大量的電阻熱，使金屬熔化，汽化，引起強烈的電子發(fā)射和氣體電離。b）焊條與焊件拉開一點距離，由于電源電壓的作用，在這段距離內(nèi)會形成很強的電場，促使產(chǎn)生的電子發(fā)射，同時加速氣體的電離，使帶電粒子在電場力作用下定向運動。c）電弧焊電源不斷共給電能，新的帶電粒子不斷得到補充，形成連續(xù)燃燒的電弧。2）電弧的組成及熱量分布 陰極區(qū)：發(fā)射大量電子消耗一定能量， 36% ，2400k 陽極區(qū)：高速電子的撞擊，傳入較多能量， 42%， 2600k 弧柱區(qū)： 21% ，5000-8000k3）電弧的極性 直流電源：正接極：焊接較厚材料，將焊件接正極； 反接極：焊接較薄材料，將焊件接負極。

3、交流電源：極性交替變化，陰陽極區(qū)的溫度和熱量分布基本相等。3. 焊接電弧熱過程特點及影響1）特點 焊接時的加熱不是焊件的整體受熱，而是加熱局部區(qū)域，因此，對于整個焊件來說，受熱極不均勻。 焊接熱過程是一個瞬時進行的過程，由于在高度集中的熱源作用下，加熱速度極快。 焊接熱過程中的熱源是相對運動著的，由于焊接時焊件受熱的區(qū)域不斷變化，使得其傳熱過程不穩(wěn)定。2）焊接熱過程對焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率的影響 焊接時，熔池金屬會與氣體發(fā)生反應，從而改變金屬的化學成分，而在冷卻凝固時得到不同的組織，使焊縫金屬產(chǎn)生缺陷進而使其性能發(fā)生很大變化。 焊接熱過程的不均勻加熱使焊件各區(qū)域的膨脹和收縮不一致，導致焊接結(jié)構(gòu)中

4、產(chǎn)生焊接應力和變形。 焊接熱過程使焊接熱影響區(qū)的組織和性能發(fā)生變化。 焊接時不同的加熱方式影響焊接的生產(chǎn)率。4. 電弧焊的冶金過程 物理、化學變化過程：熔化、氧化、還原、造渣、精煉及合金化一系列過程?？偨Y(jié)為： 氣體熔渣金屬之間的物理、化學變化。1）焊接冶金過程的特點 溫度非常高，導致金屬燒損或形成有害雜質(zhì)； 冷卻速度快，熔池體積小，熔池處于液態(tài)時間很短，各種化學反應難以達到平衡狀態(tài)，致使化學成分不均勻，氣體和雜質(zhì)來不及浮出，產(chǎn)生氣孔和夾渣等缺陷； 焊接冶金過程不斷有新的金屬進入熔池，使冶金過程復雜。2）氣體對焊縫金屬組織和性能的影響 氧的影響 來源：氧氣主要來源于空氣、藥皮和焊劑中的氧化物、水

5、分及焊接材料表面的氧化物等。 影響：熔池被金屬氧化后，形成氧化鐵、三氧化二硅和氧化錳等夾渣，使焊縫的力學性能下降。 氫的影響 來源：焊條藥皮、焊劑中的水分、藥皮中的有機物、母材金屬和焊絲表面的污物（鐵銹、油污）和空氣中的水分等。 影響：以過飽和狀態(tài)溶入金屬中，使局部壓力過大，產(chǎn)生微裂紋，即氫脆。 氮的影響 來源：焊接區(qū)周圍的空氣。 影響：促使焊縫產(chǎn)生氣孔的主要原因之一。過飽和的氮以氣泡的形式從熔池中逸出，當焊縫金屬的結(jié)晶速度大于它的逸出速度時，就形成氣孔。3）焊縫金屬質(zhì)量保護措施 機械保護：通過焊接材料產(chǎn)生氣體或人工從外界通入氣體，排除電弧空間的空氣來進行保護的方法。如氣體保護焊。 焊前清理：

6、對坡口及焊縫兩側(cè)的油、銹等其他雜物進行清理，對焊條、焊劑進行烘干，可降低吸氫現(xiàn)象。 控制電弧長度：電弧長度越長，侵入的氫越多。 脫氧及滲入合金元素： 為補償燒損元素，在焊條藥皮中加入合金元素，進行脫氧、脫硫、脫磷、去氫、滲金屬等，保證焊縫性能。5. 焊接接頭的金屬組織與性能焊接接頭：金屬熔化焊焊接部位的總稱（焊縫區(qū)，熔合區(qū)，熱影響區(qū)）1） 焊縫區(qū)：熔池金屬冷卻結(jié)晶所形成的鑄態(tài)組織。焊縫金屬的結(jié)晶從熔池和母材的交界處開始，向熔池中心生長，形成柱狀的結(jié)晶組織。對于低碳鋼，為鐵素體和少量珠光體。2）熔合區(qū)：焊縫和母材金屬的交界處，焊縫金屬向熱影響區(qū)過渡區(qū)，兩側(cè)為完全熔化的焊縫區(qū)和完全不熔化的熱影響區(qū)

7、，所以也成半熔化區(qū)。 寬度：0.1-1mm 溫度：T液-T固性能：化學成分不均勻，組織不均勻，強度、塑性、韌性極差，是裂紋和局部脆斷的發(fā)源地。3） 熱影響區(qū)：母材因受熱而發(fā)生組織和力學性能變化的區(qū)域。組織和性能反映了焊接接頭的性能和質(zhì)量。（包括過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)）過熱區(qū)：熱影響區(qū)內(nèi)具有過熱組織或晶粒顯著粗大的區(qū)域。 寬度：1-3mm 溫度：T固-1100。 性能：粗大的過熱組織，塑性、韌性低，是裂紋的發(fā)源地正火區(qū)：相當于熱處理的正火組織，為細晶區(qū)。 寬度：1.2-4mm 溫度：AC3-1100 性能：金屬強度和塑性相應提高，力學性能優(yōu)于母材部分相變區(qū)：發(fā)生部分相變的區(qū)域。 溫度：AC1

8、-AC3 性能：發(fā)生相變的區(qū)域獲得細小的鐵素體，沒發(fā)生相變的區(qū)域還保留粗大的鐵素體組織，晶粒大小不一，組織不均勻，力學性能較差，較母材差。 （ 力學性能最差的區(qū)域：熔合區(qū)和過熱區(qū) ）焊接接頭的主要缺陷1. 氣孔：焊接時熔池中的氣泡在焊縫凝固時未能逸出而形成空穴2. 夾渣：焊后殘留在焊縫中的夾渣3. 焊接裂紋：由于焊接殘余應力較大而在焊縫火熱影響區(qū)產(chǎn)生的裂紋4. 未焊透：焊接接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象2、 焊接成形的力學基礎1.焊接應力與變形1）焊接應力： 焊接成形過程中及焊接結(jié)束后，焊件內(nèi)部存在的內(nèi)應力。焊縫中心部分因膨脹受阻產(chǎn)生壓應力，兩端產(chǎn)生拉應力。當焊縫中心處的壓應力超過屈服強度時，產(chǎn)生壓

9、縮變形，變形為虛線包圍的無陰影部分。焊縫中心處的壓縮變形不能恢復，冷卻到室溫縮短到虛線所示位置，兩側(cè)縮短到原長，但平板各部分收縮會相互牽制，焊縫兩側(cè)將阻礙焊縫的收縮，產(chǎn)生壓應力，焊縫產(chǎn)生拉應力。2） 焊接變形基本形式 收縮變形：橫向收縮和縱向收縮。難以修復，必須留出加工余量。 扭曲變形：多焊縫和長焊縫結(jié)構(gòu)上，主要是焊縫在截面上的分布不對稱或焊接順序及焊接方向不合理原因造成的。 彎曲變形：由于構(gòu)件的截面不對稱，焊縫布置不在構(gòu)件的中性軸上。 角變形：橫向收縮在厚度方向上分布不均勻。焊縫正面變形大，背面變形小，造成平面的偏轉(zhuǎn)。 波浪變形：由于焊縫的縱向收縮和橫向收縮在約束度較小的結(jié)構(gòu)部位造成較大的壓

10、應力而引起的變形。或由幾條相互平行的角焊縫橫向收縮產(chǎn)生的角變形而引起的組合變形。2 減小和控制焊接應力和變形的措施1）設計措施 合理選擇焊縫的尺寸和形式（焊縫尺寸大，焊接工作量大，焊接變形大） 盡可能減少不必要的焊縫（焊縫越多，應力集中越大）。 合理安排焊縫的位置 焊縫盡可能對稱分布，或使焊縫接近于中性軸，可減小焊縫所引起的撓曲。2）工藝措施焊前預熱和焊后緩冷 焊前將焊件加熱到400以下溫度，減小溫差，減小焊接應力和變形。減小焊接區(qū)與周圍金屬的溫度差，從而減小焊接應力。 焊后去應力退火可以使焊接變形減小80%左右。選擇合理的裝配及施焊順序 選擇引起焊接變形最小的裝焊順序，復雜構(gòu)件分成簡單的構(gòu)件

11、進行焊接，然后再組合，使不對稱或收縮力較大的焊縫變形得到控制。選擇合理的焊接順序 焊縫對稱分布時，采用對稱焊接 焊縫大小不等時，先焊小縫后焊大縫反變形法：焊接前，將構(gòu)件預置成人為的變形，使變形方向與焊接引起的變形方向相反，則焊后的變形和預置變形可以相互抵消。剛性固定法：將待焊件固定，限制焊接變形。錘擊或碾壓焊縫法：用小錘對焊縫進行均勻適度的錘擊，使焊縫金屬在高溫塑性好時得到延伸，從而減小應力和變形。3）焊接變形的矯正機械矯正：利用外力作用來強迫焊件的變形區(qū)產(chǎn)生方向相反的變形，以抵消原來產(chǎn)生的塑性變形。火焰矯正：利用氧-乙炔火焰對焊件上已產(chǎn)生伸長變形的部位進行加熱，利用冷卻時產(chǎn)生的收縮變形來矯正

12、焊件原有的伸長變形。3、 焊接方法一）熔焊：熱源將待焊工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池，熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成聯(lián)系焊縫而將兩工件連接成一體。 包括電弧焊，電渣焊和高能焊。1 電弧焊：電弧共給熱量，使工件熔合在一起，達到原子間結(jié)合的焊接方法。 熔化極電弧焊：電極是焊接過程中熔化的焊絲，包括手工電弧焊、埋弧焊和氣體保護焊等。 不熔化電弧焊：焊接過程中不熔化的碳棒和鎢棒。1）手工電弧焊：利用電弧的熱量局部熔化焊件，并用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法。焊接過程： 電弧熱使母材熔化形成熔池，焊條金屬芯熔化后以熔滴形式進入熔池； 熔化的藥皮進入熔池，成為熔渣浮在熔池表面，保護熔池不接觸空氣，與熔

13、池金屬發(fā)生反應，添加合金元素，改善焊縫性能。 藥皮分解產(chǎn)生的氣體隔絕空氣，保護熔池金屬。 焊接特點：操作靈活，設備簡單。 應用：最廣泛的焊接方法。2）埋弧焊定義：電弧在焊劑層下燃燒，利用連續(xù)送進的焊絲在焊劑層下產(chǎn)生的電弧而自動進行焊接的。 焊接過程： 焊劑由焊劑漏斗送入，平鋪在工件上； 焊絲導入到焊劑下方形成電?。?焊絲、焊劑、金屬在電弧區(qū)內(nèi)熔化； 焊劑產(chǎn)生的熔渣保護熔池免受氣體侵入，防止熔滴飛濺，減少熱量損失，加大熔深。 焊絲沿焊縫前移，熔池凝固形成焊縫，熔渣結(jié)成覆蓋焊縫的渣殼。 焊接熱源：焊車、控制箱、焊接電源 焊接特點 焊接生產(chǎn)率高：焊接電流大，熱量集中，熔深大，焊接速度快； 成本低：可

14、不開坡口，一次焊透，沒有焊條損失和飛濺，多余焊劑可回收； 焊縫質(zhì)量好：熔池保護效果好，液態(tài)存在時間長，冶金反應充分，工藝穩(wěn)定，焊縫表面美觀，接頭組織均勻，力學性能高。 改善勞動條件：機械操作代替手工操作，對焊工技術水平要求也降低。 適應性差：不適合薄板和不規(guī)則的焊縫。 焊接應用 較厚鋼板的長直焊 較大直徑的環(huán)縫焊接 （壓力容器的環(huán)焊縫和直焊縫、鍋爐冷卻壁的長直焊縫、船舶和潛艇殼體、起重機械、冶煉機械高爐爐身等的焊接）3）氣體保護焊 定義：利用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護電弧和焊縫區(qū)的電弧焊。特點：1）明弧焊接，焊接時便于監(jiān)視焊接過程，操作方便； 2）焊后不用清渣，可節(jié)省時間，提高生產(chǎn)率； 3）保

15、護氣流對電弧有冷卻壓縮作用，電弧熱量集中，熱影響區(qū)窄，工件變形小，適合薄板焊接。 氬弧焊 定義：利用氬氣作為保護性介質(zhì)的電弧焊方法。熔化極氬弧焊：連續(xù)送進的焊絲作為電極，焊絲熔化后作為填充金屬。熔深比較大，適合焊厚度為825mm的焊件。不熔化極氬弧焊：熔點比較高的鎢棒做電極，氬氣作為保護氣體的氣體保護焊。鎢棒不熔化，需加入焊絲熔化作為填充金屬。焊接電流有限，適合焊厚度為0.54mm的薄板。特點：1.機械保護效果好，焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量優(yōu)良 2.電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小 3.焊接熱影響區(qū)的變形小 4.可進行全位置焊接 5.氬氣昂貴，設備制造高應用： 適用于所有金屬材料的焊接（適用于易氧化的有色金屬

16、及合金材料的焊接。Eg：鋁、鎂、鈦及其合金和耐熱鋼、不銹鋼等） CO2氣體保護焊 定義：利用CO2氣體作為保護氣體的電弧焊。特點：1.生產(chǎn)率高（是手弧焊的1-3倍） 2.成本低（是手弧焊的40%） 3.焊接熱影響區(qū)的變形小 4.可進行全位置焊接 5.氧化、飛濺嚴重，氣孔傾向大，焊縫成形差應用：適用于低碳鋼和強度級別不高的低碳合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接。目前廣泛用于造船、機車車輛、汽車制造、農(nóng)業(yè)機械等。2. 電渣焊 定義：利用電流通過液態(tài)熔渣時所產(chǎn)生的電阻熱熔化母材和填充金屬進行焊接的方法。 焊接過程:圖3.241）焊絲接觸引弧板引燃電弧，電弧高溫使焊劑和工件熔化，產(chǎn)生渣池。當渣池液面淹沒焊絲低端時，電弧

17、熄滅。2）電弧熄滅后，電流進入渣池。液態(tài)渣池電阻很大，電流通過產(chǎn)生極大的電阻熱，使被焊件邊緣及焊絲末端熔化；3）熔化的金屬下沉，與熔渣發(fā)生化學反應，沉積渣池底部形成熔池；4）熔池不斷推動渣池向上運動，熔池則受到冷卻滑塊冷卻作用凝固形成焊縫，將兩工件連接在一起。 焊接熱源：電渣熱 保護介質(zhì)：液態(tài)熔渣特點：1.大厚度工件課可一次焊成 2.生產(chǎn)率高成本低 3.焊接質(zhì)量好不易產(chǎn)生夾渣、氣孔等缺陷 4.熱影響區(qū)大焊后熱處理應用：1.適用于碳鋼合金鋼不銹鋼等材料2適用于厚大工件。厚度大于40mm的大型結(jié)構(gòu)件3. 高能焊定義：利用高能量密度的束流（激光束、電子束、等離子?。┳鳛楹附訜嵩吹暮附臃椒ǖ目偡Q。1）

18、等離子弧焊接：利用電弧壓縮效應，獲得較高能量密度的等離子弧而進行焊接的方法。 等離子弧的產(chǎn)生：通過機械壓縮效應、熱壓縮效應、磁壓縮效應三種壓縮效應作用在弧柱上，使弧柱被壓縮得很細，電流密度得到極大提高，能量高度集中，弧柱內(nèi)氣體完全電離，從而得到等離子弧。溫度可高達2400050000K。等離子弧焊特點： 等離子弧溫度和能量密度高，使得等離子弧的穿透能力和焊接速度顯著提高； 等離子弧熱量集中，速度快，弧柱細而穩(wěn)定，因此焊縫的深寬比大，熱影響區(qū)小； 等離子弧具有小孔效應，能較好的實現(xiàn)單面焊雙面成型。 等離子弧穩(wěn)定，適合焊接超薄件。2）電子束焊：以集中的高速電子束轟擊工件表面所產(chǎn)生的熱能進行焊接的方

19、法。是將電子束的動能轉(zhuǎn)化為熱能進行焊接的。 特點： 焊接質(zhì)量好。由于電子束焊接在真空中進行，所以真空對焊縫具有良好的保護作用，焊縫金屬不會被氧化、氮化，不存在焊縫金屬污染問題，保證焊縫的高純度。 焊接變形小。電子束焊接熱源能量密度高，焊速快，因而熱影響區(qū)小，焊接變形小。 熱源能量密度大，熔深大，穿透能力強?？珊附与y熔金屬和大截面工件。 設備復雜，造價高，焊前需對試樣進行清理。3）激光焊接： 利用聚焦的激光束轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量而進行焊接的方法。 特點： 能量密度大，加熱范圍小，焊縫和熱影響區(qū)小，焊接應力和變形小，焊接接頭性能優(yōu)良。 焊接速度快，生產(chǎn)率高，適合高速加工。 靈活性大。可用偏轉(zhuǎn)棱鏡或

20、光纖維引導到難以接近的部位進行焊接。 易于實現(xiàn)自動化 激光輻射能量釋放迅速，被焊才來哦不易氧化，可在大氣中焊接。 要求焊件裝配精度高，光束在工件上的位置不能顯著偏移。二）、壓焊 加熱和加壓并施，加熱溫度比熔焊低，加熱時間短，應用于許多難熔的焊接材料。1 電阻焊：利用電流產(chǎn)生的電阻熱，使焊接區(qū)金屬加熱至局部熔化或高溫塑性狀態(tài)，通過電極施加壓力而形成牢固接頭的壓焊方法。特點：1）焊接速度快，生產(chǎn)率高； 2）表面質(zhì)量好，焊接變形??；3）焊接操作易于實現(xiàn)機械化和自動化，適合大批生產(chǎn)；4）焊縫不用添加金屬；5）設備復雜，耗電量大，焊件接頭形式、截面形狀尺寸、焊接厚度都有一定限制。1）、點焊 將工件裝配稱

21、搭接接頭，壓緊在上下兩個柱狀電極之間，利用電阻熱加熱、熔化焊件接觸面，斷電后保持或加大壓力，冷卻結(jié)晶后形成焊點的方法。圖3.34過程： 對焊件施加一定壓力，使工件待焊處緊密接觸； 電極中通電流，電流產(chǎn)生的熱量使待焊件接觸處金屬迅速達到熔融狀態(tài)形成熔核； 熔核周圍金屬被加熱至塑性狀態(tài)，壓力作用下發(fā)生較大塑性變形，塑性變形到一定程度，切斷電源，保持壓力一定時間，使熔核在壓力作用下冷卻結(jié)晶，形成焊點。 焊完第一點，移動一定距離，焊第二點。分流現(xiàn)象：焊下一個焊點時，電流會流向前一個焊點的現(xiàn)象。分流會使下一個焊點電流減小，影響焊接質(zhì)量，所以兩焊點要保持一定距離，不能太近。 材料厚度越大，分流現(xiàn)象越明顯，

22、兩焊點距離越大。 點焊工藝參數(shù) （電極電壓、焊接電流、通電時間適中） 焊點距離（太近:分流現(xiàn)象嚴重 太原：強度不夠 ） 點焊應用：4mm以下薄板強度搭接 2） 、縫焊：將工件裝配成搭接接頭，并置于兩滾輪狀電極間，滾輪加壓焊件并轉(zhuǎn)動，連續(xù)或斷續(xù)放電，形成連續(xù)焊縫的一種電阻焊方法，也叫滾焊。應用：3mm以下的薄板，電冰箱殼體，汽車、拖拉機郵箱等。特點：表面光滑，氣密性好3） 、對焊：將焊件裝配成對接接頭，使其端面緊密接觸，利用電阻熱并施加壓力將兩工件接觸面整個焊合在一起的電阻焊方法。電阻對焊：工件裝在對焊機的兩個夾具上對正，夾緊，并施加預壓力，使兩工件的端面擠緊，然后通電。 過程：a電流通過形成很

23、大電阻熱，加熱接觸處金屬至塑性狀態(tài)； b 增大壓力，切斷電源，使金屬發(fā)生大量塑性變形，形成牢固的接頭。應用：用于斷面簡單，直徑（或邊長）小于20mm或強度要求不太高的工件。閃光對焊： 過程：工件夾緊在電極夾頭上，接通電源，工件相互靠攏； 開始靠攏時，由于工件接頭比較粗糙，開始只有幾個點接觸，所以可以產(chǎn)生大量電阻熱，使接觸點金屬迅速熔化甚至汽化，熔化金屬在電磁力和氣體爆炸力作用下連同表面氧化物一起向四周噴射，產(chǎn)生閃光現(xiàn)象；繼續(xù)推進焊件，閃光點便在新的接觸點處產(chǎn)生，待兩工件的整個接觸端面有一薄層金屬熔化時，迅速加壓并斷電，兩工件便在壓力作用下冷卻凝固而焊在一起。應用：用于重要工件的焊接，可焊相同金

24、屬，也可焊異種金屬（鋁-銅、鋁-鋼）。工件直徑0.01mm-200mm2、 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，使工件接合端面達到塑性狀態(tài)，在壓力作用下使它們連接起來的一種壓焊方法。焊接過程： 1）工件夾持在焊機的旋轉(zhuǎn)夾頭上，工件夾持在可沿軸向往復移動并能加壓的夾頭上； 2）工件高速旋轉(zhuǎn)，工件不斷向工件緩緩移動并開始接觸，工件接觸端面因強烈摩擦而發(fā)出大量的熱加熱兩工件； 3）加熱到焊接所需溫度時，立即使工件停止轉(zhuǎn)動，同時在工件一端施加軸向壓力； 4）接頭在壓力作用下產(chǎn)生塑性變形，并冷卻，獲得致密的接頭組織。 如圖3.39特點： 1）焊接接頭質(zhì)量高且穩(wěn)定。摩擦過程中，工件接觸表面

25、的 氧化膜和雜質(zhì)被清除， 因而接頭不易產(chǎn)生氣孔、夾渣，焊接接頭組織致密，質(zhì)量好。 2）可焊范圍廣。不僅可以實現(xiàn)同種金屬的焊接，還可以進行異種金屬的焊接。3）設備及操作技術簡單，容易實現(xiàn)自動控制，生產(chǎn)率高，無火花和弧光，勞動條件好。應用：一般用于焊接接頭為等截面的焊件。如管-桿，管-管，管-板等。3 擴散焊：將焊件緊密貼合，在一定溫度和壓力下保持一段時間，使接觸面之間的原子相互擴散形成連接的焊接方法。 用于焊接異種材料。 1）利用高壓氣體加壓和高頻感應加熱對管子和襯套進行真空擴散焊過程： 焊前對管壁內(nèi)表面和襯套進行清理、裝配后，管子兩端用封頭封固，放入真空室內(nèi)加熱； 加熱的同時向封閉的管子通入一

26、定壓力的惰性氣體； 通過控制溫度、壓力并保持一定時間，使襯套外表面與管子內(nèi)壁緊密接觸，并產(chǎn)生原子間擴散實現(xiàn)焊接。2）特點：接頭質(zhì)量穩(wěn)定。擴散焊加熱溫度低，故其焊接應力和變形小，能保持材料原有的力學性能； 可焊范圍廣?？珊竿惢虍愵惖慕饘俸秃辖?，可焊許多其他方法難以焊接的難溶金屬。 可焊件結(jié)構(gòu)復雜、精度要求高的焊件。 工藝過程安全無害，主要參數(shù)程序化； 可自動化焊接，工作條件好； 單件生產(chǎn)，生產(chǎn)率低，焊前對焊件表面的加工清理和裝配質(zhì)量要求十分嚴格，需真空輔助裝置。三）、釬焊是將釬料融化，利用液態(tài)釬料濕潤母材，填充接頭間隙與母材互相擴散，冷凝后實現(xiàn)連接的焊接方法。軟釬焊：釬料的熔點在450以下。接

27、頭強度低，一般為60-190Mpa，工作溫度低于100硬釬焊：釬料的熔點在450以上。接頭強度低，一般為200Mpa以上，工作溫度較高釬料的種類：軟釬料：錫鋁合金（焊錫） 硬釬料：鋁基、銅基、銀基、鎳基合金等。釬料的作用：連接 填充溶劑的作用：1清理作用（去除表面氧化皮） 2.降低表面張力（改善液態(tài)釬料對焊件的濕潤性） 3.保護作用應用：主要焊接精密、微型、復雜、多焊縫異種金屬的焊接。目前軟釬焊廣泛用于電自、電器、儀表燈行業(yè)；硬釬焊用于硬質(zhì)合金刀具、鉆探鉆頭、換熱器的焊接。4、 材料的焊接性金屬材料的焊接性：被焊金屬采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易

28、程度。焊接性：（1工藝焊接性：焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向。 2.使用焊接性：焊接接頭在使用中的可靠性，包括力學性能及其他特殊性能。）影響焊接性的因素1.材料因素 1）焊件本身：母材或基本金屬； 2）焊接材料：焊條、焊絲、焊劑、保護氣體等。2. 結(jié)構(gòu)設計因素 焊接接頭的結(jié)構(gòu)設計會影響其應力狀態(tài)，從而影響焊接性。 如結(jié)構(gòu)剛度過大或過小、截面突然變化、焊接接頭的缺口效應、過大的焊縫體積、不必要的增大焊件的厚度、密集的焊縫數(shù)量等。3. 工藝因素 1）施焊方法：手工焊、埋弧焊等； 2）焊接工藝：焊接規(guī)范參數(shù)、焊前預熱、焊后緩冷等 3）焊后熱處理。 4）使用因素 焊件的工作環(huán)境：工作溫度、負荷條件、腐蝕環(huán)

29、境等。常用的焊接件的焊接性1低碳鋼的焊接性低碳鋼：C<0.25% Ce<0.4% 焊接性良好 Q235、10、15、20等焊接還需注意的問題：（1）在低溫環(huán)境下焊接厚度大，剛性大的結(jié)構(gòu)時，應該進行預熱，否則容易產(chǎn)生裂紋。 （2）重要結(jié)構(gòu)焊接后要進行去應力退火消除焊接應力2. 中碳鋼焊接性中碳鋼：C0.25-0.6% CE 0.4%0.4%-0.6% 焊接性由良好較差問題：1.焊縫區(qū)易產(chǎn)生熱裂紋 2.熱影響區(qū)易產(chǎn)生冷裂紋措施：1.焊前預熱（150-250），焊后緩冷2.選用低氫焊條 3.焊件開坡口，細焊條，小電流3. 高碳鋼的焊接性 高碳鋼：C0.6%，CE 0.6% 焊接性差 問題

30、和措施如中碳鋼，避免使用高碳鋼做焊接結(jié)構(gòu)件。4. 合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接 5. 鑄鐵的焊補 鑄鐵在使用過程中會產(chǎn)生裂紋和斷裂，因此對鑄鐵進行局部缺陷的焊接補救。鑄鐵焊補的困難：1.熔合區(qū)易產(chǎn)生白口組織和淬硬組織；2.焊縫區(qū)易產(chǎn)生裂紋 3.焊縫區(qū)易產(chǎn)生氣孔； 4.熔池金屬易流失；鑄鐵焊補的方法： 1熱焊法：焊前講焊件整體或局部預熱至600-700并施焊，焊后緩冷。用于形狀復雜，焊后需要機械加工的重要件。如氣缸體、汽缸蓋、機床導軌等2. 冷焊法：焊前不預熱或低溫預熱（<=400）的焊補方法。焊條選用：a.一般非加工表面的焊補選用鋼芯或鑄鐵芯鑄鐵焊條 b.重要鑄件加工面的焊補選用鎳基鑄鐵焊條 c.焊

31、后須加工的灰鐵件的焊補選用銅基鑄鐵焊條5、 焊接結(jié)構(gòu)工藝設計1） 、焊接結(jié)構(gòu)件的選擇 1.在滿足使用性能的前提下，盡量選用焊接性較好的材料優(yōu)先選擇低碳鋼和低強度的低合金鋼。通常碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.25%低碳鋼和碳當量小于0.4%的低合金鋼，具有較好的焊接性。而碳的質(zhì)量分數(shù)大于0.5%和碳當量大于0.4%的合金鋼，焊接性較差。 2. 注重材料的冶金質(zhì)量 包括鋼冶煉時的脫氧程度和所含雜質(zhì)的數(shù)量、大小以及分布狀態(tài)等。 鎮(zhèn)靜鋼脫氧完全，組織致密，質(zhì)量好； 沸騰鋼含氧量高，沖擊韌性差，焊接時易產(chǎn)生焊縫。3. 盡量選用同種材料進行焊接 異種材料因焊接性不同，會產(chǎn)生焊接應力及裂紋傾向。若選擇異種材料，應選擇

32、化學成分和物理性能相近的材料4. 盡量選用型材 盡量選用工字鋼、槽鋼等型材，減少焊縫數(shù)量，簡化焊接工藝。5. 材料的厚度最好相等二）、焊接材料的選擇 1. 手工電弧焊焊接 1）焊條組成及作用電焊條：1焊條芯（焊縫填充材料-填充焊縫 電極傳到電流-導電） 2藥皮（脫氧保護作用 冶金作用 穩(wěn)定電弧作用）2） 焊條藥皮類型和適用電源 用途：碳鋼焊條、低合金鋼焊條、結(jié)構(gòu)鋼焊條、耐熱鋼焊條、不銹鋼焊條等。 熔渣化學成分：酸性焊條和堿性焊條。 酸性焊條：熔渣以酸性氧化物為主，氧化性強，合金元素燒損大，故焊縫的塑性和韌性不高，焊縫中氫含量高，抗裂性差。但酸性焊條具有良好的工藝性，對油、銹等不敏感，交直流電源

33、均可。 堿性焊條：熔渣以堿性氧化物為主，脫氧、除氫、滲金屬作用強，焊縫金屬含氫量低，有益元素較多，焊縫力學性能和抗裂性好，但工藝性差，對油、銹等敏感，采用直流電源。 表3.4為焊條藥皮類型和適用電源3） 焊條型號和牌號如表3.54） 焊條的選擇原則 焊縫金屬的力學性能和化學成分 低碳鋼、中碳鋼和低合金鋼：焊縫金屬與母材等強度，抗拉強度等于或稍高于母材的焊條； 特殊性能鋼：焊縫金屬的化學成分與母材的化學成分相近，即按母材的化學成分選擇相應的焊條。 焊件的使用性能和條件要求 承受載荷或沖擊性載荷的焊件：保證焊縫金屬具有較高的沖擊韌性和塑性，所以選擇塑韌性好的低氫焊條； 接觸腐蝕介質(zhì)的焊件：不銹鋼類

34、焊條或其他耐腐蝕焊條； 高溫、低溫、耐磨：耐熱鋼、低溫鋼、耐磨鋼焊條 焊件的結(jié)構(gòu)特點和受力狀態(tài) 結(jié)構(gòu)復雜，剛性大、厚度大的焊接件，容易在使用過程中產(chǎn)生裂紋，故選擇抗裂性好的低氫焊條； 受力不大、焊接部位難以清理干凈的焊件：選擇對鐵銹、油污不敏感的酸性焊條； 受條件限制不能翻轉(zhuǎn)的焊件：選用適用于全位置焊接的焊條。 施工條件和設備 在沒有直流電源而有要求必須使用低氫焊條的場合：選用交、直流兩用的低氫焊條； 狹小或通風條件差的場合：酸性焊條或低塵焊條。6、 焊縫一）、焊縫的形式1. 按焊縫空間位置分： 平焊縫、立焊縫、橫焊縫、仰焊縫2. 按焊縫的截面形狀分：對接焊縫、角接焊縫、塞焊縫對接焊縫： 板件

35、邊緣開坡口，焊縫金屬填充在坡口內(nèi)，分為對接接頭和T形接頭。（a,b) 角焊縫：兩焊件結(jié)合面構(gòu)成直交或接近直交的焊縫 ；(c)塞焊縫：兩焊件相疊，其中一塊開有圓孔，然后在圓孔中焊接所形成的填滿圓孔的焊縫；(d)3. 按焊縫連接情況：連續(xù)焊縫、斷續(xù)焊縫（斷續(xù)焊縫較短，沿接頭均勻分布。）2） 、焊縫的布置 1. 焊縫位置盡量對稱使各條焊縫的焊接變形相互抵消，對于減小結(jié)構(gòu)的焊接變形有明顯效果。2. 焊縫的位置應盡量分散，避免聚集和交叉焊縫密集或交叉會使接頭處嚴重過熱，導致焊接應力和變形增大，因此兩條焊縫間應具有一定距離，一般大于3倍的板材厚度。3. 焊縫應盡量避開最大應力位置或應力集中位置4. 焊縫應避開機械加工面5. 焊縫的位置應便于焊接七、焊接方法的選擇 根據(jù)焊件的焊接性、結(jié)構(gòu)形狀、材質(zhì)、焊接質(zhì)量要求、生產(chǎn)批量和現(xiàn)場設備等，綜合分析焊件質(zhì)量、經(jīng)濟性和工藝可能性后，確定合適的焊接方法。 選擇原則：保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，優(yōu)先選擇常用的焊接方法；如生產(chǎn)批量較大，考慮盡量降低成本和提高生產(chǎn)率；考慮現(xiàn)場是否具有相應的焊接設備。 常用的焊接方法特點和適用范圍如表3.78、 焊接接頭設計一、焊縫形狀尺寸 1）焊縫寬度：焊縫表面兩焊趾之間的距離，焊趾是指焊