第五章固態(tài)材料的連接過程1

1、 5.1 5.1 焊接成形過程焊接成形過程 5.1.1 5.1.1 焊接成形過程特性和理論基礎(chǔ)焊接成形過程特性和理論基礎(chǔ) 1 1、金屬的連接方法、金屬的連接方法 2 2、焊接的定義、焊接的定義 焊接是將分離的金屬（同種材料或異種材料）用局焊接是將分離的金屬（同種材料或異種材料）用局部加熱、加壓，或兩者并用，使它們產(chǎn)生原子（分部加熱、加壓，或兩者并用，使它們產(chǎn)生原子（分子）間的結(jié)合，形成永久性連接的過程。子）間的結(jié)合，形成永久性連接的過程。 3 3、焊接的分類、焊接的分類 （1 1）熔化焊（液相）熔化焊（液相） （2 2） 壓力焊（固相）壓力焊（固相） （3 3） 釬焊（固相兼液相）釬焊（固相兼

2、液相） 4 4、焊接的特點(diǎn)、焊接的特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)重量輕、省工省料、密封性好等特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)重量輕、省工省料、密封性好等特點(diǎn)。 5.5.焊接冶金過程焊接冶金過程 (1)(1)、焊縫金屬氧化：、焊縫金屬氧化：在焊接冶金反在焊接冶金反應(yīng)中，金屬與氧的作用對(duì)焊接影響應(yīng)中，金屬與氧的作用對(duì)焊接影響最大。焊接時(shí)，由于電弧高溫作用，最大。焊接時(shí)，由于電弧高溫作用，氧氣分解為氧原子，氧原子要和多氧氣分解為氧原子，氧原子要和多種金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，如：種金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，如： Fe OFeO Mn OMnO Si 2OSiO2 2Al 3OAl2O3 在焊接過程中，我們將一定量的脫在焊接過程中，我們將一定量的脫氧劑，如氧

3、劑，如 TiTi、SiSi、MnMn等加在焊絲等加在焊絲或藥皮中，或藥皮中， 進(jìn)行脫氧使其生成的進(jìn)行脫氧使其生成的氧化物不溶于金屬液而成渣浮出，氧化物不溶于金屬液而成渣浮出，提高焊縫質(zhì)量。提高焊縫質(zhì)量。 (2)(2)、氫的影響：、氫的影響： 在焊接冶金反應(yīng)過程中，氫易在焊在焊接冶金反應(yīng)過程中，氫易在焊縫中造成氣孔。另外、固態(tài)焊縫中縫中造成氣孔。另外、固態(tài)焊縫中多余的氫也會(huì)在焊縫中的微缺陷處多余的氫也會(huì)在焊縫中的微缺陷處集中形成氫分子，這種氫的聚集往集中形成氫分子，這種氫的聚集往往在微小空往在微小空 間內(nèi)形成局部的極大間內(nèi)形成局部的極大壓力，使焊縫變脆（氫脆）。壓力，使焊縫變脆（氫脆）。 (3)

4、(3)、氮的影響：、氮的影響： 氮在液態(tài)金屬中也會(huì)形成脆性氮化氮在液態(tài)金屬中也會(huì)形成脆性氮化物，其中一部分以片狀?yuàn)A雜物的形物，其中一部分以片狀?yuàn)A雜物的形式殘留于焊縫中，另一部分則使鋼式殘留于焊縫中，另一部分則使鋼的固溶體中含氮量大大增加，使焊的固溶體中含氮量大大增加，使焊縫嚴(yán)重脆化?？p嚴(yán)重脆化。 (4)(4)、焊縫的冶金特點(diǎn)：、焊縫的冶金特點(diǎn)： 焊縫的形成，實(shí)質(zhì)是一次金屬再熔焊縫的形成，實(shí)質(zhì)是一次金屬再熔煉的過程，它與煉鋼和鑄造冶金過煉的過程，它與煉鋼和鑄造冶金過程比較，有以下特點(diǎn)：程比較，有以下特點(diǎn)： 1 1）金屬熔池體積很小，熔池處于）金屬熔池體積很小，熔池處于液態(tài)的時(shí)間很短（液態(tài)的時(shí)間很

5、短（10s10s左右），各左右），各種冶金反應(yīng)進(jìn)行得不充分（例如冶種冶金反應(yīng)進(jìn)行得不充分（例如冶金反應(yīng)產(chǎn)生的氣體來不及析出）。金反應(yīng)產(chǎn)生的氣體來不及析出）。 2 2）熔池溫度高，使金屬元素產(chǎn)生）熔池溫度高，使金屬元素產(chǎn)生強(qiáng)烈的燒損和蒸發(fā)。同時(shí)，熔池周強(qiáng)烈的燒損和蒸發(fā)。同時(shí)，熔池周圍又被冷的金屬包圍，使焊縫處產(chǎn)圍又被冷的金屬包圍，使焊縫處產(chǎn)生應(yīng)力和變形，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)_裂生應(yīng)力和變形，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)_裂。 ( (5)5)、保證焊縫質(zhì)量采取的工藝措施、保證焊縫質(zhì)量采取的工藝措施 1 1）減少有害元素進(jìn)入熔池。其主要措）減少有害元素進(jìn)入熔池。其主要措施是機(jī)械保護(hù)，如氣體保護(hù)焊中的保施是機(jī)械保護(hù)，如氣體保

6、護(hù)焊中的保護(hù)氣體、埋弧焊焊劑所形成的熔渣及護(hù)氣體、埋弧焊焊劑所形成的熔渣及焊條藥皮產(chǎn)生的氣體和熔渣等，使電焊條藥皮產(chǎn)生的氣體和熔渣等，使電弧空間的熔滴和熔池與空氣隔絕，防弧空間的熔滴和熔池與空氣隔絕，防止空氣進(jìn)入。此外，還應(yīng)清理坡口及止空氣進(jìn)入。此外，還應(yīng)清理坡口及兩側(cè)的銹、水、油污；烘干焊條，去兩側(cè)的銹、水、油污；烘干焊條，去除水分等。除水分等。 2 2）清除已進(jìn)人熔池中的有害元素，）清除已進(jìn)人熔池中的有害元素，增添合金元素。主要通過焊接材料增添合金元素。主要通過焊接材料中的鐵合金等，進(jìn)行脫氧、脫硫、中的鐵合金等，進(jìn)行脫氧、脫硫、脫磷、去氫和滲合金，從而保護(hù)和脫磷、去氫和滲合金，從而保護(hù)和調(diào)

7、整焊縫的化學(xué)成分。調(diào)整焊縫的化學(xué)成分。 6.6.焊接接頭可分為焊接接頭可分為 焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)等三個(gè)區(qū)焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)等三個(gè)區(qū)域域 (1).(1).焊縫區(qū)：焊縫區(qū)： 是由熔池內(nèi)的液態(tài)金屬凝固而成是由熔池內(nèi)的液態(tài)金屬凝固而成的。它屬于鑄造組織，晶粒呈垂直于的。它屬于鑄造組織，晶粒呈垂直于熔池底壁的柱狀晶。硫、磷等低熔點(diǎn)熔池底壁的柱狀晶。硫、磷等低熔點(diǎn)雜質(zhì)容易在焊縫中心形成偏析，使焊雜質(zhì)容易在焊縫中心形成偏析，使焊縫塑性降低，易產(chǎn)生熱裂紋。由于按縫塑性降低，易產(chǎn)生熱裂紋。由于按等強(qiáng)度原則選用焊條，通過滲合金實(shí)等強(qiáng)度原則選用焊條，通過滲合金實(shí)現(xiàn)合金強(qiáng)化，因此，焊縫的強(qiáng)度一般現(xiàn)合金強(qiáng)化，因

8、此，焊縫的強(qiáng)度一般不低于母材。不低于母材。 (2).(2).熔合區(qū)：熔合區(qū)：是焊縫與熱影響區(qū)的過渡區(qū)，是焊縫與熱影響區(qū)的過渡區(qū)，組織不均勻、晶粒粗大、強(qiáng)度組織不均勻、晶粒粗大、強(qiáng)度下降。下降。由熔池和母材共同形成的區(qū)域由熔池和母材共同形成的區(qū)域。 (3).(3).熱影響區(qū)：熱影響區(qū)： 材料因受熱的影響而發(fā)生金材料因受熱的影響而發(fā)生金相組織和力學(xué)性能變化的區(qū)域，稱相組織和力學(xué)性能變化的區(qū)域，稱為熱影響區(qū)。它包括：為熱影響區(qū)。它包括： 1)1)過熱區(qū)：過熱區(qū)：生成過熱組織、晶生成過熱組織、晶粒粗大，使材料的塑性、韌性下降。粒粗大，使材料的塑性、韌性下降。 2)2)正火區(qū)：正火區(qū)：金屬組織發(fā)生重結(jié)金

9、屬組織發(fā)生重結(jié)晶，組織細(xì)化，金屬的力學(xué)性能良晶，組織細(xì)化，金屬的力學(xué)性能良好。好。3)3) 部分相變區(qū)：部分相變區(qū)：部分組織發(fā)生部分組織發(fā)生相變，產(chǎn)生晶粒大小不一，力學(xué)性相變，產(chǎn)生晶粒大小不一，力學(xué)性能不均勻。能不均勻。 熱影響區(qū)的大小和組織性能變熱影響區(qū)的大小和組織性能變化的程度取決于焊接方法、焊化的程度取決于焊接方法、焊接規(guī)范和接頭形式等因素。在接規(guī)范和接頭形式等因素。在 熱源熱量集中、焊接速度快時(shí)，熱源熱量集中、焊接速度快時(shí)，熱影響區(qū)就小。所以電子束焊熱影響區(qū)就小。所以電子束焊的熱影響區(qū)最小總寬度一般小的熱影響區(qū)最小總寬度一般小于于1mm1mm。氣焊的熱影響區(qū)總寬度。氣焊的熱影響區(qū)總寬度

10、一般達(dá)到一般達(dá)到27mm27mm。 7.7.焊接應(yīng)力與變形焊接應(yīng)力與變形 焊接時(shí)，焊縫區(qū)被加熱到很高的溫焊接時(shí)，焊縫區(qū)被加熱到很高的溫度，離焊縫越遠(yuǎn)，溫度越低。根據(jù)度，離焊縫越遠(yuǎn)，溫度越低。根據(jù)金屬熱脹冷縮的規(guī)律，如果各部分金屬熱脹冷縮的規(guī)律，如果各部分的金屬能自由膨脹而不受周圍金屬的金屬能自由膨脹而不受周圍金屬的阻礙，則焊縫區(qū)將產(chǎn)生最大的縱的阻礙，則焊縫區(qū)將產(chǎn)生最大的縱向伸長(zhǎng)量，但平板是一個(gè)整體，不向伸長(zhǎng)量，但平板是一個(gè)整體，不可能自由膨脹，平板端面只能均衡可能自由膨脹，平板端面只能均衡地伸長(zhǎng)地伸長(zhǎng)L L。 于是焊縫區(qū)的高溫金屬就會(huì)被壓于是焊縫區(qū)的高溫金屬就會(huì)被壓縮而產(chǎn)生一定量的壓縮塑性變形

11、，縮而產(chǎn)生一定量的壓縮塑性變形，同時(shí)存在一部分壓縮彈性變形，即同時(shí)存在一部分壓縮彈性變形，即存在部分壓應(yīng)力。遠(yuǎn)離焊縫區(qū)的兩存在部分壓應(yīng)力。遠(yuǎn)離焊縫區(qū)的兩側(cè)金屬則受到拉應(yīng)力，而使構(gòu)件應(yīng)側(cè)金屬則受到拉應(yīng)力，而使構(gòu)件應(yīng)力處于平衡。力處于平衡。 冷卻時(shí)，由于焊縫附近金屬在焊接冷卻時(shí)，由于焊縫附近金屬在焊接過程中已發(fā)生了不可恢復(fù)的壓縮塑過程中已發(fā)生了不可恢復(fù)的壓縮塑性變形，它同樣受到兩側(cè)金屬的約性變形，它同樣受到兩側(cè)金屬的約束。為保持整體的一致性，而均衡束。為保持整體的一致性，而均衡地收縮了地收縮了LL，且焊縫區(qū)要產(chǎn)生一，且焊縫區(qū)要產(chǎn)生一定量的彈性拉伸，兩側(cè)金屬產(chǎn)生一定量的彈性拉伸，兩側(cè)金屬產(chǎn)生一定量的

12、彈性壓縮。定量的彈性壓縮。 于是在焊縫區(qū)及其附近的金屬中就于是在焊縫區(qū)及其附近的金屬中就存在拉應(yīng)力，在兩側(cè)金屬中則存在存在拉應(yīng)力，在兩側(cè)金屬中則存在壓應(yīng)力。構(gòu)件中的應(yīng)力處于平衡狀壓應(yīng)力。構(gòu)件中的應(yīng)力處于平衡狀態(tài)。由此可知，平板對(duì)接焊后比焊態(tài)。由此可知，平板對(duì)接焊后比焊前縮短了前縮短了LL，同時(shí)焊縫區(qū)產(chǎn)生了，同時(shí)焊縫區(qū)產(chǎn)生了拉應(yīng)力，遠(yuǎn)離焊縫的兩側(cè)金屬受壓拉應(yīng)力，遠(yuǎn)離焊縫的兩側(cè)金屬受壓應(yīng)力。即室溫下保留下來的焊接應(yīng)應(yīng)力。即室溫下保留下來的焊接應(yīng)力與變形。力與變形。 焊接的變形與矯正焊接的變形與矯正 （1 1）、防止焊接變形的措施：）、防止焊接變形的措施： 1 1）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，焊縫布置和坡口）設(shè)計(jì)結(jié)

13、構(gòu)時(shí)，焊縫布置和坡口形式盡可能對(duì)稱，焊縫截面和長(zhǎng)度形式盡可能對(duì)稱，焊縫截面和長(zhǎng)度盡可能小，這樣加熱少，變形小。盡可能小，這樣加熱少，變形小。 2 2）焊前組裝時(shí)采用反變形法。經(jīng)）焊前組裝時(shí)采用反變形法。經(jīng)驗(yàn)估算的焊接變形方向和大小，在驗(yàn)估算的焊接變形方向和大小，在組裝時(shí)使工件反變形，以抵消焊接組裝時(shí)使工件反變形，以抵消焊接變形。變形。 3 3）采用剛性固定法，限制產(chǎn)生焊）采用剛性固定法，限制產(chǎn)生焊接變形。但剛性固定會(huì)產(chǎn)生較大的接變形。但剛性固定會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力。應(yīng)力。 4 4）采用合理的焊接順序。）采用合理的焊接順序。 （2 2）、矯正焊接變形的方法：）、矯正焊接變形的方法： 矯正變形的基本原

14、理是產(chǎn)生新變形矯正變形的基本原理是產(chǎn)生新變形抵消原來的焊接變形。抵消原來的焊接變形。 1 1）機(jī)械矯正法：機(jī)械矯正法是用）機(jī)械矯正法：機(jī)械矯正法是用機(jī)械加壓或錘擊的冷變形方法，產(chǎn)機(jī)械加壓或錘擊的冷變形方法，產(chǎn)生塑性變形來矯正焊接變形。生塑性變形來矯正焊接變形。 2 2）火焰矯正法：火焰加熱矯正法）火焰矯正法：火焰加熱矯正法相反，它是利用火焰局部加熱后的相反，它是利用火焰局部加熱后的冷卻收縮，來抵消該部分已冷卻收縮，來抵消該部分已 產(chǎn)生產(chǎn)生的伸長(zhǎng)變形。加熱部位必須正確。的伸長(zhǎng)變形。加熱部位必須正確?；鹧婕訜岢C正的加熱溫度一般為火焰加熱矯正的加熱溫度一般為600600800800。 （3 3）、減

15、少和消除焊接殘余應(yīng)力）、減少和消除焊接殘余應(yīng)力的措施：的措施： 1 1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要避免焊縫密集交）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要避免焊縫密集交叉，焊縫截面和長(zhǎng)度也要盡可能小。叉，焊縫截面和長(zhǎng)度也要盡可能小。 2 2）將焊件預(yù)熱到）將焊件預(yù)熱到350350400400后再后再進(jìn)行焊接，是一種減少焊接應(yīng)力的進(jìn)行焊接，是一種減少焊接應(yīng)力的有效方法。有效方法。 3 3）去應(yīng)力退火加熱溫度為）去應(yīng)力退火加熱溫度為550-550-650650，該方法可消除殘余應(yīng)力的，該方法可消除殘余應(yīng)力的8080左右，是最常用最有效的方法。左右，是最常用最有效的方法。8.8.焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇 (1)(1)、在滿足使用性能

16、的前提下，、在滿足使用性能的前提下，應(yīng)優(yōu)先選用焊接性較好的材料。應(yīng)優(yōu)先選用焊接性較好的材料。 1) 1) 選用低合金鋼：含碳量小于選用低合金鋼：含碳量小于0.25%0.25%的低碳鋼和碳當(dāng)量小于的低碳鋼和碳當(dāng)量小于0.4%0.4%的低合金鋼，都具有良好的焊接性的低合金鋼，都具有良好的焊接性。 2 2）選用鎮(zhèn)靜鋼：因脫氧完全、組）選用鎮(zhèn)靜鋼：因脫氧完全、組織致密，質(zhì)量較好，重要的焊接結(jié)織致密，質(zhì)量較好，重要的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)選用這種鋼材。構(gòu)應(yīng)選用這種鋼材。3 3）不宜選用沸騰鋼：因含氧量較）不宜選用沸騰鋼：因含氧量較高，組織成分不均勻，有較顯著的高，組織成分不均勻，有較顯著的區(qū)域偏析、疏松和夾雜，焊接

17、時(shí)易區(qū)域偏析、疏松和夾雜，焊接時(shí)易產(chǎn)生裂紋。產(chǎn)生裂紋。 (2)(2)、采用異種材料焊接時(shí)，要特別注意、采用異種材料焊接時(shí)，要特別注意材料的焊接性。材料的焊接性。 1 1）化學(xué)成分和物理性能相近的材料，）化學(xué)成分和物理性能相近的材料，焊接一般困難不大。焊接一般困難不大。2 2）成分和性能差別很大的材料，一般）成分和性能差別很大的材料，一般焊接困難較大。通常應(yīng)以焊接性差的焊接困難較大。通常應(yīng)以焊接性差的材料確定焊接工藝。材料確定焊接工藝。 (3)(3)、盡可能選用軋制的標(biāo)準(zhǔn)型材和異、盡可能選用軋制的標(biāo)準(zhǔn)型材和異型材型材 通常軋制型材表面光潔平整、通常軋制型材表面光潔平整、質(zhì)量均勻可靠；不僅節(jié)省備料

18、工時(shí)，質(zhì)量均勻可靠；不僅節(jié)省備料工時(shí)，還減少了焊縫數(shù)量。由于焊接量減少，還減少了焊縫數(shù)量。由于焊接量減少，焊接變形易控制。對(duì)于形狀比較復(fù)雜焊接變形易控制。對(duì)于形狀比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，則可以考慮采用鑄鋼件、鍛的結(jié)構(gòu)，則可以考慮采用鑄鋼件、鍛件或沖壓件來焊接。如下圖：件或沖壓件來焊接。如下圖： (4)(4)、不等厚度的材料，易造成接頭、不等厚度的材料，易造成接頭處的應(yīng)力集中，且接頭兩側(cè)受熱不處的應(yīng)力集中，且接頭兩側(cè)受熱不勻易產(chǎn)生未焊透等缺陷。勻易產(chǎn)生未焊透等缺陷。 應(yīng)在較厚的板料上加工出單面應(yīng)在較厚的板料上加工出單面或雙面斜邊的過渡型式。如圖或雙面斜邊的過渡型式。如圖: : 10.10.焊接接頭形式焊

19、接接頭形式 (1)(1)、焊接接頭的形式：、焊接接頭的形式：有對(duì)接接頭、角接接頭、有對(duì)接接頭、角接接頭、T T形接頭形接頭和搭接接頭等。和搭接接頭等。 (2)(2)、焊接接頭的選擇：、焊接接頭的選擇： 主要根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)形式。焊主要根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)形式。焊件厚度、焊縫強(qiáng)度要求及施工條件件厚度、焊縫強(qiáng)度要求及施工條件等情況來選擇。等情況來選擇。 (3)(3)、焊接接頭的功能：、焊接接頭的功能： 1 1）對(duì)接接頭：受力均勻，在靜載）對(duì)接接頭：受力均勻，在靜載和動(dòng)載作用下都具有很高的強(qiáng)度，和動(dòng)載作用下都具有很高的強(qiáng)度，且外形平整美觀，是應(yīng)用最多的接且外形平整美觀，是應(yīng)用最多的接頭形式。但對(duì)焊前準(zhǔn)備和裝配要

20、求頭形式。但對(duì)焊前準(zhǔn)備和裝配要求較高。較高。 對(duì)對(duì)接接接接頭頭 2 2）搭接接頭：焊前準(zhǔn)備簡(jiǎn)便，但）搭接接頭：焊前準(zhǔn)備簡(jiǎn)便，但受力時(shí)產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，降低了受力時(shí)產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，降低了接頭強(qiáng)度。接頭強(qiáng)度。搭接接頭搭接接頭 3 3）角接接頭：通常只起連接作用，）角接接頭：通常只起連接作用，只能用來傳遞工作載荷。只能用來傳遞工作載荷。角角接接接接頭頭 4 4）T T形接頭：廣泛采用在空間類焊形接頭：廣泛采用在空間類焊件上，具有較高的強(qiáng)度，如船體結(jié)件上，具有較高的強(qiáng)度，如船體結(jié)構(gòu)中約構(gòu)中約7070的焊縫采用了的焊縫采用了T T形接頭。形接頭。T形接頭形接頭 (4)(4)、焊接坡口形式：、焊接坡口形

21、式： 坡口的作用：使厚度較大的焊坡口的作用：使厚度較大的焊件能夠焊透，常將金屬材料邊緣加件能夠焊透，常將金屬材料邊緣加工成一定形狀的坡口，并且坡口能工成一定形狀的坡口，并且坡口能起到調(diào)節(jié)母材金屬和填充金屬比例起到調(diào)節(jié)母材金屬和填充金屬比例即調(diào)整焊縫成分的作用。即調(diào)整焊縫成分的作用。 11. 11. 焊縫的布置焊縫的布置 焊接結(jié)構(gòu)中焊縫布置是否合理，焊接結(jié)構(gòu)中焊縫布置是否合理，對(duì)焊接接頭質(zhì)量和生產(chǎn)率都有很大對(duì)焊接接頭質(zhì)量和生產(chǎn)率都有很大的影響。焊縫布置一般原則如下：的影響。焊縫布置一般原則如下： (1)(1)、焊縫布置應(yīng)便于焊接操作、焊縫布置應(yīng)便于焊接操作 焊縫布置必須保證焊縫周圍有焊縫布置必須

22、保證焊縫周圍有供焊工自由操作和焊接裝置正常運(yùn)供焊工自由操作和焊接裝置正常運(yùn)行的條件。行的條件。 如圖如圖4-6a)b)c)4-6a)b)c)所示的內(nèi)側(cè)焊所示的內(nèi)側(cè)焊縫，焊條無法伸入?？p，焊條無法伸入。 改為圖改為圖d)d)、e)e)、f)f)所示的設(shè)計(jì)所示的設(shè)計(jì)比較合理。比較合理。 （2 2）埋弧焊時(shí)，要考慮能存放焊劑。）埋弧焊時(shí)，要考慮能存放焊劑。 （3 3）點(diǎn)焊與縫焊時(shí)，應(yīng)考慮電極方便進(jìn)入。）點(diǎn)焊與縫焊時(shí)，應(yīng)考慮電極方便進(jìn)入。 （4 4）焊縫應(yīng)盡量避開最大應(yīng)力和應(yīng)力集中）焊縫應(yīng)盡量避開最大應(yīng)力和應(yīng)力集中的位置。如大跨度的焊接鋼梁，應(yīng)避免放的位置。如大跨度的焊接鋼梁，應(yīng)避免放在梁的中間在梁的

23、中間, ,而寧愿增加一條焊縫，而寧愿增加一條焊縫， 壓力壓力容器的凸形封頭應(yīng)有一直段，使焊縫避開容器的凸形封頭應(yīng)有一直段，使焊縫避開應(yīng)力集中的轉(zhuǎn)角位置，直段應(yīng)不小于應(yīng)力集中的轉(zhuǎn)角位置，直段應(yīng)不小于25mm25mm。在構(gòu)件截面有急劇變化的位置或尖銳棱角在構(gòu)件截面有急劇變化的位置或尖銳棱角部位，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)避免布置焊縫。部位，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)避免布置焊縫。 (5)(5)、避免過分密集焊縫和交叉焊縫，避免過分密集焊縫和交叉焊縫，以免造成金屬過熱，加大熱影響區(qū)，以免造成金屬過熱，加大熱影響區(qū)，使組織惡化。一般兩條焊縫的間距使組織惡化。一般兩條焊縫的間距要大于三倍的板厚且不小于要大于三倍的板厚且

24、不小于100mm100mm。 （6 6）焊縫布置應(yīng)不影響機(jī)械切削加工）焊縫布置應(yīng)不影響機(jī)械切削加工表面表面, ,有些焊接構(gòu)件的某些部位需先機(jī)有些焊接構(gòu)件的某些部位需先機(jī)械加工再焊接，如焊接輪轂、管配件、械加工再焊接，如焊接輪轂、管配件、傳動(dòng)支架等，則焊縫位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離已傳動(dòng)支架等，則焊縫位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離已加工表面，以避免或減少焊接應(yīng)力與變加工表面，以避免或減少焊接應(yīng)力與變形對(duì)已加工表面精度的影響。如果焊接形對(duì)已加工表面精度的影響。如果焊接結(jié)構(gòu)要求整體焊后再進(jìn)行切削加工，則結(jié)構(gòu)要求整體焊后再進(jìn)行切削加工，則焊后一般要先消除應(yīng)力處理焊后一般要先消除應(yīng)力處理,然后再進(jìn)然后再進(jìn)行切削加工行切削加工, ,

25、在機(jī)加工要求較高的表面在機(jī)加工要求較高的表面上上, ,盡量不要設(shè)置焊縫。盡量不要設(shè)置焊縫。 （7 7）為了減少和避免大型構(gòu)件的）為了減少和避免大型構(gòu)件的翻轉(zhuǎn)使焊接操作方便和保證焊接質(zhì)翻轉(zhuǎn)使焊接操作方便和保證焊接質(zhì)量，量， 焊縫應(yīng)盡量放在平焊位置，焊縫應(yīng)盡量放在平焊位置，應(yīng)盡可能避免仰焊焊縫，減少橫焊應(yīng)盡可能避免仰焊焊縫，減少橫焊焊縫。焊縫。 5.1.2 5.1.2 熔化焊接熔化焊接 熔化焊：熔化焊：利用局部加熱的方法利用局部加熱的方法, ,將工件的焊將工件的焊接處加熱到熔化狀態(tài)接處加熱到熔化狀態(tài), ,形成熔池，然后冷卻形成熔池，然后冷卻結(jié)晶，形成焊縫的焊接方法結(jié)晶，形成焊縫的焊接方法 。 由于

26、所用熱源的不同，熔化焊分為電弧焊、由于所用熱源的不同，熔化焊分為電弧焊、電渣焊和氣焊等。電渣焊和氣焊等。 焊接電?。汉附与娀。核窃诰哂幸欢妷旱膬呻姌O它是在具有一定電壓的兩電極間或電極與焊件間，氣體介質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈而間或電極與焊件間，氣體介質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。持久的放電現(xiàn)象。 電弧的實(shí)質(zhì)：電弧的實(shí)質(zhì)：它是一種氣體放電。氣體在一它是一種氣體放電。氣體在一般情況下是不導(dǎo)電的。要使氣體導(dǎo)電，須將般情況下是不導(dǎo)電的。要使氣體導(dǎo)電，須將兩個(gè)電極之間的氣體電離，并在兩電極間加兩個(gè)電極之間的氣體電離，并在兩電極間加上一定的電壓，使這些帶電離子在電場(chǎng)作用上一定的電壓，使這些帶電離子在電場(chǎng)作用下作定向運(yùn)動(dòng)

27、，兩個(gè)電極間的氣體中能連續(xù)下作定向運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)電極間的氣體中能連續(xù)不斷地通過很大的電流，從而形成電弧。電不斷地通過很大的電流，從而形成電弧。電弧導(dǎo)電時(shí)，產(chǎn)生大量的熱量，同時(shí)發(fā)出強(qiáng)烈弧導(dǎo)電時(shí)，產(chǎn)生大量的熱量，同時(shí)發(fā)出強(qiáng)烈的弧光。的弧光。 1 1、手工電弧焊：、手工電弧焊：是利用焊條與工件間產(chǎn)生是利用焊條與工件間產(chǎn)生的電弧熱，將工件和焊條熔化而進(jìn)行焊接的的電弧熱，將工件和焊條熔化而進(jìn)行焊接的工藝方法。工藝方法。 1 1）手工電弧焊焊接過程。手工電弧焊焊接過程。 2 2）手工電弧焊的主要優(yōu)點(diǎn)有：手工電弧焊的主要優(yōu)點(diǎn)有： 操作靈活，可焊接各種空間位置的焊縫。操作靈活，可焊接各種空間位置的焊縫。 焊接質(zhì)量

28、受焊工技術(shù)水平，施工條件等影響，焊接質(zhì)量受焊工技術(shù)水平，施工條件等影響，變動(dòng)幅度大。變動(dòng)幅度大。 焊接輔助時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率底。焊接輔助時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率底。 焊接生產(chǎn)率低。焊接生產(chǎn)率低。 3 3）手工電弧焊焊接材料：電焊條手工電弧焊焊接材料：電焊條 （1 1）、電焊條的組成與作用：）、電焊條的組成與作用： 焊條由焊芯和藥皮組成。焊條由焊芯和藥皮組成。 焊芯：焊芯：是焊條中被藥皮包覆的金屬是焊條中被藥皮包覆的金屬芯。手工焊時(shí)，焊芯既是電極，又芯。手工焊時(shí)，焊芯既是電極，又是填充金屬。焊芯材料是經(jīng)過特殊是填充金屬。焊芯材料是經(jīng)過特殊冶煉，有專門牌號(hào)的材料冶煉，有專門牌號(hào)的材料, , 如結(jié)構(gòu)如結(jié)構(gòu)鋼焊

29、芯的牌號(hào)為鋼焊芯的牌號(hào)為H08AH08A。 藥皮：藥皮：是壓涂在焊芯表面上的涂料是壓涂在焊芯表面上的涂料層，是由多種礦石、鐵合金、纖維層，是由多種礦石、鐵合金、纖維素以及粘結(jié)劑組成。素以及粘結(jié)劑組成。 （2 2）、焊條的種類：）、焊條的種類： 按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、將焊條按用途劃分按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、將焊條按用途劃分為十大類。詳見下表為十大類。詳見下表 （3 3）、焊條的選用原則：）、焊條的選用原則： A.A.根據(jù)母材的化學(xué)成分和力學(xué)性能根據(jù)母材的化學(xué)成分和力學(xué)性能 B.B.根據(jù)焊件的工作條件和焊接技術(shù)性能根據(jù)焊件的工作條件和焊接技術(shù)性能 C.C.根據(jù)焊接設(shè)備、施工條件和焊接技術(shù)根據(jù)焊接設(shè)備、施工條件和焊接技術(shù)

30、性能性能 (4)(4)、焊條的酸、堿性：、焊條的酸、堿性： 焊條按其藥皮的性質(zhì)分為酸性焊條、焊條按其藥皮的性質(zhì)分為酸性焊條、堿性焊條大類。藥皮中含有多量酸性堿性焊條大類。藥皮中含有多量酸性氧化物的焊條為酸性焊條，藥皮中含氧化物的焊條為酸性焊條，藥皮中含有多量堿性氧化物的焊條為堿性焊條。有多量堿性氧化物的焊條為堿性焊條。 酸性焊條適合于焊接一般的結(jié)構(gòu)鋼，酸性焊條適合于焊接一般的結(jié)構(gòu)鋼，工藝性能好、機(jī)械性能差。工藝性能好、機(jī)械性能差。 堿性焊條焊成的焊縫金屬中有害元素堿性焊條焊成的焊縫金屬中有害元素（如（如SS、P P）含量低，抗裂性）含量低，抗裂性 好、強(qiáng)好、強(qiáng)度高。適合于焊重要的結(jié)構(gòu)鋼與合金度

31、高。適合于焊重要的結(jié)構(gòu)鋼與合金鋼。但工藝性能差、抗氣孔的能力差。鋼。但工藝性能差、抗氣孔的能力差。因此，采用堿性焊條時(shí)，必須將焊件因此，采用堿性焊條時(shí)，必須將焊件在焊縫處的油污、鐵銹清除干凈，并在焊縫處的油污、鐵銹清除干凈，并烘干焊條去除水分。烘干焊條去除水分。 2 2、埋弧自動(dòng)焊：、埋弧自動(dòng)焊： 在焊接過程中，焊接電弧將焊劑在焊接過程中，焊接電弧將焊劑, ,焊絲及工焊絲及工件焊接處熔化后形成熔池，熔池冷卻后形件焊接處熔化后形成熔池，熔池冷卻后形成焊縫。成焊縫。 （1 1）埋弧自動(dòng)焊的焊接過程。埋弧自動(dòng)焊的焊接過程。 （2 2）主要優(yōu)點(diǎn)有：主要優(yōu)點(diǎn)有： 生產(chǎn)率高：埋弧自動(dòng)可用的電流比手工電弧焊

32、大，所以生生產(chǎn)率高：埋弧自動(dòng)可用的電流比手工電弧焊大，所以生產(chǎn)率高。產(chǎn)率高。 焊接質(zhì)量好：由于電弧被液態(tài)溶渣泡所包圍，可以防止空焊接質(zhì)量好：由于電弧被液態(tài)溶渣泡所包圍，可以防止空氣的浸害，因而焊縫質(zhì)量好。氣的浸害，因而焊縫質(zhì)量好。 電弧的熱量損失小，能量集中。電弧的熱量損失小，能量集中。 節(jié)省金屬與電能：由于焊絲連續(xù)送進(jìn)，從而節(jié)省金屬材料，節(jié)省金屬與電能：由于焊絲連續(xù)送進(jìn)，從而節(jié)省金屬材料，節(jié)省輔助時(shí)間。埋弧焊熔化深度大。因而也節(jié)省了電節(jié)省輔助時(shí)間。埋弧焊熔化深度大。因而也節(jié)省了電能。能。 改善了勞動(dòng)條件：埋弧焊焊接時(shí)沒有弧光。送入與運(yùn)條又改善了勞動(dòng)條件：埋弧焊焊接時(shí)沒有弧光。送入與運(yùn)條又實(shí)現(xiàn)

33、了機(jī)械械化，從而減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。改善了勞實(shí)現(xiàn)了機(jī)械械化，從而減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。改善了勞動(dòng)條件。動(dòng)條件。 適合中等厚度的板材的直、長(zhǎng)縫或大圓圈環(huán)形焊縫的手工適合中等厚度的板材的直、長(zhǎng)縫或大圓圈環(huán)形焊縫的手工焊縫焊接。焊縫焊接。 （3 3）埋弧焊焊接材料：埋弧焊焊接材料： 焊絲和焊劑焊絲和焊劑 1)1)、焊絲：、焊絲：除作為電極和填充金屬外，除作為電極和填充金屬外，還有滲合金、脫氧、去硫等冶金作用。還有滲合金、脫氧、去硫等冶金作用。 2)2)、焊劑：、焊劑：呈現(xiàn)玻璃狀顆粒，主要起呈現(xiàn)玻璃狀顆粒，主要起保護(hù)作用；還有滲合金、脫氧、去硫保護(hù)作用；還有滲合金、脫氧、去硫等冶金作用。如表所示。等

34、冶金作用。如表所示。 、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，稱為氣體保護(hù)焊。外加氣體有區(qū)的電弧焊，稱為氣體保護(hù)焊。外加氣體有氬氣、二氧化碳?xì)怏w、混合氣體。氬氣、二氧化碳?xì)怏w、混合氣體。 1 1）氬弧焊：）氬弧焊：氬氣是惰性氣體，不與金屬起氬氣是惰性氣體，不與金屬起化學(xué)反應(yīng)；不溶解于液體金屬。所以，氬氣化學(xué)反應(yīng)；不溶解于液體金屬。所以，氬氣是一種可靠的保護(hù)介質(zhì)。氬弧焊可以獲得高是一種可靠的保護(hù)介質(zhì)。氬弧焊可以獲得高質(zhì)量的焊縫質(zhì)量的焊縫. .氬弧焊是焊接不銹鋼的主要方法，氬弧焊是焊接不銹鋼的主要方法，也廣泛用于焊接鋁合

35、金、鈦合金、鋯合金等也廣泛用于焊接鋁合金、鈦合金、鋯合金等材料；用于航空航天、核工業(yè)等部門。材料；用于航空航天、核工業(yè)等部門。不熔化極氬弧焊不熔化極氬弧焊熔化極氬弧焊熔化極氬弧焊 （2）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊：）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊： 是以是以CO2氣體作為保護(hù)介質(zhì)的氣體保護(hù)焊方氣體作為保護(hù)介質(zhì)的氣體保護(hù)焊方法。法。 1）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的特殊性）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的特殊性因?yàn)橐驗(yàn)镃O2氣體是一種氧化性氣體，在焊接氣體是一種氧化性氣體，在焊接過程中會(huì)使焊縫金屬氧化過程中會(huì)使焊縫金屬氧化.故須采取脫氧措施。故須采取脫氧措施。 由于由于CO2氣體的特殊的物理性質(zhì)，熔滴過氣體的特殊的物理性質(zhì)，熔滴過渡的

36、形式是短路過渡。為了使焊接過程穩(wěn)定渡的形式是短路過渡。為了使焊接過程穩(wěn)定,需要對(duì)焊機(jī)電路進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。需要對(duì)焊機(jī)電路進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。 2 2）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的優(yōu)缺點(diǎn)：）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的優(yōu)缺點(diǎn)： 生產(chǎn)率高比手工電弧焊高生產(chǎn)率高比手工電弧焊高1 15 5倍。工作時(shí)連倍。工作時(shí)連續(xù)焊接續(xù)焊接, ,不需要換焊條不需要換焊條, ,不需要敲渣。不需要敲渣。 成本低成本低 COCO2 2氣體是很多工業(yè)部門的副產(chǎn)品，氣體是很多工業(yè)部門的副產(chǎn)品，成本較低。成本較低。 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是一種重要的焊接方法，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是一種重要的焊接方法，主要用于焊接低碳鋼和低合金鋼。在汽車行主要用于焊接低碳鋼和低

37、合金鋼。在汽車行業(yè)和其他工業(yè)部門中廣泛應(yīng)用。業(yè)和其他工業(yè)部門中廣泛應(yīng)用。 4 4、電渣焊電渣焊 ： 電渣焊是利用電流通過液態(tài)熔渣所產(chǎn)生的電電渣焊是利用電流通過液態(tài)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源來進(jìn)行焊接的，一般總是在垂阻熱作為熱源來進(jìn)行焊接的，一般總是在垂直立焊位置進(jìn)行焊接，其焊接過程示意圖如直立焊位置進(jìn)行焊接，其焊接過程示意圖如5 52626所示。兩個(gè)工件位于垂直位置，相距所示。兩個(gè)工件位于垂直位置，相距25-35mm25-35mm，工件待焊端面兩側(cè)，裝有冷卻銅，工件待焊端面兩側(cè)，裝有冷卻銅滑塊、使液態(tài)熔渣及金屬不會(huì)外流，冷水從滑塊、使液態(tài)熔渣及金屬不會(huì)外流，冷水從其內(nèi)部通過，迫使熔池冷卻凝固成

38、為焊縫。其內(nèi)部通過，迫使熔池冷卻凝固成為焊縫。固態(tài)焊劑熔化以后形成的渣池具有較大的電固態(tài)焊劑熔化以后形成的渣池具有較大的電阻，當(dāng)電流通過時(shí)產(chǎn)生大量電阻熱，使渣池阻，當(dāng)電流通過時(shí)產(chǎn)生大量電阻熱，使渣池溫度保持在溫度保持在17001700一一20002000。 焊絲與工件被渣池加熱熔化而形成熔池。焊絲與工件被渣池加熱熔化而形成熔池。焊接過程中，焊絲不斷送進(jìn)并被熔化，熔焊接過程中，焊絲不斷送進(jìn)并被熔化，熔池及渣池逐漸上升（冷卻滑塊也同時(shí)逐漸池及渣池逐漸上升（冷卻滑塊也同時(shí)逐漸升），由于渣池?zé)崃慷啵瑴囟雀?，與熔渣升），由于渣池?zé)崃慷?，溫度高，與熔渣接觸的金屬都被熔化，而且焊絲在焊接時(shí)接觸的金屬都被熔化

39、，而且焊絲在焊接時(shí)還可左右緩慢擺動(dòng)，因此很厚的工件也可還可左右緩慢擺動(dòng)，因此很厚的工件也可用電渣焊一次焊成。用電渣焊一次焊成。 電渣焊與其他焊接方法比較有以下特點(diǎn)：電渣焊與其他焊接方法比較有以下特點(diǎn)： （1 1）很厚的工件也可一次焊成。這就從根）很厚的工件也可一次焊成。這就從根本上改變了重型機(jī)械制造的工藝，可用鑄一鍛本上改變了重型機(jī)械制造的工藝，可用鑄一鍛一焊組合結(jié)構(gòu)拼小成大以代替巨大的鑄、鍛整一焊組合結(jié)構(gòu)拼小成大以代替巨大的鑄、鍛整體結(jié)構(gòu)。體結(jié)構(gòu)。 （2 2）生產(chǎn)率高，焊接材料消耗少。電渣焊）生產(chǎn)率高，焊接材料消耗少。電渣焊時(shí)任何厚度的工件都不需開坡口，只要使焊接時(shí)任何厚度的工件都不需開坡口

40、，只要使焊接面之間保持；面之間保持；25-35mm25-35mm的間隙就可一次焊成的間隙就可一次焊成。 （3 3）焊縫金屬比較純凈。電渣焊時(shí)，金屬熔池上）焊縫金屬比較純凈。電渣焊時(shí)，金屬熔池上面覆蓋著一定深度的渣池，可避免空氣與金屬熔面覆蓋著一定深度的渣池，可避免空氣與金屬熔池接觸。另外，金屬熔池在液態(tài)存在的時(shí)間較長(zhǎng)，池接觸。另外，金屬熔池在液態(tài)存在的時(shí)間較長(zhǎng)，熔池中的氣體與雜質(zhì)有較充分的時(shí)間排出。由于熔池中的氣體與雜質(zhì)有較充分的時(shí)間排出。由于冷卻條件差，焊縫金屬結(jié)晶的方向也有利于排出冷卻條件差，焊縫金屬結(jié)晶的方向也有利于排出低熔點(diǎn)雜質(zhì)。因此焊縫金屬比較純凈。低熔點(diǎn)雜質(zhì)。因此焊縫金屬比較純凈。

41、 （4 4）由于較厚工件用電渣焊焊接是一次焊成，所）由于較厚工件用電渣焊焊接是一次焊成，所以焊接速度比較慢，焊縫區(qū)在高溫停留較長(zhǎng)的時(shí)以焊接速度比較慢，焊縫區(qū)在高溫停留較長(zhǎng)的時(shí)間。熱影響區(qū)比其他焊接方法都寬，晶粒粗大、間。熱影響區(qū)比其他焊接方法都寬，晶粒粗大、易產(chǎn)生過熱組織，機(jī)械性能有顯著下降所以對(duì)較易產(chǎn)生過熱組織，機(jī)械性能有顯著下降所以對(duì)較重要的構(gòu)件，焊后須進(jìn)行正火處理。重要的構(gòu)件，焊后須進(jìn)行正火處理。 5 5、電子束焊電子束焊 隨著科學(xué)技術(shù)的最新發(fā)展，尤其原子能和隨著科學(xué)技術(shù)的最新發(fā)展，尤其原子能和導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展, ,大量應(yīng)用了鋯、鈦、鉭、大量應(yīng)用了鋯、鈦、鉭、鉑、鎳及其合金鉑

42、、鎳及其合金, ,焊接這些金屬用一般的氣焊接這些金屬用一般的氣體保護(hù)焊常不能得到滿意的結(jié)果。電子束體保護(hù)焊常不能得到滿意的結(jié)果。電子束焊接研制成功才順利地解決了上述稀有和焊接研制成功才順利地解決了上述稀有和難熔金屬的焊接問題。難熔金屬的焊接問題。 圖圖5 52727為真空電子束焊接示意圖。電子槍、為真空電子束焊接示意圖。電子槍、焊件及焊具全部裝在真空室內(nèi)。電子槍由焊件及焊具全部裝在真空室內(nèi)。電子槍由加熱燈絲、陰極、陽(yáng)極及聚焦裝置等組成。加熱燈絲、陰極、陽(yáng)極及聚焦裝置等組成。當(dāng)陰極被燈絲加熱到當(dāng)陰極被燈絲加熱到26002600度時(shí)，能發(fā)出大度時(shí)，能發(fā)出大量電子。這些電子在陰極與陽(yáng)極（焊件）量電子

43、。這些電子在陰極與陽(yáng)極（焊件）間的高電壓作用下，經(jīng)電子透鏡聚焦成電間的高電壓作用下，經(jīng)電子透鏡聚焦成電子流束，以極大的速度（可達(dá)子流束，以極大的速度（可達(dá)160000km160000kmS S）射向焊件表面，電子的動(dòng)能變?yōu)闊崮?。能射向焊件表面，電子的?dòng)能變?yōu)闊崮?。能量密度比普通電弧可大量密度比普通電弧可?0005000倍，它使焊件倍，它使焊件金屬迅速熔化甚至氣化。根據(jù)焊件的熔化金屬迅速熔化甚至氣化。根據(jù)焊件的熔化程度，逐漸移動(dòng)焊件，即能得到要求的焊程度，逐漸移動(dòng)焊件，即能得到要求的焊接接頭。接接頭。 真空電予束焊接的特點(diǎn)：真空電予束焊接的特點(diǎn)： （1 1）在真空中進(jìn)行焊接，金屬不會(huì)氧化氮化。

44、）在真空中進(jìn)行焊接，金屬不會(huì)氧化氮化。且無金屬電極沾污，所以能保證焊縫金屬的且無金屬電極沾污，所以能保證焊縫金屬的高純度。表面平滑潔凈，沒有弧坑或其他表高純度。表面平滑潔凈，沒有弧坑或其他表面缺陷。焊縫內(nèi)部熔合得好，無氣孔夾渣。面缺陷。焊縫內(nèi)部熔合得好，無氣孔夾渣。 （2 2）熱源能量密度大、熔深大、焊速快、焊）熱源能量密度大、熔深大、焊速快、焊縫深而窄，焊縫深寬比可達(dá)縫深而窄，焊縫深寬比可達(dá)2020：1 1，能單道焊，能單道焊厚件。焊接熱影響區(qū)很小，基本上不產(chǎn)生焊厚件。焊接熱影響區(qū)很小，基本上不產(chǎn)生焊接變形。可防止難熔金屬焊接時(shí)易產(chǎn)生的裂接變形。可防止難熔金屬焊接時(shí)易產(chǎn)生的裂紋和泄漏。紋和泄

45、漏。 （3 3）焊接時(shí)一般不加填充金屬。因而接頭）焊接時(shí)一般不加填充金屬。因而接頭要加工得平整清潔、裝配緊密，不留間隙。要加工得平整清潔、裝配緊密，不留間隙。任何厚度的工件都不開坡口。任何厚度的工件都不開坡口。 （4 4）電子束參數(shù)可在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)、控）電子束參數(shù)可在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)、控制靈活、精度高、適應(yīng)性強(qiáng)。制靈活、精度高、適應(yīng)性強(qiáng)。 （5 5）真空電子束焊接的缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜、）真空電子束焊接的缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜、造價(jià)高。使用維護(hù)技術(shù)要求高、焊件尺寸造價(jià)高。使用維護(hù)技術(shù)要求高、焊件尺寸受真空室限制，對(duì)焊件清整裝配質(zhì)量要求受真空室限制，對(duì)焊件清整裝配質(zhì)量要求嚴(yán)格，因而其應(yīng)用受到一定限制。嚴(yán)格，因

46、而其應(yīng)用受到一定限制。6 6、等離子弧焊、等離子弧焊 5.1.35.1.3壓力焊壓力焊 在焊接過程中，對(duì)焊件施加一定壓力（加在焊接過程中，對(duì)焊件施加一定壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。熱或不加熱），以完成焊接的方法。 壓力焊的主要方法有：壓力焊的主要方法有： 1 1、電阻焊電阻焊 電阻焊是利用電流通過焊件時(shí)產(chǎn)生的電阻電阻焊是利用電流通過焊件時(shí)產(chǎn)生的電阻熱，作為熱源，加熱焊件，在壓力下進(jìn)行熱，作為熱源，加熱焊件，在壓力下進(jìn)行焊接的。電阻焊接頭的形狀不同分為點(diǎn)焊，焊接的。電阻焊接頭的形狀不同分為點(diǎn)焊，縫焊和對(duì)焊等?？p焊和對(duì)焊等。 （1 1）點(diǎn)焊）點(diǎn)焊 點(diǎn)焊是利用上、下電極對(duì)焊件施加壓力，點(diǎn)

47、焊是利用上、下電極對(duì)焊件施加壓力，通電加熱在壓力下成形焊接的。通電加熱在壓力下成形焊接的。1 1）焊點(diǎn)的形成過程焊點(diǎn)的形成過程 2 2）點(diǎn)焊是應(yīng)用最廣的焊接工藝之一，點(diǎn)焊是應(yīng)用最廣的焊接工藝之一，點(diǎn)點(diǎn)焊汽車駕駛室焊汽車駕駛室 （2 2）縫焊）縫焊 縫焊是利用滾盤對(duì)焊件進(jìn)行加壓，通電進(jìn)縫焊是利用滾盤對(duì)焊件進(jìn)行加壓，通電進(jìn)行焊接的?？p焊最適合焊接要求密封件的行焊接的。縫焊最適合焊接要求密封件的薄板件生產(chǎn)，例如薄板件生產(chǎn)，例如: :汽車油箱的焊接汽車油箱的焊接、自行自行車鋼圈的生產(chǎn)與縫焊的過程車鋼圈的生產(chǎn)與縫焊的過程 （3 3）對(duì)焊）對(duì)焊 對(duì)焊是被焊工件兩端面連接的電阻焊。它分對(duì)焊是被焊工件兩端面連

48、接的電阻焊。它分為閃光對(duì)焊與電阻對(duì)焊。為閃光對(duì)焊與電阻對(duì)焊。 ）閃光對(duì)焊：是將二件夾在兩電極間經(jīng)通電）閃光對(duì)焊：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)生爆裂閃光連續(xù)產(chǎn)生爆裂閃光- -快速加壓快速加壓- -切斷電流切斷電流- -形成焊接。形成焊接。 * *閃光對(duì)焊的焊接過程閃光對(duì)焊的焊接過程 * *自行車鋼圈的焊接自行車鋼圈的焊接 2 2）電阻對(duì)焊：是將二件夾在兩電極間經(jīng)加）電阻對(duì)焊：是將二件夾在兩電極間經(jīng)加壓，通電，頂鍛將焊件焊接起來。壓，通電，頂鍛將焊件焊接起來。 * *大功率三極管的外殼大功率三極管的外殼 * *鐵錨鏈鐵錨鏈 電阻對(duì)焊電阻對(duì)焊閃光

49、對(duì)焊閃光對(duì)焊閃光對(duì)焊閃光對(duì)焊對(duì)接接頭形式對(duì)接接頭形式 2 2、摩擦焊摩擦焊 （1 1）摩擦焊焊接過程。）摩擦焊焊接過程。 （2 2）摩擦焊的特點(diǎn)及應(yīng)用。）摩擦焊的特點(diǎn)及應(yīng)用。 1 1）焊接品質(zhì)好且穩(wěn)定。）焊接品質(zhì)好且穩(wěn)定。 2 2）焊接生產(chǎn)率高。）焊接生產(chǎn)率高。 3 3）可焊材料種類廣泛。）可焊材料種類廣泛。 4 4）焊機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)單，功率小，電能消耗少。）焊機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)單，功率小，電能消耗少。 5.1.4 5.1.4 釬焊釬焊 釬焊是利用熔點(diǎn)比焊件金屬低的釬料作填釬焊是利用熔點(diǎn)比焊件金屬低的釬料作填充金屬，適當(dāng)加熱后，釬料熔化將處于固充金屬，適當(dāng)加熱后，釬料熔化將處于固態(tài)的焊件。態(tài)的焊件。 1 1、

50、釬焊的過程、釬焊的過程 將表面清洗好的焊件以搭配形式裝配在一將表面清洗好的焊件以搭配形式裝配在一起，把釬料放在裝配間隙內(nèi)或間隙附近，起，把釬料放在裝配間隙內(nèi)或間隙附近，然后加熱，使釬熔化并借助毛細(xì)管作用被然后加熱，使釬熔化并借助毛細(xì)管作用被吸入和充滿固態(tài)焊件的間隙之內(nèi)，被焊金吸入和充滿固態(tài)焊件的間隙之內(nèi)，被焊金屬和釬料在間隙內(nèi)進(jìn)行相互擴(kuò)散，凝固后屬和釬料在間隙內(nèi)進(jìn)行相互擴(kuò)散，凝固后即形成釬焊接頭。即形成釬焊接頭。 2 2、釬焊的分類、釬焊的分類 （1 1）硬釬焊：是使用熔點(diǎn)高于）硬釬焊：是使用熔點(diǎn)高于450450度的釬度的釬料進(jìn)行的釬焊。料進(jìn)行的釬焊。 （2 2）軟釬焊：是使用熔點(diǎn)低于）軟釬焊

51、：是使用熔點(diǎn)低于450450度的釬度的釬料進(jìn)行的釬焊。料進(jìn)行的釬焊。 3 3、釬焊的特點(diǎn)及應(yīng)用、釬焊的特點(diǎn)及應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)：釬焊只需要填充金屬熔化，因此焊件加熱優(yōu)點(diǎn)：釬焊只需要填充金屬熔化，因此焊件加熱溫度較低，焊件的應(yīng)力和變形較小，對(duì)材料的組溫度較低，焊件的應(yīng)力和變形較小，對(duì)材料的組織和性能影響較小，易于保證焊件的尺寸。釬焊織和性能影響較小，易于保證焊件的尺寸。釬焊還可以連接不同的金屬，或金屬與非金屬的焊件，還可以連接不同的金屬，或金屬與非金屬的焊件，設(shè)備簡(jiǎn)單。設(shè)備簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)：接頭強(qiáng)度較低，釬焊接頭工作溫度不高，缺點(diǎn)：接頭強(qiáng)度較低，釬焊接頭工作溫度不高，釬焊前對(duì)焊件的清洗和裝配工作都要求較嚴(yán)；

52、成釬焊前對(duì)焊件的清洗和裝配工作都要求較嚴(yán)；成本較高。本較高。 應(yīng)用：適宜于小而薄，且精度要求高的零件，廣應(yīng)用：適宜于小而薄，且精度要求高的零件，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、儀表、電機(jī)、航空、航天等部泛應(yīng)用于機(jī)械、儀表、電機(jī)、航空、航天等部門。門。 9. 9. 焊接方法的選擇焊接方法的選擇 (1)(1)、低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接、低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接性能好，各種焊接方法均適用。性能好，各種焊接方法均適用。 (2)(2)、若焊件板厚為中等厚度（、若焊件板厚為中等厚度（101020mm20mm），可選用手弧焊、埋弧焊），可選用手弧焊、埋弧焊和氣體保護(hù)焊。氬弧焊成本較高，和氣體保護(hù)焊。氬弧焊成本較高，一般不宜

53、選用。一般不宜選用。 (3)(3)、若焊件為長(zhǎng)直焊縫或大直徑、若焊件為長(zhǎng)直焊縫或大直徑環(huán)形焊縫、生產(chǎn)批量也較大，可選環(huán)形焊縫、生產(chǎn)批量也較大，可選用埋弧焊。用埋弧焊。 (4)(4)、焊件為單件生產(chǎn)，或焊縫短、焊件為單件生產(chǎn)，或焊縫短且處于不同空間位置，則選用手弧且處于不同空間位置，則選用手弧焊為好。焊為好。 (5)(5)、焊件是薄板輕型結(jié)構(gòu)，且無、焊件是薄板輕型結(jié)構(gòu)，且無密封要求，則采用點(diǎn)焊可提高生產(chǎn)密封要求，則采用點(diǎn)焊可提高生產(chǎn)效率，效率， 如果有密封要求，則可選如果有密封要求，則可選用縫焊。用縫焊。 (6)(6)、對(duì)于低碳鋼焊件一般不應(yīng)選、對(duì)于低碳鋼焊件一般不應(yīng)選用氬弧焊等高成本的焊接方法

54、。但用氬弧焊等高成本的焊接方法。但當(dāng)焊接合金鋼、當(dāng)焊接合金鋼、 不銹鋼等重要工不銹鋼等重要工件時(shí)，則應(yīng)采用氬弧焊等保護(hù)條件件時(shí)，則應(yīng)采用氬弧焊等保護(hù)條件較好的焊接方法。較好的焊接方法。 (7)(7)、對(duì)于稀有金屬或高熔點(diǎn)合金、對(duì)于稀有金屬或高熔點(diǎn)合金的特殊構(gòu)件，焊接時(shí)可考慮采用等的特殊構(gòu)件，焊接時(shí)可考慮采用等離子弧焊接、真空電子束焊接、脈離子弧焊接、真空電子束焊接、脈沖氬弧焊焊接，以確保焊接件的質(zhì)沖氬弧焊焊接，以確保焊接件的質(zhì)量。量。 (8)(8)、對(duì)于微型箔件，則應(yīng)選用微、對(duì)于微型箔件，則應(yīng)選用微束等離子弧焊或脈沖激光點(diǎn)焊。束等離子弧焊或脈沖激光點(diǎn)焊。 5.1.5 5.1.5 常用金屬材料的

55、焊接常用金屬材料的焊接 1 1、低碳鋼的焊接、低碳鋼的焊接 通常情況下，焊接不需要采取特殊技術(shù)措通常情況下，焊接不需要采取特殊技術(shù)措施，各種方法都容易獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭。施，各種方法都容易獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭。 5.1.5 5.1.5 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 1.1.金屬材料的焊接性金屬材料的焊接性 金屬的焊接性的基本概念：金屬的焊接性的基本概念：指在一定的焊接工藝條件下，獲得指在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。 可焊性受焊接材料、焊接方法、可焊性受焊接材料、焊接方法、構(gòu)件類型及使用要求等四個(gè)方面因構(gòu)件類型及使用要求等四個(gè)方面因素的影響，它包含

56、工藝焊接性和使素的影響，它包含工藝焊接性和使用焊接性兩方面內(nèi)容。前者說明該用焊接性兩方面內(nèi)容。前者說明該金屬材料能不能焊接問題，后者說金屬材料能不能焊接問題，后者說明焊接后能不能使用問題。明焊接后能不能使用問題。 （1 1）工藝焊接性：）工藝焊接性：工藝焊接性是工藝焊接性是指在某一焊接工藝條件下，能得到指在某一焊接工藝條件下，能得到優(yōu)質(zhì)焊接接頭的能力。它不是金屬優(yōu)質(zhì)焊接接頭的能力。它不是金屬材料所固有的性能，可隨著新的焊材料所固有的性能，可隨著新的焊接方法、焊接材料和工藝措施的不接方法、焊接材料和工藝措施的不斷出現(xiàn)及其完善而變化。斷出現(xiàn)及其完善而變化。 某些原來不能焊接或不易焊接的金某些原來不

57、能焊接或不易焊接的金屬材料也會(huì)變成能夠焊接或易于焊屬材料也會(huì)變成能夠焊接或易于焊接。接。 如鋁及鋁合金，如鋁及鋁合金， 若采用焊若采用焊條電弧焊或氣焊時(shí)，難以獲得優(yōu)質(zhì)條電弧焊或氣焊時(shí)，難以獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭，此時(shí)該類金屬的焊接性焊接接頭，此時(shí)該類金屬的焊接性差，但改用氬弧焊焊接，則焊接接差，但改用氬弧焊焊接，則焊接接頭質(zhì)量良好，此時(shí)的焊接性好。頭質(zhì)量良好，此時(shí)的焊接性好。 焊接性可由碳當(dāng)量法來判定：焊接性可由碳當(dāng)量法來判定： 碳當(dāng)量是把鋼中合金元素（包括碳）含碳當(dāng)量是把鋼中合金元素（包括碳）含量按其對(duì)淬硬、冷裂及脆化等的影響換量按其對(duì)淬硬、冷裂及脆化等的影響換算成碳的相當(dāng)含量。它可作為評(píng)定鋼材算

58、成碳的相當(dāng)含量。它可作為評(píng)定鋼材焊接性的一種參考指標(biāo)，用符號(hào)焊接性的一種參考指標(biāo)，用符號(hào)CeqCeq表示。表示。國(guó)際焊接學(xué)會(huì)推薦的碳鋼和低碳鋼適用國(guó)際焊接學(xué)會(huì)推薦的碳鋼和低碳鋼適用的碳當(dāng)量計(jì)算公式可表示為：的碳當(dāng)量計(jì)算公式可表示為： CeqCeq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 (%)/15 (%) 式中化學(xué)元素的含量均為百分式中化學(xué)元素的含量均為百分?jǐn)?shù)。數(shù)。CeqCeq大，則鋼的工藝焊接性越大，則鋼的工藝焊接性越差。差。 根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)CeqCeq0 04 4時(shí)，鋼的時(shí)，鋼的工藝焊接性良好；工

59、藝焊接性良好； CeqCeq在在0 04 40 06 6時(shí)，時(shí)，鋼的工藝焊接性中等。鋼的工藝焊接性中等。 CeqCeq0 06 6時(shí)，鋼的工藝時(shí)，鋼的工藝焊接性較差。焊接性較差。 （2 2）使用焊接性：）使用焊接性： 是指整個(gè)焊接接頭或整體結(jié)構(gòu)是指整個(gè)焊接接頭或整體結(jié)構(gòu)滿足技術(shù)條件規(guī)定的使用性能的程滿足技術(shù)條件規(guī)定的使用性能的程度。度。 其中包括力學(xué)性能、缺口敏感其中包括力學(xué)性能、缺口敏感性及耐腐蝕性能等。性及耐腐蝕性能等。 2 2、低碳鋼的焊接、低碳鋼的焊接 通常情況下，焊接不需要采取特殊技通常情況下，焊接不需要采取特殊技術(shù)措施，各種方法都容易獲得優(yōu)質(zhì)焊術(shù)措施，各種方法都容易獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭

60、。接接頭。 3 3、中、高碳鋼的焊接、中、高碳鋼的焊接 焊接碳鋼時(shí)的主要問題是：焊接碳鋼時(shí)的主要問題是： （1 1）焊縫易形成氣孔；）焊縫易形成氣孔； （2 2）縫焊及焊接熱影響區(qū)易產(chǎn)生碎硬）縫焊及焊接熱影響區(qū)易產(chǎn)生碎硬組織和裂紋。組織和裂紋。 采取的技術(shù)措施：采取的技術(shù)措施： 焊前預(yù)熱，焊后緩冷。焊前預(yù)熱，焊后緩冷。 盡量選用抗裂性好的堿性低氫焊條，也可選盡量選用抗裂性好的堿性低氫焊條，也可選用比母材強(qiáng)度等級(jí)低的一些焊條。用比母材強(qiáng)度等級(jí)低的一些焊條。 選擇合適的焊接方法和規(guī)范，降低焊件冷卻選擇合適的焊接方法和規(guī)范，降低焊件冷卻速度。速度。 4 4、普通低合金鋼的焊接、普通低合金鋼的焊接 由