焊接技術(shù)知識點講義(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上緒論1）材料連接：材料通過機械、物理、化學(xué)和冶金方式，由簡單型材或零件連接成復(fù)雜零件和機械部件的工藝過程。2）冶金連接成型是：通過加熱或加壓（兩者并用）使兩個分離表面的原子達(dá)到晶格距離，并形成金屬鍵而獲得不可拆接頭的工藝過程。主要用于：金屬材料及金屬結(jié)構(gòu)的連接，通常稱為焊接。為了克服阻礙材料表面緊密接觸的各種因素，在連接工藝上主要采取以下兩種措施：A對被連接的材質(zhì)施加壓力B對被連接的材質(zhì)加熱（局部或整體）3）焊接方法分類：熔化焊、壓力焊、釬焊；冶金角度分為：液相連接、固相連接、液-固相連接 熔化焊屬液相連接、壓力焊屬固相連接、釬焊屬液-固相連接第一章 熔化焊的本質(zhì)是小

2、熔池熔煉和鑄造。1）焊接過程所采用的能源主要是熱能和機械能。對于熔化焊來說，主要采用熱能2）焊接熱源：電弧熱（手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊電阻熱（電阻焊、電渣焊高頻熱源（釬焊）摩擦熱（摩擦焊）等離子?。ǖ入x子弧焊接電子束（電子束焊激光束（激光焊化學(xué)熱（氣焊、熱劑焊）3）理想的焊接熱源：應(yīng)具有加熱面積小、功率密度高和加熱溫度高等特點4）真正的熱效率：用于熔化金屬形成焊縫的熱量所占的比例。（熱效率：加熱焊件所吸收的熱量所占的比例）5）溫度場：某瞬時焊件上各點溫度的分布稱為溫度場。6）焊接熱循環(huán)：在焊接熱源的作用下，焊件上某點的溫度隨時間的變化過程稱為焊接熱循環(huán)決定焊接熱循環(huán)特征的基本參數(shù)：加熱速

3、度wH、最高加熱溫度Tm、在相變溫度以上停留的時間tH、冷卻速度wc焊接熱循環(huán)的影響因素：材質(zhì)的影響、接頭形狀尺寸的影響、焊道長度的影響、預(yù)熱溫度的影響、線能量的影響7)多層焊：前一層焊道對后一層焊道起預(yù)熱作用；后一層焊道對前一層焊道起后熱作用。8）焊條熔化：焊條金屬的平均熔化速度gM：在單位時間內(nèi)熔化的焊芯質(zhì)量或長度，與焊接電流成正比； 損失系數(shù)：在焊接過程中由于飛濺，氧化和蒸發(fā)而損失的金屬質(zhì)量與熔化的焊芯質(zhì)量之比 焊條金屬平均熔敷系數(shù)gH：單位時間內(nèi)真正進(jìn)入焊接熔池的那部分金屬質(zhì)量 gH=（1-）gM9）熔池：母材上由熔化的焊條金屬與局部熔化的母材共同組成的具有一定幾何形狀的液體金屬區(qū)域稱

4、為熔池熔滴：焊條端部熔化形成的滴狀液態(tài)金屬稱為熔滴。熔滴過渡三種形式：短路過渡、顆粒過渡、附壁過渡 熔渣：藥皮熔化反應(yīng)之后的產(chǎn)物，兩種過渡方式：一是以薄膜形式包在熔滴外面或夾在熔滴內(nèi)同熔滴一起落入熔池：二是直接從焊條端部流入熔池或以滴狀落入熔池10）熔化焊過程中所采用的保護(hù)方式：渣保護(hù)、氣保護(hù)、渣氣聯(lián)合保護(hù) 11）焊接的接頭組成：焊縫、（熔合區(qū)）、熱影響區(qū)。焊接的接頭的形成過程：焊接熱過程、焊接化學(xué)冶金過程、熔池凝固和相變過程熔化焊焊接接頭形式：對接接頭、角接頭、丁字接頭、搭接接頭13）熔合比：在焊縫金屬中局部熔化母材所占的比例，稱為熔合比。14）焊接性：是指金屬材料（同種或異種）在一定焊接工

5、藝條件下，能夠焊成滿足結(jié)構(gòu)和使用要求的焊件能力。其具體包括：結(jié)合性能，即焊接時形成缺陷的敏感性，也稱工藝焊接性；使用性能，即焊成的焊接接頭滿足使用要求的程度，稱為焊接性15）熔化焊焊接材料：焊條（焊條由焊芯和藥皮兩部分組成）、焊劑、焊絲、保護(hù)氣16）焊芯的作用：a作為電極，起導(dǎo)電作用，產(chǎn)生電弧，提供焊接熱源 b 焊芯受熱熔化成為焊縫的填充金屬c 藥皮的作用：a保護(hù)作用 b冶金作用 c改善焊接工藝性17）焊條選用原則：是要求焊縫和母材具有相同水平的使用性能（等強度、等成分）18）焊接熔渣：焊接時焊條藥皮或焊劑熔化后，經(jīng)過一系列化學(xué)變化形成的覆蓋在焊縫表面上的非金屬物質(zhì)稱為焊接熔渣 焊接熔渣在焊接

6、過程中有機械保護(hù)作用，改善焊接工藝性能和冶金處理作用長渣：把粘度隨溫度變化而緩慢變化的熔渣稱為長渣短渣：一般把黏度隨溫度變化而急劇變化的熔渣稱為短渣19）焊接化學(xué)冶金反應(yīng)包括：藥皮反應(yīng)區(qū)、熔滴反應(yīng)區(qū)、熔池反應(yīng)區(qū)20）電弧氣氛中的H主要來源于焊接材料中的水分及有機物，吸附水和結(jié)晶水，表面雜質(zhì)及空氣中的水分等 焊接氣氛中的H的存在形式有擴散氫和殘余氫21）焊接區(qū)的N來源于焊接區(qū)周圍的空氣，O主要來源于焊接材料22）脫氧劑的選擇原則：a在焊接溫度下脫氧劑對氧的親合力必須比被焊金屬大b脫氧產(chǎn)物應(yīng)熔點低，不溶于液態(tài)金屬，且其密度也應(yīng)小于液態(tài)金屬的密度23）脫氧反應(yīng)按其進(jìn)行的方式和特點分為先期脫氧、沉淀脫

7、氧和擴散脫氧：先期脫氧：在焊條藥皮加熱階段，固態(tài)藥皮中進(jìn)行的脫氧反應(yīng)；沉淀脫氧：利用于熔池中的脫氧劑，將已熔于熔池金屬中的FeO或O轉(zhuǎn)化為不溶于金屬的氧化物，并脫溶沉淀轉(zhuǎn)入熔渣中的一種脫氧方式；擴散脫氧：利用氧化物能溶解于熔渣的特性，通過擴散使它自熔池金屬進(jìn)入熔渣，從而降低焊縫含氧量的過程24）焊縫金屬的合金化：就是把所需要的合金元素通過焊接材料過渡到焊縫金屬（或堆焊金屬）中去的過程25）焊縫金屬的化學(xué)成分不均勻性：a焊縫中的偏析：（分為宏觀偏析和微觀偏析，其中宏觀偏析包括層狀偏析、焊縫中心偏析、焊道偏析、弧坑偏析）b焊接熔接區(qū)26）焊縫凝固組織的最大特點主要表現(xiàn)在各種形態(tài)的柱狀晶組織（原因是

8、溫度梯度大）27）金屬材料所用的強化方式有固溶強化、細(xì)晶強化、冷作強化、沉淀強化；其中焊縫金屬的強化有固溶強化和細(xì)晶強化28）結(jié)構(gòu)鋼可分為： 不易淬火鋼的熱影響區(qū)組織：熔合區(qū)、過熱區(qū)、相變重結(jié)晶區(qū)、不完全重結(jié)晶區(qū)；不易淬火鋼和易淬火鋼。 易淬火鋼的熱影響區(qū)組織:完全淬火區(qū)和不完全淬火區(qū)29）焊接熱影響區(qū)的硬化：焊接硬度主要決定于被焊鋼種的化學(xué)成分和冷卻條件，其實質(zhì)是反應(yīng)不同金相組織的性能30）碳當(dāng)量：把鋼中合金元素（包括碳）按其中對淬硬（包括冷裂、脆化等）的影響程度折合成碳的相當(dāng)含量31）焊接熱影響區(qū)的脆化包括：粗晶脆化、析出脆化、組織脆化、熱應(yīng)變時效脆化32）焊接冶金缺欠中氣孔形成的三個階段

9、：氣泡的生核、長大和上浮氣孔形成的的條件：氣泡的上浮速度Ve小于熔池金屬的凝固速度R，即Ve<R33）由于形成氣孔的氣體來源不同，金屬中存在的氣孔分類及形成：析出型氣孔：指高溫時熔池金屬中溶解了較多的氣體，凝固時由于氣體的溶解度突然下降，氣體處于過飽和來不及逸出而引起的氣孔反應(yīng)型氣孔：指由于冶金反應(yīng)中產(chǎn)生的不溶解于金屬的氣體34）焊接熱裂紋的類型：結(jié)晶裂紋、近縫區(qū)液化裂紋、多邊化裂紋、高溫失塑裂紋35）冷裂紋分為：延遲裂紋、淬硬脆化裂紋、低塑性脆化裂紋延遲裂紋：不在焊后立即出現(xiàn)，而是有一定的孕育期，具有延遲現(xiàn)象的冷裂紋稱為延遲裂紋形成延遲裂紋的三大要素：被焊鋼材的淬硬組織、接頭中的氫含量

10、（延遲裂紋的延遲行為主要是由氫引起的）、焊接接頭的應(yīng)力狀態(tài)36）再熱裂紋分為：消除應(yīng)力處理裂紋、應(yīng)變時效裂紋再熱裂紋的產(chǎn)生用蠕變斷裂機制來描述有以下兩種模型：楔形開裂模型、空位開裂模型第二章1）磁偏吹：焊接過程中，在電極和電弧周圍及被焊金屬中產(chǎn)生的磁場不對稱地分布在電弧周圍，就會使電子弧偏斜，使焊接過程發(fā)生困難，這種現(xiàn)象稱為磁偏吹。2）焊接位置不同分為：平焊、橫焊、立焊、仰焊3）焊條電弧焊缺陷中外觀缺陷有焊瘤、咬邊、凹坑、電弧擦傷坡口的作用：使電弧深入焊件內(nèi)部，起焊透作用，提高電弧的可達(dá)性焊接工藝參數(shù)：是指焊接時，為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量（焊接電流、電弧電壓、焊接速度、熱輸入等）的總稱

11、焊接工藝參數(shù)的選擇原則：等強度原則、等成分原則熱輸入（線能量）：熔焊時，由焊接能源輸入給單位長度焊縫上的熱量4）埋弧焊的焊接原理：焊接電弧在焊絲與工件之間燃燒，在焊劑下形成。埋弧焊的焊接材料：焊絲（分為實芯焊絲和藥芯焊絲）、焊劑5）鎢極氬弧焊：是利用惰性氣體氬氣保護(hù)的一種電弧焊接方法，電弧在鎢極和工件之間燃燒，利用電弧產(chǎn)生的熱量熔化被焊處，并填充焊絲把兩塊分離的金屬連接在一起，從而獲得牢固的焊接接頭 鎢極氬弧焊選用的焊接材料：主要是氬氣、鎢極、（焊絲） 鎢極的形狀：在焊接薄板和焊接電流較小時，可用小直徑的鎢極并將其末端磨成尖錐角（約20）；在焊接電流較大時，焊接要求鎢極末端磨成鈍角（大于90）

12、或帶有平頂?shù)腻F形。 新的氬弧焊方法：A脈沖鎢極氬弧焊、B鎢極氬弧點焊、C熱絲TIC焊 、D活性助焊劑-TIC焊6）非熔化極氬弧焊對電極的要求是：發(fā)射電子能力要強，即形成電?。荒透邷囟灰兹刍療龘p；能許用較大焊接電流7）熔化極氬弧焊： 采用Ar或Ar+He作保護(hù)氣，熔化極氣體保護(hù)電弧焊的焊絲金屬的熔滴過渡方式：A自由過渡:(滴狀過渡：軸向、非軸向滴狀過渡；射流過渡：射滴、射流過渡)、 B短路過渡；C混合過渡9）電渣焊是利用電流通過液體熔渣產(chǎn)生的電阻熱作為熱源，將工件和填充金屬熔合成焊縫的垂直位置的焊接方法。電渣焊過程： 引弧造渣階段、正常焊接階段、引出階段電渣焊焊接材料：電極（焊絲、噴嘴、板極、

13、管極等）、焊劑、管極涂料10）等離子弧是一種壓縮電弧，形成方式（壓縮作用）：機械壓縮、熱收縮、磁收縮11）等離子弧焊的類型：按電源連接方式分：非轉(zhuǎn)移型、轉(zhuǎn)移型、聯(lián)合型 等離子弧焊分類（根據(jù)焊縫的成形原理）：小孔型等離子弧焊、熔透型等離子弧焊、微束等離子弧焊12）等離子弧焊槍：壓縮噴嘴（噴嘴孔徑dn，孔道長度lo，噴嘴結(jié)構(gòu)類型，壓縮角（常為6090），噴嘴材料（常用紫銅）及冷卻 電極材料：等離子弧焊槍所采用的電極與鎢極氬弧焊相同13）雙?。涸诓捎棉D(zhuǎn)移弧時，由于某些原因，有時除了鎢極和工件間燃燒的等離子弧外，還會另外產(chǎn)生一個在鎢極噴嘴工件之間燃燒的串列電弧的現(xiàn)象14）電子束焊是利用會聚的高速電子流

14、轟擊工件接縫處所產(chǎn)生的熱能，使金屬熔合的一種焊接方法15）電子束焊的分類：按被焊工件所處環(huán)境分為：高真空電子束焊、低真空電子束焊、非真空電子束焊 產(chǎn)生鎖形小孔的原因：電子束撞擊到工件表面，電子的動能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使金屬迅速熔化和蒸發(fā)，在高壓金屬蒸汽的作用下熔化的金屬被排開，電子束就能繼續(xù)撞擊深處的固態(tài)金屬，很快的在被焊工件上“鉆”出鎖形小孔16）激光焊是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法17）激光焊隨激光器輸出能量方式不同分為脈沖激光點焊和連續(xù)激光焊；根據(jù)聚焦后光斑上的功率密度的不同，分為熔化焊和小孔焊，第三章：1）電阻焊是焊件組合后通過電極施加壓力，利用電流通過接頭的接觸面

15、及臨近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法點焊：焊件裝配成搭接接頭，并在兩電極之間壓緊，利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點的電阻焊稱為點焊3）點焊焊接頭形成過程：預(yù)壓階段（Fw>0,I=0,壓力P），通電加熱階段（Fw>0,I>0,P），冷卻結(jié)晶階段（Fw>0,I=0,P）4）縫焊可分為：連續(xù)縫焊（在電流的半周期形成一個焊點），斷續(xù)縫焊（在每個通電期間形成一個焊點），步進(jìn)縫焊（工件做間隙運動，電流亦斷續(xù)施加，工件停止時通電流）5）對焊是把兩工件端部相對放置，利用焊接電流加熱，然后加壓完成焊接的電阻方法。對焊包括閃光對焊（先通電后接觸）和電阻對焊（先壓緊后通電）7）閃光對焊的預(yù)熱

16、方式：有電阻預(yù)熱 和 閃光預(yù)熱8）在摩擦焊接過程中，金屬摩擦表面由低溫到高溫變化，而表面的塑性變形、機械挖掘，粘結(jié)和分子作用四種摩擦現(xiàn)象連續(xù)發(fā)生9）摩擦的熱源就是金屬摩擦焊接表面上的高速摩擦塑性變形層12)爆炸焊主要利用炸藥產(chǎn)生的沖擊力造成焊件的迅速碰撞，實現(xiàn)焊件的一種壓焊方法。按裝配方式分類分為 平行法爆炸焊 和 角度法爆炸焊；按接頭形式分類：點爆炸焊、線爆炸焊、面爆炸焊13）第四章1）釬焊的組分：基質(zhì)，去膜劑、界面活性劑。基質(zhì)是釬劑的主要成分，它控制釬劑的熔點，并且又是釬劑其他組元的溶劑；去膜劑主要起去除母材和釬料表面氧化膜的作用；界面活性劑作用是進(jìn)一步降低熔化釬料與母材的界面張力，加速清

17、除氧化膜并改善釬料的鋪層 釬焊時只有釬料熔化而母材保持固態(tài)，釬焊分為：硬釬焊 和 軟釬焊2）影響潤濕性。填縫性的因素：釬料成分和母材的相關(guān)系；溫度的影響，隨溫度的升高，液態(tài)表面張力不斷減少，有助于提高釬料的潤濕性，溫度過高，釬料的潤濕性太強，往往造成釬料流失；金屬表面氧化物的影響；母材表面狀態(tài)的影響；表面活性劑物質(zhì)的影響；環(huán)境氣氛的影響。3） 釬料潤濕性填縫性的評定：測定潤濕角，鋪展面積S，填縫長度l，流動系數(shù)K4)液體釬料和固體母材的相互作用:母材向液體釬料的溶解；釬料組分向母材的擴散5）一個完整的釬焊接頭基本由三個區(qū)域組成，從母材向釬縫中心依次為擴散區(qū)、界面區(qū)、中心區(qū)。在擴散區(qū)，其組織是釬

18、料組分向母材擴散引起的，界面區(qū)組織是母材向釬料溶解，冷卻后形成的；在釬縫的中心區(qū)，由于母材的溶解和釬料組分的擴散以及結(jié)晶時的偏析，其組織也不同于釬料的原始組織6）釬劑的作用：清除表面氧化物使sf增大，減小液態(tài)釬料的界面張力ls7)釬焊的方法：烙鐵釬焊、火焰釬焊、電阻釬焊、感應(yīng)釬焊、爐中釬焊、浸沾釬焊（包括鹽溶釬焊和熔化釬焊） 其他釬焊方法：蒸汽浴釬焊、紅外線釬焊、光束釬焊、電子束釬焊、激光釬焊簡答：16）焊芯的作用：a作為電極，起導(dǎo)電作用，產(chǎn)生電弧，提供焊接熱源 b 焊芯受熱熔化成為焊縫的填充金屬c 藥皮的作用：a保護(hù)作用 b冶金作用 c改善焊接工藝性22）脫氧劑的選擇原則：a在焊接溫度下脫氧

19、劑對氧的親合力必須比被焊金屬大b脫氧產(chǎn)物應(yīng)熔點低，不溶于液態(tài)金屬，且其密度也應(yīng)小于液態(tài)金屬的密度23）脫氧反應(yīng)按其進(jìn)行的方式和特點分為先期脫氧、沉淀脫氧和擴散脫氧：先期脫氧：在焊條藥皮加熱階段，固態(tài)藥皮中進(jìn)行的脫氧反應(yīng)；沉淀脫氧：利用于熔池中的脫氧劑，將已熔于熔池金屬中的FeO或O轉(zhuǎn)化為不溶于金屬的氧化物，并脫溶沉淀轉(zhuǎn)入熔渣中的一種脫氧方式；擴散脫氧：利用氧化物能溶解于熔渣的特性，通過擴散使它自熔池金屬進(jìn)入熔渣，從而降低焊縫含氧量的過程32）焊接冶金缺欠中氣孔形成的三個階段：氣泡的生核、長大和上浮氣孔形成的的條件：氣泡的上浮速度Ve小于熔池金屬的凝固速度R，即Ve<R33）由于形成氣孔的

20、氣體來源不同，金屬中存在的氣孔分類及形成：析出型氣孔：指高溫時熔池金屬中溶解了較多的氣體，凝固時由于氣體的溶解度突然下降，氣體處于過飽和來不及逸出而引起的氣孔反應(yīng)型氣孔：指由于冶金反應(yīng)中產(chǎn)生的不溶解于金屬的氣體8）為什么能用CO2氣體保護(hù)焊：CO2氣體的密度比空氣大，它從焊槍噴嘴噴出后，對周圍空氣的擾亂作用有較強的抵制能力；且在平焊位置焊接時，能較好的沉積，覆蓋在熔池及焊縫表面上，氣體保護(hù)效果好，CO2氣體在電弧高溫作用下分解為CO和O2分解后體積增大，有助于排擠開電弧周圍空氣、使熔池金屬免收由于空氣侵入而產(chǎn)生的有害作用。能夠進(jìn)行焊接的條件但還要進(jìn)行脫氧，即可在焊絲中加入一些合金元素產(chǎn)生鎖形小

21、孔的原因：電子束撞擊到工件表面，電子的動能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使金屬迅速熔化和蒸發(fā)，在高壓金屬蒸汽的作用下熔化的金屬被排開，電子束就能繼續(xù)撞擊深處的固態(tài)金屬，很快的在被焊工件上“鉆”出鎖形小孔18）激光焊中等離子云產(chǎn)生的原因、影響、及抑制方法等離子云： 在高功率密度的條件下進(jìn)行激光焊時，可以發(fā)現(xiàn)激光與金屬作用區(qū)域里，金屬蒸發(fā)極為劇烈，不斷有紅色金屬蒸氣逸出小孔，而在金屬表面的熔池上方存在著一個藍(lán)色的等離子云，伴隨著小孔而產(chǎn)生產(chǎn)生原因：金屬被激光加熱氣化后，在熔池上方形成高溫金屬蒸氣云，當(dāng)激光功率密度很大時，高溫金屬蒸氣將在電磁場的作用下發(fā)生離解形成等離子體；焊接時施加的保護(hù)氣，在高功率密度激光的作用

22、下也能離解形成等離子云。因此等離子云的產(chǎn)生不僅與激光的功率密度有關(guān)，且與被焊金屬的性質(zhì)及保護(hù)氣有關(guān)。對焊接過程的影響：位于熔池上方的等離子云，對激光的吸收系數(shù)很大，相當(dāng)一種屏蔽，吸收部分激光 使金屬表面得到的激光能量減小，焊接熔深減小，焊縫表面增寬，形成圖釘狀焊縫，且焊接過程不穩(wěn)定 抑制方法：通過噴嘴對熔池表面噴吹惰性氣體利用較低溫度的氣體降低熔池上方高溫氣體的溫度采用高頻脈沖激光焊采用高速焊或較短波長的激光焊19）電弧形成過程，包括幾個部分：當(dāng)弧焊電源輸出端的電極與焊件短接時，表面局部突出部位首先接觸，在接觸區(qū)域有電流通過，金屬熔化并形成液態(tài)小橋，拉開電極則小橋爆斷，使金屬受熱氣化，當(dāng)電極與

23、工件分離后，在較小的間隙中，在電源電壓作用下形成較大的電場強度，電子在電廠作用下自陰極逸出，形成“電子發(fā)射”，由陰極射出的電子在電場的作用下快速的向陽極運動，與中性氣體粒子碰撞使其電離，分離成電子和正離子。電子被陽極吸收，正離子向陰極運動，形成電弧放電過程 電弧三區(qū)域：陰極壓降區(qū)、弧柱區(qū)、陽極壓降區(qū)6）閃光的作用：是用來加熱焊件，并燒掉焊件端面上的臟物和不平，液體過梁爆破時產(chǎn)生的金屬蒸氣減少了空氣對對口間隙的侵入，形成自保護(hù)閃光后期在端面上所形成的液體金屬，也為頂鍛時排除氧化物和過熱金屬提供了有利條件點焊：焊件裝配成搭接接頭，并在兩電極之間壓緊，利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點的電阻焊稱為點焊2）點焊時電阻：焊接區(qū)總電阻R=Rc （焊件間接觸電阻）+2Rew(電極與焊件間