機械制造基礎(chǔ)上冊第4章 焊接成形

1、2、鍛造流線的存在對金屬的力學(xué)性能有何影響？在、鍛造流線的存在對金屬的力學(xué)性能有何影響？在機械零件設(shè)計中如何考慮鍛造流線的問題？機械零件設(shè)計中如何考慮鍛造流線的問題？ 答：塑性變形時，金屬的晶粒沒變形方向被拉長答：塑性變形時，金屬的晶粒沒變形方向被拉長或壓扁，變形后晶間雜質(zhì)也沿變形方向排列，這或壓扁，變形后晶間雜質(zhì)也沿變形方向排列，這種按照一定方向分布的晶界雜質(zhì)稱為鍛造流線，種按照一定方向分布的晶界雜質(zhì)稱為鍛造流線，鍛造流線使金屬的力學(xué)性能表現(xiàn)為各向異性，即鍛造流線使金屬的力學(xué)性能表現(xiàn)為各向異性，即不同方向上的力學(xué)性能有所不同，在機械零件中不同方向上的力學(xué)性能有所不同，在機械零件中應(yīng)注意：應(yīng)注

2、意： （1）流線與工件最大拉應(yīng)力方向一致）流線與工件最大拉應(yīng)力方向一致 （2）流線與切應(yīng)力，沖擊力方向垂直）流線與切應(yīng)力，沖擊力方向垂直 （3）沿工件外輪廓連續(xù)健分布）沿工件外輪廓連續(xù)健分布 1、冷變形強化對金屬的組織和性能有何影響，在生產(chǎn)中如、冷變形強化對金屬的組織和性能有何影響，在生產(chǎn)中如何利用其有利因素？何利用其有利因素？ 答：金屬在冷變形時，隨著變形程度的增加，強度和硬度答：金屬在冷變形時，隨著變形程度的增加，強度和硬度提高，塑性和韌性下降，這種現(xiàn)象稱為冷變形強化，又稱提高，塑性和韌性下降，這種現(xiàn)象稱為冷變形強化，又稱加工硬化或冷硬化，冷變形強化時，金屬內(nèi)對稱面附近的加工硬化或冷硬化，

3、冷變形強化時，金屬內(nèi)對稱面附近的晶格發(fā)生畸變，甚至產(chǎn)生晶粒破碎現(xiàn)象，金屬的強度和硬晶格發(fā)生畸變，甚至產(chǎn)生晶粒破碎現(xiàn)象，金屬的強度和硬度越來越高，而塑性和韌性越來越低，冷變形強化是強化度越來越高，而塑性和韌性越來越低，冷變形強化是強化金屬材料的手段之一，尤其是一些不能通過熱處理方法強金屬材料的手段之一，尤其是一些不能通過熱處理方法強化的金屬可通過冷軋，冷擠壓，冷拔和冷沖壓方法，在變化的金屬可通過冷軋，冷擠壓，冷拔和冷沖壓方法，在變形的同時提高其強度和硬度形的同時提高其強度和硬度 。3、 如何衡量金屬的塑性加工性能，在生產(chǎn)中提高金屬塑性加工性能的如何衡量金屬的塑性加工性能，在生產(chǎn)中提高金屬塑性加工

4、性能的措施有哪些？措施有哪些？ 答：塑性加工性能的優(yōu)劣，以金屬的塑性和變形抗力綜合衡量，在生答：塑性加工性能的優(yōu)劣，以金屬的塑性和變形抗力綜合衡量，在生產(chǎn)中提高金屬塑性加工性能的措施有：產(chǎn)中提高金屬塑性加工性能的措施有： （1）由于純金屬的塑性變形性能優(yōu)于其合金，所以盡量選用純金屬）由于純金屬的塑性變形性能優(yōu)于其合金，所以盡量選用純金屬或雜質(zhì)較少的金屬合金件為鍛件或雜質(zhì)較少的金屬合金件為鍛件 （2）單相組織比多相組織的塑性成形性能好，一般金屬鍛造時最好）單相組織比多相組織的塑性成形性能好，一般金屬鍛造時最好使其處于單相不純和固溶體狀態(tài)。使其處于單相不純和固溶體狀態(tài)。 （3）在一定溫度范圍內(nèi)，提

5、高鍛件的溫度）在一定溫度范圍內(nèi)，提高鍛件的溫度 （4）壓應(yīng)力狀態(tài)可提高金屬的塑性，擠壓加工時，變形金屬內(nèi)部存）壓應(yīng)力狀態(tài)可提高金屬的塑性，擠壓加工時，變形金屬內(nèi)部存在壓應(yīng)力，所以盡量選用擠壓加工來加工鍛件。在壓應(yīng)力，所以盡量選用擠壓加工來加工鍛件。 （5）提高應(yīng)變速率使之超過臨界速率。）提高應(yīng)變速率使之超過臨界速率。 14.1 14.1 焊接工程理論基礎(chǔ)焊接工程理論基礎(chǔ) 14.214.2 常用焊接方法常用焊接方法 14.3 14.3 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 14.414.4 焊接結(jié)構(gòu)工藝性焊接結(jié)構(gòu)工藝性 14.514.5 現(xiàn)代焊接技術(shù)與發(fā)展趨勢現(xiàn)代焊接技術(shù)與發(fā)展趨勢1、較深刻地理

6、解焊接工程的基本理論；2、對焊接接頭的組織與性能、焊接應(yīng)力與變形的形成過程有清楚的認識；3、掌握防止和消除焊接變形的常用方法。本章重點本章重點第第 14 章章 焊焊 接接 通過加熱或加壓力通過加熱或加壓力（或兩者并用）等（或兩者并用）等手段，并且用或不手段，并且用或不用填充金屬，使分用填充金屬，使分離的金屬構(gòu)件通過離的金屬構(gòu)件通過金屬原子間的結(jié)合金屬原子間的結(jié)合與擴散作用牢固地與擴散作用牢固地連接起來的方法。連接起來的方法。 焊接是應(yīng)用最廣泛的金屬不可焊接是應(yīng)用最廣泛的金屬不可拆卸連接方法拆卸連接方法 。金屬構(gòu)件連接方法金屬構(gòu)件連接方法焊接成形的特點焊接成形的特點 容易實現(xiàn)機械化和自動化。（轎

7、車車身焊接生產(chǎn)線）容易實現(xiàn)機械化和自動化。（轎車車身焊接生產(chǎn)線） 可化大為小、化復(fù)雜為簡單，以小拼大、拼簡單可化大為小、化復(fù)雜為簡單，以小拼大、拼簡單成復(fù)雜。成復(fù)雜。 可實現(xiàn)異種金屬的連接?？蓪崿F(xiàn)異種金屬的連接。 焊接應(yīng)力變形大，接頭易產(chǎn)生裂紋、夾渣、氣孔焊接應(yīng)力變形大，接頭易產(chǎn)生裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。等缺陷。節(jié)省材料，減輕重量，焊接的金屬結(jié)構(gòu)件可比鉚接節(jié)省節(jié)省材料，減輕重量，焊接的金屬結(jié)構(gòu)件可比鉚接節(jié)省材料材料10%25%。接頭牢固、密封性好。接頭牢固、密封性好。焊接成形的應(yīng)用焊接成形的應(yīng)用 （1 1）制造金屬結(jié)構(gòu)件：）制造金屬結(jié)構(gòu)件： 船體、橋梁、機床床身、橫梁、船體、橋梁、機床床身、橫

8、梁、各種容器、管道等。各種容器、管道等。 （2 2）制造機器零件和工具：軋輥、飛輪、大型齒輪、）制造機器零件和工具：軋輥、飛輪、大型齒輪、電站設(shè)備中的部件、切削刀具等。電站設(shè)備中的部件、切削刀具等。 （3 3）聯(lián)接電氣導(dǎo)線：電子管和晶體管電路、變壓器繞）聯(lián)接電氣導(dǎo)線：電子管和晶體管電路、變壓器繞組及輸配電線路中的導(dǎo)線等。組及輸配電線路中的導(dǎo)線等。 （4 4）修復(fù)：鑄鐵件的缺陷補焊等。）修復(fù)：鑄鐵件的缺陷補焊等。焊焊接接 應(yīng)用應(yīng)用 廣泛用于制造各種金屬結(jié)構(gòu)，如橋梁、船舶、密封廣泛用于制造各種金屬結(jié)構(gòu)，如橋梁、船舶、密封壓力容器、化工設(shè)備、機車車輛和飛行器等。壓力容器、化工設(shè)備、機車車輛和飛行器等

9、。 與一般意義上的冶金相比具有如下特點：與一般意義上的冶金相比具有如下特點：焊接的熔池體積小，熔池處于液態(tài)的時間很短，一般在焊接的熔池體積小，熔池處于液態(tài)的時間很短，一般在1010秒左右。易秒左右。易產(chǎn)生產(chǎn)生氣孔和夾雜氣孔和夾雜等缺陷。等缺陷。由于溫度很高，使金屬容易氧化或氮化，這些氧化物會以熔渣的形式由于溫度很高，使金屬容易氧化或氮化，這些氧化物會以熔渣的形式出現(xiàn)，使焊縫產(chǎn)生出現(xiàn)，使焊縫產(chǎn)生夾渣夾渣缺陷。缺陷。在電弧高溫作用下使許多有益金屬元素比如像錳、硅、鉻、銅等能夠在電弧高溫作用下使許多有益金屬元素比如像錳、硅、鉻、銅等能夠提高金屬基體質(zhì)量的一些有益元素強烈蒸發(fā)導(dǎo)致提高金屬基體質(zhì)量的一些

10、有益元素強烈蒸發(fā)導(dǎo)致金屬燒損金屬燒損。焊接時是對金屬的局部進行加熱和冷卻，導(dǎo)致各部分的收縮不一致，焊接時是對金屬的局部進行加熱和冷卻，導(dǎo)致各部分的收縮不一致，就會使得在最后形成的焊縫中產(chǎn)生很大的就會使得在最后形成的焊縫中產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力。焊縫熔池中的金屬焊縫熔池中的金屬熔化與結(jié)晶熔化與結(jié)晶過程過程, ,實質(zhì)就是冶金過程。實質(zhì)就是冶金過程。熔焊冶金過程14.1.1 14.1.1 熔焊冶金過程熔焊冶金過程 14.1.2 14.1.2 焊接接頭的組織與性能焊接接頭的組織與性能一、焊件上溫度一、焊件上溫度的變化與分布的變化與分布焊縫區(qū)各點溫度變化情況焊縫區(qū)各點溫度變化情況1.1.距焊縫中心不同，

11、受熱最高溫度距焊縫中心不同，受熱最高溫度不同。不同。2.2.各點到達最高溫度的時間不同。各點到達最高溫度的時間不同。3.3.各點均經(jīng)過冷各點均經(jīng)過冷-熱熱冷，相當于冷，相當于受到一次不同規(guī)范的熱處理。因此，受到一次不同規(guī)范的熱處理。因此，必然有相應(yīng)的組織和性能的變化。必然有相應(yīng)的組織和性能的變化。 14.1.2 14.1.2 焊接接頭的組織與性能焊接接頭的組織與性能焊接接頭焊接接頭焊縫區(qū)焊縫區(qū)焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)：焊接熱影響區(qū)：受熱循環(huán)的影響，焊縫附近的母材組織和性受熱循環(huán)的影響，焊縫附近的母材組織和性能發(fā)生變化的區(qū)域。能發(fā)生變化的區(qū)域。 二、焊接接頭的組成二、焊接接頭的組成

12、1. 1.焊縫區(qū)焊縫區(qū) 焊縫組織是焊縫組織是由熔池金屬結(jié)晶得到由熔池金屬結(jié)晶得到的柱狀鑄態(tài)組織的柱狀鑄態(tài)組織。鑄態(tài)組織晶粒粗大，。鑄態(tài)組織晶粒粗大，組織不致密。但由于焊接熔池體積小，組織不致密。但由于焊接熔池體積小，冷卻速度快，焊條藥皮、焊劑或焊絲冷卻速度快，焊條藥皮、焊劑或焊絲在焊接過程中的滲合金作用，使得焊在焊接過程中的滲合金作用，使得焊縫金屬中錳、硅等合金元素含量可能縫金屬中錳、硅等合金元素含量可能高于母材，所以高于母材，所以焊縫金屬的力學(xué)性能焊縫金屬的力學(xué)性能不低于母材不低于母材，特別是強度容易達到。，特別是強度容易達到。三、焊接接頭組織和性能的變化（低碳鋼）三、焊接接頭組織和性能的變

13、化（低碳鋼）焊接熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)熔合區(qū)過熱區(qū)正火區(qū)部分相變區(qū)2.2.熱影響區(qū)熱影響區(qū) 過熱區(qū)。過熱區(qū)。加熱溫度：加熱溫度：T固固1100 。奧氏體晶粒急劇長大，冷卻后奧氏體晶粒急劇長大，冷卻后產(chǎn)生晶粒粗大的過熱組織。因而產(chǎn)生晶粒粗大的過熱組織。因而其其塑性及韌性很低，容易產(chǎn)生焊接裂塑性及韌性很低，容易產(chǎn)生焊接裂紋紋。 （1-3mm）。）。 正火區(qū)。正火區(qū)。被加熱到被加熱到Ac3Ac3至至Ac3Ac3以上至以上至11001100，但因加熱的速度快，但因加熱的速度快，在高溫時停留的時間短，所以仍能在高溫時停留的時間短，所以仍能形成細晶粒奧氏體，其形成細晶粒奧氏體，其力學(xué)性能優(yōu)力學(xué)性能優(yōu)于母材。

14、于母材。（1.2-4mm） 熔合區(qū)（半熔化區(qū)）熔合區(qū)（半熔化區(qū)）焊縫和母材金屬的交界區(qū)。（焊縫和母材金屬的交界區(qū)。（0.1-1mm）加熱溫度：）加熱溫度： T液液T固固強度、塑性、韌性極差，是裂紋和局部脆斷的發(fā)源地。強度、塑性、韌性極差，是裂紋和局部脆斷的發(fā)源地。 部分相變區(qū)。部分相變區(qū)。相當于相當于加加熱到熱到Ac1Ac1Ac3Ac3溫度區(qū)間。珠光溫度區(qū)間。珠光體和部分鐵素體發(fā)生重結(jié)晶，體和部分鐵素體發(fā)生重結(jié)晶，使晶粒細化；部分鐵素體來不使晶粒細化；部分鐵素體來不及轉(zhuǎn)變，冷卻后晶粒大小不勻，及轉(zhuǎn)變，冷卻后晶粒大小不勻，因此因此力學(xué)性能稍差力學(xué)性能稍差。 力學(xué)性能最差的區(qū)域：力學(xué)性能最差的區(qū)域

15、：熔合區(qū)熔合區(qū)和和過熱區(qū)。過熱區(qū)。對焊接質(zhì)量影響對焊接質(zhì)量影響最大，應(yīng)盡量減少它們的寬度。最大，應(yīng)盡量減少它們的寬度。四、改善焊接熱影響區(qū)組織和性能的方法：四、改善焊接熱影響區(qū)組織和性能的方法： 小電流、快速焊接；小電流、快速焊接； 采用先進的焊接方法；采用先進的焊接方法； 焊前預(yù)熱、焊后熱處理（正火）。焊前預(yù)熱、焊后熱處理（正火）。熱影響區(qū)大小和組織變化程度的決定因素：熱影響區(qū)大小和組織變化程度的決定因素： 焊接方法、焊接規(guī)范、接頭形式、焊后冷卻焊接方法、焊接規(guī)范、接頭形式、焊后冷卻等因素，在保證焊接質(zhì)量的前提下，等因素，在保證焊接質(zhì)量的前提下，增加焊接速增加焊接速度，減小焊接電流，度，減小

16、焊接電流，減小熱影響區(qū)尺寸。減小熱影響區(qū)尺寸。焊接變形的基本形式預(yù)防焊接變形的措施預(yù)防和消除焊接應(yīng)力的措施焊接變形的矯正焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因14.1.3 14.1.3 焊接應(yīng)力與變形焊接應(yīng)力與變形ll（+）（+）（-）ll（+）（-）（-）焊接中焊接中冷卻后冷卻后 應(yīng)力規(guī)律應(yīng)力規(guī)律 焊縫區(qū)焊縫區(qū)拉應(yīng)力（拉應(yīng)力（+） 遠離焊縫兩側(cè)對應(yīng)邊緣遠離焊縫兩側(cè)對應(yīng)邊緣壓應(yīng)力（壓應(yīng)力（-）焊焊 接接 應(yīng)應(yīng) 力力焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的根本原因：焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的根本原因： 焊件焊件( (工件）在焊接過程中受到局部加熱和快速冷卻工件）在焊接過程中受到局部加熱和快速冷卻。 常見的焊接變形有收縮變形、角變形、彎

17、曲變形、波浪變形和扭曲變形等常見的焊接變形有收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形和扭曲變形等五種形式。五種形式。 收縮變形收縮變形是由于焊縫金屬沿縱向和橫向的焊后是由于焊縫金屬沿縱向和橫向的焊后收縮而引起的收縮而引起的. . 角變形角變形是由于焊縫截面上下不對稱，焊后沿橫是由于焊縫截面上下不對稱，焊后沿橫向上下收縮不均勻而引起的向上下收縮不均勻而引起的. . 彎曲變形彎曲變形是由于焊縫布置不對稱，焊縫較集中是由于焊縫布置不對稱，焊縫較集中的一側(cè)縱向收縮較大而引起的的一側(cè)縱向收縮較大而引起的. . 扭曲變形扭曲變形常常是由于焊接順序不合理而引起的常常是由于焊接順序不合理而引起的. . 波浪變形波

18、浪變形則是由于薄板焊接后焊縫收縮時，產(chǎn)則是由于薄板焊接后焊縫收縮時，產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力，使焊件喪失穩(wěn)定性而引起的。生較大的收縮應(yīng)力，使焊件喪失穩(wěn)定性而引起的。 焊焊 接接 變變 形形焊接變形與應(yīng)力的危害焊接變形與應(yīng)力的危害產(chǎn)生焊接變形，可能使焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生焊接變形，可能使焊接結(jié)構(gòu)尺寸不合要求，組裝困尺寸不合要求，組裝困難難，間隙大小不一致等，從而，間隙大小不一致等，從而影響焊接質(zhì)量影響焊接質(zhì)量。焊接產(chǎn)生的應(yīng)力會增加工件工作時的內(nèi)應(yīng)力，焊接產(chǎn)生的應(yīng)力會增加工件工作時的內(nèi)應(yīng)力，降低承載降低承載能力能力；還會引起；還會引起裂紋裂紋，甚至造成，甚至造成脆斷脆斷，應(yīng)力的存在會誘發(fā)，應(yīng)力的存在會誘發(fā)應(yīng)力腐蝕

19、裂紋。應(yīng)力腐蝕裂紋。殘余應(yīng)力是一種不穩(wěn)定狀態(tài)，在一定條件下會衰減而產(chǎn)殘余應(yīng)力是一種不穩(wěn)定狀態(tài)，在一定條件下會衰減而產(chǎn)生一定變形，使構(gòu)件生一定變形，使構(gòu)件尺寸不穩(wěn)定尺寸不穩(wěn)定。所以減少和防止焊接變形和應(yīng)力是十分必要的。所以減少和防止焊接變形和應(yīng)力是十分必要的。采取合理的采取合理的焊接順序焊接順序，使焊縫能夠自由地收縮，以減少，使焊縫能夠自由地收縮，以減少 應(yīng)力（圖應(yīng)力（圖a）。而圖）。而圖b因先焊焊縫因先焊焊縫1導(dǎo)致對焊縫導(dǎo)致對焊縫2的拘束度的拘束度 增加，而增大殘余應(yīng)力。增加，而增大殘余應(yīng)力。焊接應(yīng)力的預(yù)防、消除措施焊接應(yīng)力的預(yù)防、消除措施1 12 23 34 41 4 3 21 12 23

20、34 41234561 2 3 4焊接應(yīng)力的預(yù)防、消除措施焊接應(yīng)力的預(yù)防、消除措施145236 焊縫分散，不宜焊縫分散，不宜密集和過于交叉密集和過于交叉；焊縫設(shè)計時應(yīng)盡可能；焊縫設(shè)計時應(yīng)盡可能對稱布置對稱布置。焊接應(yīng)力的預(yù)防、消除措施焊接應(yīng)力的預(yù)防、消除措施 錘擊法。錘擊法。當焊縫還處在較高溫度時，錘擊焊縫使金屬伸長，當焊縫還處在較高溫度時，錘擊焊縫使金屬伸長，也能減少焊接殘余應(yīng)力。也能減少焊接殘余應(yīng)力。 預(yù)熱法。預(yù)熱法。焊前將工件預(yù)加焊前將工件預(yù)加（350C350C3440C3440C）, , 縮小焊縫與周縮小焊縫與周圍的溫差。焊后均勻緩慢冷卻。是最有效的減少焊接應(yīng)力的方圍的溫差。焊后均勻緩

21、慢冷卻。是最有效的減少焊接應(yīng)力的方法之一。法之一。 熱處理法。熱處理法。為了消除焊接結(jié)構(gòu)中的焊接殘余應(yīng)力，生產(chǎn)中通為了消除焊接結(jié)構(gòu)中的焊接殘余應(yīng)力，生產(chǎn)中通常采用去應(yīng)力退火。對于碳鋼和低、中合金鋼結(jié)構(gòu)，焊后可以常采用去應(yīng)力退火。對于碳鋼和低、中合金鋼結(jié)構(gòu)，焊后可以把構(gòu)件整體或焊接接頭局部區(qū)域加熱到把構(gòu)件整體或焊接接頭局部區(qū)域加熱到600650，保溫一，保溫一定時間后緩慢冷卻。一般可以消除定時間后緩慢冷卻。一般可以消除80%90%的焊接殘余應(yīng)力。的焊接殘余應(yīng)力。焊接應(yīng)力的預(yù)防、消除措施焊接應(yīng)力的預(yù)防、消除措施焊接變形的預(yù)防、消除措施焊接變形的預(yù)防、消除措施 焊縫對稱布置焊縫對稱布置 采用反變形方

22、法采用反變形方法采用對稱焊和分段倒退焊采用對稱焊和分段倒退焊采用多層多道焊，能減少焊接變形采用多層多道焊，能減少焊接變形剛性固定法。焊前將工件固定夾緊，焊后變形即可大大剛性固定法。焊前將工件固定夾緊，焊后變形即可大大減小。減小。嚴重的焊接變形應(yīng)消除，常采用嚴重的焊接變形應(yīng)消除，常采用機械矯正法機械矯正法，通常只適于塑性好的，通常只適于塑性好的低碳鋼和普通低合金鋼。低碳鋼和普通低合金鋼。火焰矯正法火焰矯正法是利用火焰加熱的熱變是利用火焰加熱的熱變形方法，一般也僅適用于塑性好，形方法，一般也僅適用于塑性好，且無淬硬傾向的材料。且無淬硬傾向的材料。 焊接接頭的不完整性稱焊接缺陷。主要缺陷有：焊接接頭

23、的不完整性稱焊接缺陷。主要缺陷有：焊縫的外焊縫的外形尺寸不符合要求、焊瘤、形尺寸不符合要求、焊瘤、咬邊、咬邊、裂紋、未焊透、夾渣、氣孔裂紋、未焊透、夾渣、氣孔。焊接缺陷焊接缺陷 熔化焊：熔化焊：將焊件連接將焊件連接處的局部加熱到熔化狀處的局部加熱到熔化狀態(tài)，然后冷卻凝固成為態(tài)，然后冷卻凝固成為一體，不加壓力完成焊一體，不加壓力完成焊接的方法。接的方法。電弧焊、電渣焊、電子電弧焊、電渣焊、電子束焊、激光焊、等離子束焊、激光焊、等離子弧焊等弧焊等壓力焊壓力焊：通過對焊通過對焊件施加壓力（加熱件施加壓力（加熱或不加熱）來完成或不加熱）來完成焊接的方法。焊接的方法。電阻焊、摩擦焊、電阻焊、摩擦焊、冷壓

24、焊、超聲波焊、冷壓焊、超聲波焊、爆炸焊、高頻焊、爆炸焊、高頻焊、擴散焊等擴散焊等釬焊：釬焊：在焊接過程中在焊接過程中采用比母材熔點低的采用比母材熔點低的填充材料融化以后，填充材料融化以后，與固態(tài)母材相互擴散與固態(tài)母材相互擴散形成金屬結(jié)合的一種形成金屬結(jié)合的一種法。法。軟釬焊、硬釬焊軟釬焊、硬釬焊焊接方法的分類焊接方法的分類焊接方法的種類很多，根據(jù)實現(xiàn)金屬原子間結(jié)合的方式不焊接方法的種類很多，根據(jù)實現(xiàn)金屬原子間結(jié)合的方式不同，可分為熔化焊、壓力焊和釬焊三大類。同，可分為熔化焊、壓力焊和釬焊三大類。總結(jié)：總結(jié)：熔化焊是工件和焊料都熔化，產(chǎn)生一個共同的熔池來熔化焊是工件和焊料都熔化，產(chǎn)生一個共同的熔

25、池來結(jié)合的結(jié)合的； 壓力焊是工件熔化，而沒有焊料，工件自身熔化產(chǎn)生熔池來結(jié)合的；壓力焊是工件熔化，而沒有焊料，工件自身熔化產(chǎn)生熔池來結(jié)合的； 釬焊是工件不熔化，焊料熔化。釬焊是工件不熔化，焊料熔化。來來14.2.1 手工電弧焊 手工電弧焊手工電弧焊（焊（焊條電弧焊）條電弧焊）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行的焊接方法。14.2 常用焊接方法常用焊接方法手工電弧焊示意圖 右圖為手工電弧焊示意圖，圖右圖為手工電弧焊示意圖，圖中的電路是以弧焊電源為起點，通中的電路是以弧焊電源為起點，通過焊接電纜、焊鉗、焊條、工件、過焊接電纜、焊鉗、焊條、工件、接地電纜形成回路。在有電弧存在接地

26、電纜形成回路。在有電弧存在時形成閉合回路，形成焊接過程。時形成閉合回路，形成焊接過程。焊條和工件在這里既作為焊接材料，焊條和工件在這里既作為焊接材料，也作為導(dǎo)體。焊接開始后，電弧的也作為導(dǎo)體。焊接開始后，電弧的高熱瞬間熔化了焊條端部和電弧下高熱瞬間熔化了焊條端部和電弧下面的工件表面，使之形成熔池，焊面的工件表面，使之形成熔池，焊條端部的熔化金屬以細小的熔滴狀條端部的熔化金屬以細小的熔滴狀過渡到熔池中去，與母材熔化金屬過渡到熔池中去，與母材熔化金屬混合，冷卻凝固后成為焊縫?；旌?，冷卻凝固后成為焊縫。引燃電弧引燃電弧送進焊條送進焊條沿焊沿焊縫移動焊條。縫移動焊條。一、手工電弧焊焊接過程一、手工電弧

27、焊焊接過程焊接電弧的基本構(gòu)造 是指由焊接電源供給的、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)生強烈而持久的放電現(xiàn)象。焊接電弧電弧的三個區(qū)電弧的三個區(qū) 陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)焊接電弧的溫度和熱量分布焊接電弧的溫度和熱量分布 溫度溫度k k 熱量分布熱量分布陽極區(qū)：陽極區(qū)：2600 43%2600 43%弧柱區(qū)：弧柱區(qū)：50008000 21% 21%陰極區(qū)陰極區(qū)：2400 36%2400 36%二、焊接電弧二、焊接電弧1 . 1 . 焊接電弧的概念焊接電弧的概念2 . 2 . 電弧的構(gòu)造及熱量分布電弧的構(gòu)造及熱量分布：焊件接電源正極，電極（焊條）接電源負極。這種接

28、法熱量較多集中在焊件上，因此用于厚板焊接，加速熔化，保證熔深。正接正接3 . 3 . 電弧極性的應(yīng)用電弧極性的應(yīng)用 用直流電焊機焊接時，由于正、負極上的熱量不同，所以有用直流電焊機焊接時，由于正、負極上的熱量不同，所以有不同的接線方法。直流焊機的接線方法如下：不同的接線方法。直流焊機的接線方法如下： ：焊件接電源負極，電極（焊條）接電源正極。這種接法熱量較多集中在焊條上，主要用于薄板及有色金屬焊接，適合焊適合焊薄板，防止燒穿薄板，防止燒穿。 反接種類種類型號和牌號型號和牌號選用選用焊芯焊芯藥皮藥皮酸性焊條酸性焊條堿性焊條堿性焊條組成組成電電 焊焊 條條三、電焊條三、電焊條1. 1.電焊條的組成

29、和作用電焊條的組成和作用焊條的組成焊條的組成( (焊芯和藥皮）焊芯和藥皮）焊芯：焊接專用金屬絲，焊芯：焊接專用金屬絲，組成焊縫金屬主要材料。組成焊縫金屬主要材料。焊芯的作用：焊芯的作用：導(dǎo)電，產(chǎn)生電?。粚?dǎo)電，產(chǎn)生電弧；熔化后作為填充金屬，與熔化的母材一起形成焊縫。熔化后作為填充金屬，與熔化的母材一起形成焊縫。三、電焊條三、電焊條藥皮是由多種物質(zhì)組成，例如大理石、螢石、云母、錳藥皮是由多種物質(zhì)組成，例如大理石、螢石、云母、錳鐵、硅鐵、鉻鐵、木屑等。鐵、硅鐵、鉻鐵、木屑等。把這些物質(zhì)用水玻璃（硅酸鈉水溶液）調(diào)整糊狀后，包把這些物質(zhì)用水玻璃（硅酸鈉水溶液）調(diào)整糊狀后，包裹在焊芯上。裹在焊芯上。 藥皮

30、的作用藥皮的作用:結(jié)論：造氣、脫氧、增加合金、穩(wěn)弧結(jié)論：造氣、脫氧、增加合金、穩(wěn)弧4大作用。大作用。（1）造氣）造氣造渣聯(lián)合保護焊縫；造渣聯(lián)合保護焊縫；（2）加入硅鐵、錳鐵、鉻鐵等合金元素在里面，起脫氧作用；）加入硅鐵、錳鐵、鉻鐵等合金元素在里面，起脫氧作用；（3）加入有益的合金元素；）加入有益的合金元素；（4）穩(wěn)弧。）穩(wěn)弧。2. 2. 電焊條的分類電焊條的分類三、電焊條三、電焊條按用途分（十大類）：按用途分（十大類）： 結(jié)構(gòu)鋼焊條（居多）結(jié)構(gòu)鋼焊條（居多）J 不銹鋼焊條不銹鋼焊條A； 堆焊焊條堆焊焊條D； 鑄鐵焊條鑄鐵焊條Z； 銅及銅合金焊條銅及銅合金焊條T； 鋁及鋁合金焊條鋁及鋁合金焊條L

31、；按熔渣化學(xué)性質(zhì)分：按熔渣化學(xué)性質(zhì)分： 酸性焊條酸性焊條 堿性焊條堿性焊條 交、直流兩用，焊接工藝性能較好，但交、直流兩用，焊接工藝性能較好，但焊縫力學(xué)性能功能較差，適用于一般低碳鋼焊縫力學(xué)性能功能較差，適用于一般低碳鋼和強度較低的低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接，應(yīng)用最廣。和強度較低的低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接，應(yīng)用最廣。酸性焊條酸性焊條 直流焊接，焊接接頭含氫量低，焊縫具有直流焊接，焊接接頭含氫量低，焊縫具有良好的抗裂性和力學(xué)性能，但工藝性能較差，良好的抗裂性和力學(xué)性能，但工藝性能較差，主要用于重要結(jié)構(gòu)（鍋爐、壓力容器）的焊接。主要用于重要結(jié)構(gòu)（鍋爐、壓力容器）的焊接。堿性焊條堿性焊條三、電焊條三、電焊條型號型號

32、國標國標碳鋼焊條抗拉強度等級bmin=430MPa焊接位置（平、立、仰、橫）E 43 03 焊接電流和藥皮種類（鈣鈦型）J 4 2 2藥皮種類（鈣鈦型）抗拉強度等級結(jié)構(gòu)鋼焊條牌號牌號 行標行標J 5 0 7藥皮種類（低氫型）抗拉強度等級結(jié)構(gòu)鋼焊條“E”+四位數(shù)字四位數(shù)字大寫漢語拼音字母大寫漢語拼音字母+三位數(shù)字三位數(shù)字 注意型號和牌號的對應(yīng)關(guān)系：J422符合國標E4303，J507符合國標E5015，J506符合國標E5016。二、電焊條二、電焊條3. 3. 電焊條的選用電焊條的選用 根據(jù)被焊工件的強度選用（等強度原則）根據(jù)被焊工件的強度選用（等強度原則） 根據(jù)被焊工件的化學(xué)成分選用（同成分原

33、則）根據(jù)被焊工件的化學(xué)成分選用（同成分原則） 根據(jù)被焊工件工作條件和結(jié)構(gòu)選用根據(jù)被焊工件工作條件和結(jié)構(gòu)選用 根據(jù)實際生產(chǎn)狀況選用根據(jù)實際生產(chǎn)狀況選用電焊條的選用原則電焊條的選用原則等強度原則等強度原則：應(yīng)使焊縫金屬與母材具有相同的使用性能。焊接中、：應(yīng)使焊縫金屬與母材具有相同的使用性能。焊接中、低碳鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼時按照等強度原則，選擇強度級別相同的結(jié)低碳鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼時按照等強度原則，選擇強度級別相同的結(jié)構(gòu)鋼焊條。構(gòu)鋼焊條。同一強度等級的酸性焊條和堿性焊條：同一強度等級的酸性焊條和堿性焊條：對要求塑性好、沖擊韌性高、對要求塑性好、沖擊韌性高、抗裂能力強或低溫性能好的選用堿性焊條；如構(gòu)建受力

34、不復(fù)雜，母抗裂能力強或低溫性能好的選用堿性焊條；如構(gòu)建受力不復(fù)雜，母材質(zhì)量較好，應(yīng)盡量選用較經(jīng)濟的酸性焊條。材質(zhì)量較好，應(yīng)盡量選用較經(jīng)濟的酸性焊條。低碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接低碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接: :可按異種接頭中強度級別低的來選焊條?？砂串惙N接頭中強度級別低的來選焊條。鑄鐵鑄鐵的含碳量高，而且厚度比較大，形狀復(fù)雜，容易產(chǎn)生焊接裂紋，的含碳量高，而且厚度比較大，形狀復(fù)雜，容易產(chǎn)生焊接裂紋，一般選用堿性焊條。一般選用堿性焊條。焊接不銹鋼或耐熱鋼等有特殊性能要求的鋼材焊接不銹鋼或耐熱鋼等有特殊性能要求的鋼材: :應(yīng)選用相應(yīng)的專用焊應(yīng)選用相應(yīng)的專用焊條。以保證焊縫主要化學(xué)成分與母材相同。條。以保證

35、焊縫主要化學(xué)成分與母材相同。設(shè)備簡單、操作靈活；可焊接多種金屬材料； 室內(nèi)、外焊接效果相近；對焊工操作水平要求較高，生產(chǎn)率較低。 手工電弧焊特點一、埋弧焊焊接過程及設(shè)備一、埋弧焊焊接過程及設(shè)備焊接熱源：焊接熱源：電弧熱電弧熱14.2.2 14.2.2 埋弧焊自動化埋弧焊自動化溶池保護：溶池保護：焊劑（氣、渣）焊劑（氣、渣）埋弧焊是指電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法。埋弧焊是指電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法。一、埋弧焊設(shè)備及焊接過程一、埋弧焊設(shè)備及焊接過程1-5 1-5 埋弧焊埋弧焊焊接設(shè)備：焊接設(shè)備：焊接電源焊接電源控制箱控制箱焊接小車焊接小車埋弧焊視頻埋弧焊視頻特點：特點： 生產(chǎn)率高；生產(chǎn)

36、率高； 焊接質(zhì)量穩(wěn)定；焊接質(zhì)量穩(wěn)定； 節(jié)省金屬材料；節(jié)省金屬材料； 改善了勞動條件；改善了勞動條件； 只能在水平位置焊接。只能在水平位置焊接。二、埋弧焊特點二、埋弧焊特點三三. 埋弧焊工藝埋弧焊工藝1 1）焊前準備）焊前準備板厚在板厚在2025mm以下的工件可不開坡口；以下的工件可不開坡口；實際生產(chǎn)中，板厚在實際生產(chǎn)中，板厚在1422mm應(yīng)開應(yīng)開Y型坡口，型坡口，板厚在板厚在2250mm，可開雙，可開雙Y型坡口或型坡口或U型坡口。型坡口。三三. 埋弧焊工藝埋弧焊工藝1 1）焊前準備）焊前準備環(huán)焊縫：環(huán)焊縫：焊絲起弧點應(yīng)與環(huán)焊絲起弧點應(yīng)與環(huán)的中心偏離一定距的中心偏離一定距離離a(a=2040mm

37、),直徑小于直徑小于250mm一一般不采用埋弧焊。般不采用埋弧焊。應(yīng)用：應(yīng)用：主要用于較厚主要用于較厚鋼板的長直焊鋼板的長直焊縫和較大直徑縫和較大直徑 環(huán)形焊縫焊接。環(huán)形焊縫焊接。三、埋弧焊應(yīng)用三、埋弧焊應(yīng)用壓力容器的環(huán)焊縫和直焊縫、鍋爐冷卻壁的長直壓力容器的環(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、冶金機械焊縫、船舶和潛艇殼體、起重機械、冶金機械（高爐爐身）等的焊接。（高爐爐身）等的焊接。 氣體保護焊氣體保護焊是用外加氣體作為電弧介質(zhì)并是用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護電弧區(qū)的熔滴和熔池及焊縫的電弧焊。常保護電弧區(qū)的熔滴和熔池及焊縫的電弧焊。常用保護氣體有惰性氣體（氬氣、氦

38、氣和混合氣用保護氣體有惰性氣體（氬氣、氦氣和混合氣體）和活性氣體（二氧化碳氣）兩種，分別成體）和活性氣體（二氧化碳氣）兩種，分別成為惰性氣體保護焊和為惰性氣體保護焊和CO2焊。焊。一一. 氬弧焊氬弧焊 氬弧焊是以氬氣作為保護（熔池）氣體的電氬弧焊是以氬氣作為保護（熔池）氣體的電弧焊。高溫下，弧焊。高溫下，Ar不電離，不熔于金屬，氬弧焊不電離，不熔于金屬，氬弧焊質(zhì)量很高。質(zhì)量很高。 按使用的電極不同按使用的電極不同,氬弧焊分為：氬弧焊分為： 熔化極氬弧焊；熔化極氬弧焊； 不熔化極氬弧焊。不熔化極氬弧焊。工件工件Ar+焊絲焊絲熔化極氬弧焊熔化極氬弧焊 以連續(xù)送進的焊以連續(xù)送進的焊 絲作為電極，用氬

39、氣絲作為電極，用氬氣（純度（純度 99.7%）保護）保護 熔池，可供焊接厚度熔池，可供焊接厚度 25mm以下的板件。以下的板件。 以高熔點的鎢棒（含釷以高熔點的鎢棒（含釷和鈰）為電極，鎢極不和鈰）為電極，鎢極不熔化，只起導(dǎo)電和引弧熔化，只起導(dǎo)電和引弧作用。因鎢的載流能力作用。因鎢的載流能力有限，故只適于焊有限，故只適于焊6mm以下的薄板，多用直流以下的薄板，多用直流焊接電源。焊接電源。工件工件Ar+V絲絲V焊焊釷鎢棒或釷鎢棒或鈰鎢棒鈰鎢棒氬弧焊的特點：氬弧焊的特點：機械保護效果好，焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量優(yōu)良。機械保護效果好，焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量優(yōu)良。電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小。電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小

40、。焊接熱影響區(qū)和變形小。焊接熱影響區(qū)和變形小?？蛇M行全位置焊接?？蛇M行全位置焊接。氬氣昂貴，設(shè)備造價高。氬氣昂貴，設(shè)備造價高。應(yīng)用：應(yīng)用：尤其適用于易氧化的有色金屬及合金鋼材料的焊接。尤其適用于易氧化的有色金屬及合金鋼材料的焊接。如：鋁、鎂、鈦及其合金和耐熱鋼、不銹鋼等。如：鋁、鎂、鈦及其合金和耐熱鋼、不銹鋼等。適用所有金屬材料的焊接。適用所有金屬材料的焊接。東風(fēng)公司主要用于水箱進，排水管焊接，鋁合金東風(fēng)公司主要用于水箱進，排水管焊接，鋁合金零件的焊接和補焊。零件的焊接和補焊。 用焊絲作電極，焊絲自用焊絲作電極，焊絲自動送進并熔化，用動送進并熔化，用CO2 氣體保護熔池金屬，隔離氣體保護熔池金

41、屬，隔離空氣?？諝狻?CO2屬于氧化性氣體，屬于氧化性氣體，電弧分解出電弧分解出O和和CO，造成熔池金屬氧化燒損、造成熔池金屬氧化燒損、飛濺，需要高飛濺，需要高Mn、高、高Si焊絲，如焊絲，如H08MnSiA或或 H08Mn2SiA焊絲等。焊絲等。 二二. CO2氣體保護焊氣體保護焊CO2氣體保護焊視頻氣體保護焊視頻特點 成本低。主要是CO2廉價易得，為埋弧焊或焊條電弧焊的40%；生產(chǎn)效率高。比焊條電弧焊高13倍， 基于送絲自動化；明弧操作，容易及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量事故并處理；質(zhì)量比焊條電弧焊穩(wěn)定。熱影響區(qū)域小，變形和裂紋傾向小；應(yīng)用應(yīng)用 廣泛用于造船和車輛制造。廣泛用于造船和車輛制造。如如:東風(fēng)公司

42、主要用于東風(fēng)公司主要用于車身總成車身總成，車箱總成，后橋殼、車箱總成，后橋殼、傳動軸轉(zhuǎn)向、傳動軸轉(zhuǎn)向、傳動機構(gòu)零部件，傳動機構(gòu)零部件，車輪總成等。車輪總成等。14.2.4 14.2.4 壓焊與釬焊壓焊與釬焊一、電阻焊一、電阻焊利用電流通過焊件及其接觸處所產(chǎn)生的利用電流通過焊件及其接觸處所產(chǎn)生的電阻熱，將焊件局部加熱到塑性或熔化電阻熱，將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態(tài)，然后在壓力下形成焊接接頭的焊狀態(tài)，然后在壓力下形成焊接接頭的焊接方法。接方法。點焊點焊應(yīng)用：應(yīng)用：4mm4mm以下的薄板搭接。以下的薄板搭接。電阻焊電阻焊 焊接時電極壓緊工件，接通焊接時電極壓緊工件，接通電流，電阻熱使局部金屬熔化形

43、電流，電阻熱使局部金屬熔化形成熔核，斷電后繼續(xù)保持壓力或成熔核，斷電后繼續(xù)保持壓力或加大壓力，使熔核凝固形成焊點。加大壓力，使熔核凝固形成焊點。 一個點焊好后，焊另一個點，一個點焊好后，焊另一個點，有一部分電流流經(jīng)已焊好的點處，有一部分電流流經(jīng)已焊好的點處，稱為稱為分流現(xiàn)象分流現(xiàn)象。分流會使實際的。分流會使實際的焊接電流減小，影響焊接質(zhì)量。焊接電流減小，影響焊接質(zhì)量。所以兩個焊點之間應(yīng)保持一定的所以兩個焊點之間應(yīng)保持一定的距離。每次焊一個或多個點。距離。每次焊一個或多個點。 縫焊縫焊應(yīng)用：應(yīng)用：3mm3mm以下的薄板搭接。以下的薄板搭接。如：密封的容器（油箱、如：密封的容器（油箱、水箱等）、管

44、道等。水箱等）、管道等。電阻焊電阻焊 縫焊和點焊過程相似，只是縫焊和點焊過程相似，只是用旋轉(zhuǎn)的圓盤狀滾動電極代替用旋轉(zhuǎn)的圓盤狀滾動電極代替柱狀電極。盤狀電極壓緊焊件柱狀電極。盤狀電極壓緊焊件并滾動，同時也帶動焊件向前并滾動，同時也帶動焊件向前移動，形成連續(xù)重疊的焊縫。移動，形成連續(xù)重疊的焊縫。焊點相互重疊焊點相互重疊50以上，密封以上，密封性好主要用于要求密封性好的性好主要用于要求密封性好的薄壁結(jié)構(gòu)。薄壁結(jié)構(gòu)。電阻焊視頻電阻焊視頻對焊對焊電阻對焊電阻對焊閃光對焊閃光對焊錄像錄像電阻焊電阻焊1.1.電阻對焊電阻對焊 將兩個工件裝夾在對焊機的電機鉗將兩個工件裝夾在對焊機的電機鉗口中，使兩個工件的端

45、面接觸，并壓口中，使兩個工件的端面接觸，并壓緊，然后通電，產(chǎn)生電阻熱加熱到塑性緊，然后通電，產(chǎn)生電阻熱加熱到塑性狀態(tài)，再施以較大的力，并同時斷電，狀態(tài)，再施以較大的力，并同時斷電，使接頭在高溫下產(chǎn)生一定的塑性變形而使接頭在高溫下產(chǎn)生一定的塑性變形而焊接起來。焊接起來。對焊對焊電阻焊電阻焊對焊對焊電阻焊電阻焊對焊對焊電阻焊電阻焊電阻對焊應(yīng)用：電阻對焊應(yīng)用：用于斷面簡單，用于斷面簡單，直徑（或邊長）直徑（或邊長）小于小于20mm或強或強度要求不太高的度要求不太高的工件。工件。閃光對焊應(yīng)用：閃光對焊應(yīng)用：用于重要工件的焊接。用于重要工件的焊接?？珊赶嗤饘?，也可可焊相同金屬，也可焊異種金屬（鋁焊異種

46、金屬（鋁鋼、鋼、鋁鋁銅等）。工件直徑銅等）。工件直徑0.01mm200mm。主要用于棒料的對接。主要用于棒料的對接。二、摩擦焊二、摩擦焊 摩擦焊是利用工件之間相互摩擦產(chǎn)生的熱量，同時加摩擦焊是利用工件之間相互摩擦產(chǎn)生的熱量，同時加壓而進行焊接的方法。壓而進行焊接的方法。工件工件1高速旋轉(zhuǎn)高速旋轉(zhuǎn) 工件工件2向工件向工件1方向移動方向移動 兩工件接觸時減慢兩工件接觸時減慢移動速度，加壓移動速度，加壓 摩擦生熱摩擦生熱 接頭被加熱到一定溫度接頭被加熱到一定溫度 工件工件1迅速停止旋轉(zhuǎn)迅速停止旋轉(zhuǎn) 進一步加壓工件進一步加壓工件2 保壓一定時間保壓一定時間 接頭形接頭形成。成。摩擦焊焊接過程摩擦焊焊接

47、過程 應(yīng)用應(yīng)用適用于黑色金屬、有色適用于黑色金屬、有色金屬；也適用于特種材金屬；也適用于特種材料、異種材料焊接。料、異種材料焊接。電阻焊視頻電阻焊視頻軟釬焊軟釬焊釬料的熔點在釬料的熔點在450以下。接以下。接頭強度低，一般為頭強度低，一般為60190MPa，工作溫度低于工作溫度低于100。常用的釬。常用的釬料是錫鉛合金。主要用于焊料是錫鉛合金。主要用于焊接受力較大、工作溫度較高的接受力較大、工作溫度較高的工件。工件。三、釬焊三、釬焊 是利用熔點比焊件低的釬料作為填充金屬，加熱時是利用熔點比焊件低的釬料作為填充金屬，加熱時釬料熔化釬料熔化而將焊件連接起來的焊接方法。而將焊件連接起來的焊接方法。硬

48、釬焊硬釬焊釬料的熔點在釬料的熔點在450以上。以上。接頭強度高，在接頭強度高，在200MPa以上，工作溫度較高。釬料以上，工作溫度較高。釬料有銅基、銀基和鎳基等。主有銅基、銀基和鎳基等。主要用于焊接受力較大、工作要用于焊接受力較大、工作溫度較高的工件。溫度較高的工件。主要焊接精密、微型、復(fù)雜、多焊縫主要焊接精密、微型、復(fù)雜、多焊縫異種金屬的焊接。異種金屬的焊接。目前軟釬焊廣泛用于電子、電器、儀表等行業(yè)；目前軟釬焊廣泛用于電子、電器、儀表等行業(yè)；硬釬焊用于硬質(zhì)合金刀具、鉆探鉆頭、換熱器硬釬焊用于硬質(zhì)合金刀具、鉆探鉆頭、換熱器的焊接。的焊接。釬焊的應(yīng)用釬焊的應(yīng)用 等離子弧是基于三種壓縮等離子弧是基

49、于三種壓縮效應(yīng)的細小收縮電弧，使得效應(yīng)的細小收縮電弧，使得弧柱內(nèi)的氣體（弧柱內(nèi)的氣體（Ar或或N2）完）完全電離，能量高度集中，溫全電離，能量高度集中，溫度高達度高達16000K以上。以上。工件工件ArH2O鎢極鎢極噴嘴噴嘴等離子弧原理圖等離子弧原理圖+-是借助水冷噴嘴對電弧的拘是借助水冷噴嘴對電弧的拘束作用，獲得較高能量密度束作用，獲得較高能量密度的等離子弧進行焊接的方法。的等離子弧進行焊接的方法。 等離子弧的三種壓縮效應(yīng)： 機械壓縮 電?。怏w電離）通過細孔道噴嘴，弧柱受到強力壓縮； 強冷壓縮（熱壓縮） 一定壓力和流量的冷氣，冷氣均勻包圍著電弧，使弧柱外圍受到強烈冷卻，弧柱被進一步壓縮。

50、電磁壓縮 帶電粒子流自身磁場新生電磁力使得弧柱進一步縮小 。 特點與應(yīng)用 既可用于焊接，也可用于切割。切割效率高于氧化切割既可用于焊接，也可用于切割。切割效率高于氧化切割倍（氧氣切割時，切割處金屬在純氧氣中燃燒倍（氧氣切割時，切割處金屬在純氧氣中燃燒)。 焊后焊縫寬度和高度均勻一致，焊縫表面光潔平滑。焊后焊縫寬度和高度均勻一致，焊縫表面光潔平滑。 當電流小到當電流小到0.1A時，電弧仍能穩(wěn)定燃燒，并保持良好的挺時，電弧仍能穩(wěn)定燃燒，并保持良好的挺 直度和方向性，可用于焊接很薄的箔材。直度和方向性，可用于焊接很薄的箔材。 等離子弧能量密度大，弧柱溫度高，穿透能力強，焊接速等離子弧能量密度大，弧柱

51、溫度高，穿透能力強，焊接速 度快，生產(chǎn)率高。焊度快，生產(chǎn)率高。焊1012mm的鋼板可依次焊透并雙面成的鋼板可依次焊透并雙面成 形。形。 應(yīng)用應(yīng)用 主要用于焊接或切割不銹鋼，合金鋼，鎢、鉬、主要用于焊接或切割不銹鋼，合金鋼，鎢、鉬、鈷、鈦等難熔金屬，非金屬材料；也可用于焊接或切割鈷、鈦等難熔金屬，非金屬材料；也可用于焊接或切割銅、鋁及其合金。主要用于國防工業(yè)及尖端技術(shù)中，如銅、鋁及其合金。主要用于國防工業(yè)及尖端技術(shù)中，如鈦合金導(dǎo)彈殼體、飛機乃至飛行器的薄壁容器以及微型鈦合金導(dǎo)彈殼體、飛機乃至飛行器的薄壁容器以及微型電器、電容的外殼等。電器、電容的外殼等。等離子弧焊視頻等離子弧焊視頻 激光焊是以聚

52、焦的激光束作為能源轟擊工件所產(chǎn)生的熱量激光焊是以聚焦的激光束作為能源轟擊工件所產(chǎn)生的熱量進行焊接的方法。進行焊接的方法。 激光束能量密度大，加熱范圍小，焊接速度高，焊縫可極激光束能量密度大，加熱范圍小，焊接速度高，焊縫可極為窄小，可以焊接所有金屬，能在為窄小，可以焊接所有金屬，能在任何空間進行焊接任何空間進行焊接，并可實，并可實現(xiàn)其他焊接方法所不能完成的遠距離焊接。現(xiàn)其他焊接方法所不能完成的遠距離焊接。 多用于儀器、微電子工業(yè)中超小型元件及空間技術(shù)中特種多用于儀器、微電子工業(yè)中超小型元件及空間技術(shù)中特種材料的焊接。材料的焊接。 2 2、激光焊、激光焊 激光焊視頻激光焊視頻 14.3 14.3

53、常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接一一. 金屬材料的焊接性金屬材料的焊接性是指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)是指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。（即金及結(jié)構(gòu)型式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。（即金屬材料在一定的焊接工藝條件下表現(xiàn)出的屬材料在一定的焊接工藝條件下表現(xiàn)出的“好焊好焊”或或“不好焊不好焊”。焊接性焊接性工藝焊接性：工藝焊接性：使用焊接性：使用焊接性：是指焊接接頭產(chǎn)生缺陷的傾向，尤其是指焊接接頭產(chǎn)生缺陷的傾向，尤其是出現(xiàn)各種裂紋的可能性。是出現(xiàn)各種裂紋的可能性。是指焊接接頭在使用過程中的可靠是指焊接

54、接頭在使用過程中的可靠性，包括焊接接頭的力學(xué)性能及其性，包括焊接接頭的力學(xué)性能及其它性能（耐熱、耐蝕性能等）。它性能（耐熱、耐蝕性能等）。二二. 金屬焊接性評價方法金屬焊接性評價方法碳當量法：碳當量法：是根據(jù)鋼材的化學(xué)成分粗略的估計其焊接性是根據(jù)鋼材的化學(xué)成分粗略的估計其焊接性好壞的一種間接評估方法。將鋼中的合金元素（包括碳）好壞的一種間接評估方法。將鋼中的合金元素（包括碳）的含量按其對焊接性影響程度換算成碳的影響，其綜合的含量按其對焊接性影響程度換算成碳的影響，其綜合稱為碳當量，用稱為碳當量，用C CE E表示。表示。 14.3.1 14.3.1 金屬材料的焊接性金屬材料的焊接性CE0.6%

55、焊接性良好焊接性良好 較差較差 差差CE=Wc+WMn/6+(WCr+WMo+WV)/5+(WNi+WCu)/15(%)14.3.2 14.3.2 碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接一一. 低碳鋼的焊接低碳鋼的焊接低碳鋼：低碳鋼： C0.25%C0.25%C CE E 0.4% 0.4%焊接性良好焊接性良好。Q235、10、15、20等 。 （1）在低溫環(huán)境下焊接厚度大、剛性大的結(jié)構(gòu)時，）在低溫環(huán)境下焊接厚度大、剛性大的結(jié)構(gòu)時， 應(yīng)該進行預(yù)熱，否則容易產(chǎn)生裂紋。應(yīng)該進行預(yù)熱，否則容易產(chǎn)生裂紋。 （2）重要結(jié)構(gòu)焊后要進行去應(yīng)力退火以消除焊接）重要結(jié)構(gòu)焊后要進行去應(yīng)力退火以消除焊接

56、應(yīng)力。應(yīng)力。焊接時還需注意以下問題：焊接時還需注意以下問題： 二二. 中碳鋼的焊接中碳鋼的焊接中碳鋼：中碳鋼：C0.25C0.250.60%0.60%焊接性由良好良好 較差較差。C CE E 0.4% C0.60%焊接性差。焊接性差。CE 0.60%問題問題焊縫區(qū)易產(chǎn)生熱裂紋熱影響區(qū)易產(chǎn)生冷裂紋措施措施焊前預(yù)熱（250350），焊后緩冷。選用低氫型焊條。焊件開坡口，且采用細焊條、小電流、多層焊。避免避免選用高碳鋼作為焊接選用高碳鋼作為焊接結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)件。只用于破損工件的焊補修補。只用于破損工件的焊補修補。14.3.2 14.3.2 碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接 四、低合金結(jié)構(gòu)

57、鋼的焊接四、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接低合金鋼一般按屈服強度分級：低合金鋼一般按屈服強度分級： 強度級別較低的合金結(jié)構(gòu)鋼強度級別較低的合金結(jié)構(gòu)鋼（ s400MPa ），隨合金含量的增），隨合金含量的增高，熱影響區(qū)的高，熱影響區(qū)的淬硬淬硬傾向增大，焊接性能較差。此外，接頭產(chǎn)生傾向增大，焊接性能較差。此外，接頭產(chǎn)生冷裂紋冷裂紋的傾向也相應(yīng)的增大，焊前需預(yù)熱（的傾向也相應(yīng)的增大，焊前需預(yù)熱（150250 C），并加），并加大焊接電流，減少焊速同時選用低氫焊條。大焊接電流，減少焊速同時選用低氫焊條。低碳合金鋼由于其優(yōu)良的力學(xué)性能，低碳合金鋼由于其優(yōu)良的力學(xué)性能，廣泛用于壓力容器、鍋爐、廣泛用于壓力容器、鍋爐、

58、橋梁、車輛和船舶等金屬結(jié)構(gòu)上。橋梁、車輛和船舶等金屬結(jié)構(gòu)上。14.3.2 14.3.2 碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接14.3.3 14.3.3 不銹鋼焊接不銹鋼焊接 奧氏體型不銹鋼焊接性良好奧氏體型不銹鋼焊接性良好，焊接時一般不需要采取工藝措，焊接時一般不需要采取工藝措施，因此它在不銹鋼焊接中應(yīng)用最廣。焊條電弧焊、埋弧焊、鎢施，因此它在不銹鋼焊接中應(yīng)用最廣。焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊時，焊條、焊絲和焊劑的選用應(yīng)保證焊縫金屬與母材成極氬弧焊時，焊條、焊絲和焊劑的選用應(yīng)保證焊縫金屬與母材成分類型相同。分類型相同。 鐵素體型不銹鋼鐵素體型不銹鋼焊接時熱影響區(qū)中的鐵素體晶粒易過

59、熱粗化，焊接時熱影響區(qū)中的鐵素體晶粒易過熱粗化，使焊接接頭的塑、韌性急劇下降甚至開裂。因此，焊前預(yù)熱溫度使焊接接頭的塑、韌性急劇下降甚至開裂。因此，焊前預(yù)熱溫度應(yīng)在應(yīng)在150150以下，并采用小電流、快速焊等工藝，以降低晶粒粗大以下，并采用小電流、快速焊等工藝，以降低晶粒粗大傾向。傾向。 馬氏體不銹鋼的焊接性較差馬氏體不銹鋼的焊接性較差，容易產(chǎn)生冷裂紋。可進行焊前預(yù)，容易產(chǎn)生冷裂紋。可進行焊前預(yù)熱和焊后熱處理。熱和焊后熱處理。 鐵素體型不銹鋼和馬氏體型不銹鋼焊接的常用方法是焊條電弧鐵素體型不銹鋼和馬氏體型不銹鋼焊接的常用方法是焊條電弧焊和氬弧焊。焊和氬弧焊。14.3.4 14.3.4 鑄鐵的焊

60、補鑄鐵的焊補因此因此 鑄鐵的焊接主要是焊補。鑄鐵的焊接主要是焊補。 鑄鐵的含碳量高（大于鑄鐵的含碳量高（大于2.11%2.11%），而且），而且SiSi、MnMn、S S、P P的含量的含量比碳鋼高，塑性差，組織不均勻，焊接性能很差，不能作為焊比碳鋼高，塑性差，組織不均勻，焊接性能很差，不能作為焊接結(jié)構(gòu)件，但由于其在機械行業(yè)中應(yīng)用廣泛，所以對鑄鐵件的接結(jié)構(gòu)件，但由于其在機械行業(yè)中應(yīng)用廣泛，所以對鑄鐵件的局部缺陷進行焊補很有經(jīng)濟價值。局部缺陷進行焊補很有經(jīng)濟價值。一、銅及銅合金的焊接一、銅及銅合金的焊接1. 1. 銅及銅合金的焊接特點銅及銅合金的焊接特點2 2）易氧化；）易氧化；3 3）易產(chǎn)生氣