熔焊原理第二單元焊縫金屬的構(gòu)成課件

1、第二單元 焊縫金屬的構(gòu)成模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化模塊二 熔滴過渡模塊三 母材的熔化與焊縫的形成第二單元 焊縫金屬的構(gòu)成模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化 2. 加熱與熔化焊條的熱量來自于三方面:（1）電弧熱：（主要熱源）（2）焊接電流通過焊芯時(shí)產(chǎn)生的電阻熱；（3）化學(xué)冶金反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱（可忽略）。 一、焊條（焊絲）的加熱 1.焊條（焊絲）的作用：（1）作為電弧的一極；（2）作為填充金屬。下一頁模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化 2. 加熱與熔化焊條模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化下一頁3.電阻熱大所引起的不良后果（1）熔化過于激烈引起飛濺；（2）藥皮開裂與

2、過早脫落，電弧燃燒不穩(wěn)；（3）焊縫成形不良，甚至產(chǎn)生氣孔等缺陷；（4）藥皮過早進(jìn)行化學(xué)冶金反應(yīng)，喪失冶金效應(yīng)及保護(hù)作用；（5）焊條發(fā)紅變軟，操作困難。 影響電阻熱的因素：QR=I2Rt模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化下一頁3.電阻熱大所引起 4.電弧加熱 經(jīng)測(cè)量表明，焊條的熔化主要依靠電弧的熱量，電阻熱占次要地位。模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化 4.電弧加熱 模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化 二、焊條金屬的熔化速度 1.焊條金屬的平均熔化速度 焊條金屬的熔化速度是焊接生產(chǎn)率高低的主要特征。 m=m/t=apI 其中ap是焊條的熔化系數(shù)。 2.熔化系數(shù) ap=m/It ap是焊條的熔化系數(shù)，它

3、的物理意義是：熔焊過程中，單位電流、單位時(shí)間內(nèi)焊芯的熔化量。下一頁模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化 二、焊條金屬的熔化速度下一頁模塊一 焊條（焊絲）的加模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化 3.熔敷系數(shù) aH=mH/It aH：?jiǎn)挝浑娏鳎瑔挝粫r(shí)間內(nèi)焊芯或焊絲熔敷在焊件上的金屬量稱為熔敷系數(shù)。 4.飛濺率 由于金屬蒸發(fā)、氧化和飛濺，焊芯或焊絲在熔敷過程中的損失量與熔化的焊芯或焊絲原有質(zhì)量的百分比叫做飛濺率（）。模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化 3.熔敷系數(shù)模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化 =（m-mH）/m=（vm-vH）/vH=1-aH/aP或 aH=（1- ）ap式中 vH焊條的平均熔敷速度 可

4、見，熔化系數(shù)并不能確切反映對(duì)焊條金屬的利用率和生產(chǎn)率的高低，而真正反映對(duì)焊條金屬利用率及生產(chǎn)率的指標(biāo)是熔敷系數(shù)模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化 =（m-mH）模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化 三、焊條藥皮的熔化及過渡 藥皮各組成物的熔化并不是同時(shí)進(jìn)行的，而是從低熔點(diǎn)的成分開始，并同時(shí)發(fā)生高熔點(diǎn)成分溶解在所形成的液體中。返回模塊一 焊條（焊絲）的加熱與熔化 三、焊條藥皮的熔模塊二 熔滴過渡下一頁 一、溶滴的過渡特性 1.熔滴的比表面積和相互作用時(shí)間 熔滴的比表面積:熔滴的表面積與其體積(或質(zhì)量)之比。 S=4R2/（4/3）R3=3/R 熔滴越細(xì)小,比表面積越大。比表面積越大，說明熔滴與其周圍介

5、質(zhì)相互作用越強(qiáng)烈，冶金反應(yīng)越充分 。 模塊二 熔滴過渡下一頁 一、溶滴的過渡特性模塊二 熔滴過渡下一頁 2.熔滴的溫度 熔滴的溫度是研究熔滴階段各種物理化學(xué)反應(yīng)時(shí)不可缺少的重要參數(shù)。試驗(yàn)表明，熔滴的平均溫度隨焊接電流的增加而升高，并隨焊絲直徑的增加而降低。對(duì)焊接低碳鋼而言，熔滴的平均溫度波動(dòng)在21002700K的范圍內(nèi)。 通常情況下,正極性時(shí)比反極性時(shí)熔滴的溫度低。模塊二 熔滴過渡下一頁 2.熔滴的溫度模塊二 熔滴過渡下一頁 二、熔滴過渡特性對(duì)焊接過程的影響 1.熔滴過渡的速度和熔滴的尺寸影響焊接過程的穩(wěn)定性、飛濺程度以及焊縫成形的好壞。 2.熔滴的尺寸大小和長(zhǎng)大情況決定了熔滴反應(yīng)的作用時(shí)間和

6、比表面積（指熔滴的表面積與其體積或質(zhì)量之比）的大小從而決定了熔滴反應(yīng)速度和完全程度。模塊二 熔滴過渡下一頁 二、熔滴過渡特性對(duì)焊接過程的模塊二 熔滴過渡下一頁 3.熔滴過渡的形式與頻率直接影響焊接生產(chǎn)率。 4.熔滴過渡的特性對(duì)焊接熱輸入有一定的影響，改變?nèi)鄣芜^渡的特性可以在一定程度上調(diào)節(jié)焊接熱輸入，從而改變焊縫的結(jié)晶過程和熱影響區(qū)的尺寸及性能。模塊二 熔滴過渡下一頁 3.熔滴過渡的形式與頻率直模塊二 熔滴過渡下一頁 三、熔滴過渡的作用力 1.重力 在平焊時(shí)，重力促進(jìn)熔滴過渡；而在立焊和仰焊時(shí)，起阻礙作用。 2.表面張力 在平焊時(shí)，表面張力阻礙熔滴過渡；而在其他位置焊時(shí)，起促進(jìn)作用。 3.電磁力

7、 在任何位置焊時(shí)，電磁力起促進(jìn)熔滴過渡作用。模塊二 熔滴過渡下一頁 三、熔滴過渡的作用力模塊二 熔滴過渡下一頁 4.熔滴爆破力 導(dǎo)致大量的飛濺。 5.電弧的氣體吹力 電弧的氣體吹力總是促進(jìn)熔滴的過渡。 6.斑點(diǎn)壓力 斑點(diǎn)面積小時(shí)(CO2焊)，起阻礙作用；斑點(diǎn)面積大時(shí)(MIG時(shí))，起促進(jìn)作用。模塊二 熔滴過渡下一頁 4.熔滴爆破力模塊二 熔滴過渡下一頁 四、熔滴過渡的形式 1.短路過渡 短弧長(zhǎng)（小電壓）、小電流、細(xì)絲；如CO2焊、焊條電弧焊仰焊。 2.顆粒狀過渡 粗顆粒狀過渡不平穩(wěn)；細(xì)顆粒狀過渡較平穩(wěn)。 3.噴射過渡 熔滴細(xì)小、頻率快、過渡穩(wěn)定、飛濺小、熔深大、成形美觀；如MIG焊。模塊二 熔滴

8、過渡下一頁 四、熔滴過渡的形式模塊二 熔滴過渡返回 4.渣壁過渡 如埋弧焊、焊條電弧焊。 2-6 短路過渡示意圖模塊二 熔滴過渡返回 4.渣壁過渡模塊三 母材的熔化與焊縫的形成下一頁 一、母材的熔化與熔池的形成 熔焊時(shí)，在熱源的作用下，與焊條金屬熔化的同時(shí)，被焊金屬母材也發(fā)生局部熔化。在母材上由熔化的焊條金屬和母材組成的具有一定幾何形狀的液體金屬叫熔池。 二、熔池的形狀和尺寸 焊接開始后，經(jīng)過一段時(shí)期，熔池的形狀與尺寸不再變化，形狀接近于不太規(guī)則的半個(gè)橢球。 熔池的主要尺寸為熔池長(zhǎng)度、最大寬度max、 最大熔深Hmax。模塊三 母材的熔化與焊縫的形成下一頁 一、母材的熔熔深（Hmax）：增加電

9、流，Hmax增加熔寬（Bmax）：增加弧壓，Bmax增加下一頁熔池的溫度分布不均勻。熔池金屬在強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)著。模塊三 母材的熔化與焊縫的形成熔深（Hmax）：增加電流，Hmax增加下一頁熔池的溫度分布模塊三 母材的熔化與焊縫的形成下一頁 三、熔池的特性 1.熔池的重量 熔池的重量與焊接參數(shù)有關(guān)。試驗(yàn)得出，焊條電弧焊時(shí)熔池的重量mp與P02/成線性關(guān)系，即mp隨P0的增加而急劇上升，隨焊接速度的增大而減少。 2.熔池的存在時(shí)間 熔池在液態(tài)存在的最長(zhǎng)時(shí)間與熔池長(zhǎng)度的關(guān)系為tmax=L/v。模塊三 母材的熔化與焊縫的形成下一頁 三、熔池的特模塊三 母材的熔化與焊縫的形成下一頁 3.熔池的溫度 熔池各點(diǎn)的溫度分布不均勻，根據(jù)溫度分布及變化規(guī)律，以熱源中心為界可將熔池劃分為頭部與尾部?jī)刹糠帧?4.熔池的流動(dòng) 使熔池中液態(tài)金屬發(fā)生運(yùn)動(dòng)的主要原因如下 ： （1）液體金屬的密度差所產(chǎn)生的自由對(duì)流運(yùn)動(dòng)； 模塊三 母材的熔化與焊縫的形成下一頁 3.熔池的溫模塊三 母材的熔化與焊縫的形成下一頁 （2）表面張力差所引起的強(qiáng)制對(duì)流運(yùn)動(dòng)； （3）熱源的各種機(jī)械力所產(chǎn)生的攪拌作用，使熔池處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 四、焊縫金屬的熔合比 熔合比：熔焊時(shí)，被熔化的母材在焊縫金屬中所占的百分比叫做熔合比。 影響熔合比的因素如下： （1）坡口的形狀與尺