熔焊原理及金屬材料焊接

熔焊原理及金屬材料焊接什么是焊接：焊接是通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。宏觀上焊接的兩個(gè)特點(diǎn)：需要外界能量。焊接結(jié)合的不可拆卸性。微觀上的特點(diǎn)：焊接件之間達(dá)成原子間的結(jié)合。即就是原來(lái)分開(kāi)的工件，經(jīng)過(guò)焊接后在為微觀上形成一個(gè)整體。（兩工件間建立了金屬鍵）我們主要學(xué)習(xí)研究與熔焊有關(guān)的基本理論及應(yīng)用焊接接頭示意圖：1.焊縫2.熔合區(qū)3.熱影響區(qū)4.母材焊縫：焊接時(shí)焊件經(jīng)過(guò)焊接形成的結(jié)合部分。熱影響區(qū)：母材因受熱的影響（但未熔化）而發(fā)生組織與力學(xué)性能的變化區(qū)域叫熱影響區(qū)。熔合區(qū)：焊縫與熱影響之間的過(guò)渡區(qū)。第一章焊接區(qū)溫度的變化1.焊接區(qū)溫度的變化加熱是是實(shí)現(xiàn)熔焊的必要條件。通過(guò)對(duì)焊件進(jìn)行局部加熱，使焊接區(qū)的金屬熔化、冷卻后形成牢固接頭。但加熱也必將引起焊接區(qū)金屬的成分、組織與性能的變化，其結(jié)果必將決定焊接的質(zhì)量。上述變化的程度則主要取決于溫度變化的情況，。因此能主動(dòng)控制焊接質(zhì)量，首先就應(yīng)掌握焊接區(qū)溫度變化的規(guī)律，即掌握溫度與空間位置和溫度與時(shí)間的關(guān)系。焊接熱源：電弧熱、化學(xué)熱、電阻熱、摩擦熱、等離子熱、電子束、激光束、高頻感應(yīng)熱等。熱源的性能不僅影響焊接質(zhì)量，而且對(duì)焊接生產(chǎn)率有著決定性的作用。理想的焊接熱源應(yīng)該是具有加熱面積小、功率密度大、加熱溫度高等的特點(diǎn)。焊接溫度場(chǎng)熱量的傳導(dǎo)共有對(duì)流、對(duì)流和輻射三中基本方式。在熔焊過(guò)程中三種方式都存在，熱源的熱量傳遞主要通過(guò)對(duì)流與輻射，母材與焊絲獲得熱量后在內(nèi)部的傳遞則以傳導(dǎo)為主。影響焊接溫度場(chǎng)的因素：熱源的性質(zhì)、焊接參數(shù)、被焊金屬的熱物理性能、被焊金屬的幾何尺寸。焊接熱循環(huán)：在焊接熱源的的作用下，焊件上某一點(diǎn)的溫度隨時(shí)間的變化。叫做焊接熱循環(huán)。焊接熱循環(huán)討論的對(duì)象是焊件上某一點(diǎn)的溫度與時(shí)間的關(guān)系。這一關(guān)系決定了改點(diǎn)的加熱速度、保溫時(shí)間和冷卻速度，對(duì)接頭的組織與性能都有明顯的影響。影響焊接熱循環(huán)的基本因素：焊接線能量與預(yù)熱溫度焊接方法焊接尺寸接頭形式焊道長(zhǎng)度調(diào)整焊接熱循環(huán)的方法：根據(jù)被焊金屬的成分選擇適用的焊接方法合理選用焊接參數(shù)采用預(yù)熱、保溫或緩冷等措施降低冷卻速度。調(diào)整多層焊的層數(shù)或焊道長(zhǎng)度，控制層間溫度。第二章焊接化學(xué)冶金過(guò)程焊接化學(xué)冶金過(guò)程：主要指熔焊時(shí)焊接區(qū)內(nèi)各種物質(zhì)之間在高溫條件下的相互作用。其中不僅化學(xué)變化，而且包括物質(zhì)在各個(gè)參加反應(yīng)物（如氣體、溶渣、液體金屬）間的遷移和擴(kuò)散。焊縫金屬的構(gòu)成焊件后所形成的結(jié)合部分就是焊縫。焊條的加熱與熔化。母材的熔化與熔池。焊縫金屬的熔合比。焊接化學(xué)冶金過(guò)程的特點(diǎn)焊接時(shí)的焊縫金屬保護(hù)焊接化學(xué)冶金反應(yīng)區(qū)藥皮反應(yīng)區(qū)的特點(diǎn)熔滴反應(yīng)區(qū)熔池反應(yīng)區(qū)焊接參數(shù)與焊接化學(xué)冶金的關(guān)系焊接熔渣主要了解熔渣的作用成分和分類：焊縫金屬的合金化焊縫金屬的合金化的目的：補(bǔ)償焊接中因氧化和蒸發(fā)所引起的合金元素的損失消除某些焊接工藝缺陷，改善焊接縫金屬的組織及力學(xué)性能獲得具有特殊性能的堆焊層第三章焊接冶金缺陷焊接過(guò)程中，在焊接接頭中產(chǎn)生的金屬不連續(xù)、不致密或連接不良的現(xiàn)象，叫做焊接缺陷。優(yōu)質(zhì)的焊接接頭應(yīng)具備兩個(gè)條件：使用性能不低于母材沒(méi)有技術(shù)條件中規(guī)定不允許存在的缺陷焊縫中的氣孔焊接時(shí)熔池中的氣泡在凝固未能逸出而殘留下來(lái)所形成的空穴，叫做氣孔。氣孔形成的過(guò)程與影響因素氣孔形成的過(guò)程熔池中吸收了較多的氣體而達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)氣體在一定條件下聚集形核氣泡核心長(zhǎng)大為具有一定尺寸的氣泡氣泡上浮受阻殘留在凝固后的焊縫中而形成氣孔影響氣孔生成的因素和控制措施冶金因素對(duì)氣孔胡影響熔渣氧化性的影響焊條藥皮與焊劑組成物的影響鐵銹及水分等的影響工藝因素對(duì)氣孔的影響焊接線能量電流的種類和極性點(diǎn)固焊或定位焊其它操作上的因素焊縫中的夾雜物夾雜物的種類及危害氧化物夾雜硫化物夾雜氮化物夾雜防止焊縫中形成夾雜物的措施選用合適的線能量，保證熔池有必要的存在時(shí)間多層焊時(shí)，每一層焊縫(特別是打底焊縫)焊完后，必須徹底清理焊縫表面的焊渣，以防止殘留的焊渣在焊接下一層焊縫時(shí)進(jìn)入熔池而形成夾雜物焊條電弧焊時(shí)，焊條作適當(dāng)擺動(dòng)以利于夾雜物的浮出。施焊時(shí)注意保護(hù)熔池，包括控制電弧長(zhǎng)度。焊接裂紋的分類及其基本特征焊接裂紋的危害焊接裂紋是焊接生產(chǎn)中比較常見(jiàn)而且危害性十分嚴(yán)重的焊接缺陷，它不僅會(huì)造成廢品，而且可能釀成災(zāi)難性事故。焊接裂紋的分類焊接熱裂紋焊接冷裂紋消除應(yīng)力裂紋層狀撕裂第四章焊接材料焊接材料是焊接時(shí)所消耗材料的統(tǒng)稱，包括焊條、焊絲、焊劑、氣體等。焊條焊條的分類按焊條用途分類碳鋼焊條低合金鋼焊條鉬和銘鉬耐熱鋼焊條低溫鋼焊條不銹鋼焊條堆焊焊條鑄鐵焊條鎳及鎳合金焊條銅及銅合金焊條鋁及鋁合金焊條特殊用途焊條按熔渣堿度分酸性焊條堿性焊條焊條的工藝性能焊接電弧的穩(wěn)定性焊縫成形性各種位置焊接的適應(yīng)性脫渣性飛濺焊條的熔化速度藥皮發(fā)紅焊接發(fā)塵量焊絲按用途分碳鋼焊絲低合金鋼焊絲不銹鋼焊絲硬質(zhì)合金堆焊焊絲銅及銅合金焊絲鋁及鋁合金焊絲鑄鐵氣焊焊絲按焊接方法分類氣焊用焊絲埋弧焊用焊絲氣體保護(hù)焊用焊絲電渣焊用焊絲根據(jù)焊絲截面形狀及結(jié)構(gòu)分實(shí)芯鋼焊絲藥芯焊絲焊劑焊劑的分類(1)按焊劑制造方法分類熔煉焊劑非熔練焊劑〈1〉粘結(jié)焊劑⑵燒結(jié)焊劑(2)按焊劑化學(xué)成分分類1)按氧化性質(zhì)可分為酸性焊劑、中性焊劑和堿性焊劑2)按SiO2含量口」分為高硅焊劑、中硅焊劑和低硅焊劑3)按MnO含量可分為高錳焊劑、中錳焊劑和低錳焊劑4)按CaF2含量可分為高氟焊劑、中氟焊劑和低氟焊劑(3)按焊劑的氧化性分類1)氧化性焊劑2)弱氧化性焊劑3)惰性焊劑焊條的發(fā)展我國(guó)對(duì)焊條的發(fā)展進(jìn)行了大量的研究工作，主要圍繞以下三個(gè)方面:提高焊條的質(zhì)量提高焊接效率配合新鋼種，研制與新鋼種配套的焊條低塵低毒焊條超低氫焊條抗吸潮焊條鐵粉焊條重力焊條立向下焊條底層焊條管接頭全位置下行焊條焊絲的發(fā)展低碳鋼用藥芯焊絲不銹鋼用藥芯焊絲低溫鋼用藥芯焊絲金屬型藥芯焊絲第五章合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼的、鑄鐵等的焊接一、熱軋及正火鋼的焊接性分析焊接裂紋焊縫中的結(jié)晶裂紋冷裂紋計(jì)層狀撕裂熱影響區(qū)性能的變化過(guò)熱區(qū)脆化熱應(yīng)變脆化二、熱軋及正火鋼的焊接工藝焊接工藝包括焊接方法與焊接材料的選用、焊前準(zhǔn)備、焊接參數(shù)的確定及焊后熱處理等內(nèi)容。對(duì)一定的產(chǎn)品而言，合理的焊接工藝，對(duì)保證