機械工程材料成型及工藝

本次課的內(nèi)容前言焊接工程理論基礎(chǔ)主要包括：焊接電弧、焊接冶金特點、焊條、焊接質(zhì)量及其控制。1、何為焊接？

焊接是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件通過原子的擴(kuò)散與結(jié)合而形成永久性連接的工藝方法。根據(jù)實現(xiàn)原子間結(jié)合的方式不同分類：1）熔焊：將待焊處母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法稱為熔焊。2）壓力焊（壓焊）：焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法稱為壓焊。3）釬焊：釬焊是硬釬焊和軟釬焊的總稱，采用比母材金屬熔點低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于母材溶化溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實現(xiàn)連接焊件的方法。一、前言2.焊接的特點1）優(yōu)點連接性能好，成形方便，簡化工藝；省工省料成本低；適應(yīng)性強。2）缺點結(jié)構(gòu)不可拆卸；焊接接頭的組織、性能變壞；產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形；易產(chǎn)生焊接缺陷。3.焊接的應(yīng)用金屬結(jié)構(gòu)件：自行車三角架、鋼窗、鍋爐、壓力容器、管道、船舶、車輛等；機器部件：軸、齒輪、刀具等。二、焊接工程理論基礎(chǔ)(熔化焊）焊接的實質(zhì)是使兩個分離的物體通過加熱或加壓，或兩者并用，在用或不用填充材料的條件下借助于原子間或分子間的聯(lián)系與質(zhì)點的擴(kuò)散作用形成一個整體的過程。

1.焊接電弧由焊接電源供給、具有一定電壓的兩極間或電極與母材間，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強烈而持久的放電現(xiàn)象稱為焊接電弧。電弧燃燒后，弧柱中充滿了高溫電離氣體，放出大量的熱能和強烈的光。2.焊接電弧的組成焊接電弧由陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)三部分組成。如下圖所示。陰極區(qū)是電弧緊靠負(fù)電極的區(qū)域，陰極區(qū)很窄，約為0.1um-0.01um，溫度約為2400K。陽極區(qū)是指電弧緊靠正電極的區(qū)域，陽極區(qū)較陰極區(qū)寬，約為10um-1um，溫度約為2600K。電弧陽極區(qū)和陰極區(qū)之間的部分稱為弧柱區(qū)，弧柱區(qū)溫度最高，可達(dá)6000K-8000K。焊接電弧兩端間（指電極端頭和熔池表面間）的最短距離稱為弧長。焊接電弧示意圖3.直流電弧的正接和反接4..焊接電弧的靜特性是指電弧穩(wěn)定燃燒時，電弧電壓（電弧兩端的電位差）與焊接電流（通過電弧的電流）之間的關(guān)系。

正接

反接電弧靜特性曲線

1-普通電阻特性；2-弧長為5mm的電弧靜特性；3-弧長為2mm的電弧靜特性。5.焊接的冶金特點

焊接冶金特點，主要有：

(1)冶金溫度高；

(2)冶金過程短；

(3)冶金條件差。為保證焊縫質(zhì)量必須采取的工藝措施：(1)造成有效的保護(hù)防止有害元素進(jìn)入熔池；(2)滲合金元素以保證焊縫化學(xué)成分；(3)脫氧脫硫和脫磷等。6.電焊條的組成及作用

焊條的組成:專用焊接金屬絲由多種礦石粉鐵合金配成焊條的作用：焊芯的作用：作電極傳導(dǎo)電流，產(chǎn)生電弧作填充金屬（調(diào)整成分）。藥皮的作用：穩(wěn)弧、保護(hù)、脫氧、滲合