工程材料與熱處理 課件 6焊接及焊接性探究

焊接及焊接性探究目錄焊接概述01焊接分類02焊接缺陷03焊接特點(diǎn)04焊接性能05匯報(bào)展示準(zhǔn)備0601焊接概述定義與應(yīng)用焊接的定義焊接技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、壓力容器、航空航天、電子產(chǎn)品、海洋鉆探、高層建筑等領(lǐng)域。無(wú)論是重型機(jī)械還是精密儀器，都離不開(kāi)焊接技術(shù)的支持。焊接的應(yīng)用領(lǐng)域在機(jī)器無(wú)法完成焊接的情況下，手工焊接技能顯得尤為重要。高鳳林作為“火箭心臟焊接人”，他的精湛技藝展示了手工焊接在高端制造中的關(guān)鍵作用。焊接技能的重要性焊接是通過(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。它是制造業(yè)的基礎(chǔ)工藝和技術(shù)，在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。方法分類熔焊熔焊技術(shù)通過(guò)加熱使工件接頭達(dá)到熔化狀態(tài)，無(wú)需外加壓力即可完成焊接。這種方法利用電能或化學(xué)能，使焊件局部熔化后冷卻結(jié)晶，實(shí)現(xiàn)牢固連接。壓焊壓焊方法在焊接過(guò)程中必須對(duì)焊件施加壓力，無(wú)論是加熱還是不加熱，以完成焊接。這種方法通過(guò)加壓使焊接件接頭產(chǎn)生塑性變形，從而連接成一體。釬焊釬焊工藝采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作為釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與之相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)焊接。010203工藝要求焊接準(zhǔn)備的重要性選擇合適的焊接參數(shù)對(duì)于獲得高質(zhì)量的焊接接頭至關(guān)重要，參數(shù)如電流、電壓和焊接速度需要根據(jù)材料類型和厚度精確調(diào)整，以保證焊接過(guò)程的穩(wěn)定性和效率。焊接參數(shù)的選擇焊接操作要求嚴(yán)格遵循工藝規(guī)范，操作人員需經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)，掌握正確的焊接技巧和安全知識(shí)，以確保焊接作業(yè)的順利進(jìn)行和最終產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。操作要求與技能培訓(xùn)焊接準(zhǔn)備是確保焊接質(zhì)量的關(guān)鍵步驟，包括材料選擇、表面處理和預(yù)熱等，這些準(zhǔn)備工作直接影響到焊縫的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的安全性。技能重要性手工焊接技能的重要性在機(jī)器無(wú)法完成焊接的情況下，手工焊接技能顯得尤為重要。高鳳林作為“火箭心臟焊接人”，其精湛的手工焊接技能保證了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的精密制造，展現(xiàn)了手工焊接在高端制造業(yè)中的關(guān)鍵作用。焊接技能對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響焊接技能直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。高質(zhì)量的焊接可以減少缺陷，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性，從而確保產(chǎn)品在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性和可靠性。焊接技能與創(chuàng)新的關(guān)系焊接技能的提升促進(jìn)了新材料、新工藝的應(yīng)用和發(fā)展。通過(guò)不斷優(yōu)化焊接技術(shù)，可以推動(dòng)材料科學(xué)和工程技術(shù)的進(jìn)步，為創(chuàng)新提供強(qiáng)有力的支持。02焊接分類熔焊01電弧焊的原理與應(yīng)用電弧焊利用電弧作為熱源，通過(guò)電能或化學(xué)能將焊件接頭局部熔化，然后冷卻結(jié)晶，實(shí)現(xiàn)焊接。它是最常用的熔焊方法，廣泛應(yīng)用于各種金屬結(jié)構(gòu)的連接。氣焊的特點(diǎn)與限制氣焊使用火焰作為熱源，如氧乙炔焊，適用于薄板和低熔點(diǎn)材料的焊接。盡管生產(chǎn)效率較低且變形較大，但其溫度控制優(yōu)勢(shì)使其在特定場(chǎng)合仍被采用。埋弧焊的自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)埋弧焊在焊劑層下進(jìn)行，其引弧、送絲等動(dòng)作由機(jī)械自動(dòng)完成，提高了焊接效率和質(zhì)量。這種高度自動(dòng)化的焊接方式特別適用于大型結(jié)構(gòu)的連續(xù)作業(yè)。0203熔焊分類

電弧焊電弧焊的基本原理電弧焊利用電弧作為熱源，通過(guò)電能或化學(xué)能將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，然后冷卻結(jié)晶，使焊件連接成一體。這種方法具有電壓低、電流大、溫度高等優(yōu)點(diǎn)，是較理想的焊接熱源。常見(jiàn)的電弧焊類型電弧焊的應(yīng)用范圍電弧焊有多種類型，包括焊條電弧焊、埋弧焊和氣體保護(hù)焊等。每種類型都有其特定的應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)要求，例如焊條電弧焊常用于手工焊接，而埋弧焊則多用于機(jī)械自動(dòng)化操作。電弧焊廣泛應(yīng)用于汽車制造、船舶建造、壓力容器生產(chǎn)等領(lǐng)域。由于其高效、靈活的特點(diǎn)，電弧焊成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一部分，特別是在需要高強(qiáng)度連接的場(chǎng)合。010203氣焊氣焊的基本原理氣焊是一種利用火焰作為熱源的焊接方法，通過(guò)燃燒可燃?xì)怏w產(chǎn)生高溫火焰，將工件加熱至熔化狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)金屬間的連接。氣焊的優(yōu)缺點(diǎn)氣焊具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作靈活的優(yōu)點(diǎn)，適用于各種位置和不規(guī)則形狀的焊接；但同時(shí)存在生產(chǎn)效率低、焊接變形大等缺點(diǎn)。氣焊的應(yīng)用范圍氣焊廣泛應(yīng)用于薄板焊接、低熔點(diǎn)材料焊接、管子焊接等領(lǐng)域，尤其適合于野外施工和沒(méi)有電源供應(yīng)的場(chǎng)合。埋弧焊埋弧焊的基本原理埋弧焊是一種在焊劑層下進(jìn)行焊接的方法，通過(guò)電弧作為熱源，使焊件局部熔化并連接成一體。其特點(diǎn)是焊縫質(zhì)量高，生產(chǎn)效率也相對(duì)較高。埋弧焊的應(yīng)用領(lǐng)域埋弧焊廣泛應(yīng)用于重型機(jī)械、橋梁、船舶等大型結(jié)構(gòu)的制造中，尤其適合厚板材料的焊接，能夠提供高質(zhì)量的焊縫和良好的力學(xué)性能。埋弧焊的操作要點(diǎn)埋弧焊操作時(shí)需注意控制好焊接參數(shù)，如電流、電壓和焊接速度，以確保焊縫成形良好，避免出現(xiàn)氣孔、裂紋等缺陷，保證焊接質(zhì)量。氣體保護(hù)焊01氣體保護(hù)焊的原理氣體保護(hù)焊利用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)，通過(guò)高溫使焊件局部熔化形成熔池，實(shí)現(xiàn)材料的連接。常見(jiàn)氣體保護(hù)焊類型常見(jiàn)的氣體保護(hù)焊包括二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、惰性氣體保護(hù)焊（如氬弧焊、氦弧焊）以及混合氣體保護(hù)焊，各有其適用場(chǎng)景。氣體保護(hù)焊的優(yōu)點(diǎn)氣體保護(hù)焊具有焊縫質(zhì)量高、變形小、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車制造、航空航天等高精度要求的領(lǐng)域。0203壓焊壓焊的定義與原理壓焊是一種焊接方法，通過(guò)施加壓力（加熱或不加熱）使焊件接頭產(chǎn)生塑性變形，連接成一體。這種方法廣泛應(yīng)用于各種材料的連接，特別是在需要高強(qiáng)度和密封性的場(chǎng)合。電阻焊的特點(diǎn)與應(yīng)用電阻焊是壓焊中常見(jiàn)的一種焊接方法，它利用電流通過(guò)接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接。電阻焊具有生產(chǎn)效率高、焊接變形小等優(yōu)點(diǎn)，適用于多種金屬的快速連接。釬焊的類型與優(yōu)勢(shì)釬焊是硬釬焊和軟釬焊的總稱，采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料做釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材熔點(diǎn)的溫度實(shí)現(xiàn)焊接。釬焊適用于電子和食品工業(yè)中導(dǎo)電、氣密和水密器件的焊接。電阻焊010302電阻焊的基本原理電阻焊通過(guò)電極施加壓力，利用電流通過(guò)接頭接觸面產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接，這種方法生產(chǎn)效率高，焊縫表面平整，適用于多種金屬的快速連接。電阻焊的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用電阻焊具有焊接變形小、無(wú)需填充材料和焊劑、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車制造、電子產(chǎn)品組裝等領(lǐng)域，特別適合于精密零件的連接。電阻焊的技術(shù)挑戰(zhàn)盡管電阻焊具有許多優(yōu)點(diǎn)，但其設(shè)備復(fù)雜、耗電量大，且對(duì)焊前工件清理要求高，這些因素限制了其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用，需要不斷優(yōu)化技術(shù)以克服這些挑戰(zhàn)。釬焊01釬焊的定義與分類釬焊是一種利用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作為釬料，通過(guò)加熱使釬料潤(rùn)濕母材并填充接頭間隙的焊接方法。根據(jù)釬料的熔點(diǎn)不同，釬焊可分為硬釬焊和軟釬焊兩大類。03軟釬焊的常見(jiàn)用途軟釬焊通常采用熔點(diǎn)低于450℃的釬料，如錫鉛合金，主要用于電子和食品工業(yè)中導(dǎo)電、氣密和水密器件的焊接。軟釬焊操作簡(jiǎn)便，成本低廉，是日常生活中最常見(jiàn)的焊接方式之一。硬釬焊的特點(diǎn)與應(yīng)用硬釬焊使用熔點(diǎn)高于450℃的釬料，如鋁、銀、銅等基的釬料，其焊接接頭強(qiáng)度高，適用于高溫工作環(huán)境。硬釬焊廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造等領(lǐng)域，滿足高強(qiáng)度和耐高溫的需求。02軟釬焊010203軟釬焊的定義與應(yīng)用軟釬焊是一種利用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作為釬料，通過(guò)加熱使釬料熔化并潤(rùn)濕母材表面，從而連接金屬零件的方法。這種方法廣泛應(yīng)用于電子和食品工業(yè)中導(dǎo)電、氣密和水密器件的焊接。軟釬焊的材料選擇在軟釬焊過(guò)程中，選擇合適的釬料至關(guān)重要。常用的釬料包括錫鉛合金等，這些材料不僅具有良好的潤(rùn)濕性和流動(dòng)性，還能確保焊接接頭具有足夠的強(qiáng)度和良好的電氣性能。軟釬焊的操作技巧掌握正確的操作技巧對(duì)于獲得高質(zhì)量的軟釬焊接頭非常重要。操作時(shí)需控制好加熱溫度和時(shí)間，避免過(guò)熱導(dǎo)致釬料氧化或母材損傷，同時(shí)保證釬料能夠均勻地填充接頭間隙。硬釬焊硬釬焊定義硬釬焊是一種焊接技術(shù)，使用熔點(diǎn)高于450℃的金屬材料作為釬料，通過(guò)加熱使釬料和母材熔化并相互擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)金屬間的連接。硬釬焊應(yīng)用硬釬焊廣泛應(yīng)用于需要高強(qiáng)度接頭的場(chǎng)合，如航空航天、汽車制造等領(lǐng)域，其特點(diǎn)是接頭強(qiáng)度高，可在高溫環(huán)境下工作。硬釬焊材料選擇硬釬焊的材料選擇至關(guān)重要，常用的釬料包括鋁、銀、銅等，這些材料的熔點(diǎn)高，能夠保證焊接接頭在高溫下的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。03焊接缺陷常見(jiàn)類型01熔焊熔焊是一種將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。它利用電能或化學(xué)能使焊件接頭局部熔化，然后冷卻結(jié)晶，使焊件連接成一體。壓焊壓焊是指在焊接過(guò)程中，必須對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱）以完成焊接的方法。加壓使焊接件接頭產(chǎn)生塑性變形，連接成一體。釬焊釬焊是硬釬焊和軟釬焊的總稱，采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料做釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)焊接的方法。0203影響與后果010203焊接缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)安全的影響焊接缺陷如氣孔、裂紋等會(huì)顯著降低焊接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性，增加斷裂風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)建筑、橋梁等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅?？珊感圆顚?dǎo)致的生產(chǎn)效率下降材料可焊性差會(huì)導(dǎo)致焊接過(guò)程中頻繁出現(xiàn)缺陷，需要額外的修復(fù)工作，這不僅增加了生產(chǎn)成本，還降低了整體的生產(chǎn)效率。焊接應(yīng)力與變形的后果焊接過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力和變形可能導(dǎo)致工件尺寸和形狀發(fā)生變化，影響裝配精度和功能性能，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致整個(gè)構(gòu)件失效。04焊接特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)010203焊接技術(shù)廣泛應(yīng)用焊接技術(shù)在汽車、船舶、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用，是制造業(yè)的基礎(chǔ)工藝和技術(shù)。無(wú)論是大型結(jié)構(gòu)還是精密設(shè)備，焊接都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。多種焊接方法可選根據(jù)不同的需求和材料特性，可以選擇熔焊、壓焊和釬焊等多種焊接方法。每種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和適用場(chǎng)景，確保了焊接的靈活性和高效性。焊接性能影響大材料的化學(xué)成分和焊接工藝對(duì)焊接性能有顯著影響。低碳鋼可焊性優(yōu)良，而高碳鋼和鑄鐵則較差，選擇合適的焊接方法和材料至關(guān)重要。缺點(diǎn)焊接結(jié)構(gòu)不可拆卸焊接結(jié)構(gòu)一旦形成，便無(wú)法輕易拆解，這給設(shè)備的維修和部件更換帶來(lái)了不便，特別是在需要頻繁維護(hù)或升級(jí)的應(yīng)用場(chǎng)景中。存在焊接應(yīng)力與變形焊接過(guò)程中產(chǎn)生的高溫會(huì)導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，冷卻后可能引起結(jié)構(gòu)變形，這不僅影響美觀，還可能降低結(jié)構(gòu)的承載能力和使用壽命。焊接缺陷難以避免盡管現(xiàn)代焊接技術(shù)不斷進(jìn)步，但焊接過(guò)程中仍不可避免地會(huì)產(chǎn)生如氣孔、裂紋等缺陷，這些缺陷會(huì)削弱焊縫強(qiáng)度，增加斷裂風(fēng)險(xiǎn)。01020305焊接性能定義與評(píng)價(jià)01焊接的定義焊接是通過(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。它是制造業(yè)的基礎(chǔ)工藝和技術(shù)，在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。02焊接性能的評(píng)價(jià)焊接性能是材料在限定的施工條件下，焊接成按規(guī)定設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件，并滿足預(yù)定服役要求的能力。它包括接合性能和使用性能兩方面的內(nèi)容。03影響可焊性的因素影響可焊性的因素主要包括化學(xué)成分的影響和焊接工藝的影響。其中，鋼的碳含量對(duì)其可焊性的影響最明顯，低碳鋼的可焊性優(yōu)良，高碳鋼的可焊性較差。影響因素化學(xué)成分的影響鋼材的化學(xué)成分，尤其是碳含量，對(duì)焊接性能有顯著影響。低碳鋼因其優(yōu)良的可焊性而被廣泛使用，而高碳鋼和鑄鐵則因可焊性較差而在特定應(yīng)用中受到限制。焊接工藝的影響焊接工藝的選擇直接影響材料的可焊性。例如，熔焊過(guò)程中高溫可能導(dǎo)致材料元素?zé)龘p，產(chǎn)生氧化物和氮化物夾渣，從而降低焊縫的力學(xué)性能。環(huán)境因素的作用焊接過(guò)程中的環(huán)境條件，如溫度、濕度和清潔度，也會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生影響。不利的環(huán)境條件可能導(dǎo)致焊縫缺陷，如氣孔和裂紋，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的可靠性?；瘜W(xué)成分碳含量對(duì)可焊性的影響合金元素在鋼材中的含量直接影響其可焊性，不同的合金元素會(huì)對(duì)焊接過(guò)程中的裂紋敏感性和力學(xué)性能產(chǎn)生不同的影響，從而改變材料的焊接適應(yīng)性。合金元素的作用焊接異種材料時(shí)，由于材料間物理和化學(xué)性質(zhì)的差異，會(huì)導(dǎo)致焊接接頭處的性能變壞，這要求焊接工藝必須精心設(shè)計(jì)以適應(yīng)不同材料的特性。異種材料焊接的挑戰(zhàn)鋼的碳含量是影響其可焊性的關(guān)鍵因素，低碳鋼因其優(yōu)良的可焊性而被廣泛使用，而高碳鋼和鑄鐵則因可焊