机械制造基础理论教程5.ppt

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第四篇焊接,第一章电弧焊,1.1焊接电弧,焊接电弧：

是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。

一般情况下，电弧热量在阳极区产生的较多，约占总热量的43%，阴极约36%，弧柱约21%。

温度：

用钢焊条焊钢材时阳极区2600K阴极区2400K电弧中心60008000K,正接、反接：

正接：

正极接工件工件温度可稍高一些正接。

反接：

负极接工件，工件温度可稍低一些。

交流焊机、无正反接特点，温度均为2500K。

焊机的空载电压就是引弧电压，一般为5090V，电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。

电弧长度越大，电弧电压也越高，一般为1635V。

1.2焊接接头的组织与性能,一、焊接工件上温度的变化与分布各点处由常温较高温度常温固态液态固态温度变化如图4-3,二、焊接接头组织与性能以低碳钢为例P132图4-4晶粒大塑性韧性晶粒过热组织，塑性韧性晶粒细小，力学性能可能优于晶粒大小不均匀，比正火区差图4-4低碳钢焊接接头的组织,1.3焊接应力与变形,焊接过程中，局部被加热或液态，然后再快速冷却下来，各处冷却速度也不相同，必将产生内应力、变形或裂纹。

焊缝是靠一个移动的点热源加热，然后逐次冷却下来形成的，因此应力的形成、大小和分布状况较复杂。

既定整条焊缝同时形成，应力分布如图4-5焊接应力的存在将影响焊接构件的使用性能，承载能力大为降低，抗腐蚀能力下降。

焊接应力的防止和消除选择塑性好的材料。

避免焊缝密集交叉，焊缝过长，截面过大。

合理的焊接次序，尽量使焊缝在纵向横自由收缩。

图4-6a为正确。

焊前预热，可减小温差，减少焊接应力较为有效。

焊后立即捶击。

需较彻底地消除焊接应力时，焊后去应力退火，可消除残余应力达8090%。

小线能量。

焊接能源（热源）输入给单位长度焊缝上的能量。

1.4焊条电弧焊,一、焊条电弧焊的焊接过程电弧在工件和焊条之间燃烧，产生高温，电弧热使工件、焊芯同时熔化，形成熔池。

O2,H2,侵入，保护熔化金属。

分解产生大量气体在熔池，电弧四周（CO,CO2,H2）,药皮,熔化进入熔池产生渣浮起,防止有害气体侵入,保护熔化金属。

二、电焊条焊芯起导电和填充焊缝作用，直径最小为1.6，最大为8。

常用3.25。

表4-2焊条药皮主要作用：

提高电弧稳定性，防止空气对熔化金属的有害作用，对溶池脱氧，加入合金元素，以保证焊缝金属的化学成分力学性能。

表4-3,摘自GB5117-85,第3、4位组合表示焊接电流种类、药皮类型,表示抗拉强度Kgf/mm2,牌号（焊接行业中焊条代号）,E4303,第3位表示焊接位置,表示焊条,抗拉强度420MPa,J422,药皮类型、电流种类、15酸性、6、7碱性,结构钢焊条。

例：

1.5埋弧焊,一、埋弧焊的焊接过程焊丝不断地被自动送入焊接移动或工件移动焊剂从漏斗中不断流出电弧在焊剂下燃烧,电弧燃烧后，熔池金属被电弧气体排挤向后堆积形成焊缝。

焊缝上没有涂料，允许提高电流密度，电流密度增加，电弧吹力也增加，同时热量也增加，熔池深度大，熔池体积也大。

由于高温焊剂被熔化成熔渣，与熔池金属发生物理化学作用。

部分焊剂被蒸发形成气体。

将电弧周围熔渣排开，形成一个封闭的熔渣泡。

它具有一定粘度，能承受一定压力，保护了熔池，不与空气接触，又防止了金属飞溅,1.6气体保护焊,一、二氧化碳气体保护焊P143图4-21特点1.成本低2.生产率高3.操作性能好4.质量较好5.飞溅较严重，焊缝不够光滑，易有气孔。

主要用于30mm以下低碳钢、部分低合金钢，尤其适宜薄板。

二、氩弧焊图4-19不熔化：

3mm以下时，可直接焊接。

适于厚度6mm以下。

熔化：

适于厚度25mm以下。

主要用于：

焊铝、镁、钛及其合金，也用于焊接不锈钢、耐热钢、重要低合金钢。

接头处必须清除干净。

P153电渣焊图4-32电渣焊示意图通常都是在垂直立焊，单丝不摆动可焊厚度4060mm，三丝摆动可焊450mm。

特点：

P1531）可一次焊很厚的工件；2）生产率高，成本低；3）焊缝金属比较纯净；4）焊接后冷却速度较慢，焊接应力较小，相应晶粒粗大。

要焊后热处理如正火处理。

第三章常用金属材料的焊接,一、焊接性的概念金属材料的焊接性是指被焊金属在采用一定的焊接方法，焊接材料、工艺参数及结构形式条件下获得优质焊接接头的难易程度。

焊接性不是一成不变的，同一种金属材料，采用不同的焊接方法。

焊接材料及焊接工艺、焊接性可能有很大差别。

焊接性包括两个方面：

一是工艺焊接性，二是使用焊接性（接头使用中的可靠性）,3.1金属材料的焊接性,二、钢材焊接性的估算方法影响钢材焊接性的主要因素是化学成分，碳的影响最为明显，其它元素影响可折合成碳的影响。

计算公式见P157,