07第7章金属的焊接成形.

目录第0章：绪论第1章：工程材料的结构与性能第2章：金属材料的结晶与二元相图第3章：钢的热处理第4章：工程材料第5章：金属的液态成形第6章：金属的塑性成形第7章：金属的焊接成形第8章：非金属材料成形第9章：新材料及其新工艺第10章：机械零件材料及成形工艺的选用工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有第7章金属的焊接成形7.1概述7.2常用熔焊方法7.3常用压焊方法7.4钎焊7.5其他焊接方法7.6金属材料的焊接性工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有第7章金属的焊接成形7.1概述7.2常用熔焊方法7.3常用压焊方法7.4钎焊7.5其他焊接方法7.6金属材料的焊接性工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（一）焊接的概念定义焊接是指利用局部加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使分离的两部分金属，通过原子的扩散与结合而形成永久性连接的一种工艺方法。焊接是一种成形制造方法。焊接件的性能在很大程度上取决于焊接头的组织。7.1概述工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有7.1概述工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（二）焊接方法的特点焊接方法的优点成形方便焊接方法灵活多样，工艺简便，能短时间内生产出复杂的焊接结构。在制造大型、复杂结构和零件时，可采取铸-焊、锻-焊、冲-焊等联合结构。7.1概述工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊接方法的优点成形方便适应性强焊接方法灵活多样，工艺简便，能短时间内生产出复杂的焊接结构。可生产微型、大型和复杂的金属构件、各种气密性好的高温、高压设备和化工设备。适应单件小批或大批大量生产。能实现异类金属和非金属的连接。如：原子能应用堆金属与石墨的焊接，硬质合金刀片与车刀刀杆的焊接。7.1概述工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊接方法的优点成形方便适应性强生产成本低比铆接可节省材料10%～20%，同时焊接加工快、工时少、生产周期短、生产效率高。7.1概述工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊接方法的优点成形方便适应性强生产成本低连接性能好焊缝具有良好的机械性能，能耐高温高压、能耐低温。具有良好的密封性、导电性、耐蚀性和耐磨性等。7.1概述工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊接方法的优点成形方便适应性强生产成本低连接性能好重量轻比铆接、螺栓连接都轻。7.1概述工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（二）焊接方法的特点焊接方法的优点焊接方法的缺点焊接结构不可拆卸，修理和更换不方便。易产生焊接应力和焊接变形而影响工件的形状、尺寸和承载能力。易产生焊接缺陷，如裂纹、未焊透、夹渣、气孔等棗易引起应力集中，降低承载能力，缩短使用寿命。焊接接头的组织和性能较差。7.1概述工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（三）焊接方法的分类熔焊在焊接过程中将工件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。是最基本的焊接方法，在焊接生产中占主导地位。常见焊法：气焊、电弧焊、电渣焊。7.1概述工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（三）焊接方法的分类压焊在焊接过程中对工件施加压力（加热或不加热）完成焊接的方法。只适用于塑性较好的金属材料的焊接。常见焊法：电阻焊、摩擦焊。钎焊将比母材（被焊接的材料的总称）熔点低的填充金属（钎料）熔化之后填充工件接头间隙，并与固态母材相互扩散实现连接的焊接方法。常见焊法：软钎焊和硬钎焊7.1概述工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（四）焊接方法的应用广泛地应用于传统制造领域主要用于制造金属结构件——船舶、锅炉与压力容器、汽车车身、建筑构架等工业产品的重要制造方法。制造机器零件、部件和工具——大型机械设备的一种制造工艺方法，如：铸-焊复合工艺、锻-焊复合工艺。在微电子工业，表面工程，新材料工程等领域发挥着独特的作用。制造双金属构件。不同材料之间的连接。7.1概述工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有第7章金属的焊接成形7.1概述7.2常用熔焊方法7.3常用压焊方法7.4钎焊7.5其他焊接方法7.6金属材料的焊接性工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（一）焊条电弧焊7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊条电弧焊冶金特点冶金温度高，易造成合金元素的烧损与蒸发——如焊碳素结构钢时，熔滴的平均温度约2300℃，熔池为1600℃以上。冶金过程短，易出现成分偏析现象。熔池体积小，一般为2～3cm3，冷却速度快，液态停留时间短。冶金条件差。熔池暴露，周围空气和杂质影响极大，产生各种冶金反应。7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有影响焊缝质量因素工件基体金属和焊条质量焊接时的电弧稳定程度焊接参数焊接操作技术焊后冷却速度焊后热处理7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊条：指涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极焊条的组成药皮焊心7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊条：指涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极焊条的作用作为电极，传导焊接电流，产生电弧。作为填充金属，与熔化的母材金属共同组成焊缝金属，占整个焊缝金属的50～70%。添加合金元素。7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊条：指涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极焊芯的牌号采用焊接专用纲丝制成，是经过特殊冶炼而成，该焊接专用钢丝称为焊丝。焊丝的牌号“H××元素符号×符号”，H08Mn2SiA7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊条：指涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极药皮的种类稳弧剂造气剂造渣剂合金剂脱氧剂成型剂7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊条：指涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极药皮的作用改善焊接工艺性——易于引弧和再引弧，稳弧性好，减少飞溅，使焊缝成形美观。机械保护作用——气体保护和渣保护冶金处理作用——去除有害杂质（如O.H.S.P等），添加有益元素。7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊条：指涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极焊条的分类7.2常用熔焊方法按熔渣性质分类酸性焊条碱性焊条按化学成分分类碳钢焊条低合金钢焊条不锈钢焊条堆焊焊条铸铁焊条及焊丝铜及铜合金焊条铝及铝合金焊条工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊条：指涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极焊条的选用原则等强度原则——选用与母材同强度等级的焊条。同成分原则——按母材化学成分选用相应成分的焊条。抗裂纹原则——焊接刚度大，形状复杂，使用中承受动载荷的结构时，应选用抗裂性好的碱性焊条。抗气孔原则——焊接受焊接工艺条件的限制时，应选用抗气孔的焊条。低成本原则——在满足使用要求的前提下，尽量选用工艺性能好、低成本、高效率的焊条。7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊接接头的区域划分焊缝金属：由熔池冷却凝固后形成热影响区：包括：熔合区（半熔化区）、过热区、重结晶区和部分相变区熔合区和过热区的性能最差，产生裂纹和局部破坏的倾向也最大，是焊接接头中机械性能最差的薄弱部位。热影响区宽度愈窄愈好──因宽度↑→焊缝V冷↓→晶粒粗大，变形↑7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊缝组织7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（二）埋弧焊焊接过程7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有埋弧焊特点生产率高，是焊条电弧焊的5-10倍。焊接质量高而且稳定。节省金属材料改善劳动条件7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（三）CO2气体保护焊7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有二氧化碳气体保护的特点成本低，仅是埋弧焊和焊条电焊的40%。生产效率高。操作性能好（明弧焊，焊接中可清楚看到焊接过程）。质量较好。主要用于30mm以下低碳钢和部分低合金结构钢焊件。7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（四）氩弧焊7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有氩弧焊的特点焊缝致密，成形美观，焊缝质量好。焊接速度快，热影响区小，工件焊后变形小。易实现自动化。适合于焊接各类合金钢、易氧化的非铁合金以及锆、钽、钼等稀有金属。7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（四）等离子弧焊接7.2常用熔焊方法自由电弧压缩→→等离子弧工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有等离子弧焊的特点具有氩弧焊的全部优点。等离子弧能量密度大，弧柱温度高，穿透能力强。焊接速度快，生产率高。可焊很薄的材料。7.2常用熔焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有第7章金属的焊接成形7.1概述7.2常用熔焊方法7.3常用压焊方法7.4钎焊7.5其他焊接方法7.6金属材料的焊接性工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（一）电阻焊电阻焊的定义利用电流通过焊件及其接触处所产生的电阻热，将焊件局部加热到塑性或熔化状态，然后在压力下形成焊接接头。属于压力焊的一种。电阻焊的特点焊接电流大（几千到几万安培）生产率高焊接变形小不须另加焊接材料操作简便，易实现机械化。7.3常用压焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（一）电阻焊电阻焊的种类点焊缝焊对焊凸焊7.3常用压焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（一）电阻焊点焊7.3常用压焊方法焊点不连续，呈分离状工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有7.3常用压焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有焊点的最小距离适用于厚度4mm以下的薄板7.3常用压焊方法工件厚度结构钢耐热钢铝合金0.5108151.01210182.01614253.0201830工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有7.3常用压焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（一）电阻焊缝焊7.3常用压焊方法圆盘状滚动电极焊点相互重叠，只适合于3mm以下的薄板结构工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（一）电阻焊对焊7.3常用压焊方法接头光滑工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（一）电阻焊对焊7.3常用压焊方法接头不平工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（一）电阻焊凸焊两个工件采用搭头形式焊接凸点7.3常用压焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有7.3常用压焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（二）摩擦焊利用工件间相互摩擦产生热量，同时加压7.3常用压焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有（一）电阻焊电阻焊的种类点焊缝焊对焊凸焊7.3常用压焊方法工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有第7章金属的焊接成形7.1概述7.2常用熔焊方法7.3常用压焊方法7.4钎焊7.5其他焊接方法7.6金属材料的焊接性工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有概念钎焊形成的焊缝称为钎缝。钎焊所用的填充金属称为钎料。钎焊过程工件表面清洗→→搭接装配→→放钎料与接头间隙→→加热钎料和工件与（高于钎料熔点温度）→→钎料熔化充满工件间隙→→液态钎料与工件金属相互扩散溶解→→冷疑后形成钎焊接头。焊接材料钎料焊剂（钎剂）7.4钎焊工程材料及成形技术中国农业大学工学院版权所有钎料的基本要求低于工件金属的熔点；有足够的浸润性（钎料流入间隙的性能）；有与工件金属适当的溶解和扩散能力；焊接接头应具有一定的机械性能和物理、化学性能。钎料的分类钎料分为软钎料和硬钎料（根据