金属工艺学—焊接.ppt
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教学重点焊接:是通过加热或加压,或者两者并用,并且用或不用填充材料,借助于金属原子扩散和结合,使分离的材料牢固地连接在一起的加工方法。主要焊接方法焊接的特点焊接与铆接等其他加工方法相比,具有减轻结构重量,节省材料;生产效率高,易实现机械化和自动化;接头密封性好,力学性能高;工作过程中无噪音等优点。其不足之处是会引起焊接接头组织、性能的变化,同时焊件还会产生较大的应力和变形。焊接的应用焊接主要用于制造各种金属构件,如建筑结构、船体、车辆、锅炉及各种压力容器。此外,焊接也常用于制造机械零件,如重型机械的机架、底座、箱体、轴、齿轮等。气门芯一、手工电弧焊(一)焊接过程焊接时,先将焊条与焊件瞬时接触,发生短路.强大的短路电流流经少数几个接触点,致使接触点处温度急剧升高并熔化,甚至部分发生蒸发。当焊条迅速提起时,焊条头温度已升得很高,在两电极间的电场作用下,产生了热电子发射。飞速焊接电弧分三个区域,阴极区,阳极区和弧柱区。各区域的热量是不同的。阴极区:热量约占电弧总热量的36%;阳极区:热量约占电弧总热量的43%;弧柱区:热量约占电弧总热量的21%。(二)手工电弧焊设备2)交流弧焊机它是符合焊接要求的降压变压器。工作原理如图所示,通过改变次级线圈抽头的接法和可动铁芯的位置,对焊接电流进行调节。交流弧焊机结构简单,制造方便,成本低廉,节省电能,使用可靠,维修方便。缺点是电弧不够稳定。交流弧焊机是一种常用的焊条电弧焊设备。(三)电焊条(简称焊条)(2)电焊条的分类与牌号焊条的型号与牌号GB5117—1995规定了碳钢焊条型号编制方法。一种焊条型号有不同工艺性能的几种牌号如J427和J427Ni,同属于E4315焊条型号。(3)电焊条的选用原则等强度原则:低碳钢和普通低合金钢构件,一般都要求焊缝金属与母材等强度,因此可根据钢材强度等级来选用相应的焊条。同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用。主要应考虑:焊接件的结构形状、钢板厚度、载荷性质和抗裂性能而定。低碳钢与低合金结构钢焊接,可按某一种钢接头中强度较低的钢材来选用相应的焊条。焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材,应选用相应的专用焊条。(四)手弧焊工艺焊件开坡口的目的在于保证焊透,增加接头强度,(2)焊缝的空间位置(3)焊接规范焊接时,影响焊接质量与生产效率的工艺参数,主要是焊条直径与焊接电流焊条直径由工件厚度、焊缝位置和焊接层数等因素确定;选用较大直径的焊条,能提高生产率;但如用过大直径的焊条,会造成未焊透和焊缝成形不良。一般情况下,焊件厚度<4mm时,焊条直径等于焊件厚度;≥4mm时,焊条直径为(4~6)mm。仰焊时,焊条直径一般不超过4mm。焊接电流电流太大,焊条熔化过快,金属飞溅加剧,可能烧穿焊件;电流过小,电弧不稳定,造成焊不透,生产率降低。一般焊接电流主要由焊条直径和焊缝位置确定I=K·d式中:I——焊接电流,A;d——焊条直径,mm;K——经验系数,一般为25-60;平焊时K取较大值;立、横、仰焊时取较小值。使用碱性焊条时焊接电流要比使用酸性焊条时略小。增大焊接电流能提高生产率,但电流过大,易造成焊缝咬边和烧穿等缺陷;焊接电流过小,使生产率降低,并易造成夹渣、未焊透等缺陷。二、气焊(二)氧-乙炔焰乙炔与氧混合所形成的火焰,由焰心、内焰和外焰组成根据氧与乙炔体积的混合比例,火焰分为中性焰碳化焰和氧化焰三种。(三)气焊设备气焊所用设备有氧化瓶、乙炔瓶、减压器和焊炬等。这些设备用软管连接,形成工作系统。(四)气焊工艺气焊焊缝空间位置也分为平、横、立、仰四种。接头类型以对接为主。焊接低碳钢用的焊丝为普通的低碳钢丝,不用焊剂(药)。气焊工艺(1)确定乙炔的消耗量焊接碳钢时,可按下列公式计算V=(100~150)δ式中V—乙炔消耗量(L/h)δ—钢板厚度(mm)计算出乙炔消耗量后,可选择相应的焊具及其焊嘴号(2)施焊方法按焊炬与焊丝沿焊缝移动方向的不同,分为左焊法和右焊法。左焊法是焊丝与焊炬同时向左移动,火焰指向待焊部分的操作方法。这种操作方法便于观察熔池与焊件表面的加热情况,但热量散失大,冷却较快,焊缝易氧化,适用于焊接5mm以下的薄钢板和低熔点的金属。右焊法是焊丝与焊炬同时向右移动,火焰指向已焊部分的操作方法。此法对熔池保护好,焊缝冷却缓慢,热量利用率高。但是,不易掌握,主要用于焊接厚度为5mm以上的钢结构焊件。第三节熔焊冶金原理熔化焊的三要素热源能量要集中,温度要高。以保证金属快速熔化,减小热影响区。满足要求的热源有电弧、等离子弧、电渣热、电子束和激光。熔池的保护可用渣保护、气保护和渣-气联合保护。以防止氧化,并进行脱氧、脱硫和脱磷,给熔池过渡合金元素。填充金属保证焊缝填