【材料课件】《授课教案》第四篇 金属焊接成形（焊接生产）4.docx

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时间：2021年x月x日
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课程名称：金属材料成形基础任课教师：徐晓峰第四篇金属连接成形（焊接生产）计划学时：8教学目的和要求：
本篇主要介绍了焊接成形工艺基础、各种常用焊接生产方法、常用焊接材料、焊接结构设计及先进工艺方法。学完本篇要求学生了解并掌握焊接成形工艺基础、各种常用焊接生产方法、常用焊接材料、焊接结构设计及先进工艺方法。

重点：重点为焊接成形工艺基础、常用焊接生产方法和焊接结构设计；。
难点：难点为焊接成形工艺基础、常用焊接生产方法和焊接结构设计。
思考题：

何谓焊接电弧用交流电焊机与直流电焊机焊接时？其电弧有何不同？
焊接低碳钢时，其焊接热影响区可分为哪几个?区域其中哪个区域的性能最好？哪个区域的性能最差？为什么？
减小与消除焊接应力的措施有哪些？减小与消除焊接变形的措施有哪些？
钎焊与熔化焊相比，其焊接过程的实质有何不同？
何谓金属材料的可焊性？生产中常用什么方法评定钢材的可焊性？
当焊接材料确定后，应如何选择焊接方法？（根据材料的可焊性、工件的厚度、生产批量、各种焊接方法的适用范围和现场条件）第四篇金属焊接成型
概述
一、金属焊接成形
用加热、加压等工艺措施，使两分离表面产生原子间的结合与扩散作用，从而获得不可拆卸接头的材料成形方法。
二、焊接成形的分类
1．熔化焊：电弧焊（手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊）、电渣焊、电子束焊、激光焊、等离子弧焊等。
2．压力焊：电阻焊、摩擦焊、冷压焊、超声波焊、爆炸焊、高频焊、扩散焊等。
3．钎焊：软钎焊、硬钎焊。
三、焊接成形的特点
1．接头牢固、封性好。
2．可化大为小、以小拼大。
3．可实现异种金属的连接。
4．重量轻、加工装配简单。
5．焊接应力变形大，接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。
第一章金属焊接成形工艺基础
§1手工电弧焊的焊接过程
一、手工电弧焊的特点
1.设备简单、应用灵活方便。
2.劳动条件差、生产率低、质量不稳定。
二、手工电弧焊焊接过程
①引弧②形成熔池③形成焊缝
三、焊接电弧
1.焊接电弧的概念
在焊条末端和工件两极之间的气体介质中，产生强烈而持久的放电现象。
形成焊接电弧必须具备两个条件
使气体电离

阴极发射电子

当焊条末端和工件接触时，接触电阻R急剧增大，短路电流I也急剧增大。使电阻热：Q=I2Rt急剧增大。电场强度：E=V/d急剧增大。
从而使热的金属气体和空气产生热电离和碰撞电离。
焊接电弧的稳定燃烧—就是带点粒子产生、运动、复合、产生的动态平衡过程。
2.电弧的构造及热量分布
阴极区：2400k36%
阳极区：2600k42%
弧柱区：中心5000~8000k21%
3.电弧的极性
直流电源正接极：工件—正极（阳极）；焊条—负极（阴极）。
直流电源反接极：工件—负极（阴极）；焊条—正极（阳极）。
§2焊接接头金属的组织与性能
一、熔焊过程冶金特点
1.熔池金属温度高于一般冶金温度。使金属元素强烈蒸发、烧损。
2.熔池金属冷却快，处于液态的时间短。
化学成分不均匀；焊缝区易产生气孔、夹渣等缺陷。
[O]
O2
3.空气对焊缝的影响严重。
1）O2：
C+[O]CO；Fe+[O]FeO；
Mn+[O]MnO；Si+[O]SiO2
氧化的结果：①合金元素被烧损；②焊缝产生夹渣的缺陷；
③形成CO气孔。
2）N2：N2[N]
Fe+[N]Fe4N；使接头的塑性、韧性下降。
3）H2：H2[H]；氢气孔氢脆
二、熔焊冶金过程中必须采取的工艺措施
1.减少有害气体进入熔池；
2.渗入合金元素；
3.清除已进入熔池的有害元素。
三、电焊条
1.电焊条的组成及作用
焊缝的填充材料填充焊缝

电极传导电流导电
焊条芯

电焊条
机械保护的作用

药皮
冶金的作用

稳定电弧的作用

药皮的种类：①氧化钛型；②氧化钛钙型；③钛铁矿型；④氧化钛型；⑤纤维素型；⑥低氢钾型；⑦低氢钠型；⑧石墨型；⑨盐基型。
2.电焊条的分类
结构钢焊条—J；钼和铬耐热钢焊条—R；
低温钢焊条—W；不锈钢焊条—A；
堆焊焊条—D；铸铁焊条—Z；
镍及镍合金焊条—Ni；铜及铜合金焊条—T；
铝及铝合金焊条—L；特殊用途焊条—TS
酸性焊条：在熔渣中以酸性氧化物为主（TiO2、SiO2、Fe2O3）
碱性焊条：在熔渣中以碱性氧化物为主（K2O、Na2O、CaO、MnO）
三、电焊条的选用
1.根据被焊工件的强度选用；
2.根据被焊工件的化学成分选用；
3.根据被焊工件工作条件和结构选用；
4.根据实际生产状况选用。
四、焊接接头金属组织与性能
1.焊接热循环