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1、徐州工程學(xué)院教案2012年至2013年第一學(xué)期第5周星期三課題名稱（含教材章節(jié)）第三章母材的熔化與焊縫的成形教學(xué)目的和要求：介紹熔池和焊縫的形成；闡述在電弧熱及力的作用下母材的熔化；討論焊縫成形的缺陷及其控制；深入了解并掌握焊縫的成形的基本規(guī)律。教學(xué)重點：重點討論焊縫成形的缺陷及其控制與焊縫的成形的基本規(guī)律。教學(xué)內(nèi)容（要點）熔池和焊縫的形成;（0.5學(xué)時）在電弧熱及力的作用下母材的熔化;（0.5學(xué)時）焊縫的成形的基本規(guī)律；（0.5學(xué)時）焊縫成形的缺陷及其控制。（0.5學(xué)時）一、延性斷裂特征及過程通常用缺口強度比NSR作為衡量靜拉伸下缺口敏感度指標(biāo)。-10-徐州工程學(xué)院教案第三章母材
2、的熔化與焊縫的成形本章重點討論:1、熔池和焊縫的形成;2、在電弧熱及力的作用下母材的熔化;3、焊縫的成形的基本規(guī)律;4、焊縫成形的缺陷及其控制.第一節(jié)焊縫和熔池的形狀尺寸及焊縫的形成以對接接頭單道焊為例,討論熔池的形狀尺寸及焊縫的形成一、焊縫的形狀尺寸及其對焊接質(zhì)量的影響1、焊縫的成形系數(shù):φ=B/HB-熔寬;H-熔深φ的影響:①熔池中氣體的難易-氣孔②熔池的結(jié)晶方向-裂紋③焊縫的偏析程度-裂紋埋弧焊φ>1.25避免產(chǎn)生裂紋及氣孔堆焊φ=10要求熔深深淺,焊縫寬熔大2、余高a有利一面:①避免熔池金屬凝固收縮時形成缺陷;②↑焊縫的截面積-提高承載能力;有害一面:③↑應(yīng)力集中;④↓疲勞
3、壽命.H、B、a確定之后基本上確定了焊縫截面輪廓,但不能確定形狀.3、熔合比:確定了母材金屬在焊縫中橫截面與焊縫橫截面之比r=Fm/(Fm+FH)Fm-母材金屬在焊縫截面中所占的面積FH-填充金屬在焊縫截面中所占的面積※:坡口及熔池形狀改變,r將發(fā)生變化r的影響:①可調(diào)整焊縫的化學(xué)成份;②↓裂紋的敏感性.坡口形狀對r的影響,改變坡口形狀③↑焊縫的力學(xué)性能,如:↓r而↑焊縫的韌性,塑性.-10-徐州工程學(xué)院教案（在焊材中加入細(xì)化晶粒的元素）母材金屬和焊絲金屬在電弧的作用下被熔化且混合在一起形成熔池.電弧正下方的熔池在電弧力的作用下克服重力及表面張力排向熔池的尾部.二、焊縫的形成1、焊
4、縫的形狀取決于熔池的形狀2、焊縫的形狀取決因素:(1)接頭型式及空間位置(2)坡口形狀和間隙大小(3)焊縫金屬熔化狀態(tài):熔滴的過渡形式3、焊縫的成形取決因素:(1)接頭的型式及空間位置(2)坡口形狀(3)工藝參數(shù)的影響生產(chǎn)中:1、平焊焊縫成形好,因此施焊時常用轉(zhuǎn)胎或夾具使焊縫位于平位;2、空間位置施焊,由于重力不利,應(yīng)限熔池的尺寸和強制成形:如電氣立焊及電渣焊時.-10-徐州工程學(xué)院教案第二節(jié)熔池受到的力及熔池尺寸的影響因素前面只討論了熱的影響,實際上還受到各種力的影響.在焊接電弧的作用下,熔池表面凹陷液態(tài)金屬被排向尾部,使熔池尾部液面高出工件表面,凝固后形成余高.力還使熔池也產(chǎn)生
5、流動,從而使焊縫各處的成份比較一致,同時將影響到熔池的形狀和焊縫的成形.一、力對熱源作用位置及熔池形狀的影響因素:1、使熱源作用于熔池的凹陷處.凹陷越大,熱源下移的距離越大,熔深相應(yīng)增大,易形成指狀熔池凹陷主要是電弧的靜壓力及動壓力,射流過渡時存在熔滴對熔池的沖擊力.2、電流↑或磨尖角度↓-電弧壓力↑-熔深↑弧長的影響不大.二、力對熔池金屬的流動及熔池形狀的影響熔池金屬除了向尾部流動之外,在其他力的影響下還產(chǎn)生其他形狀的流動.1、熔池金屬的重力(1)在各種空間位置焊接時破壞熔池的穩(wěn)定性,使焊縫成形變壞(2)重力使金屬的流動的方向與空間位置有關(guān),即對熔池形狀的影響取決于焊位.2、電磁
6、力電流流入熔池時,由于斑點面積較小,而熔池中的導(dǎo)電面積很大.這樣斑點處電流密度較大,壓力高,其他地方的電流密度小,壓力低。(1)壓力差使熔池中心處金屬下流,熔池四周金屬向熔池中心渦流(2)熔池中的高溫金屬把熱量帶向熔池的底部-熔深↑.3、表面張力:取決于溫度及成份T↑σ↓;氧化物↑-σ↓(1)阻止熔池在電弧力或熔池金屬重力作用下的流動;(2)影響到熔深和寬度無論是力的影響還是輸入熱量的影響均取決于焊接規(guī)范及工藝因素第三節(jié)焊接參數(shù)和工藝因素對焊縫尺寸的影響這里將以SAW為主講述焊接參數(shù)和工藝因素對焊縫尺寸的影響.-10-徐州工程學(xué)院教案一、電流、電壓、焊速等的影響--決定焊縫尺寸的主
7、要能量參數(shù)(一)焊接電流1、Ih↑-工件上電弧力和熱輸入均↑-熱源位置下移-熔深↑H=KmIKm-熔深系數(shù)2、Ih↑-焊絲的熔化量成比例增多,而熔寬近乎不變-余高↑△:鎢極氬弧焊Ih↑-余高c不變3、Ih↑-φ↓r↑(熔合比)∵Ih↑-弧柱直徑↑,但弧柱潛入工件的深度↑斑點的范圍受到限制,于是熔寬幾乎不變,∴φ↓r↑;△:熔化極氬弧焊時易形成指狀熔深(焊Al最明顯)(二)電弧電壓∵U弧↑-電弧功率↑-工件輸入↑U弧↑-Lc↑-分布半徑r↑-qm↓(比熱流)∴熔深H有所
