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《第三章 母材熔化與焊縫(土木)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第三章 母材的熔化與焊縫的成形第一節(jié) 母材的熔化與焊縫的成形1、母材的熔化和熱輸入：1.1母材：被焊的材料（工件、焊件）；在熔化焊時，組成焊縫的熔化金屬有兩部分組成：ⅰ由焊絲熔化而得的熔化金屬（有時沒有此部分）ⅱ由母材熔化而得的熔化金屬；以上兩部分熔化金屬混合在一起組成熔池，冷卻以后形成焊縫；熔池不斷的移動和更新，不斷的冷卻形成焊縫，所以要獲得一條形狀和尺寸均完好的焊縫，就要保證熔池的形狀和尺寸不變。而熔池的形狀、尺寸和運動又與母材的熔化有關(guān)；1.2母材的熔化熱：主要是電弧熱：直流正接：用于加熱母材的熱為PA；直流反接：用于加熱母材的熱為PK；用直流
2、電焊接時，一般可用以下公式計算母材的熱輸入：q=0.24ηIUη:熱效率系數(shù)埋弧焊的η最高：η＝0.8~0.9;1.3熔池的形狀：電弧正下方熔化的液態(tài)熔池金屬在電弧力（電磁收縮力、等離子流力等）、熔滴沖擊力的作用下，克服重力和表面張力被推向電弧移動的后方，并在電弧力、重力和表面張力等共同作用下保持有一定的液面差，形成了具有一定形狀和尺寸的熔池，如圖所示。1.4熔池的溫度：母材過熱熔化形成熔池；一般熔池的溫度比熔滴低200℃左右，但比母材的熔點高；例如：鋼的熔池的溫度為1700~2100℃;（過熱200～600℃）鋁的熔池的溫度為900~1200℃;（
3、過熱250～550℃）熔池的溫度分布不均勻，如圖所示。根據(jù)溫度分布情況，可把熔池分為兩部分：頭部和尾部。熔池形狀示意圖1-電弧2-液體金屬3-已凝固的焊縫金屬H-熔池深度B-熔池寬度L-熔池長度h-余高熔池內(nèi)沿焊縫縱向軸線上的溫度分布示意圖1-熔池頭部2-熔池尾部2、焊縫的主要尺寸和形狀系數(shù)：2.1主要尺寸：如圖3-1所示熔深（H）：在焊縫橫截面中，從焊趾連線到焊縫背面的距離；熔寬（B）：在焊縫表面兩焊趾之間的距離；余高（a）：焊縫表面焊趾連線上面那部分金屬的高度；焊趾：焊縫表面與母材交界處；2.2形狀系數(shù)：2.2.1成形系數(shù)（φ）：φ大：則焊縫寬而
4、淺；φ小：則焊縫深而窄；一般要求φ＞1（B＞H）:例如：手工電弧焊φ＝1~2；埋弧焊φ＞1.25；堆焊φ可達到10;2.2.2焊縫的增高系數(shù)（τ）：余高存在的優(yōu)點：ⅰ避免熔池金屬收縮時形成缺陷；ⅱ可增大焊縫截面，提高承受靜載的能力；余高存在的缺點：在動載或交變載荷下，不能起加強作用，反而易于促使脆斷；一般τ≥4~8;2.2.3焊縫的熔合比γ：熔焊中，被熔化的母材部分在焊縫金屬中所占的比例。（用面積代表質(zhì)量）Fm:母材熔化的橫截面積；FH:填充金屬的橫截面積；可用調(diào)整γ來改變焊縫的化學(xué)成分，從而調(diào)整接頭的性能；一般0≤γ≤1；γ=0.1~0.85第二節(jié)
5、焊縫成形的基本規(guī)律1、電弧能量參數(shù)對焊縫成形的影響：1.1焊接電流的影響：當(dāng)I↑→H↑、a↑、B基本不變；交流埋弧焊電流對焊縫尺寸的影響電弧電壓：36~38V焊絲直徑：5mm焊速：40m/h1.2焊接電壓的影響：當(dāng)U↑→B↑、H↓、a↓;所以，為了得到合適的焊縫成形，通常在增加焊接電流的同時，也適當(dāng)增加焊接電壓，使H、B、a改變均勻；交流埋弧焊電壓對焊縫尺寸的影響電弧電流800A焊絲φ5mm焊速40m/h1.3焊接速度V焊：V焊↑→qm/v↓（焊接線能量）→H↓、B↓、a↓；V焊↑→焊接生產(chǎn)率提高；所以，焊接速度的選擇應(yīng)考慮以上兩個方面的因素綜合考慮
6、；交流埋弧焊焊速對焊縫尺寸的影響2、其它工藝條件的影響：（I、U、V焊基本不變的情況下）2.1焊絲直徑ds：ds↓→H↑、a↑、B↓;2.2焊絲干伸長L干：L干↑→a↑；（當(dāng)ρ較大、S較小、L干較大時，此種影響就越大）2.3電極（焊絲）的傾角：2.3.1前傾：如圖所示；前傾會使H↓、B↑、a↓，并且前傾角度越小，這一影響越明顯；2.3.2后傾：如圖3-18a所示；后傾與前傾的情況相反，它使H↑、B↓、a↑；電極傾角對焊縫成形的影響a)前傾b)后傾c)傾角影響2.4工件的傾角：2.4.1上坡焊：如圖所示；重力有助于熔池金屬向尾部排，所以H↑、B↓、a↑
7、；上坡焊的傾角α＞6°~12°時，易產(chǎn)生咬邊；2.4.2下坡焊：如圖所示；它使H↓、B↑、a↓，α過大時，則熔深不足，焊縫流溢；2.5坡口和間隙：當(dāng)坡口、間隙的尺寸增大時→a↓、γ↓；可以用此方法控制a、調(diào)整熔合比，從而控制性能；坡口和間隙對焊縫成形的影響第四節(jié) 焊縫成形的缺陷及產(chǎn)生原因焊縫成形缺陷常見的有：未焊透、未熔合、燒穿、咬邊、焊瘤等；1.未焊透：熔焊時，接頭根部未完全焊透的現(xiàn)象。原因：①焊接電流??；②焊速過高；③坡口尺寸不合適；④焊絲未對準焊縫中心；2.未熔合：熔焊時，焊道與母材之間或焊道與焊道之間，未能完全熔化結(jié)合的部分叫做未熔合；原因：
8、熔池金屬在電弧力的作用下被排向尾部而形成溝槽，溝槽處容易產(chǎn)生未熔合；3.燒穿：熔焊時，熔化金屬自焊縫背面流出
