實(shí)驗(yàn)一焊接接頭組織金相分析及焊條選用、分類(lèi)

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1、蘭州理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院《材料成型原理》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)（鑄造、焊接、金壓）2006．3．15實(shí)驗(yàn)一鑄造合金流動(dòng)性的測(cè)定一、概述液態(tài)合金充填鑄型型腔獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件的能力稱(chēng)為液態(tài)合金的充型能力。它受合金性質(zhì)、鑄型性質(zhì)、澆注條件和鑄件結(jié)構(gòu)四方面因素的影響。流動(dòng)性是指液態(tài)合金本身充填鑄型的能力。流動(dòng)性好的合金，出于其充型能力強(qiáng)，因而容易充滿型腔，有利于獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件。流動(dòng)性差的合金，充型能力就差，容易使鑄件產(chǎn)生澆不足、冷隔等鑄造缺陷。因此，流動(dòng)性是鑄造合金重要的鑄造性能之一。二、測(cè)試方法流動(dòng)性測(cè)試是將液態(tài)合金澆入專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的流動(dòng)性試樣溝道（型腔）中，以其停止流動(dòng)時(shí)

2、獲得的長(zhǎng)度作為流動(dòng)性指標(biāo)：也可以用試樣尖端或織薄部分被充填的程度作為流動(dòng)性指標(biāo)。后者旨在研究液態(tài)合金充填型腔細(xì)薄部分及棱兔的能力。由于流動(dòng)性的測(cè)定是在特定的鑄型條件、澆注條件和試樣溝道中進(jìn)行的，所以，測(cè)定時(shí)必須穩(wěn)定上述條件，才一能保證測(cè)試結(jié)果有較好的再現(xiàn)性和精確度。鑄造合金種類(lèi)繁多（鑄鐵、鑄鋼、有色合金、高溫合金等等），各種合金的物理及熱物理性質(zhì)千差萬(wàn)別；所研究問(wèn)題的側(cè)重點(diǎn)又不盡相同。因此，流動(dòng)性試樣的類(lèi)型很多，其中，絕大多數(shù)采用重力澆注方法，個(gè)別采用真空吸鑄；溝道大多做成直棒形或彎曲成一定形狀（如螺旋線形）。試樣鑄型大多為砂型和金屬型，偶爾采用石墨型。下面介紹幾種常用或結(jié)構(gòu)特殊的流

3、動(dòng)性試樣。1、螺旋線形螺旋線形應(yīng)用最為廣泛，目前已被建議為標(biāo)準(zhǔn)方法。螺旋線形流動(dòng)性試樣見(jiàn)圖:5-4。螺旋線形試樣以采用阿基米德螺旋線和漸開(kāi)線為多見(jiàn)。按內(nèi)澆口位置又可分為內(nèi)流式與外流式，內(nèi)流式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造型萬(wàn)使，坦由子流道袖辜運(yùn)新增人，局韶祖力損失隨流程的增大而增大，再加上沿捏沮力損失，將使液態(tài)合金的流動(dòng)條件的變化較大。外流式的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但局部蛆力損失漸趨減少。沿程阻力損失逐漸增大，結(jié)果，流動(dòng)“件“變化較小，測(cè)定結(jié)果的精確度較高。由于鑄型和澆注條件在每次測(cè)試由很難保持一致，特別是澆注時(shí)壓頭（澆注速度、流量等）的波動(dòng)對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響很大。因此，采用這種試樣取得滿意結(jié)果的關(guān)鍵，在于穩(wěn)定金

4、屬壓頭。目前，主要采取改進(jìn)澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使?jié)沧r(shí)金屬壓頭盡可能穩(wěn)定的措施來(lái)提高測(cè)試的精確度。圖1一1螺旋線形流動(dòng)性試樣2、真空吸鑄流動(dòng)性述祥（水平式）水平真空吸鑄式流動(dòng)性測(cè)試裝置見(jiàn)圖1-2.圖1-2水平真空吸鑄裝置示意圖l.埔鍋2.電爐3.耐熱玻瑞4.真空室5.艾空計(jì)6.氣壓控制器7.抽氣口這種測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)是鑄型條件和液態(tài)合金的充型壓頭穩(wěn)定一真空度可隨液態(tài)合金的密度不同而改變，能使各種合金在相同壓頭下充填鑄型萬(wàn)提高了測(cè)定結(jié)果的再現(xiàn)性，還可以觀察充填過(guò)程，記錄流動(dòng)長(zhǎng)度與時(shí)間的關(guān)系侄是這種測(cè)定裝置比較復(fù)雜。3、花盤(pán)形流動(dòng)性試樣試樣流道截面積的選擇，對(duì)流動(dòng)性測(cè)量敏感性的影響很大；截面過(guò)小

5、，澆注溫度影響流動(dòng)性的敏感性變差；而截面過(guò)大，液態(tài)合金的表面張力及氧化膜影響流動(dòng)性的敏感性變差?；ūP(pán)形流動(dòng)性試樣可同時(shí)澆注若干根粗細(xì)不等的溝道，排除了試樣截面大小上選擇的困難，又可反映充填細(xì)薄鑄件的能力。圖1-3花盤(pán)形流動(dòng)性試樣1.直澆道2、3.內(nèi)澆道4.充型能力的測(cè)定溝道5.流動(dòng)性的測(cè)定溝道圖1-3為花盤(pán)形流動(dòng)性試樣，其申0號(hào)溝道具有和普通螺旋試樣相同的斷面和長(zhǎng)度，用于測(cè)定合金熔液的流動(dòng)性。1號(hào)至10號(hào)溝道的長(zhǎng)度相同，但截面積依次遞減10％，并在每根溝道上做出等分的10個(gè)凸點(diǎn)，其中充滿的根數(shù)為基數(shù)，次一根充到的點(diǎn)數(shù)為小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)，這一數(shù)值表示了充型能力。例如前5根充滿，第6根充到8

6、點(diǎn)處，則充型能力為5.8級(jí)?；ūP(pán)形試樣的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，輻射狀的排列可以保證充型條件相近。但花盤(pán)形試樣存在同螺旋試樣相似的缺點(diǎn)4、立柱形流動(dòng)性試樣立柱形流動(dòng)性試樣實(shí)際上反映了液態(tài)合金的充型能力。圖1-4a是澆柱立柱形試樣的鑄造型。a)鑄型b)直徑倒數(shù)值的計(jì)算圖1-4立柱形試樣在直徑相等且相切的兩個(gè)匾柱形立柱間形成一個(gè)棱邊尖角，液態(tài)合金因毛細(xì)管作用而充入其間，只要測(cè)出澆成試樣倒錐體尖端的直徑，就可以用此直徑的倒數(shù)表示充型能力。如圖5-7t，此直徑d可按下式計(jì)算式中:R為圓柱形立柱的半徑；X為試樣兩尖端間距離之半。上式是在液態(tài)合金殉浸潤(rùn)楚為1800時(shí)的計(jì)算式，文獻(xiàn)泣8三表明，浸潤(rùn)角小千此

7、值時(shí)，對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響不大。所以，當(dāng)圓柱形立柱的尺寸選定時(shí)，只要測(cè)定試樣兩失端間的距離2x,就不難通過(guò)上式計(jì)算充型能力F這種試樣的充型能力與壓頭h,液態(tài)合金的密度P、表面張力σ間的關(guān)系是式中，g為重為加速度。圓柱形試樣的憂點(diǎn)是直觀，測(cè)量方便，且給出整個(gè)液柱高度范圍下的許多測(cè)量值它既可測(cè)定純液態(tài)合金性質(zhì)對(duì)充型能力的影響，又可說(shuō)定凝固特性對(duì)充型能力的影響。三、主要影響因素及其控制影響液態(tài)合金流動(dòng)性的因素很多，其中主妻有合金成分，澆注膩度、鑄型條陣和壓失等一般說(shuō)