熔焊原理及金屬材料焊接

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1、熔焊原理及金屬材料焊接什么是焊接：焊接是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達到結合的一種方法。宏觀上焊接的兩個特點：1.需要外界能量。2.焊接結合的不可拆卸性。微觀上的特點：焊接件之間達成原子間的結合。即就是原來分開的工件，經過焊接后在為微觀上形成一個整體。（兩工件間建立了金屬鍵）我們主要學習研究與熔焊有關的基本理論及應用1234焊接接頭示意圖：1.焊縫2.熔合區(qū)3.熱影響區(qū)4.母材焊縫：焊接時焊件經過焊接形成的結合部分。熱影響區(qū)：母材因受熱的影響（但未熔化）而發(fā)生組織與力學性能的變化區(qū)域叫熱影響區(qū)。熔合

2、區(qū)：焊縫與熱影響之間的過渡區(qū)。第一章焊接區(qū)溫度的變化1.焊接區(qū)溫度的變化加熱是是實現(xiàn)熔焊的必要條件。通過對焊件進行局部加熱，使焊接區(qū)的金屬熔化、冷卻后形成牢固接頭。但加熱也必將引起焊接區(qū)金屬的成分、組織與性能的變化，其結果必將決定焊接的質量。上述變化的程度則主要取決于溫度變化的情況，。因此能主動控制焊接質量，首先就應掌握焊接區(qū)溫度變化的規(guī)律，即掌握溫度與空間位置和溫度與時間的關系。焊接熱源：電弧熱、化學熱、電阻熱、摩擦熱、等離子熱、電子束、激光束、高頻感應熱等。熱源的性能不僅影響焊接質量，而且對焊接生產率有著決定性的作用。理想

3、的焊接熱源應該是具有加熱面積小、功率密度大、加熱溫度高等的特點。2.焊接溫度場熱量的傳導共有對流、對流和輻射三中基本方式。在熔焊過程中三種方式都存在，熱源的熱量傳遞主要通過對流與輻射，母材與焊絲獲得熱量后在內部的傳遞則以傳導為主。影響焊接溫度場的因素：熱源的性質、焊接參數、被焊金屬的熱物理性能、被焊金屬的幾何尺寸。3.焊接熱循環(huán)：在焊接熱源的的作用下，焊件上某一點的溫度隨時間的變化。叫做焊接熱循環(huán)。焊接熱循環(huán)討論的對象是焊件上某一點的溫度與時間的關系。這一關系決定了改點的加熱速度、保溫時間和冷卻速度，對接頭的組織與性能都有明顯

4、的影響。影響焊接熱循環(huán)的基本因素：1.焊接線能量與預熱溫度2.焊接方法3.焊接尺寸4.接頭形式5.焊道長度調整焊接熱循環(huán)的方法：1.根據被焊金屬的成分選擇適用的焊接方法2.合理選用焊接參數3.采用預熱、保溫或緩冷等措施降低冷卻速度。4.調整多層焊的層數或焊道長度，控制層間溫度。第二章焊接化學冶金過程焊接化學冶金過程：主要指熔焊時焊接區(qū)內各種物質之間在高溫條件下的相互作用。其中不僅化學變化，而且包括物質在各個參加反應物（如氣體、溶渣、液體金屬）間的遷移和擴散。焊縫金屬的構成焊件后所形成的結合部分就是焊縫。1.焊條的加熱與熔化。2

5、.母材的熔化與熔池。3.焊縫金屬的熔合比。焊接化學冶金過程的特點1.焊接時的焊縫金屬保護1.焊接化學冶金反應區(qū)1）藥皮反應區(qū)的特點2）熔滴反應區(qū)3）熔池反應區(qū)焊接參數與焊接化學冶金的關系焊接熔渣主要了解熔渣的作用成分和分類：焊縫金屬的合金化焊縫金屬的合金化的目的：1．補償焊接中因氧化和蒸發(fā)所引起的合金元素的損失2．消除某些焊接工藝缺陷，改善焊接縫金屬的組織及力學性能3．獲得具有特殊性能的堆焊層第二章焊接冶金缺陷焊接過程中，在焊接接頭中產生的金屬不連續(xù)、不致密或連接不良的現(xiàn)象，叫做焊接缺陷。優(yōu)質的焊接接頭應具備兩個條件：１．使用

6、性能不低于母材２．沒有技術條件中規(guī)定不允許存在的缺陷焊縫中的氣孔焊接時熔池中的氣泡在凝固未能逸出而殘留下來所形成的空穴，叫做氣孔。氣孔形成的過程與影響因素１．氣孔形成的過程（1）熔池中吸收了較多的氣體而達到過飽和狀態(tài)（2）氣體在一定條件下聚集形核（3）氣泡核心長大為具有一定尺寸的氣泡（4）氣泡上浮受阻殘留在凝固后的焊縫中而形成氣孔２．影響氣孔生成的因素和控制措施（1）冶金因素對氣孔胡影響1）熔渣氧化性的影響2）焊條藥皮與焊劑組成物的影響3）鐵銹及水分等的影響（2）工藝因素對氣孔的影響1）焊接線能量2）電流的種類和極性3）點固焊

7、或定位焊4）其它操作上的因素焊縫中的夾雜物１．夾雜物的種類及危害1）氧化物夾雜2）硫化物夾雜3）氮化物夾雜２．防止焊縫中形成夾雜物的措施1）選用合適的線能量，保證熔池有必要的存在時間1）多層焊時，每一層焊縫（特別是打底焊縫）焊完后，必須徹底清理焊縫表面的焊渣，以防止殘留的焊渣在焊接下一層焊縫時進入熔池而形成夾雜物2）焊條電弧焊時，焊條作適當擺動以利于夾雜物的浮出。3）施焊時注意保護熔池，包括控制電弧長度。焊接裂紋的分類及其基本特征１．焊接裂紋的危害焊接裂紋是焊接生產中比較常見而且危害性十分嚴重的焊接缺陷，它不僅會造成廢品，而且

8、可能釀成災難性事故。２．焊接裂紋的分類（1）焊接熱裂紋（2）焊接冷裂紋（3）消除應力裂紋（4）層狀撕裂第二章焊接材料焊接材料是焊接時所消耗材料的統(tǒng)稱，包括焊條、焊絲、焊劑、氣體等。焊條１．焊條的分類（1）按焊條用途分類1）碳鋼焊條2）低合金鋼焊條1）鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條2）低溫