焊接冶金原理課件：1緒論.pptx

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1、材料焊接冶金原理與工藝第1章緒論1.1材料焊接與連接1.2金屬材料的熔化焊方法1.3焊接冶金原理的研究內(nèi)容1.1材料的焊接與連接廣義材料連接方法機械連接：宏觀的結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)性的連接，如鉚接、螺紋連接等特點：暫時的、可拆卸的、結(jié)構(gòu)重、氣密性差化學(xué)連接：膠粘劑與被粘物間形成化學(xué)鍵和界面吸附實現(xiàn)連接特點：連接強度低，服役環(huán)境和溫度存在局限性冶金連接：物理冶金或化學(xué)冶金的連接特點：強度高、剛度大，服役環(huán)境和溫度與母材相當(dāng)1.1.1材料焊接與連接的概念冶金連接即是傳統(tǒng)意義上的焊接，是應(yīng)用最廣、最重要的材料永久連接方法。原子間作用力與距離的關(guān)系材料冶金連接在學(xué)術(shù)術(shù)語上的稱謂變化材料連接

2、學(xué)要借助“熱”或“力”的作用：1、原子間的引力與斥力。2、兩個分離的金屬構(gòu)件連接到一起，從物理本質(zhì)上看來就是要是這兩個構(gòu)件的連接表面上的原子彼此接近到金屬晶格距離0.3~0.5nm；3、物體表面存在粗糙度，即使是精密的磨削加工表面粗糙度仍有幾到幾十微米；4、表面存在氧化膜和其他污染物的的阻隔；實際金屬表面狀態(tài)示意圖1.1.2材料焊接與連接的分類熔化極氬弧焊混合氣體電弧焊CO2氣體保護電弧焊熔化極氣體保護電弧焊非熔化極氣體保護電弧焊鎢極氬弧焊等離子弧焊氣體保護電弧焊渣保護電弧焊焊條電弧焊埋弧焊熔化焊電弧焊激光焊電子束焊氣焊電渣焊電阻點焊電阻縫焊固相焊電阻對焊閃光對焊摩擦焊

3、超聲波焊擴散焊爆炸焊高頻焊電阻焊旋轉(zhuǎn)摩擦焊線性摩擦焊攪拌摩擦焊固相擴散焊瞬時液相擴散焊感應(yīng)高頻焊接觸高頻焊釬焊真空釬焊氣保護釬焊釬劑釬焊爐中釬焊火焰釬焊感應(yīng)釬焊氣相釬焊浸粘釬焊紅外釬焊激光釬焊電弧釬焊電阻釬焊鹽浴浸沾釬焊液態(tài)釬料浸沾釬焊波峰焊材料焊接與連接方法1.2金屬材料的熔化焊方法熔化焊是最重要的一類冶金連接方法，也是應(yīng)用最多的一類焊接方法，約占焊接與連接加工總量的80%，實際工程建造和安裝中應(yīng)用的基本上都是熔化焊。熔化極氬弧焊混合氣體電弧焊CO2氣體保護電弧焊熔化極氣體保護電弧焊非熔化極氣體保護電弧焊鎢極氬弧焊等離子弧焊氣體保護電弧焊渣保護電弧焊焊條電弧焊埋弧焊電

4、弧焊激光焊電子束焊氣焊電渣焊電阻點焊電阻縫焊熔化焊1.2.1渣保護電弧焊1、焊條電弧焊焊條電弧焊工藝原理a）焊接系統(tǒng)要素構(gòu)成，b）工藝原理電弧及焊接區(qū)受到焊條藥皮（藥劑）分解產(chǎn)生的氣體及熔渣的保護，使其與大氣相隔離。焊條芯受到電弧的加熱而熔化，形成熔滴過渡到熔池，與母材的熔化金屬共同形成焊縫金屬。埋弧焊工藝原理a）焊接系統(tǒng)要素構(gòu)成，b）工藝原理焊接開始前在焊絲線上堆積顆粒狀焊劑，以自動方式向焊劑中送進裸焊絲，在焊劑覆蓋狀態(tài)下引燃電弧進行熔化焊接。焊劑受到電弧的加熱而熔化、分解，對焊接區(qū)域起到保護作用。2、埋弧焊1.2.2非熔化及氣體保護電弧焊1、鎢極惰性氣體保護電弧焊鎢

5、極惰性氣體保護焊工藝原理a）焊接系統(tǒng)要素構(gòu)成，b）工藝原理采用鎢作為電弧的一級，一般采用惰性氣體進行保護，該方法也稱TIG（TungstenInertGas）焊。2、等離子弧焊以TIG焊方法為基礎(chǔ)，利用噴嘴對氣體保護的鎢極電弧進行拘束，形成更高密度的能量源。等離子弧焊工藝原理a）焊接系統(tǒng)要素構(gòu)成，b）工藝原理1.2.3熔化極氣體保護電弧焊1、熔化極氣體保護電弧焊的原理、特點及分類熔化極氣體保護電弧焊工藝原理a）焊接系統(tǒng)要素構(gòu)成，b）工藝原理熔化極氣體保護電弧焊是以連續(xù)送進的焊絲為電弧的一極，被焊母材為電弧的另一極，同時加熱、熔化焊斯和母材而形成焊縫的一類焊接方法ArHe

6、Ar+He惰性氣體保護電弧焊（MIG）Ar+H2Ar+N2Ar+O2Ar+CO2Ar+CO2+O2活性混合氣體保護電弧焊（MAG）（MAG）實心焊絲電弧焊藥芯焊絲電弧焊CO2氣體保護電弧焊CO2CO2+O2CO2CO2+Ar熔化極氣體保護電弧焊（GMAW）源于惰性氣體保護焊源于CO2氣體保護焊1.2.4高能束熔化焊焊接熱源的能量密度定義為熱源單位面積傳遞的功率，即單位時間、單位面積傳遞的能量。所謂高能束是高能量密度束流的簡稱，通常是指電子束、激光束和離子束，但有時也把等離子弧包括在內(nèi)。熱源最小加熱面積（cm2）最大功率密（W/cm2）正常規(guī)范下的溫度乙炔火焰10-22*

7、1033500K鎢極氬弧10-31.5*1048000K埋弧焊10-32.0*1046400K電渣焊10-31042300K熔化極氬弧焊10-4104~105CO2氣體保護焊10-4104~105等離子弧焊10-51.5*10518000-24000K電子束10-7107~109激光焊10-8107~1091、電子束焊利用會聚的高能電子流轟擊工件接縫處所產(chǎn)生的熱能，使材料熔合的一種焊接方法。通常束斑直徑<1mm，在0.1~0.75mm之間，速度可達0.3～0.7c。真空電子束焊接原理示意圖熔化式束斑電功率密度小于105W/cm2深穿入式束