焊接教学培训学习精选PPT幻灯片

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1、1,第10章焊接,10.1焊接概述,10.2焊条电弧焊,10.3其他焊接方法及焊接新技术新工艺简介,10.4常用金属材料的焊接,10.5焊件的结构工艺性,1,第10章,2,常用金属材料的焊接性能及获得优质焊件的常用焊接方法和焊接工艺,本章重点内容,学习目的,了解常用焊接方法、原理、特点及应用 分析焊接冶金、热影响区和应力与变形对焊接接头质量的影响 掌握常用金属材料的焊接性能及获得优质焊件的常用焊接方法和焊接工艺,2,第10章,3,10.1焊接概述,焊接：通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用 填充材料，使工件达到结合的一种方法， 焊接方法：熔化焊、压力焊、钎焊等。,10.1焊接概述,第10章

2、,10.1.1焊接的特点 （1）节省材料，减轻质量； （2）简化复杂零件和大型零件的制造； （3）适应性好；可实现特殊结构的生产； （4）满足特殊连接要求，可实现不同材料的连接成型； （5）降低劳动强度，改善劳动条件； （6）焊后易产生焊接应力与变形，导致出现裂纹；,3,4,10.1.2 焊接方法分类,第10章,4,5,气门芯,第10 章,5,6,焊接分类图示,10.1.2 焊接方法分类,第 10章,6,7,热源 能量要集中，温度要高。以保证金属快速熔化，减小热影响区。满足要求的热源有电弧、等离子弧、电渣热、电子束和激光。 熔池的保护 可用渣保护、气保护和渣-气联合保护。以防止氧化，并进行脱氧

3、、脱硫和脱磷，给熔池过渡合金元素。 填充金属 保证焊缝填满及给焊缝带入有益的合金元素，并达到力学性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊丝。,熔化焊的三要素,10.1.2 焊接方法分类,第10章,7,8,10.1.2 焊接方法分类,第10章,8,是指在焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热）以完成焊接的方法。压焊时，通过施加足够的压力，使两工件接合表面紧密接触，并在焊接部位产生一定的塑性变形，通过原子扩散和再结晶形成焊接接头，将被焊件连接成一体。,压焊,是指采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料 同时加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态 钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材

4、相互扩散实现连接 焊件的方法,钎焊,9,10.1.3金属材料的焊接性,焊接性:是指被焊金属在一定的焊接工艺条件下（焊接方法、材料、工艺参数、结构型式）获得优质焊接接头的难易程度。 焊接性是一个相对的概念：表现为：工艺条件相同时，材料经焊接后产生缺陷、裂纹等的倾向性大小。 材料对某种焊接工艺所表现出的可焊性，主要是指焊接接头在使用中的可靠性。,10.1.3金属材料的可焊性,第10章,9,1.焊接性概念,10,（1）碳当量法：即把影响焊接性能的元素对可焊性的影响折算为碳的影响相当的量。 经验公式为：,C当量0.4%时， 可焊性好，一般的焊接工艺条件下，不会产生裂纹。 C当量=0.40.6%时， 可

5、焊性较差，焊前需采取适当的工艺措施。 C当量0.6%时， 可焊性差，焊接前后需都需采取措施。,2.金属焊接性的评定,10.1.3金属材料的可焊性,第10章,10,11,碳当量计算值只表达了化学成分对焊接性的影响， 没有考虑到冷却速度对组织的影响。冷却速度快时， 容易产生淬硬组织，焊接性变差。,10.1.3金属材料的可焊性,第10章,11,碳当量值只能在一定范围内，对钢材概括地、相对地评价其焊接性，不能作为准确的评定指标。其原因是：,当两种钢材的碳当量值相等时，碳的质量分数较高 的钢材在施焊过程中容易产生淬硬组织，其裂纹倾向比 碳的质量分数较低的钢材大，焊接性较差。,焊接循环中的最高加热温度和在

6、高温下停留时间等 参数对焊缝金属组织也有影响，在碳当量值计算公式中 没有表示出来。,12,（2）焊接性试验方法,10.1.3金属材料的可焊性,第10章,12,热裂纹试验、冷裂纹试验、脆性试验、使用性能试验等。 其实施的方法分模拟、实焊、理论计算三大类。,最常用的是斜Y坡口裂纹试验、刚性固定对接裂纹试验、 可变拘束裂纹试验等。,13,10.1.4.焊接冶金过程与焊接质量,10.1.4 焊接冶金过程与焊接质量,第10章,13,1.焊接冶金过程的特点,电弧焊过程中，液态金属、熔渣和气体三者相互作用，其实质是金属再冶炼的过程,特点 焊接电弧和熔池的温度高，导致合金元素的烧损。 金属熔池体积小，高温时间

7、短，导致化学成份不均匀，气体和杂质不及浮出，易产生气孔和夹渣等缺陷。 氧、氮等元素与金属发生化学反应，残留在焊缝中，增加焊缝脆性。 油、锈和水份，高温下分解出氢原子，使焊缝金属中氢的含量增加, 导致焊接接头塑性、韧性急剧降低。,14,10.1.4 焊接冶金过程与焊接质量,第 10章,14,2.保证焊缝质量的措施,（1）在焊接过程中，对熔化金属进行机械保护，使之与空气隔开。保护方式有三种：气体保护、熔渣保护和气-渣联合保护。,（2）对焊接熔池进行冶金处理，主要通过在焊接材料 （焊条药皮、焊丝、焊剂）中加入一定量的脱氧剂（主 要是锰铁和硅铁）和一定量的合金元素，在焊接过程中 排除熔池中的FeO，同

8、时补偿合金元素的烧损。,15,10.2焊条电弧焊,焊条电弧焊：是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，利用焊条与焊件之间产生的电弧热，熔化焊件与焊条而进行焊接的。,10.2焊条电弧焊,第10章,15,10.2.1焊接设备幻灯片 16,10.2.2 焊接电弧幻灯片,10.2.3焊条电弧焊的操作过程幻灯片 19,16,焊接设备：视频,17,由于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定的差异，在使用直流电焊机焊接时，有两种接线方法： 直流正接：焊件接正极，焊条接负极（厚板、酸性焊条） 直流负接：焊件接负极，焊条接正极（薄板、碱性低氢焊 条、低合金钢和铝合金）,正接与反接,10.2焊条电弧焊,第10章,17,

9、18,焊接电弧： 电弧是指两电极之间强烈而持久的气体放电现象。 电弧放电电压最低，电流最大，温度最高，发光最强。 将电弧放电用作焊接热源，既安全，加热效率也高。 电弧的三个区 阴极区、阳极区和弧柱区 焊接电弧的温度和热量分布,焊接电弧,返回,10.2.2 焊接电弧,第10章,18,19,第10章,12,焊接过程：视 频,20,焊条电弧焊的操作分三个步骤：电弧引燃、焊条运动与 焊缝的连接以及收尾。,1.电弧引燃,将夹在焊钳上的焊条，擦划或敲击焊件，然后迅速提起 24 mm，在焊条端部与焊件之间形成了电弧，产生大量 的光和热，将工件局部加热到熔化状态形成熔池。焊条作为 一个电极，其端部在电弧的作用

10、下不断被熔化，形成熔滴进 入熔池。,2.焊条运动,焊条有三个方向的运动：即朝着熔池的方向逐渐下移； 沿焊缝前进方向逐渐前移；在焊缝两侧作横向摆动。,10.2.3焊条电弧焊的操作过程,第10章,20,21,10.2.3焊条电弧焊的操作过程,第10章,21,焊条朝熔池的方向逐渐下移，主要用来维持所要求的电弧 长度，因此，焊条的下降速度应与熔化速度相适应。,焊条沿焊缝前进方向逐渐前移的速度（焊条移动速度）， 影响焊缝形成的质量。速度太快，电弧来不及熔化足够的 焊条和焊件金属，造成焊缝断面狭小、焊缝细长、焊接未 焊透和脱节现象；速度太慢，焊缝金属堆积过高或容易过 热和烧穿，以及容易产生夹渣等现象,焊条

11、在焊缝两侧作横向摆动即运条方法，应根据接头 型式和间隙、焊缝位置、焊条直径与性能、焊接电流强度 等具体情况合理选用。,22,10.2.3焊条电弧焊的操作过程,第10章,22,3. 焊缝的结尾和连接,4. 焊条的倾角,焊缝结尾不能有弧坑、裂纹和气孔；焊缝接头处密 合平整，不允许有脱节现象,焊条与焊接前进方向所成的角度,掌握好焊条的倾角，能有效的控制金属熔液和熔渣 的分离，防止熔渣超前和控制一定的熔深等。,23,焊条的构成及作用,组成：焊芯和药皮 作用：焊芯导电引弧，填充金属，形成焊缝。 药皮稳弧、造气、造渣、脱氧、合金、粘结等。 药皮必须含有造气剂和造渣剂。 药皮中还含有稳弧剂和合金化剂，脱氧剂

12、、脱硫剂。,10.2.4焊条,第10章,23,10.2.4焊条,24,10.2.4焊条,第10章,24,25,种类： 结构钢焊条、钼及铬钼耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、钛及钛合金焊条、铝及铝合金焊条、铜及铜合金焊条、特殊用途焊条。 酸性焊条和碱性焊条： 酸性焊条工艺性好，而碱性焊条工艺性差。 碱性焊条中有益元素多，能提高焊接接头的力学性能。 酸性焊条一般结构件的焊接。 碱性焊条用于焊接重要的钢结构或合金钢结构 。,焊条的种类,10.2.4焊条,第10章,25,26,焊条牌号,焊条牌号：通常用一个大写的汉语拼字母和三位数字表示,焊条抗拉强度（Kg/mm2）,J422表示

13、：结构钢焊条，焊缝强度不低于420MPa， 药皮类型为氧化钛钙型,10.2.4焊条,第10章,26,27,等强度原则：低碳钢和普通低合金钢构件，一般都要求焊缝金属与母材等强度， 因此可根据钢材强度等级来选用相应的焊条。 同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用。主要应考虑：焊接件的结构形状、钢板厚度、载荷性质和抗裂性能而定。 低碳钢与低合金结构钢焊接，可按某一种钢接头中强度较低的钢材来选用相应的焊条。 焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应选用相应的专用焊条。,电焊条的选用原则,10.2.4焊条,第10章,27,28,焊条的选用实例,某工字梁采用Q345钢焊接而成。母材的力学性能和化学成分

14、如下：b=520MPa，s=350MPa，5=21%,，40C 时，k=30J/cm2，C=0.2%，Mn=1.6%，Si=0.6%，S0.05%，P0.05%，梁受力大且受冲击载荷,工作温度：-2040C，试选用合适的焊条牌号。 分析Q345钢属低合金结构钢，根据焊条选用原则，应按等强度原则选用。梁受力大，且受冲击载荷，工作温度较抵，是较重要结构，要求抗裂性、低温冲击韧度好，应选用耐冲击较好的碱性焊条。 查阅焊接手册：J*1、J*5 均为酸性焊条，J*6、J*7为碱性焊条。 常见牌号有：J422、J426、J427、J502、J506、J507、J553、J556、J557、J606 J50

15、7的力学性能指示与母材接近。,10.2.4焊条,第10章,28,29,10.2.5 焊接接头组织与性能,10.2.5 焊接接头组织与性能,第10章,29,焊接接头由焊缝区、熔合区和热影响区组成,焊缝区：焊缝是指焊件经焊接后所形成的结合部分加热时，焊缝区的温度在液相线以上，冷却为柱状树枝晶 ，晶粒粗大 且存在成分偏析 ，但由于合金化作用 ，焊缝金属的强度一般不低于母材金属 。,30,低碳钢焊接接头的组织,第10章,30,31,焊接接头组织与性能,热影响区 过热区 ：具有过热组织特征，焊接时温度范围接近固相 线，冷却后晶粒粗大，其塑性和冲击韧度很低 。 正火区 ：热影响区中具有正火组织的区域，温度

16、在Ac3以 上，冷却后晶粒细化，力学性能得到改善。,10.2.5 焊接接头组织与性能,第10章,31,熔合区 焊接接头中焊缝向热影响区过渡的区域，焊接时，温度范围在液相线与固相线之间。由部分铸态组织和晶粒粗大的过热组织所组成，虽然很窄，其性能往往是焊接接头中最差的，使焊接接头的强度、塑性和韧性都下降,32,再结晶区 此区域加热温度在450750。如果母材 焊前经过压力加工，即经过塑性变形，晶粒发生破碎现 象，那么在此温度区间，会再次变成完整的晶粒，形成 一个具有较细晶粒的再结晶区。在此区中，由于经过塑 性变形的母材组织发生了再结晶，原先塑性变形过程中 的加工硬化效应完全消失，因此强度降低，塑性稍有改 善。如果母材焊前未经过塑性变形，则焊后热影响区中 无再结晶区。,部分相变区：热影响区中部分组织发生相变的区域。 加热温度范围在AC1-AC3之间。冷却后晶粒不均匀， 力学性能较差。,10.2.5 焊接接头组织与性能,第10章,32,33,设备简单通用，可用成本较低的交流或直流焊接电源。 灵活方便，几乎可用于各种位置、各种厚度和形状的焊接。 焊条品种