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1、第11章11.1焊接成形理论基础11.2常用金属焊接方法11.3常用金属材料的焊接性11.4焊接结构工艺性11.5焊接成形新技术中国焊接发展简述FSW in BMW第一章第一章 电电 弧弧 焊焊焊接电弧焊接电弧焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能焊接应力与变形焊接应力与变形焊条电弧焊焊条电弧焊埋弧焊埋弧焊气体保护焊气体保护焊等离子弧焊接于切割等离子弧焊接于切割微型计算机在电弧焊中的应用微型计算机在电弧焊中的应用近代焊接技术成果简介鸟巢晨曦鸟巢晨曦鸟巢瀑布鸟巢瀑布大型客机大型客机大型客机大型客机 A380A380555大型运输机大型运输机大型运输机大型运输机苏苏-27钛合金结构钛合金结构飞飞
2、船船钛合金方管机器人焊接方管焊接的计算机模拟哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学 现代焊接生产技术国家重点实验室现代焊接生产技术国家重点实验室航空母舰航空母舰航空母舰航空母舰09-系列核潜艇系列核潜艇典典型型的的微微电电子子微微器器件件11.1焊接成形理论基础一、焊接的本质与分类一、焊接的本质与分类 在在GB3375-82GB3375-82焊接名词术语焊接名词术语中规定中规定了焊接的定义：了焊接的定义： 焊接是通过加热或加压，或两者并焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充金属，使焊件间达到用，并且用或不用填充金属，使焊件间达到原子结合的一种加工方法。原子结合的一种加工方法。P283P283
3、 根据上述定义，焊接最本质的特点根据上述定义，焊接最本质的特点就是通过焊接使焊件达到了原子结合，从而就是通过焊接使焊件达到了原子结合，从而将原来分开的物体构成了一个整体，这是任将原来分开的物体构成了一个整体，这是任何其它连接形式所不具备的。何其它连接形式所不具备的。图图1一、焊接的本质与分类一、焊接的本质与分类焊接，既使被连接的材料在宏观上建立了永久的连接，也在微观上建立了组织之间的内在联系。焊接的本质：通过一定的物理或化学过程，使两个分离的材料表层原子之间接近到晶格距离并形成结合力。P283P283这个结合过程，是通过外加能量打乱表层原子结合键，并集体重构形成固相的过程。二、焊接方法分类二、
4、焊接方法分类 常用的焊接方法分为常用的焊接方法分为以下三类以下三类：熔焊、压熔焊、压焊、钎焊焊、钎焊 1. 熔焊熔焊 焊接过程中，不加焊接过程中，不加压力，将焊件加热至压力，将焊件加热至熔化状态，冷却结晶熔化状态，冷却结晶形成焊缝的焊接方法形成焊缝的焊接方法通称为熔焊。通称为熔焊。哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学 现代焊接生产技术国家重点实验室现代焊接生产技术国家重点实验室二、焊接方法分类二、焊接方法分类 常用的焊接方法分为以常用的焊接方法分为以下三类下三类：2. 压焊压焊 将被焊工件在固态下通将被焊工件在固态下通过施加压力（加热或不加过施加压力（加热或不加热），使两个连接表面上热），使两个连接表
5、面上的原子相互接近到晶格距的原子相互接近到晶格距离，从而实现永久性连接离，从而实现永久性连接的焊接方法，叫做压焊。的焊接方法，叫做压焊。电阻点焊的模拟哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学 现代焊接生产技术国家重点实验室现代焊接生产技术国家重点实验室二、焊接方法分类二、焊接方法分类 常用的焊接方法分为以下三类常用的焊接方法分为以下三类： 3. 钎焊钎焊 采用熔点比母材低的填充材料（钎料），在低于母材熔点、采用熔点比母材低的填充材料（钎料），在低于母材熔点、高于钎料熔点的温度下，借助钎料熔化填满母材之间的间隙高于钎料熔点的温度下，借助钎料熔化填满母材之间的间隙并与母材发生相互扩散而实现连接的工艺方法。并与
6、母材发生相互扩散而实现连接的工艺方法。钎料依靠毛细管吸附作用分布到接头紧密配合面上。钎料依靠毛细管吸附作用分布到接头紧密配合面上。最近几年在航空航天构件上开始大量使用。最近几年在航空航天构件上开始大量使用。焊接焊接熔焊熔焊压焊压焊（固相焊）（固相焊）钎焊钎焊电弧焊电弧焊等离子等离子弧焊弧焊电渣焊电渣焊气焊气焊手弧焊手弧焊埋弧焊埋弧焊电阻焊电阻焊摩擦焊摩擦焊超声波焊超声波焊电焊电焊缝焊缝焊对焊对焊气体气体保护焊保护焊电子束焊电子束焊激光焊激光焊扩散焊扩散焊爆炸焊爆炸焊焊接方法分类示意图焊接方法分类示意图电阻焊之点焊、对焊、缝焊焊接结构的特点焊接结构的特点优点优点优点优点：1.1.焊焊接接结结构构
7、重重量量轻轻，可可节节约约金金属属：焊焊件件比比铆铆件件轻轻36%36%，比比铸铸件轻件轻30%30%。2.2.可简化大型或形状复杂结构的制造工艺可简化大型或形状复杂结构的制造工艺3.3.焊接接头力学性能高，适用性广。焊接接头力学性能高，适用性广。4.4.易于实现机械化和自动化易于实现机械化和自动化5.5.异异种种材材料料之之间间可可以以实实现现一一体体连连接接；形形式式可可以以多多样样化化、复复杂化。杂化。缺点：缺点：缺点：缺点： 1 1容易产生焊接缺陷，裂纹容易扩展。容易产生焊接缺陷，裂纹容易扩展。 2 2容易产生焊接变形、残余应力和应力集中容易产生焊接变形、残余应力和应力集中。二二 焊接
8、电弧焊接电弧1. 焊接电弧的产生焊接电弧的产生 焊焊接接电电弧弧是是在在焊焊条条与与工工件件之之间间产产生生的的强强烈烈、持持久久又又稳稳定定的的气气体体放放电电现现象象。手手工工电电弧弧焊焊引引弧弧时时，焊焊条条和和工工件件瞬瞬间间接接触触形形成成短短路路，强强大大的的电电流流产产生生强强烈烈电电阻阻热热使使接接触触点点熔熔化化甚甚至至蒸蒸发发，当当焊焊条条提提起起时时，在在电电场场作作用用下下，热热的的金金属属发发射射大大量量电电子子，电电子子碰碰撞撞气气体体使使之之电电离离，正正、负负离离子和电子构成电弧。子和电子构成电弧。2. 焊接电弧的结构焊接电弧的结构 电电弧弧由由阴阴极极区区、阳
9、阳极极区区和和弧弧柱区三部分组成，如图柱区三部分组成，如图4-1所示。所示。1）阴阴极极区区：电电子子发发射射区区，热热量量约约占占36%，平均温度，平均温度2400K；2）阳阳极极区区：受受电电子子轰轰击击区区域域，热热量约占量约占43%，平均温度，平均温度2600K；3）弧弧柱柱区区：阴阴、阳阳两两极极间间区区域域，几几乎乎等等于于电电弧弧长长度度，热热量量21%，弧柱中心温度可达弧柱中心温度可达60008000K。图图4-1 电弧的结构示意图电弧的结构示意图二 焊接电弧使用直流电源焊接时有正接、反接正接、反接两种： 正接：正极接工件工件温度可稍高一些。 反接：负极接工件，工件温度可稍低一
10、些。交流焊机、无正反接特点。焊机的空载电压就是焊接时引弧电压，一般为5090V，电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。电弧长度越大，电弧电压也越高，一般为1635V。 焊接电弧的静特性焊接电弧的静特性：电弧稳定燃烧时电弧本身的伏安特性。焊接电弧的静特性：电流较小时，负阻特性；增大I，平特性；再增大I，正阻特性（上升特性）。交流电弧的特点：P287页页数字化逆变电源是焊接电源的发展趋势。三三 焊接冶金焊接冶金 焊焊接接的的冶冶金金过过程程如如右右图图所所示示。母母材材、焊焊条条受受电电弧弧高高温温作作用用熔熔化化形形成成金金属属熔熔池池，将将进进行行熔熔化化、氧氧化化、还还原原、造造渣渣、精精炼炼及及合
11、合金金化化等物理、化学过程。等物理、化学过程。 金金属属与与氧氧的的作作用用对对焊焊接接质质量量影影响响最最大大，氧氧与与多多种种金金属属发发生生氧氧化反应：化反应：图图4-2 焊条电弧焊过程焊条电弧焊过程 能能溶溶解解在在液液态态金金属属中中的的氧氧化化物物（如如氧氧化化亚亚铁铁），冷冷凝凝时时因因溶溶解解度度下下降降而而析析出出，严严重重影影响响焊焊缝缝质质量量；而而大大部部分分金金属属氧氧化化物物（如如硅硅、锰锰化化合合物物）不不溶溶于于液液态态金金属属，可可随随渣渣浮浮出，净化熔池，提高焊缝质量。出，净化熔池，提高焊缝质量。 氢氢易易溶溶入入熔熔池池，在在焊焊缝缝中中形形成成气气孔孔，
12、或或聚聚集集在在焊焊缝缝缺缺陷处造成氢脆。陷处造成氢脆。 其其次次空空气气中中的的氮氮气气在在高高温温时时大大量量溶溶于于液液体体金金属属，冷冷却却结结晶晶时时，氮氮溶溶解解度度下下降降；析析出出的的氮氮在在焊焊缝缝中中形形成成气气孔孔，部部分分还还以以针针状状氮氮化化物物（FeFe4 4N N）形形式式析析出出；焊焊缝缝中中含含氮氮量量提提高高，使焊缝的强度和硬度增加，塑性和韧性剧烈下降。使焊缝的强度和硬度增加，塑性和韧性剧烈下降。 焊缝的冶金过程与一般冶金过程比较，具有以下特点：焊缝的冶金过程与一般冶金过程比较，具有以下特点：1 1）金属熔池体积小，熔池处于液态时间短，）金属熔池体积小，熔
13、池处于液态时间短，冶金反应不充冶金反应不充分，易产生焊接缺陷分，易产生焊接缺陷；2）熔池温度高，使）熔池温度高，使金属元素金属元素强烈的强烈的烧损烧损和蒸发，接头性能和蒸发，接头性能降低；冷却速度快，易产生应力和变形，甚至开裂。降低；冷却速度快，易产生应力和变形，甚至开裂。 为保证焊缝质量，可从两方面采取措施：为保证焊缝质量，可从两方面采取措施：1 1）减减少少有有害害元元素素进进入入熔熔池池，主主要要采采用用机机械械保保护护，如如焊焊条条药药皮皮、埋埋弧弧焊焊焊焊剂剂和和气气体体保保护护焊焊的的保保护护气气体体（COCO2 2，氩氩气气）等）。等）。2 2）清清除除已已进进入入熔熔池池的的有
14、有害害元元素素，增增加加合合金金元元素素。如如焊焊条条药皮里加合金元素进行脱氧、去氢、去硫、渗合金等。药皮里加合金元素进行脱氧、去氢、去硫、渗合金等。 四四 焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能焊接工件上温度的变化与分布焊接工件上温度的变化与分布 焊接时，电弧沿着工件逐渐移动并对工件进行局部加热。因焊接时，电弧沿着工件逐渐移动并对工件进行局部加热。因此在焊接过程中，焊缝及其附近的金属都是由常温状态开始被此在焊接过程中，焊缝及其附近的金属都是由常温状态开始被加热到较高的温度，然后再逐渐冷却到常温。加热到较高的温度，然后再逐渐冷却到常温。 随着各点金属所在位置的不同，其最随着各点金属所在位置的
15、不同，其最高加热温度是不同的。高加热温度是不同的。 右图给出了焊接时焊件横截面上不同右图给出了焊接时焊件横截面上不同点的温度变化情况：点的温度变化情况：由于各点离焊缝中心距离不同，所以由于各点离焊缝中心距离不同，所以各点的最高温度不同。各点的最高温度不同。热传导需要一定的时间，所以各点是热传导需要一定的时间，所以各点是在不同的时间达到该点最高温度的。在不同的时间达到该点最高温度的。四四 焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 现以低碳钢为例说明焊缝和焊缝附近区域由于受到电弧现以低碳钢为例说明焊缝和焊缝附近区域由于受到电弧不同程度的加热而产生的不同程度的加热而产生的组织与性能组织与性能的变化。
16、的变化。 如右图，左侧下部是焊如右图，左侧下部是焊件的横截面，上部是相应件的横截面，上部是相应各各点在焊接过程中被加热的最点在焊接过程中被加热的最高温度曲线高温度曲线 ( (并非某一瞬时并非某一瞬时该截面的实际温度分布曲线该截面的实际温度分布曲线) )。 图中图中 1 1、2 2、3 3等各段金等各段金属组织的获得，可用右侧所属组织的获得，可用右侧所示的部分铁碳合金状态图示的部分铁碳合金状态图来对照分析。来对照分析。 2 2焊接热影响区焊接热影响区 焊接热影响区是指焊缝两侧金属因焊接热作用而发生组焊接热影响区是指焊缝两侧金属因焊接热作用而发生组织和性能变化的区域。由于焊缝附近各点受热情况不同，
17、热织和性能变化的区域。由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响区可分为影响区可分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区熔合区、过热区、正火区和部分相变区等。等。 (1) (1) 熔合区熔合区 是焊缝和基体金属的交界区。是焊缝和基体金属的交界区。 此区温度处于固相线和液相线之间，由于焊接过程此区温度处于固相线和液相线之间，由于焊接过程中母材部分熔化，所以也称为中母材部分熔化，所以也称为半熔化区半熔化区。 熔化的金属凝固成铸态组织；熔化的金属凝固成铸态组织； 未熔化金属因加热温度过高而成为过热粗晶。未熔化金属因加热温度过高而成为过热粗晶。 在低碳钢焊接接头中，熔合区虽然很窄在低碳钢焊接接头中，熔合区虽然
18、很窄(0.1(0.11 mm)1 mm)，但因其强度、塑性和韧性都下降，而且此处接头断面，但因其强度、塑性和韧性都下降，而且此处接头断面变化，易引起应力集中，所以熔合区在很大程度上变化，易引起应力集中，所以熔合区在很大程度上决定决定着焊接接头的性能着焊接接头的性能。2 2焊接热影响区焊接热影响区 焊接热影响区是指焊缝两侧金属因焊接热作用而发生组织焊接热影响区是指焊缝两侧金属因焊接热作用而发生组织和性能变化的区域。由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响和性能变化的区域。由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响区可分为区可分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区熔合区、过热区、正火区和部分相变区等。等。
19、(1) (1) 熔合区熔合区 (2) (2) 过热区过热区 被加热到被加热到AcAc3 3以上以上100100200200至固相线温度区间。至固相线温度区间。 由于奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，故塑性及韧性降低。由于奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，故塑性及韧性降低。 对于易淬火硬化钢材，此区脆性更大。对于易淬火硬化钢材，此区脆性更大。 (3) (3) 正火区正火区 (4) (4) 部分相变区部分相变区2 2焊接热影响区焊接热影响区 焊接热影响区是指焊缝两侧金属因焊接热作用而发生组织焊接热影响区是指焊缝两侧金属因焊接热作用而发生组织和性能变化的区域。由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响和性
20、能变化的区域。由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响区可分为区可分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区熔合区、过热区、正火区和部分相变区等。等。 (1) (1) 熔合区熔合区 (2) (2) 过热区过热区 (3) (3) 正火区正火区 被加热到被加热到AcAc3 3以上以上100100200200区间。区间。 加热时金属发生重结晶，转变为细小的奥氏体晶粒。加热时金属发生重结晶，转变为细小的奥氏体晶粒。 冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，其冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于力学性能优于母材母材。 (4) (4) 部分相变区部分相变区2 2焊接热影响区焊接热影响区 焊接
21、热影响区是指焊缝两侧金属因焊接热作用而发生组织焊接热影响区是指焊缝两侧金属因焊接热作用而发生组织和性能变化的区域。由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响和性能变化的区域。由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响区可分为区可分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区熔合区、过热区、正火区和部分相变区等。等。 (1) (1) 熔合区熔合区 (2) (2) 过热区过热区 (3) (3) 正火区正火区 (4) (4) 部分相变区部分相变区 相当于加热到相当于加热到AcAc1 1AcAc3 3温度区间。温度区间。 珠光体和部分铁素体发生重结晶，转变成细小的奥氏体晶粒。珠光体和部分铁素体发生重结晶，转变成细小的奥氏
22、体晶粒。 部分铁素体不发生相变，但其晶粒有长大趋势。部分铁素体不发生相变，但其晶粒有长大趋势。 冷却后晶粒大小不均，因而力学性能比正火区稍差。冷却后晶粒大小不均，因而力学性能比正火区稍差。 焊接热影响区的大小和组织性能变化的程度，决定于焊接热影响区的大小和组织性能变化的程度，决定于焊接焊接方法、焊接参数、接头形式和焊后冷却速度等因素方法、焊接参数、接头形式和焊后冷却速度等因素。 表表4 41 1是用不同焊接方法焊接低碳钢时，焊接热影响区的是用不同焊接方法焊接低碳钢时，焊接热影响区的平均尺寸数值。平均尺寸数值。 同一焊接方法使用不同焊接参数时，热影响区的大小也不同一焊接方法使用不同焊接参数时，热
23、影响区的大小也不相同。在保证焊接质量的条件下，增加焊接速度或减少焊接电相同。在保证焊接质量的条件下，增加焊接速度或减少焊接电流都能减小焊接热影响区。流都能减小焊接热影响区。改善焊接热影响区组织和性能的方法改善焊接热影响区组织和性能的方法 焊接热影响区在电弧焊焊接接头中是不可避免的。焊接热影响区在电弧焊焊接接头中是不可避免的。 用焊条电弧焊或埋弧焊方法焊接一般低碳钢结构时，因热用焊条电弧焊或埋弧焊方法焊接一般低碳钢结构时，因热影响区较窄，危害性较小，焊后不进行处理即可使用。影响区较窄，危害性较小，焊后不进行处理即可使用。 对重要的碳钢构件、合金钢构件或用电渣焊焊接的构件，对重要的碳钢构件、合金钢
24、构件或用电渣焊焊接的构件，则必须注意热影响区带来的不利影响。则必须注意热影响区带来的不利影响。 为消除其影响，一般采用焊后正火处理，使焊缝和焊接热为消除其影响，一般采用焊后正火处理，使焊缝和焊接热影响区的组织转变成为均匀的细晶结构，以改善焊接接头的性影响区的组织转变成为均匀的细晶结构，以改善焊接接头的性能。能。 对焊后不能进行热处理的金属材料或构件，则只能在正确对焊后不能进行热处理的金属材料或构件，则只能在正确选择焊接方法与焊接工艺上来减少焊接热影响区的范围。选择焊接方法与焊接工艺上来减少焊接热影响区的范围。P289第三节第三节 焊接应力与变形焊接应力与变形 焊接过程是一个极不平衡的局部加热冷
25、却过程焊接过程是一个极不平衡的局部加热冷却过程，即焊缝及，即焊缝及其相邻区金属都要由室温被加热到很高温度其相邻区金属都要由室温被加热到很高温度( (焊缝金属已处于液焊缝金属已处于液态态) )，然后再快速冷却下来。，然后再快速冷却下来。 由于在这个热循环过程中，焊件各部分的温度不同，随后由于在这个热循环过程中，焊件各部分的温度不同，随后的冷却速度也各不相同，因而焊件各部位在的冷却速度也各不相同，因而焊件各部位在热胀冷缩热胀冷缩和和塑性变塑性变形形的影响下，必将产生的影响下，必将产生内应力、变形或裂纹内应力、变形或裂纹。 焊缝是靠一个移动的点热源加热，然后逐次冷却下来形成焊缝是靠一个移动的点热源加
26、热，然后逐次冷却下来形成的。因而应力的形成、大小和分布状况较为复杂。为简化问题，的。因而应力的形成、大小和分布状况较为复杂。为简化问题，假定整条焊缝同时形成假定整条焊缝同时形成。 P290 当焊缝及其相邻区金属处于加热阶段时都会膨胀，但受到焊当焊缝及其相邻区金属处于加热阶段时都会膨胀，但受到焊件冷金属的阻碍，不能自由伸长而受压，形成件冷金属的阻碍，不能自由伸长而受压，形成压应力压应力。该压应力。该压应力使处于塑性状态的金属产生使处于塑性状态的金属产生压缩变形压缩变形。 随后再冷却到室温时，其收缩又受到周边冷金属的阻碍。不随后再冷却到室温时，其收缩又受到周边冷金属的阻碍。不能缩短到自由收缩所应达
27、到的位置，因而产生能缩短到自由收缩所应达到的位置，因而产生残余拉应力残余拉应力( (焊接焊接应力应力) )。 焊接应力的存在将影响焊接构件的使用性能，其承载能力大焊接应力的存在将影响焊接构件的使用性能，其承载能力大为降低，甚至在外载荷改变时出现脆断的危险后果。为降低，甚至在外载荷改变时出现脆断的危险后果。 对于接触腐蚀性介质的焊件对于接触腐蚀性介质的焊件( (如容器如容器) )，由于应力腐蚀现象加，由于应力腐蚀现象加剧，将减少焊件使用期限，甚至产生应力腐蚀裂纹而报废。剧，将减少焊件使用期限，甚至产生应力腐蚀裂纹而报废。 对于承受重载的重要结构件、压力容器等，焊接应力必须加对于承受重载的重要结构
28、件、压力容器等，焊接应力必须加以防止和消除以防止和消除： 首先，在结构设计时应选用塑性好的材料，要避免使焊缝密首先，在结构设计时应选用塑性好的材料，要避免使焊缝密集交叉，避免使焊缝截面过大和焊缝过长。集交叉，避免使焊缝截面过大和焊缝过长。 其次，在施焊中应确定正确的焊接次序（图其次，在施焊中应确定正确的焊接次序（图4 46b6b中中A A区易区易产生裂缝）。焊前对焊件预热是较为有效的工艺措施，这样可产生裂缝）。焊前对焊件预热是较为有效的工艺措施，这样可减弱焊件各部位间的温差，从而显著减小焊接应力。焊接中采减弱焊件各部位间的温差，从而显著减小焊接应力。焊接中采用小能量焊接方法或锤击焊缝亦可减小焊
29、接应力。用小能量焊接方法或锤击焊缝亦可减小焊接应力。 对于承受重载的重要结构件、压力容器等，焊接应力必须加对于承受重载的重要结构件、压力容器等，焊接应力必须加以防止和消除以防止和消除： 第三，当需较彻底地消除焊接应力时，可采用焊后去应力退第三，当需较彻底地消除焊接应力时，可采用焊后去应力退火方法来达到。此时需将焊件加热至火方法来达到。此时需将焊件加热至500500650650，保温后缓慢冷，保温后缓慢冷却至室温。却至室温。 此外，亦可采用水压试验或振动法消除焊接应力。此外，亦可采用水压试验或振动法消除焊接应力。减少和防止焊接应力的措施：减少和防止焊接应力的措施：P2911 焊前预热和焊后热处理
30、焊前预热和焊后热处理2 加热减应力法（局部预热）加热减应力法（局部预热）3 选择合理的焊接工艺和顺序选择合理的焊接工艺和顺序4 焊后辅助工艺：锤击、碾压、拉伸、震动焊后辅助工艺：锤击、碾压、拉伸、震动 焊接应力的存在会引起焊件的变形焊接应力的存在会引起焊件的变形。焊接变形的基本类型。焊接变形的基本类型如图如图4 47 7所示。具体焊件会出现哪种变形，与所示。具体焊件会出现哪种变形，与焊件结构、焊缝焊件结构、焊缝布置、焊接工艺及应力分布等因素有关布置、焊接工艺及应力分布等因素有关。 一般情况下，结构简单的小型焊件，焊后仅出现收缩变形，一般情况下，结构简单的小型焊件，焊后仅出现收缩变形，焊件尺寸减
31、小。焊件尺寸减小。 焊接应力的存在会引起焊件的变形焊接应力的存在会引起焊件的变形。焊接变形的基本类型。焊接变形的基本类型如图如图4 47 7所示。具体焊件会出现哪种变形，与所示。具体焊件会出现哪种变形，与焊件结构、焊缝焊件结构、焊缝布置、焊接工艺及应力分布等因素有关布置、焊接工艺及应力分布等因素有关。 当焊件坡口横截面的上下尺寸相差较大或焊缝分布不对称，当焊件坡口横截面的上下尺寸相差较大或焊缝分布不对称，以及焊接次序不合理时，则焊件易发生角变形、弯曲变形或扭以及焊接次序不合理时，则焊件易发生角变形、弯曲变形或扭曲变形。曲变形。 焊接应力的存在会引起焊件的变形焊接应力的存在会引起焊件的变形。焊接
32、变形的基本类型。焊接变形的基本类型如图如图4 47 7所示。具体焊件会出现哪种变形，与所示。具体焊件会出现哪种变形，与焊件结构、焊缝焊件结构、焊缝布置、焊接工艺及应力分布等因素有关布置、焊接工艺及应力分布等因素有关。 对于薄板焊件，最容易产生不规律的波浪变形。对于薄板焊件，最容易产生不规律的波浪变形。分析实例一工字梁焊接角变形.分析实例一工字梁焊接扰曲变形 焊件出现变形将影响使用，过大的变形量将使焊件报废，焊件出现变形将影响使用，过大的变形量将使焊件报废，因此必须加以防止和消除。因此必须加以防止和消除。 焊件产生变形主要是由焊接应力引起的，预防焊接应力焊件产生变形主要是由焊接应力引起的，预防焊
33、接应力的措施对防止焊接变形有时是有效的。的措施对防止焊接变形有时是有效的。 当对焊件的变形有较高限定时，在结构设计中应当对焊件的变形有较高限定时，在结构设计中应采用：采用：对称结构对称结构大刚度结构大刚度结构焊缝对称分布结构焊缝对称分布结构 这些都可减小或不出现焊接变形。这些都可减小或不出现焊接变形。 施焊中，采用施焊中，采用反变形措施或刚性夹持反变形措施或刚性夹持方法，都可减小焊方法，都可减小焊件的变形。但刚性夹持法不适合焊接淬硬性较大的钢结构件件的变形。但刚性夹持法不适合焊接淬硬性较大的钢结构件和铸铁件。和铸铁件。 正确选择焊接参数和焊接次序，对减小焊接变形也正确选择焊接参数和焊接次序，对
34、减小焊接变形也很重要。很重要。 这样可使温度分布更加均衡，开始焊接时产生的变这样可使温度分布更加均衡，开始焊接时产生的变形可被后来焊接部位的变形所抵消，从而获得无变形形可被后来焊接部位的变形所抵消，从而获得无变形的焊件。的焊件。 对于焊后变形小但已超过允许值的焊件，可采用对于焊后变形小但已超过允许值的焊件，可采用机械矫正机械矫正法法( (图图4 412)12)或或火焰加热矫正法火焰加热矫正法( (图图4 413)13)加以消除。加以消除。 火焰加热矫正焊件时，要注意加热部位，使焊件在加热一火焰加热矫正焊件时，要注意加热部位，使焊件在加热一冷却后产生相反方向的塑性变形，以消除焊接时产生的变形。冷却后产生相反方向的塑性变形，以消除焊接时产生的变形。控制焊接变形的措施控制焊接变形的措施P292焊接缺陷与质量检验常见焊接缺陷：焊缝外形尺寸不符合要求焊瘤（表面多余的堆积金属）夹渣（焊缝内部的熔渣）咬边（焊缝边缘的沟曹）裂纹气孔未焊透（局部未熔合）焊接缺陷与质量检验焊接检验：X射线探伤超声波探伤磁粉探伤渗透探伤（毛细吸附作用）End of Part 1.Than you!
