第章连接成形ppt课件

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1、第第4 4章章 衔接成形接成形定定义:衔接成形是将假接成形是将假设干个构件干个构件衔接接为一体的成形方法。一体的成形方法。分分为：焊接、胶接和机械接、胶接和机械衔接等三大接等三大类。焊接：接：经过加加热或加或加压，或两者并用，并，或两者并用，并且用或不用填充材且用或不用填充材 料，使工件到达料，使工件到达结合的一种方法。合的一种方法。 分分为：熔：熔焊、 压焊、钎焊优点：省工省料、效率高、点：省工省料、效率高、衔接接结实，适于，适于焊接的接的资料广泛。料广泛。缺陷：能缺陷：能够产生气孔、裂生气孔、裂纹、焊件上存在件上存在焊接接应力和力和焊接接变形形胶接：用胶粘胶接：用胶粘剂将被粘物外表将被粘物

2、外表衔接在一同接在一同的方法。的方法。 胶接工胶接工艺简便、消便、消费效率高、本效率高、本钱低，低，在工在工业消消费中运用愈来愈广泛。中运用愈来愈广泛。机械机械衔接：接：经过构件构件间产生的机械作用力生的机械作用力实现衔接的方法。接的方法。机械机械衔接接质量可靠、易于量可靠、易于检修，在工修，在工业中运中运用广泛。用广泛。 q4.1 4.1 焊接根底接根底q4.1.1 4.1.1 熔熔焊冶金冶金过程及其特点程及其特点 在熔在熔焊过程中，程中，焊接接接接头金属将金属将发生一系列的物理、化学生一系列的物理、化学反响，称反响，称为熔熔焊冶金冶金过程，包括液相冶金、熔池程，包括液相冶金、熔池结晶、晶、

3、焊缝和和热影响区的影响区的组织变化等。化等。 q (1) (1) 熔熔焊液相冶金的特点液相冶金的特点 q反响温度高、比外表反响温度高、比外表积大、反响大、反响时间短短( (见表表4-14-1q温度高温度高氧化反响迅速、猛烈氧化反响迅速、猛烈q原子活泼原子活泼元素烧损大元素烧损大q气体侵入熔池，构成夹杂气体侵入熔池，构成夹杂反响不完全，成分不均匀反响不完全，成分不均匀气体、杂质来不及浮起气体、杂质来不及浮起 淬硬倾向大淬硬倾向大反响时间短反响时间短1 1 熔焊液相冶金熔焊液相冶金q熔熔焊冶金特点知：冶金特点知：q 对焊缝影响影响较大的是气体的侵入和成份的大的是气体的侵入和成份的变化化q焊缝对外表

4、外表现出的力学性能特点出的力学性能特点为: : ak 即：硬度高、脆性大q(2) (2) 保保证焊缝质量的措施量的措施 11防止有害气体侵入熔池防止有害气体侵入熔池 用气体及熔渣隔离空气或两者用气体及熔渣隔离空气或两者联用用焊前清理前清理焊件及件及焊丝、烘干、烘干焊条或条或焊剂 2) 2) 冶金冶金处置置 添加有益元素添加有益元素 脱氧、脱硫、脱磷脱氧、脱硫、脱磷 渗有益合金渗有益合金q 2熔池结晶 熔池金属凝固熔池金属凝固时，以熔，以熔合合线上部分熔化的母材晶上部分熔化的母材晶粒粒为中心，沿着散中心，沿着散热的反的反方向方向长大，构成垂直于熔大，构成垂直于熔池壁的柱状晶。池壁的柱状晶。q 焊

5、缝金金属属晶晶粒粒较粗粗，组织不不致致密密，且且易易引引起起化化学学成成分分偏偏析析，有有些些焊缝金金属属在在凝凝固固末末期期还能能够产生生热裂裂纹。q 保保证质量的方法：量的方法：q11焊缝中增添少量中增添少量TiTi、V V、MoMo等元素，可构成弥散的等元素，可构成弥散的结晶中晶中心，使心，使焊缝晶粒晶粒细化，力学性能提高。化，力学性能提高。q22采用机械振采用机械振动、超声振、超声振动、电磁磁搅拌等工拌等工艺措施均可措施均可细化化焊缝晶粒。晶粒。 1-1-母材母材2-2-熔合线熔合线3-3-联生结晶联生结晶4-4-柱状晶柱状晶q3 3焊接接接接头的的组织转变 不完全重结晶区：晶粒和组织

6、都不均匀；较差 焊缝金属区：铸态组织；焊缝金属区：铸态组织； 较较好好熔合区：铸态熔合区：铸态+ +过热组织；最差过热组织；最差热影响区焊焊接接接接头头过热区：过热组织粗大晶粒；最差相变重结晶区：正火组织；性能最好焊接接接接头：是由两个或两个以上零件要：是由两个或两个以上零件要用用焊接接组合或曾合或曾经焊合的接点。合的接点。 针对熔合区、熔合区、焊接接热影响区尤其是其中的影响区尤其是其中的过热区能区能够出出现的的质量量问题，可以：，可以： 1 1采取采取热量集中的量集中的焊接方法，接方法，减小减小热 影响区的影响区的宽度，减小影响提度，减小影响提高性能。高性能。 先先进的的焊接方法均如此。接方

7、法均如此。见表表4-24-2 2 2工工艺上：小上：小电流、快速流、快速焊，以减，以减小小单位位长度上的度上的热量量输入入3 3焊后正火后正火机设041，2，3第八次课 第十周围周二下午5，6节11月28日q 4.1.2 4.1.2 焊接接应力与力与变形形 q 1 1焊接接应力与力与变形形产生的生的缘由由 焊接件的构造特点：塑性好、接件的构造特点：塑性好、细、薄、易、薄、易变形形 焊后残留在后残留在焊件内：件内：焊接剩余接剩余应力、力、焊接剩余接剩余变形形 内应力部分加热 不均匀冷却受阻膨胀受阻收缩q2焊接剩余应力的调理与消除 q(1) (1) 焊接剩余接剩余应力的分布：先冷力的分布：先冷处受

8、受压 后冷后冷处受拉受拉 中间散热慢中间散热慢产生拉应力产生拉应力q (2) (2) 调理理焊接剩余接剩余应力的措施力的措施 A A、减少、减少焊缝的数量和尺寸并防止的数量和尺寸并防止焊缝密集和交叉。采用型材、密集和交叉。采用型材、复复杂部位采用冲部位采用冲压件或件或铸件、薄板构造采用件、薄板构造采用电阻阻焊替代熔替代熔焊 B B、刚性性较小的接小的接头1设计措施尽量减少焊缝的数量尽量减少焊缝的数量2 2工工艺措施措施A A、合理的、合理的焊接接顺序：序：先内后外先内后外先短后先短后长交叉交叉处不起不起头收尾收尾B B、降低、降低焊接接接接头的的刚性性 a)a)板孔少量翻板孔少量翻边b)b)镶

9、块压凹凹C C、加、加热减减应区区D D、锤击焊缝 焊后趁后趁热E E、预热和后和后热a)a)焊前加前加热b)b)焊后冷却后冷却 3焊接剩余应力的消除方法 1 1去去应力退火：整体或部分加力退火：整体或部分加热温度温度500500650650， 部分去部分去应力退火：构造力退火：构造简单、刚性性较小或体小或体积较大大的的焊件，如件，如圆筒、管道、筒、管道、长构件等。构件等。 2 2机械拉伸法机械拉伸法 3 3温差拉伸法温差拉伸法适用于：适用于：焊缝较规那么，那么，厚度在厚度在40mm40mm以下的板壳构以下的板壳构造造4 4振振动法法激振器使激振器使焊接构造接构造发生生共振共振产生循生循环应力

10、来降力来降低或消除内低或消除内应力力温度拉伸法表示温度拉伸法表示图1-1-喷水排管水排管2-2-焊件件33、4-4-氧乙炔焰炬氧乙炔焰炬 q 4焊接剩余变形的控制和矫正q (1) 焊接剩余变形的类型：五种 常常见多多为综合型的合型的变形形收缩变形收缩变形角变形弯曲变形扭曲变形扭曲变形失稳变形较理想的正常情况较理想的正常情况厚度方向加热不均匀厚度方向加热不均匀高度方向加热不均匀高度方向加热不均匀横截面上加热不均匀横截面上加热不均匀多见于薄板件多见于薄板件(2) (2) 控制焊接剩余变形的措施控制焊接剩余变形的措施 A A、尽量减少、尽量减少焊缝的数量和尺寸，的数量和尺寸，合理合理选用用焊缝的截面

11、外形的截面外形 B B、合理安排、合理安排焊缝位置位置 1设计措施设计措施A A、反、反变形法形法 2工工艺措施措施B B、刚性固定法性固定法 用压铁压紧薄板用压铁压紧薄板2-2-压铁压铁3-3-焊件焊件 4-4-平台平台5-5-定位焊点定位焊点预置反变形预置反变形用夹具夹紧凸缘用夹具夹紧凸缘1-1-固定夹固定夹塑性预弯反变形塑性预弯反变形强迫预弯反变形强迫预弯反变形C C、合理、合理选用用焊接方法和接方法和焊接接规范：范：选用能量用能量较集中的集中的焊接方法接方法 ：CO2CO2气体气体维护焊、等离子弧、等离子弧焊焊接接时采用采用较小的小的热输入：小入：小电流、提高流、提高焊接速度接速度 D

12、 D、选用合理的装配用合理的装配焊接接顺序序尽量尽量对称称焊、厚板多、厚板多层焊、长缝分段分段焊 工字梁埋弧焊焊接顺序工字梁埋弧焊焊接顺序a a工件挪动工件挪动bb机头挪动机头挪动q (3) (3) 焊接剩余接剩余变形的形的矫正正q 1 1机械机械矫正法正法 q 利用外力使构件利用外力使构件产生与生与焊接接变形方向相反的形方向相反的塑性塑性变形，使二者相互抵消形，使二者相互抵消消消费效率高、效率高、矫正正质量好、适用于塑性量好、适用于塑性资料料 长直直缝和和环形形焊缝构件构件 a)a)用压力机矫正弯曲变形用压力机矫正弯曲变形b)b)用辊轮矫正失稳变形用辊轮矫正失稳变形 q 2 2火焰火焰矫正法

13、正法q 即利用火焰部分加即利用火焰部分加热焊件的适当部件的适当部位使其位使其产生塑性生塑性变形，以抵消形，以抵消焊接剩余接剩余变形形 操作灵活，但需操作灵活，但需较丰富的丰富的实践践阅历 a)a)矫正角变形矫正角变形 b)b)矫正弯曲变形矫正弯曲变形 1 1、3-3-加热区域加热区域2-2-焰炬焰炬3-3-挠度挠度 q 4.2 4.2 焊接方法接方法q 4.2.1 4.2.1 熔熔焊 11电弧弧焊: :电弧作弧作为热源源 焊条条电弧弧焊、埋弧、埋弧焊和气体和气体维护焊 (1) (1) 埋弧埋弧焊：电弧在弧在焊剂层下熄下熄灭进展展焊接的方法。接的方法。埋弧埋弧焊11焊接接衬垫2V2V形坡口形坡口

14、33焊剂挡板板44焊剂给送管送管55焊丝66接接焊丝电缆77颗粒状粒状焊剂88渣壳渣壳99焊缝1010母材母材1111焊缝金属金属1212接工件接工件电缆接地接地1313熔池熔池1414电弧弧 筒体筒体环焊缝的埋弧的埋弧焊11焊丝22送送丝滚轮33焊剂44筒体筒体55滚轮架架 埋弧焊埋弧焊优点：点：采用大采用大电流，流，30mm30mm以下板厚可不开坡口一次以下板厚可不开坡口一次焊成，成，效率高；效率高；焊缝质量好、外表光滑美量好、外表光滑美观；节省省焊接接资料和料和电能。能。埋弧埋弧焊特点特点适用：适用：较厚的板料的厚的板料的长、直、直焊缝和和较大直径的大直径的环形形焊缝. .缺陷：缺陷：设

15、备投投资较高，且只适用于平高，且只适用于平焊位置。位置。1 1熔化极气体熔化极气体维护焊采用采用实心心焊丝或或药芯芯焊丝作作电极极的气体的气体维护焊。维护气体有气体有:CO2:CO2、ArAr、Ar+O2Ar+O2、Ar+CO2Ar+CO2等等CO2CO2气体气体维护焊用于：低碳用于：低碳钢、强度度级别较低的低合金构造低的低合金构造钢。 熔化极熔化极氩弧弧焊用于：易氧化的非用于：易氧化的非铁合金、要求合金、要求较高的各高的各类合金合金钢 用外加气体作用外加气体作电弧介弧介质并并维护电弧和弧和焊接区的接区的电弧弧焊方法。方法。(2) (2) 气体气体维护电弧弧焊熔化极气体熔化极气体维护焊1-1-

16、送送丝滚轮2-2-焊丝3-3-导电嘴嘴4-4-喷嘴嘴5-5-进气管气管6-6-氩气流气流7-7-电弧弧8-8-焊件件优点：消点：消费效率高；易于操作；效率高；易于操作；质量好；全位置量好；全位置焊接；接；焊接接资料料利用率高，能耗低利用率高，能耗低 。缺陷：缺陷：设备本本钱高，高，维修修费用高用高CO2CO2气体维护焊气体维护焊2 2钨极惰性气体极惰性气体维护焊 用用纯钨或活化或活化钨钍钨、铈钨电极的惰性气体极的惰性气体维护焊。钨极惰性气体极惰性气体维护焊11焊丝22焊丝导管管33气气体体喷嘴嘴44电流流导体体55钨极极66维护气体气体77电弧弧88铜垫板板优点点 可可焊几乎一切的金属几乎一切

17、的金属合金；合金； 电弧熄弧熄灭稳定，低定，低电流可流可焊，适于薄板和，适于薄板和难焊位置；位置； 明弧便于操作，明弧便于操作， 焊接效率接效率较低，低， 本本钱较高高 运用：不运用：不锈钢、耐、耐热钢和各和各种非种非铁金属及其合金金属及其合金钨极惰性气体极惰性气体维护焊2 2电渣渣焊利用利用电流流经过液体熔渣液体熔渣产生的生的电阻阻热进展展焊接接. .优点：厚板一次行程中焊成，熔敷速度高；加热和冷却速度慢，不易产生气孔、夹渣等缺陷，且脱硫、脱磷较充分，焊缝质量较高。 缺陷：晶粒粗大，热影响区较宽。焊后通常须进展正火处置，以细化晶粒，提高接头的韧性。适用：厚度适用：厚度30mm30mm以上的以

18、上的厚板或大截面构造厚板或大截面构造电渣渣焊a a丝极极电渣渣焊bb板极板极电渣渣焊1-1-冷却水管冷却水管22、12-12-冷却滑冷却滑块3-3-焊丝44、10-10-渣池渣池55、11-11-熔池熔池66、13-13-焊缝77、8-8-焊件件9-9-板极板极 电渣渣焊4.2.2 4.2.2 压焊电阻阻焊、摩擦、摩擦焊 1 1电阻阻焊 工件工件组合后合后经过电极施加极施加压力，利用力，利用电流流经过接接头的接触面及的接触面及临近区域近区域产生的生的电阻阻热进展展焊接的方接的方法。法。 运用：薄板、网和空运用：薄板、网和空间构架等的构架等的焊接，接， 如汽如汽车外壳、外壳、门等等 优点：点：质

19、量高，内量高，内应力与力与变形小，不需填充形小，不需填充 资料，消料，消费率高，率高，劳动条件好。条件好。 优点：消点：消费率更高，且率更高，且焊缝可具有密封性可具有密封性运用：有密封要求的薄板容器，如油运用：有密封要求的薄板容器，如油 箱、罐体、散箱、罐体、散热器等。器等。 (1) (1) 点点焊：柱状：柱状电极极 (2) (2) 缝焊：滚轮电极极 点焊点焊缝焊缝焊 (3) 对焊 将焊件以整个接触面焊合1 1电阻阻对焊 先加先加压后通后通电接接头力学性能差力学性能差运用：断面运用：断面紧凑、直径小于凑、直径小于20mm20mm的低碳的低碳钢棒料和管棒料和管子，直径小于子，直径小于8mm8mm

20、的非的非铁金金属棒料和管子属棒料和管子2 2闪光光对焊 先通先通电后加后加压 接接头力学性能好力学性能好运用：各种金属运用：各种金属资料和各料和各种断面，如种断面，如钻头、刀具、刀具、钢轨和大型管道和大型管道 2 2摩擦摩擦焊 利用利用焊件外表相互摩擦所件外表相互摩擦所产生的生的热，使端面到达使端面到达热塑性形状，然后迅速塑性形状，然后迅速顶锻，完成，完成焊接接 优点：接点：接头质量好，量好，焊件精度高；件精度高； 劳动条件好，消条件好，消费效率高效率高 可可焊接异种接异种资料料缺陷：非缺陷：非圆形截面、大型形截面、大型盘状或薄壁件，以及摩擦系数小或状或薄壁件，以及摩擦系数小或 易碎的易碎的资

21、料料难于于焊接接 设备投投资较大大 适于：适于：圆形、管形截面工件的形、管形截面工件的对接，如刀具、接，如刀具、阀门、钻杆杆逐逐渐取代取代闪光光对焊图4-234-23摩擦摩擦焊机构造机构造11电动机机22传动带33带轮44制制动安装安装55主主轴66转动夹具具77不不转动夹具具88液液压缸缸99焊件件摩擦焊摩擦焊 4.2.3 4.2.3 钎焊 利用液利用液态钎料料润湿母材，填充接湿母材，填充接头间隙并隙并与母材相互分散与母材相互分散实现衔接。接。 11焊接接资料料 (1)(1)钎料料钎焊时用作填充金属的用作填充金属的资料料1 1软钎料：熔点低于料：熔点低于450450：锡铅基、基、铅基、基、镉

22、基等合金。基等合金。焊接受力不大、任接受力不大、任务温度温度较低的低的零件。零件。2 2硬硬钎料：熔点高于料：熔点高于450450：铝基、基、铜基、基、银基、基、镍基等合金。基等合金。焊接受力接受力较大、任大、任务温度温度较高的高的零件。零件。 (2)(2)钎焊焊剂：松香、：松香、氯化化锌水水溶液、磷酸水溶液溶液、磷酸水溶液作用作用: :去除去除钎料和母材外表的氧化物料和母材外表的氧化物维护焊件和液件和液态钎料以免氧化料以免氧化改善液改善液态钎料料对焊件的件的润湿性湿性2 2接接头型式型式 多采用搭接多采用搭接 图4-24 4-24 钎焊接接头方式方式a a平面搭接接平面搭接接头 b bT T

23、形接形接头 c c角接接角接接头 d d套管接套管接头3 3加加热方式：方式： 烙烙铁、火焰、火焰、电阻、阻、 感感应、浸、浸渍和炉中加和炉中加热适用：精适用：精细、微型、外形复、微型、外形复杂或多或多钎缝的的焊件及异件及异种种资料料间的的焊接，广泛用于接，广泛用于焊接接换热器、器、夹层构造、构造、电真空器件和硬真空器件和硬质合金刀具合金刀具4 4特点：特点： 钎焊加加热温度温度较低低 接接头光滑平整光滑平整 组织和力学性能和力学性能变化小化小 焊件件变形小形小 适于适于焊接异种接异种资料料 可同可同时焊多工件、多接多工件、多接头，消，消费效率高效率高 接接头强度和耐度和耐热性能性能较低，低，

24、焊前清理和装配要求前清理和装配要求较高高q4.2.4 4.2.4 其它其它焊接方法接方法 1 1等离子弧等离子弧焊 借助水冷借助水冷喷嘴嘴对电弧的弧的拘拘谨作用，作用，获得得较高能量密高能量密度的等离子弧度的等离子弧进展展焊接的方接的方法法机械机械紧缩 热紧缩 电磁磁紧缩效效应 q2 2电子束子束焊q利用加速和聚焦的利用加速和聚焦的电子子束束轰击置于真空或非真空置于真空或非真空中的中的焊件所件所产生的生的热能能进展展焊接的方法接的方法 特点：能量密度和温度高，穿透特点：能量密度和温度高，穿透才干才干强，焊接速度快，消接速度快，消费率高率高 特点：特点：焊接速度快，接速度快，热输入小，入小，焊缝

25、深深宽比大，比大，热影响区窄，影响区窄，焊件件变形小形小等离子弧焊等离子弧焊q 3激光焊q以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进展焊接的方法 特点：特点：焊接速度高，接速度高，热输入小，入小，焊缝窄，窄，热影响区及影响区及焊接接变形小，形小，焊缝平整光滑平整光滑q4 4分散分散焊q将工件在高温下加将工件在高温下加热，但不但不产生可生可见变形和相形和相对位移的固位移的固态焊接方法，属接方法，属于于压焊类型。型。 特点：不需填充特点：不需填充资料和料和焊剂；无无铸态组织，不影响性能；且，不影响性能；且可同可同时焊接多个接接多个接头 运用：各运用：各类资料及很厚和很料及很厚和很 薄的薄的资料料

26、运用：运用：精：精细构造件及构造件及热敏感件的敏感件的焊接接激光焊接激光焊接激光切割激光切割q4.3. 4.3. 常用金属常用金属资料的料的焊接接 q 4.3.1 4.3.1 资料的料的焊接性接性资料的料的焊接性：接性：资料在限定的施工条件下料在限定的施工条件下焊接成按接成按规定定 设计要求的构件，并要求的构件，并满足足预定服役要求的才干。定服役要求的才干。 q1 1资料料焊接性的影响要素接性的影响要素 影影响响要要素素资料的化学成分：低碳料的化学成分：低碳钢，好；高碳，好；高碳钢，差；，差；铸铁，更差，更差焊接方法：接方法： 能量集中、能量集中、维护好好, ,焊接性好接性好焊接接资料：料：

27、焊丝、焊剂和气体等和气体等 碱性碱性焊条或碱性条或碱性焊剂，焊接性好；接性好； 惰性气体惰性气体维护，焊接性好接性好 焊件构造件构造类型：构造型：构造简单、刚性小性小, ,焊接性好接性好 服役要求：服役要求： 服役要求不高服役要求不高, ,焊接性好接性好 q 2焊接性的评价 q(1) (1) 用碳当量用碳当量评价价钢的的焊接性接性 q 1 1国国际焊接学会接学会IIWIIW引荐的公式：引荐的公式：CE0.4% 焊接性良好：接性良好： 淬硬淬硬倾向向较小，不用小，不用预热CE0.4%0.6 焊接性接性较差差 有一定的淬硬有一定的淬硬倾向，需采取适当向，需采取适当预热等一定的工等一定的工艺措施措施

28、CE0.6% 焊接性很差接性很差 淬硬淬硬倾向大，需采用向大，需采用较高的高的预热温度等温度等严厉的工的工艺措施措施Pw 冷裂冷裂纹敏感系数；敏感系数；2 2冷裂冷裂纹敏感系数敏感系数利用利用Pw可以求出工件所需的可以求出工件所需的预热温度温度tp，如下式：，如下式：tp=1440Pw392q 4.3.2 常用金属资料的焊接q 1.碳钢的焊接 (1) (1) 低碳低碳钢的的焊接：接： CE 0.4% CE 0.6%CE 0.6%，更易，更易产生淬硬生淬硬组织和裂和裂纹 工具、模具的修工具、模具的修补和和钢轨的的对接，高温接，高温预热和更和更严厉的工的工艺措施措施 2 2低合金构造低合金构造钢的

29、的焊接接 (1) (1) 强 度度 级 别 低低 的的 低低 合合 金金 构构 造造 钢 的的 焊 接接s=295390MPas=295390MPa 价价钱较低，广泛用于低，广泛用于较重要的重要的焊接构造接构造 类似于低碳似于低碳钢不需不需预热，也不需，也不需焊后后热处置，但常采用碱性置，但常采用碱性焊条条 (2) (2) 强度度级别较高的低合金构造高的低合金构造钢的的焊接接s=440540MPas=440540MPa 高高强度、高度、高韧性及在低温或性及在低温或动载下任下任务的重要的重要焊接构造接构造 类似于中碳似于中碳钢，预热和后和后热，采用碱性，采用碱性焊条或碱度条或碱度较高的高的焊剂；

30、焊后去后去应力退火或高温回火力退火或高温回火 3 3耐耐热钢的的焊接接 淬硬淬硬组织和裂和裂纹类似于中碳似于中碳钢4 4不不锈钢的的焊接接 热裂裂纹、脆化、脆化高高纯焊接接资料，高碱度料，高碱度焊剂或低或低氢型型焊条；条；热量集中量集中的的焊接方法、小的接方法、小的热输入小入小电流、高流、高焊速；速；焊后后热处置置 从各从各类钢的的焊接看：接看： 对焊接性接性较差的差的钢，无，无论采用何种采用何种焊接接方法，通常都需采用碱性方法，通常都需采用碱性焊条或条或焊剂；且；且应进展展预热和后和后热。 焊接性越差，碱度要求越高，接性越差，碱度要求越高，预热温度温度也越高，也越高，辅之以之以严厉的其他工的

31、其他工艺措施和接措施和接头清理，才干保清理，才干保证焊接件的接件的质量。量。 5 5铸铁的的焊接接 易易产生裂生裂纹、白口及淬硬、白口及淬硬组织，故，故焊接性极差接性极差普通普通仅用于毛坯的用于毛坯的焊补和修复和修复损坏的坏的铸铁零件零件 纯镍铸铁焊条：条：焊缝为镍铁合金，有良好的抗裂性及切削加合金，有良好的抗裂性及切削加工性工性 ，普通，普通仅用于机床用于机床导轨面等重要面等重要铸铁件的加工面的修件的加工面的修补 (1) (1) 异异质焊缝冷冷焊：用：用焊条条电弧弧焊，通常不，通常不预热 碳碳钢铸铁焊条：条：焊缝为碳碳钢，本，本钱低，但易低，但易产生生热裂裂纹，且且难于切削加工，只能用于于切

32、削加工，只能用于焊补铸铁件的非加工面。件的非加工面。 (2) (2) 同同质焊缝热焊：铸铁型的型的焊条或条或焊丝 焊前将前将铸件整体或部分件整体或部分预热至至550550650650，且，且焊时温度不低于温度不低于400400。常用。常用焊条条电弧弧焊和气和气焊，焊后去后去应力退火。力退火。 普通用于外形复普通用于外形复杂、刚性大且性大且焊后需切削加工的重要后需切削加工的重要铸件，如件，如车床床床床头箱、内燃机缸体等。箱、内燃机缸体等。 铸铁冷冷焊消消费效率高，效率高，劳动条件好条件好但但焊接接时须小小电流、短段流、短段焊每段每段101050mm50mm、断、断续焊焊接区温度接区温度6060、

33、分散、分散焊，且，且应焊后立刻后立刻轻敲敲焊缝冷冷焊常用于常用于铸件运用后的件运用后的损坏修坏修补 铸铁热焊虽质量好，但本量好，但本钱高、消高、消费效率低、效率低、劳动条件极条件极差，普通用于外形复差，普通用于外形复杂、刚性大的重要性大的重要铸件的毛坯重要面切件的毛坯重要面切削加工前的修削加工前的修补。 q 6 6非铁金属的焊接非铁金属的焊接 q(1) (1) 铝及及铝合金：合金：q 铝及及铝合金可采用大多数合金可采用大多数焊接方法。接方法。q 氩弧弧焊工工艺简便，便，焊接接质量好是量好是铝合金合金焊接的首接的首选q(2) (2) 铜及及铜合金：合金：q 铜及及铜合金的合金的焊接性接性较差差

34、q 可采用气可采用气焊、埋弧、埋弧焊、氩弧弧焊、等离子弧、等离子弧焊、电阻阻焊和摩擦和摩擦焊等等焊接方法。接方法。 4.4 4.4 焊接构造接构造设计与工与工艺设计构构造造资料料的的选用用、焊缝布布置置、焊接接方方法法的的选择、焊接接接接头设计以以及及焊接接资料、料、焊接参数的接参数的选择等。等。4.4.1 4.4.1 构造构造资料的料的选择 (1)(1)尽量尽量选用用焊接性接性较好的好的资料料低碳低碳钢、强度度级别低的低合金低的低合金钢 (2)(2)尽量采用廉价尽量采用廉价资料料 尤其留意异种尤其留意异种资料的运用：料的运用： 麻花麻花钻钻头高速高速钢、钻柄中碳柄中碳钢 耐耐热钢外表堆外表堆

35、焊(3)(3)尽量尽量选用用轧制型材、冲制型材、冲压件件 不合理合理q 4.4.2 4.4.2 焊缝布置布置 (1) (1) 留有足留有足够的操作空的操作空间 不合理不合理合理合理便于施焊便于施焊不合理不合理合理合理便于探伤便于探伤(2) (2) 应防止防止焊缝密集密集 或或汇交交 (3)(3)应使使焊缝尽量避开任尽量避开任务应力力 较大和易大和易产生生应力集中的部位力集中的部位 不合理不合理合理合理防止焊缝密集交叉防止焊缝密集交叉不合理不合理合理合理避开应力较高的部位避开应力较高的部位(4) (4) 应防止母材防止母材 厚度方向工厚度方向工 作作时受拉受拉 (5)(5)尽量使尽量使焊缝 避开

36、机加工避开机加工 面面 不合理不合理合理合理不合理不合理合理合理4.4.3 4.4.3 焊接方法的接方法的选择 1 1、资料的料的焊接性接性 低碳低碳钢和低合金构造和低合金构造钢：各种：各种焊接方法接方法高合金高合金钢、非、非铁金属及其合金：能量集中、金属及其合金：能量集中、维护良好的良好的焊接接 方法，如方法，如氩弧弧焊、电子束子束焊、等离子弧、等离子弧焊等等异种金属：异种金属：电子束子束焊、激光、激光焊、摩擦、摩擦焊、分散、分散焊和和钎焊等。等。焊缝较短且不短且不规那么：气那么：气焊、焊条条电弧弧焊等手工等手工焊方法；方法； 焊缝较长且且规那么：埋弧那么：埋弧焊、气体、气体维护焊等等 薄板

37、构造：薄板构造：电阻点阻点缝焊、气、气焊、CO2焊、氩弧弧焊 和等离子弧和等离子弧焊 厚板构造：埋弧厚板构造：埋弧焊、电渣渣焊、电子束子束焊外形复外形复杂、焊缝多而多而难以施以施焊：浸：浸渍钎焊、炉中、炉中钎焊2 2、焊件构造特点件构造特点 3 3、消、消费批量批量 4 4、经济性性 (1)(1)消消费批量批量较小小 设备投投资较少：气少：气焊、焊条条电弧弧焊(2)(2)消消费批量批量较大大 高效：高效：电阻阻焊、摩擦、摩擦焊、埋弧埋弧焊和气体和气体维护焊优先先选用普通的用普通的焊接方法：接方法：气气焊、电弧弧焊、电阻阻焊转轴的的焊接构造接构造a)a)焊条条电弧弧焊b)b)摩擦摩擦焊2 2、4

38、 4、55焊缝q 4.4.4 4.4.4 焊接接接接头设计 1 1接接头方式方式 a)a)对接接接接头b)b)搭接接搭接接头c)c)角接接角接接头d)Td)T形接形接头q (1) (1) 各各类焊接接接接头的特点的特点 1 1对接接接接头 应力分布力分布较均匀，承均匀，承载才干才干较高且高且节省省资料料, ,但但备料和安装要求高料和安装要求高 运用最广运用最广2搭接接头 备料和装配简易，但接受载荷时应力分布不均匀且受剪应力作用，故承载才干不高，耗材大。 用于：受力不大、板厚较小或现场安装的构造3 3角接接角接接头和和T T形接形接头 可接受不同方向的力和力矩，易可接受不同方向的力和力矩，易产生

39、生应力集中力集中, ,承承载才干低才干低 用于：桁架、底座、立柱等用于：桁架、底座、立柱等焊接构造接构造q (2) (2) 焊接接接接头方式的方式的选择 1 1焊接方法接方法 熔熔焊适用于各适用于各类接接头方式；方式； 电阻点阻点焊须采用搭接接采用搭接接头； 对焊和摩擦和摩擦焊须采用采用对接接接接头； 钎焊多采用搭接接多采用搭接接头。 2 2焊件构造特点和运用要求件构造特点和运用要求 承承载较大的大的焊接接接接头宜采用宜采用对接接接接头以减少以减少应力集中；力集中； 反之，可采用搭接、角接、反之，可采用搭接、角接、T T形接等接形接等接头方式，以便于方式，以便于备料和料和简化工化工艺。 q 2

40、 2坡口方式坡口方式 q 根据根据设计和工和工艺需求，在需求，在焊件的待件的待焊部位加工并装配成的呈一定几何外形的沟槽部位加工并装配成的呈一定几何外形的沟槽q 坡口方式：坡口方式：I I形、形、V V形、形、U U形、形、X X形和形和双双U U形形 (1) (1) 各各类坡口的特点坡口的特点 I I形坡口易于制形坡口易于制备，但板厚，但板厚较大大时难于于焊透。透。 V V形坡口形坡口较易制易制备，但厚板，但厚板焊接接时费工工费料，且料，且 焊接接变形形较大。大。 U U、X X、双、双U U形坡口形坡口焊接接时省工省料，省工省料，焊接接变形小，形小， 但制但制备较费工，工，X X、双、双U

41、U形形还需双面需双面焊接。接。 q (2) (2) 坡口方式坡口方式选择 1 1焊件板厚件板厚 薄板薄板对接普通采用接普通采用I I形坡口。随着板厚的增大，形坡口。随着板厚的增大，可采用其它适当的坡口方式，以保可采用其它适当的坡口方式，以保证焊透并减小透并减小焊接量。接量。 2 2焊件运用条件件运用条件 承承载较小或精度要求不高小或精度要求不高时，可采用，可采用I I形、形、 V V形等坡口方式。形等坡口方式。 承承载较大或精度要求高大或精度要求高时，宜采用，宜采用 U U 形、形、X X形、双形、双U U形等坡口方式，以保形等坡口方式，以保证焊透且减小透且减小焊接接变形。形。 q 4.4.5

42、 4.4.5 焊接工艺设计例如焊接工艺设计例如 储罐构造如下罐构造如下图，质量要求量要求较高。板料尺寸高。板料尺寸为2000mm5000mm16mm，资料料为Q345钢，入孔管和排，入孔管和排污管壁厚管壁厚分分别为16mm和和10mm。现拟批量消批量消费，试制定制定焊接工接工艺方案。方案。 贮罐构造罐构造图和和焊接工接工艺图a a构造构造简图bb焊缝布置布置图cc焊接工接工艺简图11筒身筒身纵焊缝22、4 4、55筒身筒身环焊缝33入孔管入孔管环焊缝66排排污管管环焊缝 1 1构造分析：防止焊缝交叉构造分析：防止焊缝交叉 2 2焊接方法焊接方法 筒身板厚较大，焊缝长而规那么：埋弧焊筒身板厚较大

43、，焊缝长而规那么：埋弧焊 两接纳与筒身间的焊缝较短且为空间曲线：焊条电弧焊两接纳与筒身间的焊缝较短且为空间曲线：焊条电弧焊 无需预热和后热无需预热和后热3接头和坡口方式接头和坡口方式 筒身焊缝要求较高：对接接头；埋弧焊，筒身焊缝要求较高：对接接头；埋弧焊，I形坡口形坡口 两接纳焊缝：角接头插入式装配两接纳焊缝：角接头插入式装配4焊接资料焊接资料 埋弧焊：焊丝埋弧焊：焊丝H08MnA、焊剂、焊剂HJ431 焊条电弧焊：碱性焊条焊条电弧焊：碱性焊条E5015焊接储罐工艺方案见表焊接储罐工艺方案见表4-54-5P172P172 本章小结本章小结衔接成形的定义、优点、缺陷衔接成形的定义、优点、缺陷衔接

44、成形可分为衔接成形可分为:焊接、胶接和机械衔接等三大类焊接、胶接和机械衔接等三大类调理焊接剩余应力的措施矫正图，焊接剩余应力的消除方法调理焊接剩余应力的措施矫正图，焊接剩余应力的消除方法4种种各种焊接方法的运用场所，各种焊接方法的运用场所，能正确选择焊接方法能正确选择焊接方法焊接剩余变形的类型焊接剩余变形的类型5 5种，控制焊接剩余变形的措施种，控制焊接剩余变形的措施, ,矫正图矫正图焊接接头各组成部分的称号，哪部分质量最好，哪部分质量最差焊接接头各组成部分的称号，哪部分质量最好，哪部分质量最差熔焊液相冶金的特点熔焊液相冶金的特点:反响温度高、比外表积大、反响时间短反响温度高、比外表积大、反响

45、时间短焊接可分为等三大类焊接可分为等三大类:熔焊、熔焊、压焊、钎焊，各类的定义压焊、钎焊，各类的定义影响资料焊接性的是哪五个要素？影响资料焊接性的是哪五个要素？碳当量与焊接性能的关系碳当量与焊接性能的关系低碳钢、中碳钢、高碳钢、低合金构造钢的焊接性能比较低碳钢、中碳钢、高碳钢、低合金构造钢的焊接性能比较铸铁的焊接特点，热焊、冷焊定义与运用场所铸铁的焊接特点，热焊、冷焊定义与运用场所焊接构造设计与工艺设计：焊接构造设计与工艺设计：会正确选择构造资料会正确选择构造资料焊缝布置，错误的图矫正焊缝布置，错误的图矫正；会正确选择焊接方法会正确选择焊接方法;焊接接头的方式的特点及运用场所焊接接头的方式的特点及运用场所;会正确选择坡口方式。会正确选择坡口方式。作业作业189190页页 4-12； 4-13； 4-14；