机械制造基础教学课件作者第三版乔世民课件第4章焊接课件.ppt

机械制造基础 第4章 焊接 4.1 概述 1、焊接方法的分类 2、焊接方法的主要特点 3、焊接方法在工业生产中主要应用 4.2 焊条电弧焊 1、焊条电弧焊工作原理 4.2.1 焊接电弧 2. 电弧的组成 4.2.2 焊接接头 焊缝以及其周围受不同程度加热和冷却的母材是焊缝的热影响区，总称为焊接接头。 1. 焊缝的形成过程 熔焊焊缝的形成经历了局部加热熔化，使分离工件的结合部位产生共同熔池，再经凝固结晶成为一个整体的过程。 图4.2.4为焊缝形成示意图。在电弧高温作用下，焊条和工件同时产生局部熔化，形成熔池。熔化的填充金属呈球滴状过渡到熔池。电弧在沿焊接方向移动中，熔池前部（②-① ③-②区），逐步脱离电弧高温而冷却结晶。所以电弧的移动形成动态熔池，熔池前部的加热熔化与后部的顺序冷却结晶同时进行，形成完整的焊缝。 2. 焊接冶金过程 4.2.3 焊条 1.焊条组成和作用 2.焊条的分类 3.焊条型号与牌号 焊条用途类别与焊条牌号表示方法 焊条牌号末尾数字与焊条药皮类型及焊接电流种类之间的关系 部分常用碳钢焊条型号与牌号对应表 4. 焊条的选用原则 4.2.4 焊接接头的金属组织与性能 1. 焊接工件上温度的变化与分布 2. 焊接接头金属组织与性能的变化 (1）焊缝金属 (2）焊接热影响区 4.2.5 焊接应力与变形 （2） 焊接变形的基本形式 ⑶ 减少焊接应力与变形的措施： 除了设计时应考虑之外，可采取一定的工艺措施，有预留变形量、反变形法、刚性固定法、锤击焊缝法、加热“减应区”法等。重要的是，选择合理的焊接顺序，尽量使焊缝自由收缩。焊前预热和焊后缓冷也很有效。 4.2.6 焊接接头设计 （1）焊接接头形式设计 （2）焊接接头坡口形式设计 4.3 其它焊接方法 4.3.1 埋弧自动焊 1）埋弧自动焊的焊接过程 2）埋弧自动焊的特点及应用 4.3.2 气体保护电弧焊 1. 氩弧焊 （1）钨极氩弧焊（TIG焊） （2）熔化极氩弧焊（MIG） 2. C02气体保护焊 4.3.3 气焊和气割 1 .气焊 （1）气焊火焰的种类及应用 （2）接头形式和焊接准备 （3）焊丝与焊剂 2 . 气割 4.3.4 电渣焊 4.3.5 等离子弧焊 4.3.6 激光焊 激光焊是以聚焦的激光束作热源轰击焊件所产生的热量来进行焊接的一种现代熔化焊方法。如图4.3.12所示。焊接用激光器有固体激光器和气体激光器等多种，固体激光器常用的激光材料有红宝石、钕玻璃，气体激光器典型代表是二氧化碳（CO2）激光器。激光是波长单一、方向性好且能量非常高的光束，经聚焦后，其功率密度可高达105W／cm2。 图4.3.13是高功率激光焊接的几种主要技术方法即纯激光焊、激光填丝焊和激光电弧复合焊的原理及其焊接效果。 4.3.7 压焊与钎焊 1. 压焊 （1） 电阻焊 2. 摩擦焊 2. 钎焊 （1）钎科 （2）钎焊方法 （3）加热方法 4.4 常用金属材料的焊接 4.4.1 碳钢的焊接 1. 低碳钢的焊接 2. 中、高碳钢焊接 4.4.2 低合金结构钢的焊接 1. 强度用钢焊接 2. 专用钢焊接 4.4.3 不锈钢焊接 4.4.4 铸铁的焊补 1. 不预热焊法 2. 热焊法 4.4.5 非铁金属的焊接 1. 铝及铝合金的焊接 2. 铜及铜合金的焊接 3. 钛及钛合金的焊接 4.5 焊接方法的选择 各种焊接方法都有其各自特点及适用范围，选择焊接方法时要根据焊件的结构形状及材质、焊接质量要求、生产批量和现场设备等，在综合分析焊件质量、经济性和工艺可能性之后，确定最适宜的焊接方法。 常用焊接方法的特点及适用范围见表4.5.1。 焊接方法的选择 常用焊接方法的特点及适用范围 如将焦点调节到焊件接合处、光能迅速转换成热能，使金属瞬间熔化，冷凝后即成为焊缝。激光焊是20世纪60年代才发展起来的先进焊接方法，其优点如下： 图 4.3.12 激光焊接设备示意图 激光焊的优点如下： (1)激光功率密度高、热量集中，因此焊接速度快、焊缝不易氧化吸气；焊接热影响区很窄，焊件几乎不变形；可以在大气中焊接，不需要真空环境和气体保护；生产率高。 (2)激光通过光学系统反射和聚焦，可以在其他焊接方法无法达到的部位焊接，还可以透过透明材料在封闭结构内部进行焊接。如对真空管的电极连接和显像管内部接线。 (3)可用于多种金属和合金以及异种金属间的焊接，甚至可以把金属和非金属连接起来