四川轻化工大学（四川理工学院）：《材料工程基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一篇 金属材料及制备加工工艺 第五章 金属的焊接

第五章金属的焊接 第一节焊接概述 第二节熔化焊 第三节压力焊 第四节钎焊 第五节焊接缺陷及其检验

第一节 焊接概述 第二节 熔化焊 第三节 压力焊 第四节 钎焊 第五节 焊接缺陷及其检验 第五章 金属的焊接

第一节焊接概述 焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。焊接 过程的实质是用加热或加压等手段,借助于金属原子的 结合与扩散作用,使分离的金属材料牢固地连接起来。 焊接在现代工业生产中具有十分重要地作用,在制 造大型结构或复杂地机器部件时,更显优越,因为它可 以用化大为小,化复杂为简单地方法准备坯料,然后用 逐次装配焊接地方法拼小成大,这是其他工艺方法难以 做到的

焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。焊接 过程的实质是用加热或加压等手段，借助于金属原子的 结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来。 焊接在现代工业生产中具有十分重要地作用，在制 造大型结构或复杂地机器部件时，更显优越，因为它可 以用化大为小，化复杂为简单地方法准备坯料，然后用 逐次装配焊接地方法拼小成大，这是其他工艺方法难以 做到的。 第一节 焊 接 概 述

口焊接方法的分类 常用的焊接方法 熔化焊 压力焊] 钎焊 软 王光厘娃散| 焊焊 束障焊焊焊爆爆波爆焊 焊 常见的焊接方法

常 见 的 焊 接 方 法 ❑ 焊接方法的分类

口金属的可焊性 金属的可焊性属于工艺性能,是指被焊金属材料在 定条件下获得优质焊接接头的难易程度。 金属的可焊性主要与下列因素有关: 1、材料本身的成分组织; 2、焊接方法; 3、焊接工艺条件;

❑ 金属的可焊性 金属的可焊性属于工艺性能，是指被焊金属材料在 一定条件下获得优质焊接接头的难易程度。 金属的可焊性主要与下列因素有关: 1、材料本身的成分组织； 2、焊接方法； 3、焊接工艺条件；

第二节熔化焊 熔化焊是焊接最基本的焊接方法。根据焊接能源种 类、能源传递介质和方式的不同,熔化焊可分为电弧焊 气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊和等离子焊等。 口熔化焊的基本原理 熔化焊的基本原理是指将填充材料(如焊丝)和工 件的连接区基体材料共同加热至熔化状态,在连接处形 成熔池,熔池中的液态金属冷却凝固后形成牢固的焊接 接头,使分离工件连接成为一个整体

熔化焊是焊接最基本的焊接方法。根据焊接能源种 类、能源传递介质和方式的不同，熔化焊可分为电弧焊、 气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊和等离子焊等。 第二节 熔 化 焊 ❑ 熔化焊的基本原理 熔化焊的基本原理是指将填充材料（如焊丝）和工 件的连接区基体材料共同加热至熔化状态，在连接处形 成熔池，熔池中的液态金属冷却凝固后形成牢固的焊接 接头，使分离工件连接成为一个整体

熔焊焊缝的形成 在高温热源的作用下,填充金属(如焊条)和基体 金属发生局部熔化。熔池焊缝形成过程示意图 焊条 前部(2-1-2区)熔化金属固体渣壳液体熔渣 被电弧吹力吹到熔池后部 (2-3-2区),迅速冷却结 晶随着热源不断移动,缝焊件熔池电弧 从而形成连续的致密层状 组织焊缝

➢ 熔焊焊缝的形成 在高温热源的作用下，填充金属（如焊条）和基体 金属发生局部熔化。熔池 前部（2-1-2区）熔化金属 被电弧吹力吹到熔池后部 （2-3-2区），迅速冷却结 晶。随着热源不断移动， 从而形成连续的致密层状 组织焊缝。 焊缝形成过程示意图

焊接接头的组织和性能 焊缝区:结晶从熔池壁向中心推进,形成柱状的铸态组织。 与基体金属性能接近,但熔池中心易出现杂质、疏松等。 熔台区:未熔化的过 1溶合区熔化金属1534 热组织和部分熔化的 温度曲线 2过热区 1300 结晶铸态组织。很大 焊缝区 1100 3.正火区 程度上决定焊件接头 900 4都分相变区 700 的性能。 500 300 100 123 0.32,06 焊件横截面 wc/(%)

➢ 焊接接头的组织和性能 焊缝区：结晶从熔池壁向中心推进，形成柱状的铸态组织。 与基体金属性能接近，但熔池中心易出现杂质、疏松等。 熔合区：未熔化的过 热组织和部分熔化的 结晶铸态组织。很大 程度上决定焊件接头 的性能

过教区:高温影响,晶粒粗大。塑性和韧性下降,显著影 响焊件接头性能。 正火区:最高加热温度比Ac3稍高,晶粒重结晶细化,获 得正火组织。机械性能改善。 部分相变区:最高加热温度比Ac1~Ac3稍高,珠光体和部 分铁素体重结晶细化。晶粒大小不均,机械性能稍差。 般,低碳钢焊件的热影响区较窄,危害性较小, 焊后可直接使用;对于碳素钢和低合金钢焊件,焊后可 进行正火处理,细化晶粒,改善机械性能;对于无法进 行热处理的焊件,则需正确选择焊接方法和工艺条件, 来减小热影响区的范围

过热区：高温影响，晶粒粗大。塑性和韧性下降，显著影 响焊件接头性能。 正火区：最高加热温度比Ac3稍高，晶粒重结晶细化，获 得正火组织。机械性能改善。 部分相变区：最高加热温度比Ac1～Ac3稍高，珠光体和部 分铁素体重结晶细化。晶粒大小不均，机械性能稍差。 一般，低碳钢焊件的热影响区较窄，危害性较小， 焊后可直接使用；对于碳素钢和低合金钢焊件，焊后可 进行正火处理，细化晶粒，改善机械性能；对于无法进 行热处理的焊件，则需正确选择焊接方法和工艺条件， 来减小热影响区的范围

焊接应力和变形 焊接时,焊件各部分冷热不均,受热部位产生拉应 力,未受热部位则产生压应力。当应力达到一定程度 焊件出现变形。 (a)焊接开始 (a)纵向应力 n看■ 2【== (b)焊后 (b)横向应力 边缘焊的变形 对焊焊缝的应力分布

焊接时，焊件各部分冷热不均，受热部位产生拉应 力，未受热部位则产生压应力。当应力达到一定程度， 焊件出现变形。 ➢ 焊接应力和变形 边缘焊的变形 对焊焊缝的应力分布

手工电弧焊 手工电弧焊是利用焊条与工件之间产生的电弧热将 工件和焊条熔化的一种焊接方法。 焊接电弧 焊接电弧是在电极和 电焊机 焊条工件间的气体介质中常时间 2600K 例概区放电的现象 6000~ 8000K 讧弧柱 低雨极区 电弧引燃时,弧柱中充 工件2400x 满了高温电离气体,发出大 钢焊条焊援钢材时的爆接电弧量的光和热

手工电弧焊是利用焊条与工件之间产生的电弧热将 工件和焊条熔化的一种焊接方法。 ❑ 手工电弧焊 ➢ 焊接电弧 焊接电弧是在电极和 工件间的气体介质中常时间 放电的现象。 电弧引燃时，弧柱中充 满了高温电离气体，发出大 钢焊条焊接钢材时的焊接电弧 量的光和热