《机械制造基础》课程PPT教学课件：第四篇 焊接 第一章 电弧焊、第三章 常用金属材料的焊接

第四篇焊 第一章电弧焊

第四篇 焊接 第一章 电弧焊

§1.1焊接电弧 焊接电弧: 是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象 ◆一般情况下电弧热量在阳极区产生的较多,约占 总热量的43%,阴极约36%,弧柱约21%。 ◆温度:用钢焊条焊钢材时 阳极区一2600K 阴极区一2400K 电弧中心-6000~8000K

§1 .1焊接电弧  焊接电弧： 是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。  一般情况下，电弧热量在阳极区产生的较多，约占 总热量的43%，阴极约36%，弧柱约21%。  温度：用钢焊条焊钢材时 阳极区—2600K 阴极区—2400K 电弧中心—6000~8000K

◆正接、反接: 正接:正极接工件一工件温度可稍高一些→正接。 反接:负极接工件,工件温度可稍低一些。 ◆交流焊机、无正反接特点,温度均为2500K。 ◆焊机的空载电压就是引弧电压,一般为5090V, 电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。电弧长度越大, 电弧电压世越高,一般为16-35V

 正接、反接： 正接：正极接工件—工件温度可稍高一些→正接。 反接：负极接工件，工件温度可稍低一些。  交流焊机、无正反接特点，温度均为2500K。  焊机的空载电压就是引弧电压，一般为50—90V， 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16—35V

§12焊接接头的组织与性能 焊接工件上温度的变化与分布 各点处由常温一较高温度一常温 固态液态固态 ◆温度变化如图4-3

§1.2 焊接接头的组织与性能 一、焊接工件上温度的变化与分布  各点处由常温—较高温度—常温 固态 液态 固态  温度变化如图4-3

二、焊接接头组织与性能 ◆以低碳钢为例P132图44 1.晶粒大个塑性↓韧性」 2晶粒个过热组织,塑性↓韧性↓ 3晶粒细小,力学性能可能优于↑ 4晶粒大小不均匀,比正火区差 图44低碳钢焊接接头的组织

二、焊接接头组织与性能  以低碳钢为例 P132 图4-4 ⒈晶粒大↑塑性 ↓ 韧性↓ ⒉晶粒↑ 过热组织，塑性 ↓ 韧性↓ ⒊晶粒细小↓，力学性能可能优于↑ ⒋晶粒大小不均匀，比正火区差 图4-4 低碳钢焊接接头的组织

§13焊接应力与变形 ◆焊接过程中,局部被加热或液态,然后再 快速冷却下来,各处冷却速度也不相同, 必将产生内应力、变形或裂纹。 焊缝是靠一个移动的点热源加热,然后逐 次冷却下来形成的,因此应力的形成、大 小和分布状况较复杂。 ◆既定整条焊缝同时形成,应力分布如图4-5 焊接应力的存在将影响焊接构件的使用性 能,承载能力大为降低,抗腐蚀能力下降

§1.3 焊接应力与变形  焊接过程中，局部被加热或液态，然后再 快速冷却下来，各处冷却速度也不相同， 必将产生内应力、变形或裂纹。  焊缝是靠一个移动的点热源加热，然后逐 次冷却下来形成的，因此应力的形成、大 小和分布状况较复杂。  既定整条焊缝同时形成，应力分布如图4-5  焊接应力的存在将影响焊接构件的使用性 能，承载能力大为降低，抗腐蚀能力下降

◆《焊接应力的防止和消除 选择塑性好的材料。 ⑧避免焊缝密集交叉,焊缝过长,截面过大。 自合理的焊接次序,尽量使焊缝在纵向横自由收缩。 图4-6a为正确。 ④焊前预热,可减小温差,减少焊接应力较为有效。 ⑤焊后立即捶击。 ⑥需较彻底地消除焊接应力时,焊后去应力退火, 可消除残余应力达80~90%。 ⑦小咙线能量。焊接能源(热源)输入给单位长度 焊缝上的能量

 焊接应力的防止和消除 ① 选择塑性好的材料。 ② 避免焊缝密集交叉，焊缝过长，截面过大。 ③ 合理的焊接次序，尽量使焊缝在纵向横自由收缩。 图4-6 a 为正确。 ④ 焊前预热，可减小温差，减少焊接应力较为有效。 ⑤ 焊后立即捶击。 ⑥ 需较彻底地消除焊接应力时，焊后去应力退火， 可消除残余应力达80~90%。 ⑦ 小线能量。焊接能源（热源）输入给单位长度 焊缝上的能量

§1.4焊条电弧焊 焊条电弧焊的焊接过程 电弧在工件和焊条之间燃烧,产生高温,电 弧热使工件、焊芯同时熔化,形成熔池。 O2H2,侵入,保护熔化金属 熔化→进入熔池→产生渣浮起防止有害气 药皮 分解一→产生大量气体在熔池,体侵入,保护 电弧四周(COCO2H2) 熔化金属

§1.4 焊条电弧焊 一、焊条电弧焊的焊接过程  电弧在工件和焊条之间燃烧，产生高温，电 弧热使工件、焊芯同时熔化，形成熔池。 O2 ,H2 , 侵入，保护熔化金属。 分解→产生大量气体在熔池， 电弧四周(CO,CO2 ,H2 ) 药皮 熔化→进入熔池→产生渣浮起 防止有害气 体侵入,保护 熔化金属

电焊条 1.焊7 起导电和填充焊缝作用,直径最小为1.6, 最大为8。常用φ32~q5 表4-2 2焊条药皮 主要作用:提高电弧稳定性,防止空气对 熔化金属的有害作用,对溶池脱氧,加入 合金元素,以保证焊缝金属的化学成分力 学性能。 表4-3

二、电焊条 ⒈焊芯  起导电和填充焊缝作用，直径最小为1.6， 最大为8。常用φ3.2~φ5。  表4-2 ⒉焊条药皮  主要作用：提高电弧稳定性，防止空气对 熔化金属的有害作用，对溶池脱氧，加入 合金元素，以保证焊缝金属的化学成分力 学性能。  表4-3

摘自GB5117-85 焊条牌 药皮焊接电源 用途 刑号 类型焊接位置 E43031422钛钙型交流或直用于较重要的低碳钢及强度 流全位置等级较低的低合金钢, 焊接 如09Mn2等。 J422G 适于海上平台、船舶、工程 机械等表面装饰焊缝的 焊接 J422Fe 适于较重要的低碳钢结构焊 接。 B50161506低氢钾交流或直用于中碳钢和低合金钢的燥 型 流全位置接如:16Mn,9Mm2S 焊接

焊条 型号 牌号 药皮 类型 焊接电源 焊接位置 用途 E4303 J422 钛钙型 交流或直 流全位置 焊接 用于较重要的低碳钢及强度 等级较低的低合金钢， 如09Mn2等。 J422G M 适于海上平台、船舶、工程 机械等表面装饰焊缝的 焊接。 J422Fe 适于较重要的低碳钢结构焊 接。 E5016 J506 低氢钾 型 交流或直 流全位置 焊接 用于中碳钢和低合金钢的焊 接如：16Mn，9Mn2Si。 摘自GB 5117-85