《材料成型技术基础》课程教学课件（PPT讲稿）焊接成型（1/2）

学习提示 掌握焊接的概念、分类、特点 理解焊接接头组织与性能、焊接应力与变形等 熟悉常用的焊接方法 ELE 机械与电子控制工程学院

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焊接成型概述常用的连接方法●机械连接：主要指螺栓连接，铆钉连接，销和键连接等。特点是连接件是标准件有良好的互换性选用方便，易于检修；但成本高，影响外观，胶接：借助胶粘剂使分离的表面依靠化学力和机械力作用实现连接的方法。同种金属、异种金属、非金属接头。特别适用于异型，异质，复杂形状的连接：但接头力学性能低，耐热老化和气候老化性能差。焊接：本质通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充金属，使焊件间达中到原子结合的→种加工方法，机械与电子控制工程学院ELE

机械与电子控制工程学院 主要指螺栓连接,铆钉连接,销和键连接等。 特点是连接件是标准件, 有良好的互换性,选用方便,易于检修;但成本高,影响外观。 借助胶粘剂使分离的表面依靠化学力和机械力作用实现连接的方法。 同种金属、异种金属、非金属接头。特别适用于异型，异质，复杂形 状的连接；但接头力学性能低,耐热老化和气候老化性能差。 l 焊接： 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 到原子结合的一种加工方法

焊接成型概述焊接特点（1）节省材料，减轻重量。（2）可化大为小、以小拼大。简化复杂和大型零件的制造过程。机械与电子控制工程学院ZZE

机械与电子控制工程学院 l 焊接特点 （1）节省材料，减轻重量。 （2）可化大为小、以小拼大。简 化复杂和大型零件的制造过程

焊接成型概述焊接特点（1）节省材料，减轻重量。（2）可化大为小、以小拼大。简化复杂和大型零件的制造过程。优点（3）适应性强。可焊范围广，连接性能好。（4）能满足特殊性能要求，可实现异种金属密封件的连接。（5）生产效率高，便于实现机械化和自动化。缺点：焊接应力、变形，接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷焊接应用“鸟巢”（1）制造金属结构件：大型拼接齿轮2)制造机器零件和工具；铸锻件的焊补（3）修复。机械与电子控制工程学院ELE

机械与电子控制工程学院 l 焊接特点 （1）节省材料，减轻重量。 （2）可化大为小、以小拼大。简 化复杂和大型零件的制造过程。 （3）适应性强。 可焊范围广，连接性能好。 （4）能满足特殊性能要求，可实现异种金属密封件的连接。 （5）生产效率高，便于实现机械化和自动化。 优点 缺点： 焊接应力、变形， 接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。 l 焊接应用 （1）制造金属结构件； （2）制造机器零件和工具； （3）修复

焊接成型概述焊接分类：按焊接过程特点，分三大类熔焊利用一定的热源，使构件的被连接部位局部熔化成液体，然后再冷却结晶成一体的方法称为熔焊。压焊利用摩擦、扩散和加压等物理作用，克服两个连接表面的不平度，使两个连接表面上的原子相互接近到晶格距离，从而在固态条件实现连接的方法。钎焊采用熔点比母材低的材料作钰料，将焊件和针料加热至高于针料熔点、但低于母材熔点的度，使液态钎料充满接头间隙，熔化钎料润湿母材表面，冷却后结晶形成冶金结合。机械与电子控制工程学院ELE

机械与电子控制工程学院 u 焊接分类： l 熔焊 利用一定的热源，使构件的被连接部位局部熔化成液体，然后再冷 却结晶成一体的方法称为熔焊。 l 压焊 利用摩擦、扩散和加压等物理作用，克服两个连接表面的不平度， 使两个连接表面上的原子相互接近到晶格距离，从而在固态条件实 现连接的方法。 l 钎焊 采用熔点比母材低的材料作钎料，将焊件和钎料加热至高于钎料熔 点、但低于母材熔点的温度，使液态钎料充满接头间隙，熔化钎料 润湿母材表面，冷却后结晶形成冶金结合。 按焊接过程特点，分三大类

焊接成型概述焊接压焊熔焊钎焊（固相焊）气体等离子气焊电弧焊电渣焊电阻焊保护焊弧焊CO2气体电焊手弧焊保护焊缝焊埋弧焊氩弧焊对焊氢原子焊摩擦焊加热和防护措施超声波焊机械与电子控制工程学院ELE

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焊接成型理论基础焊接电弧焊接电弧是在焊条与工件之间产生的强烈、持久又稳定的气体放电现象。引弧：焊条和工件瞬间接触形成短路，强大的电流产生强烈电阻热使接触点熔化甚至蒸发；成弧：在电场作用下，热的金属发射大量电子，电子碰撞气体使之电离，正、负离子和电子构成电弧。机械与电子控制工程学院ELE

机械与电子控制工程学院 u 焊接电弧 • 焊接电弧是在焊条与工件之间产生的强烈、持久又稳定的气体放电 现象。 • 引弧：焊条和工件瞬间接触形 成短路，强大的电流产生强烈 电阻热使接触点熔化甚至蒸发； • 成弧：在电场作用下，热的金 属发射大量电子，电子碰撞气 体使之电离，正、负离子和电 子构成电弧

焊接成型理论基础焊接电弧的结构阴极阴极区1电子发射区，热量约占36%，o平均温度2400K；由油2）弧柱区阴、阳两极间区域，几乎等于电弧长度，热量21%，弧柱中心温度可达6000~8000K。3）F阳极区+阳极受电子轰击区域，热量约占43%，平均温度2600K；电弧的结构示意图机械与电子控制工程学院ELE

机械与电子控制工程学院 1）阴极区 电子发射区，热量约占36%， 平均温度2400K； 2）弧柱区 阴、阳两极间区域，几乎等于 电弧长度，热量21%，弧柱中心温 度可达6000~8000K。 3）阳极区 受电子轰击区域，热量约占 43%，平均温度2600K； u 焊接电弧的结构 电弧的结构示意图

焊接成型理论基础焊接的冶金过程气体母材、焊条受电弧高温作用焊条芯液态熔渣焊条药皮熔化形成金属熔池，将进行固态渣壳氧化、还原、造渣、精炼及合金化的物理、化学过程。金属与氧的作用对焊接质量工件焊缝熔池金属熔滴影响最大，发生氧化反应焊条电弧焊过程Si +20 → Si0,Fe + O → FeOMn + O → MnO2Cr +30 → Cr,0, 2Al+30→Al,0,机械与电子控制工程学院ELE

机械与电子控制工程学院 l 焊接的冶金过程 焊条电弧焊过程 • 母材、焊条受电弧高温作用 熔化形成金属熔池，将进行 氧化、还原、造渣、精炼及 合金化的物理、化学过程。 • 金属与氧的作用对焊接质量 影响最大，发生氧化反应 Fe  O  FeO Mn  O  MnO S 2 Si  2O  iO C 2O 3 2Cr  3O  r A 2O3 2Al 3O  l

焊接成型理论基础溶于液态金属氧化物冷凝析出焊缝质量（氧化亚铁）不溶于液态金属随渣浮出一→净化熔池焊缝质量（硅、锰化合物）产生气孔水汽的影响：H20→2H+0H-引起金属脆化（氢脆）和冷裂纹机械与电子控制工程学院ELE

机械与电子控制工程学院 水汽的影响： H2O→2H+O