鍛壓焊(天大金工實(shí)習(xí))

1、金屬加工中的毛坯與零件制造金屬加工中的毛坯與零件制造-鍛造、沖壓與焊接鍛造與沖壓金屬塑性加工工藝金屬塑性加工工藝焊接一種永久連接方法一種永久連接方法l金屬塑性加工-利用金屬的塑性，在沖擊力和壓力作用下，使金屬產(chǎn)生所需要的形狀、尺寸及性能。l分類 1.鍛造熱鍛 2.沖壓冷沖壓/板料沖壓 3.拉拔、軋制和擠壓 第一部分第一部分 鍛造鍛造(forging)(forging)1.目的 （1）變形：加工成所需要的形狀。 （2）變性：消除鑄造組織，使氣孔焊合、疏松壓實(shí)、夾雜物呈纖維狀分布，提高機(jī)械性能。2. 加熱 （1）目的：提高塑性，降低變形抗力。 （2）加熱規(guī)范的內(nèi)容：加熱溫度、加熱速度和保溫時(shí)間。l

2、加熱溫度溫度越高，塑性越好；但溫度過高，會產(chǎn)生過熱、過燒，使 氧化和脫碳嚴(yán)重。l加熱速度加熱速度過快，或者裝爐溫度過高，會因溫度應(yīng)力產(chǎn)生裂紋。l保溫時(shí)間過長，會導(dǎo)致氧化和脫碳嚴(yán)重。 利用沖擊力或壓力使加熱后的金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，利用沖擊力或壓力使加熱后的金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得零件毛坯的方法稱為鍛造。從而獲得零件毛坯的方法稱為鍛造。l加熱缺陷加熱缺陷過熱過熱加熱一般鋼材時(shí)，如果在接近始鍛溫度下保溫加熱一般鋼材時(shí)，如果在接近始鍛溫度下保溫時(shí)間過長，會使金屬晶粒長大，使綜合機(jī)械性能下降；時(shí)間過長，會使金屬晶粒長大，使綜合機(jī)械性能下降； 解決方法：鍛后加正火工序解決方法：鍛后加正火工序。 過

3、燒過燒如果將鋼件加熱到大于其始鍛溫度的溫度或?qū)⑷绻麑摷訜岬酱笥谄涫煎憸囟鹊臏囟然驅(qū)⑦^熱的鋼材在高溫下停留時(shí)間過長，會導(dǎo)致金屬晶粒過熱的鋼材在高溫下停留時(shí)間過長，會導(dǎo)致金屬晶粒之間氧化，甚至產(chǎn)生局部熔化。塑性接近零，之間氧化，甚至產(chǎn)生局部熔化。塑性接近零，“一擊一擊即碎即碎”，成為廢鐵。，成為廢鐵。過燒是無法挽回的鍛造缺陷。過燒是無法挽回的鍛造缺陷。氧化與脫碳氧化與脫碳 表面被氧化產(chǎn)生氧化皮；因氧化使表層表面被氧化產(chǎn)生氧化皮；因氧化使表層的含碳量下降；的含碳量下降；這兩種加熱缺陷在所難免，只是設(shè)法這兩種加熱缺陷在所難免，只是設(shè)法減輕而已減輕而已。內(nèi)部裂紋內(nèi)部裂紋加熱速度過快或裝爐溫度過高，尺

4、寸過大加熱速度過快或裝爐溫度過高，尺寸過大的坯料內(nèi)外產(chǎn)生較大溫差，膨脹不一致而導(dǎo)致內(nèi)部裂的坯料內(nèi)外產(chǎn)生較大溫差，膨脹不一致而導(dǎo)致內(nèi)部裂紋。紋。 3.鍛造溫度 始鍛溫度：材料允許加熱的最高溫度； 終鍛溫度：材料允許鍛造的最低溫度。4. 鍛造工藝分類l自由鍛：使金屬在兩個(gè)砧鐵間變形； 30噸以上鍛件用水壓機(jī)鍛造。l模鍛：使金屬在鍛模模膛內(nèi)成形； 一般150kg的鍛件。l胎膜鍛：在自由鍛設(shè)備上，使用胎膜生產(chǎn)模鍛件。自由鍛的基本工序：礅粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移和切割等。 礅粗時(shí)，HO /DO2.5-3材料始鍛溫度oC終鍛溫度oC低碳鋼1200-1250800中碳鋼1150-1200800合金結(jié)

5、構(gòu)鋼1100-1150850礅粗適合于齒輪坯、凸輪和圓盤類鍛件拔長適合于軸類、桿類和長筒類5.鍛造設(shè)備 （1）空氣錘：以落下部分（錘頭、活塞和上砧）的重量表示設(shè)備的規(guī)格，如，65kg、150kg、750kg等。l基本結(jié)構(gòu)： 電機(jī)、減速裝置、曲柄連 桿機(jī)構(gòu)、壓縮缸、工作缸、 配氣機(jī)構(gòu)、操作機(jī)構(gòu)、潤 滑系統(tǒng)、錘頭、砧座。l主要參數(shù)：空氣壓力 0.3-0.5MPa；l打擊力：400倍左右的落下 部分重量。 （2）摩擦壓力機(jī)l基本組成：電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、 摩擦盤、飛輪、絲杠、滑塊、 工作臺、床身和操作機(jī)構(gòu)等。l飛輪的作用：儲存能量l設(shè)備規(guī)格：表示最大打擊力， 如160T（3）蒸汽-空氣自由鍛錘 蒸汽-空

6、氣模鍛錘動力源：蒸汽（0.7-0.9MPa）、 或 壓縮空氣（0.6-0.8MPa）功用：蒸汽-空氣自由鍛錘-進(jìn)行自由鍛； 蒸汽-空氣模鍛錘-進(jìn)行模鍛規(guī)格：以落下部分（錘頭、錘桿、活塞、活塞環(huán)）表示；如，1T、2T、3T、5T、10T、16T（4）水壓機(jī) 規(guī)格：以靜壓力計(jì)；如，6000T、12000T； 液壓介質(zhì)：水 原理：與油壓機(jī)相同；第二部分第二部分 沖壓沖壓(stamping/pressing(stamping/pressing) ) 利用沖床使板料在沖模內(nèi)產(chǎn)生分離或變形成為零件利用沖床使板料在沖模內(nèi)產(chǎn)生分離或變形成為零件的工藝。的工藝。1.優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： （1）節(jié)能，節(jié)材； （2）生產(chǎn)效率

7、高，高速沖床：數(shù)千件/min ； （3）生產(chǎn)精度高，質(zhì)量穩(wěn)定； （4）材料利用率高； （5）表面質(zhì)量好。2.基本工序基本工序: (1) 分離工序分離工序沖裁(沖孔、落料) 、切斷 (2) 成形工序成形工序彎曲、拉深、翻邊、脹形3.沖壓設(shè)備 （1）曲柄壓力機(jī)：沖床l結(jié)構(gòu)和傳動原理電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、飛輪、曲柄、連桿、滑塊、 工作臺、操縱機(jī)構(gòu)（離合器、制動器）、床身等；l機(jī)床參數(shù)公稱壓力、閉合高度、滑塊行程、行程次數(shù)等；l公稱壓力指設(shè)備能承受的最大 的打擊力。如，45 T、63T、100T160T、200T、315T.8000T等 (2) 油壓機(jī)：指靜壓力，如，100T，315T.3150T等 (3)

8、 剪板機(jī)：指所能剪切的最大料厚度4 .沖壓模具l 分類單工序模復(fù)合模連續(xù)模（跳步模）l模具零件工作零件定位零件導(dǎo)向零件緊固零件沖壓模具沖壓模具3）復(fù)合沖模 在沖床的一次沖程中，在模具同一部位上同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具 沖壓模具沖壓模具第三部分第三部分 焊接（焊接（WeldingWelding）概念： 將兩個(gè)分離件通過局部加熱或同時(shí)加壓，使其達(dá)到原子的結(jié)合而形成永久的連接。分類：（1）電弧焊（手弧焊、 埋弧自動焊、氣體保護(hù)焊）（2）氣焊與氣割（3）壓力焊（4）釬焊 一、電弧焊l手弧焊 1.施焊范圍：厚度=3-10mm 2.焊接設(shè)備交流焊機(jī)空載電壓：60-90V；工作電壓：20-40V；無正反接

9、問題直流焊機(jī)通過電動機(jī)帶動一直流發(fā)電機(jī)；有正反接問題：工件接正極，焊鉗接負(fù)極，為正接；反之，為反接。焊鉗也叫焊具3.焊條直徑3-6mm,長度為350-400mm焊芯：作為電弧電極和焊縫的填充金屬；直徑3-6mm,長度為350-400mm藥皮的作用：a.幫助引弧，使電弧穩(wěn)定；b.產(chǎn)生熔渣和氣體，保護(hù)溶池金屬不被氧化；c.向焊縫內(nèi)滲入合金元素，提高焊縫強(qiáng)度。焊條牌號 結(jié)構(gòu)鋼焊條J422 J506 J507表示結(jié)構(gòu)鋼焊條抗拉強(qiáng)度420MPa 低氫鉀型藥皮 低氫鈉型藥皮鈦鈣型藥皮、交直流均可 交、直流反接 直流反接 按照藥皮的化學(xué)成分有：堿性焊條和酸性焊條之分4.工藝規(guī)范l焊條直徑d（指焊芯）：與件厚

10、有關(guān)，參閱有關(guān)表格；l焊接電流I：I=30-50d(A) d-mml電弧長度：1dl焊接速度：保證焊縫寬度W=2dl施焊空間位置：平、立、橫、仰 4種位置l埋弧焊：熔劑層下的電弧焊。 焊接機(jī)頭上的送絲機(jī)構(gòu)將焊絲送入電弧區(qū)保持選定的長度。電弧在顆粒熔劑（焊劑）層下燃燒，焊機(jī)帶動著焊絲均勻地沿坡口移動。在焊機(jī)前方，焊劑從漏斗中不斷地流出撒在被焊部位。焊接時(shí)部分熔劑熔化形成熔渣覆蓋在焊縫表面，大部分熔劑不熔化而回收使用二、氣體保護(hù)焊 1.CO2氣體保護(hù)焊：用CO2氣體作為焊縫溶池的保護(hù)介質(zhì)。2.氬弧焊：用氬氣作為焊縫溶池的保護(hù)介質(zhì)。氬弧焊分類l 未熔化電極氬弧焊：電極只起產(chǎn)生電弧，以便熔化焊絲和焊件

11、（類似氣焊）；l 熔化電極氬弧焊：與電弧焊類似，電極作為焊絲，不僅產(chǎn)生電弧，而且自身熔化，填充焊縫。 3.氣焊（割）1.原理：利用高溫火焰(不需要電源，通常使用的是乙炔與氧氣混合燃燒，火焰溫度可以達(dá)到31003300C）、熔化母材和焊絲，形成焊縫的焊接方法。 CaC2 +2H2O=C2H2+Ca(OH)2+1.27105 J/mol 電石 乙炔氣體2.適用范圍：3mm以下的低碳鋼板、鑄鐵管子和無電源的室外焊接，要求不高的銅、鋁材。3.氣焊火焰l中性焰：V氧/ V乙炔=1.1-1.2 最高溫度3150oC，適合焊中碳鋼、普通低碳鋼、不銹鋼、銅、鋁和鋁合金。l碳化焰： V氧/ V乙炔 1.2 溫度

12、高， 除黃銅外，很少使用。 4.氣焊設(shè)備和操作氣焊設(shè)備和操作氣割是根據(jù)高溫下金屬在純氧下燃燒的原理l割具：有高壓氧氣管。l切割原理和過程，見圖。 先用預(yù)熱火焰（乙炔和氧氣的燃燒）將被切割處金屬預(yù)熱至燃點(diǎn)，給氧使其燃燒，燃燒生成的氧化物熔渣被氧氣流吹走，形成切口。被切割的金屬應(yīng)具備的條件：（1）金屬的燃點(diǎn)必須低于熔點(diǎn)，能在固態(tài)下燃燒；（2）燃燒生成金屬氧化物的熔點(diǎn)應(yīng)低于金屬本身的熔點(diǎn)，且流動性好，以便金屬熔化后被吹掉；（3）金屬燃燒時(shí)能放出足夠的燃燒熱，并且金屬的導(dǎo)熱性要小。l氣割的優(yōu)點(diǎn)：比一般機(jī)械切割效率高、成本低，設(shè)備簡單，可在各種位置進(jìn)行，可切割很厚的鋼板和各種復(fù)雜的零件。三、壓力焊壓力焊( (電阻焊） 將連接工件置于兩電極之間，利用強(qiáng)電流通過焊件接觸面產(chǎn)生的電阻熱，將接頭處加熱到局部熔化狀態(tài)，在壓力作用下形成接頭的焊接方法。1.點(diǎn)焊:利用柱狀電極加壓通電，在搭接工件接觸面之間焊成一個(gè)個(gè)焊點(diǎn)的焊接方法。2.縫焊：用旋轉(zhuǎn)的圓盤狀滾動電極代替柱狀電極，圓盤狀電極壓緊工件并旋轉(zhuǎn)（帶動焊件向前移動）。3.對焊:電阻對悍；閃光對悍電阻對焊：將兩個(gè)工件裝卡在對焊機(jī)的電極鉗口中，施加預(yù)壓力使兩個(gè)工件端面接觸，壓緊，通電。閃光對焊：將兩個(gè)工件端面稍加清理后，裝在對焊機(jī)的電極鉗口中，接通電源并使兩個(gè)工件輕微接觸；由于僅是某些點(diǎn)接觸，將迅速加熱熔化，并以火花形式從接觸處飛出而形成“火花”；繼續(xù)