焊接原理基礎(chǔ)解釋

1、焊接通常是指金屬的焊接。是通過(guò)加熱或加壓，或兩者同時(shí)并用，使兩個(gè)分離的物體產(chǎn)生原子間結(jié)合力而連接成一體的成形方法。熔焊：將工件焊接處局部加熱到熔化狀態(tài)（通常還加入填充金屬），形成熔池，冷卻結(jié)晶后形成焊縫。壓焊：無(wú)論加熱與否，均需對(duì)工件施加壓力，使工件在固態(tài)或半固態(tài)的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)連接。釬焊：采用熔點(diǎn)低于被焊金屬的釬料熔化后，填充接頭間隙，并與被焊金屬相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接。焊接方法分類(lèi)熔焊氣焊電弧焊焊條電弧焊埋弧焊氣體保護(hù)焊氬弧焊鎢極氬弧焊熔化極氬弧焊二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊等離子弧焊電渣焊電子束焊激光焊壓焊摩擦焊爆炸焊電阻焊搭接電阻焊電焊縫焊對(duì)接電阻焊電阻對(duì)焊閃光對(duì)焊擴(kuò)散焊超聲波焊釬焊軟釬焊錫焊硬釬焊銅焊銀

2、焊焊接電弧概念：焊接電弧概念：電弧的熱源，是在電極與工件間強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象，即在電極與工件間的氣體介質(zhì)中有大量電子流通過(guò)的導(dǎo)電現(xiàn)象。電弧的特點(diǎn)：電弧的特點(diǎn)：電流大、溫度高、能量密度大、移動(dòng)性好。一般2030V的電壓就能維持電弧的穩(wěn)定燃燒，電弧中的電流可以從幾十安培到幾千安培，溫度可達(dá)5000K以上。電弧焊冶金過(guò)程：電弧焊冶金過(guò)程： 在焊接電弧作用下，母材和焊條不斷熔化 形成熔池，在高溫下，液態(tài)金屬、熔渣和周?chē)鷼怏w發(fā)生一系列的冶金反應(yīng)，是金屬再冶煉的過(guò)程。冶金過(guò)程特點(diǎn)：冶金過(guò)程特點(diǎn)：當(dāng)電弧中有空氣侵入時(shí)，液態(tài)金屬發(fā)生強(qiáng)烈的氧化和氮化反應(yīng)，空氣中的水分和工件表面的油、銹、水在電弧高溫下分解

3、出的氫原子溶入液態(tài)金屬中，導(dǎo)致接頭塑形和韌度降低（氫脆），甚至產(chǎn)生裂紋；焊接熔池小，冷卻速度快，各種冶金反應(yīng)不平衡，化學(xué)成分不均勻，熔池中的氣體、氧化物來(lái)不及浮出，易形成氣孔、夾渣等缺陷。熱影響區(qū)概念：熱影響區(qū)概念：在焊接過(guò)程中，靠近焊縫的金屬受到焊縫熱傳導(dǎo)的作用，相當(dāng)于受到一次不同規(guī)范的熱處理，組織和性能發(fā)生變化，形成熱影響區(qū)。焊縫和熱影響區(qū)統(tǒng)稱(chēng)焊接接頭。焊縫和熱影響區(qū)統(tǒng)稱(chēng)焊接接頭。焊縫的組織和性能焊縫的組織和性能: 焊縫組織是由熔池金屬冷卻結(jié)晶后得到的鑄態(tài)組織。熔池金屬的結(jié)晶一般從液固交界處形核，垂直于熔池側(cè)壁向熔池中心生長(zhǎng)成為柱狀晶粒。但由于熔池冷卻速度較大，所以柱狀晶粒并不粗大，加上焊

4、條雜質(zhì)含量低及合金化作用，使焊縫化學(xué)成分由于母材，所以焊縫金屬的力學(xué)性能一般不低于母材。熱影響區(qū)的組織和性能熱影響區(qū)的組織和性能:根據(jù)各點(diǎn)受熱溫度的不同，熱影響區(qū)可分為熔合區(qū)、過(guò)熱區(qū)、正火區(qū)、不完全結(jié)晶區(qū)和再結(jié)晶區(qū)。熱影響區(qū)的組織和性能熱影響區(qū)的組織和性能:熔合區(qū)：受熱溫度在液相線與固相線之間，熔化金屬與未熔化母材金屬共存，冷卻后組織為部分鑄態(tài)組織和部分過(guò)熱組織，塑形差、強(qiáng)度低、脆性大。是焊接接頭中力學(xué)性能最差的薄弱部位。過(guò)熱區(qū)：受熱溫度在固相線至1100之間，奧氏體晶粒嚴(yán)重長(zhǎng)大，冷卻后得到晶粒粗大的過(guò)熱組織，塑形和韌度差。也是熱影響區(qū)中性能最差的部位。正火區(qū)：熱影響區(qū)的組織和性能熱影響區(qū)的組

5、織和性能:不完全重結(jié)晶區(qū)：再結(jié)晶區(qū)：課外課外知識(shí)知識(shí):固相線溫度：固相線溫度：開(kāi)始熔化的溫度，在此溫度以下鋼為固體。液相線溫度：液相線溫度：熔化終了的溫度，在此溫度以上鋼為液體。Ac3 、Ac1 ：熱處理中一個(gè)溫度代號(hào)，不同含碳量 的鋼種、不同合金元素含量的鋼種，其熱處理Ac3 、Ac1 是不同的。法語(yǔ)中A代表臨界點(diǎn)，c代表加熱，在鐵碳相圖上，命名230（滲碳體的居里點(diǎn)）為A0，727度（鐵碳相圖的PSK線）為A1，770度（鐵素體的居里點(diǎn)，磁性轉(zhuǎn)變點(diǎn)）為A2，727912 （鐵碳相圖的GS線）為A3，13941495度為A4（鐵碳相圖上面的NJ線）。概念：概念：焊接應(yīng)力是焊接過(guò)程中對(duì)焊件的不

6、均勻加熱和冷卻，存在于焊件中的內(nèi)應(yīng)力。由焊接而引起的焊件尺寸的改變稱(chēng)為焊接變形。焊接應(yīng)力和變形是同時(shí)存在的。焊接變形的本質(zhì)是焊縫區(qū)的壓縮塑性變形，常見(jiàn)的焊接變形有以下幾種：常見(jiàn)的焊接變形（續(xù)表）：續(xù)表：56D 807 109B 屬于熱裂紋裂紋示意圖：咬邊示意圖：未焊透示意圖：氣孔分類(lèi)：內(nèi)部氣孔產(chǎn)生在焊縫內(nèi)部表面氣孔在外部開(kāi)口的氣孔常見(jiàn)的焊縫氣孔氫氣孔氮?dú)饪滓谎趸細(xì)饪讱錃饪祝簹錃饪祝褐饕蓺錃庖?，?duì)于低碳鋼氫氣孔多數(shù)出現(xiàn)在焊縫表面上，氣孔的斷面形狀多為螺釘狀，從焊縫表面呈圓喇叭口形，并在氣孔四周有光滑內(nèi)壁。氫氣孔產(chǎn)生的原因：氫氣孔產(chǎn)生的原因：焊絲及母材的坡口表面有銹、油脂、水分或氣體保護(hù)焊時(shí)

7、保護(hù)氣體不純，含水量高時(shí)都會(huì)產(chǎn)生氫氣孔。減少避免氫氣的措施：減少避免氫氣的措施：母材破口去銹、去油，焊絲、焊劑、焊條經(jīng)一定溫度的烘干去除水分。 氫氣孔氫氣孔示意圖示意圖： MS前保氮氮?dú)饪祝簹饪祝寒?dāng)焊接時(shí)對(duì)焊縫保護(hù)不好空氣通過(guò)電弧區(qū)，使焊縫內(nèi)浸入更多氮?dú)?，產(chǎn)生氮?dú)饪?；氮?dú)饪锥嘣诤缚p表面，有時(shí)成堆出現(xiàn)與蜂窩相似，一般成熟焊接工藝下，焊縫保護(hù)正常就不會(huì)出現(xiàn)氮?dú)饪?。CO氣孔：氣孔：焊接冶金反應(yīng)產(chǎn)生的CO結(jié)晶時(shí)來(lái)不及逸出殘留在焊縫內(nèi)形成氣孔，特點(diǎn)是CO氣孔在焊縫內(nèi)沿結(jié)晶方向分布，像條蟲(chóng)狀表面光滑。CO氣孔示意圖：CO氣孔示意圖：56D 807 109其他焊接缺陷：其他焊接缺陷：疏松：疏松：焊接熔池凝固

8、結(jié)晶時(shí)由于熔池金屬體積收縮，在形成的樹(shù)枝晶間有較多的低熔點(diǎn)物質(zhì)，這些低熔點(diǎn)物質(zhì)沿結(jié)晶浸潤(rùn)、擴(kuò)散形成孔洞，或者是一些氣體相析出造成的孔隙。疏松經(jīng)常是密集在焊縫中心處，因?yàn)槿鄢刂行膴A雜物很難浮出，或者某些氣體在液相中的溶解度高，凝固時(shí)溶解度降低析出氣體，這些氣體在焊接熔池中心處即焊道中心造成疏松。其他焊接缺陷：其他焊接缺陷：冷隔冷隔、冷豆：冷豆：自動(dòng)焊時(shí)，由于飛濺的金屬顆粒，落入焊接熔池內(nèi)，后落入的金屬顆粒溫度低，尚未達(dá)到熔化時(shí)就被結(jié)晶金屬包圍到焊縫中，這后落入的金屬顆粒與焊縫金屬不能構(gòu)成一體而分離開(kāi)來(lái)。其他焊接缺陷：其他焊接缺陷：弧坑：焊縫收尾處產(chǎn)生的下陷現(xiàn)象。主要原因是熄弧時(shí)間過(guò)短或薄板焊時(shí)使用電流過(guò)大。弧坑的危害：使焊縫的斷面減小，嚴(yán)重削弱焊縫強(qiáng)度，更重要的是經(jīng)常在焊縫弧坑處產(chǎn)生火口裂縫。其他焊接缺陷：其他焊接缺陷：燒燒穿：穿：在焊縫上形成穿透性孔洞，造成熔化金屬往下流漏，使焊縫的連續(xù)性和致密性受到破壞。原因：原因：焊接電