第二章 金屬焊接及切割基礎(chǔ)知識

1、金屬焊接切割基礎(chǔ)知識金屬焊接切割基礎(chǔ)知識第二章第二章 金屬焊接切割基礎(chǔ)知識金屬焊接切割基礎(chǔ)知識一、基本原理二、焊接的方法的分類三、切割的方法和分類一、基本原理二、焊接的方法的分類三、切割的方法和分類 按照金屬切割過程中加熱方法的不同大致可以把切割方法分為火焰切割、電弧切割和冷切割三類。 1火焰切割按加熱氣源的不同，分為以下幾種。(1)氣割氣割(即氧乙炔切割)是利用氧乙炔預(yù)熱火焰使金屬在純氧氣流中能夠劇烈燃燒，生成熔渣和放出大量熱量的原理而進行的。 (2)液化石油氣切割液化石油氣切割的原理與氣割相同。不同的是液化石油氣的燃燒特性與乙炔氣不同，所使用的割炬也有所不同：它擴大了低壓氧噴嘴孔徑及燃料混

2、合氣噴口截面，還擴大了對吸管圓柱部分孔徑。 (3)氫氧源切割利用水電解氫氧發(fā)生器，用直流電將水電解成氫氣和氧氣，其氣體比例恰好完全燃燒，溫度可達28003000，可以用于火焰加熱。 (4)氧熔劑切割氧熔劑切割是在切割氧流中加入純鐵粉或其它熔劑，利用它們的燃燒熱和廢渣作用實現(xiàn)氣割的方法為氧熔劑切割。2電弧切割電弧切割按生成電弧的不同可分為： (1)等離子弧切割(2)碳弧氣割3冷切割(1)激光切割激光切割是利用激光束把材料穿透，并使激光束移動而實現(xiàn)切割的方法。(2)水射流切割水射流切割是利用高壓換能泵產(chǎn)生出200400MPa的高壓水的水束動能，來實現(xiàn)材料的切割。一、純金屬的構(gòu)造二、合金的晶體構(gòu)造及

3、鐵碳平衡狀態(tài)圖三、鋼的熱處理一、純金屬的構(gòu)造 固態(tài)物質(zhì)可分為晶體與非晶體。 晶體：內(nèi)部原子按一定的幾何規(guī)律作周期性重復(fù)排列的固體。有固定的熔點，性能上具有各向異性（多晶體具有偽各向同性）。 在非晶體內(nèi)，原子在空間是雜亂而無秩序的排列。無固定的熔點，各向同性。在一定條件下晶體和非晶體可互相轉(zhuǎn)化。（一）純金屬的晶體結(jié)構(gòu)：1、體心立方晶格2、面心立方晶格3、密排六方晶格（二）液體金屬的結(jié)晶過程金屬的結(jié)晶過程，晶核的形成和晶核的長大。二、合金的晶體構(gòu)造及鐵碳平衡狀態(tài)圖 （一）合金的晶體構(gòu)造 根據(jù)兩個元素相互作用關(guān)系，合金的晶體構(gòu)造可分為3類，分別是固溶體、金屬化合物和共析體。 1、固溶體 合金在固態(tài)下

4、，組元間互相溶解而形成的均勻相，稱為 根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑晶格中所占的位置，固溶體可分為間隙固溶體和置換固溶體。 2、金屬化合物 合金中的兩種元素，按一定的原子數(shù)量之比相結(jié)合，而形成一種新的化合物。 3、共析體 由兩種或兩種以上的晶體混合而成的，在顯微鏡下呈非均勻組織結(jié)構(gòu)。（二）金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 金屬在固態(tài)下的結(jié)晶構(gòu)造的現(xiàn)象隨溫度的變化而轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象。（三）鐵碳平衡狀態(tài)圖 在鐵碳平衡圖上，各種合金通常按含碳量和組織的不同分為：工業(yè)純鐵、鋼（亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼）、白口鑄鐵（亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵）三、鋼的熱處理常用的熱處理有退火，正火、淬火和回火。 1、退火 退火就是

5、將金屬或合金的工件加熱到適當(dāng)溫度（高于或低于臨界溫度，臨界溫度即使材料發(fā)生組織轉(zhuǎn)變的溫度），保持一定的時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。退火工藝的特點是保溫時間長，冷卻緩慢，可獲得平衡狀態(tài)的組織。 鋼退火的主要目的是為了細化組織，提高性能，降低硬度，以便于切削加工；消除內(nèi)應(yīng)力；提高韌性，穩(wěn)定尺寸。使鋼的組織與成分均勻化；也可為以后的熱處理工藝作組織準備。 退火常在零件制造過程中對鑄件、鍛件、焊件接進行，以便于以后的切削加工或為淬火作組織準備。 2、正火 將鋼件加熱到臨界溫度以上30-50,保溫適當(dāng)時間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝稱為正火。正火的主要目的是細化組織，改善鋼的性能，獲得接近平衡

6、狀態(tài)的組織。 3、淬火 將鋼件加熱到臨界點以上某一溫度（45號鋼淬火溫度為840-860,碳素工具鋼的淬火溫度為760780）,保持一定的時間，然后以適當(dāng)速度冷卻以獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。 4、回火 鋼件淬硬后，再加熱到臨界溫度以下的某一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝稱為回火。 淬火后的鋼件一般不能直接使用，必須進行回火后才能使用。因為淬火鋼的硬度高、脆性大，直接使用常發(fā)生脆斷。通過回火可以消除或減少內(nèi)應(yīng)力、降低脆性，提高韌性；另一方面可以調(diào)整淬火鋼的力學(xué)性能，達到鋼的使用性能。根據(jù)回火溫度的不同，回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火三種。一、焊接接頭二、

7、焊縫形式三、焊縫代號一、焊接接頭 常見的接頭型式分為：對接接頭、T型接頭、角接接頭、搭接接頭等幾種。對接接頭 T型接頭 角接接頭 搭接接頭二、焊縫形式焊縫按不同分類方法可分為下列幾種形式：(1)根據(jù)GBT 337594的規(guī)定，按焊縫結(jié)合形式，分為對接焊縫、角焊縫、塞焊縫、槽焊縫和端接焊縫五種：1)對接焊縫：在焊件的坡口面間或一零件的坡口面與另一零件表面間焊接的焊縫，2)角焊縫：沿兩直交或近直交零件的交線所焊接的焊縫。 3)端接焊縫：構(gòu)成端接接頭所形成的焊縫。4)塞焊縫：兩零件相疊，其中一塊開圓孔，在圓孔中焊接兩板所形成的焊縫，只在孔內(nèi)焊角焊縫者不稱塞焊。5)槽焊縫：兩板相疊，其中一塊開長孔，在

8、長孔中焊接兩板的焊縫，只焊角焊縫者不稱槽焊。(2)按施焊時焊縫在空間所處位置分為平焊縫、立焊縫、橫焊縫及仰焊縫四種形式。(3)按焊縫斷續(xù)情況分為連續(xù)焊縫和斷續(xù)焊縫兩種形式。三、焊縫代號 在施工圖紙上，標注焊接方法、焊接形式和焊縫尺寸的符號稱為焊縫代號。 焊縫符號一般由基本符號與指引線組成，必要時還可以加上輔助符號、補充符號和焊縫尺寸符號及數(shù)據(jù)。 焊縫的基本符號是表示焊縫橫截面形狀的符號。 焊縫符號焊縫形式焊縫名稱I I形焊縫V V形焊縫單邊單邊V V形焊縫點點焊縫U U形焊縫V VU焊縫符號焊縫形式焊縫名稱I I形焊縫V V形焊縫單邊單邊V V形焊縫點點焊縫U U形焊縫 輔助符號是表示焊縫表面

9、形狀特征的符號，隨基本符號標注在相應(yīng)的位置上。焊 縫 形 式符號標 注 示 例說 明表示角焊縫表面凹陷表示V形對接焊縫表面平齊(一般通過加工)表示雙面V形對接焊縫表面凸起名稱凸面符號凹面符號平面符號 補充符號是為了補充說明焊縫的某些特征而采用的符號，用粗實線繪制，如果需要可隨基本符號標注。焊 縫 形 式符號說 明標 注 示 例表示V形焊縫的背面底部有墊板工件三面施焊,為角焊縫111表示用手工電弧焊,4條表示有4條相同的角焊縫,焊縫高為5長為100條尾部符號周圍焊縫符號帶墊板符號名稱三面焊縫符號現(xiàn)場施工符號表示在現(xiàn)場沿工件周圍施焊,為角焊縫 指引線一般由箭頭線和兩條基準線 組成必要時允許箭頭線彎

10、折一次 箭頭線用來將整個符號指到圖樣上的有關(guān)的焊縫處?；鶞示€上下用來標注有關(guān)的焊縫符號，基準線的虛線既可畫在基準實線的上側(cè)，也可畫在基準實線的下側(cè)?；鶞示€一般應(yīng)與圖樣的底邊相平行。（1）如果箭頭指向焊縫的施焊面，則焊縫符號標注在基準線的實線一側(cè)。（2）如果箭頭指向焊縫的施焊背面，則將焊縫符號標注在基準線的虛線一側(cè)。（3）標注對稱焊縫及雙面焊縫時，基準線的虛線可省略不畫。 箭頭線相對焊縫的位置一般沒有特殊要求，但是在標注單邊V形焊縫、帶鈍邊單V形焊縫和帶鈍邊J形焊縫時，箭頭線應(yīng)指向帶有坡口一側(cè)的工件。 焊縫尺寸指的是工件厚度、坡口角度、根部間隙等參數(shù)值，焊縫尺寸在需要時才標注，標注時，隨基本符號