第一章三節(jié)母材熔化和焊縫成形

1、材料連接方法與工藝材料連接方法與工藝重慶公共運輸職業(yè)學(xué)院第三節(jié)第三節(jié) 母材熔化和焊縫成形母材熔化和焊縫成形焊縫形成過程及焊縫形狀尺寸焊縫形成過程及焊縫形狀尺寸3.13.2焊接工藝對焊縫成形的影響焊接工藝對焊縫成形的影響3.3焊縫成形缺陷及其防止焊縫成形缺陷及其防止v 3.1.1焊縫形成過程焊縫形成過程 焊件局部形成熔池的同時，焊條熔滴過渡到熔池中，與焊件局部形成熔池的同時，焊條熔滴過渡到熔池中，與熔池液態(tài)金屬相互熔合而形成第一個焊點。熔池液態(tài)金屬相互熔合而形成第一個焊點。 隨著電弧運動，第二個熔池金屬與焊條熔滴熔合，疊加隨著電弧運動，第二個熔池金屬與焊條熔滴熔合，疊加在第一個熔池的在第一個熔池

2、的1/21/3處，形成第二個焊點，此時第一處，形成第二個焊點，此時第一個焊點開始冷卻。先后冷卻的各個焊點相互連接，形成焊縫。個焊點開始冷卻。先后冷卻的各個焊點相互連接，形成焊縫。 熔滴過渡頻率越高，波紋越細密。熔滴過渡頻率越高，波紋越細密。母材熔化母材熔化形成熔池形成熔池熔池內(nèi)冶金反映熔池內(nèi)冶金反映結(jié)晶結(jié)晶相變相變形成焊縫形成焊縫熔池形狀與焊縫質(zhì)量有關(guān)。熔池形狀與焊縫質(zhì)量有關(guān)。v3.1.2 熔化焊接的特點熔化焊接的特點v 熔化焊看似與煉鋼原理基本相同，都是加熱溶熔化焊看似與煉鋼原理基本相同，都是加熱溶化化冷卻結(jié)晶的過程，但是其工藝特點上，卻冷卻結(jié)晶的過程，但是其工藝特點上，卻截然不同。截然不同

3、。v1）熱源移動）熱源移動v2）熱源溫度高而集中）熱源溫度高而集中v3）受熱金屬體積?。┦軣峤饘袤w積小v4）熔凝時間短促）熔凝時間短促v5）具有較高的溫度梯度）具有較高的溫度梯度v6）成分不均勻：化學(xué)反應(yīng)不平衡，各溫度區(qū)間）成分不均勻：化學(xué)反應(yīng)不平衡，各溫度區(qū)間組織不同，結(jié)晶方向而造成偏析。組織不同，結(jié)晶方向而造成偏析。（2）焊縫形狀參數(shù)）焊縫形狀參數(shù) S或或H熔深，熔深，c或或B熔寬，熔寬，h或或a余高余高3.1.3焊縫形狀尺焊縫形狀尺寸寸 （1）焊縫形狀）焊縫形狀 a.板對接；板對接； b.板角接；板角接；（3）成形系數(shù)）成形系數(shù) =B/H（寬深比）（寬深比） 普通電弧焊普通電弧焊=1.3

4、2.0 高能密度焊高能密度焊交流交流直流反接直流反接 正接時，陽極（焊件）析出的熱量較大；正接時，陽極（焊件）析出的熱量較大； 焊接焊接AlAl、MgMg合金材料，考慮陰極清理作用，合金材料，考慮陰極清理作用，采用交流；采用交流； 焊接薄件，直流反接。焊接薄件，直流反接。 b.熔化極電弧焊熔化極電弧焊 H、B：直流反接：直流反接交流交流直流正接直流正接 直流正接時，焊絲為陰極，熔化率較大，使直流正接時，焊絲為陰極，熔化率較大，使焊縫余高較大，焊縫成形不良；另外，斑點力較焊縫余高較大，焊縫成形不良；另外，斑點力較大，阻止熔滴過渡，大，阻止熔滴過渡，采用反接。采用反接。 脈沖焊時，脈沖脈沖焊時，脈

5、沖I I、脈沖、脈沖U U比平均值高，在同樣比平均值高，在同樣U U、I I平均值下，可獲得更大平均值下，可獲得更大H H、B B，規(guī)律相同。，規(guī)律相同。（2）電極直徑（）電極直徑（dsds） a.不熔化極：形狀影響電弧集中性、電弧壓力不熔化極：形狀影響電弧集中性、電弧壓力 b.熔化極：如果熔化極：如果ds減小減小 j增大，則電弧力增大，則電弧力F增大，增大，H增加；增加； 弧柱半徑減小，則加熱面積減小弧柱半徑減小，則加熱面積減小B減??；減?。?H增大，增大，B減小，而減小，而ds減小，使熔敷量減減小，使熔敷量減小，小，a減小。減小。（3）焊絲伸出長度（干伸長）焊絲伸出長度（干伸長ls） ls

6、增大，電阻增大，電阻R增加，焊絲熔化速度增大，則熔敷增加，焊絲熔化速度增大，則熔敷量正大，量正大，a增大，而增大，而B、H變化不大。變化不大。（4）焊絲或電極傾角）焊絲或電極傾角 a.前傾前傾 H減小，減小，B增大，增大，a減小減小焊接方向 由于電弧力后排熔池金屬的作用減弱，熔池底由于電弧力后排熔池金屬的作用減弱，熔池底部金屬增厚，熔深減小，而電弧對前方的母材的部金屬增厚，熔深減小，而電弧對前方的母材的預(yù)熱作用加強，故熔寬增大，前傾角預(yù)熱作用加強，故熔寬增大，前傾角越大，這越大，這一作用越明顯。一作用越明顯。 b.后傾后傾 H增大，增大，B減小，減小，a增大增大焊接方向（5）工件傾角（一般采用

7、上坡焊）工件傾角（一般采用上坡焊） a.上坡焊上坡焊 661212 H H增大，增大，B B減小，減小，a a增大增大 液體金屬的重力有助于熔池金屬排向熔池底部。液體金屬的重力有助于熔池金屬排向熔池底部。 如如6 61212，a a過大，焊縫兩側(cè)易產(chǎn)生咬邊，過大，焊縫兩側(cè)易產(chǎn)生咬邊，成形惡化。成形惡化。焊接方向 b.下坡焊下坡焊 668 8 H H減小，減小，a a減小，減小，B B增大，改善成形。增大，改善成形。 如如繼續(xù)增大，易產(chǎn)生熔深不足、焊瘤繼續(xù)增大，易產(chǎn)生熔深不足、焊瘤焊接方向（6）保護氣體）保護氣體 保護氣體成分不同，使熱導(dǎo)率等熱物理特性不同，影響保護氣體成分不同，使熱導(dǎo)率等熱物理

8、特性不同，影響了電弧區(qū)導(dǎo)電導(dǎo)熱特性和電弧力作用，從而影響焊縫成形。了電弧區(qū)導(dǎo)電導(dǎo)熱特性和電弧力作用，從而影響焊縫成形。CO2Ar+O2ArAr+HeHeAr+CO2+O2（7）坡口和間隙）坡口和間隙 焊接缺陷有多種，如內(nèi)部缺陷和外部缺陷、微焊接缺陷有多種，如內(nèi)部缺陷和外部缺陷、微觀組織缺陷和宏觀缺陷等，這里主要討論焊縫成觀組織缺陷和宏觀缺陷等，這里主要討論焊縫成形缺陷。形缺陷。v3.3.1 未焊透、未熔合未焊透、未熔合 未熔合 未焊透產(chǎn)生原因：焊接電流小、焊接速度過高、坡口尺寸產(chǎn)生原因：焊接電流小、焊接速度過高、坡口尺寸不合適、電弧中心線偏離焊縫、電弧產(chǎn)生磁偏吹。不合適、電弧中心線偏離焊縫、電

9、弧產(chǎn)生磁偏吹。 例如：細絲短路過渡例如：細絲短路過渡CO2焊接，對工件熱輸入較焊接，對工件熱輸入較少，易產(chǎn)生這類缺陷。少，易產(chǎn)生這類缺陷。 防止措施：調(diào)整上述不合理工藝及操作。防止措施：調(diào)整上述不合理工藝及操作。v3.3.2 焊穿、塌陷焊穿、塌陷 產(chǎn)生原因：焊接電流過大、焊接速度過小、間隙產(chǎn)生原因：焊接電流過大、焊接速度過小、間隙大。大。 防止措施：選擇合適的焊接工藝；加墊板。防止措施：選擇合適的焊接工藝；加墊板。v3.3.3 咬邊咬邊 產(chǎn)生原因：多是由于焊接速度過快，熔融金屬沒產(chǎn)生原因：多是由于焊接速度過快，熔融金屬沒有及時填充到熔化了的母材部分區(qū)域。有及時填充到熔化了的母材部分區(qū)域。 防止措施：選擇合適的焊接速度、焊接電流、電防止措施：選擇合適的焊接速度、焊接電流、電弧電壓。弧電壓。v3.3.4 焊瘤焊瘤 兩種形態(tài)：兩種形態(tài)：a.流出焊縫形成。流出焊縫形成。 產(chǎn)生原因：填充金屬過多或熔池重產(chǎn)生原因：填充金屬過多或熔池重力作用，焊接電流大、焊接速度低、坡口尺寸小。力作用，焊接電流大、焊接速度低、坡口尺寸小。 b.在焊縫上形成。在焊縫上形成。 產(chǎn)生原