機械總復習 - 副本

1、第1章金屬材料基本知識1.1金屬材料的力學性能力學性能是指材料在各種載荷作用下表現(xiàn)出來的抵抗力。主要的力學性能指標有強度、塑性、硬度、沖擊韌度、疲勞強度等。1.1.1 強度強度是金屬材料在載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力。根據(jù)載荷作用方式的不同，強度可分為抗拉強度（b）、抗壓強度（bc）、抗彎強度（bb）和抗剪強度（t）等強度指標常用的強度指標有屈服點和抗拉強度。屈服點 它是拉伸過程中，載荷不增加，試樣還繼續(xù)發(fā)生變形的最小應(yīng)力?？估瓘姸?它是金屬材料在拉斷前所能承受的最大應(yīng)力。1.1.2塑性塑性是金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不斷裂的能力，指標也是通過拉伸試驗測定 。常用塑性指標是斷后伸

2、長率和斷面收縮率斷后伸長率 是指拉伸試驗拉斷后，標距長度的相對伸長值。斷面收縮率 是指拉伸試樣拉斷后試樣截面積的收縮率。1.1.3 硬度硬度是指金屬材料抵抗外物壓入其表面的能力，即金屬材料抵抗局部塑性變形或破環(huán)的能力。1）布氏硬度將一定直徑的壓頭，在一定的載荷下垂直壓入試樣表面，保持規(guī)定的時間卸載，壓痕表面所承受的平均應(yīng)力值稱為布氏硬度。以HB表示。當試驗壓頭為淬硬鋼球時，硬度符號為HBS，適于測量布氏硬度小于450的材料。當試驗壓頭為硬質(zhì)合金鋼球時，硬度符號為HBW，適于測量布氏硬度小于650的材料。HBS或HBW之前的數(shù)字為硬度值。2）洛氏硬度用規(guī)定的載荷，將頂角為120o的圓錐形金剛石壓

3、頭或直徑為1.588mm的粹火鋼球壓入金屬表面，HRA主要用于測量硬質(zhì)合金，表面淬火鋼等。HRB主要用于測量軟鋼、退火鋼、銅合金等。HRC主要用于測量一般淬火鋼件。3）維氏硬度用49981N的載荷，將頂角為136o的金剛石四方角錐體壓頭壓入金屬表面，以其壓痕面積除載荷所得的商稱為維氏硬度HV。1.1.4 沖擊韌度沖擊韌度是金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破環(huán)的能力，通常用一次擺錘沖擊試驗來測定1.1.5 疲勞強度許多機械零件，例如軸、齒輪、軸承、彈簧等，在工作中承受的是交變載荷。在這種載荷作用下，雖然零件所受應(yīng)力遠低于材料的屈服點，但在長期使用中往往會突然發(fā)生斷裂，這種破環(huán)過程稱為疲勞強度。1.2

4、.1 金屬的晶體構(gòu)造1）晶體與非晶體自然界的固態(tài)物質(zhì)，根據(jù)原子在內(nèi)部的排列特征可分為晶體與非晶體。固態(tài)下原子在物質(zhì)內(nèi)部作有規(guī)則排列，即為晶體固態(tài)下物質(zhì)內(nèi)部原子呈無序堆積狀況，即為非晶體2）晶格與晶胞為了形象地描述晶體內(nèi)部原子排列的規(guī)律，將原子抽象為幾何點，并用一些假想連線將幾何點在三維方向連接起來，這樣構(gòu)成的空間格子稱為晶格。晶格中原子排列具有周期性變化的特點，通常從晶格中選取一個能夠完整反映格特征的最小幾何單元，稱為晶胞。4）三種典型的金屬晶格類型體心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格1.2.2 金屬的結(jié)晶金屬的結(jié)晶一般是指金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程。1）純金屬的冷卻曲線。原理的在液態(tài)純金

5、屬的緩慢冷卻過程中，每隔一定時間測量一次溫度，直到冷卻至室溫。將測量結(jié)果繪制在溫度一時間坐標上，便得到純金屬的冷卻曲線，即溫度隨時間而變化的曲線。2）結(jié)晶過程晶核的形成a.在過冷度存在的條件下，依靠產(chǎn)生微細小晶體形成晶體過程，稱為自發(fā)形核。b.在實際金屬中常有雜質(zhì)的存在，這種依附于雜質(zhì)或型壁而形成晶核的過程，稱為非自發(fā)形核。c. 自發(fā)形核和非自發(fā)形核在金屬結(jié)晶時是同時進行的，但非自發(fā)形核常起優(yōu)先和主導作用。晶核的長大晶核形后，會吸附其周圍液態(tài)中的原子，不斷長大。晶核長大使液態(tài)金屬的相對量逐漸減少。3）晶體缺陷晶體缺陷按其幾何形態(tài)特征 分為三類：點缺陷：最常見的點缺陷有空位、間隙原子、置換原子等

6、。線缺陷：線缺陷主要指的是位錯。面缺陷：通常指的是晶界和亞晶界。4）晶粒大小及其控制為了細化晶體粒，改善其性能，常采用以下方法。 增加過冷度。形核率和長大速率都隨過冷度增大而增大。 變質(zhì)處理。在液態(tài)金屬結(jié)晶前加入一此細小變質(zhì)劑，使結(jié)晶1.2.3 合金的晶體結(jié)構(gòu)合金：一種金屬元素與其他金屬或非金屬元素，經(jīng)熔練、燒結(jié)或與其他方法結(jié)合具有金屬特性的物質(zhì)，稱為合金。組元：組成合金的最基本的獨立物質(zhì)稱為組元。合金系：由兩個或兩個以上組元按不同比例配制成一系列不同成分的合金，稱為合金系。相：合金中具有同一聚集狀態(tài)、同一結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的均勻組成部分稱為相。組織：用肉眼或借助顯微鏡觀擦到材料具有獨特微觀形貌特征的

7、部分稱為組織。2）合金的組織通常固態(tài)時合金中形成固溶體、金屬化合物、機械混合物三類組織。 固溶體:合金由液態(tài)結(jié)晶為固態(tài)時，一組元溶解在另一組元中，形成均勻的相稱為固溶體。固溶體可分為置換固溶體和間隙固溶體。溶劑結(jié)點上的部分原子被溶質(zhì)原子所替代而形成的固溶體，稱為置換固溶體。溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格之中而形成的固溶體，稱為間隙固溶體。無論是置換固溶體還是間隙固溶體，都是均勻的單相組織，晶格類型保持溶劑的晶格類型。但由于溶質(zhì)原子的溶入使晶格畸變?；兊拇嬖谑刮唤柽\動阻力增加，從而提高了合金的強度和硬度，而塑性下降，這種現(xiàn)象稱為固溶強化。 金屬化合物：合金組元間發(fā)生相互作用而形成一種具有金屬特性的物質(zhì)，

8、稱 為金屬化合物。 機械混合物：兩種以上按一定質(zhì)量分數(shù)組合成的物質(zhì)稱為機械混合物。1.2.4 鐵碳合金1）鐵碳合金基本組織純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：金屬這種在固態(tài)下晶格類型隨溫度(壓力)變化的特性稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變鐵碳合金的組本組織鐵碳合金中含有質(zhì)量分數(shù)為0.100.20雜質(zhì)的稱之為工業(yè)純鐵。由鐵和碳的交互作用，可形成下列五種基本組織：鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體和萊氏體。鐵素體：鐵素體是碳溶于-Fe中所形成的間隙固溶體，用符號F表示，它仍保持-Fe的體心立方晶格結(jié)構(gòu)。奧氏體：奧氏體是碳溶于-Fe中所形成的間隙固溶體。用符呈A表示，它保持-Fe的面心立方晶格結(jié)構(gòu)滲碳體：滲碳體是鐵和碳組成的具有復雜斜

9、方結(jié)構(gòu)的間隙化合物，用化學式Fe3C表示，滲碳體中碳的質(zhì)量分數(shù)為6.69。珠光體：珠光體是鐵素體和滲碳體組成的機械混合物，用符號P表示萊氏體：萊氏體是C為4.3的合金，緩慢冷卻到1148時從相中同時結(jié)晶出奧氏體和滲碳體的共晶組織，用符號Ld表示。2）含碳量對鐵碳合金組和力性能的影響規(guī)律是。含碳量對平衡組織的影響鐵碳合金在室溫的組織都是由鐵素體和滲碳體組成。含碳量對力學性能的影響隨著鋼中含碳量增加，鋼的強度、硬度升高，而塑性和韌性下降。這是由于組織中滲碳體量不斷增多，鐵素體不斷減少的緣故。第2章 鋼的熱處理鋼的熱處理是將鋼在固態(tài)下進加熱、保溫和冷卻。以改變其內(nèi)部組織，從而獲得所需要性能的一種工藝

10、方法。 鋼的熱處理方法主要有退火、正火、淬火、回火和表面熱處理等多種。2.1.1 鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變。熱處理加熱的最主要目的就是為了得到奧氏體，因此這種加熱轉(zhuǎn)變過程稱為鋼的奧氏體化。但隨著加熱溫度的升高和保溫時間的延長，奧氏體晶粒就會自發(fā)地長大。奧氏體晶粒愈粗大，冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織愈粗大，冷卻后鋼的力學性能愈差，特別是沖擊韌度明顯降低，所以在粹火加熱時總是希望得到細小的奧氏體晶粒。 在加熱溫度相同時，加熱速度愈快，保溫時間愈短，奧氏體晶粒愈小。2.1.2 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變冷卻過程是熱處理的關(guān)鍵工序，其冷卻轉(zhuǎn)變溫度決定了冷卻后的組織和性能。1）過冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變。在不同的過冷度下，反

11、映過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物與時間關(guān)系的曲線稱為過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的動力學曲線。稱為C曲線。3種不同的轉(zhuǎn)變，即珠光體轉(zhuǎn)變(550度以上)，貝氏本轉(zhuǎn)變（220度以上）和馬氏體轉(zhuǎn)變（220度以下）2）過冷奧氏體的連續(xù)卻轉(zhuǎn)變。在共析碳鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過程中，只發(fā)生珠光體和馬氏體轉(zhuǎn)變而不發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變。過冷奧氏體在連續(xù)卻過程中不發(fā)生分解而全部過冷到馬氏體區(qū)的最小冷卻速度，稱為馬氏體臨界冷卻速度，用uK表示。2.2 鋼的退火和正火退火和正火經(jīng)常作為鋼的預先熱處理工序，安排在鑄造和焊接之后或粗加工之前。2.2.1 鋼的退火（完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火）退火是將鋼材（或鋼件）加熱到適當溫度，保溫一定時間，隨后緩

12、慢冷卻，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。退火的主要目的是：1）降低或調(diào)整硬度，以便于切削加工。2）消除或降低殘余應(yīng)力，以防變形、開裂。3）細化晶粒、改善組織，提高力學性能，并為最終熱處理作好組織準備。完全退火是把鋼加熱到完全奧氏體化，保溫后隨后之緩慢冷卻的退火工藝。2.2.2 鋼的正火將鋼材或鋼件加熱到Ac3（或Acm）以上3050，保溫適當?shù)臅r間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝，稱為正火。正火的冷卻速度比退火的冷卻速度較快1）低碳鋼可通過正火處理提高強度和硬度，以改善切削加工性能。2）中碳鋼進行正火處理可直接用于對性能要求不高的零件的最終熱處理或代替完全退火。3) 對于碳量大于0.8%

13、的鋼，可用正火來消除二次網(wǎng)狀滲碳體2.3鋼的淬火和回火淬火和回火稱為最終熱處理，以提零件的性能，充分發(fā)揮鋼的潛力。2.3.1鋼的淬火將鋼件加熱到Ac1（或Ac3）以上3050，保溫一定的時間，然后以大于臨界冷卻速度冷卻，以獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝，稱為淬火。淬火質(zhì)量取決于淬火三要素，即加熱溫度，保溫時間和冷卻速度。1）淬火加熱溫度。介質(zhì)中加熱并保溫，使碳原子滲入表面層的化學熱處理工藝稱為滲碳。2）鋼的滲氮在一定溫度下（一般在鋼的臨界點溫度以下）使活性氮原子滲入鋼件表面的化學熱處理工藝稱為滲氮。3）碳氮共滲碳氮共滲是在一定溫度下同時將碳、氮滲入工件表層奧氏體中并以滲碳為主的化學熱處理工

14、藝。2.4.3 鋼的熱處理新工藝簡介。1）強韌化處理。2）形變熱處理。3）真空熱處理。4）激光熱處理。第3章 常用工程材料3.1工業(yè)用鋼3.1.2碳素鋼碳素鋼簡稱碳鋼，它是含碳量小于2的鐵碳合金。碳鋼可分為碳素結(jié)構(gòu)，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳素鑄鋼和碳素工具鋼。1）碳素結(jié)構(gòu)鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼的硫、磷的質(zhì)量分數(shù)較高（P0.045，S0.055），大部分用于工程構(gòu)，小部分用于機械零件。以Q235鋼在工業(yè)上應(yīng)用最多。（Q195、Q215、Q255、Q275）2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼這類鋼的硫、磷的質(zhì)量分數(shù)0.035，廣泛用于較重要的機械零件。以45號鋼應(yīng)用最廣。（08、10、15、20、60、65）3）碳素鑄鋼碳素鑄

15、鋼是冶煉后直接鑄造成毛坯或零件的，適用于形狀復雜且韌性、強度要求較高的零件。 c一般在0.150.60。形號例如：ZG200-400（ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570）4）碳素工具鋼碳素工具鋼的含量為0.71.3形號例如：T12（T7、T8、T8Mn、T9、T10、T13）3.1.3 合金鋼所謂合金鋼是為了改善或提高鋼的性能，在碳鋼基礎(chǔ)上特意地加入一種或數(shù)種合金元素所制成的鋼，常用的合金元素有Si、Cr、Mn、Ni、W、Mo、Ti和V等。合金鋼根據(jù)用途不同可分為三類：合金結(jié)構(gòu)鋼，合金工具鋼和特殊性能鋼。1）合金結(jié)構(gòu)鋼普通低合金鋼低合金鋼是在低碳鋼的基礎(chǔ)上，加入少量合金

16、元素發(fā)展起來的。具有良好的焊接性，較好的韌性，塑性，強度顯著高于相同碳量的碳鋼。主要牌號：Q295，Q345，Q390、Q420等，其中Q345鋼應(yīng)用最 廣泛主要用于：大橋，巨輪，壓力容器滲碳鋼滲碳鋼主要用于制造高耐磨性，并承受動載荷的零件。 主要牌號：15、20Cr、20CrMnTi、18Cr2Ni4W 主要用于：齒輪，活塞。調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼為中碳成分，經(jīng)淬火和高溫回火調(diào)質(zhì)處理后，且有高強度和良好韌性，即具有良好的綜合力學性能。主要牌號：45、40Cr、35SiMn、38CrMoAlA。主要用于：傳動軸、曲軸。彈簧鋼彈簧鋼采用中高碳成分以保證強度，通過淬火中溫回火的熱處理，以滿足高彈性極限，疲勞

17、極限和足夠韌性的要求。主要牌號:65、65Mn、60Si2Mn、50CrVA滾動軸承鋼滾動軸承鋼是制造各類滾動軸承的滾動體內(nèi)、外套圈的專用鋼。主要牌號:GCr9、GCr152）合金工具鋼合金工具鋼主要用于制造刃具、模具和量具等。刃具鋼：刃具切削時受切削力作用且切削發(fā)熱，還會有一定的沖擊和震動。 主要牌號:Cr06、9SiCr。模具鋼：冷模具鋼（Cr12、Cr12MoV等）熱模具鋼（5CrMnMo、5CrNiMo等 量具鋼：要求較高的硬度（不小于56HRC）和耐磨性。CrWMn的淬透性較高，GCr15耐磨性、尺寸穩(wěn)定性較好，多用于制造高精度塊規(guī)，螺旋塞頭、千分尺。3）特殊性能鋼不銹鋼：馬氏體型不

18、銹鋼（Cr13型，1Cr13應(yīng)用最廣）鐵素體型不銹鋼（Cr17型，1Cr17應(yīng)用最廣）、奧氏體型不銹鋼（18-8型，1Cr18Ni9Ti應(yīng)用最廣）耐熱鋼：耐熱鋼常分為熱化學穩(wěn)定鋼（3Cr18Ni25Si2等)和熱強鋼（Cr12型、Cr13型、1Cr18Ni9Ti、1Cr17等）。耐磨鋼3.2 鑄 鐵鑄鐵是指Wc為24的鐵碳合金，并且還含有較多的Si、Mn、S、P等元素3.2.1 鑄鐵的石墨化鑄鐵的石墨化就是鑄鐵中碳原子析出和形成成石墨的過程。1）鑄鐵冷卻和加熱時的石墨化過程。鑄鐵冷卻時的石墨化過程應(yīng)包括：從液體中析出一次石墨；由共晶反應(yīng)而生成的共晶石墨，由奧氏體中析出二次石墨，由共析反應(yīng)而生成

19、的共析石墨。鑄鐵加熱時的石墨化過程：亞穩(wěn)定的滲碳體，當在比較高的溫度下，長時間加熱時會發(fā)生分解，產(chǎn)生石黑化，即Fe3C3Fe+Co。2）影響鑄鐵石墨化的因素 化學成分的影響碳、硅、磷對石墨化有不同的影響。其中，碳、硅、磷是促進石墨化的元素，錳、硫是阻礙石墨化的元素。 冷卻速度的影響鑄件冷卻速度越緩慢，越有利于石墨化過程充分進行。3.2.2 常用鑄鐵1）灰鑄鐵：灰鑄鐵牌號是由“HT”灰鑄鐵的組織是由片狀石墨和鋼的基體兩部分組成。鋼的基體則可分為鐵素體、鐵素體+珠光體。珠光體三種?；诣T鐵的性能與普通碳鋼相比，具有力學性能低，耐磨性與消震性好和工藝性能好等特性。常用的灰鑄鐵牌號是：HT150、HT2

20、00。2）球墨鑄鐵：球墨鑄鐵牌號由“QT”球墨鑄鐵中石墨呈球狀。球墨鑄鐵兼有鋼的高強度和灰鑄鐵的優(yōu)良鑄造性能，是一種有發(fā)展途的鑄造合金，用來制造受力復雜、力學性能要求高的鑄件。常用的球墨鑄鐵牌號是：QT400-15、QT600-3。3）蠕墨鑄鐵：蠕墨鑄鐵的牌號“RuT”其中碳主要以蠕蟲狀形態(tài)存在，其中墨形狀介于片狀和球狀之間。4）可鍛鑄鐵：可鍛鑄鐵的牌號“KT”及其后的H（表示黑心可鍛鑄鐵）或Z（表示珠光體可鍛鑄鐵）可鍛鑄鐵的石墨呈團絮狀。常用的可鍛鑄鐵牌號是：KTH350-10、KTH450-06。3.2.3合金鑄鐵常用合金鑄鐵有耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵、耐蝕鑄鐵。第4章. 鑄造成形4.1.1鑄造

21、成形的實質(zhì)將熔化的金屬或合金澆注到鑄型中，經(jīng)冷卻凝固后獲得一定形狀和性能的零件或毛坯的成形方法稱為鑄造。4.1.2鑄造成形的主要特點及應(yīng)用1.成形方便、適應(yīng)性強。2.生產(chǎn)成本低。原材料來源廣泛3.鑄造生產(chǎn)的缺點。鑄件組織粗大，內(nèi)部常出現(xiàn)縮孔、縮松、氣孔、砂眼等缺陷，其力學性能不如同類材料的鍛件高。4.2鑄造成形工藝基礎(chǔ)合金的鑄造性能主要是指流動性、收縮性、偏析和吸氣性等。4.2.1合金的流動性和充型能力1.流動性概念液態(tài)金屬的流動能力稱為流動性。若流動性不好，充型能力就差，鑄件容易產(chǎn)生澆不到、冷隔、夾渣、氣孔和縮松等缺陷。2.影響流動性的因素。1）不同的鑄造合金具有不同的流動性?；诣T鐵流動性最

22、好，硅黃銅、鋁硅合金次之，而鑄鋼的流動性最差。2）同種合金中，成份不同的合金具有不同的結(jié)晶特點，流動性也不同。 合金結(jié)晶溫度范圍愈寬，液相線和固相線距離愈大，凝固層內(nèi)表面愈參差不齊，這樣流動阻為就愈大，流動性就愈差。此外，合金液的粘度，結(jié)晶潛熱、熱導率等物理性能也對流動性有影響。3.合金的充型能力。合金的充型能力是指液態(tài)合金充滿鑄型腔，獲得形狀完整、輪廓清晣鑄件的能力。若充型能力不足，易產(chǎn)生澆不到、冷隔等缺陷，造成廢品。4.影響充型能力的影素。（1）鑄型的影響。1）鑄型的蓄熱能力，即鑄型從金屬液中吸收和儲存熱量的能力。2）鑄型溫度，提高鑄型溫度，減少鑄型和金屬液之間的溫差，減緩冷卻速度，可提高

23、合金的充型能力。3）鑄型中的氣體，在金屬液的熱作用下，型腔中的氣體膨脹、型砂中的水分汽化、有機物燃燒，都將增加型腔內(nèi)的壓力。（2）澆注條件的影響。澆注條件主要是指澆注溫度和充型壓力。1）澆注溫度對合金的充型能力有著決定性的影響。2）充型壓力，液態(tài)合金在流動方向上所受的壓力越大，其充型能力就越好。4.2.2合金的收縮1.合金收縮過程的三個階段（1）液態(tài)收縮（2）凝態(tài)收縮（3）固態(tài)收縮2.影響合金的收縮因素1）不同種類的合金，其收縮率不同。2）由于鑄件在鑄型中各部分冷卻速度不同，彼此相互制約，對其收縮產(chǎn)生阻力。3）澆注溫度愈高，液態(tài)收縮愈大。3.縮孔和縮松的形成及防止。（1）縮孔與縮松的形成縮孔是

24、指鑄件在凝固過程中，由于補縮不良產(chǎn)生的孔洞?？s孔的形狀極不規(guī)則，孔粗糙并帶有枝狀晶，常出現(xiàn)在鑄件最后凝固的部位。縮松是指鑄件斷面上出現(xiàn)的分散而細小的縮孔，有時借助放大鏡才能發(fā)現(xiàn)。鑄件有縮松的部位，在氣密性試驗時可能滲漏。（2）縮孔與縮松的防止1）合理選擇鑄造合金。生產(chǎn)中應(yīng)盡量采用接近共晶成分或結(jié)晶范圍窄的合金。2）合理選擇凝固原則。鑄件的凝固原則分為“定向凝固”和“同時凝固”兩種。（3）鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形與裂紋。1）鑄造內(nèi)應(yīng)力按其產(chǎn)生原因，可分為熱應(yīng)力、固態(tài)相變應(yīng)力和收縮應(yīng)力3種。減小和消除鑄造內(nèi)應(yīng)力的方法有：采用同時凝固的原則，通過設(shè)置冷鐵、布置澆口位置等工藝措施，使鑄件各部分在凝固過程中溫差

25、盡可能小；提高鑄型溫度，使整個鑄件緩冷，發(fā)減小鑄型各部分溫度差；改善鑄型和型芯的退讓性，避免鑄件在凝固后的冷卻過程中受到機械阻礙，進行去應(yīng)力退火，是一種消除鑄造內(nèi)應(yīng)力最徹底的方法。2）當鑄件中存在內(nèi)應(yīng)力時，如內(nèi)應(yīng)力超過合金的屈服點，常使鑄件產(chǎn)生變形。3）當鑄件的內(nèi)應(yīng)力超過了合金的強度極限時，鑄件便會產(chǎn)生裂紋。裂紋是鑄件的嚴重缺陷。防止裂紋的主要措施是：合理的設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu)，合理選用型砂和芯砂的粘結(jié)劑與添加劑，以改善其退讓性；大的型芯可制成中空的或內(nèi)部填以焦炭；嚴格限制鋼和鑄鐵中硫的含量；選用收縮率小的合金等。4.3 鑄造成形方法4.3.1砂型鑄造砂型鑄造是實際生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種鑄造方法，主要

26、工序為制造模樣、制備造型材料、造型、造芯、合型、溶煉、燒注、落砂清理與檢驗。.制造模樣在設(shè)計和制造模樣與芯盒時，必須考慮下列問題。1）分型面的擇選2）起模斜度的確定。3）鑄件收縮量的確定。4）加工余量的確定5）選擇合適的鑄造圓角。以下5種特殊鑄造1.金屬型鑄造的特點及應(yīng)用范圍。1）實現(xiàn)“一型多鑄”，不僅節(jié)約了工時，提高了生產(chǎn)率，而且還可省了大量的造型材料，同時便于實現(xiàn)機械化。2）鑄件尺寸精度高，表面質(zhì)量好。3）鑄件機械性能高。金屬型鑄造的缺點是制造金屬型的成本高，周期長、不適用于小批量生產(chǎn)。金屬型鑄造主要造用于大批量生產(chǎn)形狀不太復雜、壁厚較均勻的有色金屬鑄件，如發(fā)動機中的鋁活塞、氣缸蓋、油泵殼

27、體等。2.熔模鑄造熔模鑄造是用易熔材料（如蠟料）制成模樣，然后在表面涂覆多層耐火材料，待硬化干燥后，將蠟?zāi)Ｈ廴ィ@得具有與蠟?zāi)Ｐ螤钕鄳?yīng)空腔的型殼，再經(jīng)焙燒后進行澆注而獲得鑄件一種方法。（1）熔模鑄造的工藝過程。1）母模 2）壓形 3）制造蠟?zāi)?4）結(jié)殼 5）焙燒 6）澆注 7）鑄件清理及熱處理。（2）熔模鑄造的特點及適用范圍。熔模鑄造的特點是鑄件的精度及表面質(zhì)量高，減少了切削加工工作量，實現(xiàn)了少、無切削加工，節(jié)約了金屬材料；能鑄造各種合金鑄件，尤其是鑄造那些熔點高、難切削加工和用別的加工方法難以成型的合金，以及生產(chǎn)形狀復雜的薄壁鑄件；可單件也可大批量生產(chǎn)。但是熔模鑄造生產(chǎn)工序繁多，生產(chǎn)周期長

28、，工藝過程復雜，影響鑄件質(zhì)量的因素多，必須嚴格控制才能穩(wěn)定生產(chǎn)。3.離心鑄造離心鑄造的特點及應(yīng)用范圍：由于鑄件結(jié)晶過程是在離心力作用下進行的，因此金屬中的氣體、熔渣等夾雜物由于密度較小而集中在鑄件內(nèi)表層，金屬的結(jié)晶則從外向內(nèi)呈向性結(jié)晶，因而鑄件表層結(jié)晶細密，無縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷，力性能良好。離心鑄造的不足之處在于：鑄件的內(nèi)孔不夠準確，內(nèi)表面質(zhì)量較差，但這并不妨礙一般管道使用要求。4.壓力鑄造壓力鑄造的特點是能得到致密的細晶粒鑄件，其強度比砂型鑄造提高了25%-30%，鑄件質(zhì)量高，可以不經(jīng)切削加工直接使用；可以壓形狀復雜的薄壁鑄件，生產(chǎn)效率高，是所有鑄造方法中生產(chǎn)效最高的。由于壓鑄設(shè)備

29、和壓鑄費用高，壓鑄型制造周期長，故只適用于大批量生產(chǎn)，另外鐵合金熔點高，壓型使用壽命短，故目前鐵合金難以用于實際生產(chǎn)。5.低壓鑄造特點1）低壓鑄造設(shè)備簡單，便于操作，容易現(xiàn)實機械化和自動化。2）具有較強的適應(yīng)性，適用于金屬型、砂型、熔模型等多種鑄型。3）液體自上而下平穩(wěn)地充填鑄型，型腔中液流方向與氣體排出的方向一致，因而避免了液體金屬對型壁和型芯的沖刷作用，以及卷入氣體和氧化夾雜物，從而防止了鑄件產(chǎn)生氣孔和非金屬夾雜物等缺陷。4）由于提高了充型能力，有利于形成廓清晰、表面光潔的鑄件，這對于大型薄壁鑄件尤為有利。5）由于省去了補縮冒口，使金屬的利用率提高到90%-98%.4.4 鑄造成形工藝設(shè)計

30、及鑄件結(jié)構(gòu)工藝性4.4.1 鑄造成形工藝設(shè)計鑄造成形工藝設(shè)計主要包括選擇分型面、確定澆注位置、確定主要工藝參數(shù)和繪制鑄造工藝圖等。1.選擇分型面1）便于起模。2）簡單、最少。3）盡可能使鑄件的全部或大部分置于同一砂型中。4）盡量使型腔及主要型芯位于下型，以便于造型、下芯、合型和檢驗壁厚。5）盡量減小型芯和活塊的數(shù)量，以簡化制模、造型、合型等工藝。2.確定澆注位置。1）鑄件的重要加工面或主要工作面應(yīng)朝下。2）鑄件的寬大平面應(yīng)朝下。3）鑄件上薄壁而大的平面應(yīng)朝下或垂直、傾斜，以防止產(chǎn)生冷隔或澆不到等缺陷。4）對于容易產(chǎn)生縮孔的鑄件，應(yīng)使鑄件載面較厚的部分放在分型面附近的上部或側(cè)面，以便在鑄件厚壁處

31、直接安裝冒口，使之實現(xiàn)自上而下的定向凝固。3.確定主要工藝參數(shù)。1）確定機械加工余量2）確定鑄件收縮率3）確定起模斜度。4）確定鑄造圓角。5）確定型芯頭6）最小鑄出孔及槽4.4.2 零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性1.鑄造性能對結(jié)構(gòu)的要求（1）鑄件壁厚要合理，壁厚過小，易產(chǎn)生澆不到、冷隔等缺陷。（2）鑄件壁厚應(yīng)均勻。（3）鑄件的連接應(yīng)采用逐步過渡連接。1）結(jié)構(gòu)圓角。鑄件壁間連件應(yīng)盡可能設(shè)計成結(jié)構(gòu)圓角，以避免形成金屬的聚集產(chǎn)生縮孔、應(yīng)力集中等缺陷。2）接頭結(jié)構(gòu)。接頭結(jié)構(gòu)應(yīng)避免金屬聚集，產(chǎn)生縮孔。中、小型鑄件的肋可選用環(huán)狀接頭。鑄件壁間連接應(yīng)避免形成銳角。鑄件薄、厚壁連接應(yīng)采取逐步過渡。3）大平面傾斜結(jié)構(gòu)。鑄

32、件的大平面設(shè)計成傾斜結(jié)構(gòu)形式，有利于金屬填充和氣體夾雜物的排除。4）減少變形和自由收縮結(jié)構(gòu)。壁厚均勻的細長鑄件、面積較大的平板鑄件等都容易產(chǎn)生變形。為減少變形，可采用對稱式結(jié)構(gòu)或增設(shè)加強肋。2.鑄造工藝對結(jié)構(gòu)的要求。1）分型面應(yīng)簡單、最少。2）芯應(yīng)最少。3）避免使用活塊。4）結(jié)構(gòu)斜度。第5章. 鍛壓成形5.1.1鍛壓成形的實質(zhì)鍛壓是指在加壓設(shè)備及工（模）具的作用下，使坯料或鍛錠產(chǎn)生局部或全部的塑性變形，以便獲得一定幾何尺寸、形狀和質(zhì)量的鍛件的加工方法。5.1.2鍛壓成形的主要工藝特點及應(yīng)用1.鍛件的組織性能好。2.成形困難，對料材的適應(yīng)性差。3.鍛壓成形的應(yīng)用，（應(yīng)用廣泛，如汽車、國防工業(yè)等）

33、5.2鍛壓成形工藝基礎(chǔ)1.金屬塑性變形的實質(zhì)。金屬塑性變形是金屬晶體每個晶粒內(nèi)部的變形和晶粒間的相對移動、晶粒轉(zhuǎn)動的綜合結(jié)果。2.冷變形強化。金屬在塑性變形過程中，隨著變化程度的增加，強度和硬度提高而塑性和韌性下降的現(xiàn)象稱為冷變形強化或加工硬化。3.回復與再結(jié)晶。對加工硬化組織進行加熱，變形金屬將相繼發(fā)生回復、再結(jié)晶和晶粒長大3個價段的變化。4.金屬的冷加工和熱加工。（1）冷加工：金屬在再結(jié)晶溫度以下進行的塑性變形稱為冷加工。（2）熱加工：熱加工是在結(jié)晶溫度以上進行的，變形后只有再結(jié)晶組織而無冷變形強化現(xiàn)象。5.鍛造流線及及鍛造比(1)鍛造流線：加熱工后的金屬組織就具有一定方向性，通常稱為鍛造

34、流線。鍛造流線的合理分布：使零件工作時的正應(yīng)力與流線方向一致，切應(yīng)力與流線方向垂直，這樣才能發(fā)揮材料的潛力。使鍛造流線與零件的輪廓相符合而不切斷，是鍛壓形成工藝設(shè)計的一條原則。（2）鍛造比：在鍛壓生產(chǎn)中，金屬的變形程度常以鍛造比Y來表示，即以變形前后的載面比、長度或高度比表示。6.影響金屬鍛造性能的因素。（1）化學成分及組織1）一般來說，純金屬的鍛造性能好于合金。2）純金屬與固溶體鍛造性能好，金屬化合物鍛造性能差，粗晶粒組織的金屬比晶粒細小而又均勻組織的金屬難鍛造。3）細晶組織的鍛造性能優(yōu)于粗晶組織。（2）工藝條件主要是指變形溫度、變形速度和應(yīng)力狀態(tài)的影響。1）變形溫度對塑性及變形抗力影響很大

35、。2）變形速度對鍛造性能的影響有兩個方面：一方面當變形速度較大時，由于再結(jié)晶過程來不及完成，冷變形強化不能及時消除，而使鍛造性能變差，所以，一些塑性較差的金屬，如高合金鋼或大型鍛件，宜采用較小的變形速度，設(shè)備選用壓力機而不用鍛錘；另一方面，當變形速度很高時，變形功轉(zhuǎn)化的熱來不及散發(fā)，鍛造溫度升高，又能改善鍛造性能，但這一效應(yīng)除高速鍛錘或特殊成形工藝以外難以實現(xiàn)。3）應(yīng)力狀態(tài)金屬在擠壓變形時，呈三向受壓狀態(tài)，表現(xiàn)出良好的鍛造性能； 在拉拔時則呈二向受壓一向受拉的狀態(tài)，鍛造性能下降。5.3 鍛壓成形的方法5.3.1 自由鍛1.自由鍛工序：可分為基本工序、輔助工序和修整工序三大類。1）基本工序：如拔

36、長、鐓粗、沖孔、切割和扭轉(zhuǎn)等，實際生產(chǎn)中常用的是：拔長、鐓粗、沖孔3個基本工序。2）輔助工序：如壓鉗口、壓肩、鋼錠倒棱等。3）修整工序：如校正、滾圓、平整等。2.自由鍛工藝規(guī)程的制訂。制定工藝規(guī)程、編寫工藝卡是進行自由鍛生產(chǎn)必不可少的技術(shù)準備工作，是組織生產(chǎn)過程、規(guī)定操作規(guī)范、控制和檢查產(chǎn)品質(zhì)量依據(jù)。自由鍛工藝規(guī)程的主要內(nèi)容：根據(jù)零件圖繪制鍛件圖，計算坯料的質(zhì)量和尺寸，確定鍛造工序，選擇鍛造設(shè)備，確定坯料加熱規(guī)范和填寫工藝卡片等。（1）繪制鍛件圖1）某些零件上精細結(jié)構(gòu)，鍵槽、齒槽、退刀槽以及小孔、不通孔、臺階等，難以用自由鍛出，必須暫時添加一部分金屬以簡化鍛件形狀。2）由于自由鍛造的精度較低，

37、表面質(zhì)量較差，一般需要進一步切削加工，所以零件表面要留加工余量。3）鍛件公差是鍛件名義尺寸的允許變動量。3.零件結(jié)構(gòu)的鍛壓工藝性（1）鍛壓性能對結(jié)構(gòu)的要求。不同的金屬材料的鍛壓性能不同，對結(jié)構(gòu)的要求也不同。5.3.2 模型鍛造1.模鍛的特點（1）模鍛的優(yōu)點。與自由相比1）生產(chǎn)較率高，一般比自由鍛高10倍以上。2）鍛件的尺寸和精度比較高，機械加工余量較小，節(jié)省加工工件時，材料利用率高。3）可以鍛造形狀復雜的鍛件。4）鍛件內(nèi)部流線分布合理。5）操作簡便，勞動強度低。（2）模鍛的缺點。1）模鍛生產(chǎn)由于受到模鍛設(shè)備噸位的限制，鍛件質(zhì)量不能太大，一般在150Kg發(fā)下。2）制造鍛模比較困難，成本很高。2.

38、錘上模鍛鍛模可分為模鍛模膛和制坯模膛兩類。模鍛模膛可分為終鍛模膛和預鍛模膛兩種。1）終鍛模膛的作用是使坯料最后變形到鍛件所要求的形狀和尺寸，因此它的形狀應(yīng)和鍛件形狀相同。2）預鍛模膛的作用是使坯料變形到接近于鍛件的形狀和尺寸，這樣再進行終鍛時金屬容易充滿終鍛模膛，同時減少終鍛模膛的磨損，延長了鍛模的使用壽命，預鍛模膛的尺寸和形狀與終鍛模膛的相近似，只是模鍛斜度和圓角半徑稍大，沒有飛邊槽。制坯模膛有以下幾種：1）拔長模膛，用它來減少坯料某部分的橫截面積，以增加該部分的長度。2）滾壓模膛，用它來減少坯料某部分的橫載面積，以增加另一部分的橫載面積，使其按模鍛件形狀來分布。3）對于彎曲的桿狀鍛件需用彎

39、曲模膛來彎曲坯料。4）切斷模膛，它由上模與下模間設(shè)在鍛模角上的一刃口組成，用它從坯料上切下鍛好的鍛件，或從鍛件上切下鉗口。3.胎模鍛常用的胎模結(jié)構(gòu)主要有以下三種類型。（1）扣模，（2）套筒模、（3）合模4.壓力機上模鍛用于模鍛生產(chǎn)的壓力機有摩擦壓力機、平鍛機等。（1）摩擦壓力機上模鍛摩擦壓力機是靠飛輪、螺桿和滑塊向下運動所積蓄的能量使坯料變形，有以下特點。1）適應(yīng)性好，行程和鍛壓力可自由調(diào)節(jié)，因而可實現(xiàn)輕打、重打，可在一個模膛內(nèi)進行多次鍛打。2）滑塊運行速度低，鍛件頻率低，金屬變形過程中的再結(jié)晶可以充分進行。3）摩擦壓力機承受偏心載荷能力低，通常只適用于單模膛模鍛。4）生產(chǎn)率低，主要用于中小鍛

40、件的批量生產(chǎn)。5）摩擦壓力機結(jié)構(gòu)簡單、造價低、使用維修方便，適用于中小型工廠的模鍛生產(chǎn)。（2）曲柄壓力機上模鍛。1）曲柄壓力作用于金屬上的變形力的靜壓力，且變形抗力由機架本身承受，不傳給地基。2）曲柄壓力機的機身剛度大，滑塊導向精確，行程一定，裝配精度高，因此能保證上下模膛準確對合在一起，不產(chǎn)生錯模。3）鍛件精度高，加工余量和公差小，節(jié)約金屬。4）因為滑塊行程速度低，作用力是靜壓力，有利于低塑性金屬材料的加工。5）曲柄壓力機上適宜進行拔長和滾壓工作，這是由于滑塊行程一定，不論用什么模膛都是一次成形，金屬變形量過大，不易使金屬填滿終鍛模膛所致。6）曲柄壓力機設(shè)備復雜，造價高，但生產(chǎn)率高，鍛件精度

41、高，適合于大批量生產(chǎn)。（3）平鍛機上模鍛1）鍛件尺寸精確，表面粗造糙度值小，生產(chǎn)率高。2）節(jié)省金屬，材料利用率高。3）擴大了模鍛的范圍，可以鍛出錘上模鍛和曲柄壓力機上模鍛無法鍛出的鍛件，還可以進行切飛邊、切斷和彎曲等工步。4）對非回轉(zhuǎn)體及中心不對稱的鍛件較難鍛造。3）剪切是用剪刃或沖模將板料沿不封閉輪廓進行分離的工序。（2）變形工序變形工序是使坯料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生塑性變形而不破壞的工序，如拉伸、彎曲、翻邊和成型等。1）拉伸是使坯料變形成開口空心零件的工序。2）彎曲是使坯料的一部分相對于另一部分彎曲成一定角度的工序。第6章. 焊接與膠接成形1.焊接成形的類型：可為三大類：熔焊、壓焊、釬

42、焊。（1）熔焊：焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。（2）壓焊：焊接過程中必須對焊件施加壓力，以完成焊接方法。（3）釬焊：采用比母材熔點低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點低于母材熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙，并與母材互相擴散，實現(xiàn)連接焊件的方法。2.焊接成形的主要特點1）成形方便、適應(yīng)性強。2）焊接連接性能好、省工省料、成本低3）焊接接頭組織性能不均勻。6.2金屬的焊接性能1.金屬焊接性的概念金屬焊接性是金屬材料對焊接加工的適應(yīng)性。它包括兩個方面內(nèi)容：一是工藝性能，二是使用性能。2.金屬焊接性的評定（1）用碳當量法評估鋼材焊接性鋼中的

43、碳和合金元素對鋼的焊接性的影響程度是不同的。碳的影響最大，其他合金元素可以折合成碳的影響來估算被焊材料的焊接性。換算后的總和稱為碳當量作為評定鋼材焊接性的參數(shù)指標。這種方法稱為碳當量法。（2）焊接性能試驗焊接性能試驗是評價金屬焊接性能最為準確的方法，例如焊接裂紋試驗、接頭力學性能試驗、接頭腐蝕性試驗等。3.鑄鐵的焊接性能鑄鐵的焊接性很差，它不能以較大的塑性變形減緩焊接應(yīng)力，容易產(chǎn)生焊接殘裂紋。焊補過程中溫度不低于400，焊后要緩冷，以防止白口組織和裂紋產(chǎn)生，這種方法稱為熱焊法。4.鋁及鋁合金的焊接性。采用一般的焊接方法時，鋁及鋁合金的焊接性不好。5.銅及銅合金的焊接性采用一般的焊接方法時，銅及

44、銅合金的焊接性不好。6.3 焊接成形方法目前在生產(chǎn)上常用的焊接方法有手工電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護焊、電渣焊、電阻焊、釬焊等。6.3.1 手工電弧焊利用電弧作為熱源的熔焊方法稱為電弧焊。手工電弧焊是用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法。1.焊接電弧焊件接電源正極，焊條接電源負極時稱為正接。正接時焊件獲得的熱量多，熔池深，易焊透，適用于焊接厚件，若焊件接電源負極，焊條接電源正極時稱為反接。反接時不易燒穿，適于焊接薄件。2.手工電弧焊電源（1）手工電弧焊對電源的要求手工電弧焊應(yīng)具有適當?shù)目蛰d電壓和較高的引弧電壓，以利于引弧，保證安全；當電弧穩(wěn)定燃燒時，焊接電流增大，電弧電壓應(yīng)急劇下降；還應(yīng)保證焊條

45、與焊件短路時，短路電流不應(yīng)太大；同時焊接電流應(yīng)能靈活調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的焊件及焊條的要求。（2）手工電弧焊電源的種類常用手工電弧焊電源有交流焊機、直流弧焊機和逆變焊機。3.焊條（1）焊條的組成和作用焊條是涂有藥皮的供手工電弧焊用的熔化電極，由焊芯和藥皮兩部分組成。1）焊芯。焊芯在焊接過程中既是導電的電極，同時本身又熔化作為填充金屬，與熔化的母材共同形成焊縫金屬。2）藥皮。藥皮是壓涂在焊芯表面的涂料層，主要作用是在焊接過程中造氣造渣，起保護作用，防止空氣進入焊縫，避免焊縫高溫金屬被空氣氧化；脫氧、脫硫、脫磷和滲合金等；并具有穩(wěn)弧、脫渣等作用，以保證焊條具有良好的工藝性能，形成美觀的焊縫。（2）焊條

46、的分類根據(jù)藥皮種類的不同，焊條可分為酸性焊條和堿性焊條。1）酸性焊條的優(yōu)點是熔渣呈玻璃狀，容易脫查；對焊件上的油、銹、污不敏感。表現(xiàn)工藝性能較好，電弧穩(wěn)定，交、直流弧焊機均可使用。缺點：焊縫的力學性能，尤其是塑性韌差，抗裂性低；另外，由于藥皮的強氧化性，C、Si、Mn等元素的燒損較大。故酸性焊條常應(yīng)用于一般的焊接結(jié)構(gòu)，典型的酸性焊條型號如E4303。2）堿性焊條。優(yōu)點是除硫作用強于酸性燭條，又稱低氫型焊條。由于這種焊條少硫低氫，所以焊縫金屬的塑性、韌性好，抗裂性強；又由于這種焊條藥皮中含強氧化物少，故合金元素燒損少。其缺點是藥皮中的CaF2化學性質(zhì)極活潑，對油、銹、污敏感；電弧不穩(wěn)定；熔渣為結(jié)

47、晶狀，不脫易；HF是一種有毒氣體，對人體危害較酸性焊條大，（3）焊條的選用在選擇焊條時，應(yīng)根據(jù)其性能特點，并考慮焊件的結(jié)構(gòu)特點、工作條件、生產(chǎn)批量、施工條件及經(jīng)濟性等因素合理選用。焊接低碳鋼或低合金鋼時，一般應(yīng)使焊縫金屬與母材等強度，焊接耐熱鋼、不銹鋼時，應(yīng)使焊縫金屬的化學成分，與焊件的化學成分相近；焊接形狀復雜和剛度大的結(jié)構(gòu)及焊接承受沖擊載荷，交變載荷的結(jié)構(gòu)時，應(yīng)選用抗裂性能好的堿性焊條；焊接難以在焊前清理的焊接結(jié)構(gòu)時，應(yīng)選用抗氣孔性能好的酸性焊條；使用酸性焊條比使用堿性焊條經(jīng)濟，在滿足使用性能要求的前提下應(yīng)優(yōu)先選用。4.手工電弧焊的基本工藝手工電弧焊的基本工藝是指接頭類型、坡口形式、焊縫空

48、間位置及焊接規(guī)范的選擇等。（1）接頭類型焊接接頭的基本形式有對接、角接、T形接和搭接等(2)坡口形式坡口的基本形式有I、Y、U、雙Y形等。（3）焊接位置的確定焊接分為平焊、立焊、橫焊、仰焊四種位置。仰焊位置焊接最困難、平焊位置焊接最方便。（4）焊接工藝參數(shù)的確定手工電弧焊的焊接工藝參數(shù)是指電源種類和極性、焊條直徑、焊接電流和焊接層數(shù)。6.3.2 埋弧自動焊埋弧自動焊是將手工電弧焊的引弧、焊條送進、電弧移動幾個動作改由機械自動完成，電弧在焊劑層下燃燒，故稱為埋弧自動焊。2.埋弧焊的特點和應(yīng)用1）埋弧焊電流比手工電弧焊高68倍，不需要更換焊條，沒有飛濺，生產(chǎn)率提高510倍。2）埋弧焊焊劑供給充足，

49、保護效果好，冶金過程完善，焊接工藝參數(shù)穩(wěn)定，焊接質(zhì)量好，而且穩(wěn)定；對操作者技術(shù)要求低，焊縫成形美觀。3）改善了勞動條件，沒有弧光，沒有飛濺，煙霧也很少，勞動強較徑。4）設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜，投資大，裝配要求高，調(diào)整等準備工作量較大。5）埋弧焊適應(yīng)性差，只焊平焊位置，通常焊接直縫和環(huán)縫，不能焊空間位置焊縫和不規(guī)則焊縫。6.3.3 氣體保護焊1.CO2氣體保護焊CO2氣體在電弧高溫下能分解，有氧化性，會燒損合金元素。因此，不能用平焊接有色金屬和合金鋼。(2)CO2氣體保護焊的特點與應(yīng)用1）成本低。2）操作性能好。3）生產(chǎn)率高。4）焊接質(zhì)量比較好。5）設(shè)備使用和維修不便。6）焊縫成形差，飛濺大。2.氬弧焊氬

50、氣是惰性氣體。鎢極氬弧焊電極常用釷鎢極和鈰鎢極兩種。鎢極為陰極時，發(fā)熱量小，鎢極為陽極時，發(fā)熱量大，鎢極燒損嚴重，電弧不穩(wěn)定，焊縫易產(chǎn)生夾鎢。（2）氬弧焊的特點及應(yīng)用1）電弧穩(wěn)定，特別是小電流時也很穩(wěn)定。2）采用氣體保護，電弧可見，易于實現(xiàn)全位置自動焊接。3）電弧在氣流壓縮下燃燒，熱量集中，熔池小，焊速快，熱影響區(qū)小，焊接變形小。4）機械保護效果特別好，焊縫金屬純凈，成形美觀，質(zhì)量優(yōu)良。5）氬氣價格較高，因此成本較高。6.3.4 電阻焊電阻焊是焊件組合后通過電極施加壓力，利用電流通過接觸處及焊件附近產(chǎn)生的電阻熱，將焊件加熱到塑性或局部熔化狀態(tài)，再施加壓力形成焊接接頭的焊接方法。電阻焊通常分為對

51、焊、點焊、縫焊三種。1.對焊：對焊是對接電阻焊，按焊接工藝不同分為電阻對焊和閃光對焊。6.3.5 電渣焊電渣焊是利用電流通過液態(tài)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱熔化母材與電極的焊接方法。2.電渣焊的特點與應(yīng)用1）適合焊接厚件，生產(chǎn)率高，成本低。2）焊縫金屬比較純凈，電渣焊機械保護好，空氣不易進入。3)電渣焊可以使很厚的焊件一次焊成，焊接速度慢，過熱區(qū)大，接頭組織粗大，因此，焊后要進行正火處理。6.3.6 釬焊釬焊是采用熔點比母材低的金屬材料作為釬料，將焊件與釬料加熱到高于釬料熔點，低于母材熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙，并與母材相互擴散實現(xiàn)連接的焊接方法。釬焊的質(zhì)量在很大程度上取決于釬料。釬

52、焊按釬料熔點分為軟釬焊和硬釬焊兩大類。（1）軟釬焊：常用釬料是松香、氯化鋅溶液等。（2）硬釬焊：常用釬料有銅基，銀基和鎳基釬料等。6.3.7 氣焊氣焊是指利用氣體火焰作為熱源的焊接方法。最常用的是利用氧乙炔焰作為熱源的氧乙炔焊。6.3.8 焊接新工藝簡介1.激光焊接與切割（2）激光焊接的分類：脈沖激光焊接和連續(xù)激光焊接兩大類。（3）激光焊接的特點1）能量密度大且放出極其迅速，適合于高速加工，能避免熱損傷和焊接變形，故可進行精密零件、熱敏感性材料的加工。2）可對絕緣材料直接焊接，對異種金屬材料焊接比較容易，甚至能把金屬與非金屬焊接在一起。3）激光焊接裝置不需要與被焊接工件接觸。2.真空電子束焊接

53、。（2）真空電子束焊接的特點秘應(yīng)用1）在真空環(huán)境中施焊，保護效果極佳，焊接質(zhì)量好。2）焊接變形小。3）焊接工藝參數(shù)調(diào)節(jié)范圍廣，焊接過程控制靈活，適應(yīng)性強。4）焊接設(shè)備復雜、造價高、使用與維護要求技術(shù)高。3.等離子弧焊接和切割等離子弧焊接的分為大電流等離子弧焊和微束等離子弧焊兩類。（3）等離子弧焊接的特點與應(yīng)用等離子弧焊除了具有氬弧焊優(yōu)點外，還有以下兩方面特點1）有小孔效應(yīng)且等離子弧穿透能力強，所以1012mm厚度焊件可不開坡口，能實現(xiàn)單面焊雙面自由成形。2）微束等離子弧焊可以焊很薄的箔材。4.摩擦焊（2）摩擦焊的特點與應(yīng)用1）接頭質(zhì)量好而且穩(wěn)定，因在摩擦過程中接觸面氧化膜及雜質(zhì)被清除，焊后組織

54、致密，不易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷。2）焊接生產(chǎn)率高，另外，它不需焊接材料，容易實現(xiàn)自動控制。3）可焊接的金屬范圍廣。4）設(shè)備簡單，電能消耗少。6.4 焊接結(jié)構(gòu)工藝性6.4.1 焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇特別優(yōu)先選用低碳鋼和普通低合金鋼等材料，其價格低廉，工藝簡單，易于保證焊接質(zhì)量。6.4.2 焊接方法的選擇焊接方法選擇的主要依據(jù)是材料的焊接性、工件的結(jié)構(gòu)形式、厚度和各種焊接方法的適用范圍、生產(chǎn)率等。6.4.3 焊接接頭設(shè)計（1）焊縫布置應(yīng)便于焊接操作。手工電弧焊時，要考慮焊條能到待焊部位。（2）焊縫應(yīng)避開應(yīng)力集中部分，（3）焊縫布置應(yīng)盡可能對稱。（4）焊縫布置應(yīng)可能分散，避免過分集中和交叉。（5）盡可減

55、小焊縫長度和數(shù)量。（6）焊縫應(yīng)盡量避開機械加工表面。6.5 焊接質(zhì)量檢驗6.5.1 常見焊接缺陷（1）焊縫形狀缺陷（2）氣孔（3）夾渣和夾雜（4）未焊透、未熔合（5）其他缺陷：電弧擦傷、飛濺、磨痕、鑿痕等。6.5.2 產(chǎn)生焊接缺陷的原因及預防措施1.未焊透（1）產(chǎn)生原因產(chǎn)生未焊透的根本原因是輸入焊縫焊接區(qū)的相對熱量過少，熔池尺寸小，熔深不夠。生產(chǎn)中的具體原因有：坡口設(shè)計或加工不當、鈍邊過大、焊接電流太小、焊條操作不當或焊速過快等 。（2）預防措施正確選用和加工坡口尺寸，保證良好的裝配間隙；采用合適的焊接參數(shù)；1）磁粉檢驗2）著色檢驗3）超聲波檢驗4）射線檢驗（3）焊后成品強度檢驗：主要是水壓試驗和氣壓試驗。（4）致密性檢驗。主要是用煤油檢驗和吹氣檢驗。6.6 膠接6.6.1 膠接基本原理膠接是指利用膠粘劑把兩個膠接件連接在一起的過程。膠粘是一種新型的連工藝，不需要像焊接那樣局部加熱熔化或局部受壓產(chǎn)生嚴重的塑性變形，也不需要像鉚接那樣復雜的工藝過程。膠接在室溫下就能固化、實現(xiàn)連接；膠接接頭為面際連接，應(yīng)力分布均勻，大大提高了膠接件的疲勞壽命，且密封作用好；膠接接頭比鉚接、焊按接頭、更為光滑、平整、質(zhì)量較小。6.6.2 膠