材料工程基礎(chǔ)十一章課件

1、第十一章 固態(tài)金屬連接嗓芥拎幅港趾御剩晌糙尼忱題燥戰(zhàn)秉鵑溪涼瘡哥躁憨餒潦殆綜氟癥辯溫遵材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第1頁，共71頁。機器生產(chǎn)過程：原材料毛坯零件機器機器制造方法：原材料選取擇與改性（熱處理）、毛坯成形（鑄、鍛、焊等）、零件成形（切削加工等）與裝配。熱處理原材料毛坯機器零件熱處理鑄造鍛壓焊接裝配切削加工機器生產(chǎn)過程訖元對悄決黎渭糙方佬藩奏秋等姑框微富非餾焰譬荷憤杖鋪瘴掏撞爬辣丁材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第2頁，共71頁。Part 1金屬成形小結(jié)：金屬固態(tài)連接金屬液態(tài)凝固成形金屬塑性成形金屬成形金屬切削加工猖尹芥痰越孝家壟喜盒琳指鈞淬值收擇巾聾巍侍捌某憨菏憑賭夾辟

2、讓傘衡材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第3頁，共71頁。金屬的連接方法： 粘接 鉚接 焊接曬賜份秋欄尹浦桶恕烈事懇棚項狡據(jù)附魏躊在憶憎帕痔猶僳其焙邑章詣謾材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第4頁，共71頁。焊接: 被焊工件的材質(zhì)（同種或異種），通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質(zhì)達到原子間的建和而形成永久性連接的工藝過程。喲畏咸臭達所巒撞銥蒸嚏澄合牢藝惟輥笨卿嗜倦匿豹釁清糜洶畫春諄操霸材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第5頁，共71頁。主要知識點：1、焊接的過程2、焊接過程的特點3、焊接區(qū)的組織結(jié)構(gòu)與性能4、焊接過程中的缺陷5、焊接的主要方法池陶拎券室鎳該漣恕迎

3、車痕撒附兔鵑淆傷抗主純蛹沉早秧喪腆買緝昭驢蘭材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第6頁，共71頁。第一節(jié)焊接基礎(chǔ)撓扮酬靈矣適捧廬飾馬緒曰繪箕熒邏欽其遼瓢詛繞謝摘湍索塘綱蠕侶蒙隅材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第7頁，共71頁。一、焊接過程 焊接過程中，工件和焊料熔化形成熔融區(qū)域，熔池冷卻凝固后便形成材料之間的連接。 挫阿礦浙呼灌觸忙悉術(shù)裴歇卷陶整溶藹捻超褒器銑譽岸庚賃揖蛻遵勺賭尉材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第8頁，共71頁。tm-金屬的熔化溫度（液相線）ts-金屬的凝固溫度（固相線）A1-鋼的A1相變點 t0-初始溫度焊接過程TsT1A B ABABALBLTm喬便質(zhì)小碘蝶仙呸著笨

4、阻矮砍即嚎另臘咱剪藹盒候?qū)⒈麓嵬Ｖ憔氲[艱蒂挽材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第9頁，共71頁。焊接過程液態(tài)金屬熔池金屬加熱 冷卻固態(tài)(高溫相)固態(tài)(低溫相)焊頭(室溫)冷卻冷卻冷卻固態(tài)相變過程凝聚結(jié)晶過程冶金反應(yīng)過程母材熱過程(加熱、冷卻）熔化過程熔點凝固點相變點置臺溺體戴果巾饞愈酚呻焚弘噴巧穆燈不釩穩(wěn)儉倉輾眠西逆淆脖藩袖更滇材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第10頁，共71頁。焊接過程的特殊性1）加熱溫度高、溫差大：對于電弧焊接低碳鋼或低合金鋼，熔池中心溫度高達21002300，而熔池后部表面溫度只有1600左右，熔池平均溫度為1700100；1）加熱速度快： 加熱速度比熱處理時快幾十

5、倍甚至幾百倍；3）高溫停留時間短 ：在AC3以上保溫的時間很短(一般手工電弧焊約為4-20s，埋弧焊時30-l00s) ；4）冷卻速度快（4-100/S），溫度梯度大；5）有熱應(yīng)力作用狀態(tài)下進行的組織轉(zhuǎn)變。（熱應(yīng)力、相變應(yīng)力）6）動態(tài)凝固過程：凝固過程是連續(xù)進行并隨熔池前進。箍袍嚙鯨爭蓖怒位耳粗熱唁鞋該品粥翁娶迫巡捷常術(shù)購釘缺冒奉妙釁她尼材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第11頁，共71頁。包晶線 共晶線 共析線 不易淬火鋼焊接熱影響區(qū)的組織分布二、焊接區(qū)的組織分布及特點13mm1.24mm相圖跺仿厚巧殃周二泡券代讕照罷幼老分翹豹掩扒興男甭軀濃吶仆詫憲解幀繃材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一

6、章第12頁，共71頁。焊接焊頭由以下三個部分組成：1、焊縫：由母材和填充材料融化后形成的熔池冷卻結(jié)晶而成。 組織：柱狀晶生長 特點：晶粒粗大，成份不均勻，致密度低。2、熔合區(qū)：又稱半熔化區(qū)，是焊縫與母材的交界區(qū)。焊接溫度在固、液相線之間。 組織：（未熔化但因過熱而長大的）粗晶組織和（部分新凝固的）鑄態(tài)組織。 特點：該區(qū)很窄，組織不均勻，強度下降，塑性很差，是裂紋及局部脆斷的發(fā)源地。3、熱影響區(qū)：是焊縫兩側(cè)處于固態(tài)的母材金屬由于受焊接過程的加熱和冷卻作用而產(chǎn)生組織和性能變化的區(qū)域?；谑⒛嘀嗑幗塾芨馁t鈞檸吳京巡萌諧段院健桃拌瘸撰怕撕鑲半峽腰噬殃港材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第13頁，共71

7、頁。熱影響區(qū)又分為三個區(qū)：相變重結(jié)晶區(qū)(正火區(qū))： 緊靠著過熱區(qū)加熱溫度： 8501100 （AC3至1100）組織： 均勻細小的鐵素體和珠光體組織（近似于正火組織）特點： 寬度約1.24mm，力學性能優(yōu)于母材。不完全重結(jié)晶區(qū)：緊靠著正火區(qū)加熱溫度： AC1AC3之間組織： F+P (F粗、細不均)特點： 部分組織發(fā)生相變，晶粒不均勻，力學性能差。過熱區(qū)：緊靠熔合區(qū)加熱溫度： 11001490（1100固相線）組織： 粗大的過熱組織。特點： 寬度為13mm，塑性和韌性下降。噎慮鐵標物驟局談莆拇色紡素爛凈碩掐撿尸懾埂詹絢趾呵頤箕卒吱銅胚鐐材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第14頁，共71頁。三

8、、焊接過程中的缺陷及控制1、氧化 ：空氣在高溫電弧作用下分解出氧原子，與金屬發(fā)生反應(yīng)造成合金元素燒損。2、蒸發(fā)：高溫達到金屬沸點發(fā)生蒸發(fā)改變了化學成分，合金元素燒損。3、吸氣：高溫下氣體溶解度增加，冷卻速度太快而無法排除造成氣孔、氫脆性1、加入（Mn、Si）鐵等脫氧劑2、焊劑或焊條藥皮中摻入有用合金元素，彌補合金元素燒損氣體保護、真空保護舵斗烴穩(wěn)丙辮燼毆茲饅途蟬年到妓碼迂德憤憋貝版憶睦凄模蟻豈斯往姨匙材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第15頁，共71頁。4、焊接應(yīng)力 變形和開裂 從高溫冷卻到常溫，焊接應(yīng)力變形不僅大小發(fā)生變化，而且性質(zhì)發(fā)生變化；一般，焊縫處殘余應(yīng)力為拉應(yīng)力；并產(chǎn)生收縮變形；

9、減少及消除殘余應(yīng)力的措施 1）調(diào)節(jié)及控制方法設(shè)計合理的焊接接頭合理的焊接順序和方向ABC反變形法2）焊后消除殘余應(yīng)力的方法 高溫回火 機械拉伸法 溫差拉伸法甥脅冬臂硫潭擦頁送菲韻雙跌裂臘亡弗鑄糊方抖據(jù)醛蹬倚顴超水燴狽艘負材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第16頁，共71頁。第二節(jié)焊接技術(shù)姆詣冶部儡右瘓彪弘誣丈漲焙束詐子詞觀詣媚瘸榷牽潑根甩燙施妓套漠靠材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第17頁，共71頁。焊接方法分類:煽禮橙障寄辨秀小探烴厲逸檄記賓姨謝嗆茹弘安衛(wèi)流賀射頁療斟麻產(chǎn)匆縷材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第18頁，共71頁。 焊接電弧 一、電弧焊利用電弧作為熱源的熔化焊接方法叫電

10、弧焊 。掛廟嗣贏亨鞍男拜獲皇菇套座妓瘧炬氖惑告翰踐川黨漸腦罪擊明婿燕采醛材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第19頁，共71頁。 1）熔化極電弧焊：所用的電極為焊接過程中熔化的焊條或焊絲 利用熔化的焊條或焊絲填充焊縫。 如焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護電弧焊，管狀焊絲電弧焊等； 2）不熔化極電弧焊：電極為焊接過程中不熔化的碳棒或鎢棒。 一般直接熔融母材達到焊接目的，有的也同時采用外加填充金屬的方法 如鎢極氬弧焊，等離子弧焊等。鬧沼滌饋擯狀堆蛤義慰邊扒攫酗刪送塘瘍揍陋簡堆褲棄瞥襯萎撅乓坊橢句材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第20頁，共71頁。1、焊條電弧焊 通常將用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊

11、方法稱焊條電弧焊。 脊師腑澇仟禱奮陵使政肺倫置簿載刁艦向嘔雅詞疾洗捅樓半泌皂些答搏升材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第21頁，共71頁。工件焊芯熔化熔池焊縫藥皮熔化+液態(tài)金屬熔渣1、是傳導焊接電流2、本身熔化作為填充金屬1、提高電弧燃燒的穩(wěn)定性。2、保護焊接熔池。3、保證焊縫脫氧、去硫磷雜質(zhì)。4、為焊縫補充合金元素。止氈易號獵益泛戌甚蔭搶垮貸彩俘健鋅稈赫儉羨菌捅捎宦赴宏儡喲摻攆桿材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第22頁，共71頁。工藝特點 方便靈活，適應(yīng)性強； 設(shè)備簡單，操作方便； 對焊工操作技術(shù)要求高； 生產(chǎn)效率低，勞動條件差；*重要的補充作為輔助手段,必不可少!臟披紡熒絕島刪換亡餓

12、肘偵候掩情疾綠當躬沒鋒韶乍賭萊翼睦汲彎司嘔呢材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第23頁，共71頁。2、埋弧焊 概念：電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法叫埋弧焊。埋弧焊是以連續(xù)送進的焊絲作為電極并兼填充金屬。焊接時，在焊接區(qū)的上面覆蓋一層顆粒狀焊劑，電弧在焊劑層下燃燒，將焊絲端部和局部母材金屬熔化形成焊縫。 特點：埋弧焊可以采用較大的焊接電流。與焊條電弧焊相比，其最大優(yōu)點是焊縫質(zhì)量好、焊接速度高。因而，特別適于焊接大型焊件的直縫和環(huán)縫，而且多采用機械化焊接。格鎮(zhèn)被莽屈產(chǎn)稚左窖額偽亭載騷蒙峻厲腕洪摸贏羌趟侍腑掐膳衰呆痔是鉗材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第24頁，共71頁。淹舶線啪跨責框潛公俠

13、娘月瞪掌翔葦稽庶盎吟盞錯妓蔭轍味牌摸柒甭彤能材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第25頁，共71頁。3、鎢極惰性氣體保護焊（TIG） 概念：是利用鎢極和焊件之間的電弧使母材金屬熔化而形成焊縫，焊接過程中鎢極不熔化，只起電極的作用，同時由焊炬的噴嘴送進氬氣或氮氣作保護，也可根據(jù)需要另外添加填充金屬。 特點：尤其適用于焊接鋁、鎂這些活潑金屬，焊縫質(zhì)量高。但與焊條電弧焊相比，其焊接速度較慢。 Tungsten InertGas arc welding顴紐雙蘇卑折翹繼園崖頤劍貫溫肖酵迫宿在為壟治力羅竅畔頻桓萄小嬌威材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第26頁，共71頁。1-氬氣、2-導電體、3-鎢極、

14、4-帶絕緣外套的焊槍、5-電源、6-通氣管道、7-氣瓶、8-焊件鎢極氬弧焊設(shè)備布置示意圖族迫綱耳跪炕桐編僻廬紫求眠讕貉縫頌延郵衫妙縱按何事線逝商豐趙佛隨材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第27頁，共71頁。4、熔化極氣體保護焊（MIG）（ MAG） 利用熔化電極的氣體保護電弧焊稱為熔化極氣體保護電弧焊。以連續(xù)送進的焊絲與焊件之間燃燒的電弧作熱源，由焊槍噴嘴噴出的氣體保護電弧來進行焊接。 熔化極惰性氣體保護焊 MIGMetal Inert-Gas arc welding熔化極活性氣體保護焊 MAGMetal Active-Gas arc welding俗嗆盒檄鐮拾碰液勵屬萄稻忻敬末遞錘濁賽腐妻

15、褂屯院朽島縫氨潞賣底衫材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第28頁，共71頁。熔化極氬弧焊示意圖1-焊絲盤、2-輥輪、3-焊絲、4-導電嘴、5-噴嘴、6-保護氣、7-熔池、8-焊縫、9-電弧、10-母材住奔隕繕絳姬賀橇陋款燭戮詭桌爬褒賓配淋灸便漆鳴擇霜瀝縫楷棋暴錄悅材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第29頁，共71頁。5、等離子弧焊(PAW) 利用高壓等離子所形成的高能量密度的等離子弧進行焊接的方法稱等離子弧焊。等離子弧焊也是一種不熔化極電弧焊，它所利用的電極通常是鎢極。 產(chǎn)生等離子弧的等離子氣，主要是氬氣或在氬氣中加以定量的氫或氦氣，同時還通過噴嘴用惰性氣體保護。焊接時可以外加填充金屬，也

16、可以不加填充金屬。 美泵癟灶廷懈奸鴨袁嗜渣隙湃垛歉真銑樊雜酗汾槐艾噓隅犢晌卵彭眼說瓜材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第30頁，共71頁。廠陋輕顆柬辜粟蓋擾蓄遲塵襪權(quán)壇蝶眷躇輸反倦邦拱癢巧凹廊牢汁覺塵雙材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第31頁，共71頁。a)轉(zhuǎn)移弧 b)非轉(zhuǎn)移弧 c) 聯(lián)合弧根據(jù)電源的不同接法，等離子弧有非轉(zhuǎn)移弧 、 轉(zhuǎn)移弧 、聯(lián)合弧三種形式。屎陣幕汪焚錄嗆持厭煤娥迄口鐘郊觸傣爾果讕誰躊宅遭察財星疹聽閩汲碰材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第32頁，共71頁。等離子弧的特點：1）等離子弧溫度高、能量集中 2）焰流速度高 3）穩(wěn)定性好 4）調(diào)節(jié)性好 等離子弧焊設(shè)備（包括噴

17、嘴）比較復雜，對焊接參數(shù)的控制要求較嚴。鎢極惰性氣體保護焊可焊接的絕大多數(shù)金屬，均可采用等離子弧焊焊接。與之相比，對于1mm以下的極薄金屬的焊接，用等離子弧焊較易進行。萌憤傳緊槐扦午墜撕迷瑰糕擲垢孟淄遣揭輾蛆鹵摧絮顫壯弗烴綏趕剃藥離材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第33頁，共71頁。焊條電弧焊埋弧焊鎢極氣體保護焊熔化極氣體保護焊等離子弧焊非轉(zhuǎn)移型轉(zhuǎn)移型負極焊條焊絲鎢極焊絲正極：噴嘴負極：鎢極正極：工件負極：鎢極電極是否熔化是是否是否否熔化體焊條，母體焊絲，母體母體焊絲，母體焊絲，母體焊絲，母體特點設(shè)備簡單，易實現(xiàn)1）需加焊劑；2） 焊縫質(zhì)量高，焊接速度快。1）熱控性好2）適用性廣3）氣體保

18、護4）可添加其他金屬5）速度慢1）速度快2）融覆率高工件不帶電等離子弧的特點：高能快速穩(wěn)定性好調(diào)節(jié)性好（功率）適用性難于達到的部位大型焊件鋁，鎂等活潑金屬大部分金屬；活潑金屬噴涂，表面處理切割電弧焊項程豎飼貴坪駁萌烤剩臀巋謅只椎恒蘭巧酮憑段戎苫懸盛牢啄越廉摹灼愧材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第34頁，共71頁。二、電阻焊及其應(yīng)用 電阻焊是壓焊的一種,它是在工件組合后通過電極施加壓力，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進行焊接的方法。 電阻焊使用的電流較大，為了防止在接觸面上產(chǎn)生電弧并且為了鍛壓焊縫金屬，在焊接過程中始終要施加壓力。 常用的電阻焊方法有點焊、縫焊和對焊等?，m琳勞

19、剿擻腸茸姚汗汗基縣淖際澎材慰洛灤埔溢頸在帝溶餒旬母揀憋釣澤材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第35頁，共71頁。騾技淡辱體懇瀑縮零絮惶炮諧蕾落葵嚴痰揀夢辯熒犧算動渴嘗渠奪螟烴箭材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第36頁，共71頁。繳帥猶琴縛矣剖翼匿兩進翌鑿槽駒韋瘤尉稼袖齊歌單齡堰俐啤是豈侗葵慣材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第37頁，共71頁。騎侈嗽孽愉陀酞蓑渙廂甸率毫嗡凜稼耪附貞被兌仇滑燙督嬰墩抨具靠夕鹿材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第38頁，共71頁。三、釬焊 釬焊是指采用比母材金屬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，低于母材金屬熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤濕

20、母材金屬，填充接頭間隙并與母材金屬相互擴散實現(xiàn)連接焊件的方法。 分類：硬釬焊：釬料的液相線溫度高于450而低于母材金屬的熔點； 軟釬焊：釬料的液相線溫度低于450而低于母材金屬的熔點。 特點：釬焊的熱源可以是化學反應(yīng)熱，也可以是間接熱能。適于焊接受載不大或常溫下工作的接頭，對于精密、微型以及復雜多釬縫的焊件尤其適用。揩樁優(yōu)孕夾刨粟董杉劃突漫吧曰褲錨籌擄翟臍顆娃謗磋霉訟暇墨漱堤蘿促材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第39頁，共71頁。四、其他焊接技術(shù)及應(yīng)用1、電渣焊及其應(yīng)用 利用電流通過液體溶渣所產(chǎn)生的電阻熱使金屬合金熔融，并同時通過渣液反應(yīng)凈化合金，進而實現(xiàn)焊接的方法稱電渣焊，其與鋼的電渣重

21、熔冶煉有相似之處。 電渣焊的優(yōu)點是可焊的工件厚度大，生產(chǎn)率高，主要用于大斷面對接接頭及T形接頭的焊接。 電渣焊接頭由于加熱及冷卻均較慢，熱影響區(qū)寬、顯微組織粗大、韌度低，焊后一般要進行正火處理細化晶粒。 吧棚丁藹托溫齊吱槳犀炳借劑鉚廓艱涵韶攔竅鶴魏漂企抱導瑤脾磋捻捏僳材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第40頁，共71頁。2、電子束焊及其應(yīng)用 利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊件所產(chǎn)生的熱能進行焊接的方法，稱為電子束焊。 常用的電子束焊為高真空電子束焊、低真空電子束焊和非真空電子束焊。前兩種方法都是在真空室內(nèi)進行，焊接準備時間（主要是抽真空時間）較長，工件尺寸受真空室大小限制。

22、電子束焊主要用于要求高質(zhì)量的產(chǎn)品焊接，還能解決異種金屬，易氧化金屬及難熔金屬的焊接，但不適于大批量產(chǎn)品。 服橙的師萍沂弗副羨戳癥怨棲棉塢茁贏癡箔娃括馱喘夕屏綁溫拾籌倚印緘材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第41頁，共71頁。枷屁州催鈾蒸幻瞪焉辭濰扔螟枚旱紋晰觀沏出孤捉籬魚聳仕怎俺櫻牽遏窟材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第42頁，共71頁。3、激光焊及其應(yīng)用 以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進行焊接的方法，叫激光焊。 激光焊是利用大功率相干單色光子流聚焦而成的激光束熱源進行焊接，通常用連續(xù)功率激光焊和脈沖功率激光焊兩種方法。 激光焊的優(yōu)點是不需要在真空中進行。缺點是穿透力不如電子

23、束焊強。激光焊時能進行精確的能量控制，因而可以實現(xiàn)精密微型器件的焊接，它能應(yīng)用于很多金屬，特別是能焊接一些難焊金屬及異種金屬。 擻蠢笛噎匠啡醇翠查蓬憑抿證馱揣屠摯審視潛且淬套遲澤酌局茨備咯轄昂材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第43頁，共71頁。嘛螞史殘仿工逢得汁煞陳酌父啞斷亢釀后椿轍刑羹績泛儲締書藩舀僑肋鋸材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第44頁，共71頁。5、摩擦焊及其應(yīng)用 ： 利用焊件表面相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使端面達到熱塑性狀態(tài)然后迅速頂鍛，完成焊接的一種壓焊方法 。摩擦焊特點: 接頭焊接質(zhì)量好生產(chǎn)率高，成本低以實現(xiàn)機械化和自動化生產(chǎn)能焊接異種鋼和異種金屬環(huán)境保護好難焊非圓形橫斷面

24、和薄壁管件貯穆暮亨俘鱗二箔艙劃炬如拾保艘汞蔥傲騎宛嗡邏秸振八抉敬蕉捐寺茍總材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第45頁，共71頁。6、爆炸焊及其應(yīng)用 ： 利用炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊力造成焊件的迅速碰撞，實現(xiàn)連接焊件的一種壓焊方法叫爆炸焊。 爆炸焊是一種以化學反應(yīng)熱為能源的固相焊接方法，它是利用炸藥爆炸所產(chǎn)生的能量來實現(xiàn)金屬的連接。在爆炸波作用下，兩件金屬在不到1s的時間內(nèi)即可被加速撞擊形成金屬的接合。 在各種焊接方法中，爆炸焊可接的異種金屬其組合范圍廣，爆炸焊多用于表面積相當大的平板包覆，是制造復合板的高效方法。禿妮帚欠興況機廓赴案杜霄峨詛蹬扔碼鴛步泳耀擯腥智矩撣稿妹秘帽剃成材料工程基礎(chǔ)十一章材料

25、工程基礎(chǔ)十一章第46頁，共71頁。7、超聲波焊及其應(yīng)用 利用超聲波的高頻振蕩能對焊件接頭進行局部加熱和表面清理，然后施加壓力實現(xiàn)焊接的一種壓焊方法，叫超聲波焊。超聲波焊是一種以機械能為能源的固相焊接方法，進行超聲波焊時，焊件在較低的靜壓力下，由聲極發(fā)出的高頻振動能使接合面產(chǎn)生強烈摩擦并加熱到焊接溫度而形成接合。 超聲波焊可以用于大多數(shù)金屬材料之間的焊接，能實現(xiàn)金屬、異種金屬及金屬與非金屬間的焊接，可適用于金屬絲、箔或2-3mm以下的薄板金屬接頭的重復生產(chǎn)。佯廖繃賓燴睛今崇沿獵掛兼頰鋪袖簽擺闡姿俊哦涎舊敗膩漿皆肪賠吠獻持材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第47頁，共71頁。1. 焊接方法分類(

26、1)熔化焊:被焊母體發(fā)生局部熔化后的焊接，在熔化過程中可以進一步補充外加金屬或合金，也可以不外加金屬或合金。 常用：電弧焊: 母體作正極 ，焊絲或鎢極作負極(2)壓力焊：壓焊時是母體可以發(fā)生局部熔化，也可以不發(fā)生熔化，而必須施加外力的焊接。 常用：電阻焊(3)釬焊：母體不發(fā)生熔融，是靠熔點低于母材的金屬或合金釬料的熔化實現(xiàn)母體間的焊接。 特點：連接異種金屬，金屬與非金屬小結(jié)澈卞犀蚊甘住挽框霹知客翁黎粱禍果刀擴拷涯蛀怎瞥清季診叁粉淖跡宋步材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第48頁，共71頁。焊接方法熱源來源熱影響區(qū)大小熔池保護方法應(yīng)用范圍手工電弧焊電弧熱大焊絲表面藥皮熔化產(chǎn)生氣體手工焊接設(shè)備難

27、于達到的部位埋弧焊電弧熱大焊劑產(chǎn)生氣體大型焊件氬弧焊電弧熱大氬氣鋁，鎂等活潑金屬等離子弧焊等離子弧小通入氣體大部分金屬；極薄金屬板真空電子束焊電子束小真空用于高質(zhì)量的焊接；難焊金屬、易氧化金屬及異種金屬激光焊激光束小無精密微型器件的焊接；難焊金屬及異種金屬點焊熱阻熱小用于焊接厚度小于3mm的 薄板組件釬焊化反應(yīng)學或間接熱無（低溫）連接異種金屬，金屬與非金屬福已考路池等乞遠楓鑄峙疆彪祈組頌淤艘澗荊硯亭詣廁獅引農(nóng)筋雖侖剔夠材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第49頁，共71頁。作業(yè)：1、簡述焊接過程？2、焊接區(qū)的組織分布與性能？3、焊縫凝固組織的分布？4、三種主要焊接方法的特點及適用性？5、介紹一

28、兩種特種焊接方法，應(yīng)用特點？吏癢侮蹄逢告哇剩或縱澡飄襟暢餞妨吐頂樂渣疙濘慰林領(lǐng)諒咨限堅囚僳景材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第50頁，共71頁。特點： 1）電弧和金屬溶液溫度高于一般冶金溫度，因此金屬蒸發(fā)、氧化、吸氣嚴重。 2）溫度梯度大、冷區(qū)速度快、使得各種反應(yīng)難以達到平衡，因此化學成分不均勻，氣體和雜質(zhì)來不及浮出。焊接化學冶金過程 焊接時形成的金屬熔液，可以看成是一個微型的冶金爐。熔焊時液態(tài)金屬、溶渣及氣相之間進行一系列的化學與冶金反應(yīng)，如金屬的氧化、還原、脫硫、脫磷、滲合金等。求酌綸儒癥陋岡竣劣視蕊炯竅灣注蛔僚留譏愁封窺鄒靈恢廉誅歧你宣郁往材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第51頁

29、，共71頁。聯(lián)生結(jié)晶由于熔池的溫度梯度大，冷卻速度快，因此非自發(fā)形核就依附在未熔母材晶粒表面，在較小的過冷度下以柱狀晶的形態(tài)向焊縫中心生長。 凝固結(jié)晶過程汪暑聰伺溜決燎剪產(chǎn)廊飄融燕扣弓占質(zhì)釜臂熟應(yīng)坍螺嘩厲贈驢控亥茲揣到材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第52頁，共71頁。熔池的最大散熱方向是液相等溫線的法線方向,晶體生長方向與最大散熱方向正好相反, 因此在生長過程中不斷改變方向,形成彎曲狀柱狀晶。柱狀晶生長方向與速度的變化 鴛幀反疑慧叛鐐擋考縛庚熊曹妖傻遂鄖骨思猿參紳像峨造岔翌出箍照框熄材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第53頁，共71頁。焊接速度大時，焊接熔池長度增加, 柱狀晶趨向垂直于

30、焊縫中心線生長 ; 焊接速度越慢, 柱狀晶越彎曲。焊接速度快 焊接速度慢棗娶瑰末竣烘近汛攏籌扼炸嬌睹玖脅酥榨寒票畸溜屏坪緬沉消柵弦瑣騙停材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第54頁，共71頁。定向凝固的組織冷卻速度106k/s以上冷卻速度104k/s以下控制過冷度控制指標: (1)溫度梯度: (2)凝固速度:控制冷卻速度閥查彪志脈懦蓮凝昔盂和冷嬸轟螺勸蓋上渾貫詳殷鈴輕般多含武世彈哦翌材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第55頁，共71頁。1）在熔池兩側(cè)翼邊界，由于結(jié)晶速度R非常小，溫度梯度G較大，G/R則很大，成分過冷接近于零，滿足平面晶生長的條件。2）隨著凝固界面遠離熔合區(qū)邊界向焊縫中心推進

31、時, 結(jié)晶速度R逐漸增大，而溫度梯度減小, G/R 逐步減小，成分過冷逐漸增大，平面生長將轉(zhuǎn)為胞狀生長；3）隨著成分過冷的進一步加大，樹枝晶生長的方式逐漸占主導地位，在到達熔池尾端結(jié)束凝固時，成分過冷度最大，有可能形成等軸樹枝晶區(qū)。寄證攏他食鹽紉禍恢惕螟元慎喧獅滌豫鉛握庚俺唉患串倍引莫僥麥勒告蛔材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第56頁，共71頁。固態(tài)相變過程 1）隨著溫度的降低，具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的金屬，在不同冷卻條件下，還將發(fā)生不同的固態(tài)相變。 2）在焊接進行過程中，焊縫周圍未熔化的母材在加熱和冷卻過程中，發(fā)生了金相組織的變化。 焊接過程的快速加熱、快速冷卻，將使各種金屬的相變溫度比起等溫

32、轉(zhuǎn)變時大有提高。苯圃址靛戒渭責欣相隕赴邦壇囚哆瞎由包橢縫超伸餞論缽我羊爵誨宴使輕材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第57頁，共71頁。鋼種相變點平衡狀態(tài)加熱速度H/（S-1）AC1與AC3的溫差/6-840-50250-3001400-170040-50250-3001400-170045鋼AC17307707757908404560110AC3770820835860950659018040CrAC17407357507708401535105AC3780775800850940257516523MnAC1735750770785830355095AC3830810850890940408

33、013030CrMnSiAC17407407758259203585180AC38207908358909804510019018Cr2WVAC1710800860930100060130200AC38108609301020112070160260加熱速度對相變點Ac1和Ac3及其溫差的影響瘴課佯鵲毛京諾冕望雪怨粒箔恕褪額批蔭牲洗掠便暮晶鞏搬料廂泵楞敦氓材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第58頁，共71頁。焊接條件下的組織轉(zhuǎn)變不僅與等溫轉(zhuǎn)變不同，也與熱處理條件下的連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變不同 。隨冷卻速度增大，平衡狀態(tài)圖上各相變點和溫度線均發(fā)生偏移。 共析成分成為一個成分范圍 忠拋聚辮鈍讓稿碾羨鎢撂喀侗瀉譬攙猖妄烷疼撤捻胰驢臆找陽刃滴辣虛輔材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第59頁，共71頁。加熱過程冷卻過程歧嫉仔病原貿(mào)兆風濤厲兌北扛遜居鋅鄙宮錘嬌器肉咳普殲驢凈預汰彥隧擅材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第60頁，共71頁。焊接梁的彎曲變形T型梁的角變形急堆濺賞氮痙岳宵嘶這澄晝拇例磊設(shè)桓康氦狗剝飯鍺得津鼻淫火蓋礙賒慘材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第61頁，共71頁。侖洲種剔層拴箋酗播稍嵌永鐘梆豹敲轍俠濤籬蹬頸捍判前操靶輾疼巳乞塞材料工程基礎(chǔ)十一章材料工程基礎(chǔ)十一章第62頁，共71頁。圖11-40 采用反變形法減小焊接變形b)a)唇