金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程-PPT

第四章金屬家具

４.１金屬家具概述金屬家具的問世可以追溯到第一次世界大戰(zhàn)后，當(dāng)時(shí)，交戰(zhàn)國的建筑物大多毀于戰(zhàn)火，而木材作為國家建設(shè)和民用建筑重要物資極為短缺，相反，鋼材卻成了剩余物資，人們重建家園急需家具，就開始想到利用鋼材來制造一些輕巧的家具。1925年，德國包豪斯工藝學(xué)校的著名建筑設(shè)計(jì)家布勞耶，從自行車受到啟發(fā)，發(fā)明了用一根鐵管彎曲而成的、連續(xù)的懸臂式扶手椅，并經(jīng)過鍍鎳而制成世界上最早最典型的鋼管椅，開創(chuàng)了金屬家具制作之先河。

從此，世界各地相繼而起生產(chǎn)金屬家具。金屬家具在這樣的材料供應(yīng)條件和供求關(guān)系中應(yīng)運(yùn)而生。

隨著科技及生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，金屬材料的質(zhì)量、加工手段、表面涂飾技術(shù)等均有了大幅度的提高，金屬材料以其獨(dú)特的性質(zhì)及美感成為現(xiàn)代家具制造中不可或缺的重要材料。由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新，在金屬家具的生產(chǎn)形式上也發(fā)生了很大的變化。由原來的單件產(chǎn)品設(shè)計(jì)，發(fā)展到根據(jù)不同需要和功能要求，設(shè)計(jì)出比較完整的成套金屬家具產(chǎn)品。在材料和結(jié)構(gòu)類型等方面，由用單純的鋼材，發(fā)展到以鋁合金為主的輕金屬等多種材料，由原來的鋼家具、鋼木家具，發(fā)展到以金屬材料為主，與藤、竹、塑料等材料結(jié)合的各種類型的金屬家具、鋼木家具。在生產(chǎn)工藝上，采用了儲能焊、凸焊、靜電噴漆、靜電噴粉、電噴涂漆和遠(yuǎn)紅外線干燥等現(xiàn)代化的先進(jìn)工藝，并研制了一批專用設(shè)備和專業(yè)生產(chǎn)線。

４.１.１金屬家具定義和分類（１）定義：

凡以金屬管材、板材或棒材等作為主構(gòu)架，配以木材、各類人造板、玻璃、石材等制造的家具和完全由金屬材料制作的鐵藝家具，統(tǒng)稱金屬家具。金屬家具多以金屬材料為主要構(gòu)件，金屬構(gòu)件由一個(gè)或多個(gè)具有特定用途和結(jié)構(gòu)的零件組成。金屬構(gòu)件是零、部件的組合體，也叫組件。其結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料的選擇和加工方法，主要根據(jù)金屬家具的使用要求，按強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和其他性能準(zhǔn)則確定。（２）分類：

①按其構(gòu)件所用材料分類：

——全金屬結(jié)構(gòu)家具：除了作為裝飾性和非主要結(jié)構(gòu)的少部分構(gòu)件外，其他所有構(gòu)件都用金屬材料制造的家具，稱為全金屬結(jié)構(gòu)家具。例如：辦公用金屬薄板寫字臺、文件柜、檔案箱、卡片柜、保險(xiǎn)箱及生活用的單人床、雙人床、輕便鋼絲床、鋼折椅等。

——金屬與木材結(jié)合的家具：除了以金屬材料為主要構(gòu)件之外，與木質(zhì)材料適當(dāng)結(jié)合制成的家具，稱為鋼木家具。例如：金屬與木結(jié)合的衣柜、酒柜、折椅、折桌等。其特點(diǎn)以金屬管材或型材為骨架，裝嵌木質(zhì)材料而制成。金屬與木材之間相互對話：具有不同材料語言的不同材質(zhì)之間，碰撞產(chǎn)生的強(qiáng)烈對比。

——金屬與其他非金屬材料結(jié)合的家具金屬材料和藤、竹、塑料、玻璃及其他非金屬結(jié)合，也可制成美觀實(shí)用的家具，如鋼藤折椅、鋼塑折椅以及鋼竹櫥柜等等。這些家具均以金屬管材或型材為主要構(gòu)件，再裝嵌上述材料所制成。

②按金屬家具用途分類：

——柜類金屬柜類產(chǎn)品，由于使用功能和結(jié)構(gòu)的原因，多使用金屬板材制造。金屬柜在制造過程中，由于受下料、沖壓、折彎等模具的限制，很難用各種曲線組合形式各種不同的藝術(shù)風(fēng)格。一般都設(shè)計(jì)為挺拔流暢、敦厚憨實(shí)型，如金屬文件柜、廚房柜、床頭柜等。金屬柜類產(chǎn)品材料為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼薄鋼板，經(jīng)折彎工藝加強(qiáng)剛性。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)壁支撐，與托板的連接采用螺紋連接和插接。門的連接采用插鉸接。固定連接部位采用電阻焊或各種保護(hù)焊。

——桌類金屬桌類產(chǎn)品有餐桌、課桌、寫字桌、計(jì)算機(jī)桌、辦公桌、會議桌等。桌類產(chǎn)品在使用、外形、結(jié)構(gòu)方面差異較大，造型單調(diào)、設(shè)計(jì)制造難易不等。桌類產(chǎn)品一般為桌面采用木質(zhì)或其他非金屬材料，而支撐部位采用金屬型材制造，連接部位采用螺紋連接和鉸接、鉚接。除金屬型材制造以外，其他工藝比較簡單。

——床類金屬床類產(chǎn)品品種多、檔次齊全，各種藝術(shù)風(fēng)格并存。使用的金屬材料品種繁多，如普通碳素結(jié)構(gòu)鋼型材（圓管、方管等）、不銹鋼型材、銅合金型材、鋁合金型材等，連接件與支撐件采用焊接、鉚接、螺紋連接、連接件多為銅合金鑄件，鋁合金鑄件和塑料件。表面裝飾采用噴烤漆、鍍層、拋光等工藝。金屬床類產(chǎn)品的主要加工工藝為金屬型材的彎曲成型工藝、焊接工藝和表面電鍍工藝。

——椅類金屬椅類產(chǎn)品品種多、檔次全。如普通斜腿折疊椅和影劇院折疊椅，金屬凳、金屬腿軟椅、沙灘椅、庭院椅、酒吧椅、按摩椅、躺椅、螺旋升降轉(zhuǎn)椅、氣動升降轉(zhuǎn)椅等，其中普通斜腿折疊椅的應(yīng)用最為普遍，在辦公室、家庭、餐廳等使用領(lǐng)域已多取代了木質(zhì)椅。斜腿折疊椅采用回?fù)u桿折疊結(jié)構(gòu)，全部鉚接，安全可靠，其主要加工工藝為彎管工藝。影劇院折疊椅多采用鑄鐵固定支撐，椅面鉸接于固定支撐之上，其主要加工工藝為鑄造工藝。螺旋、氣動升降高級轉(zhuǎn)椅使用方便可靠、結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，加工工藝較為復(fù)雜，加工精度對產(chǎn)品質(zhì)量影響大。

——架類架類產(chǎn)品有衣架、茶幾架、電視機(jī)架、書架、貨架、鋼絲網(wǎng)架等。架類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，其主要材料為各種薄壁管材，其主要加工工藝為彎管工藝、焊接工藝和螺紋連接。其中，可移動書架有導(dǎo)軌、運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)等，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但用于檔案、圖書的收藏時(shí)可以節(jié)省約40％的空間，發(fā)展前景極為廣闊，但其制造工藝復(fù)雜，投資較大。以上五類金屬家具產(chǎn)品目前均已占領(lǐng)市場，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，會有更多種類型的金屬家具產(chǎn)品，滿足人們生產(chǎn)和生活的各項(xiàng)需求。上海室內(nèi)環(huán)境凈化協(xié)會辦公室副主任吳毓亭表示：“金屬家具最符合現(xiàn)代消費(fèi)者購買的心理要求，不再擔(dān)心甲醛，苯、二甲苯等污染物質(zhì)的危害。并且，對于陳舊的金屬家具．可以回收重新進(jìn)行表面處理以達(dá)到翻新目的；對于丟棄的金屬家具可以回收到金屬臺煉廠重新熔煉出各種形狀的鋼材；對于金屬家具制造過程中產(chǎn)生的邊角余料也可以回收再熔煉。因此，金屬材料具有多次再利用的價(jià)值，可滿足社會保護(hù)生態(tài)環(huán)境的要求?！?/p>

４.１.２金屬家具特點(diǎn)與傳統(tǒng)木家具相比，金屬家具在結(jié)構(gòu)、性能和加工工藝等方面都有所差異。（１）材料特點(diǎn)金屬家具常用的金屬材料為工業(yè)材料，機(jī)械性能優(yōu)異，因此，金屬家具常采用薄壁管材或薄板材作構(gòu)件（木家具只能采用實(shí)心或較粗較厚的木料作構(gòu)件）。金屬家具可使用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼及灰鑄鐵等黑色金屬材料以及銅合金、鋁合金、鈦合金等有色金屬合金材料制造，材料來源廣泛、價(jià)格低廉。同時(shí)，環(huán)保性能好，具有可回收再循環(huán)利用性。在金屬家具制造中，除了利用金屬材料的良好機(jī)械性能外，還經(jīng)常巧妙地運(yùn)用金屬材料的良好加工性能，如可塑性和可焊性，還可進(jìn)行鑄造、鍛造、模壓等多種加工方法。金屬材料不會因氣候變化導(dǎo)致變形開裂，但在制造過程中，必須采取切實(shí)可靠的防止氧化銹蝕等表面處理措施。由于金屬材料不會象木材那樣容易干縮濕漲，尺寸穩(wěn)定，因而易于提高構(gòu)件的精度，使構(gòu)件具有良好的互換性。（２）加工工藝特點(diǎn)金屬家具的制造工藝過程簡單、自動化程度高，生產(chǎn)效率高、適合于大批量生產(chǎn)。與木家具生產(chǎn)相比，金屬家具生產(chǎn)工藝過程并不復(fù)雜，與機(jī)械制造行業(yè)其他產(chǎn)品相比，其工藝過程簡單。

①金屬家具主要原材料規(guī)格有各種型材、板材，屬于原材料的生產(chǎn)加工范圍。廠家可直接從原材料生產(chǎn)廠定貨、購買各種規(guī)格的原材料，經(jīng)剪裁、彎曲或焊接等工藝后使用，降低了生產(chǎn)成本。

②金屬家具最大限度地采用了通用標(biāo)準(zhǔn)件、成本低、質(zhì)量好。一些螺釘、螺母、軸、墊和家具專用連接件等均有專業(yè)生產(chǎn)廠家制造。

③金屬家具的一些部件最適合采用板料沖壓方法，其加工是無切屑、少切屑加工的典型應(yīng)用。

④金屬家具一般需經(jīng)表面處理，電鍍、烤漆、噴涂等，不僅可使外觀五彩繽紛、斑斕多姿，而且起到保護(hù)金屬、提高表面硬度防止劃傷、增強(qiáng)耐腐蝕的作用。金屬表面也可以拋光而顯現(xiàn)其自然本色（如銅、不銹鋼等），還可鍍其它材料以獲得不同光澤，如鍍鉻、仿金鍍等。

⑤金屬家具很容易配置其他各種材質(zhì)的材料（如木、竹、藤、玻璃或紡織品和皮革等），或各種形狀的構(gòu)件，以形成層次鮮明、有機(jī)合諧的統(tǒng)一整體。金屬薄壁管能作直線和曲線的造型，適宜運(yùn)用舒展優(yōu)美的曲線與直線的配合，以加強(qiáng)自身形體的美感。但是，金屬材料表面一般只適宜于電鍍、噴涂、敷塑等加工工藝，韻味比較淳樸單調(diào)，顯不出珍貴藝術(shù)的格調(diào)（木材利于切削加工，可利用雕刻、鑲嵌等工藝構(gòu)成各種優(yōu)美的圖案和造型，藝術(shù)價(jià)值較高）。（３）結(jié)構(gòu)及連接特點(diǎn)金屬家具適宜采用拆裝、折疊、套疊、插接等結(jié)構(gòu)，除了焊接外還可使用鉚釘、螺釘連接，零部件、構(gòu)件、連接件可以分散加工，互換性強(qiáng)，有利于實(shí)現(xiàn)零、部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化。金屬家具的構(gòu)件及連接件，在生產(chǎn)過程中占用場地小，倉容小、質(zhì)輕，包裝體積小。采用薄板材，薄壁管材作零、部件，減少了構(gòu)件的截面，還可減少構(gòu)件數(shù)量。在金屬家具構(gòu)件中，采用鑄造加工，實(shí)現(xiàn)模具化生產(chǎn)，有利于金屬家具結(jié)構(gòu)造型的創(chuàng)新，如劇院、禮堂、公共綠地等公共場所座椅的腿，采用鑄鐵制造，結(jié)構(gòu)牢固，造型優(yōu)美，取材新穎、工藝簡單和便于批量生產(chǎn)。較高級的金屬家具，某些構(gòu)件也可用輕金屬鑄造，輕巧靈活，美觀實(shí)用。（４）金屬材料語言特點(diǎn)金屬材料是一種剛性材料，是相對于木材等自然材料而言的一種現(xiàn)代材料。在造型上特點(diǎn)上，不僅具有直線型的剛毅，也不失曲線型的柔美，嚴(yán)肅莊重而不顯臃腫、冰冷堅(jiān)毅而不失溫情、厚重純樸而不失精巧、歷史滄桑而不失現(xiàn)代前衛(wèi)。金屬優(yōu)異的延展性使家具設(shè)計(jì)感十足，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代簡約家具的設(shè)計(jì)中。然而，金屬家具常給人冷冰冰的感覺。為擺脫瓶頸，設(shè)計(jì)師給金屬家具更多不一樣的嘗試……

簡美現(xiàn)代家具的休閑椅，完全顛覆了四個(gè)腿的常規(guī)設(shè)計(jì)。椅子下方為兩個(gè)交錯(cuò)的圓。金屬與玻璃組合的最大特點(diǎn)，就是因材質(zhì)本身均可采用極為簡單的線條，無須瑣碎的修飾，具有簡潔明快、清新明靜的特點(diǎn)。例如，運(yùn)用簡潔精致的金屬構(gòu)件，再加上晶瑩剔透的玻璃板材的家具，會使室內(nèi)環(huán)境變得寬敞、視覺通透明亮、形態(tài)灑脫優(yōu)雅，玻璃和金屬的理性、冷漠在柔和曲線的融合下，顯得自然而富有人情味。再如陳設(shè)柜，選擇高光銀白色、銀白色金屬作為陳設(shè)柜的骨架，能給人高雅精致、科技現(xiàn)代、美觀簡潔的印象，能很好的體現(xiàn)設(shè)計(jì)的主題和人們的審美傾向。

４.１.３金屬家具發(fā)展趨勢目前，國外金屬家具生產(chǎn)已向著自動化、連續(xù)化的現(xiàn)代化生產(chǎn)方向發(fā)展。一些歐美國家把金屬家具放在重要地位，在家具行業(yè)中獨(dú)樹一幟。金屬家具是我國輕工業(yè)生產(chǎn)中需加速發(fā)展的產(chǎn)品。我國人口眾多，家具市場廣闊，潛在消費(fèi)量很大。因此，金屬家具生產(chǎn)有著廣闊的發(fā)展前景。金屬家具的發(fā)展趨勢，簡單來說，就是由簡單走向復(fù)雜，由低級走向高級，可以從三方面來概括：（1）增加花色品種，創(chuàng)造新的造型和結(jié)構(gòu)形式單件金屬家具產(chǎn)品只能補(bǔ)充原有家具之不足，而成套家具是發(fā)展的必然趨勢。就一般的住房條件來說，折疊、拆裝、組合多用家具、懸掛家具是適合廣大消費(fèi)者要求的，是發(fā)展方向之一。折、拆、疊、插的結(jié)構(gòu)形式，適應(yīng)金屬材料的特點(diǎn)，特別是折疊式的金屬家具，結(jié)構(gòu)簡練，輕巧美觀，靈活方便，如能在外形、結(jié)構(gòu)和材料的配合方面不斷改進(jìn)、創(chuàng)新，很有發(fā)展前途。金屬家具將沿著現(xiàn)代化、多用化、藝術(shù)化的方向逐步演變，面向“高”、“精”、“尖”發(fā)展。（2）發(fā)展高級專用家具家用電器工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了金屬家具生產(chǎn)與家用電器結(jié)合，使金屬家具結(jié)構(gòu)向機(jī)械化、自動化、機(jī)電一體化方向發(fā)展，如電視機(jī)、收錄機(jī)的存放與柜、臺、床等的配合。又如金屬書架，下有軌道，可以移動，在圖書館內(nèi)，書架之間可以互相靠緊，當(dāng)讀者借書時(shí)，管理人員可以按電鈕自動將通道移動至要書的書架之間，可大量節(jié)省圖書館的建筑面積，減輕管理人員的勞動強(qiáng)度。氣動和液壓傳動技術(shù)在金屬椅類家具中已應(yīng)用較多，國外有用液壓裝置控制椅座升降和靠背擺角的轉(zhuǎn)椅，為金屬家具的發(fā)展開拓了新的途徑。（3）家具設(shè)計(jì)與建筑物、室內(nèi)裝飾、周圍環(huán)境、交通設(shè)施及工具的和諧統(tǒng)一金屬家具也是建筑物內(nèi)外以及交通設(shè)施及工具的主要設(shè)施之一，它已發(fā)展成為建筑設(shè)計(jì)、交通工具設(shè)計(jì)中的一個(gè)主要組成部分。如航站樓、賓館、酒樓中室內(nèi)和廳堂的設(shè)施，劇院、商店中的陳設(shè)，列車、公交車及航空器的設(shè)施和座椅等，都表明家具與建筑設(shè)計(jì)、交通設(shè)施及工具設(shè)計(jì)有著密切的關(guān)聯(lián)，故要求它能與建筑物、交通設(shè)施及工具的整體布局互相襯托，相得益彰。因此，金屬家具的設(shè)計(jì)已從單件產(chǎn)品，成套產(chǎn)品發(fā)展到整座建筑、整個(gè)設(shè)施的家具設(shè)置的全面統(tǒng)一設(shè)計(jì)。金屬家具也越來越多地融入室內(nèi)裝飾環(huán)境中，如銅合金、鈦合金等就多用于家具的裝飾件，以配合室內(nèi)環(huán)境，起到畫龍點(diǎn)睛、別具一格的作用。鏈接：選擇金屬家具時(shí)應(yīng)注意的問題：

1、注意家具的外觀：市場上的金屬家具一般為兩類。

(1)電鍍家具，應(yīng)是電鍍層不起泡，家具不起皮，不露黃，表面無劃傷。

(2)烤漆類家具，要保證漆膜不脫落，無皺皮，無明顯流掛，無疙瘩，無磕碰和劃傷。2、鋼管的管壁不允許有裂縫、開焊、彎曲處無明顯皺褶，管口處不得有刃口、毛刺和棱角。

3、管件之間的焊接部位不允許有漏焊、開焊、虛焊，不能出現(xiàn)氣孔、焊穿和毛刺等缺陷。4、金屬部件和鋼管的鉚接要牢固，不能出現(xiàn)松動現(xiàn)象。鉚釘帽要光滑平坦，無毛刺，無銼傷。

5、家具打開使用時(shí)，四腳落地平穩(wěn)一致，折疊產(chǎn)品要保證折疊靈活，但不能有自行折疊現(xiàn)象。

４.２常用金屬材料金屬材料成為制造金屬家具的主要材料，主要源于其具有優(yōu)異的物理和機(jī)械性能，可用較簡單的工藝方法加工成型，具該材料具有所需要的工藝性能。

金屬家具制造所用材料以合金為主，尤其是鐵碳合金，很少使用純金屬，原因是合金一般具有更好的機(jī)械性能。合金是以金屬元素為基礎(chǔ)，加入其它金屬或非金屬元素制成。最常用的合金有鐵碳合金、鋁合金和銅合金等。2金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程§1金屬家具的基本結(jié)構(gòu)形式一、金屬家具的基本形式

家具的形式，主要取決于材料的使用和加工工藝的選擇。任何家具的形式，都必須適應(yīng)使用功能的需要，應(yīng)該根據(jù)人體工程學(xué)和美學(xué)的原理，加工工藝的可能性，生產(chǎn)條件，設(shè)備條件和貯運(yùn)特點(diǎn)等，來設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出造型優(yōu)美、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的產(chǎn)品。第6章金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程§1金屬家具的基本結(jié)構(gòu)形式1.固定式

固定式結(jié)構(gòu)是產(chǎn)品中各個(gè)構(gòu)件之間均采用焊接或鉚接，使之固定聯(lián)接。這種結(jié)構(gòu)形態(tài)穩(wěn)定，牢固度好，有利于設(shè)計(jì)造型，能使整個(gè)結(jié)構(gòu)顯得氣宇軒昴，雄偉壯觀。但也給后面的鍍、涂工藝帶來一定的困難。常因生產(chǎn)場地和設(shè)備條件的限制，而不得不將大構(gòu)件分解開進(jìn)行鍍、涂加工，鍍、涂后再焊接或鉚接在一起。因而使工藝繁瑣，工效下降，體積較大，增加包裝運(yùn)輸費(fèi)用，有損產(chǎn)品的競爭能力。2金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程§1金屬家具的基本結(jié)構(gòu)形式1.固定式2金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程§1金屬家具的基本結(jié)構(gòu)形式2.拆裝式

拆裝式結(jié)構(gòu)是將產(chǎn)品分解成幾大部件，用螺栓、螺釘及其他可拆聯(lián)接聯(lián)接起來。要求折裝方便穩(wěn)妥，講究緊固件的精度、強(qiáng)度、剛度，并要加防松裝置等。折裝式有利于設(shè)計(jì)多用的組合家具。優(yōu)點(diǎn)是零構(gòu)件可拆卸，便于鍍、涂加工，體積可以縮小，利于遠(yuǎn)途運(yùn)輸，減少包裝費(fèi)用，特別是大型或組合的家具，其經(jīng)濟(jì)效果更為明顯。缺點(diǎn)是拆裝過于頻繁時(shí)，容易加速連接件及緊固件的磨損，不及固定式的牢靠穩(wěn)定。2金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程§1金屬家具的基本結(jié)構(gòu)形式2.拆裝式2金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程§1金屬家具的基本結(jié)構(gòu)形式3.折疊式

折疊式結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，是運(yùn)用平面連桿機(jī)構(gòu)的原理，以鉚釘結(jié)合作鉸鏈結(jié)構(gòu)，把產(chǎn)品中的各部分（桿件）連接起來，使家具據(jù)有折疊功能。使用方便，而且體積小、輕巧，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。但在造型設(shè)計(jì)上有一定的局限性。2金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程第6章金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程§1金屬家具的基本結(jié)構(gòu)形式3.折疊式2金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程§1金屬家具的基本結(jié)構(gòu)形式4.套疊式

套疊結(jié)構(gòu)常見于座椅的設(shè)計(jì)上，它是運(yùn)用固定、拆裝、拆疊的長處，加以演化而設(shè)計(jì)出來的。它不但具有外形美觀、牢固度高等優(yōu)點(diǎn)，而且可以充分利用空間（能夠把6~10張椅子套疊起來），減少占地面積和包裝運(yùn)輸容積，并可配置小推車搬動。這些產(chǎn)品廣泛使用于餐廳、會場、酒樓等場所。進(jìn)行這一設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意套疊時(shí)的穩(wěn)定與平衡，防止碰撞摩擦，因而對加工工藝也有較高的精度要求。2金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程§1金屬家具的基本結(jié)構(gòu)形式4.套疊式2金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程§1金屬家具的基本結(jié)構(gòu)形式5.插接式

插接式又名套接式，是利用產(chǎn)品的構(gòu)件之一管子作為插接件，將小管的外徑插入大管的內(nèi)徑之中，從而使之連接起來。亦可采用壓鑄的鋁合金插接頭，如二通、三通、四通等。這類形式同樣可以收到拆裝的效果，而且比拆裝式的螺釘連接方便得多。豎管的插入連接，利用本身自重或加外力作用使之不易滑脫。2金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程第6章金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程§1金屬家具的基本結(jié)構(gòu)形式2金屬家具結(jié)構(gòu)形式與生產(chǎn)流程金屬家具生產(chǎn)工藝金屬家具生產(chǎn)形式鑄造成型成本高，鑄?？梢灾貜?fù)使用，塑性成型擠壓鍛造金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院§1焊接

一、焊接概述1.焊接的實(shí)質(zhì)

焊接不同于螺釘連接，鉚釘連接等機(jī)械連接方法，它是利用加熱或加壓，使分離的兩部分金屬靠得足夠近，原子互相擴(kuò)散，形成原子間的結(jié)合。這就是焊接的實(shí)質(zhì)。焊接是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的一種金屬連接方法。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2.焊接的類型焊接熔化焊壓力焊釬焊電阻焊電容儲能焊軟釬焊硬釬焊氣焊氣體保護(hù)焊電弧焊按焊接過程的特點(diǎn)第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院熔化焊：利用局部加熱方法，把工件的焊接處加熱到熔化狀態(tài)，形成熔池，然后冷卻結(jié)晶，形成焊縫，將兩部分金屬連接成為一個(gè)整體。壓力焊：在焊接過程中需要加壓的一類焊接方法稱為壓力焊。釬焊：利用熔點(diǎn)比母材（被焊材料）熔點(diǎn)低的填充金屬（稱為釬料或焊料），在低于母材熔點(diǎn)、高于釬料熔點(diǎn)的溫度下，利用液態(tài)釬料在母材表面潤濕、鋪展和在母材間隙中填縫，與母材相互溶解與擴(kuò)散，而實(shí)現(xiàn)零件間的連接的焊接方法。

第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

在金屬家具生產(chǎn)中，焊接工藝是家具零件連接的主要工藝手段。金屬家具固定結(jié)構(gòu)的部件，采用焊接工藝比鉚接工藝有很多的優(yōu)越性，其工序簡化、結(jié)構(gòu)牢固、重量輕、生產(chǎn)效率高等。根據(jù)家具所用材料及結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，目前主要采用的焊接工藝有熔化焊（氣焊、電焊、CO2氣體保護(hù)焊）、壓力焊（電阻焊、電容儲能焊）。釬焊大量用于刀具刀齒與刀體間的焊接。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院按焊接空間位置（水平上方）（水平下方）焊接平焊立焊仰焊橫焊（水平側(cè)面）（豎直側(cè)面）第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

二、熔化焊1.氣焊

（1）氣焊原理

利用氣體火焰作為熱源溶化母材和填充金屬的焊接方法。氣焊使用的氣體一般為乙炔和氧氣。乙炔和氧氣混合燃燒形成的火焰稱為氧乙炔焰。氣焊的焊絲只作為填充金屬與溶化的母材一起形成焊縫。氣焊不銹鋼、銅、鋁、鑄鐵等金屬材料時(shí)，還應(yīng)使用氣焊熔劑，以去除焊接過程中形成的氧化物，改善液態(tài)金屬的流動性，并起保護(hù)作用，促使獲得致密的焊縫。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

（2）氣焊的特點(diǎn)

氣焊火焰易于控制、操作簡便、靈活性強(qiáng)，氣焊設(shè)備不用電源。

氣焊熱源的溫度低，熱量分散，加熱緩慢，生產(chǎn)率低，焊件變形嚴(yán)重。

氣焊一般應(yīng)用于厚度在3mm以下的低碳鋼薄板和管子的焊件，對于焊接質(zhì)量要求不高的不銹鋼、銅和鋁合金，也可采用氣焊。氣焊在家具生產(chǎn)中占有較重要的地位。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

（3）金屬家具的氣焊工藝

焊接位置：多采用平焊

焊接材料特點(diǎn)：金屬家具以低碳鋼為主，無論是管材、板材或型材，厚度一般應(yīng)在5mm以下，氣焊前后無需特殊的工藝措施。

輔助工裝：胎具（胎模）、卡具、夾具以保證焊件尺寸準(zhǔn)確，提高質(zhì)量和生產(chǎn)效率第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院焊接鋼折椅前腿用胎具焊接折椅座框用胎具通過翻轉(zhuǎn)進(jìn)行正反兩面焊件。生產(chǎn)效率高，焊后工件尺寸的準(zhǔn)確，焊后變形小，勞動強(qiáng)度低，可實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)。分上下兩層軌道，胎具在軌道上來回滑動，焊好上層工件后，可將裝好工件的下層送進(jìn)，將焊好的上層拉回，卸料/裝料，生產(chǎn)效率高。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

焊接結(jié)構(gòu)：T型結(jié)構(gòu)主零件（橫梁）立撐橫撐d主零件（腿）Dd<D,先鉆孔，插入再焊工藝孔工藝孔防止電鍍、噴漆、酸洗過程中因管內(nèi)空氣膨脹而使焊口開裂。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

焊接變形及控制減少變形有措施：變形量與焊接火焰能率（氣焊時(shí)每小時(shí)可燃?xì)怏w的消耗量稱為火焰能率）、焊接時(shí)間有關(guān)?？刂苹鹧婺苈剩s短焊接時(shí)間，使用胎具等。內(nèi)側(cè)加熱，冷卻后收縮變形第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

鋁全金件的焊接

目前鋁合金家具發(fā)展迅速，根據(jù)鋁合金材料的特點(diǎn)和其管材截面形狀及家具的結(jié)構(gòu)特征，氣焊不能滿足要求，必須采用亞弧焊等新工藝。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2.手工電弧焊

（1）手工電弧焊原理

利用電弧產(chǎn)生的熱量熔化母材和焊條的手工操作焊接方法。電弧溫度可達(dá)6000K，產(chǎn)生的熱量與焊接電流成正比。焊接前，把焊鉗和焊件分別接到弧焊機(jī)輸出端的兩極，并用焊鉗夾持焊條。焊接時(shí)，首先在焊件和焊條之間引出電弧，電弧同時(shí)將焊件和焊條熔化，形成金屬熔池。隨著電弧沿焊件方向前移，被熔化的金屬迅速冷卻，凝固成焊縫，使兩焊件牢固地連接在一起。+-第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

（2）焊條

焊條的組成：焊芯+藥皮焊芯：導(dǎo)電，產(chǎn)生電弧，提供熱源；作為填充金屬，與熔化的母材共同組成焊縫金屬。焊芯藥皮第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院藥皮：用于引弧和穩(wěn)定電弧燃燒，減少飛濺，并使焊縫成形美觀；藥皮熔化后產(chǎn)生氣體和熔渣，隔絕空氣，保護(hù)熔滴和熔池金屬；藥皮里含有鐵合金等，能脫氧、出硫、滲合金；藥皮還可以去氫，特別是堿性焊條，藥皮里有較多的螢石CaF2，氟能與氫結(jié)合形成HF，防止氫進(jìn)入熔池。焊芯藥皮第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

焊條的種類

按用途分：

碳鋼焊條

低合金鋼焊條

不銹鋼焊條

鑄鐵焊條

堆焊焊條

鎳和鎳合金焊條

銅和銅合金焊條

鋁和鋁合金焊條等第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

按熔渣性質(zhì)分：

酸性焊條：熔渣以酸性氧化物為主。

堿性焊條：熔渣以堿性氧化物和螢石（CaF2）為主。

焊條牌號

EXXXX熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值焊接位置表示焊條藥皮類型及焊接電流種類第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院焊條型號藥皮類型焊接位置電流種類

E43系列－熔敷金屬抗拉強(qiáng)度≥420MPa(43kgf/mm2)E4300特殊型平、立、仰、橫交流或直流正、反接E4301鈦鐵礦型平、立、仰、橫交流或直流正、反接E4303鈦鈣型平、立、仰、橫交流或直流正、反接E4310高纖維素鈉型平、立、仰、橫直流反接E4311高纖維素鉀型平、立、仰、橫交流或直流反接E4312高鈦鈉型平、立、仰、橫交流或直流正接E4312高鈦鉀型平、立、仰、橫交流或直流正、反接E4315低氫鈉型平、立、仰、橫直流反接E4316低氫鉀型平、立、仰、橫交流或直流反接E4320氧化鐵型平、交流或直流正、反接E4320氧化鐵型平角焊交流或直流正接E4322氧化鐵型平交流或直流正接E4323鐵粉鈦鈣型平、平角焊交流或直流正、反接E4324鐵粉鈦型平、平角焊交流或直流正、反接E4327鐵粉氧化鐵型平交流或直流正、反接E4327鐵粉氧化鐵型平角焊交流或直流正接E4328鐵粉低氫型平、平角焊交流或直流反接GB／T5117－1995第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院焊條型號藥皮類型焊接位置電流種類E50系列－熔敷金屬抗拉強(qiáng)度≥490MPa(50kgf/mm2)E5001鈦鐵礦型平、立、仰、橫交流或直流正、反接E5003鈦鈣型平、立、仰、橫交流或直流正、反接E5010高纖維素鈉型平、立、仰、橫直流反接E5011高纖維素鉀型平、立、仰、橫交流或直流反接E5014鐵粉鈦型平、立、仰、橫交流或直流正、反接E5015低氫鈉型平、立、仰、橫直流反接E5016低氫鉀型平、立、仰、橫交流或直流反接E5018鐵粉低氫鉀型平、立、仰、橫交流或直流反接E5018M鐵粉低氫型平、立、仰、橫直流反接E5023鐵粉鈦鈣型平、平角焊交流或直流正、反接E5024鐵粉鈦型平、平角焊交流或直流正、反接E5027鐵粉氧化鐵型平、平角焊交流或直流正接E5028鐵粉低氫型平、平角焊交流或直流反接E5048鐵粉低氫型平、仰、橫、立向下交流或直流反接第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

焊條選用

選用原則焊縫和母材具有相同水平的使用性能。

選用方法結(jié)構(gòu)鋼焊條：根據(jù)母材的抗拉強(qiáng)度，按‘等強(qiáng)’原則選擇相同強(qiáng)度等級的焊條。

例：16Mn的

b為520Mpa，應(yīng)選用E52XX。不銹鋼焊條：保證化學(xué)成分與母材相同，達(dá)到性料能相同的要求。

第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

注意事項(xiàng)

熔化焊是局部加熱過程，焊縫及其附近的母材都經(jīng)歷一個(gè)加熱和冷卻的熱過程。焊接熱過程要引起焊接接頭組織和性能的變化，影響焊接的質(zhì)量。手工電弧焊的過熱區(qū)為2.2mm，熱影響區(qū)總寬度為6.0mm。氣焊的過熱區(qū)為21mm，熱影響區(qū)總寬度為27mm。手工電弧焊焊接低碳結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，因熱影響區(qū)較窄，危害較小，焊后不進(jìn)行熱處理就能使用。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

對重要的結(jié)構(gòu)鋼件，需要進(jìn)行焊后熱處理即正火來消除熱影響區(qū)的危害。對焊后不能進(jìn)行熱處理的金屬材料或結(jié)構(gòu)件，則只能在正確選擇焊接方法和焊接工藝上來減少熱影響區(qū)的范圍，以減少其不利影響。

第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院（3）電弧焊在金屬家具生產(chǎn)中的應(yīng)用

手工電弧焊焊接鋼家具構(gòu)件的特點(diǎn)

焊件薄，焊縫短，容易燒穿，焊縫成形不良等。

家具零、部件的裝配間隙愈小愈好，最大不要超過0.5mm，焊縫邊緣的剪切毛刺應(yīng)清除干凈。

注意事項(xiàng)

應(yīng)采用直徑較小的焊條（

2.0－3.2mm），E43XX類型的結(jié)構(gòu)鋼焊條，可用交、直流電焊機(jī)。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

小的焊接電流，焊速應(yīng)稍快，應(yīng)隨時(shí)觀察熔池情況，發(fā)現(xiàn)將要燒穿時(shí)應(yīng)立即滅弧，待降溫后再繼續(xù)焊接。

焊接時(shí)應(yīng)采用短弧，同時(shí)電弧應(yīng)偏向焊件較厚的一側(cè)，引弧時(shí)要稍提起電弧使工件預(yù)熱后再下壓電弧焊接。焊條應(yīng)走直線。

焊制各種零、部件必要時(shí)應(yīng)采用胎具或卡夾具，以保證焊后尺寸和提高焊接速度和質(zhì)量。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院3.氣體保護(hù)焊

氣體保護(hù)焊是用外加氣體保護(hù)電弧區(qū)的熔滴和熔池及焊縫的電弧焊，簡稱氣體保護(hù)焊。保護(hù)氣體通常有兩種：一種是惰性氣體如氬氣和氦氣，另一種是活性氣體如二氧化碳?xì)?。?）氬弧焊——?dú)鍤獗Ｗo(hù)電弧焊

氬氣的特點(diǎn)

氬氣是惰性氣體，甚至在高溫下，氬氣也不同金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

氬氣不溶于液態(tài)金屬。因此，氬氣是一種比較理想的保護(hù)氣體。

導(dǎo)熱系數(shù)較小，而且是單原子氣體，不會因氣體分解而消耗能量，降低電弧溫度。因此，氬弧一旦引燃，電弧就很穩(wěn)定。

氬弧焊一般要求氬氣純度達(dá)99．9％，我國生產(chǎn)的氬氣純度很高，都能達(dá)到這個(gè)要求。

氬氣電勢較高，因此引弧比較困難。

氬氣成本高。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

機(jī)械保護(hù)效果好，焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量優(yōu)良，焊縫成形美觀

電弧穩(wěn)定，容易控制熔池溫度，容易做到單面焊雙面成形。電弧在氣流壓縮下燃燒，熱量集中、熔池小，焊接速度快，熱影響區(qū)小，焊接變形小。

采用氣體保護(hù)電弧，明弧可見，便于操作，可全位置焊接，而且易于實(shí)現(xiàn)自動控制。

氬弧焊的特點(diǎn)第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

電弧高溫作用下能分解，有氧化性，要氧化金屬和燒損合金元素。因此，不能用來焊接有色金屬和合金鋼。通常用來焊接低碳鋼和普通低合金鋼時(shí)，要通過含有合金元素的焊絲來脫氧和滲金屬等冶金處理。常用CO2氣體保護(hù)焊焊絲是H08Mn2SiA，適用于低碳鋼和抗拉強(qiáng)度600Mpa以下的普通低碳鋼。

CO2的特點(diǎn)（2）CO2氣保護(hù)焊——CO2氣保護(hù)電弧焊第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

成本低。CO2保護(hù)焊的成本僅為手工電弧焊的45％左右。

CO2氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)

生產(chǎn)率高。CO2保護(hù)焊的電流密度大，熔深大，焊接速度快，還可以節(jié)省敲渣時(shí)間，生產(chǎn)率比手工電弧焊提高1－3倍。

焊接質(zhì)量較好。焊縫含氫量低，采用合金鋼焊絲，易保證焊縫性能，縫裂紋傾向小。此外，焊接變形小。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

采用氣體保護(hù)，能全位置焊接，易于自動控制。

焊縫成形差，飛濺大。

設(shè)備使用和維修不便。半自動CO2保護(hù)焊的送絲系統(tǒng)裝置容易損壞，需要經(jīng)常維修。

因此，CO2保護(hù)焊適用于低碳鋼和強(qiáng)度級別不高的普通低合金鋼，主要用于薄板。強(qiáng)度級別高的普通低合金鋼宜采用氬氣和CO2混合氣體保護(hù)焊。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院三、壓力焊

1.電阻焊

電阻焊又稱接觸焊，利用電流通過焊件及其接觸面產(chǎn)生的電阻熱，把焊件加熱到塑性或局部熔化狀態(tài)，再在壓力作用下形成接頭。（1）電阻焊原理+-第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

電阻焊生產(chǎn)率很高，焊接變形小，易于實(shí)現(xiàn)自動化。但電阻焊設(shè)備昂貴，投資大。適應(yīng)于成批、大量生產(chǎn)。（2）電阻焊的特點(diǎn)+-

工件的電阻總是有限的，為了使工件在極短的時(shí)間內(nèi)（0.01秒至幾秒內(nèi)）迅速加熱以減少熱損失，所以，使用的焊接電流很大（幾千至幾萬安培），應(yīng)采用電壓低但功率很大的焊機(jī)。

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點(diǎn)焊

（3）電阻焊接頭形式

利用電流通過圓柱形電極和搭接的兩焊件產(chǎn)生電阻熱，將焊件加熱并局部熔化，形成一個(gè)周圍是塑性狀態(tài)的熔核，然后，壓力作用下熔核結(jié)晶，形成焊點(diǎn)。

主要用于薄板結(jié)構(gòu)、沖壓殼體結(jié)構(gòu)及鋼筋，在金屬家具生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。工件厚度一般為0．05－6毫米。金屬家具中常見點(diǎn)焊接頭第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

縫焊

縫焊和點(diǎn)焊都屬于搭接電阻焊，其焊件過程與點(diǎn)焊相似，只是采用滾盤作電極，邊焊邊滾，相鄰兩個(gè)焊點(diǎn)重疊一部分，形成一條封閉性的焊縫。

主要用于焊縫有氣密性要求的薄板結(jié)構(gòu)。一般只用于板厚3毫米以下的薄板結(jié)構(gòu)。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

對焊——對接電阻焊

按焊件過程不同分為電阻對焊和閃光對焊。

先加預(yù)壓，使兩焊件端面壓緊，再通電加熱，使待焊處達(dá)到塑性溫度后，再斷電加壓頂鍛，產(chǎn)生一定塑性變形而焊合。

電阻對焊+-特點(diǎn)：操作簡便，接頭外形圓滑，但對焊件端面加工和清理要求較高，否則，接觸面容易發(fā)生加熱不均，發(fā)生氧化物夾雜，焊接質(zhì)量不易保證。僅用于截面簡單、直徑小于20毫米和強(qiáng)度要求不高的桿件。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

兩焊件不接觸，先加電壓，再移動焊件使之接觸，由于接觸點(diǎn)少，電流密度大，接觸點(diǎn)金屬迅速達(dá)到熔化、蒸發(fā)、爆破、成高溫顆粒飛射出來，稱為閃光。經(jīng)多次閃光加熱后，端面均勻達(dá)到半熔化狀態(tài)，同時(shí)，多次閃光清除了端面氧化物，于是斷電加壓頂鍛，形成焊接接頭。

閃光對焊-+-+

特點(diǎn)：焊接質(zhì)量高，對端面加工要求較低?？珊赶嗤慕饘俨牧?，也可以焊接異種金屬材料，如鋼與銅，鋁與銅等。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

可焊接直徑為0.01mm的金屬絲，也可焊接截面積為0.1m2鋼坯。用于桿狀零件對接，如刀具、管子、鋼筋、鋼軌、車圈等。在金屬家具生產(chǎn)中，主要用來焊接閉合形的工件，或?qū)⒍痰墓懿慕娱L。

閃光對焊的應(yīng)用：電極椅座圈閉合形工件焊接電極管件管件接長第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

電容儲能焊接也是接觸焊的一種，采用電儲能式焊接電源，可適應(yīng)于點(diǎn)焊、縫焊和對焊工藝。電容儲能焊在華北等地區(qū)的金屬家具生產(chǎn)中應(yīng)用較多。

2.電容儲能焊（1）基本原理

較長的時(shí)間內(nèi)，用低功率的電源給電容充電，在很短的時(shí)間內(nèi)使電容向焊接變壓器放電，產(chǎn)生很大的電流脈沖以加熱工件。BKabR+_第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院（2）電容儲能焊的特點(diǎn)

由于充電電流的大小可以控制，所以能在較長時(shí)間內(nèi)充電，故從電網(wǎng)取用功率小。

由于放電時(shí)間極短，故能量集中，焊接熱影響區(qū)小，焊接變形小。

適合焊接較薄的工件，以及薄厚差別較大或材料性質(zhì)差別較大的工件，并且焊縫美觀。

調(diào)節(jié)性能好，可準(zhǔn)確的控制焊接能量。

工人勞動條件好，產(chǎn)量高，成本低。但設(shè)備投資大，工藝要求高。+_第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院（3）電容儲能焊在金屬家具聯(lián)接中的應(yīng)用

優(yōu)勢：由于金屬家具主要是用薄壁管材和薄的板材，通過成型加工以后鉚接和焊接而成，并且要求焊接接頭光滑美觀，變形量小。采用電儲能焊接能滿足上述要求。目前較普遍的是用于鋼管折椅前后腿撐子即“T”型焊的點(diǎn)焊、封帽及螺柱焊等。點(diǎn)焊時(shí)，焊機(jī)與普通點(diǎn)焊機(jī)外形基本相同，只是焊接電源改用電容儲能電源。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院椅撐焊接1、2-夾緊電極3、4-頂鍛電極5、6夾緊氣缸7、8-頂鍛汽缸螺柱焊:管上焊接螺栓、鉚釘?shù)戎b件1-下電極2-上電極3-氣缸4、5-焊件第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院四、纖焊1.纖焊原理

刀具焊接大量采用纖焊。被焊材料焊料

焊料熔點(diǎn)低于母材，加熱到焊料熔化母料不熔化，冷卻時(shí)三者相互擴(kuò)散，熔為一體。2.纖焊的應(yīng)用第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院五、常用金屬材料的焊接1.金屬材料的可焊性

焊接性（可焊性）指材料對焊接加工的適應(yīng)性。即在一定的工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。（1）可焊性的內(nèi)容

結(jié)合性能：在一定焊接工藝條件下，一定的金屬形成焊接接頭的敏感性；

使用性能：在一定的工藝條件下，一定金屬的焊接接頭對使用性能要求的適應(yīng)性。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

金屬材料可焊性是金屬的一種加工性能。它決定于金屬材料本身性質(zhì)和加工條件。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，材料焊接性也會改變。如鋁在氣焊和手工電弧焊工藝條件下，難以達(dá)到較高的技術(shù)要求，鋁的焊接性能“差”；隨著氬弧焊技術(shù)的成熟與普遍應(yīng)用，使鋁的焊接很容易達(dá)到要求，鋁的可焊性“良好”。（2）可焊性的變化第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

碳當(dāng)量（3）可焊性的評價(jià)

影響焊接性的主要因素是化學(xué)成分。不同金屬材料的焊接性能不一樣。鋼的化學(xué)成分不同，其焊接性也不同。鋼中的碳和合金元素對焊接性都會有影響，但其影響程度不同。在鋼的主要元素中，碳的影響最明顯。在粗略估計(jì)碳鋼和低合金鋼的焊接性時(shí)，可以把鋼中的合金元素包括碳的含量按其對焊接性影響程度換算成碳的相當(dāng)量，其總和稱為碳當(dāng)量，可作為評定鋼材焊接性的一種參考指標(biāo)。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院國際焊接學(xué)會推薦碳鋼和低合金鋼的碳當(dāng)量計(jì)算公式：

C當(dāng)＝C＋Mn

6＋(Cr＋Mo＋V)

5＋(Ni＋Cu)

15(％)式中化學(xué)元素符號表示該元素在鋼中的含量。碳當(dāng)量愈高，焊接性愈差。當(dāng)C當(dāng)

0.4％時(shí)，鋼材焊接時(shí)冷硬傾向不大焊接性良好，焊接時(shí)一般不需預(yù)熱。C當(dāng)＝0.4－0.6％時(shí)，鋼材焊接時(shí)冷硬傾向明顯，焊接性較差，焊接時(shí)一般需要預(yù)熱和采取其它工藝措施來防止裂紋；C當(dāng)

0.6％時(shí)，如高碳鋼、鑄鐵等焊接時(shí)冷硬傾向嚴(yán)重，焊接性差，需要采取較高的預(yù)熱溫度和其它嚴(yán)格的工藝措施。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2.碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接

低碳鋼的含碳量小于0.25％，碳當(dāng)量小于0.4％，一般沒有淬硬、冷裂傾向。所以，低碳鋼的焊接性優(yōu)良，一般厚度下不需要預(yù)熱，不需要特殊的焊接工藝措施，采用所有的焊接方法都可以得到很好的接頭。低碳鋼焊件用手工電弧焊時(shí)，一般采用E42XX焊條。

（1）低碳鋼的焊接第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

用于制造金屬結(jié)構(gòu)的建筑和工程用鋼，其性能的主要要求是強(qiáng)度高、塑性韌性好，一般稱為低合金高強(qiáng)鋼，簡稱高強(qiáng)鋼。我國一般按屈服強(qiáng)度分等級。普通低合金鋼一般采用手工電弧焊和埋弧自動焊。強(qiáng)度級別較低的普通低合金鋼，例如屈服強(qiáng)度為350Mpa的16Mn，含碳量低，合金元素含量也低，碳當(dāng)量約為0.4％，焊接性能良好，一般板厚條件下不需要預(yù)熱。金屬家具的制造主要是應(yīng)用上述低碳鋼和強(qiáng)度級別較低的普通低合金鋼，板材厚度不大，其焊接性能優(yōu)良，一般無需特殊保護(hù)措施。（2）低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

中碳鋼由于含碳量增加，碳當(dāng)量在0.4％以上，淬硬傾向增大。中碳鋼的焊接性能較差，一般不用作制造金屬家具的焊接件。（3）中碳鋼的焊接第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院3.不銹鋼的焊接

按空冷后室溫組織不同可分為馬氏體不銹鋼即Cr13型，鐵素體型不銹鋼即Cr17型和奧氏體型不銹鋼即Cr18Ni9和Cr25Ni20型。（1）常用不銹鋼

奧氏體不銹鋼，焊接性能良好，焊接時(shí)一般不需要采取特殊的工藝措施，通常采用手工電弧焊和鎢極氬弧焊。（2）不銹鋼的焊接第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

馬氏體不銹鋼焊接性較差，其主要問題是焊接接頭冷裂紋和淬硬脆化。鐵素體不銹鋼焊接的主要問題是過熱區(qū)晶粒長大引起脆化和裂紋。馬氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的焊接方法也是采用鉻不銹鋼焊條的手工電弧焊和氬弧焊。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院4.有色金屬的焊接

需要焊接的鋁及鋁合金主要是：工業(yè)純鋁；不能熱處理強(qiáng)化鋁合金如鋁錳合金、鋁鎂合金等；可熱處理強(qiáng)化鋁合金如鋁銅鎂合金、鋁鋅鎂合金等。

（1）鋁及鋁合金的焊接

可焊材料第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

氧化鋁化學(xué)性質(zhì)活潑，表面易被氧化，生成氧化鋁Al2O3薄膜，覆蓋在金屬表面。氧化鋁薄膜組織致密，其熔點(diǎn)為2050℃，遠(yuǎn)高于鋁的熔點(diǎn)660℃。因此，它嚴(yán)重阻礙熔合。氧化鋁比重比鋁大，易產(chǎn)生夾雜而脆化。

鋁和鋁合金焊接的主要問題第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

氣孔工件和焊絲表面的水分，以及氧化膜中含有的水分，在焊接過程中發(fā)生分解，產(chǎn)生氫氣。液態(tài)鋁能大量溶解氫氣。但在結(jié)晶溫度660℃時(shí)，氫在鋁中的溶解度從0.69cm3/100g突然降到0.036cm3/100g，相差20倍之多。同時(shí)，由于鋁比重輕，焊接時(shí)冷卻結(jié)晶快，因此，結(jié)晶時(shí)析出的大量氫氣來不及逸出熔池表面，而產(chǎn)生氣孔。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

工業(yè)純鋁和大部分鋁合金如不能熱處理強(qiáng)化的鋁錳合金及鋁鎂合金的焊接性能良好，熱處理強(qiáng)化鋁合金焊接性能較差。在現(xiàn)代技術(shù)條件下，氧化和氣孔問題已得到較好的解決，目前，工業(yè)上廣泛采用氬弧焊、電阻焊和釬焊等方法來焊接鋁及鋁合金。

鋁和鋁合金焊接技術(shù)的新發(fā)展第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

氬弧焊是熔焊中焊鋁較為理想的方法。由于氬氣保護(hù)效果好，以及氬弧具有‘陰極破碎’作用，能去除氧化膜，因此，焊接質(zhì)量優(yōu)良，成型美觀，耐腐蝕性能好。鋁的導(dǎo)熱性強(qiáng)，較厚的鋁板如果采用鎢極氬弧焊焊接時(shí)，需要預(yù)熱，生成率低。因此，一般板厚8毫米以下的采用鎢極氬弧焊，8毫米以上的采用熔化極氬弧焊。焊前工件和焊絲必須徹底清洗和烘干。

鋁和鋁合金焊接需注意的問題第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

對于焊接質(zhì)量要求不高的純鋁和不能熱處理強(qiáng)化的鋁合金，也可采用氣焊。氣焊的主要優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)、方便。但生產(chǎn)率低，耐腐蝕性差，焊接變形大，適于焊接0.5-2mm的小薄板件。氣焊時(shí)必須采用氣焊溶劑QJ401（氣劑401）去除氧化物。

焊絲的選用，母材為純鋁、Al-Mn、Al-Mg、Al-Cu-Mg、Al-Zn-Mg合金時(shí)，可以采用成分相同的鋁合金焊絲，甚至可以從母材上切下窄條作為填充金屬。對于熱處理強(qiáng)化鋁合金，為防止熱裂紋，可采用鋁硅合金焊絲HS311（焊絲311）。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

工業(yè)上常用的銅及銅合金有紫銅、黃銅和青銅等，焊接性能較差。（2）銅及銅合金的焊接

常用材料

難熔合銅及某些銅合金的導(dǎo)熱系數(shù)大，比鐵大7－11倍，焊接時(shí)熱量很容易傳導(dǎo)出去，導(dǎo)致母材和填充金屬難以熔合。因此，需使用大功率熱源，通常要進(jìn)行預(yù)熱。

主要問題第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

易變形銅及多數(shù)銅合金線膨脹系數(shù)和收縮率大，再之銅的導(dǎo)熱性強(qiáng)，使熱影響區(qū)寬，焊接變形比較嚴(yán)重。

接頭性能下降一般情況下，銅及銅合金焊接接頭機(jī)械性能有所下降，主要是塑性下降。焊接紫銅時(shí)，接頭導(dǎo)電性下降。

勞動環(huán)境問題黃銅焊接時(shí)還有鋅的燒損蒸發(fā)，對人體有害，要加強(qiáng)通風(fēng)等措施。

常用焊接方法氬弧焊、氣焊、電弧焊、埋弧自和釬焊黃等。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

1.焊接結(jié)構(gòu)材料選擇的原則五、焊接結(jié)構(gòu)工藝性

焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用要求，包括一定的形狀、工作條件和技術(shù)要求等，考慮結(jié)構(gòu)工藝性，力求焊接質(zhì)量良好，焊接工藝簡便，生產(chǎn)率高，成本低。焊接結(jié)構(gòu)工藝性一般包括三方面即焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇，焊縫布置和焊接接頭及坡口形式設(shè)計(jì)等。

在保證結(jié)構(gòu)使用要求前提下，應(yīng)盡量選擇焊接性能優(yōu)良的材料來制造焊接結(jié)構(gòu)件。常用金屬材料，一般都可焊，但其難易程度不同，即其焊接工藝的復(fù)雜程度不同，焊接接頭性能下降程度不同。第4章金屬家具的聯(lián)接

異種金屬的焊接需特別注意它們的可焊性。低碳鋼和低合金鋼系列，化學(xué)成分和物理性能都比較接近，它們之間進(jìn)行異種焊接時(shí)，一般困難不大。但低碳鋼和低合金鋼與其它鋼材焊接時(shí)，一般要求接頭強(qiáng)度大于被焊鋼材的最低強(qiáng)度，所以，設(shè)計(jì)時(shí)需要對焊接材料提出要求。有些異種金屬，幾乎不可能用焊接方法連接在一起。在一般情況下，應(yīng)盡量減少異種金屬的焊接，以簡化制造工藝。

在注意材料的焊接性能的同時(shí)，還應(yīng)根據(jù)工件的厚度、幾何形狀、生產(chǎn)率和生產(chǎn)設(shè)備條件等選擇適當(dāng)?shù)暮附臃椒ā５?章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

2.焊縫布置的原則

便于焊接操作，至少要能夠焊接。手工電弧焊時(shí)，至少焊條要能夠進(jìn)入到待焊部位。

在焊接結(jié)構(gòu)中焊縫的布置對焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率有很大影響。

焊縫要避開應(yīng)力較大部位，尤其是應(yīng)力集中部位。由于焊接接頭性能下降，往往低于母材性能，而且焊接接頭還存在殘余應(yīng)力，因此，要求焊縫避開應(yīng)力大的部位，特別是要避開結(jié)構(gòu)上應(yīng)力集中的部位。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

焊縫應(yīng)避免密集交叉。這是因?yàn)槎啻魏附?，過熱嚴(yán)重，接頭性能要嚴(yán)重下降，同時(shí)，焊接殘余應(yīng)力也大，要降低承載能力，甚至引起裂紋。因此，壓力容器規(guī)定，不能采用十字焊縫，而且焊縫與焊縫之間要有一定距離。其它焊接結(jié)構(gòu)的焊縫位置也應(yīng)避免集中交叉。

焊縫設(shè)置應(yīng)盡量對稱。最好是能同時(shí)施焊，以減少焊接變形。

焊縫一般應(yīng)避開加工部位。不但要避開機(jī)械加工部位，更主要的是避開冷作硬化部位。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

盡量減少焊縫長度和焊縫截面。這樣可以減少焊接加熱，減少焊接殘余應(yīng)力和變形，減少接頭性能下降，減少焊接材料成本，提高勞動生產(chǎn)率。因此，可以不要求連續(xù)的焊縫，應(yīng)該設(shè)計(jì)為斷續(xù)焊縫。有時(shí)，可利用型鋼或沖壓件，以減少焊縫。這需要比較構(gòu)件的綜合質(zhì)量要求，各種加工方案的成本，以及加工條件的可能性。

焊縫應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在能實(shí)行平焊的位置，以便于保證焊接質(zhì)量與提高勞動生產(chǎn)率。并且在焊接生產(chǎn)時(shí)，盡量少翻轉(zhuǎn)，以提高生產(chǎn)率。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

3.接頭及坡口形式設(shè)計(jì)

接頭形式指母材焊接處的相對位置。

接頭形式

接頭形式的選擇是根據(jù)結(jié)構(gòu)的形狀和焊接生產(chǎn)工藝而定，要考慮易于保證焊接質(zhì)量和盡量降低成本。第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院斜對接端接鎖底接對接T形接搭接角接

十字接卷邊接套管接第4章金屬家具的聯(lián)接北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

手工電弧焊對接基本坡口形式

坡口形式的設(shè)計(jì)北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院0-2.51-6I型坡口V型坡口X型坡口0-31-3R6-810-80U型坡口12-60