机械制造基础理论教程5.ppt
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第四篇第四篇第四篇第四篇焊接焊接焊接焊接第一章电弧焊1.1焊接电弧焊接电弧ww焊接电弧:
焊接电弧:
焊接电弧:
焊接电弧:
是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。
是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。
是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。
是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。
ww一般情况下,电弧热量在阳极区产生的较多,约占一般情况下,电弧热量在阳极区产生的较多,约占一般情况下,电弧热量在阳极区产生的较多,约占一般情况下,电弧热量在阳极区产生的较多,约占总热量的总热量的总热量的总热量的43%43%43%43%,阴极约,阴极约,阴极约,阴极约36%36%36%36%,弧柱约,弧柱约,弧柱约,弧柱约21%21%21%21%。
ww温度:
用钢焊条焊钢材时温度:
用钢焊条焊钢材时温度:
用钢焊条焊钢材时温度:
用钢焊条焊钢材时阳极区阳极区阳极区阳极区2600K2600K2600K2600K阴极区阴极区阴极区阴极区2400K2400K2400K2400K电弧中心电弧中心电弧中心电弧中心60008000K60008000K60008000K60008000Kww正接、反接:
正接、反接:
正接、反接:
正接、反接:
正接:
正极接工件正接:
正极接工件正接:
正极接工件正接:
正极接工件工件温度可稍高一些工件温度可稍高一些工件温度可稍高一些工件温度可稍高一些正接。
正接。
正接。
正接。
反接:
负极接工件,工件温度可稍低一些。
反接:
负极接工件,工件温度可稍低一些。
反接:
负极接工件,工件温度可稍低一些。
反接:
负极接工件,工件温度可稍低一些。
ww交流焊机、无正反接特点,温度均为交流焊机、无正反接特点,温度均为交流焊机、无正反接特点,温度均为交流焊机、无正反接特点,温度均为2500K2500K2500K2500K。
ww焊机的空载电压就是引弧电压,一般为焊机的空载电压就是引弧电压,一般为焊机的空载电压就是引弧电压,一般为焊机的空载电压就是引弧电压,一般为5090V5090V5090V5090V,电,电,电,电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。
电弧长度越大,电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。
电弧长度越大,电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。
电弧长度越大,电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。
电弧长度越大,电弧电压也越高,一般为弧电压也越高,一般为弧电压也越高,一般为弧电压也越高,一般为1635V1635V1635V1635V。
1.2焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能一、焊接工件上温度的变化与分布一、焊接工件上温度的变化与分布w各点处由常温各点处由常温较高温度较高温度常温常温固态固态液态液态固态固态w温度变化如温度变化如图图4-3二、焊接接头组织与性能二、焊接接头组织与性能w以低碳钢为例以低碳钢为例P132图图4-4晶粒大晶粒大塑性塑性韧性韧性晶粒晶粒过热组织,塑性过热组织,塑性韧性韧性晶粒细小晶粒细小,力学性能可能优于,力学性能可能优于晶粒大小不均匀,比正火区差晶粒大小不均匀,比正火区差图图4-4低碳钢焊接接头的组织低碳钢焊接接头的组织1.3焊接应力与变形焊接应力与变形w焊接过程中,局部被加热或液态,然后再焊接过程中,局部被加热或液态,然后再快速冷却下来,各处冷却速度也不相同,快速冷却下来,各处冷却速度也不相同,必将产生内应力、变形或裂纹。
必将产生内应力、变形或裂纹。
w焊缝是靠一个移动的点热源加热,然后逐焊缝是靠一个移动的点热源加热,然后逐次冷却下来形成的,因此应力的形成、大次冷却下来形成的,因此应力的形成、大小和分布状况较复杂。
小和分布状况较复杂。
w既定整条焊缝同时形成,应力分布如既定整条焊缝同时形成,应力分布如图图4-5w焊接应力的存在将影响焊接构件的使用性焊接应力的存在将影响焊接构件的使用性能,承载能力大为降低,抗腐蚀能力下降。
能,承载能力大为降低,抗腐蚀能力下降。
ww焊接应力的防止和消除焊接应力的防止和消除焊接应力的防止和消除焊接应力的防止和消除选择塑性好的材料。
选择塑性好的材料。
选择塑性好的材料。
选择塑性好的材料。
避免焊缝密集交叉,焊缝过长,截面过大。
避免焊缝密集交叉,焊缝过长,截面过大。
避免焊缝密集交叉,焊缝过长,截面过大。
避免焊缝密集交叉,焊缝过长,截面过大。
合理的焊接次序,尽量使焊缝在纵向横自由收缩。
合理的焊接次序,尽量使焊缝在纵向横自由收缩。
合理的焊接次序,尽量使焊缝在纵向横自由收缩。
合理的焊接次序,尽量使焊缝在纵向横自由收缩。
图图图图4-64-6aa为正确。
为正确。
为正确。
为正确。
焊前预热,可减小温差,减少焊接应力较为有效。
焊前预热,可减小温差,减少焊接应力较为有效。
焊前预热,可减小温差,减少焊接应力较为有效。
焊前预热,可减小温差,减少焊接应力较为有效。
焊后立即捶击。
焊后立即捶击。
焊后立即捶击。
焊后立即捶击。
需较彻底地消除焊接应力时,焊后去应力退火,需较彻底地消除焊接应力时,焊后去应力退火,需较彻底地消除焊接应力时,焊后去应力退火,需较彻底地消除焊接应力时,焊后去应力退火,可消除残余应力达可消除残余应力达可消除残余应力达可消除残余应力达8090%8090%。
小线能量。
焊接能源(热源)输入给单位长度小线能量。
焊接能源(热源)输入给单位长度小线能量。
焊接能源(热源)输入给单位长度小线能量。
焊接能源(热源)输入给单位长度焊缝上的能量。
焊缝上的能量。
焊缝上的能量。
焊缝上的能量。
1.4焊条电弧焊焊条电弧焊一、焊条电弧焊的焊接过程一、焊条电弧焊的焊接过程w电弧在工件和焊条之间燃烧,产生高温,电电弧在工件和焊条之间燃烧,产生高温,电弧热使工件、焊芯同时熔化,形成熔池。
弧热使工件、焊芯同时熔化,形成熔池。
O2,H2,侵入,保护熔化金属。
侵入,保护熔化金属。
分解分解分解分解产生大量气体在熔池,产生大量气体在熔池,产生大量气体在熔池,产生大量气体在熔池,电弧四周电弧四周电弧四周电弧四周(CO,CO(CO,CO(CO,CO(CO,CO2222,H,H,H,H2222)药皮药皮药皮药皮熔化熔化熔化熔化进入熔池进入熔池进入熔池进入熔池产生渣浮起产生渣浮起产生渣浮起产生渣浮起防止有害气防止有害气防止有害气防止有害气体侵入体侵入体侵入体侵入,保护保护保护保护熔化金属。
熔化金属。
熔化金属。
熔化金属。
二、电焊条二、电焊条焊芯焊芯w起导电和填充焊缝作用,直径最小为起导电和填充焊缝作用,直径最小为1.6,最大为最大为8。
常用。
常用3.25。
w表表4-2焊条药皮焊条药皮w主要作用:
提高电弧稳定性,防止空气对主要作用:
提高电弧稳定性,防止空气对熔化金属的有害作用,对溶池脱氧,加入熔化金属的有害作用,对溶池脱氧,加入合金元素,以保证焊缝金属的化学成分力合金元素,以保证焊缝金属的化学成分力学性能。
学性能。
w表表4-3焊条型号牌号药皮类型焊接电源焊接位置用途E4303J422钛钙型交流或直流全位置焊接用于较重要的低碳钢及强度等级较低的低合金钢,如09Mn2等。
J422GM适于海上平台、船舶、工程机械等表面装饰焊缝的焊接。
J422Fe适于较重要的低碳钢结构焊接。
E5016J506低氢钾型交流或直流全位置焊接用于中碳钢和低合金钢的焊接如:
16Mn,9Mn2Si。
摘自摘自摘自摘自GB5117-85GB5117-85GB5117-85GB5117-85第第第第3333、4444位组合表示焊接位组合表示焊接位组合表示焊接位组合表示焊接电流种类、药皮类型电流种类、药皮类型电流种类、药皮类型电流种类、药皮类型表示抗拉强度表示抗拉强度表示抗拉强度表示抗拉强度Kgf/mmKgf/mmKgf/mmKgf/mm2222牌号(焊接行业中焊条代号)牌号(焊接行业中焊条代号)牌号(焊接行业中焊条代号)牌号(焊接行业中焊条代号)E4303E4303第第第第3333位表示焊接位置位表示焊接位置位表示焊接位置位表示焊接位置表示焊条表示焊条表示焊条表示焊条抗拉强度抗拉强度抗拉强度抗拉强度420MPa420MPa420MPa420MPaJ422药皮类型、电流种类、药皮类型、电流种类、药皮类型、电流种类、药皮类型、电流种类、15151515酸性、酸性、酸性、酸性、6666、7777碱性碱性碱性碱性结构钢焊条。
结构钢焊条。
结构钢焊条。
结构钢焊条。
例:
例:
例:
例:
1.5埋弧焊埋弧焊一、埋弧焊的焊接过程一、埋弧焊的焊接过程焊丝不断地被自动送入焊丝不断地被自动送入焊接移动或工件移动焊接移动或工件移动焊剂从漏斗中不断流出焊剂从漏斗中不断流出电弧在焊剂下燃烧电弧在焊剂下燃烧电弧燃烧后,熔池金属被电弧气体排挤向电弧燃烧后,熔池金属被电弧气体排挤向电弧燃烧后,熔池金属被电弧气体排挤向电弧燃烧后,熔池金属被电弧气体排挤向后堆积形成焊缝。
焊缝上没有涂料,允许提后堆积形成焊缝。
焊缝上没有涂料,允许提后堆积形成焊缝。
焊缝上没有涂料,允许提后堆积形成焊缝。
焊缝上没有涂料,允许提高电流密度,电流密度增加,电弧吹力也增高电流密度,电流密度增加,电弧吹力也增高电流密度,电流密度增加,电弧吹力也增高电流密度,电流密度增加,电弧吹力也增加,同时热量也增加,熔池深度大,熔池体加,同时热量也增加,熔池深度大,熔池体加,同时热量也增加,熔池深度大,熔池体加,同时热量也增加,熔池深度大,熔池体积也大。
积也大。
积也大。
积也大。
由于高温焊剂被熔化成熔渣,与熔池金属由于高温焊剂被熔化成熔渣,与熔池金属由于高温焊剂被熔化成熔渣,与熔池金属由于高温焊剂被熔化成熔渣,与熔池金属发生物理化学作用。
部分焊剂被蒸发形成气发生物理化学作用。
部分焊剂被蒸发形成气发生物理化学作用。
部分焊剂被蒸发形成气发生物理化学作用。
部分焊剂被蒸发形成气体。
将电弧周围熔渣排开,形成一个封闭的体。
将电弧周围熔渣排开,形成一个封闭的体。
将电弧周围熔渣排开,形成一个封闭的体。
将电弧周围熔渣排开,形成一个封闭的熔渣泡。
它具有一定粘度,能承受一定压力,熔渣泡。
它具有一定粘度,能承受一定压力,熔渣泡。
它具有一定粘度,能承受一定压力,熔渣泡。
它具有一定粘度,能承受一定压力,保护了熔池,不与空气接触,又防止了金属保护了熔池,不与空气接触,又防止了金属保护了熔池,不与空气接触,又防止了金属保护了熔池,不与空气接触,又防止了金属飞溅飞溅飞溅飞溅1.6气体保护焊气体保护焊一、二氧化碳气体保护焊一、二氧化碳气体保护焊P143图图4-21特点特点1.成本低成本低2.生产率高生产率高3.操作性能好操作性能好4.质量较好质量较好5.飞溅较严重,焊缝不够光滑,易有气孔。
飞溅较严重,焊缝不够光滑,易有气孔。
主要用于主要用于30mm以下低碳钢、部分低合金钢,以下低碳钢、部分低合金钢,尤其适宜薄板。
尤其适宜薄板。
二、氩弧焊二、氩弧焊二、氩弧焊二、氩弧焊图图图图4-194-19不熔化:
不熔化:
不熔化:
不熔化:
3mm3mm以下时,可直接焊接。
以下时,可直接焊接。
以下时,可直接焊接。
以下时,可直接焊接。
适于厚度适于厚度适于厚度适于厚度6mm6mm以下。
以下。
以下。
以下。
熔化:
熔化:
熔化:
熔化:
适于厚度适于厚度适于厚度适于厚度25mm25mm以下。
以下。
以下。
以下。
主要用于:
主要用于:
主要用于:
主要用于:
焊铝、镁、钛及其合金,也用于焊接不锈钢、耐焊铝、镁、钛及其合金,也用于焊接不锈钢、耐焊铝、镁、钛及其合金,也用于焊接不锈钢、耐焊铝、镁、钛及其合金,也用于焊接不锈钢、耐热钢、重要低合金钢。
接头处必须清除干净。
热钢、重要低合金钢。
接头处必须清除干净。
热钢、重要低合金钢。
接头处必须清除干净。
热钢、重要低合金钢。
接头处必须清除干净。
P153电渣焊电渣焊图图4-32电渣焊示意图电渣焊示意图通常都是在垂直立焊,单丝不摆动可焊厚度通常都是在垂直立焊,单丝不摆动可焊厚度4060mm,三丝摆动可焊,三丝摆动可焊450mm。
特点:
特点:
P1531)可一次焊很厚的工件;可一次焊很厚的工件;2)生产率高,成本低;生产率高,成本低;3)焊缝金属比较纯净;焊缝金属比较纯净;4)焊接后冷却速度较慢,焊接应力
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