材料成型工艺基础材料连接成形焊接方法教学PPT.ppt
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1、,回顾,焊接成形,概述 分类 特点 应用 焊接电弧 弧焊电源 焊条 焊接冶金过程的特点 焊接接头的组织与性能 焊接应力与变形 焊接位置与接头形式,第3章 材料的连接成形(焊接方法),熔焊 压焊 钎焊 材料的焊接性 焊接缺陷与检验 焊接结构的工艺设计 典型焊接的工艺设计 焊接技术的新进展,回顾,焊接电弧的组成 熔焊的冶金过程 熔焊的冶金特点 焊接接头组织和性能(重点及难点):焊缝和热影响区(熔合区、过热区、正火区、部分相变区) 焊接应力与变形 焊接缺陷及检测(了解) 材料连接成形方法,焊接的冶金过程及特点,(1)焊条、母材、药皮形成熔池 (2)药皮起保护和化学反应,焊接的冶金过程的特点: 实质是
2、再熔炼;金属熔池的体积很小,各种冶金反应进行得不充分;气体,夹杂来不及溢出; 冶炼条件差;熔池温度高,使金属元素产生强烈的熔损和蒸发,同时,熔池周围又被冷的金属所包围,使焊缝处产生应力和变形,严重时甚至会开裂;大气中进行;,(重点及难点),第3章 材料的连接成形,【 埋弧焊】是指电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。 【分类】 埋弧焊属于电弧焊的一种,可分为埋弧自动焊和埋弧半自动焊两种。 【工作原理】电弧在颗粒状的焊剂下燃烧,焊丝由送丝机构自动送入焊接区。电弧沿焊接方向的移动靠手工操作完成的称为埋弧半自动焊,电弧沿焊接方向的移动靠机械自动完成的埋弧自动焊。 【应用】用于焊接非合金钢、低合金高强度钢
3、,也可用于焊接不锈钢及紫铜等。适合于大批量焊接较厚的大型结构件的直线焊缝和大直径环形焊缝。,熔焊 一、埋弧焊,第3章 材料的连接成形,熔焊 一、埋弧焊,视频演示4,视频演示4-2,第3章 材料的连接成形,埋弧自动焊的特点,【优点】允许采用较大的焊接电流,生产率高,焊缝保护好,焊接质量高,能节省材料和电能,劳动条件好,实现了焊接过程的自动化。适于长的直线焊缝和圆筒形工件的纵、环焊缝的批量生产。 【缺点】焊接时电弧不可见,不能及时发现问题,接头的加工与装配要求较高,焊前准备时间长。,熔焊 一、埋弧焊,第3章 材料的连接成形,气体保护电弧焊简称气体保护焊或气电焊。它是利用外加气体作为电弧介质并保护电
4、弧和焊接区的电弧焊,简称气体保护焊。 根据所用保护气体的不同,气体保护焊可分为:氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、氦弧焊等。,(一)氩弧焊 氩弧焊是以氩气作为保护气体的气体保护焊。 氩弧焊分为非熔化极(钨极)氩弧焊和熔化极氩弧焊两种。 氩弧焊的应用:几乎可以用于所有钢材和非铁金属及其合金。通常多用于在焊接过程中易氧化的铝、镁、钛及其合金、不锈钢、耐热合金等。,熔焊 二、气体保护焊-氩弧焊,第3章 材料的连接成形,熔焊 二、气体保护焊-氩弧焊,视频演示5,氩弧焊的特点: 焊缝金属纯净,用于合金钢、易氧化的非铁合金及稀有金属。 焊接过程稳定,所有焊接参数都能精确控制,明弧操作,容易实现机械化、自动化生产
5、。 电弧在气流压缩下燃烧,热量集中,周围气流对焊缝有冷却作用,因此焊接接头的热影响区小,焊后变形小,可对3mm以下薄板进行焊接。 氩气价格较贵,焊件成本高。,第3章 材料的连接成形,熔焊 二、气体保护焊-氩弧焊,第3章 材料的连接成形,二氧化碳气体保护焊是用二氧化碳气体作为保护气体的气体保护焊。 二氧化碳气体保护焊的应用:主要用于焊接低碳钢和低合金钢薄板。,熔焊 二、气体保护焊-CO2,CO2气体保护焊的特点: 成本低 生产效率高 质量好 操作性能好,CO2气体保护焊的缺点是具有氧化性,合金烧损大,飞溅大,成形较差,烟雾多,弧光强烈,容易产生气孔。,第3章 材料的连接成形,熔焊 二、气体保护焊
6、-CO2,利用可燃气体与助燃气体氧混合燃烧形成的焰作为热源进行熔化焊,气焊火焰的种类及应用,第3章 材料的连接成形,熔焊 三、气焊,气焊火焰的种类及应用,第3章 材料的连接成形,熔焊 三、气焊,气焊应用,第3章 材料的连接成形,熔焊 三、气焊,视频演示6,视频演示7,气焊的特点 气焊设备简单,不需电源,灵活方便 气焊火焰温度低,加热缓慢,工件受热面积大,热影响区较宽,因此焊接变形大。 火焰对熔池保护差,焊缝易产生气孔、夹渣等缺陷。 生产效率低,不适合大批量生产。,第3章 材料的连接成形,熔焊 三、气焊,第3章 材料的连接成形,电渣焊的应用主要用于厚壁压力容器纵缝的焊接和大型铸焊、锻焊结构的制造
7、。 适合于电渣焊的金属材料有非合金钢、耐热钢、不锈钢、铝及铝合金等。,电渣焊是利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热而进行焊接的方法。 电渣焊分为丝极电渣焊、熔嘴电渣焊和板极电渣焊三种。,熔焊 四、电渣焊,(一)电渣焊焊接过程,电渣焊的特点: 焊接厚板时,生产效率高,成本低 焊缝金属洁净 热影响区宽,晶粒较粗大,第3章 材料的连接成形,熔焊 四 、电渣焊,视频演示8,第3章 材料的连接成形,等离子弧焊接是借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用,获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。,等离子弧焊接的应用:可以焊接绝大部分金属,主要适于焊接某些焊接性差的金属材料和精细工件等。常用于焊接不锈钢、耐热钢、高强度
8、钢及难熔金属材料等。,视频演示9,熔焊 五、等离子弧焊,熔焊 五、等离子弧焊焊,等离子弧焊的特点 能量密度大、弧柱温度高、穿透能力强、电弧稳定的优点; 生产率高,焊后的焊缝宽度和高度均匀一致,焊缝表面光洁。 电弧稳定燃烧,具有良好的挺直度和方向性。 等离子弧焊设备复杂,气体消耗大,焊接成本较高。,第3章 材料的连接成形,真空电子束焊,一些先进的熔化焊技术,(适于稀有和难熔金属的焊接和普通材料的高精度焊接),阴极被灯丝加热到2600K,并发射大量的电子。这些电子在高压电场的作用下,经电磁透镜聚焦成电子束,高速轰击工件表面(160000km/s)。电子动能瞬间变成热能(能量密度是普通电弧的1000
9、倍)。,视频演示9.5,a加热功率密度大。焊接用电子束电流为几十到几百毫安,最大可达l000mA以上;加速电压为几十到几百千伏;故电子束功率从几十千瓦到100kw以上,而电子束焦点直径小于1mm。故电子束焦点处的功率密度可达103105Kw/cm2,比普通电弧功率密度高1001000倍。 b焊缝深宽比(H/B)大。通常电弧焊的深宽比很难超过2,电子束焊的深度比在50以上。电子束焊比电弧焊节约大量填充金属和电能,可实现高深宽比的焊接,深宽比达60:1,可依次焊透0.1300mm厚度的不锈钢板。,优点,c. 焊接速度快,焊缝热物理性能好。焊接速度快,能量集中、熔化和凝固过程快。热影响区小,焊接变形
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