材料连接设备及工艺-绪论.ppt

焊接方法与设备,Welding Method & Equipment,绪 论,1.材料连接技术概况 1）可拆卸连接技术 螺栓、键、销钉等，它们通常不用于制造金属结构，而是用于零件的装配和定位工作中。,绪 论,2）不可拆卸连接技术 铆接、焊接和粘接等，它们通常用于金属结构或零件的制造中。,铆接：应用较早，但它工序复杂、结构笨重、材料消耗也较大，因此，现代工业中已逐步被焊接所取代。 粘接：虽然工艺简单，在粘接过程中对被粘材料的组织和性能不产生任何不良影响，但是其接头强度一般较低。 焊接：易于保证焊接结构等强度的要求，相对来说工艺比较简单，加工成本也比较低廉。,焊接技术在许多技术领域占有越来越重要的地位。焊接技术已经替代许多机械连接方法，成为主导工艺方法之一。 例如：在喷气发动机零部件总数中，焊接结构件所占比例已超过50%，焊接工作量已占发动机制造总工时的10%左右。,绪 论,绪 论,2.焊接方法的发展 1）焊接（Welding）的定义 通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工方法。 或：通过适当的手段使分离的物体产生原子间结合而连接成一体的连接方法。,焊接方法的发明年代及发明国家,2）焊接方法的发展,绪 论,绪 论,3.焊接的实质与分类 焊接过程的实质： 采用物理化学方法克服被连接物体表面的凹凸不平、表面氧化物及其他表面杂质，使被连接物体能接近到原子晶格距离并形成结合力。 简言之：达到原子之间的结合,绪 论,绪 论,熔焊：将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。 关键：有一个能量集中、温度足够高的局部热源。 按所使用热源的不同，熔焊可分为： 电弧焊：以气体导电时产生的电弧热为热源，以电极是否熔化为特征分为熔化极电弧焊和非熔化极电弧焊两大类； 气焊：以乙炔或其他可燃气体在氧中燃烧的火焰为热源； 铝热焊：以铝热剂的放热反应产生的热为热源； 电渣焊：以熔渣导电时产生的电阻热为热源； 电子束焊：以高速运动的电子流撞击焊件表面所产生的热为热源； 激光焊：以激光束照射到焊件表面而产生的热为热源。,(2) 压焊 焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)，以完成焊接的方法。 为了降低加压时材料的变形抗力，增加材料的塑性，压焊时在加压的同时常伴随加热措施。 按所施加焊接能量的不同，压焊可分为： 电阻焊(包括点焊、缝焊、凸焊、对焊) 摩擦焊 超声波焊 扩散焊 冷压焊 爆炸焊 锻焊,绪 论,(3) 钎焊 采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的焊接方法。 按热源的不同可分为： 火焰钎焊：以乙炔在氧中燃烧的火焰为热源； 感应钎焊：以高频感应电流流过焊件产生的电阻热为热源； 电阻钎焊：以电阻辐射热为热源； 烙铁钎焊 盐浴钎焊：以高温盐熔液为热源。 按钎料的熔点不同分为： 硬钎焊：钎料熔点在450以上 软钎焊：钎料熔点在450以下,绪 论,绪 论,4、焊接技术的问题和前景 目前存在的主要问题： (1) 生产自动化程度低下，手工电弧焊方法在生产中仍然占据着相当大的份额； (2) 焊接质量的可靠性还不十分令人满意，焊接生产过程的质量只能靠焊后无损检测、甚至破坏性的定时或定量抽查来加以检验。,绪 论,国内： 焊接大国钢年产量1亿吨/年（2010年6亿吨），消耗焊材 100万吨 但非强国工业化的前期阶段 焊接以手工操作为主，效率低、能耗高焊接手段单调、工 艺落后焊材品种单调，重要关键焊材依赖进口 焊接的数字化、智能化、信息化水平低,国外： 已完成焊接手段的结构性转变（由手工到自动、由低效向高效转变） 焊接手段以高效、自动焊为主焊材品种配套齐全多专用设备和专用材料数字技术、信息技术在焊接上的应用正逐渐推广普及,关于国内焊接产业的现状和发展，可参见： 我国制造业焊接技术现状与发展战略,研究工作重心： (1) 深入焊接过程动态特征研究； (2) 研究焊接质量参数更直接的检测方法 ； (3) 研究新的实时控制方法，以期实现更精确而有效的焊接过程； (4) 继续改进机器人焊机的控制功能； (5) 研究焊接CIMS系统； (6) 针对各种具体的结构生产条件，设计研究专门的自动化焊接系统； (7) 针对不断涌现的新材料、新结构，试验研究确定它们的焊接方法。,绪 论,绪 论,4、教材的内容与学习要求,各类基本焊接方法的过程本质、特点、接头形成条件以及合理的使用范围； 各类基本焊接方法中影响焊接质量的焊接工艺参数及其合理选择和控制； 常用典型焊接设备的构成、工作原理。,