材料成型原理与工艺之焊接部分总结.docx

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1、材料成型原理与工艺之焊接部分总结Chapter11.使金属表面紧密接触的几种措施：(1)对被焊接金属施加压力或不断地摩擦，破坏接触表面的氧化膜，使结合处紧密接触。(2)将金属加热熔化或到塑性状态，增加原子的振动能，施加压力破坏接触面的氧化膜，促进扩散和结晶过程的进行。(3)通过液态中间材料，如粘结剂或低熔点金属，将两个固态金属连接在一起。r手瑟焊电弧焊1气体保护焊〔坦瓠焊电渣焊压等离子弧焊焊电子束焊r电区焊摩擦焊超声波焊爆炸焊扩歆焊广软钎焊激光焊钎焊及封粘2.熔焊：通过局部加热使部接处达到熔化状态、然后冷却结晶形成共同晶粒。熔焊本质及特

2、点：熔焊的本质是小熔池熔炼与铸造，是金属熔化与结晶的过程。熔池存在时间短，温度高；冶金过程进行不充分，氧化严重；热影响区大。冷却速度快，结晶后易生成粗大的柱状晶。熔焊三要素热源能量要集中，温度要高。以保证金属快速熔化，减小热影响区。满足要求的热源有电弧、等离子弧、电渣热、电子束和激光。熔池的保护可用渣保护、气保护和渣-气联合保护。以防止氧化，并进行脱氧、脱硫和脱磷，给熔池过渡合金元素。填充金属保证焊缝填满及给焊缝带入有益的合金元素，并达到力学性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊丝。1.两种接线方法：在使用直流电焊机焊接时，电弧产生的热量

3、在阳极和阴极上有一定的差异。直流正接：焊件接正极，焊条接负极（厚板、酸性焊条）直流反接：焊件接负极，焊条接正极（薄板、碱性低氢焊条、低合金钢和铝合金）2.焊接过程涉及：加热、熔化、冶金反应、凝固结晶、固态相变直至形成焊接接头。3.熔池的保护保护目的：使熔池与空气隔绝，大大减少焊缝中的含气量，提高焊缝韧性。延长熔池存在时间，加强了冶金反应，有利于气孔、夹渣的析出。4.焊接接头主要由焊缝（weldmetal）、热影响区（heataffectedzone/HA乃、熔合区（fusionzone组成。5.熔池凝固的特点①联生结晶/交互结晶/外延结

4、晶依附于母材晶粒的现成表面而形成共同晶粒的凝固方式②择优成长并非“齐步前进”。当散热最快的方向与晶体成长的结晶位向相同时，有利于柱状晶的成长③熔池凝固组织形态的多样性凝固组织的形态有柱状晶（平面晶、胞状晶、胞状树枝晶和树枝晶）及等轴晶等6.焊接热影响区的组织和性能变化①HAZ组织分布a.低碳钢及不易淬火的低合金钢（Q235、20、16Mn等）'熔合/半熔化区：最高温度在固相线和液相线之间。局部熔化，成分与组织不均匀，塑性差过热区/粗晶区:周相线到1100c左右。塑韧性差相变重结晶区（正火区）：1100c~Ac3相当于正火组织（细品F+P

5、）塑韧性好不完全重2S晶区:Ac1~Ac3,（部分细品F+P以及粗晶F）组织不均匀.b.易淬火钢（低碳调质钢、中碳钢、中碳调质钢，如：18CrMoNb、45、30CrMnSi等）与焊前热处理状态有关焊前正火或退火态HAZ主要由完全淬火区和不完全淬火区组成。调质态HAZ主要由完全淬火区、不完全淬火区和回火区组成。Chapter1焊接性（Weldability）指被焊金属在限定的施工条件（焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构型式）焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。即金属材料在一定焊焊接工艺条件下，表现出的焊接难易程度。cc

6、MnCrMoVNiCu国际焊接学会IIWCE=C6515碳对冷裂纹敏感性的影响最明显，其它元素的影响折合成碳的影响碳当量越高，焊接性越差?CE<0.4%,钢材塑性良好，淬硬和冷裂纹倾向不明显，可焊性良好。一般不会产生裂纹，但对厚大工件或低温下焊接时应考虑预热。?CE=0.4%〜0.6%,钢材塑性下降，淬硬和冷裂倾向明显，可焊性较差。需要焊前预热，焊后缓冷及一定的焊接工艺措施。?CE>0.6%,钢材塑性较低，淬硬和冷裂倾向很强，可焊性很差。焊前预热，减少焊接应力和防止开裂，焊后热处理。Chapter1连接成形的冶金反应特点：存在保护、分区

7、域（药皮反应区、熔滴反应区和熔池反应区）进行、与焊接工艺有关药皮反应区：温度低（钢焊条1200C）。水蒸发及药皮中固态物质的分解，造渣和造气。熔滴反应区：温度高（2100—2800C）、熔滴比表面积大，是焊接冶金反应最激烈的部位。气体分解和溶解、金属蒸发、氧化还原及焊缝金属合金化。熔池反应区：温度平均1770C左右，反应比溶滴区弱些。温度分布不均，不同部位冶金反应不同。头部金属熔化和吸气，尾部金属凝固和气体逸出。气体的来源与产生?焊接材料，如：焊条药皮、焊剂、焊芯、高价氧化物及有机物?母材坡口的油污、铁锈、水分?空气中的气体、水分?保护

8、气体及其杂质气体气体的间接来源?1.有机物的分解和燃烧?2.碳酸盐和高价氧化物的分解?3.材料的蒸发?4、气体的分解气体的控制措施?限制气体的来源控制工艺参数冶金处理0.1限制气体的来源?1氮主要来源于空气