金属焊接性能及焊接结构设计.ppt

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1、 2004 金工教研室,机械制造基础,机械制造基础,金工教研室制造科学与工程学院2004年春季学期,第八讲：金属焊接性能及焊接结构设计,2004 金工教研室,机械制造基础,第八讲：金属焊接性能及焊接结构设计,简略了解其它焊接方法电阻焊、摩擦焊、钎焊、电渣焊真空电子束焊接、激光焊接常见金属材料的焊接工艺特点金属材料的焊接性碳钢合金结构钢铸铁非铁金属及其合金,2004 金工教研室,机械制造基础,电阻焊,电阻热Q=I2Rt特点生产率高、焊接变形小操作简便、易实现自动（汽车外壳焊接）设备复杂、耗电量大接头形式、工件厚度受到限制点焊、缝焊、对焊,电阻焊演示,2004 金工教研室,机械制造基础,点焊,局部

2、高温焊合分流现象焊点的分布最小距离限制,2004 金工教研室,机械制造基础,点焊的接头形式,硬规范软规范电极压力表面清洗接头形式,2004 金工教研室,机械制造基础,缝焊,2004 金工教研室,机械制造基础,对焊,2004 金工教研室,机械制造基础,对焊接头形式,2004 金工教研室,机械制造基础,问题,铜及铜合金可以采用电阻焊吗？,2004 金工教研室,机械制造基础,摩擦焊,摩擦焊演示,2004 金工教研室,机械制造基础,摩擦焊的接头形式,2004 金工教研室,机械制造基础,钎焊,焊接过程示意图毛细管作用,2004 金工教研室,机械制造基础,钎焊,硬钎焊450以上、接头强度200MPa以上自

3、行车架、工具、刀具软钎焊450以下、接头强度70MPa以下仪表、导电元件、各种低载荷构件加热方式烙铁、火焰、电阻、感应,钎焊演示,2004 金工教研室,机械制造基础,钎焊的常见接头形式,2004 金工教研室,机械制造基础,钎焊接头的比较,2004 金工教研室,机械制造基础,使用片状或丝状的钎科以保证正确流入接缝的方法,2004 金工教研室,机械制造基础,电渣焊,电渣焊演示,2004 金工教研室,机械制造基础,真空电子束焊接,真空电子束焊接演示,2004 金工教研室,机械制造基础,激光焊接,激光焊接和切割演示,2004 金工教研室,机械制造基础,选择焊接方法,自行车车架钢窗家用液化气罐主缝自行车

4、圈电子线路板锅炉壳体钢轨对接不锈钢储罐,硬钎焊（盐浴）硬钎焊、对焊、电弧焊缝焊缝焊外边、闪光对焊软钎焊埋弧焊、电渣焊闪光对焊等离子弧焊接、氩弧焊,2004 金工教研室,机械制造基础,金属材料的焊接性,焊接性概念设定相同（焊接方法、材料、参数、结构）易焊、难焊：获得优质焊接接头的难易程度焊接性并非一定焊接方法、焊接材料、焊接工艺评定方法工艺焊接性：出现工艺缺陷的倾向使用焊接性：使用中的可靠性（力学、特殊性能要求）,2004 金工教研室,机械制造基础,钢材焊接性的估算,碳当量计算公式计算结果0.6%：焊接性不好,2004 金工教研室,机械制造基础,小型抗裂实验法,2004 金工教研室,机械制造基础

5、,碳钢焊接,低碳钢（C%应力、变形开裂焊条电弧焊、埋弧焊、电渣焊、气体保护焊电阻焊保证焊接接头与母材等强度焊条：E4313(J421)E4303(J422)E4315(J427)等埋弧焊丝/焊剂：H08A(H08MnA)/431,2004 金工教研室,机械制造基础,碳钢焊接,中碳钢：C%（0.25%0.6%）焊接性变差、淬硬倾向变大工艺特点：容易开裂：冷裂纹、热裂纹必须预热，减小工件各个部分的温差细焊条、小电流、开坡口多层焊接焊条电弧焊、电渣焊（厚件）选择抗裂能力较强的低氢型焊条、等强度焊条：E5016(J506)、E6015D1(J607),2004 金工教研室,机械制造基础,合金钢焊接,合

6、金结构钢焊接件较少工艺与中碳钢近似低合金结构钢焊接工艺特点热影响区的淬硬倾向：合金含量大小焊接接头的裂纹倾向：冷裂纹倾向大小：含氢量、淬硬程度、应力热裂纹倾向不大（我国合金都含Mn）强度级别决定工艺低：同低碳钢低温大厚度高刚度构件：大电流、慢速、低氢焊条、退火高：焊前预热、焊后先消氢处理，再退火处理,2004 金工教研室,机械制造基础,铸铁补焊,铸铁焊接性很差，只能进行补焊焊接特点焊缝易形成白口、难以切削加工易开裂、易产生气孔流动性好，只能进行平焊热焊法（600700）：防止开裂，补焊后可切削加工冷焊法（450以下）,2004 金工教研室,机械制造基础,非铁金属及其合金的焊接,铜及铜合金困难导

7、热性太好，容易焊不透易氧化、易开裂、易形成气孔电阻很小，难以采用电阻焊铜合金比纯铜更难焊接氩弧焊（紫铜、青铜）气焊（黄铜）、碳弧焊、钎焊,2004 金工教研室,机械制造基础,非铁金属及其合金的焊接,铝及铝合金也比较困难极易氧化、Al2O3阻碍金属熔和、易夹渣导热性较好，需预热、使用大功率热源容易产生气孔（易吸收H2）高温下强度塑性很低，焊缝塌陷氩弧焊、气焊、点焊、缝焊、钎焊,2004 金工教研室,机械制造基础,选择焊接方法圆筒低压容器,Q235钢板20mm批量生产埋弧自动焊20钢板2mm批量生产缝焊45钢板6mm单件生产焊条电弧焊,紫铜板4mm单件生产氩弧焊铝合金板20mm单件生产氩弧焊不锈钢

8、板10mm小批生产氩弧焊,2004 金工教研室,机械制造基础,问题,如图铸件补焊后还是开裂，怎么样补焊才能既不开裂，又能切削加工？,2004 金工教研室,机械制造基础,焊接结构设计,焊接结构件材料的选择应选碳当量小于0.4的金属材料优选强度等级低的低合金结构钢优选镇静钢（脱氧完全）异种金属间焊接以焊接性较差的金属材料设计焊接工艺各种金属材料的焊接性能可查表,2004 金工教研室,机械制造基础,合理选用型材减少焊缝数量,2004 金工教研室,机械制造基础,焊接接头设计,分散布置焊缝,2004 金工教研室,机械制造基础,对称布置焊缝,2004 金工教研室,机械制造基础,对称布置焊缝,2004 金工

9、教研室,机械制造基础,对称布置焊缝,2004 金工教研室,机械制造基础,避开应力集中的位置,2004 金工教研室,机械制造基础,避开应力集中的位置,2004 金工教研室,机械制造基础,避开应力集中的位置,2004 金工教研室,机械制造基础,避开机械加工位置,2004 金工教研室,机械制造基础,便于电弧焊的设计,2004 金工教研室,机械制造基础,便于电弧焊的设计,2004 金工教研室,机械制造基础,便于电弧焊的设计,2004 金工教研室,机械制造基础,便于埋弧焊的设计,2004 金工教研室,机械制造基础,便于点焊及缝焊的设计,2004 金工教研室,机械制造基础,其他布置原则,尽可能平焊避免仰焊

10、减少横焊一次装配，尽可能完成大部分焊接,2004 金工教研室,机械制造基础,焊条电弧焊接头形式,对接接头,2004 金工教研室,机械制造基础,焊条电弧焊接头形式,T型接头,2004 金工教研室,机械制造基础,焊条电弧焊接头形式,角接接头,2004 金工教研室,机械制造基础,焊条电弧焊接头形式,搭接接头,2004 金工教研室,机械制造基础,接头过渡形式,2004 金工教研室,机械制造基础,接头过渡形式,2004 金工教研室,机械制造基础,电渣焊接头形式,2004 金工教研室,机械制造基础,如图三个焊件,这三个焊件结构设计都有问题,2004 金工教研室,机械制造基础,总结,常见非电弧焊接方法电阻焊、摩擦焊、钎焊、电渣焊真空电子束焊接、激光焊接常见金属材料的焊接性能焊接结构设计,2004 金工教研室,机械制造基础,作业！,作业：习题集一（3536），二（4042），三（2425）教材p162（4题）p169170（14题）思考：教材 p155156（17题）p162（13题）,