材料成型基础教案——焊接.doc

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1、工程材料与材料成型基础（二）教案教师姓名授课形式讲授授课班级授课学时8授课章节名称第二章焊接§3・1焊接过程和焊接质量§3・2常用焊接方法§3-3常用金属材料的焊接§3-4焊接结构设计§3-5焊接新工艺简介任务口的◎掌握电焊条的组成、型号、特性及选用◎掌握焊接接头的组织和性能◎熟悉常用焊接方法、特点及应用◎了解与常用金属材料的焊接◎知识点◎熔焊冶金过程◎电焊条的组成、型号、特性及选用◎焊接接头的组织和性能◎焊接变形和焊接应力◎常用焊接方法、特点及应用◎焊接性与常用金屈材料的焊接◎焊接结构工艺性能力点◎能识别焊条的型号，合理选用电焊条◎合理选用常用的焊接方法英它第三章金属焊接成形第—"P

2、焊接一一通过加热或加压，使焊件达到原子结合的一种加工方法。焊接的种类：熔化焊一一气焊、电弧焊、电渣焊等；压力焊——电阻焊、压力焊；钎焊一一软钎焊、硬钎焊。焊接的特点与应用优点：连接性能好省工省料成本低重量轻简化工艺缺点：结构不可拆卸焊接接头的组织、性能变坏产生残余应力和变形易产生焊接缺陷应用：金属结构件——自行车三角架、钢窗、锅炉、压力容器、管道、船舶、车辆等；机器部件——轴、齿轮、刀具等。第二节熔焊过程和焊接质量、熔焊冶金过程和电焊条1、熔焊的冶金过程空气中的02、N2、H20在电弧的作用下：02->20发生氧化反应，焊缝性能降低；N2-2N高温熔入液态金屈，冷却后形成气孔;H20-

3、2H+0形成气孔，产生氢脆。保证焊缝质量措施：减少有害元素进入熔池消除已进入熔池的有害元素，増加金属元素2、电焊条2.1焊条的组成专用焊接金属丝由多种矿石粉铁合金配成焊芯的作用：作电极传导电流，产生电弧作填充金属（调整成分）药皮的作用：机械保护作用（气体和熔渣）冶金处理（熔渣）改善焊接工艺性（引弧容易燃烧稳定）2.2焊条的种类、型号与牌号按用途分：碳钢焊条低合金钢焊条不锈钢焊条铸铁焊条堆焊焊条镰和镰合金焊条铜和铜合金焊条铝和铝合金焊条按按熔渣性质分：酸性焊条（SiO2>MnO等）碱性焊条（CaO、FeO等）2.3焊条的型号：碳钢焊条（GB5117-85）:E4303,E5015,E50

4、16.（酸、碱），电流种类（平、横、立、仰）2430MPa3、碱性焊条和酸性焊条的特性碱性焊条：机械性能好（韧性高，抗裂性好）；焊接工艺性能差；（用直流电）对油污、锈、水敏感性大；（清洗、烘干）排出有毒烟尘HF。（通风良好）酸性焊条与碱性焊条相反4、焊条的选用选用原则：焊缝和母材具有相同水平的使用性能。不绣钢、耐热钢焊条——按相同成分选择焊条结构钢焊条一一按等强原则选相同强度等级焊条E5016例:16Mn,抗拉强度520Mpa,可选用E5003（J502）,E5015（J507）,（J506）1、低碳钢焊接接头的组成低碳钢焊接接头的组织1——焊缝区（熔化区）2——熔合区（半熔化区）3—

5、—热影响区—母材I熔合区Jnbivwc<%)二、焊接接头的组织和性能2134焊缝的组织和性能铸态组织，性能可以达到耍求。熔合区的组织和性能成分不均匀，组织粗大，机械性能很低。热影响区的组织和性能过热区（1100°C）组织粗大，机械性能很低，正火区（Ac3〜1100°C）品粒细小，机械性能高,部分相变区（Acl~Ac3）晶粒不均匀，机械性能低。可见，熔合区、过热区是接头屮性能最差的薄弱的部位，会严重影响焊接接头的质量。三、焊接变形和焊接应力1、焊接变形和残余应力的不利影响造成焊件的尺寸、形状变化；矫正变形会使性能降低，成木增加；焊接应力会降低承载能力；引起焊接裂纹；应力衰减会产生变形。2

6、、焊接变形和残余应力产生原因在焊接过程屮，对焊件进行局部的不均匀加热，会产生焊接应力和变形。下图为平板对接焊缝的应力和变形过程示意图a）焊接过程中b）冷却以后3、焊接变形的基木形式J纵问和橫冋牧缩变形b）角变形c）穹曲变形4、减少焊接应力与变形的工艺措施焊前预热及焊后热处理；选择合理的焊接次序；刚性固定法；反变形法；锤击焊缝法；采用机械矫止和火焰矫正。焊接顺序”门“八2•-L■丿AJ91刚性固定法形机械矫正与矫正反变火焰第三节常用焊接方法一、手工电弧焊1、焊接电弧电弧——气体电离、电极发射电子电弧的温度：阴极区2100°C,弧柱5700〜7700°C,阳极区2300°C电弧区热量：阳极

7、占43%,阴极区占36%,弧柱区占21%o正接法：工件接正极，焊条接负极焊接力向焊条熔涌渣壳熔池焊件Q熔渣气体2、焊接过程(1)电弧在焊条与被焊件之间燃烧，电弧热使工件和焊条同时熔化成熔池；(2)电弧使焊条的药皮熔化或燃烧，产生熔渣和气体，对熔化金属和熔池起保护作用；(3)电弧使焊条的药皮熔化或燃烧，产生熔渣和气休，对熔化金属和熔池起保护作用；3、手工电弧焊的特点手工电弧焊有何特点？使用哪种设备？优点：设备简单，操作灵活，适应性强。缺点：生产效