金属熔焊原理及材料焊接第一章 焊接热源及其作用课件.ppt

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1、第一章焊接热过程第一节焊接热源常用的焊接热源第二节焊接热作用概念、影响因素、焊接热循环焊接经历的过程TM—金属的熔化温度（液相线）TS—金属的凝固温度（固相线）A1—钢的A1转变点T0—初始温度焊接部位须经历加热-熔化-冶金反应-凝固结晶-固态相变-形成焊接接头第一节焊接热源熔焊的发展过程，某种意义上讲也可以说是焊接热源的发展过程。1885年碳弧焊1891年金属极电弧焊20世纪初薄皮焊条电弧焊和氧乙炔气焊30年代厚皮焊条电弧40年代埋弧焊和电阻焊50年代CO2气体保护焊和电渣焊60年代电子束焊和等离子弧焊与切割70年代激光焊接及切割80年代

2、完善电子束焊和激光焊太阳能、微波等焊接的发展趋势：焊接技术逐步向高效率、高质量、低成本、降低劳动强度、降低能耗的方向发展。作为焊接热源应当是：能量高度集中、快速实现焊接过程，并保证得到致密而强韧的焊缝和最小的热影响区。焊接热源热源的性能不仅影响焊接质量，而且对焊接生产率有着决定性作用。电弧热：利用气体介质中放电过程所产生的热能化学热：助燃和可燃气体（氧、乙炔）的燃烧火焰或铝、镁热剂进行化学反应电阻热：电流通过导体时产生的电阻热电子束焊：高压高速运动的电子在真空中猛烈轰击金属局部表面，动能转化为热能激光焊：受激辐射而使放射增强的光，经聚焦产生

3、能量高度集中的激光束。等离子弧焊：电弧放电或高频放电产生高度电离的离子流焊接热源满足焊接条件的热源：摩擦热：机械摩擦而产生的热能作为焊接热源电阻焊接过程等离子弧焊电子束焊高频热热效率：焊接热源的利用率有效热功率：母材和填充金属所吸收的热量P=ηP0=ηUI焊接热效率不同焊接方法的η值η——功率有效系数第二节焊接热作用热量传递的基本方式：传导、对流、辐射热源传递到焊件：对流和辐射母材、焊丝内部：传导焊接温度场：某一瞬时焊件上各点的温度分布等温线或等温面：把焊件上瞬时温度相同的各点连接在一起。各等温线或等温面彼此间不能相交，存在一定的温度差。影

4、响焊接温度场的因素：1、热源的性质：热源的性质不同，焊接温度场的分布也不同。2、焊接线能量：热源功率P与焊接速度v之比（P/v）物理意义：焊接热源输入给单位长度焊缝的能量。3、比热容(c)：1g物质每升高1℃所需的热c=dQ/dT焊接温度场的类型：稳定温度场：焊接温度场各点的温度不随时间变动。非稳定温度场：各点温度随时间而变动。准稳定温度场：功率恒定的热源在工件上作匀速直线运动焊接时，经过一段时间后焊接过程稳定，就形成了一个与热源作同步运动的不变温度场。4、被焊金属的热物理性质：热导率（λ）、比热容（c）、热扩散率(a)、热焓（H）、表面传

5、热系数(α)。热导率的物理意义：在单位时间内，沿法线方向单位距离相差1℃时，经过单位面积所传递的热能。影响焊接温度场的因素：5工件的形态三维二维一维作业：P17课本17面1,2,3题4请说出焊接的定义和基本分类？5说出常用的焊接热源，并举例说明各种热源的典型焊接方法有哪些？焊接热循环：在焊接热源作用下，焊件上某一点的温度随时间的变化过程。焊接热循环是描述焊接过程中热源对被焊金属的热作用。距焊缝不同距离的各点，所经历的热循环不同。距焊缝越近的点，加热的最高温度越高；越远的点，加热的最高温度越低。加热速度ωH最高加热温度Ｔm相变温度以上的停留时

6、间tH冷却速度Ωc(或冷却时间t8/5)焊接热循环的主要参数：相变组织晶粒大小多层焊热循环：在实际焊接中，厚板多采用多层焊接。多层焊实质上是由许多单层焊接热循环联合在一起的综合作用，同时相临焊层之间彼此具有热处理性质。从提高焊接质量来看，多层焊比单层焊更为优越。对后一焊道面言，前一焊道具有预热作用，层间温度相当于预热温度；对前一焊道来说，后一焊道应该起后热作用，产生一定热处理效果。长段多层焊的焊接热循环注意：淬硬倾向较大的钢种，不适于长段多层焊接。相邻各层之间有依次热处理的作用。短段多层焊1点4点缺点：操作工艺十分繁琐，生产率低，特殊情况才

7、用。焊接热循环的控制及应用焊接方法焊接热输入和预热温度焊件尺寸接头形式焊道长度思考：调整焊接热循环的方法有哪些？本章结束