金属熔化焊原理ppt课件.ppt

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1、二.金属熔化焊原理1.焊条和母材的熔化2.焊接化学冶金过程3.焊缝结晶过程4.焊接热影响区的组织和性能5.控制和改善焊接接头性能的方法一.焊条和母材的熔化1.金属焊接的分类一.焊条和母材的熔化2.熔化焊过程加热—熔化—冶金反应—结晶—固态相变—形成接头。（1）熔化金属、熔渣、气相之间进行一系列的化学冶金反应，如金属的氧化、还原、脱硫等。（2）快速连续冷却下的焊缝金属的结晶和相变，此时，易产生偏析、夹渣、气孔和裂纹。控制焊接化学冶金过程、焊缝金属的结晶和相变过程是保证焊接质量的关键。一.焊条和母材的熔化3.焊条的加热及熔化1)电阻热当电流通过焊条，

2、将产生电阻热。2)电弧加热真正使焊条、焊丝熔化的是电弧热。而焊条本身的电阻热仅起辅助作用。一.焊条和母材的熔化4.焊条金属向母材的过渡熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程称为熔滴过渡。熔滴过渡对焊接过程的稳定性、焊缝成形、飞溅及焊接接头的质量有很大的影响.1)．熔滴过渡的形式滴状过渡：粗滴过渡.细滴过渡电流较小，熔滴依靠表面张力的作用保持在焊条端部自由长大，直至熔滴下落的力（如重力、电磁力等）大于表面张力时才脱离焊条端部,落人熔池，熔滴较大，电弧不稳，通常不采用.电流增大，熔滴变细，过渡频率提高，电弧较稳定、飞溅减小，呈细滴过渡，电弧焊采用。一.焊条

3、和母材的熔化2）短路过渡焊条端部的熔滴与熔池短路接触，直接向熔池过渡称为短路过渡。短路过渡在小电流、低电弧电压下，实现稳定的熔滴过渡和稳定的焊接过程。短路过渡适合于薄板或低热输入的焊接。C02保护电弧焊。3）喷射过渡熔滴呈细小颗粒以喷射状态快速通过电弧空间，向熔池过渡的形式称为喷射过渡。焊接时，熔滴的尺寸随着焊接电流的增大而减小，当焊接电流增大到一定数值后，产生喷射过渡状态。必须要有一定的电弧长度（电弧电压）。熔化极氩弧焊一.焊条和母材的熔化一.焊条和母材的熔化5.熔滴过渡的作用力(1)重力平焊时，金属熔滴的重力起促进熔滴过渡的作用。立焊、仰焊

4、时熔滴的重力阻碍了熔滴向熔池过渡，成为阻碍。一.焊条和母材的熔化(2)表面张力是在焊条端头上保持熔滴的作用力。仰焊时，有利于熔滴过渡。熔池金属在表面张力作用下，倒悬在焊缝上而不易滴落；当焊芯末端熔滴与熔池金属接触时，由于熔池表面张力的作用，将熔滴拉入熔池。平焊时表面张力对熔滴过渡起阻碍作用。一.焊条和母材的熔化(3)电磁压缩力垂直作用在金属熔滴表面上，熔滴的细颈部分，也是电磁压缩力作用最大。随着颈部逐渐变细，电流密度增大，电磁压缩力也增强，则促使熔滴很快地脱离焊条端部向熔池过渡，保证了熔滴在任何空间位置都能顺利地过渡到熔池。所以电磁压缩力在任何焊

5、接位置都是促使溶滴过渡的力。一.焊条和母材的熔化(4)斑点压力焊接电弧中的带电微粒在电场的作用下分别向阳极和阴极运动，撞击在两极的斑点上而产生的机械压力，称为斑点压力。由于斑点压力的方向与熔滴过渡的方向相反，所以在任何焊接位置都是阻碍熔滴过渡的力。一.焊条和母材的熔化(5)气体的吹力药皮造气剂分解产生的气体及焊芯中碳元素氧化生成的CO气体从套管中喷出。在高温状态下，体积急剧膨胀，沿焊条的轴线方向，形成挺直而稳定的气流，把熔滴吹到熔池中。在任何焊缝位置，这种气流都有利于熔滴的过渡。一.焊条和母材的熔化6.母材的熔化熔池焊接时，熔池随热源的移动作同步

6、运动。其大小、存在时间对焊缝性能影响很大。电流增大，熔池深度增大，熔池宽度相对减小；电压升高，深度减小，宽度增大。二.焊接化学冶金过程焊接化学冶金过程指焊接区中各种物质（熔化金属、熔渣、气体）之间在高温下相互作用的过程。1、对焊接区金属的保护防止空气的有害作用,通过熔化金属、气体、熔渣之间的冶金反应来消除焊缝金属中的有害杂质，增加有益的合金元素，保证性能。2、焊接化学冶金过程的特点(1)．温度高，温度梯度大焊接电弧的温度高，6000-8000度，金属剧烈蒸发，电弧周围C02、N2、H2等大量分解，分解后的气体原子或离子溶解在液态金属中形成气孔。

7、熔池温差大，平均温度在2000以上，并被周围的冷却金属包围，温度梯度大，焊件易产生应力并引起变形，甚至产生裂纹二.焊接化学冶金过程（2)．熔池体积小，熔池存在时间短焊接熔池的体积极小，质量在0.6-169之间.加热及冷却速度很快，由局部金属开始熔化形成熔池，到结晶完成的全部过程只有几秒的时间，整个冶金反应不能充分进行，易形成偏析。(3)．熔池金属不断更新.(4)．反应接触面大、搅拌激烈.熔化金属是以滴状从焊条端部过渡到熔池的，熔滴与气体及熔渣的接触面大，有利于冶金反应快速进行。同时气体侵入液体金属中的机会也增多，焊缝金属易产生氧化、氮化及气孔。二

8、.焊接化学冶金过程三、有害元素对焊缝金属的作用有害元素：氧、氢、氮、硫、磷。1．氧对焊缝金属的作用1)使有益元素大量烧损，降低焊缝的强度