版1ec0-13b00
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§1 电阻焊
利用电流通过焊件接头的接触面及其邻近区域所产生的电阻热将焊件局部加热到熔化或塑性状态，并在压力下形成焊接接头的焊接方法。
一 点焊
1 电极：柱状 工件：搭接
2 焊接过程：电极压紧工件→通电加热 → 断电→保持原压力（加大）→去压。
分流：两点之间距离小，分流大。
3 特点：生产率高、易自动化、焊接变形小、设备复杂，焊前要严格清理工件表面。
应用：薄件、钢筋 δ≤4mm。
二 缝焊
1 焊接过程：与点焊相似，只是用滚动盘状电极代替柱状电极，形成连续焊点。
2 特点: 由于焊点重迭50%以上，故密封性好，但分流严重，适于3mm以下薄板。
三 对焊
利用电阻热使对接接头在整个断面上连接起来的一种电阻焊方法。
1 电阻对焊：
（1） 焊接过程：对正、夹紧、予压力→通电→塑性状态→增大压力、断电。
（2） 特点：易操作、接头外形光滑、毛刺少、接触面质量影响焊后质量。
应用：断面简单，（Lord＜20mm）强度要求不高的件。
2 闪光对焊：
（1） 焊接过程：对正、通电→点接触→面接触熔化→加压、断电。
（2） 特点：接头质量好（飞溅、挤出杂质、夹渣少）、金属损耗多、工件尺寸留较大余量，毛刺多。
应用：同种、异种金属均可，形状尽量相同，d=0.01mm F=20000m2
刀具、钢轨、管子等。
四 摩擦焊
利用工件接触摩擦生热，将工件端面加热到塑性状态，然后在压力下完成焊接。
1 焊接过程：加压→旋转其一，接触的生热→塑性状态，停转→加压→塑性变形，完成焊接。
2 特点：
（1）接头质量好（接头杂质、氧化皮挤出、不易产生气孔、夹渣）。
（2）操作简单、易自控、生产率高。
（3）设备简单、耗电少（只有闪光焊1/10——1/15）
（4）焊接金属广泛，尤其性能差别大的异种金属，
如：碳钢+镍基合金、铝+钢
§2 钎焊
利用比母材熔点低的钎料熔入接头间隙完成焊接。
硬钎焊：钎料熔点450℃以上，接头强度高，铜等。
软钎焊：钎料熔点450℃以下，接头强度低，锡。
一 焊接过程：
1 清理工件，搭接
2 钎料放在装配间隙处
3 加热钎料，使之熔化，（毛细作用）使钎料进入间隙内，与金属相互扩散，凝固形成钎焊接头。
二 钎剂作用：
1 清除母材表面的氧化膜及其它杂质。
2 改善钎料流入间隙的性能（湿润性）。
3 保护钎料及母材免于氧化，钎剂对焊接质量影响较大
软：松香、氧化锌等； 硬：硼酸、氧化物。
三 加热方法：
烙铁、火焰、电阻、感应炉。
四 特点：1 温度低，变形小； 2 工件尺寸精确；
3同、异种金属均能焊； 4 设备简单、易控制；
5 接头强度低，耐温差； 6 焊前清理严格；
7 整体加热，可焊多条焊缝，生产率高 。
第三章 常用金属材料的焊接
§1 金属材料的可焊性
一 可焊性的概念
金属的可焊性是指被焊金属材料在一定的焊接条件下获得优质焊接接头的难易程度。包括两方面：
1 接合性能：焊接接头产生工艺缺陷的倾向，尤其是出现各种裂纹的可能性。
2 使用性能：焊接接头对使用要求的适应性。
可焊性好：是用最简单的最普遍的焊接工艺条件，便可以得到优质的焊接接头 。
可焊性差：要用特殊、复杂工艺条件下才得到优质的焊接接头。
常用材料的焊接性见P105 表4—4（徐）
二 估算钢材可焊性方法
C对钢的可焊性影响最显着，因此用碳当量来估算钢材的可焊性：
C当量＝C＋Mn/6＋（Cr＋Mo＋V）/5＋（Ni＋Cu）/15（%）
式中：C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu为质量百分数上限。
C当量＜0.4% , 塑性好，淬硬性不明显，可焊性优良，不预热。
C当量＝0.4 —0.6%，淬硬性↑，可焊性↓，加工艺措施。
C当量＞0.6%，塑性↓，淬↑↑，可↓↓，工艺措施，热处理。
实际，除上述估算外，对新材料还应试验，以合理制定工艺方案。
§2 钢的焊接
一 低碳钢
含C＜0.25%，塑性好，可焊性好。
手工电弧、埋焊、气体保护焊、电阻焊等。
△ 一般不需采取特殊工艺措施，
对于δ＞50mm的结构，尤其-10℃以下，需预热50℃，
焊后去应力退火或正火，防内应力变形、开裂。
二 中、高碳钢
中，0.25%—0.6%C，随含C增加，淬硬↑，主要手弧。
高，＞0.6%C，淬硬性↑↑，可↓，手、气。
△ 中高碳钢与低碳钢的热影响区不同，如P106 f4—24，其热影响区可分成淬火区和部分淬火区。
1 焊接特点：
（1）接头易产生淬硬组织和冷裂纹，M 内应力↑，易裂。
（2）焊缝金属热裂倾向较大
∵中、高碳钢含C、P、S均高于焊芯，∴母材熔化溶入熔池。
2 工艺措施
（1） 焊前预热：减少内应力，M含量↓，中150—250℃。
（2） 合适焊条：低氢焊条或铬镍不锈钢焊条A102、A302，抗裂性好。
（3） 降低焊缝含碳量：小电流、细焊条、多层焊、开坡口以减少母材溶入焊缝。
（4） 焊后缓冷和热处理：减少内应力，消除内应力，改善组织及力学性能。
三 低合金钢
C当量＜0.4% , 可焊性↑，（σs≤400MPa）低强度合金钢，手弧焊，埋弧自动焊，与低C钢相同。
C当量＝0.4 —0.6%，可↓，淬硬、冷裂↑ ，（σs≥450MPa）高强度合金钢，与中C钢相同，手弧、埋弧、预热、低H焊条，焊后热处理。
§3铸铁的焊补
铸铁可焊性不好，所以铸铁焊接主要是焊补铸件的铸造缺陷或损坏的铸件。
一 铸铁焊接特点：
1 焊接接头易产生白口组织
冷速↑，易生成白口和淬火组织，硬↑，难加工。
2 易产生裂纹
∵铸铁强度低、塑性差，白口、淬硬。
3 焊缝易产生气孔和夹渣
V冷↑，焊接时C氧化产生的CO不能排出→气孔
焊接时硅氧化产生的硅酸盐溶渣不能浮出→夹渣。
4 适于平焊：∵流动性好。
二 补焊方法
1 热焊法：预热600—700℃（整或局），受热均匀，防白口、裂纹，焊后质量好，易加工。
不足：成本高，生产率低，劳动条件差，
气焊：手弧焊—铸铁芯焊条
2 冷焊法：不预热或预热400℃以下，生产率高，成本低，质量较差，靠焊条调整焊缝化学成分，防白口、裂纹。
(1) 低C钢芯焊条；（2）镍基铸铁焊条；（3）铜基铸铁焊条。
§4 有色金属焊接
一 铜及铜合金的焊接
1 特点：
（1） 易氧化和产生裂纹
（a） 高温液态铜易氧化，生成氧化亚铜（Cu2O）与铜形成低熔点共晶体（Cu2O—Cu），在晶界，易裂。
（b）铜及其铜合金线胀系数大，收缩率也大，内应力↑，易裂。
（2） 难焊透、难熔合
导热性高，热量散失多，不易达到焊接温度，需大功率电源，当焊件厚度和刚性较大时, 需预热。
（3） 易产生气孔
（a） 铜液态时吸气性强，（吸氢），凝固时对气体溶解度减小，易成气孔。
（b）高温时，氧化亚铜与H生成水蒸汽，易成气孔。
（4） 接头质量不好
合金元素易氧化，且组织粗大（Cu2O—Cu）。
如：黄铜中Zn易蒸发。烧损，青铜中铅易氧化，ZnO有毒。
2 方法
△ 氩弧焊（最佳），气焊，手弧焊和钎焊
△ 紫铜、青铜：气焊中性焰。（防氧化或吸氢）
△ 黄铜：气焊：微氧化焰＋含硅焊丝，（1 温度低，Zn蒸发少。2 熔池上形成氧化硅薄膜，阻止Zn蒸发，防H溶入）。
△ 紫铜及合金也可用于手弧焊，用相应铜及合金焊丝。
二 铝及铝合金的焊接
1特点：
（1）易氧化：
Al2O3，熔点 2050℃，δ＝0.1—0.2μm，氧化膜比重大，易夹渣。
（2） 易产生气孔：
液态大量吸H，固态不溶 H，易产生气孔。
（3）易烧穿：
高温塑性，温度↓，且无颜色变化，加垫板。
（4）难焊透：
导热率较大，热量易散失，大电源，预热。
（5） 易热裂纹：
线胀、收缩大，内应力大。
2 方法
氩弧焊、气焊、电阻焊、钎焊。
△ 焊接质量要求高，用Ar焊。
△ 焊接质量要求不高，用气焊，中性焰，同时使用熔剂，去除Al2O3薄膜，在熔池表面形成熔渣，注意为防止熔剂腐蚀焊件，焊后立即清洗掉熔剂，多用焊薄板（0.5—2mm），点、缝焊、焊薄板。
△ 焊前严格清理工件。
第四章 焊接件的结构设计
▽使用性能＋焊接工艺 综合考虑→质量↑、成本↓、生产率↑
一 焊缝的布置
结构设计关键，合理，减少应力、变形，强度↑，生产率↑，成本↓，劳动条件改善。
以下为原则：
1 焊缝位置应便于操作
(（徐）P111—f4—25)
手弧焊—焊条能伸入待焊部位。
埋弧焊—放住焊剂。
点、缝—电极能放入。
▽焊缝位置保证焊接装配容易。P111—f4—26
2 焊缝应尽量分散 P111—f4—27、28
焊缝密集交叉—接头交叉处过热，加大热影响区，降低力学性能，增大变形、应力。
3 焊缝尽量对称
使各焊缝变形相互抵消 P112—f4—29
4 焊缝尽量避开最大应力或应力集中位置 P112—f4—30、31
5 焊缝转角处应平缓过渡
避开应力集中 P113—f4—32
6 焊缝尽量避开切削加工面 P113—f4—33
7 焊缝位置尽量平焊
二 焊接接头设计
根据结构形状，使用性能，焊件厚度，坡口加工，难易程度，焊接方法等确定，应易于保证质量，降低成本。
1 接头型式：
常用型式：对接、搭接、角接和T型接头等。
对接—受力简单、均匀，节省材料、接头质量易保证。
搭接—受力时产生弯矩。 P114—f4—34、35
2 坡口型式：
根据材料厚度δ定，还考虑坡口加工难易及焊接工艺。P115 f4—36
手弧常用：V X υ K
埋弧：坡口比手弧小，∵I↑，熔深大
气、钨氩 焊薄板 卷边接头 f4—37
3 不同厚度金属材料焊接的过渡型式：
接头厚度尽量相同，避免应力集中，加热不均，P116—f4—38、39
三 结构设计举例 P116—f4—40
第五章 焊接检验
§1 焊接接头缺陷分析
一 焊接缺陷
未焊透、裂缝、气孔、烧穿、夹渣、咬边等。
1 未焊透：
1) 产生部位：焊缝与母材之间，多层焊层与层之间等，尤其根部。
2) 原因：工件表面铁锈，坡口角度，间隙太小,υ太快，电流过小等。
3)危害：受力变形小，易应力集中，相当于一个裂缝。
4) 防止措施：清理表面，合理选择焊接规范。
2 裂缝：
是最严重缺陷，不但减小工作面积，降低接头强度，较高应力集中，裂缝扩展，结构突然破坏。
如：桥断，轮船沉，压力容器爆炸。
1) 热裂纹：结晶过程中产生。
（1） 部位：焊缝内部、表面。
（2）原因：内应力，S→FeS晶界。
（3）措施：化学成分合理，合理接头结构。
2)冷裂纹：冷却到300℃以下直至室温时产生。
(1)部位：焊缝 ，近缝区
(2) 原因：拉应力，脆性组织（P）
(3)措施：结构合理，焊后热处理。
§2 焊接质量检验
一 外观：肉眼，低倍放大镜（小于20倍），表面气孔，咬边，未焊透，裂缝等。
二 内部：
1 磁粉检验：焊缝撒上铁粉，外加磁场。
2 超声波：反射→脉冲波形
3 X射线、γ射线（电磁波），透过物质，程度减弱。
三 机械性能检验： σs σb δ 弯曲角度α，ak主要用于研究试制工作，技工考核等。
四 密封性检验：容器、管道
1 静气压：通入压缩空气，外涂肥皂水。
2 煤油：一侧煤油，一侧石灰水，渗透，灰粉呈黑色斑条。
3 水压：装水，加压。
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