第四章连接成形

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1、熔化焊：熔化焊： 焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电渣焊、等离子弧焊、焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电渣焊、等离子弧焊、 电子束焊、激光焊电子束焊、激光焊压焊：压焊： 电阻焊、摩擦焊、超声波焊、爆炸焊电阻焊、摩擦焊、超声波焊、爆炸焊钎焊：钎焊：扩散焊：扩散焊： 一般扩散焊、瞬间液相扩散焊、超塑性成扩散焊一般扩散焊、瞬间液相扩散焊、超塑性成扩散焊其他连接：其他连接： 机械连接、胶接、电场辅助阳极连接机械连接、胶接、电场辅助阳极连接 焊接的实质焊接的实质 焊接的实质是借助加热或加压、或同时加热和焊接的实质是借助加热或加压、或同时加热和加压，以实现原子结合。加压，以实现原子结合。 焊接过程的本质就

2、是通过适当的物理及化学过程，使两个分离表面焊接过程的本质就是通过适当的物理及化学过程，使两个分离表面的金属原子接近到晶格距离（的金属原子接近到晶格距离（0.30.5nm），形成金属键，从而使两），形成金属键，从而使两金属连为一体，达到焊接的目的。金属连为一体，达到焊接的目的。 加热源包括：加热源包括： 电弧、电子束、光束（激光）、放热反应（氧电弧、电子束、光束（激光）、放热反应（氧燃料气体、铝热剂等）以及电阻等。燃料气体、铝热剂等）以及电阻等。 主要介绍主要介绍熔焊、压力焊熔焊、压力焊 及钎焊及钎焊 熔焊：熔焊：加热至熔化状态（一般不加压）以实现焊接的方加热至熔化状态（一般不加压）以实现焊接的

3、方 法，通称熔焊。法，通称熔焊。 如：电弧焊、电渣焊、气焊、电子束焊等。如：电弧焊、电渣焊、气焊、电子束焊等。 压焊：压焊：凡必须施加压力（加热或不加热）以实现焊接的凡必须施加压力（加热或不加热）以实现焊接的 方法，通称压焊。方法，通称压焊。 如：电阻焊、摩擦焊、超声波焊等。如：电阻焊、摩擦焊、超声波焊等。 也包括扩散焊。也包括扩散焊。 钎焊：钎焊：母材不熔化，仅靠焊料熔化填入间隙与母材作用母材不熔化，仅靠焊料熔化填入间隙与母材作用 实现连接的方法，称钎焊。实现连接的方法，称钎焊。 如：软钎焊、硬钎焊如：软钎焊、硬钎焊液相焊接：液相焊接： 利用热源加热待焊部位，使之熔化，利用液相的相容而实现原

4、子间利用热源加热待焊部位，使之熔化，利用液相的相容而实现原子间结合。结合。固相焊接：固相焊接： 利用压力使待焊部位的表面在固态下直接紧密接触，并使待焊表面利用压力使待焊部位的表面在固态下直接紧密接触，并使待焊表面的温度升高，（但一般低于母材金属熔点），通过调节温度、压力和的温度升高，（但一般低于母材金属熔点），通过调节温度、压力和时间以充分进行扩散而实现原子间结合。时间以充分进行扩散而实现原子间结合。固液相焊接：固液相焊接： 待焊表面可不直接接触，而是通过两者毛细间隙的中间液相相联系。待焊表面可不直接接触，而是通过两者毛细间隙的中间液相相联系。（1）简述）简述 焊件在焊接过程，未施加压力，仅通

5、过焊件加焊件在焊接过程，未施加压力，仅通过焊件加热而熔化来完成连接的方法，称为熔化焊。热而熔化来完成连接的方法，称为熔化焊。 熔化焊焊接接头的形成，一般都要经历熔化焊焊接接头的形成，一般都要经历加热、加热、熔化、冶金反应、凝固结晶、固态相变熔化、冶金反应、凝固结晶、固态相变，直至形，直至形成接头。成接头。 所以熔化焊的本质是小熔池熔炼和铸造。所以熔化焊的本质是小熔池熔炼和铸造。 与小熔池相接的母材发生快速加热随后冷却出与小熔池相接的母材发生快速加热随后冷却出现热影响区。现热影响区。 焊接性是指同质金属或异质金属在制造工艺条件下，焊接性是指同质金属或异质金属在制造工艺条件下，能够焊成设计适当的结

6、构并满足预期使用要求的能力。能够焊成设计适当的结构并满足预期使用要求的能力。 实际上焊接性包括两方面：实际上焊接性包括两方面： 1、是否容易形成优良的焊接接头，即接合性能。、是否容易形成优良的焊接接头，即接合性能。 2、形成的焊接接头使用性能的好坏，即使用性能。、形成的焊接接头使用性能的好坏，即使用性能。 接合性能：接合性能：在指定的焊接工艺条件下对形成焊接在指定的焊接工艺条件下对形成焊接缺陷的敏感性。缺陷的敏感性。 能否形成一个优良的焊接接头，首先取决于组成这个焊接接头的能否形成一个优良的焊接接头，首先取决于组成这个焊接接头的两种或两种以上金属材料之间的结合性能。两种或两种以上金属材料之间的

7、结合性能。 工艺焊接性工艺焊接性 或接合致密性或接合致密性 使用性能：使用性能：在规定的焊接工艺条件下所形成的焊在规定的焊接工艺条件下所形成的焊接接头适应使用要求的程度。接接头适应使用要求的程度。 焊接接头的使用性能。是否与母材的性能一致。焊接接头的使用性能。是否与母材的性能一致。 使用焊接性使用焊接性 或使用可靠性或使用可靠性 焊条：焊条： 通用焊条、专用焊条通用焊条、专用焊条 焊剂：焊剂： 熔炼焊剂、非熔炼焊剂熔炼焊剂、非熔炼焊剂 焊丝：焊丝： 实芯焊丝、药芯焊丝实芯焊丝、药芯焊丝 保护气：惰性气体、活性气体保护气：惰性气体、活性气体 焊条是由焊芯和药皮构成，也称药皮焊条。焊条是由焊芯和药

8、皮构成，也称药皮焊条。 除高合金钢焊条其焊芯成分与钢的成分相近外，碳钢和除高合金钢焊条其焊芯成分与钢的成分相近外，碳钢和低合金钢的焊芯均采用标准低碳焊条钢，低合金钢的焊芯均采用标准低碳焊条钢，H08A或或H08E.H08A C0.10、Mn0.300.55、Si0.10、S、P都小于都小于0.03而而H08E的的S、P限制更严，都小于限制更严，都小于0.02焊条钢的三个特点：焊条钢的三个特点： 杂质限量严格、含碳低于杂质限量严格、含碳低于0.10、基本不含、基本不含Si的沸腾钢。的沸腾钢。 由于焊芯不含必要的合金元素，熔敷金属所需合金均需由于焊芯不含必要的合金元素，熔敷金属所需合金均需通过药皮

9、添加。即通过药皮添加。即 不同强度级别或不同性能要求的焊条，不同强度级别或不同性能要求的焊条，其药皮所含合金成分必然不同。其药皮所含合金成分必然不同。 药皮为多种物质混合物，主要有四类：药皮为多种物质混合物，主要有四类： 1、 矿石矿石 钛铁矿、大理石、长石等钛铁矿、大理石、长石等 2、金属或合金、金属或合金 锰铁、硅铁、铝粉等锰铁、硅铁、铝粉等 3、化工制品、化工制品 钛白粉、水玻璃等钛白粉、水玻璃等 4、有机物、有机物 淀粉、木粉等淀粉、木粉等 焊丝中常加焊丝中常加Mn、Si、Mo，含碳小于，含碳小于0.10 用用CO2气体保护焊时气体保护焊时CO2具有强氧化作用，焊具有强氧化作用，焊丝中

10、必须含有足够量的脱氧合金元素。丝中必须含有足够量的脱氧合金元素。 H08Mn2SiA用于焊接低碳钢及用于焊接低碳钢及16Mn钢，钢，H08Mn2SiMoA可用于焊接可用于焊接t600MPa低合金高低合金高强钢。强钢。热裂：严格控制热裂：严格控制S、P 填满弧坑填满弧坑 减慢焊接速度（减小最后结晶区应力）减慢焊接速度（减小最后结晶区应力） 改善焊缝形状（避免熔深过大的梨形焊缝）改善焊缝形状（避免熔深过大的梨形焊缝）冷裂：主要是氢致脆性（延迟裂纹）冷裂：主要是氢致脆性（延迟裂纹）气孔：清除焊件锈、油气孔：清除焊件锈、油 烘干焊条烘干焊条 提高高温熔池保持时间，让气体排除。提高高温熔池保持时间，让气

11、体排除。 降低焊接电流，避免气剂过早分解。降低焊接电流，避免气剂过早分解。 采用短弧焊采用短弧焊 夹渣：夹渣：一、电阻焊一、电阻焊 扩散焊是一种精密连接方法，它是把两个或两扩散焊是一种精密连接方法，它是把两个或两个以上的固相材料（包括中间层材料）压紧在一个以上的固相材料（包括中间层材料）压紧在一起，置于真空或保护气氛中加热至母材熔点以下起，置于真空或保护气氛中加热至母材熔点以下温度，对其施加压力使连接界面微观凸凹不平处温度，对其施加压力使连接界面微观凸凹不平处产生微观塑性变形达到紧密接触，再经保温、原产生微观塑性变形达到紧密接触，再经保温、原子相互扩散而形成牢固的冶金结合的一种连接方子相互扩散