熔焊原理 侯德政 第一章 焊接热过程新.pptVIP

26091B 主编 绪　　论第一章　焊接热过程第二章　焊条熔化及熔池形成第三章　焊接化学冶金过程 第一章　焊接热过程 第一节　焊接热源及应用第二节　焊接温度场第三节　焊接热循环 第一节　焊接热源及应用 一、焊接热源的种类及特征1.常用的焊接热源(1)电能源　利用熔化或不熔化的电极与焊件之间的电弧所产生的热量进行焊接。(2)化学能源　将各种形式储存的化学能转变为焊接用的热能，如气焊(氧乙炔焊)和热剂焊等。(3)光能源　将光能转变为焊接能源，如激光焊(用各种透镜系统聚集的激光束进行焊接)，电子束焊(用静电和磁的方法聚集的电子束进行焊接)。(4)机械能源　利用机械能进行焊接，主要有摩擦焊、超声波焊和爆炸焊等。 第一节　焊接热源及应用 (5)固态能源　在低于熔点和熔化温度区间，在时间、温度和压力的作用下，通过原子间相互扩散使母材金属实现聚和。2.焊接热源的主要特征(1)热源热量比较集中。(2)功率密度大。(3)相对加热面积较小。 表1-1　常用熔焊方法及热源的主要特征 第一节　焊接热源及应用 表1-1　常用熔焊方法及热源的主要特征 二、焊接热效率 表1-2　不同焊接方法的η值 表1-3　焊条电弧焊和埋弧焊的热量分配情况和η值 ①　包括焊条药皮或焊剂熔化所消耗的热量。 第二节　焊接温度场 一、焊接温度场的概念 图1-1　焊接瞬时温度场 第二节　焊接温度场 图1-2　固定热源加热厚大工件时的等温面分布 第二节　焊接温度场 二、焊接温度场的类型1.按温度变化的情况划分的温度场2.按焊接传热类型划分的温度场三、影响焊接温度场的因素1.热源的特性2.焊接参数3.母材的热物理性能 图1-3　半无限大物体表面上运动热源的温度场a)Oxy面上的等温线　b)Oyz面上的等温线 第二节　焊接温度场 26091BW1.eps 第二节　焊接温度场 表1-4　不同材料的热物理常数 4.工件的形态 第二节　焊接温度场 图1-5　三种典型传热方式示意图 第三节　焊接热循环 一、焊接热循环及其主要参数 图1-6　焊接热循环曲线 第三节　焊接热循环 (1)加热速度vH　在集中的高温热源作用下，焊接时的加热速度比其他热加工时要高得多。(2)加热的最高温度Tmax　金属组织的变化除化学成分之外，主要与加热温度和冷却速度有关。(3)在相变温度以上的停留时间tH　在相变温度以上停留的时间越长，就会越有利于奥氏体的均质化过程。(4)冷却速度vC(或冷却时间)　冷却速度是决定热影响区组织性能最重要的参数之一，是研究热过程的主要内容。二、多层焊焊接热循环1.长段多层焊的焊接热循环 第三节　焊接热循环 图1-7　长段多层焊焊接热循环 2.短段多层焊的焊接热循环 第三节　焊接热循环 图1-8　短段多层焊的热循环 三、脉冲焊焊接热循环的特点 第三节　焊接热循环 0109.TIF 第三节　焊接热循环 图1-9　理想的脉冲电流波形—脉冲电流　—基值电流　—脉冲时间　—持续时间　—脉冲周期 第三节　焊接热循环 0110.TIF 第三节　焊接热循环 0.TIF 第三节　焊接热循环 0111.TIF 第三节　焊接热循环 0.TIF 四、焊接热循环的控制及其应用1.影响焊接热循环的因素(1)焊接方法　不同焊接方法的热源特性不同。(2)焊接热输入与预热温度　焊接电流、电弧电压、焊接速度等对焊接热循环均有一定的影响。 第三节　焊接热循环 表1-5　单层电弧焊和电渣焊低合金钢时近缝区热循环参数 表1-6　预热对焊接热循环的影响 (3)焊件尺寸　图1-12所示为热输入不变， 第三节　焊接热循环 改变焊件宽度b和板厚δ时对t800～500的影响。(4)接头形式　接头形式不同，导热情况也存在差异。(5)焊道长度　焊道长度对冷却速度的影响如图1-14所示，在接头形式与焊接条件相同时，焊道越短，其冷却速度越快。2.调整焊接热循环的方法1)根据被焊金属的成分和性能选择适宜的焊接方法。2)合理选用焊接参数。 图1-12　焊件宽度b和板厚δ对的影响试验条件：焊条电弧焊，未预热，焊条直径φ=4mm，I=140A，U=30V，v=14.5cm/min，焊件长度为110mm 第三节　焊接热循环 3)采用预热、焊后保温或缓冷等措施降低冷却速度。4)调整多层的焊道数和层间温度。5)利用短段多层焊。 图1-13　接头与坡口形式对的影响(图中符号后的数字表示板厚δ,单位mm) 第三节　焊接热循环 图1-14　焊道长度对不同温度下冷却速度的影响 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网