第一章 焊接2课件.ppt

（1）熔池凝固的特点 联生结晶/交互结晶/外延结晶 　 依附于母材晶粒的现成表面而形成共同晶粒的凝固方式 择优成长 　　并非“齐步前进”。当散热最快的方向与晶体成长的结晶位向相同时，有利于柱状晶的成长 在熔池两侧翼边界，由于结晶速度R非常小，温度梯度G较大，G/R 则很大，成分过冷接近于零，满足平面晶生长的条件。 （2）焊缝金属的组织： 固态相变，影响因素：化学成分+冷却条件 ①加热速度υH 速度快，相变不充分。与方法、热输入、母材厚度和材质有关 ②最高/峰值温度θm 与每点对应，距焊缝近的θm高 ③相变温度以下/高温停留时间tH 越长，高温奥氏体均质化充分，但晶粒长大严重 ④ 冷却速度υc或冷却时间tc 冷却至某一温度θc点的瞬时冷却速度，切线求出 　　① HAZ组织分布 　　a. 低碳钢及不易淬火的低合金钢（Q235、20、16Mn等） 熔合/半熔化区：最高温度在固相线和液相线之间。局部熔化，成分与组织不均匀，塑性差 过热区/粗晶区：固相线到1100℃左右。塑韧性差 相变重结晶区（正火区）： 1100℃~Ac3相当于 正火组织（细晶F＋P）塑韧性好 不完全重结晶区：Ac1~Ac3， （部分细晶F＋P以及粗晶F）组织不均匀 　 　b. 易淬火钢(低碳调质钢、中碳钢、中碳调质钢，如：18CrMoNb、45、30CrMnSi等) 与焊前热处理状态有关 焊前正火或退火态，HAZ主要由完全淬火区和不完全淬火区组成。 调质态， HAZ主要由完全淬火区、不完全淬火区和回火区组成。 ② HAZ性能变化 　　a. HAZ的硬化 用最高硬度Hmax表示 　国际焊接学会(IIW)的碳当量公式： 3. 影响焊接接头性能的因素 焊接材料（焊条、焊丝、焊剂） 焊接方法（热源不同、保护效果不同） 焊接工艺（焊接电流、电压、速度） 焊后热处理（正火后细化晶粒） 过热区（1100 ℃ ）组织粗大，机械性能很低, 正火区（Ac3～1100℃）晶粒细小，机械性能高， 部分相变区（Ac1～Ac3）晶粒不均匀，机械性能低。 1. 手弧焊 手弧焊的原理及特点 手弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。适于各种环境各种方位、设备简单、焊钳小、使用方便。 手弧焊是应用最广泛的焊接方法。 2. 埋弧焊 （1）埋弧焊的原理及特点 用焊剂进行渣保护，焊丝为一电极在焊剂层下引燃电弧燃烧，热效率高；焊丝为连续的盘状焊丝，可连续馈电；焊接无飞溅，可实现大电流(1000A)高速焊接，生产率高；金属利用率高(熔深大，20~25mm以下的工件可不开坡口进行焊接)；焊接质量好，劳动条件好。 埋弧焊适于平直长焊缝和环焊缝的焊接。 （2）埋弧自动焊示意图和焊接过程 （3）埋弧焊的工艺 焊前准备(下料、开坡口和装配) 板厚小于14mm时，可不开坡口； 板厚为14～22mm时，应开Y型坡口； 板厚为22～50mm时，可开双Y型或U型坡口。 Y型和双Y型坡口的角度为50°～60°。 焊直缝时，应安装引弧板和熄弧板(引出板)，防止起弧和熄弧时产生的气孔、夹杂、缩孔、缩松等进入工件焊缝中。 为保持焊接成形和防止烧穿，采用各种焊剂垫和垫板。 平板对接焊 常采用双面焊，可不留间隙直接进行双面焊接，也可采用打底焊或焊剂垫或垫板或者水冷铜成型底板进行单面焊双面成型。 多丝埋弧焊 同时有两个以上焊丝起焊接，焊接速度高，焊缝成型好。前一电弧保证熔深，后续电弧调节熔宽，使熔池形状及焊缝成型较为合理。 环焊缝 焊接环焊缝时，焊丝起弧点应与环的中心线偏离一距离e，以防止熔池金属的流淌。一般偏离距离为20-40mm，直径小于250mm的环缝一般不采用埋弧自动焊。 （4）埋弧焊的应用 埋弧焊主要用于压力容器的环缝焊和直缝焊，锅炉冷却壁的长直焊缝焊接，船舶和潜艇壳体的焊接，起重机械（行车）和冶金机械（高炉炉身）的焊接。 3. 气体保护焊 (1)氩弧焊 利用氩气保护电弧热源及焊缝区进行焊接。 钨极氩弧焊(TIG) 以钨钍合金和钨铈合金为阴极，利用钨合金熔点高，发射电子能力强，阴极产热少，钨极寿命长的特点，形成不熔化极氩弧焊。 2 熔化极氩弧焊(MIG) 以焊丝为一电极（正极），工件为另一电极（负极），焊丝熔滴通常呈很细颗粒的“喷射过渡”进入熔池，所用电流比较大，生产率高。 对板厚8mm以上的铝容器，为使电弧稳定，熔化极氩弧焊通常采用直流反接，这对于焊铝工件正好有“阴极破碎”作用。 脉冲氩弧焊 将电流波形调制成脉冲形式，用高脉冲电流形成焊接熔池，低脉冲电流用来维