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金属连接成形（焊接） •第1章 金属焊接理论基础 通过加热或加压，或者并用，并且用或不用填充材料，使焊 件达到原子结合，形成永久性接头的加工方法。 特点： – 焊接结构重量轻，节约金属材料，和铆接比，可节约金属10-20％，与 铸件相比，可节约30-50 ％。 – 接头具有良好力学性能，能耐高温高压、能耐低温，良好的密封性、 导电性、耐腐蚀性和耐磨性。 – 可以简化大型或复杂形状结构的制造工艺，如大型锅炉、汽车车身的 制造 – 但是，某些材料焊接困难，接头组织和性能的不均匀，焊接残余应力 和变形等。 Ⅲ 金属连接成形（焊接） • 焊接零件 第1.1节 焊接熔池的化学冶金 1. 熔焊过程中杂质的有害作用 焊机（交流、直 • 电弧焊时，母材与焊条 流） 焊钳 受到电弧高温的作用，融 焊条 化形成熔池，熔池中的液 电弧 体金属与周围的熔渣及空 工件 气接触，产生化学冶金反 应。 导线 第1.1节 焊接熔池的化学冶金 1. 熔焊过程中杂质的有害作用 氧气：使C、Mn、Si元素烧 药皮 损，含O 量增加，致使金属的 2 渣层 塑性、韧性、强度降低。氧化 电极 物与C反应，会引起气孔。 保护气体 氮气、氢气：气孔。后者还会 引起氢脆。 电弧 S：导致热脆性、热裂纹。 P：降低低温韧性。 第1.1节 焊接熔池的化学冶金 • 2、对熔化金属的保护和冶金处理 1）对焊接区采取机械保护，防止空气污染溶化金属。 2）对熔池采用冶金处理，清除有害杂质。 • 3、熔池的化学冶金特点 1）熔池的温度高，金属元素发生蒸发和烧损； 2）熔池金属温度变化快，冶金反应难于充分进行。 第1.2节 焊接接头的组织和性能 第1.2节 焊接接头的组织和性能 • 1、焊接热循环 焊接过程中，焊接接头上某点温度随时间变化的过程。 • 2、焊接接头组成 由焊缝1、熔合区2和热影响区3组成 1）焊缝 由熔池金属结晶形成的焊件结合部分 第1.2节 焊接接头的组织和性能 • 2、焊接接头组成 1）焊缝 焊缝金属的结晶是从熔池底壁开始向中心长大的，冷却速 度快，形成粗大柱状铸态组织(铁素体和少量珠光体)。一 般情况下焊缝成分不均匀，中心偏析，力学性能差。 第1.2节 焊接接头的组织和性能 • 2、焊接接头组成 2）热影响区 焊缝两侧处于固态的 母材金相组织和力学性能发生变化 的区域。 过热区（1100℃～固相线）：粗大魏氏组织，塑、韧性 低，是热影响区性能最差的区域；