焊接工程学(第一篇 焊接概述).dps.ppt

第一篇 焊接概述 第一章 焊接技术的特点 第二章 焊接机械装备及其自动化 第三章 工程焊接质量控制 第一章 焊接技术的特点 第一节 焊接过程的物理本质 第二节 焊接热源的种类及其特性 第三节 熔焊加热特点及焊接接头的形成 第四节 焊接温度场 第一节 焊接过程的物理本质 焊接定义：被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。 固态金属的连接是依靠金属键结合在一起的。如图0-1所示：两个原子的结合力大小决定于二者之间的引力与斥力共同作用的结果。 为了实现金属表面的紧密接触，焊接工艺中常采用的两种措施：1 对被焊接的材质施加压力 2 对被焊材料加热（局部或整体） 注意：每种金属实现焊接所需的温度与压力存在一定的关系，如图0-2所示。 图0-1 0-2 焊接、钎焊、粘接的区别 焊接 使两个被焊材料之间（母材与焊缝）形成共同的晶粒。如图0-3（a）图。 钎焊 在连接处一般不易形成共同的晶粒，只是在钎料与母材之间形成有相互原子渗透的机械结合。如图0-3（b）图。 粘接 是靠粘结剂与母材之间的粘合作用，一般来讲没有原子的相互渗透或扩散。 图0-3 第二节 焊接热源的种类及其特性 能量是实现焊接的基本条件。至今所采用的焊接能源从基本性质来看，主要是热能和机械能。 能满足焊接条件的热源主要有：电弧热、化学热、电阻热、高频感应热、摩擦热、等离子焰、电子束、激光束等。 每种热源都有其本身的特点，在生产上均有不同程度的应用。特性见P4表0-1。 第三节 熔焊加热特点及焊接接头的形成 焊件加热区 定义：热源把热能传给焊件时所通过的焊件上的一定的作用面积。 能量分布： 1 活性斑点区（带电质点集中轰击的部位） 2 加热斑点区（热量分布不均匀，中心高，边 缘低） 影响热能分布的因素 焊接方法； 焊接工艺参数； 如图0-7所示电流、电压对热能分布的影响。 对于一些新的焊接工艺，影响热能分布的因素更为复杂 焊接接头的形成（如图0-8所示） 焊接热过程 被焊金属发生局部受热和熔化 焊接化学冶金过程 金属、熔渣和气相之间进行一系列的化学冶金反应。此时，提高焊缝的韧性的措施有：1 向焊缝中加入合金元素；2适当降低焊缝中的碳，并排除一些杂质，净化焊缝。 焊接时的金属凝固结晶和相变过程 金属原子由近程有序变成远程有序排列 焊接接头 组成：焊缝、热影响区、熔合区（焊缝和热影响 区之间的过渡区）见图0-9所示。 要求：保证焊缝金属的性能的同时，必须保证焊接热影响区的性能。 第四节 焊接温度场 焊接传热的基本形式 在熔焊的条件下，由热源传给焊件的热量，主要是以辐射和对流为主，而母材和焊条获得热能之后，热的传播则是以热传导为主。 焊接温度场的一般特征 焊接时焊件上各点的温度每一瞬时都在变化，而且是有规律的变化。有如下关系式： T= f（x、y、z、t） 其中： T——焊件上某点某瞬时的温度 x、y、z——焊件上某点的空间坐标 t——时间 焊接温度场的特点： 属于非稳定温度场； 对于正常焊接条件下的移动热源，一定时间后，焊件上会形成准稳定温度场； 焊件传热可以是三维、二维和一维。 如图0-12所示。 第二章 焊接机械装备及其自动化 第一节 焊接机械装备 第二节 焊接机器人 第三节 焊接机器人用的焊件变位机械 第一节 焊接机械装备 定义：在焊接生产中与焊接工序相配合，有利于实现焊接生产机械化、自动化，有利于提高装配焊接质量，促使焊接生产过程加速进行的各种辅助机械装置和设备。 ●与焊机之间的关系：焊机是焊接生产过程中的核心设备，它包括焊接电源、焊接控制箱、焊接机头，有自己独立系统，不属于焊接机械装备的范畴。而焊接机械装备相对于焊机是处于辅助地位的，是配合焊机进行焊接生产的机械装置和设备。 分类（如表0-1所示） 按用途分：焊接工装夹具、焊接变位机械、焊件输送机械、其他从属装置； 按使用范围分：通用和专用。 焊接机械装备在焊接生产中的作用 采用焊接工装夹具：1零件由定位器定位，不用划线，不用测量就能得到准确的装配位置，从而保证了装配精度，加快了装配作业的进程；2焊接工装夹具上大都采用磁力、液压、气动夹具，即使采用手动夹具，也都有扩力机构，因此