熔焊原理第二单元焊缝金属的构成课件.ppt

1、第二单元 焊缝金属的构成模块一 焊条（焊丝）的加热与熔化模块二 熔滴过渡模块三 母材的熔化与焊缝的形成模块一 焊条（焊丝）的加热与熔化 2.加热与熔化焊条的热量来自于三方面:（1）电弧热：（主要热源）（2）焊接电流通过焊芯时产生的电阻热；（3）化学冶金反应产生的反应热（可忽略）。一、焊条（焊丝）的加热 1.焊条（焊丝）的作用：（1）作为电弧的一极；（2）作为填充金属。下一页模块一 焊条（焊丝）的加热与熔化下一页3.电阻热大所引起的不良后果（1）熔化过于激烈引起飞溅；（2）药皮开裂与过早脱落，电弧燃烧不稳；（3）焊缝成形不良，甚至产生气孔等缺陷；（4）药皮过早进行化学冶金反应，丧失冶金效应及保护

2、作用；（5）焊条发红变软，操作困难。影响电阻热的因素：QR=I2Rt 4.电弧加热 经测量表明，焊条的熔化主要依靠电弧的热量，电阻热占次要地位。模块一 焊条（焊丝）的加热与熔化 二、焊条金属的熔化速度 1.焊条金属的平均熔化速度 焊条金属的熔化速度是焊接生产率高低的主要特征。m=m/t=apI 其中ap是焊条的熔化系数。2.熔化系数 ap=m/It ap是焊条的熔化系数，它的物理意义是：熔焊过程中，单位电流、单位时间内焊芯的熔化量。下一页模块一 焊条（焊丝）的加热与熔化模块一 焊条（焊丝）的加热与熔化 3.熔敷系数 aH=mH/It aH：单位电流，单位时间内焊芯或焊丝熔敷在焊件上的金属量称为

3、熔敷系数。4.飞溅率 由于金属蒸发、氧化和飞溅，焊芯或焊丝在熔敷过程中的损失量与熔化的焊芯或焊丝原有质量的百分比叫做飞溅率（）。模块一 焊条（焊丝）的加热与熔化 =（m-mH）/m=（vm-vH）/vH=1-aH/aP或 aH=（1-）ap式中 vH焊条的平均熔敷速度 可见，熔化系数并不能确切反映对焊条金属的利用率和生产率的高低，而真正反映对焊条金属利用率及生产率的指标是熔敷系数模块一 焊条（焊丝）的加热与熔化 三、焊条药皮的熔化及过渡 药皮各组成物的熔化并不是同时进行的，而是从低熔点的成分开始，并同时发生高熔点成分溶解在所形成的液体中。返回模块二 熔滴过渡下一页 一、溶滴的过渡特性 1.熔滴

4、的比表面积和相互作用时间 熔滴的比表面积:熔滴的表面积与其体积(或质量)之比。S=4R2/（4/3）R3=3/R 熔滴越细小,比表面积越大。比表面积越大，说明熔滴与其周围介质相互作用越强烈，冶金反应越充分。模块二 熔滴过渡下一页 2.熔滴的温度 熔滴的温度是研究熔滴阶段各种物理化学反应时不可缺少的重要参数。试验表明，熔滴的平均温度随焊接电流的增加而升高，并随焊丝直径的增加而降低。对焊接低碳钢而言，熔滴的平均温度波动在21002700K的范围内。通常情况下,正极性时比反极性时熔滴的温度低。模块二 熔滴过渡下一页 二、熔滴过渡特性对焊接过程的影响 1.熔滴过渡的速度和熔滴的尺寸影响焊接过程的稳定性

5、、飞溅程度以及焊缝成形的好坏。2.熔滴的尺寸大小和长大情况决定了熔滴反应的作用时间和比表面积（指熔滴的表面积与其体积或质量之比）的大小从而决定了熔滴反应速度和完全程度。模块二 熔滴过渡下一页 3.熔滴过渡的形式与频率直接影响焊接生产率。4.熔滴过渡的特性对焊接热输入有一定的影响，改变熔滴过渡的特性可以在一定程度上调节焊接热输入，从而改变焊缝的结晶过程和热影响区的尺寸及性能。模块二 熔滴过渡下一页 三、熔滴过渡的作用力 1.重力 在平焊时，重力促进熔滴过渡；而在立焊和仰焊时，起阻碍作用。2.表面张力 在平焊时，表面张力阻碍熔滴过渡；而在其他位置焊时，起促进作用。3.电磁力 在任何位置焊时，电磁力

6、起促进熔滴过渡作用。模块二 熔滴过渡下一页 4.熔滴爆破力 导致大量的飞溅。5.电弧的气体吹力 电弧的气体吹力总是促进熔滴的过渡。6.斑点压力 斑点面积小时(CO2焊)，起阻碍作用；斑点面积大时(MIG时)，起促进作用。模块二 熔滴过渡下一页 四、熔滴过渡的形式 1.短路过渡 短弧长（小电压）、小电流、细丝；如CO2焊、焊条电弧焊仰焊。2.颗粒状过渡 粗颗粒状过渡不平稳；细颗粒状过渡较平稳。3.喷射过渡 熔滴细小、频率快、过渡稳定、飞溅小、熔深大、成形美观；如MIG焊。模块二 熔滴过渡返回 4.渣壁过渡 如埋弧焊、焊条电弧焊。2-6 短路过渡示意图模块三 母材的熔化与焊缝的形成下一页 一、母材

7、的熔化与熔池的形成 熔焊时，在热源的作用下，与焊条金属熔化的同时，被焊金属母材也发生局部熔化。在母材上由熔化的焊条金属和母材组成的具有一定几何形状的液体金属叫熔池。二、熔池的形状和尺寸 焊接开始后，经过一段时期，熔池的形状与尺寸不再变化，形状接近于不太规则的半个椭球。熔池的主要尺寸为熔池长度、最大宽度max、最大熔深Hmax。熔深（Hmax）：增加电流，Hmax增加熔宽（Bmax）：增加弧压，Bmax增加下一页熔池的温度分布不均匀。熔池金属在强烈的运动着。模块三 母材的熔化与焊缝的形成模块三 母材的熔化与焊缝的形成下一页 三、熔池的特性 1.熔池的重量 熔池的重量与焊接参数有关。试验得出，焊条

8、电弧焊时熔池的重量mp与P02/成线性关系，即mp随P0的增加而急剧上升，随焊接速度的增大而减少。2.熔池的存在时间 熔池在液态存在的最长时间与熔池长度的关系为tmax=L/v。模块三 母材的熔化与焊缝的形成下一页 3.熔池的温度 熔池各点的温度分布不均匀，根据温度分布及变化规律，以热源中心为界可将熔池划分为头部与尾部两部分。4.熔池的流动 使熔池中液态金属发生运动的主要原因如下：（1）液体金属的密度差所产生的自由对流运动；模块三 母材的熔化与焊缝的形成下一页 （2）表面张力差所引起的强制对流运动；（3）热源的各种机械力所产生的搅拌作用，使熔池处于运动状态。四、焊缝金属的熔合比 熔合比：熔焊时，被熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比叫做熔合比。影响熔合比的因素如下：（1）坡口的形状与尺寸 I形坡口及坡口角度小，熔合比大。模块三 母材的熔化与焊缝的形成返回 （2）焊接方法 埋弧焊相对熔合比大一些。（3）焊接层数及道数 层数及道数增加，熔合比减小。（4）材料的热导率 热导率小，熔合比大。