1、第五章 金属的焊接一、概 述二、熔化焊三、压力焊四、钎 焊 一、概述1、焊接的作用 石油、化工、锅炉、桥梁石油、化工、锅炉、桥梁 2、焊接方法的分类3、金属的可焊性4、焊接材料*1.1 焊接的作用1.2 焊接方法的分类 熔化焊：气焊、电弧焊、电渣焊、等离子焊、 电子束焊、激光焊 压力焊：电阻焊、摩擦焊 钎 焊：软钎焊、硬钎焊1.3 金属的可焊性 金属材料本身 焊接工艺1.4 焊接材料一、手工电弧焊用焊接材料手工焊的焊接材料为电焊条，它由钢芯和包在钢芯外的药皮组成。二、埋弧焊用焊丝和焊剂 时最基本的要求是要能够形成机械性能与基体金属一致的焊缝；其次，在化学成分方面，如基体金属有一定合金成分的钢种
2、，那么焊条也应符合或接近该钢种的要求；还应根据焊接位置及板厚确定药皮类型。 二、熔化焊基本原理 手工电弧焊埋弧自动焊 2.1 基本原理 熔焊焊缝的形成 组织与性能 FeC相图* 应力与变形熔焊焊缝的形成组织与性能 FeC相图*低碳钢焊接接头组织变化(1)焊缝区焊缝区 焊缝区的金属被加热熔化后随即冷却结晶，其结晶方向是从熔池底侧面指向焊缝中心，故形成柱状铸态组织。低熔点的硫、磷杂质和氧化铁等易偏析集中于焊缝中心区，影响焊缝性能。(2)热影响区热影响区 焊缝附近的热影响区可分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。 熔合区熔合区 即半熔化区，其组织为过热粗晶， 宽度很窄(0.11mm), 其强度、塑
3、性和韧性都下 降，易应力集中，它决定着焊接接头的性能。 过热区过热区 该区奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组 织，其塑性和韧性下降，也是焊接接头的薄弱区， 易产生裂纹。 正火区正火区 该区金属发生重结晶，冷却后为均匀而 细小的铁素体和珠光体组织，其性能优于母材。 部分相变区部分相变区 该区珠光体和部分铁素体发生重结 晶, 使晶粒细化, 部分铁素体来不及转变, 冷却后晶 粒大小不均, 性能略差。应力与变形平板对接焊的应力和变形焊接变形的基本形式2.2 手工电弧焊(MMA)焊接材料、焊接工艺、焊芯、药皮Mannal metal arc melting电焊条药皮的作用：1）稳定电弧；2）形成CO2保护气
4、体；3）焊接金属的物理化学反应，4）保证加入合金元素。2.3 埋弧自动焊 2.3 埋弧自动焊 Submerged-arc Welding特点：1）生产率高；2）焊接质量高且稳定；3）节省金属材料；4）改善劳动条件。2.4 气体保护焊 氩弧焊 CO2气体保护焊Gas shielded-arc welding principle 氩弧焊 CO2气体保护焊优点：1）生产率高 2）成本较低 3）焊接质量高。 缺点：1）电弧光强，飞溅严重，焊缝成形不够光滑 2）不宜焊接容易氧化的有色金属材料。 3）不宜在有风的场地工作。2.5 其他方法 电子束，离子束，激光束 电子束离子束激光束三、压力焊 电阻焊 摩擦
5、焊 3.1 电阻焊 是利用电流通过焊件接触面所产生的电阻热，将焊件局部加热到高塑性或半熔化状态，并在一定的压力下结晶凝固形成焊接接头的方法。它需采用大电流、低电压的大功率电源。 电阻焊的基本形式有: 1.点焊 2.缝焊 3.对焊点点 焊焊Spot welding 缝缝 焊焊Conventional wide wheel seam welding Wide wheel seam Circular Seam Welding Longitudinal Seam Welding Narrow weld seam Consumable wire seam Mash seam welding Foil b
6、utt seam welding对对 焊焊3.2 摩擦焊Schematic of the friction stir welding process四、钎焊四、钎焊 钎焊是将熔点比焊件低的钎料加热熔化后渗入固态焊件间的间隙内，将焊件连接起来的焊接方法。1 硬钎焊硬钎焊 钎料熔点高于450, 接头强度较高(200MPa), 主要用于受力较大或工作温度较高的工件。常用的钎料有铜基、银基和镍基合金等。熔剂为硼砂、硼酸、氯化物和氟化物的各种组成物。主要用于受力较大的钢材、铜合金构件的焊接和刀具、工具的焊接。2 软钎焊软钎焊 钎料低于450，接头强度低(100MPa )，主要用于受力较小或工作温度较低的工件。常用的钎料是锡铅合金(焊锡)。熔剂是松香、氯化锌或氯化铵溶液。软钎焊广泛用于受力不大的钢结构、铜合金构件和仪表、导电元件的焊接。
