金属工艺学第四章金属的焊接成形
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金属工艺学部分课后习题解答
补充习题
下列铸件在大批量生产时，以什么铸造措施 为宜？ 铝活塞金属型铸造、汽轮机叶片熔模铸造、 汽缸套离心铸造、车床床身砂型铸造、摩托车 气缸体压力铸造、汽车喇叭压力铸造、大口径 污水管离心铸造、大模数齿轮滚刀熔模铸造
压力加工：第二章 铸造
7 图示零件采用锤上模锻制造，请选择最合适旳分模面
位置？ p127
I
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
方案I： 分型面为曲
面，不利于分型。
I
方案II：分型面在最
II
大截面处，且为平面，
方案可行。
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
I II
两方案均可， 但型芯头形状 不同。
铸造：第三章 砂型铸造
铸造：第一章 铸造工艺基础
8.试用下面异形梁铸钢件分析其热应力旳形成原 因，并用虚线表达出铸件旳变形方向。p49
形成原因：壁厚不均匀。
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
p73
I方案存在错箱可能。 该零件不算太高，故 方案II稍好，从冒口
II
安放来看，II方案轻 易安放。
焊接措施: 手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊
端面车刀
6.图示铸件有几种分型方案？在大批量生产中应选择 哪种方案？ p73
应采用方案I，方案II
I
型芯稳定，但φ40凸台
阻碍拔模。
II
铸造：第三章 砂型铸造
6.图示铸件有几种分型方案？在大批量生产中应选择 哪种方案？ p73
I
III II
应采用方案III，方案I需要活块，且下面活 块难以取出；方案II需要挖砂。
金属工艺学-4
授人以鱼不如授人以渔
朱明工作室 8.手弧焊工艺参数 焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度和线能量等总称为焊接工艺参 数。 ①焊条直径d：焊件厚度δ ﹤4㎜时，d＝δ ； δ ＞1㎜，则取d＝3～6㎜。 ②焊接电流I：I＝10d2（A） ③电弧电压U：U↑,电弧↑。电弧过长，则燃烧不稳，飞溅加大，容深变 小，而且保护不良。 ④焊接速度V：V加大，可以提高生产率并可减小过热区。 ⑤线能量E：E＝（η IU）／V（η 为有效系数，焊条电弧焊η ＝0.66～ 0.85；埋弧焊η ＝0.9～0.99）。
授人以鱼不如授人以渔
7.电焊条 ①电焊条的组成及作用 朱明工作室 zhubob@ 组成：焊芯和药皮 作用： 焊芯—填充金属(其直径即称为焊条直径，最小为1.6 ㎜，最大为8㎜。其中以3.2～5㎜的焊条应用最广）； 药皮—稳弧、造气、造渣、脱氧、合金、粘结等。 药皮必须含有造气剂和造渣剂。药皮中还应含有稳弧 剂和合金化剂，以及脱氧剂、脱硫剂和去氢剂等。
①热源—能量要集中，温度要高。以保证金属快速熔化，减小热影响
区。满足要求的热源有电弧、等离子弧、电渣热、电子束和激光。
②熔池的保护—可用渣保护、气保护和渣-气联合保护。以防止氧化，
并进行脱氧、脱硫和脱磷，给熔池过渡合金元素。
③填充金属—保证焊缝填满及给焊缝带入有益的合金元素，并达到力
学性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊丝。
授人以鱼不如授人以渔
朱明工作室
zhubob@
②焊条的型号与牌号的区别 1.焊条的型号是按国家有关标准（GB5117-85)与国际标准确定的。以结 构钢为例，型号编制法为字母“E”表示焊条，第一、二位表示熔敷金属最 小抗拉强度，第三位数字表示焊条的焊接位置，第三、四位数字表示焊接电 流种类及药皮类型。如E4301、E5015、E5016等(见下图）。
金属工艺学第五版第四篇焊接课件
控制噪声和振动
采取措施降低焊接过程中产生的噪声和振动，如使用消音器、减 震装置等，以减轻对周围环境和人员的影响。
减少辐射污染
对于焊接过程中产生的辐射污染，应采取措施进行防护和控制， 如设置防护屏障、限制操作时间等。
THANKS
感谢观看
焊接技术的发展
随着工业革命的兴起，焊 接技术得到了迅速发展， 出现了多种焊接方法和设 备。
现代焊接技术
现代焊接技术已经实现了 自动化、数字化和智能化， 如激光焊接、电子束焊接 等。
02
焊接基本原理
焊接热源
电弧热 利用电弧产生的热量来熔化金属， 是焊接中最常用的热源之一。
激光束 利用高能激光束聚焦后照射到金 属表面，使金属迅速熔化并连接 起来，是近年来发展迅速的一种 新型焊接热源。
气体火焰 利用可燃气体（如乙炔、丙烷等） 燃烧产生的热量来熔化金属，常 用于金属的钎焊和气焊。
电阻热 利用电流通过导体产生的电阻热 来熔化金属，常用于金属的接触 焊和压焊。
熔化与连接机制
熔化焊
通过加热使接头处的金属熔化，然后冷却凝固形成接 头。
压焊
通过施加压力使接头处的金属相互结合，不需要加热 熔化。
焊接结构断裂
焊接结构的断裂会导致结构失效，造成严重后果。在设计时，应充分考虑母材的断裂韧性、焊缝的裂纹敏感性以 及焊接工艺对焊缝质量的影响等因素，采取有效措施防止断裂的发生。
0
1 2
焊接操作安全规定
确保在焊接过程中遵守安全规定，如穿戴防护服、 佩戴护目镜等，以减少事故发生。
03
钎料
钎料是焊接过程中用于填充间隙的金属材料，熔点低于母材。常见的钎
料包括铜基钎料、锡基钎料和铝基钎料等。
焊接辅助材料
采取措施降低焊接过程中产生的噪声和振动，如使用消音器、减 震装置等，以减轻对周围环境和人员的影响。
减少辐射污染
对于焊接过程中产生的辐射污染，应采取措施进行防护和控制， 如设置防护屏障、限制操作时间等。
THANKS
感谢观看
焊接技术的发展
随着工业革命的兴起，焊 接技术得到了迅速发展， 出现了多种焊接方法和设 备。
现代焊接技术
现代焊接技术已经实现了 自动化、数字化和智能化， 如激光焊接、电子束焊接 等。
02
焊接基本原理
焊接热源
电弧热 利用电弧产生的热量来熔化金属， 是焊接中最常用的热源之一。
激光束 利用高能激光束聚焦后照射到金 属表面，使金属迅速熔化并连接 起来，是近年来发展迅速的一种 新型焊接热源。
气体火焰 利用可燃气体（如乙炔、丙烷等） 燃烧产生的热量来熔化金属，常 用于金属的钎焊和气焊。
电阻热 利用电流通过导体产生的电阻热 来熔化金属，常用于金属的接触 焊和压焊。
熔化与连接机制
熔化焊
通过加热使接头处的金属熔化，然后冷却凝固形成接 头。
压焊
通过施加压力使接头处的金属相互结合，不需要加热 熔化。
焊接结构断裂
焊接结构的断裂会导致结构失效，造成严重后果。在设计时，应充分考虑母材的断裂韧性、焊缝的裂纹敏感性以 及焊接工艺对焊缝质量的影响等因素，采取有效措施防止断裂的发生。
0
1 2
焊接操作安全规定
确保在焊接过程中遵守安全规定，如穿戴防护服、 佩戴护目镜等，以减少事故发生。
03
钎料
钎料是焊接过程中用于填充间隙的金属材料，熔点低于母材。常见的钎
料包括铜基钎料、锡基钎料和铝基钎料等。
焊接辅助材料
1 金属的焊接成型方法详解
由于电弧埋于焊剂之下，因此看不到弧光且焊接烟雾少，劳动条件改 善。
缺点：埋弧自动焊一般只适用于水平位置的长直焊缝和直径250mm 以上的环形焊缝，焊接的钢板厚度一般在6～60mm，适焊材料局限 于钢、镍基合金、铜合金等，不能焊接铝、钛等活泼金属及其合金。
主要用在压力容器的环缝焊和直缝焊、锅炉冷却壁的长直焊缝及船舶 和潜艇壳体、起重机械 (行车)、冶金机械 (高炉炉身）
焊工手工操作焊条进行焊接的电弧焊。 特点： 1. 设备简单，应用灵活方便，可以进行各种位置及各种不规则焊缝的焊
接； 2. 焊条系列完整，可以焊接大多数常用金属材料； 3. 焊条载流能力有限（电流为20～500A），焊接厚度一般在3～
20mm之间，生产率较低，焊接质量很大程度上取决于焊工的操作技 能； 4. 焊工需要在高温、尘雾环境下工作，劳动条件差，强度大； 5. 手工电弧焊不适合焊接一些活泼金属、难熔金属及低熔点金属。
2)焊接质量好: 由于CO2气体的保护，焊缝氢含量低，且焊丝中锰量较高，脱硫 效果明显。另外，由于电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，热影 响区较小，焊接接头抗裂性好。
3) 操作性能好: CO2保护焊是明弧焊，易发现焊接问题并及时处理，且适用于各 种位置的焊接，操作灵活。
第一节 熔焊 二、气体保护焊 1、CO2气体保护焊
金属的焊接成型方法
一、埋弧自动焊
第一节 熔焊
埋弧自动焊 (简称埋弧焊)是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的 方法。常用颗粒状的焊剂代替焊条药皮，用自动连续送进的焊 丝代替焊芯，由自动焊机取代工人的手工操作。因其引弧、送 丝、电弧的前移等过程全部由机械来完成，故生产率、焊接质 量均得以提高。
第一节 熔焊 一、埋弧自动焊 1·特点：
金属的焊接成型方法
缺点：埋弧自动焊一般只适用于水平位置的长直焊缝和直径250mm 以上的环形焊缝，焊接的钢板厚度一般在6～60mm，适焊材料局限 于钢、镍基合金、铜合金等，不能焊接铝、钛等活泼金属及其合金。
主要用在压力容器的环缝焊和直缝焊、锅炉冷却壁的长直焊缝及船舶 和潜艇壳体、起重机械 (行车)、冶金机械 (高炉炉身）
焊工手工操作焊条进行焊接的电弧焊。 特点： 1. 设备简单，应用灵活方便，可以进行各种位置及各种不规则焊缝的焊
接； 2. 焊条系列完整，可以焊接大多数常用金属材料； 3. 焊条载流能力有限（电流为20～500A），焊接厚度一般在3～
20mm之间，生产率较低，焊接质量很大程度上取决于焊工的操作技 能； 4. 焊工需要在高温、尘雾环境下工作，劳动条件差，强度大； 5. 手工电弧焊不适合焊接一些活泼金属、难熔金属及低熔点金属。
2)焊接质量好: 由于CO2气体的保护，焊缝氢含量低，且焊丝中锰量较高，脱硫 效果明显。另外，由于电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，热影 响区较小，焊接接头抗裂性好。
3) 操作性能好: CO2保护焊是明弧焊，易发现焊接问题并及时处理，且适用于各 种位置的焊接，操作灵活。
第一节 熔焊 二、气体保护焊 1、CO2气体保护焊
金属的焊接成型方法
一、埋弧自动焊
第一节 熔焊
埋弧自动焊 (简称埋弧焊)是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的 方法。常用颗粒状的焊剂代替焊条药皮，用自动连续送进的焊 丝代替焊芯，由自动焊机取代工人的手工操作。因其引弧、送 丝、电弧的前移等过程全部由机械来完成，故生产率、焊接质 量均得以提高。
第一节 熔焊 一、埋弧自动焊 1·特点：
金属的焊接成型方法
金属的焊接成形资料
一、焊接电弧
电弧：由焊接电源提供具有一定电压的两电极间或电极与焊件间，在气体介质中 产生的强烈而持久的放电现象。
分解
电离
M2 ————2M—————M++e-
(放出热能、光能和机械能)
物质(气体、固体)被加热成为气态分子，分子进一步分 解成原子，原子经电离形成带电的粒子(正离子、负离子、电 子)，带电粒子在电场中作定向运动而形成焊接电流。
粗丝(d=1.6～5mm) CO2保护焊，多用于焊3～25mm 厚的钢板。 ② CO2保护焊既可用于缝焊，还可用于点焊，在车辆、船 舶生产中，CO2保护焊机器人正在发挥重要作用。
三、 其它常用焊接方法
1、 电阻焊 焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的
接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。
生产率高 ③ 电弧电压：控制电弧电压，可控制焊缝宽度和保证焊缝成形 ④ 焊接速度：保证焊缝质量的前提下，增大焊接速度，可提高生
产率(由实验确定)。
2021/6/16
5．埋弧自动焊的特点
① 生产率高(为手弧焊的5～10倍) ② 焊接质量好(渣保护效果好、焊接规范稳定) ③ 劳动条件好 ④ 适应性较差，一般只宜焊平焊位的直缝和环缝，不能焊空间 位
既不同金属发生化学反应，也不溶于液 态金属。是较理想的焊接保护气体。氩弧 焊使用的氩气要求纯度达99.9%。
1、 钨极氩弧焊(TIG) ① 钨电极：用钨合金制成电极棒，端部为圆锥形(加入了少量放
射性元素铈、钍)，钨的熔点高(约3600℃)，只用于传导电流， 保证电弧稳定燃烧，本身不熔化，铈、钍元素的蒸发对人体 健康有一定影响。 ② 氩气流：隔离空气，对焊接区金属进行保护。 ③ 脉冲钨极氩弧焊用于焊接厚度0.8mm以下的薄壁工件；
金属工艺学焊接
水箱进，排水管焊接，铝合金零件的焊接和补焊。
2）二氧化碳气体保护焊
用焊丝作电极，焊丝自动送进并熔化，用CO2 气体保护熔池金属，隔离空气。
CO2属于氧化性气体，电弧分解出[O]和[CO]， 造成熔池金属氧化烧损、飞溅，需要高Mn、高Si 焊丝，如H08MnSiA或 H08Mn2SiA焊丝等。
特点 成本低。主要是CO2廉价易得，为埋弧焊或
碱性焊条 药皮为碱性氧化物。如J507表示用
于厚板的结构钢焊条，熔敷金属抗拉强度不低 500MPa；氧化钛钙型药皮，交直流电源两用。Fra bibliotek焊条选用
满足焊缝与母材等强度要求，熔敷金属成分与 母材基本一致。
对动载或受冲击等重要零件的焊接，用碱性焊条。
焊条直径以焊丝直径表示，标准系列1.6，2.0， 2.5，3.2，4.0，5.0，6.0，8.0。
适用于4mm以下的薄板冲压件 的搭接接头。广泛用于飞行器、车 辆、壳罩、仪表壳体和日常生活用 品的装焊。 东风公司主要用于驾驶室总成，车 箱总成。
图
2）缝焊
缝焊示意图 改用滚轮或滚盘电极加压通电并滚动，使搭接接头 成为连续密封焊缝。主要用于3mm以下的薄板结构,主要要 求密封性容器的焊接，如汽车油箱、化工容器等。 东风公司主要用于汽油箱、消声器、机油盘等薄壁容器。
3）焊条工艺参数
焊条（焊芯）直径与被焊件厚度相当。 d件=3mm，焊条d=2.5，3mm； d件=4~7mm，焊条d=3.2，4mm；
焊接电流 =（30~45）d焊条（A）
焊机空载电压：60~70V。 电弧工作电压：20~35V。
焊接速度：保护焊透，焊缝良好前提下尽 量快速施焊。
当电流小到0.1A时，电弧仍能稳定燃烧，并保 持良好的挺直度和方向性，可用于焊接很薄的 箔材。
2）二氧化碳气体保护焊
用焊丝作电极，焊丝自动送进并熔化，用CO2 气体保护熔池金属，隔离空气。
CO2属于氧化性气体，电弧分解出[O]和[CO]， 造成熔池金属氧化烧损、飞溅，需要高Mn、高Si 焊丝，如H08MnSiA或 H08Mn2SiA焊丝等。
特点 成本低。主要是CO2廉价易得，为埋弧焊或
碱性焊条 药皮为碱性氧化物。如J507表示用
于厚板的结构钢焊条，熔敷金属抗拉强度不低 500MPa；氧化钛钙型药皮，交直流电源两用。Fra bibliotek焊条选用
满足焊缝与母材等强度要求，熔敷金属成分与 母材基本一致。
对动载或受冲击等重要零件的焊接，用碱性焊条。
焊条直径以焊丝直径表示，标准系列1.6，2.0， 2.5，3.2，4.0，5.0，6.0，8.0。
适用于4mm以下的薄板冲压件 的搭接接头。广泛用于飞行器、车 辆、壳罩、仪表壳体和日常生活用 品的装焊。 东风公司主要用于驾驶室总成，车 箱总成。
图
2）缝焊
缝焊示意图 改用滚轮或滚盘电极加压通电并滚动，使搭接接头 成为连续密封焊缝。主要用于3mm以下的薄板结构,主要要 求密封性容器的焊接，如汽车油箱、化工容器等。 东风公司主要用于汽油箱、消声器、机油盘等薄壁容器。
3）焊条工艺参数
焊条（焊芯）直径与被焊件厚度相当。 d件=3mm，焊条d=2.5，3mm； d件=4~7mm，焊条d=3.2，4mm；
焊接电流 =（30~45）d焊条（A）
焊机空载电压：60~70V。 电弧工作电压：20~35V。
焊接速度：保护焊透，焊缝良好前提下尽 量快速施焊。
当电流小到0.1A时，电弧仍能稳定燃烧，并保 持良好的挺直度和方向性，可用于焊接很薄的 箔材。
3.1 金属材料焊接成形理论基础
3
3.1 金属焊接成形理论基础
桥梁建造
大型桥梁建设的发展方向是大跨度、高强度和轻量型。而 钢材性能的不断改善和焊接加工工艺水平的提高成为桥梁 事业发展的基本技术保证。钢桥结构从全部铆接，到以栓 为主的栓焊结构，再到以焊为主的栓焊结构，进而向全焊 结构发展。
铁路桥梁由于动荷载大，应用高强度钢材和复杂焊接结构 的主要制约因素是疲劳和脆断。
19
3.1 金属焊接成形理论基础
焊接电弧的产生与持续
电源产生电压 焊条与焊件轻碰，产生短路电流 温度升高使气体电离 两极分开，自由电子撞击气 体 气体进一步电离 带电粒子作定向移动 （自由电子、阴离子向阳极运动，阳离子向阴极运动） 强大的 电流产生大量的光和热 形成电弧。
20
3.1 金属焊接成形理论基础
正火区 1.2～4mm宽，晶粒均匀细小，塑性、韧度较高， 是热影响区中力学性能最好的区域。
30
3.1 金属焊接成形理论基础
部分正火区 即不完全重结晶区，晶粒大小不均，力学性能较正 火区差。
31
3.1 金属焊接成形理论基础
再结晶区 只在焊前经过冷塑性变形（如冷轧、冷冲压等 ）的母材中出现，塑性提高。
4
3.1 金属焊接成形理论基础
5
3.1 金属焊接成形理论基础
飞机制造 汽车制造
石化建设
6
3.1 金属焊接成形理论基础
金属焊接的本质
固态金属之所以能够保持固定的形状，是因为其内部原
子之间距离（晶格）非常小，原子之间形成了牢固的结 合力。除非施加足够的外力破坏这些原子间结合，否则 一块金属固体是不会变形或分离成两块的。
12
3.1 金属焊接成形理论基础
熔焊又分为：
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2. 同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用。主要 应考虑：焊接件的结构形状、钢板厚度、载荷性质和 抗裂性能而定。
3. 低碳钢与低合金结构钢焊接，可按某一种钢接头中 强度较低的钢材来选用相应的焊条。
4. 焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应 选用相应的专用焊条。
第二节 其他焊接方法
1.埋弧焊
GB5118-85 GB983-85
焊条的种类及型号
国标 名称
代号
样本 名称
碳钢焊条 低合金钢焊条 不锈钢焊条
E 结构钢焊条
E 结构钢焊条 钼和铬钼耐热钢焊条 低温钢焊条
E 不锈钢焊条
GB984-85 GB10044-88 --
GB3670-83 GB3669-83 --
堆焊焊条 铸铁焊条 --
铜及铜合金焊条 铝及铝合金Leabharlann 条 --第四章 金属的焊接成形
教学目的要求： 1. 熟悉焊接的特点、分类及其应用。 2.了解焊件的选材原则和结构工艺性。
焊接：是通过加热或加压，或者两者并用，并且用或
不用填充材料，使焊接件达到原子结合的一种方法。 焊接方法：熔化焊、压力焊、钎焊等。 焊接的主要特点是：
（1）节省材料，减轻质量； （2）简化复杂零件和大型零件的制造； （3）适应性好；可实现特殊结构的生产； （4）满足特殊连接要求；可实现不同材料间的连
ED EZ --
Tcu TAl --
堆焊焊条 铸铁焊条 镍及镍合金焊条
铜及铜合金焊条 铝及铝合金焊条 特殊用途焊条
代号
J结
J结 R热 W温 G铬 A奥 D堆 Z铸 Ni 镍
T铜 L铝 TS 特
3.电焊条的选用原则
1. 等强度原则：低碳钢和普通低合金钢构件，一般都 要求焊缝金属与母材等强度， 因此可根据钢材强度 等级来选用相应的焊条。
埋弧焊的原理示意图
2.（钨极）氩弧焊
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。
3.熔化极氩弧焊
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。
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。
焊接变形的形式因焊接件结构形状不同、其刚性和焊接过程不同而不同。
对接焊缝、圆筒环焊缝的焊接应力分布
三、焊接应力与变形
1、焊接应力与变形
三、焊接应力与变形
2、减少焊接应力和变形的措施 减少焊接应力的措施也可以有效地减少焊接变形，但减少焊 接变形的措施中有的并不一定能够减少焊接应力。
2、减少焊接应力和变形的措施
接成型； （5）降低劳动强度，改善劳动条件。 焊接方法的应用：
（1）制造金属结构件； （2）制造机器零件和工具； （3）修复。
焊接方法
手弧焊
电弧焊 气体保护焊
电渣焊
埋弧焊
熔
焊
等离子弧焊
电子束焊
激光焊
电阻焊 摩擦焊 超声波焊 爆炸焊 扩散焊 高频焊
钎焊及封粘 压力焊
软钎焊 硬钎焊 封接 粘接
第一节 焊条电弧焊
一、焊接电弧和焊接冶金过程
1、焊接电弧
焊接时母材与焊条之间的气体被电离，持续放电形成电弧， 电子流由阴极流向阳极。
✓直流正接 工件正极，焊条负极 ✓直流反接 工件负极 ，焊条正极
2、焊接的冶金过程 形成原因？
氧化 氮化 氢脆 气孔 夹渣 不平衡组织
塑性韧性急剧下降
第一节 焊条电弧焊
原理
一般情况下，气体是不导电的，要使两极间能够连 续地放电，必须使两极间的气体电离，连续不断地产 生带电粒子（电子、正负离子），同时，在两极间应 有足够的电压，带电粒子在电场的作用下向两极做定 向运动，即形成导电体并通过很大的电流，产生强烈 的电弧放电。
二、焊接接头的组织结构和力学性能
1、焊接接头
焊接后的焊缝金属区、熔合区及因焊接热而产生的影响区 组成为焊接接头。
焊缝金属的温度最高，热影响区的温度由里向外逐步降低。
二、焊接接头的组织结构和力学性能
2、焊接接头的组织结构和力学性能 焊缝区 铸态组织结构 金属晶粒较细 强度不低于母材 熔合区 已熔为铸态，未熔晶粒粗大 脆性大 强度低 过热区
3、焊接变形的矫正
常用矫正方法
机械矫正法
借助外力迫使焊件改变形状 压力机或锤击 适用于塑性较好、厚度较小的焊件
火焰矫正法
利用火焰对焊件的某些部位 进行局部加热，冷却后焊件 上部沿纵向产生较大收缩
3、焊接变形的矫正
3、焊接变形的矫正
三、焊条
电焊条的组成及作用 组成：焊芯和药皮 作用： 焊芯 导电和熔化后作为填充金属的双重作用。 药皮 稳弧、造气、造渣、脱氧、合金、粘结等。
热影响区 正火区
部分相变区
二、焊接接头的组织结构和力学性能
二、焊接接头的组织结构和力学性能
3、影响焊接接头性能的主要因素 母材、焊接方法、焊接参数、接头与坡口形式和焊后冷却速度等 例如用不同焊接方法焊接低碳钢时，热影响区的平均尺寸不同
见表4-1
三、焊接应力与变形
1、焊接应力与变形
✓ 在焊接过程中，对焊件进行局部的不均匀加热和冷却是产生焊 接应力和变形的根本原因。 ✓ 焊后残留在焊件内的应力和变形称为焊接残余应力和焊接残余 变形。
电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。 埋弧焊的特点及应用 埋弧自动焊是用焊剂进行渣保护，焊丝为一电极在焊 剂层下引燃电弧燃烧。因电弧在焊剂包围下燃烧，所以 热效率高；焊丝为连续的盘状焊丝，可连续馈电；焊接 无飞溅，可实现大电流高速焊接，生产率高；金属利用 率，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。
4.二氧化碳气体保护焊
以CO2为保护气体，用焊丝为电极引燃电弧，实现半 自动焊或自动焊。 CO2气体 保护焊的特点：
1.电流密度大、熔深大、焊速快、焊后无需清渣。 2.产生变形和裂纹的倾向小。 3.焊缝氢的质量分数低，接头抗裂性好。
5.电渣焊
利用电流通过熔渣时产生的电阻热加热和熔化焊丝和 母材来进行焊接的一种熔化焊方法。分为丝极、板极、熔 嘴和熔管电渣焊。
药皮必须含有造气剂和造渣剂。 药皮中还应含有稳弧剂和合金化剂，以及脱 氧剂、脱硫剂和去氢剂等。
三、焊条
1.焊条的种类 种类：结构钢焊条、钼及铬钼耐热钢焊条、不锈钢
焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、钛及钛合 金焊条、铝及铝合金焊条、铜及铜合金焊条、特殊用 途焊条。
2.焊条的型号
编号 GB5117-85
3. 低碳钢与低合金结构钢焊接，可按某一种钢接头中 强度较低的钢材来选用相应的焊条。
4. 焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应 选用相应的专用焊条。
第二节 其他焊接方法
1.埋弧焊
GB5118-85 GB983-85
焊条的种类及型号
国标 名称
代号
样本 名称
碳钢焊条 低合金钢焊条 不锈钢焊条
E 结构钢焊条
E 结构钢焊条 钼和铬钼耐热钢焊条 低温钢焊条
E 不锈钢焊条
GB984-85 GB10044-88 --
GB3670-83 GB3669-83 --
堆焊焊条 铸铁焊条 --
铜及铜合金焊条 铝及铝合金Leabharlann 条 --第四章 金属的焊接成形
教学目的要求： 1. 熟悉焊接的特点、分类及其应用。 2.了解焊件的选材原则和结构工艺性。
焊接：是通过加热或加压，或者两者并用，并且用或
不用填充材料，使焊接件达到原子结合的一种方法。 焊接方法：熔化焊、压力焊、钎焊等。 焊接的主要特点是：
（1）节省材料，减轻质量； （2）简化复杂零件和大型零件的制造； （3）适应性好；可实现特殊结构的生产； （4）满足特殊连接要求；可实现不同材料间的连
ED EZ --
Tcu TAl --
堆焊焊条 铸铁焊条 镍及镍合金焊条
铜及铜合金焊条 铝及铝合金焊条 特殊用途焊条
代号
J结
J结 R热 W温 G铬 A奥 D堆 Z铸 Ni 镍
T铜 L铝 TS 特
3.电焊条的选用原则
1. 等强度原则：低碳钢和普通低合金钢构件，一般都 要求焊缝金属与母材等强度， 因此可根据钢材强度 等级来选用相应的焊条。
埋弧焊的原理示意图
2.（钨极）氩弧焊
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。
3.熔化极氩弧焊
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。
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。
焊接变形的形式因焊接件结构形状不同、其刚性和焊接过程不同而不同。
对接焊缝、圆筒环焊缝的焊接应力分布
三、焊接应力与变形
1、焊接应力与变形
三、焊接应力与变形
2、减少焊接应力和变形的措施 减少焊接应力的措施也可以有效地减少焊接变形，但减少焊 接变形的措施中有的并不一定能够减少焊接应力。
2、减少焊接应力和变形的措施
接成型； （5）降低劳动强度，改善劳动条件。 焊接方法的应用：
（1）制造金属结构件； （2）制造机器零件和工具； （3）修复。
焊接方法
手弧焊
电弧焊 气体保护焊
电渣焊
埋弧焊
熔
焊
等离子弧焊
电子束焊
激光焊
电阻焊 摩擦焊 超声波焊 爆炸焊 扩散焊 高频焊
钎焊及封粘 压力焊
软钎焊 硬钎焊 封接 粘接
第一节 焊条电弧焊
一、焊接电弧和焊接冶金过程
1、焊接电弧
焊接时母材与焊条之间的气体被电离，持续放电形成电弧， 电子流由阴极流向阳极。
✓直流正接 工件正极，焊条负极 ✓直流反接 工件负极 ，焊条正极
2、焊接的冶金过程 形成原因？
氧化 氮化 氢脆 气孔 夹渣 不平衡组织
塑性韧性急剧下降
第一节 焊条电弧焊
原理
一般情况下，气体是不导电的，要使两极间能够连 续地放电，必须使两极间的气体电离，连续不断地产 生带电粒子（电子、正负离子），同时，在两极间应 有足够的电压，带电粒子在电场的作用下向两极做定 向运动，即形成导电体并通过很大的电流，产生强烈 的电弧放电。
二、焊接接头的组织结构和力学性能
1、焊接接头
焊接后的焊缝金属区、熔合区及因焊接热而产生的影响区 组成为焊接接头。
焊缝金属的温度最高，热影响区的温度由里向外逐步降低。
二、焊接接头的组织结构和力学性能
2、焊接接头的组织结构和力学性能 焊缝区 铸态组织结构 金属晶粒较细 强度不低于母材 熔合区 已熔为铸态，未熔晶粒粗大 脆性大 强度低 过热区
3、焊接变形的矫正
常用矫正方法
机械矫正法
借助外力迫使焊件改变形状 压力机或锤击 适用于塑性较好、厚度较小的焊件
火焰矫正法
利用火焰对焊件的某些部位 进行局部加热，冷却后焊件 上部沿纵向产生较大收缩
3、焊接变形的矫正
3、焊接变形的矫正
三、焊条
电焊条的组成及作用 组成：焊芯和药皮 作用： 焊芯 导电和熔化后作为填充金属的双重作用。 药皮 稳弧、造气、造渣、脱氧、合金、粘结等。
热影响区 正火区
部分相变区
二、焊接接头的组织结构和力学性能
二、焊接接头的组织结构和力学性能
3、影响焊接接头性能的主要因素 母材、焊接方法、焊接参数、接头与坡口形式和焊后冷却速度等 例如用不同焊接方法焊接低碳钢时，热影响区的平均尺寸不同
见表4-1
三、焊接应力与变形
1、焊接应力与变形
✓ 在焊接过程中，对焊件进行局部的不均匀加热和冷却是产生焊 接应力和变形的根本原因。 ✓ 焊后残留在焊件内的应力和变形称为焊接残余应力和焊接残余 变形。
电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。 埋弧焊的特点及应用 埋弧自动焊是用焊剂进行渣保护，焊丝为一电极在焊 剂层下引燃电弧燃烧。因电弧在焊剂包围下燃烧，所以 热效率高；焊丝为连续的盘状焊丝，可连续馈电；焊接 无飞溅，可实现大电流高速焊接，生产率高；金属利用 率，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。
4.二氧化碳气体保护焊
以CO2为保护气体，用焊丝为电极引燃电弧，实现半 自动焊或自动焊。 CO2气体 保护焊的特点：
1.电流密度大、熔深大、焊速快、焊后无需清渣。 2.产生变形和裂纹的倾向小。 3.焊缝氢的质量分数低，接头抗裂性好。
5.电渣焊
利用电流通过熔渣时产生的电阻热加热和熔化焊丝和 母材来进行焊接的一种熔化焊方法。分为丝极、板极、熔 嘴和熔管电渣焊。
药皮必须含有造气剂和造渣剂。 药皮中还应含有稳弧剂和合金化剂，以及脱 氧剂、脱硫剂和去氢剂等。
三、焊条
1.焊条的种类 种类：结构钢焊条、钼及铬钼耐热钢焊条、不锈钢
焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、钛及钛合 金焊条、铝及铝合金焊条、铜及铜合金焊条、特殊用 途焊条。
2.焊条的型号
编号 GB5117-85