金属熔焊原理及材料焊接第十二章 常用非金属材料的焊接

金属熔焊原理一．基础题：1焊接参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等。

2焊条的平均熔化速度、熔敷速度均与电流成正比。

3短路过渡的熔滴质量和过渡周期主要取决于电弧长（电弧电压），随电弧长度的增加，熔滴质量与过渡周期增大。

当电弧长度到达一定值时，熔滴质量与过渡周期突然增大，这说明熔滴的过渡形式发生了变化，如果电弧长度不变，增大电流则过渡频率增高，熔滴变细。

4一般情况下，增大焊接电流，熔宽减小，熔深增大；增大电弧电压，熔宽增大，熔深减小。

5熔池的温度分布极其不均匀（熔池中部温度最高）。

6焊接方法的保护方式：手弧焊（气-渣联合保护），埋弧焊、电渣焊（熔渣保护），氩弧焊CO2焊、等离子焊（气体保护）。

7焊接化学冶金过程是分区域连续进行的。

8焊接化学冶金反应区：手工焊有药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区三个反应区；熔化极气保焊只有熔滴和熔池两个反应区；不填充金属的气焊、钨极氩弧焊和电子束焊只有熔池反应区。

9熔滴阶段的反应时间随焊接电流的增加而变短，随电弧电压的增加而变长。

10焊接材料只影响焊缝成分而不影响热影响区。

11焊接区周围的空气是气相中氮的主要来源。

12熔渣在焊接过程中的作用：机械保护、改善焊接工艺性能、冶金处理。

13分理论中酸碱性以1为界点，原子理论中，以0为界点。

14影响FeO分配系数的主要因素有：温度和熔渣的性质。

15焊缝金属的脱氧方式：先期脱氧、沉淀脱氧、扩散脱氧。

16脱硫比脱磷更困难。

17随焊芯中碳含量的增加，焊接时不仅焊缝中的气孔、裂纹倾向增大，并伴有较大飞溅，是焊接稳定性下降。

18焊条的冶金性能是指其脱氧、去氢、脱硫磷、掺合金、抗气孔及抗裂纹的能力，最终反映在焊缝金属的化学成分、力学性能和焊接缺陷的形成等方面。

19焊剂按制造方法分为：熔炼焊剂和非熔炼焊剂。

20焊丝的分类：实芯焊丝和药芯焊丝。

21焊接中的偏析形式：显微偏析、区域偏析、层状偏析。

22相变组织（二次结晶组织）主要取决于焊缝化学成分和冷却条件。

焊接通过加热或加压，填充或不填充材料使工件产生原子间结合的一种连接方法焊剂：指焊接时能够融化形成熔渣，对融化金属起保护和冶金处理作用的一种颗粒状物质。

焊条：由药皮和焊芯组成的一种溶化电极，供焊条电弧焊使用。

熔渣：焊接过程中焊条药皮或焊剂荣华后，在熔池中参与化学反应而形成覆盖于熔池表面的熔融状金属、非金属氧化物及复合物。

熔合比：熔焊时，被熔化的母材部分在焊道金属中所占的比例称为熔合比焊条的型号：是国家标准中对焊条规定的编号，可用来区分各种焊条熔敷金属的力学性能、化学成分、药皮类型、焊接位置、焊接电流的种类。

热影响区：焊接过程中，母材因受焊接热循环影响而发生组织和力学性能变化的区域焊接区内存在多种气体，气体是通过哪些途径进入的？焊接区内除了外加的惰性保护气体外还有CO,CO2,H2O,O2,H2,N2,的混合物；焊接区内气体一部分是由直接输入或侵入的原始气体，而另一部分是通过物化反应所生成的气体。

酸性焊条和碱性焊条的区别？1.成分不同：酸性焊条皮中含有多量酸性氧化物（TiO2、SiO2 等），碱性焊条药皮中含有多量碱性氧化物（CaO、Na2O等）。

2.酸性焊条能交直流两用，碱性焊条焊接一般用直流电源施焊。

3.酸性焊条药皮组分氧化性强；而碱性焊条药皮组分氧化性弱。

4.酸性焊条工艺性能较好，但焊缝的力学性能，特别是冲击韧度较差，适用于一般低碳钢和强度较低的低合金结构钢的焊接，是应用最广的焊条。

5.碱性焊条脱硫、脱磷能力强，药皮有去氢作用。

碱性焊条的焊缝具有良好的抗裂性和力学性能，但工艺性能较差，一般用直流电源施焊，主要用于重要结构（如锅炉、压力容器和合金结构钢等）的焊接。

使熔池中液态金属运动的主要原因是什么？液态金属的密度差所产生的自由对流运动；表面张力差所引起的强制对流运动；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。

选择脱氧剂的原则是什么？1.脱氧剂在焊接的高温下对氧的亲和力应比被焊接金属对氧的亲和力大。

金属熔焊原理及材料焊接
金属熔焊是一种常见的金属焊接方法，它利用高温将金属材料加热到熔点并使其熔化，然后通过冷却使其凝固在一起，从而实现材料的连接。

金属熔焊的原理包括以下几个步骤：
1. 加热：将金属材料加热到一定温度，使其达到熔点。

加热可以使用火焰、电弧、激光等热源。

2. 熔化：当金属材料达到熔点时，其原子开始失去有序结构并呈现液态。

在液态状态下，金属原子可以自由流动。

3. 密实：在金属材料熔化的同时，焊接材料（焊丝或焊料）也会熔化并与原材料混合。

通过表面张力和毛细效应，焊接材料会充满焊接接头中的缝隙，并经过冷却后凝固。

4. 冷却：在熔化材料充满接头缝隙后，将焊接材料冷却至固态。

固态的焊接材料与基材结合，在冷却过程中形成强固的连接。

焊接材料是进行金属熔焊的关键，常用的焊接材料包括焊丝和焊料。

焊丝一般是金属丝，它是填充金属材料的主要来源。

焊丝可以有不同的成分和特性，根据需要选择不同种类的焊丝来适应不同金属材料的焊接。

焊料是一种在焊接时产生熔融状态的材料，通过其熔融状态与金属材料表面的接触和作用，实现金属连接。

金属熔焊广泛应用于各个领域，包括工业生产、建筑、航空航天等。

不同的金属熔焊方法和材料选择取决于具体的应用需求和金属材料的性质。

金属焊接的工作原理是什么，金属焊接都有什么方法？金属焊接的工作原理：金属焊接是指通过适当的手段，使两个分离的金属物体（同种金属或异种金属）产生原子（分子）间结合而连接成一体的连接方法。

焊接不仅可以解决各种钢材的连接，而且还可以解决铝、铜等有色金属及钛、锆等特种金属材料的连接，因而已广泛应用于机械制造、造船、海洋开发、汽车制造、石油化工、航天技术、原子能、电力、电子技术及建筑等部门。

随着现代工业生产的需要和科学技术的蓬勃发展，焊接技术不断进步。

仅以新型焊接方法而言，到目前为止，已达数十种之多。

生产中选择焊接方法时，不但要了解各种焊接方法的特点和选用范围，而且要考虑产品的要求，然后还要根据所焊产品的结构、材料以及生产技术等条件作出初步选择。

金属焊接方法介绍：（1）电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法。

它包括有：手弧焊、埋弧焊、钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。

（2）电阻焊是以电阻热为能源的一类焊接方法，包括以熔渣电阻热为能源的电渣焊和以固体电阻热为能源的电阻焊，主要有点焊、缝焊、凸焊及对焊等。

（3）高能束焊分为电子束焊和激光焊，电子束焊是以集中的高速电子束轰击工件表面时所产生的热能进行焊接的方法；激光焊是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接。

这种焊接方法通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。

（4）钎焊的能源可以是化学反应热，也可以是间接热能。

它是利用熔点比被焊材料的熔点低的金属作钎料，经过加热使钎料熔化，靠毛细管作用将钎料及入到接头接触面的间隙内，润湿被焊金属表面，使液相与固相之间互扩散而形成钎焊接头。

因此，钎焊是一种固相兼液相的焊接方法。

（5）其它焊接方法属于不同程度的专门化的焊接方法，其适用范围较窄。

主要包括以电阻热为能源的电渣焊、高频焊；以化学能为焊接能源的气焊、气压焊、爆炸焊；以机械能为焊接能源的摩擦焊、冷压焊、超声波焊、扩散焊。

（6）超声波焊也是一种以机械能为能源的固相焊接方法。

金属熔焊原理及材料焊接性教案教案课程金属熔焊原理及材料焊接性班级焊接1301/制造1301教师杨起俊2014 学年第 1 学期二零一一年九月印制教案授课顺序教案授课顺序教案授课顺序授课日期2014.9.19 授课课时 2专业班次焊接1301/制造1301 授课方法讲授授课内容：焊接热过程目的要求：了解焊接热过程、热能传递的基本方式、焊接温度场、焊接热循环的特点，理解焊接温度场、焊接热循环的影响因素及调节方法。

重点：焊接热传递、焊接温度场、焊接热循环难点：焊接热循环的影响因素及调节方法教参：《金属熔焊基础及材料焊接》，李凤银，机械工业出版社教学环节及组织：能力知识点1 常用焊接热源及热能传递的基本方式一、常用的焊接热源1.电弧热2.化学热3.电阻热4.摩擦热5.电子束6.等离子弧7.激光束二、焊接过程的热效率：三、焊接传热的基本形式：传导、对流和辐射。

能力知识点2 焊接温度场一、焊接温度场的表示及特点教案授课顺序授课日期2014.9.25 授课课时 2专业班次焊接1301/制造1301 授课方法讲授授课内容：焊缝金属的组成目的要求：了解焊缝金属的形成过程；理解过重合金元素对焊缝金属性能的作用；理解焊条过渡的过程。

重点：熔滴过渡；焊缝金属熔合比难点：熔滴过渡中力、热、电的作用。

熔合比对焊缝的影响。

教参：《金属熔焊基础及材料焊接》，李凤银，机械工业出版社教学环节及组织：能力知识点1 焊条的熔化与过渡一、焊条的加热：有电阻热和电弧热二、焊条金属的熔化：Vm=m/t=αPI熔敷系数：飞溅率：三、熔滴过渡的作用力：重力、表面张力、电磁压缩力、斑点压力、等离子流力、电弧气体吹力。

四、熔滴过渡的形式：滴状过渡、短路过渡、喷射过渡。

五、熔滴过渡时的飞溅能力知识点2 母材的熔化及熔池一、熔池的形状和尺寸：熔宽、熔深、余高等以及与能量的关系。

二、熔池的温度三、熔池金属的流动能力知识点3 焊缝金属的熔合比与母材金属的稀释熔合比：熔合比(稀释率)的大小与焊接方法、焊接参数、接头形状和尺寸、坡口形式及尺寸、焊道层数、母材金属的热物理性质等有关。

1.什么是焊接？常用的焊接方法分为哪几类？通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工工艺方法称为焊接。

工件可以用各种同类或不同类的金属、非金属材料（塑料、石墨、陶瓷、玻璃等），也可以用一种金属与一种非金属材料。

金属的焊接在现代工业中具有广泛的应用，因此狭义地讲，焊接通常就是指金属材料的焊接。

按照焊接过程中金属材料所处的状态不同，目前把焊接方法分为以下三类：⑴熔焊焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法称为熔焊。

常用的熔焊方法有电弧焊、气焊、电渣焊等。

⑵压焊焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法称为压焊。

常用的压焊方法有电阻焊（对焊、点焊、缝焊）、摩擦焊、旋转电弧焊、超声波焊等。

⑶钎焊焊接过程中，采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法称为钎焊。

常用的钎焊方法有火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊、盐浴钎焊和真空钎焊等。

2.焊接区内有哪些气体？其来源如何？焊接过程中，焊接区内充满大量气体。

用酸性焊条焊接时，主要气体成分是CO、H2、H2O；用碱性焊条焊接时，主要气体成分是CO、CO2；埋弧焊时，主要气体成分是CO、H2。

焊接区内的气体主要来源于以下几方面：一是为了保护焊接区域不受空气的侵入，人为地在焊接区域添加一层保护气体，如药皮中的造气剂（淀粉、木粉、大理石等）受热分解产生的气体、气体保护焊所采用的保护气体（CO2气体、Ar气）等；其次是用潮湿的焊条或焊剂焊接时，析出的气体、保护不严而侵入的空气、焊丝和母材表面上的杂质（油污、铁锈、油漆等）受热产生的气体，以及金属和熔渣高温蒸发所产生的气体等。

3.试述氮、氢、氧对焊缝金属的作用和影响⑴氮氮主要来自焊接区域周围的空气。

手弧焊时，堆焊金属中约含有0.025%的氮。

氮是提高焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素，也是在焊缝中产生气孔的主要原因之一。

熔焊原理及金属材料焊接哎呀，今天咱们聊聊熔焊原理和金属材料焊接这块儿，听起来好像有点高大上，但其实没那么复杂，咱们就用轻松点的方式说说。

熔焊这玩意儿，顾名思义，就是把金属加热到融化的状态，然后把它们“粘”在一起。

就像做菜时把黄油融化，再把面粉搅拌在一起，最后出锅的蛋糕一样，这个过程其实也充满了化学的奥秘。

想象一下，焊接的时候，焊工就像是厨师，拿着焊枪就像是拿着锅铲，心里想着“今天要做一顿丰盛的焊接大餐”。

金属的表面得准备好，这就像做菜前要把食材洗净切好，不然可不容易入味。

焊接前的清理可不能马虎，残留的氧化物、油污，全都得一干二净，不然焊接的时候可就“开锅”了，接下来的火花就像是油炸时冒出来的气泡，一不小心就可能炸到你自己。

说到火花，那焊接的火焰可真是大展身手。

焊接的火焰能达到上千度的高温，就好比夏天的太阳直射在你身上，烫得你直冒汗。

焊枪一挥，金属瞬间就化成了流动的液体，像小河一样淌过去。

焊工的手艺可得好，不然就像烤焦的面包，黑乎乎的，谁也不想碰。

要想焊接得稳，得掌握好火焰的角度、速度和时间，这就跟炒菜时掌握火候一样，轻重缓急，一下子可得把握住。

然后，有些焊接方法还得加点材料进去，这就像做汤的时候加盐和调料。

常见的焊接材料有焊丝和焊条，焊丝就像是面条，搅拌着融化的金属，帮助它们更好地结合。

焊接的时候，这些材料能提高连接的强度，防止以后出问题。

要知道，连接得好，未来的日子可就顺风顺水，像是开车不颠簸，路上畅通无阻。

焊接后也得给这“大餐”点个赞，经过冷却后的金属，就像是刚出炉的面包，酥脆可口。

焊接的质量可不是随便就能判断的，得靠专业的仪器来检测，看看咱的焊缝是否结实，强度是否过关。

要是焊接不牢，未来的使用中可能就会出现裂纹、缺陷，像个脆弱的泡泡，轻轻一碰就会破掉，得不偿失。

说到材料，焊接的金属材料可不少，钢铁、铝合金、铜合金，各有各的特点，像各类食材，搭配得当才能做出美味的菜肴。

比如说，钢铁就像是家里的大米，基础又重要，而铝合金则是那新鲜的蔬菜，轻便、易操作，但也得小心处理。

熔焊原理及金属材料焊接什么是焊接：焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。

宏观上焊接的两个特点：1.需要外界能量。

2.焊接结合的不可拆卸性。

微观上的特点：焊接件之间达成原子间的结合。

即就是原来分开的工件，经过焊接后在为微观上形成一个整体。

（两工件间建立了金属键）我们主要学习研究与熔焊有关的基本理论及应用1 2 3 4焊接接头示意图： 1.焊缝 2.熔合区 3.热影响区 4.母材焊缝：焊接时焊件经过焊接形成的结合部分。

热影响区：母材因受热的影响（但未熔化）而发生组织与力学性能的变化区域叫热影响区。

熔合区：焊缝与热影响之间的过渡区。

第一章焊接区温度的变化1.焊接区温度的变化加热是是实现熔焊的必要条件。

通过对焊件进行局部加热，使焊接区的金属熔化、冷却后形成牢固接头。

但加热也必将引起焊接区金属的成分、组织与性能的变化，其结果必将决定焊接的质量。

上述变化的程度则主要取决于温度变化的情况，。

因此能主动控制焊接质量，首先就应掌握焊接区温度变化的规律，即掌握温度与空间位置和温度与时间的关系。

焊接热源：电弧热、化学热、电阻热、摩擦热、等离子热、电子束、激光束、高频感应热等。

热源的性能不仅影响焊接质量，而且对焊接生产率有着决定性的作用。

理想的焊接热源应该是具有加热面积小、功率密度大、加热温度高等的特点。

2.焊接温度场热量的传导共有对流、对流和辐射三中基本方式。

在熔焊过程中三种方式都存在，热源的热量传递主要通过对流与辐射，母材与焊丝获得热量后在内部的传递则以传导为主。

影响焊接温度场的因素：热源的性质、焊接参数、被焊金属的热物理性能、被焊金属的几何尺寸。

3.焊接热循环：在焊接热源的的作用下，焊件上某一点的温度随时间的变化。

叫做焊接热循环。

焊接热循环讨论的对象是焊件上某一点的温度与时间的关系。

这一关系决定了改点的加热速度、保温时间和冷却速度，对接头的组织与性能都有明显的影响。

《金属熔焊原理及材料焊接》习题答案绪论一、填空题1．连接金属材料的方法主要有____________、____________、____________、____________等形式，其中，属于可拆卸的是___________、____________属于永久性连接的是____________、____________。

2．按照焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接分为___________、___________ 和__________三类。

3．常用的熔焊方法有_____________、_______________、_______________等。

4．焊接是通过____________或___________或两者并用，用或不用______________，使焊件达到结合的一种加工工艺方法。

5．压焊是在焊接过程中，必须对焊件施加___________，以完成焊接的方法。

二、判断题（正确的划“√”，错的划“×”）1．焊接是一种可拆卸的连接方式。

﹙﹚2．熔焊是一种既加热又加压的焊接方法。

﹙﹚3．钎焊是将焊件和钎料加热到一定温度，使它们完全熔化，从而达到原子结合的一种连接方法。

﹙﹚4．钎焊虽然在宏观上也能形成不可拆卸的接头，但在微观上与压焊和熔焊是有本质区别的。

﹙﹚5．焊接接头由焊缝和因焊接热传递的影响而产生组织和性能变化的焊接热影响区构成。

﹙﹚6．焊接是通过加热或加压，或两者并用，用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种方法。

﹙﹚答案一、填空题1．螺纹连接键连接铆接焊接螺纹连接键连接铆接焊接2．熔焊钎焊压焊3．气焊焊条电弧焊 CO气体保护焊24．加热加压填充材料5．压力二、判断题1．×2．×3×4．√5．√第一章焊接热源及其热作用一、填空题1．常用焊接热源有_____________热、_____________热、_____________热、_____________和_____________等。