第14讲焊接冶金学(7)PPT课件
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绪论焊接: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称为焊接。
焊接实质:当两个被焊的固体金属表面接近到相距r时,就可以在接触表面上A进行扩散、再结晶等物理化学过程,从而形成金属键,达到焊接的目的。
为了克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素,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)焊接热源:1.电弧热2.化学热3.电阻热4.高频感应热5.摩擦热6.等离子焰7.电子束8.激光束焊接接头的形成:一般要经历加热、熔化、冶金反应、凝固结晶、固态相变,直至形成焊接接头提高焊缝韧性:加入微量合金元素(Ti、Mo、Nb、V、Zr、B和稀土等)排除焊缝杂质(S、P、O、N、H等)焊缝缺陷:偏析、夹杂、气孔、热裂纹、冷裂纹、脆化等第一章焊接化学冶金1.1熔池:母材上由熔化的焊条金属与局部熔化的母材所组成的具有一定几何形状的液体金属叫做熔池熔池中流体的运动:1.原因1)温度分布不均匀由液态金属的密度差造成自由对流运动2)表面张力差所引起的强对流运动3)热源的各种机械力所产生的搅拌作用 2.作用:1)使熔池中焊丝金属和母材金属混合均匀,使冶金反应顺利进行2)获得成分均匀的焊缝金属,有利于气体和非金属夹杂逸出1.2焊接过程中对金属的保护熔渣:埋弧焊、电渣焊、不含造气成分的焊条和药芯焊丝焊接。
利用焊剂以及其熔化以后形成的熔渣隔离空气保护金属的,焊接的保护效果取决于焊剂的粒度和结构、混合气体)中焊接。
保护效气体:气焊、在惰性气体和其他保护气体(如CO2果取决于保护气的性质与纯度、焊炬的结构、气体的特性等因素熔渣和气体:具有造气成分的焊条和药芯焊丝焊接。
一般由造气剂、造渣剂和钛合金等组成的。
造渣剂融化以后形成熔渣,覆盖在熔滴和熔池表面上将空气隔开。
熔渣凝固以后,在焊缝上面形成渣壳,可以防止处于高温的焊缝金属与空气接触。
绪论一、焊接过程的物理本质1.焊接: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问的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。
物理本质:1)宏观:焊接接头破坏需要外加能量和焊接的的不可拆卸性(永久性)2)微观:焊接是在焊件之间实现原子间结合。
2.怎样才能实现焊接,应有什么外界条件?从理论来讲,就是当两个被焊好的固体金属表面接近到相距原子平衡距离时,就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程,从而形成金属键,达到焊接的目的。
然而,这只是理论上的条件,事实上即使是经过精细加工的表面,在微观上也会存在凹凸不平之处,更何况在一般金属的表面上还常常带有氮化膜、油污和水分等吸附层。
这样,就会阻碍金属表面的紧密接触。
为了克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素,在焊接工艺上采取以下两种措施:1)对被焊接的材质施加压力目的是破坏接触表面的氧化膜,使结合处增加有效的接触面积,从而达到紧密接触。
2)对被焊材料加热(局部或整体) 对金属来讲,使结合处达到塑性或熔化状态,此时接触面的氧化膜迅速破坏,降低金属变形的阻力,加热也会增加原于的振动能,促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。
二、焊接热源的种类及其特征1)电弧热:利用气体介质放电过程所产生的热能作为焊接热源。
2)化学热:利用可燃和助燃气体或铝、镁热剂进行化学反应时所产生的热能作为热源。
3)电阻热:利用电流通过导体时产生的电阻热作为热源。
4)高频感应热:对于有磁性的金属材料可利用高频感应所产生的二次电流作为热源,在局部集中加热,实现高速焊接。
如高频焊管等。
5)摩擦热:由机械摩擦而产生的热能作为热源。
6)等离子焰:电弧放电或高频放电产生高度电离的离子流,它本身携带大量的热能和动能,利用这种能量进行焊接。
7)电子束:利用高压高速运动的电子在真空中猛烈轰击金属局部表面,使这种动能转化为热能作为热源。
8)激光束:通过受激辐射而使放射增强的光即激光,经过聚焦产生能量高度集中的激光束作为热源。