金属的焊接性及焊接结构设计课件PPT

常用金属结构连接方式
常用金属结构连接方式包括引伸连接方式、填充连接方式、间隙连接方式和紧固件连接方式等。
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引伸连接方式
通过拉伸或压缩金属材料的一部分，使
填充连接方式
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材料的切应力达到最大值，从而达到连 接的目的。
将一些特殊材料如焊接杆、铸件等填充
至本体的几何形状中，保持连接部位固
定。
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间隙连接方式
焊接
将两个金属构件通过加热的方式 融合在一起的连接方式，广泛应 用于民用建筑、航空航天、制造 业等领域。
螺栓连接
通过将金属构件穿过孔洞固定起 来的连接方式，具有可重复拆卸 性的优点。
铆接
将金属球固定在钻孔中以压紧构 件的连接方式，避免了利用螺丝 帽和螺母进行固定所带来的一些 限制性问题。
金属结构连接的原理
通过钻洞、插销、补拼等方式使金属构
紧固件连接方式
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件紧密牢固的连接在一起。来自将金属构件与紧固件的凸台插入到对应 的槽口中，之后以螺母、螺钉完成连接。
金属结构连接的优缺点分析
金属结构连接具有一定的优势，但也存在一些缺点。在应用领域上，金属结构连接广泛应用于公路、铁路、船 运、航空航天、建筑、石油、化工等领域。以下是具体分析。
• 公路：高速公路隧道、 特殊形式桥梁等
• 石油、化工：石油化工 生产厂房大型结构、钢
• 烟建囱筑等：超高层、超长跨 度建筑、建筑大跨度钢 结构、较大跨度钢塔等
金属结构连接的工程实践
在金属结构连接的工程实践中，我们需要了解金属结构连接技术流程、质量控制与管理等相关内容。以 下将一一介绍。
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金属结构连接技术流程
设计、制造、质检、运输，组装、调试，安装等步骤中涉及到多个环节，需要对每个环 节都进行严格控制，避免出现质量问题。

③ 比重大于空气（25%）
1) 存在问题 ① 氧化严重； ② 气孔倾向大（CO）； ③ 飞溅严重。
措施：焊丝含合金元素，用于脱氧 和渗合金。
2）CO2气体保护焊的特点及应用 ① 生产率高（是手弧焊的1~3倍）。 ② 成本低（是手弧焊的45%） 。 ③ 焊接热影响区和变形小。 ④ 可进行全位置焊接。 ⑤ 飞溅严重，焊缝成形差。
2. 电焊条的分类
结构钢焊条—J；
钼和铬耐热钢焊条—R；
低温钢焊条—W；
不锈钢焊条—A；
堆焊焊条—D；
铸铁焊条—Z；
镍及镍合金焊条—Ni ； 铜及铜合金焊条—T；
铝及铝合金焊条—L； 特殊用途焊条—TS
J422
J507
药皮种类（钙钛型）
药皮种类（低氢钠型）
抗拉强度
抗拉强度
结构钢焊条
结构钢焊条
酸性焊条：在熔渣中以酸性氧化物为主
3.3.1 焊条电弧焊
一、焊接电弧
二、焊接特点
焊条的电弧焊过程
三、电焊条
1. 电焊条的组成及作用
电焊条
焊缝的填充材料 — 填充焊缝 焊条芯 电极传导电流 — 导电
机械保护的作用 药皮 冶金的作用
改善焊接工艺，稳定电弧
焊条芯 药皮
药皮的种类： ① 氧化钛型；②氧化钛钙型； ③钛铁矿型；④氧化钛型；⑤纤维素型； ⑥低氢钾型；⑦低氢钠型； ⑧石墨型；⑨盐基型。
应用：4mm以下的薄板搭接。
人工点焊过程
机械手点焊过程
2 . 缝焊
应用：3mm以下的薄板搭接。
如：密封的容器（油箱、 水箱等）、管道等。 3 . 对焊
主要用于棒料的对接。 1）电阻对焊
应用：用于断面简单，直径 （或边长）小于20mm或强度 要求不太高的可焊相同金属，

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三. 埋弧焊工艺
2）采取防漏措施 ① 双面焊； ② 手工电弧焊封底； ③ 焊剂垫； ④ 垫板。
3)要有引弧板和引出板
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四、埋弧焊应用
应用： 主要用于较厚 钢板的长直焊 缝和较大直径 环形焊缝焊接。
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压力容器的环焊缝和直焊缝、锅炉冷却壁的长直 焊缝、船舶和潜艇壳体、起重机械、冶金机械 （高炉炉身）等的焊接。
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三. 埋弧焊工艺
1）焊前准备 板厚在20~25mm以下的工件可不开坡口； 实际生产中，板厚在14~22mm应开Y型坡口， 板厚在22~50mm，可开双Y型坡口或U型坡口。
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三. 埋弧焊工艺
1）焊前准备
环焊缝： 焊丝起弧点应与环 的中心偏离一定距 离a(a=20~40mm), 直径小于250mm一 般不采用埋弧焊。
钎焊：
软钎焊、 硬钎焊
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焊接成形的特点
● 接头牢固、密封性好。 ● 可化大为小、以小拼大。 ● 可实现异种金属的连接。 ● 重量轻、加工装配简单。 ● 焊接结构不可拆卸 。 ● 焊接应力变形大，接头易产 生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。
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第四篇 焊接
电弧焊 其他常用焊接方法 常用金属材料的焊接 焊接结构设计
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第四篇 焊接
用加热或加压力等手段，借助金属原子 的结合与扩散作用，使分离的金属材料 牢固地连接起来的方法。
焊接动画
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焊接成形的分类
熔化焊：
电弧焊、电渣 焊、电子束焊、 激光焊、等离 子弧焊等

条电弧焊 由于焊条电弧焊时熔合比比较小，而且方便灵活，不受焊件 形状的限制，所以是目前焊接这类异种钢时应用最为普遍的 焊接方法。
三、焊接工艺分析
（3）埋弧焊
埋弧焊时熔合比的变化范围较大，焊接电流越高，熔合 比越大。所以使用埋弧焊时要严格控制熔合比。但是，由于 埋弧焊时焊接电流较大，增加了熔池在高温停留的时间和熔 池的搅拌作用，从而可以减小过渡层的宽度。埋弧焊时过渡 层的宽度约为0.25～0.5mm，比焊条电弧焊(约0.4～ 0.6mm)小。
采用A407焊条：此时焊缝为单相奥氏体组织。
三、焊接工艺分析
（2）抑制熔合区中碳的扩散 提高焊接材料的奥氏体形成元素含量，是抑制熔合
区中碳扩散的最有效手段。随着焊接接头在使用过程 中工作温度的提高，要阻止焊接接头中的碳扩散，必 须提高镍的含量。
三、焊接工艺分析
（3）改变焊接接头的应力分布 异种钢焊接选用线膨胀系数接近于珠光体钢的镍基合
由于珠光体钢的含碳量较高但合金元素较少而奥氏体丌锈钢则相反这样在珠光体钢一侧熔合区两边形成了碳的浓度差当接头在温度高于350400长期工作时熔合区便出现明显的碳的扩散即碳从珠光体钢通过熔合区向奥氏体焊缝扩散
焊接教研室
一、结构分析和材料特点 二、异种钢焊接性分析 三、焊接工艺分析 四、编制焊接工艺卡
二、材料焊接性分析
4）接头应力状态： 由于这两种钢的线膨胀系数不同(珠光体钢与奥氏 体钢的线膨胀系数之比为14：17)，使焊缝和熔合线 附近产生附加拉应力，导致在熔合线上断裂。
三、焊接工艺分析
1、焊接方法的选择
珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接时，对于焊接方法的选 择，除了要考虑生产率和具体焊接条件外，还应着重考虑 熔合比的影响，即焊接时要尽量减少熔合比，以降低对焊 缝的稀释作用。