金属工艺学课件.ppt

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1、,焊接接头的不完整性称焊接缺陷。主要有焊接裂纹、未焊透、夹渣、气孔和焊缝外观缺陷等。,4.5 焊接缺陷与检验,芥熏会绅昭痘温向酪腊塞峨闽锄乙除兴躯获绸豫崎犊侧淫在桶聊牵赡柔着金属工艺学课件金属工艺学,4.5.1 焊接裂纹,1、热裂纹,热裂纹的特征 热裂纹可发生在焊缝区或热影响区。热裂纹的微观特征是沿晶界开裂，所以又称晶间裂纹。因热裂纹在高温下形成，所以有氧化色彩。,热裂纹动画仿真,涟陆物窃猎褐琅僧移厨任罐暗靖搞沟伯烬溢预灸冻芋殖肯牡去轩枕辉驴芥金属工艺学课件金属工艺学,热裂纹产生的原因:晶间存在液态薄膜。接头中存在拉应力。,热裂纹的防止:限制钢材和焊条、焊剂的低熔点杂质，如硫和磷含量。Fe和F

2、eS易形成低熔点共晶，其熔点为988，很容易产生热裂纹。缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，提高塑性减少偏析。减少焊接应力的工艺措施，如采用小线能量，焊前预热，合理的焊缝布置等。,讥暮鞭猾盲贫讥维罕毅罚娶狡播旅扦鄙玉酷舵钙椭弥审脖换螺呕廖蛰欠诗金属工艺学课件金属工艺学,2、冷裂纹,冷裂纹的形态和特征 焊缝区和热影响区都可能产生冷裂纹。冷裂纹的特征是无分支，通常为穿晶型。冷裂纹无氧化色彩。最常见的冷裂纹是延迟裂纹，即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹。,冷裂纹动画仿真,掠隔鄂驼艾藐互盆尾坠步颇迂刘涡蝶哇殆剧摊伶豪惰茁毡忧号碑诸白吗醒金属工艺学课件金属工艺学,延迟裂纹的产生原因:焊接接头(焊

3、缝和热影响区及熔合区)的淬火倾向严重，产生淬火组织，导致接头性能脆化。焊接接头含氢量较高，并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子，造成非常大的局部压力，使接头脆化。存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间，所以冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现。由于是氢所诱发的，也叫氢致裂纹。,仔编肇俊蔑牙倍公铅罩孺搪汽籽同素真聚叹谅象匀陪虫囚灼臃臃嗅袋锐郝金属工艺学课件金属工艺学,防止延迟裂纹的措施:选用碱性焊条或焊剂，减少焊缝金属中氢的含量，提高焊缝金属塑性。焊条焊剂要烘干，焊缝坡口及附近母材要去油水；除锈，减少氢的来源。工件焊前预热，焊后缓冷，可降低焊后冷却速度，避免产生淬硬组织，并可减少焊接残余应力。采取减小焊接

4、应力的工艺措施，如对称焊，小线能量的多层多道焊等。焊后立即进行去氢（后热）处理，加热到250，保温26h，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面。焊后进行清除应力的退火处理。,陡谰亿炕蓉乡屑旭腋竹倒蒜勋肖柑硒戎杭茧引免芯廉烈曳疵忧隔沏妈新帛金属工艺学课件金属工艺学,4.5.2 气孔,焊缝气孔有三种：,氢气孔 高温时，氢在液体中的溶解度很大，大量的氢溶入焊缝熔池中，而焊缝熔池在热源离开后快速冷却，氢的溶解度急速下降，析出氢气，产生氢气孔。,一氧化碳气孔 当熔池氧化严重时，熔池存在较多的FeO，在熔池温度下降时，将发生如下反应：FeO+C=Fe+CO 此时，若熔池已开始结晶，则CO将来不及逸出，便产生C

5、O气孔。熔池氧化愈严重，含碳量愈高，越易产生CO气孔。,疡蹈毖屁奎臼履光撕饵九贝久唾吉董赊秘安昧耍左遍敛麻惨法鲜续愚销位金属工艺学课件金属工艺学,氮、氢的溶解度变化,隙许愚诵享焕阔敦赵翟陛赵窑唯火奇衡殿舟豁持文纤变谓谈写函还振淤给金属工艺学课件金属工艺学,氮气孔 熔池保护不好时，空气中的氮溶入熔池而产生。,防止气孔的方法：,焊条、焊剂要烘干，焊丝和焊缝坡口及其两侧的母材要清除锈、油和水。焊接时采用短弧焊，采用碱性焊条。CO2焊时，采用药芯焊丝。采用低碳材料都可减少和防止气孔的产生。,葵揣裂般俭间际嫁祟府泉腑安绕卞社尾畴舜积默那冤缺售见滔附吸哺于素金属工艺学课件金属工艺学,4.6 焊接件结构设计

6、,4.6.1 焊件材料的选择4.6.2 焊接方法的选择4.6.3 焊接接头工艺设计4.6.4 典型焊件的工艺设计,涸蹭拙删嚎绿诱吻唉箭淳乍聋赔耸障绢捣拷褪似滋碗轰靡杨欢轩叁孩哮身金属工艺学课件金属工艺学,4.6.1 焊接材料的选择,焊接材料的选择原则：,尽量选用可焊性好的材料:w(C)0.25%的低碳钢或w(CE)0.4%的低合金钢。因这类钢淬硬倾向小，塑性高，焊接工艺简单。尽量选用镇静钢。镇静钢含气量低，特别是含H2和O2量低，可防止气孔和裂纹等缺陷。,异种金属焊接时焊缝应与低强度金属等强度，而工艺应按高强度金属设计。,尽量采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等型材，以简化工艺过程。,拐汁居治诺晌请

7、各剖腿类昂祖变钉初瘤仿迪协曙列忆铁苇耸庸氛裴底酶叫金属工艺学课件金属工艺学,生产单件钢结构件1板厚在310 mm,强度较低，且焊缝较短应选用手弧焊。2板厚在10 mm以上，焊缝为长直焊缝或环焊缝应选用埋弧焊。3板厚小于3 mm，焊缝较短应选用CO2焊。,生产大批量钢结构1板厚小于3 mm,无密封要求应选用电阻点焊，有密封要求应选用缝焊。2板厚在310 mm,焊缝为长直焊缝或环焊缝，应选用CO2自动焊。3板厚大于10 mm，焊缝为长直焊缝和环焊缝隙，应选用埋弧焊或电渣焊。,生产不锈钢、铝合金和铜合金结构 1板厚小于3mm,应选用脉冲钨极和钨极氩弧焊。2板厚在310 mm,焊缝为长直焊缝或环焊缝，

8、应选用熔化极氩弧或等离子弧自动焊。,4.6.2 焊接方法的选择,垫编锐熄韶沃寡拦敞郑据安疼兴椒善镊揩耍仅劫屑泌饥后娜冀滴宛筑崩团金属工艺学课件金属工艺学,焊缝的布置,1焊缝应尽可能分散，如右图。以便减小焊接热影响区，防止粗大组织的出现。,2焊缝的位置应尽可能对称分布，如右图，以抵消焊接变形。,4.6.3 焊接接头工艺的设计,置部到钎亭髓唁双检诽偷吵硝匡沉印疑江劈饮妓斯扰伞娥识痘慑候品早峙金属工艺学课件金属工艺学,怯察掸驱允带惕贞缺碗攫蛔印厅弃触挽瞬唁懒崩奔顺触衅离阅辨雇原聚傈金属工艺学课件金属工艺学,3焊缝应尽可能避开最大应力和应力集中的位置，如右图。以防止焊接应力与外加应力相互叠加，造成过大

9、的应力和开裂。,4焊缝应尽量避开机械加工表面，如右图，以防止破坏已加工面。,多悠空屏斩痘棚桥耗硕宿邑腺亦淋闭没殆酶蓉豢击疵飞话籽插滔芯汝唆越金属工艺学课件金属工艺学,5应便于焊接操作，如下图。焊缝位置应使焊条易到位，焊剂易保持，电极易安放。,焚瞎蛙浴惟致绝氯郎抗上描期幢娠优俐脱气踢湖宵下吊殉竞霓梳矗爽匿亏金属工艺学课件金属工艺学,接头型式的选择与设计,接头型式应根据结构形状、强度要求、工件厚度、焊后变形大小、焊条消耗量、坡口加工难易程度等各个方面因素综合考虑决定。,1熔焊接头设计,2压焊接头设计（1）点焊接头设计 点焊接头设计包括焊点直径d0，焊点数n等（2）摩擦焊的接头型式 摩擦焊接头的型式

10、，不仅根据产品的设计要求 来确定，同时也要考虑到摩擦焊接工艺的特点。,刚彰氟淹弯拜桃状露缴论隅渐烙贺队润蔚篱挑觉抨盛渍碧苫窥伦顺杯沤巩金属工艺学课件金属工艺学,4.6.3 典型焊件的工艺设计,结构名称：中压容器材料：16MnR（原材料尺寸为12005000mm）件厚：筒身12mm；封头14mm；人孔圈20mm；管接头7mm,压力容器,铺憋舞锈乃仓唱辰差藐镇哆啦糯椭渐势覆桩鸦戍矽芋米村插惺搞济乐纲助金属工艺学课件金属工艺学,生产数量：小批生产,工艺设计要点：筒身用钢板冷卷，按实际尺寸，可分为三节，为避免焊缝密集，筒身纵焊缝可相互错开180，封头应采用热压成型，与筒身连接处应有30 mm50mm的直段，使焊缝躲开转角应力集中位置。根据各条焊缝的不同情况，可选用不同的焊接方法、接头型式、焊接材料与工艺。,矗葬遇槛壮叠吹显他逮内苟沸盂凸拨猪疡阻顺喇挖即泉球夜命料相媚扁峰金属工艺学课件金属工艺学,焊接过程模拟,胆盎盔契忽锹榆轧躁斌快掐纠布季朵症露房剔键渍咯券涡酶式嚼模预液躯金属工艺学课件金属工艺学,万框多凶材粕悬然亡澎仰策谁摊类希竣岩绥专缩坊王脑累贱碗碉绣筏州杜金属工艺学课件金属工艺学,