【正文】 意義鋼結構工程是整個國家體育場工程中技術含量最高、施工難度最大、安全風險最大的關鍵項目。 （ 3） 鍋爐：鍋爐壓力容器結構體積大，一般采用焊接結構 。 機械制造工藝基礎 焊接工藝 熔焊 壓焊 釬焊 電弧焊 (手弧焊 、 氣體保護焊 、 埋弧焊 ) 電渣焊、 電子束焊 、激光焊 等離子弧焊 電阻焊 、摩擦焊、超聲波焊 爆炸焊 、擴散焊、高頻焊 軟釬焊 、 硬釬焊 機械制造工藝基礎 焊接工藝 ? 焊接在工業(yè)中的應用： （ 1） 金屬結構的焊接。但不可拆卸 ， 易引起殘余應力 ， 焊縫易產(chǎn)生裂紋 、氣孔等缺陷 ， 因此 ， 應特別注意焊縫品質的檢驗 ，否則易造成惡性事故 。 （ 2）異材連接：可實現(xiàn)不同材料間的連接成形。接頭強度高，不可拆卸，工藝簡單，材料消耗少，接頭重量輕；但應力大，接頭組織與性能變化大 。可拆卸，接頭應力??；但工藝繁雜，材料消耗大，接頭笨重 。 機械制造工藝基礎 焊接工藝 ? 各種連接方法的比較 鉚接 ：用鉚釘將兩個零件連接為一體的工藝。 焊接定義 ： 指用加熱或加壓等工藝措施，使兩分離表面產(chǎn)生原子間的結合與擴散作用，從而形成不可折卸接頭的材料成形方法 機械制造工藝基礎 焊接工藝 焊接成形特點： （ 1） 結構分解 ：可將大而復雜的結構分解為小而簡單的坯料拼焊。 機械制造工藝基礎 焊接工藝 機械制造工藝基礎 焊接工藝 （ 3） 可實現(xiàn) 特殊結構 的生產(chǎn) 。 機械制造工藝基礎 焊接工藝 ? 焊接工藝的分類： 根據(jù)焊接過程的工藝特點，可將焊接分為： 熔化焊 壓力焊 釬焊 利用局部加熱，使焊件接頭處熔化并加入填充金屬，待其冷卻凝固后連接成整體的焊接方法。如鍋爐、壓力容器、管道、橋梁、海洋平臺和起重機等，船舶、車輛、飛機、火箭的梁架和外殼。 （ 4） 車輛 ： 汽車和火車車身結構大而復雜，一般采用焊接結構 機械制造工藝基礎 焊接工藝 （ 5）機械零件的焊接。 國家體育場造型呈雙曲面馬鞍形，東西向結構高度為６８米，南北向結構高度為４１米，鋼結構最大跨度長軸３３３米，短軸２９７米，由２４榀門式桁架圍繞體育場內部碗狀看臺旋轉而成，結構組件相互支撐，形成網(wǎng)格狀構架，組成體育場整個的“鳥巢”造型。為解決這一難題，精工鋼構應用了日本醫(yī)學上頭顱骨再造的科學技術原理，發(fā)揮自己公司加工制造數(shù)控機械的優(yōu)勢，再與吉林大學共同研發(fā)出用于大噸位、大厚板異形件加工的無模成形技術軟件。 ③ 結晶 ：冷卻速度快 ， 結晶后易生成粗大的柱狀晶 。 熔焊原理及過程 機械制造工藝基礎 焊接工藝 2) 熔池的保護 ： 可用渣保護 、 氣保護和渣 氣聯(lián)合保護 。 電弧三個區(qū)：陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)。 ?電弧的溫度： 弧柱區(qū) 6000～ 8000K, 陽極區(qū) 2600K, 陰極區(qū) 2400K。 ?焊劑是由 SiO2， MnO、 MgO及 CaF等組成的硅酸鹽，根據(jù)其中硅、錳、氟的含量不同，可分為無錳、低錳、中錳和高錳型。 一般 SiO2含量愈高，電導率愈低，粘度愈高；鈣和其他元素的氟化物和鈦的氧化物使渣的電導率增大，粘度減小。 熔池的保護 — 氣保護： 機械制造工藝基礎 焊接工藝 （ 1） 氬氣： ? 氬氣為惰性氣體，比空氣重 25%；高溫下不溶入液態(tài)金屬，也不與金屬發(fā)生化學反應，是一種理想的保護氣體。 熔池的保護 — 氣保護： 機械制造工藝基礎 焊接工藝 （ 2） CO2氣體： ? CO2為無色無味氣體，密度是空氣的 ，在常溫下很穩(wěn)定，但在高溫下易分解。合金元素的氧化燒損主要產(chǎn)生于高溫分解出來的原子氧的氧化作用。如焊條的藥皮及 CO2+藥芯。 ② CO2+藥芯： 機械制造工藝基礎 焊接工藝 填充金屬： 當焊縫較寬時，靠母材的熔化不能填滿焊縫，這時，必須用焊絲填滿。 焊絲有 H10Mn H08MnA、 H08MnMoA H08Mn2MoA、Cr19Ni H08MnSi等， 其碳含量較低，硅含量也較低， P和 S%。 焊接接頭由焊縫區(qū)、熔合區(qū)和熱影響區(qū)組成。 低碳鋼熱影響區(qū)特點： 1）過熱區(qū)： 1100℃ 以上， 晶粒粗大，塑性差。 機械制造工藝基礎 焊接工藝 2）正火區(qū)：低碳鋼加熱到 850～ 1100℃ ，冷卻后，晶粒細小，性能好 。 2）易淬火鋼當加熱到 AC1至 AC3區(qū)域冷卻時，部分奧氏體發(fā)生相變，產(chǎn)生馬氏體等淬火組織 。但由于焊接冷卻快，化學成分控制嚴格，碳、磷、硫等含量低，通過滲合金調整焊縫的化學成分，使其有一定的合金元素，這樣焊縫金屬的強度可與母材相當。 3）焊接工藝參數(shù)：電流、電壓、焊接速度和線能量（單位長度焊縫上的能量 E=?IU/?),直接影響輸入焊接接頭的熱量大小。當拘束較?。ㄈ缧“鍖雍福r，既產(chǎn)生殘余應力，又產(chǎn)生殘余變形 。 第三節(jié) 焊接變形和焊接應力 機械制造工藝基礎 焊接工藝 焊接變形和焊接應力的危害： 產(chǎn)生焊接變形，可能使焊接結構尺寸不合要求，組裝困難，間隙大小不一致等，從而影響焊件質量。 ② 采取合理的焊接順序，使焊縫能夠自由地收縮，以減少應力 。 焊接變形的防止及消除： ①焊縫不要有密集交叉，以減少焊接局部加熱；還可對稱布置焊縫，使變形互相抵消。 機械制造工藝基礎 焊接工藝 三、焊接應力和變形的防止： ④ 焊前預熱，焊接過程中采用散熱措施，錘擊還處在高溫的焊縫等都能減少焊接變形。主要有焊接裂紋、未焊透、夾渣、氣孔和焊縫外觀缺陷。 ? 產(chǎn)生原因：，低熔點雜質偏析，晶間存在液態(tài)薄膜；接頭存在拉應力。冷裂紋無氧化色彩。 ③ 存在較大的拉應力。 試驗： J507焊條： 使用前未經(jīng)烘干，擴散氫含量： 350℃ 烘干 2小時，擴散氫含量： 400℃ 烘干 2小時，擴散氫含量： 說明焊條烘干是非常有效和必要的。 ⑥ 焊后進行清除應力的退火處理。焊接時采用短弧焊，采用堿性焊條。 二、外觀檢驗 ： 用肉眼或低倍數(shù)（小于 20倍）放大鏡檢查焊縫區(qū)有否可見的缺陷，如表面氣孔、咬邊、未焊透、裂縫等，并檢查焊縫外形及尺寸是否合乎要求。 機械制造工藝基礎 焊接工藝 3．超聲波檢驗 超聲波的頻率在 20230Hz以上，具有能透入金屬材料深處的特性，而且由一種介質進入另一種介質截面時，在界面發(fā)生反射波，因此檢測焊件時，在熒光屏上可看到始波和底波。 五、 密封性檢驗 ： 用于檢驗常壓或受壓很低的容器或管道的焊縫致密性，看其是否有穿透性缺陷，常采用以下的方法： (1)靜氣壓試驗 (2)煤油檢驗 (3)水壓試驗 機械制造工藝基礎 焊接工藝 機械制造工藝基礎 焊接工藝 手工電弧焊的原理 ： 一、手工電弧焊： 利用藥皮和焊芯為電極，而工件為另一電極，通過短路引燃電弧，在電弧的高溫下，藥皮產(chǎn)生大量的氣體和熔渣，以實現(xiàn)氣渣聯(lián)合保護。 直流反接與正接相反，焊條接正極，可實現(xiàn)薄板的快速焊接。 機械制造工藝基礎 焊接工藝 167。 藥皮的配方及原材料的作用見表。但酸性焊條穩(wěn)弧性好，焊接操作工藝性好，價格較低，交直流兩用，應用廣泛。 結構鋼焊條牌號中末位數(shù)字為 1～ 5的屬酸性焊條， 7為堿性焊條； 1～ 6可交直流兩用， 7只能直流焊。 機械制造工藝基礎 焊接工藝 ③ 低碳鋼與低合金結構鋼焊接，按強度較低的鋼 材選用相應的焊條。 機械制造工藝基礎 焊接工藝