【正文】 試驗，測定合金過渡系數(shù)，從而進行焊縫成分計算 焊接人 免費下載 第三章 熔化焊接頭組織與性能 焊接接頭具有與母材不同的特點 ①兩種以上金屬在高溫下混合且伴隨各種化學冶金反應，使焊縫金屬和母材成分、組織、性能發(fā)生很大變化 ②熱影響區(qū)發(fā)生組織變化 ③化學冶金不均勻，造成接頭成分不均勻，存在偏析與性能差異 ④焊接熱效應不均勻，造成組織梯度 焊接人 免費下載 一、焊縫金屬的結晶 結晶特點 （與鑄造結晶相似，但有自己特點） (1)加熱溫度高，冷卻速度快 (2)熱源移動，結晶連續(xù)進行且隨熔池前進 (3)熔池中溫度不均勻性大，中心過熱 (4)熔池原始成分不均勻 (存在時間短，來不及均勻 ) 焊接人 免費下載 焊縫金屬凝固過程 非均勻形核，依靠現(xiàn)成表面：①懸浮質點（一般作用不大），②熔合區(qū)加熱到半熔化狀態(tài)基體金屬的晶粒表面 開始結晶時，從靠近熔合線處的母材晶粒上 聯(lián)生長大 焊接人 免費下載 優(yōu)先生長的方向與散熱最快的方向一致時，有利于生長，形成粗大的柱狀晶。 ① 層狀偏析：結晶速度周期性變化（如操作的移動） ? 偏析周期性地分布。 類比于鑄造縮孔采用冒口消除。 ②部分合金鋼元素在熔合區(qū)附近的偏析：如 C元素在熔合區(qū)附近的偏析。 焊接人 免費下載 氣泡上浮條件 氣泡上浮能力與氣泡和現(xiàn)存表面接觸角有關。 高溫液化裂紋： 在高溫下產生 ,鋼材或多層焊的層間金屬含有低熔點化合物經重新溶化，在收縮應力作用下 ,沿奧氏體晶間發(fā)生開裂。 產生結晶裂紋原因：①液態(tài)薄膜 ②拉伸應力 液態(tài)薄膜 — 根本原因 拉伸應力 — 必要條件 焊接人 免費下載 二、焊接結晶裂紋的影響因素 1）冶金因素 ①結晶溫度區(qū)間 ：合金狀態(tài)圖脆性溫度區(qū)的大小隨著該合金的整個結晶溫度區(qū)間的增加而增加。 ?Fe溶解 S、 P雜質較多；初生相為 ?Fe時熱裂紋傾向大。液化裂紋屬于晶間開裂性質，裂紋斷口呈典型的晶間開裂特征。這種顯微裂紋延伸到結晶前沿，尚未凝固的熔池金屬向裂紋滲入表面活性物質，促使裂紋擴展而形成多邊化裂紋 四、多邊化裂紋形成機理 形核于已生長的固態(tài)柱狀晶，但實際發(fā)生于未完全凝固時的固液階段 焊接人 免費下載 第三節(jié) 焊接冷裂紋 室溫附近脆化而形成的裂紋。 (搶時間 ) 目的：消除殘余應力，消除擴散 H，改善組織 焊接人 免費下載 第四節(jié) 焊接再熱裂紋 焊后再加熱 ,消除應力退火，高溫工作時 500~600℃ 過程中產生裂紋稱再熱裂紋。及時后熱可降低預熱溫度 線能量的作用 焊接線能量適當增加，減少過熱區(qū)硬度，裂紋減小 低強焊縫應用 適當降低焊縫強度，減少近縫區(qū)塑變的集中程度，有利于降低再熱裂紋產生傾向 降低殘余應力和避免應力集中 三、再熱裂紋防止（主要通過工藝調整） 焊接人 免費下載 第五章 熔化焊方法簡介 一、焊條電弧焊 焊接人 免費下載 二、埋弧焊 焊接人 免費下載 焊縫形成過程 焊接人 免費下載 埋弧焊特點及其應用 ? 生產率高，節(jié)省焊接材料。另外，焊前的準備工作量較大，對焊件坡口加工、接縫裝配均勻性等要求較高。 焊接人 免費下載 三、氣體保護焊 用外加氣體作為電弧介質并保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊 優(yōu)點：電弧 、 熔池可見性好 無需焊后清理 缺點：防風措施 焊接人 免費下載 ? 在惰性氣體中燃燒的電弧熱量損失較少 。 電子束焊一般不加填充金屬，如要求焊縫有突出表面的堆高可在接縫預加墊片。 ③ 焊接變形?。簾崃考?，熱影響區(qū)小 。 實現(xiàn)深熔焊 ①表面金屬短時升至沸點，金屬熔化、氣化 ②蒸汽一定速度離開熔池，反作用力使熔池凹陷，在激光束光斑下產生小凹坑 ③凹坑處繼續(xù)加熱氣化， 小凹坑進一步加深，另一方面將熔化金屬擠向熔池四周 ④上述過程不斷進行，形成細長的孔洞。其接頭強度低，工作溫度低，具較好的焊接工藝性，用于電子線路的焊接。 濕潤角能否為 0？ 釬料的毛細填縫能力 釬焊時，要求液態(tài)釬料盡可能填滿釬縫的全部間隙。 加入形成無限固溶體的元素，濕潤性明顯改善 加入形成金屬間化合物的元素，濕潤性改善有限 溫度 溫度高，濕潤性提高。 C下熔化，并分解成硼酐和偏硼酸鈉： Na2B4O7→B2O3+2NaBO2 。 3B2O3并溶于過量的B2O3中而去除。 ? B A C 焊接人 免費下載 （２）釬料為合金系時，是否形成化合物不但與狀態(tài)圖有關，還取決于組分濃度及木材親和力 如一組分能與母材形成化合物，但親和力小于釬料基體與母材親和力，即使?jié)舛雀咭膊恍纬苫衔? 一組分能與母材形成化合物，且與母材親和力遠大于釬料基體與母材親和力，即使?jié)舛鹊鸵踩菀仔纬苫衔? 焊接人 免費下載 第六節(jié) 釬料、釬劑及其選用 一、釬料及其選用 釬料的基本要求（一般要求） 合適熔點，其液相線溫度低于母材固相線 4050℃ 在釬料溫度下具有良好濕潤作用，充分填隙 與母材的物理化學作用應保證形成牢固結合 成分穩(wěn)定，燒損盡量少 滿足釬焊接頭物理化學及力學性能 焊接人 免費下載 二、釬劑及其選用 作用： （ 1）去氧化膜 （ 2）表面活性作用，既改善濕潤能力 （ 3）保護母材及釬料在加熱過程中不被進一步氧化 組成 ： 基質：決定釬劑熔點，且是釬劑其它組分的溶劑 去膜劑： 活性劑： 各組分作用不是單一的，而是共同起三方面作用的 焊接人 免費下載 要求： （ 1）具備足夠去膜能力 （ 2）熔化溫度及最低活性溫度，稍低于釬料熔化溫度 （ 3）足夠濕潤能力，活性溫度范圍覆蓋整個釬料溫度 活性溫度：釬劑穩(wěn)定有效發(fā)揮去膜能力的溫度 （ 4）良好的熱穩(wěn)定性，不能分解 （ 5）腐蝕性小，易清除 ?軟釬劑（ 450℃ 以下釬焊用的釬劑）較少 ?硬釬劑（大部分） 硼砂、硼酸及其混合物：活性溫度高于 800℃ ，殘渣難清除。 焊接人 免費下載 ②鋁用硬釬劑 ：堿（ 177。 焊接人 免費下載 第七節(jié) 釬焊工藝及釬接接頭質量控制 一、釬焊工藝程序 1）表面處理 2）裝備接頭及固定 3）釬料和釬劑的位置選擇及預置（便于釬料填縫） 4）釬焊（溫度、升溫速度、冷卻速度） 5）釬焊后清洗（清洗腐蝕性釬劑殘留物） 二、釬焊接頭裝配形式與間隙 接頭形式 1）搭接接頭 （基本形式） 通常通過增加搭接面積可保證接頭達到與焊件相匹配的承載能力。產生后果 ①小包圍現(xiàn)象 ?釬劑熔化，不整齊推進，包圍氣體不能排出；該處無去膜作用，填縫不好 形成氣孔。 T1釬焊時，組成為 固相 +液相 ， 液相流走，剩余固相 溶析 ?措施：較高溫度釬焊（ T2以上） ② T2以上溫度釬焊，如升溫速度太慢，先熔化部分填縫流走，剩余部分熔化溫度提高，也可能產生溶析 ?措施：適當提高升溫速度 A B 釬料另一組元 a T1 T2 焊接人 免費下載 溶蝕 釬焊時，在釬料安置處母材向釬料中過度溶解所造成的 溶蝕 溶穿 一般過共晶釬料時可能性較大 AlSi釬料釬焊 Al合金時 ①過共晶釬料時 釬焊時，低熔點部分先流走，余下高熔點部分較多。 Al Si 溶蝕預防措施 ①釬料選擇時，不應因母材向釬料溶解而使釬料熔點降低，即一般不使用過共晶釬料。 焊接人 免費下載 晶間滲入（略，前面已講） 母材自裂 釬焊過程中，在應力作用下， 被液態(tài)釬料濕潤過 的地方，發(fā)生的一種開裂。 ②無宏觀塑性變形，精度高。 必須在高溫下施加壓力，使顯微凸出部分塑性變形，同時氧化膜破壞，實際緊密接觸面積增加。 ②擴散是大部分孔洞消失 ③連接界面的晶粒生長可越過界面，同時可發(fā)生再結晶和晶界遷移 界面和部分殘留孔洞消失 ①長時間保溫，消除界面及晶粒內部分殘留孔洞 ②接頭組織和成分均勻化 花費時間長（幾十分鐘至幾十小時），一般進行不充分 上述三個過程交叉或局部重疊進行 焊接人 免費下載 二、連接過程的表面氧化膜行為 所有材料在擴散連接初期均表現(xiàn)氧化膜之間的接觸，氧化膜行為是擴散連接研究重點，擴散連接過程中氧化膜行為分三種類型 鈦鎳型：擴散連接時，氧化膜迅速分解并向母材溶解而去除，在連接初期即可消失。 ② 高活性金屬（ Mg）將鋁表面氧化膜還原。 ②粗糙度：低，孔洞少。 焊接人 免費下載 三、影響擴散連接質量的因素 表面狀態(tài) ①清潔問題：去除氧化膜，盡量避免采用機械方法，因產生加工硬化層，阻礙微觀塑性變形。 鋁型：表面氧化物致密且在基體中不溶。（ 90~95%） 剩余部分演變?yōu)榭锥础? ④可與母材熱處理和成型過程同步進行。 （捶擊、劃痕、冷作硬化的焊件、加熱不均勻件等易產生顯微裂紋） 預防措施： ①退火代替淬火 （去應力） ②冷作 硬化的焊件先退火（去應力） ③降低接頭的剛性，使接頭加熱冷卻時能自由膨脹和收縮 （降低拘束應力） ④降低加熱速度，盡量采用均勻加熱 （降低熱應力） 焊接人 免費下載 第七章 擴散連接 待連接工件緊壓在一起，在真空或保護性氣氛下加熱至母材熔點以下溫度，對其施加壓力，使兩連接面微觀凸凹不平處產生微觀塑性變形達到緊密接觸，再經保溫，原子擴散而形成牢固冶金結合的一種連接方式。 保溫時間增加 溶解量增加，溶蝕可能性增加。 ②共晶釬料時 釬料在固定溫度下溶解，而后鋪展填縫，母材來不及向釬料堆積處溶解，溶蝕可能性小。 一般亞共晶釬料時易發(fā)生。 焊接人 免費下載 2）對接接頭 3） T型接頭 強度太低，一般不使用 裝配間隙 通過影響釬料的毛細填縫過程、釬劑殘渣及氣體的排出、母材與釬料的互擴散過程以及釬縫合金層受力時塑性流動的機械約束作用而對釬接接頭性能產生影響。須同時考慮釬料及加熱的特點。 焊接人 免費下載 ?鋁合金用釬劑 （由于鋁合金表面氧化膜致密且穩(wěn)定，需用專門釬劑） ①鋁用軟釬劑 （釬焊溫度低）易喪失活性，但殘渣腐蝕性低 ：含大量重金屬（ Zn、 Sn）等的氯化物 ZnCl SnCl2等，這些氯鹽加熱時滲過氧化膜裂縫，破壞其結合進而發(fā)生反應，析出 Zn、 Sn等，從而提高釬料的濕潤能力。 釬料組分在母材中溶解度越大，產生晶間滲入的可能性越小。因此，其去膜機制是典型的溶解去膜機制。 釬料中加入表面活性物質，可改善釬料對母材的濕潤性。 釬接接頭要保證小的間隙。 接頭強度較高 ， 工作溫度也高 ， 用于機械零部件的焊接 。 釬焊接頭的形成包括兩個過程： ⑴ 釬料熔化和流入 、 填充接頭間歇形成釬料充滿焊縫的過程； ⑵ 液態(tài)釬料與釬焊金屬相互作用 。 電子束焊成本高，主要用于微電子器件焊裝、導彈外殼的焊接