【正文】 平整，外形美觀，同種、異種金屬均可焊接，設(shè)備簡單，易于實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)化 。氬弧焊和埋 弧焊時(shí)，焊絲的選用也是使焊縫化學(xué)成分與母材的化學(xué)成分具有 相同的類型。 ? 焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇 ? 焊接接頭設(shè)計(jì) ? 焊接結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)舉例 一、焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇 在滿足結(jié)構(gòu)使用要求的條件下，盡量選擇焊接性較好的材料。這些缺陷不僅減少焊縫截面，降 低承載能力，更主要的還會(huì)使構(gòu)件產(chǎn)生應(yīng)力集中，更大的降低承 載能力。 受力狀況 載荷的類型 （ 如靜載 、 動(dòng)載 、 循環(huán)載荷或單調(diào)載荷等 ） ，載荷的作用形式 （ 如拉伸 、 壓縮 、 彎曲或扭轉(zhuǎn)等 ） ， 載荷的大小以及分布特點(diǎn) （ 如均布載荷或集中載荷 ） 。 加工路線復(fù)雜 ， 加工精度和質(zhì)量要求高 ， 在選材時(shí)應(yīng)務(wù)必保證材料的工藝性能 。 如鑄鐵或碳鋼 ， 只要注意采用適宜的毛坯制造方法 ， 其工藝性能均能滿足要求 。 i 載荷的性質(zhì)是決定材料使用性能的主要依據(jù)之一。 接頭與坡口形式的選擇設(shè)計(jì) 焊條電弧焊的接頭與坡口 形式選擇已在前面介紹，其他方法目前尚無國家標(biāo)準(zhǔn)，一般可根 據(jù)各種焊接方法的特點(diǎn)，參考焊條電弧焊接頭形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。銅及銅合金的焊接方法常采用氬弧焊、氣 焊、埋弧焊和釬焊等。 四、不銹鋼的焊接 不銹鋼按空冷后室溫組織不同可分為馬氏體型不銹鋼，鐵 素體型不銹鋼，奧氏體型鉻鎳不銹鋼。 常用釬劑是松香、氧化鋅溶液等。與其他焊接方法相比，電阻焊生產(chǎn)率高，焊件變 形小，無需填充金屬，操作簡單，勞動(dòng)條件較好，易于實(shí)現(xiàn)機(jī) 械化和自動(dòng)化。 缺點(diǎn)是 :用較大電流焊接是飛濺較大，煙霧較多。 （ 3） 焊條的選用 1）根據(jù)被焊的金屬材料類別選擇相應(yīng)的焊條種類。 預(yù)防和減少焊接應(yīng)力及焊接變形的措施 合理設(shè)計(jì)焊接 結(jié)構(gòu)、焊前預(yù)熱、反變形法、剛性固定法、選擇合理的順序、 錘擊焊縫法、強(qiáng)迫冷卻法、焊后熱處理。要是兩個(gè)分 理的物體形成永久性結(jié)合，首先必須是兩個(gè)物體相互接近到 ~，使之達(dá)到原字間的力能夠互相作用的程 度。 2） 變形工序 是使坯料的一部分相對(duì)于另一部分產(chǎn)生相對(duì) 位移而不破裂的工序。 （ 3）零件的外形應(yīng)力求簡單、平直和對(duì)稱，截面相差不宜過于 懸殊，避免高筋、薄壁、凸起等不利成形的結(jié)構(gòu)。 手工鍛造：小型鍛件生產(chǎn) 自由鍛： 機(jī)器鍛造：自由鍛的主要方式 對(duì)于大型鍛件，自由鍛是唯一的鍛造方式。 六、幾種鑄造方法的比較 鑄造方法 比較項(xiàng)目 砂型鑄造 熔模鑄造 金屬型鑄造 壓力鑄造 低壓鑄造 離心鑄造 適用金屬 任意 不限制，以鑄鋼為主 不限制，以有色金屬為主 鋁、鋅等低熔點(diǎn)金屬 以有色合金為主 以鑄鐵、鋼合金為主 適用鑄件大小 任意 一般 25㎏ 以中、小鑄件為主 一般為 10㎏以下小件 中、小鑄件為主 不限制 生產(chǎn)批量 不限制 成批、大量 也可單件生產(chǎn) 大批、大量 大批、大量 成批、大量 成批、大量 鑄件尺寸精度 IT4~IT5 IT11~IT14 IT12~IT14 IT11~IT13 IT12~IT14 IT12~IT14（孔徑精度低） 表面粗糙度 粗糙 ~ ~ ~ ~ ~（內(nèi)孔粗糙） 鑄件加工余量 大 小或不加工 小 不加工 小 內(nèi)孔加工量大 生產(chǎn)率 低、中 低、中 中、高 最高 中 中、高 應(yīng)用舉例 機(jī)床床身、軋鋼機(jī)機(jī)架、滾速器箱體、帶輪 刀具、葉片、自行車零件、機(jī)床零件、刀桿 鋁活塞、水暖器片、水輪機(jī)葉片、一般有色金屬鑄件 汽車化油器、喇叭、電器、儀表、照相機(jī)零件 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、殼體、箱體 各種鐵管、套、筒、環(huán)、輥、葉輪、滑動(dòng)軸承 返回 ? 在鑄造領(lǐng)域應(yīng)用計(jì)算機(jī)標(biāo)志著生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)一步結(jié)合，是當(dāng)前鑄造科研開發(fā)和生產(chǎn)進(jìn)展的重要內(nèi)容之一。 壓鑄具有如下的特點(diǎn)： 1）可以 壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁鑄件 。 ? 圖 316為懸臂支架的兩種設(shè)計(jì)方案，圖 a采用方形空心截面，須用型芯，圖 b改為工字形截面，可以省掉型芯。 3）澆注 由于金屬型的導(dǎo)熱能力強(qiáng)，因此澆注溫度應(yīng)比砂型鑄造高 2030℃ 。 造型 手工造型 ? a）搗砂錘； b）直澆道棒； c）通氣針； d）起模針； e）墁刀：修平面及挖溝槽用； f）秋葉：修凹的曲面用； g）砂勾：修深的底部或側(cè)面及鉤出砂型中散砂用； h）皮老虎 a)造下砂型 b)造上砂型 c)開外澆口、扎氣孔 d)起出模樣 e)合型 f)帶澆口鑄件 圖 5 齒輪坯 整模兩箱 造型過程 a)鑄件圖 b)模樣 c)造下型 d)造下型 e)鑄型 圖 6 分模造型 過程 a)零件 b)鑄件 c)模樣 d)造下砂型 e)取出模樣主體 f)取出活塊 圖 9 活塊造型 過程 a)木模樣 b)造下砂型 c)在下砂型上割分型面 d)造上砂型 e)開箱起模 f)合型 圖 7 挖砂造型 過程 a)端蓋模樣放在假箱上 b)在假箱上造下砂型 圖 8 假箱造型 過程 a)槽輪零件 b)造下砂型修活砂塊 c)造上砂型 d)移活砂塊并起模 e)鑄型 圖 10 實(shí)物造型 過程示意圖 a)帶輪鑄件 b)刮板 c)刮制下型 d)刮制上型 e)合型 圖 11 帶輪鑄件的 刮板 造型過程 a)鑄件 b)模樣 c)造下型 d)造中型 e)造上型 f)合型 圖 12 槽輪 鑄件的三箱造型 a)無箱蓋地坑造型 b)有箱蓋地坑造型 圖 113 地坑造型 a)頂箱起模 b)落模起模 機(jī)器造型的起模方法 按緊實(shí)方式不同， 機(jī)器造型 分為 壓實(shí)造型、震擊造型、拋砂造型和射砂造型 １）壓實(shí)造型 是利用壓頭的壓力將砂箱內(nèi)的型砂緊實(shí) a)填滿型砂 b)刮去多余型砂 c)緊實(shí) 圖 2 緊實(shí)率測定法示意圖 a)填砂 b)振擊緊砂 c)輔助壓實(shí) d)起模 震壓造型機(jī)的工作過程 ２）震擊造型 是利用震動(dòng)和撞擊力對(duì)型砂緊實(shí)（圖３－１０） ３） 拋砂造型 圖 311為拋砂機(jī)工作原理圖 ４） 射砂造型 造芯 手工制造砂芯過程 型芯的常見形式 a)用平板烘干 b)砂胎支撐烘干 c)用成型烘干器烘干 砂芯烘干方法 裝配時(shí)的緊固 常用的緊固方法 金屬熔煉 ? 常用的熔煉設(shè)備有 電阻坩堝爐、感應(yīng)爐和沖天爐。 ? 鑄件的 加工余量 就是切削加工時(shí)要切去的金屬層。 3）確定 澆注位置和分型面 。 澆注溫度升高，液態(tài)收縮增加，則總收縮量增加 3）鑄件結(jié)構(gòu)及鑄件條件 鑄件的收縮是受阻收縮。 一、液態(tài)金屬的充型能力 二、合金的凝固特性 三、合金的收縮性 四、常用鑄造合金的鑄造性能特點(diǎn) 一、 液態(tài)金屬的充型能力 液態(tài)金屬充滿 鑄型容腔 ，獲得 形狀完整、輪廓清晰的鑄件的能力 ，叫做液態(tài)金屬的充型能力。 167。 凝固收縮 —— 從凝固開始溫度冷卻到凝固結(jié)束溫度之間的收縮。 零件鑄造工藝圖的設(shè)計(jì) ? 鑄造工藝圖是根據(jù)鑄造要求表示鑄型分型面、澆冒口系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、澆注位置、型芯結(jié)構(gòu)尺寸、控制凝固措施（冷鐵、保溫襯板）等的圖樣。 3） 鑄件的厚實(shí) 部分應(yīng)放在上部或側(cè)面， 以便于安置澆口、冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。 4）盡量 避開易拉裂 部位，不影響自由收縮。鑄件冷卻凝固后， 先取出中間型芯 4，在取 出左、右兩側(cè)型芯 3，然 后沿水平方向拔出左右 銷孔型芯 5，最后分開兩 個(gè)半型，即可取出鑄件。 壓鑄機(jī)分： 熱壓室式和冷壓室式 兩類。 （ 4）避免較大的水平面 鑄件上水平方向的較大面積，在腳注是金屬也上升較慢，長時(shí)間烘烤鑄型表面，使鑄件容易產(chǎn)生夾砂、澆不足等缺陷，也不利于夾渣、體的排除，因此，因盡量用傾斜結(jié)構(gòu)代替過大水平面， 如圖 326所示。 2）鑄造有圓筒形內(nèi)孔的鑄件時(shí)，可免去型芯及澆注系統(tǒng)，可簡化工藝、節(jié)省金屬。在塑性加工過程中，要力求創(chuàng)造最有利的變形條件，充 分發(fā)揮金屬的塑形，降低變形抗力，使功耗最少，變形進(jìn)行得充 分，達(dá)到加工目的。這里介 紹錘上模鍛。 是指用剪刃或沖模將板料沿不封閉輪廓進(jìn)行分離的 工序。 3）釬焊 釬焊是軟釬焊和硬釬焊的總稱。 五、焊接應(yīng)力與變形 焊接時(shí)，焊件的不均勻局部加熱和冷卻是導(dǎo)致焊接應(yīng)力和 變形的根本原因。 （ 2） 焊條的分類 1）焊條按用途可分為十一大類，即碳鋼焊條、低合金鋼焊 條、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條 、鎳和鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條、特殊用 途焊條。 （ 4）電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊縫致密，表面無熔渣，成形美觀。 但等離子弧焊接的設(shè)備比較復(fù)雜，氣體消耗量大，只宜于 室內(nèi)焊接。 釬劑能去除氧化膜和油污等雜質(zhì)，保護(hù)母材接觸面和釬料不受氧 化，并增加釬料潤濕性和毛細(xì)流動(dòng)性。 三、低合金鋼的焊接 低合金鋼一般按屈服強(qiáng)度分等級(jí)，常用焊條電弧焊和埋弧焊 焊接，相應(yīng)的焊接材料見表。冷焊法易出現(xiàn)白口組織、裂紋 和氣孔，但成本較低。 5）對(duì)于不同厚度鋼板的受力對(duì)接接頭，若兩板的厚度差不 超過規(guī)定數(shù)值時(shí)，接頭的基本形式和尺寸安厚板選取；超出規(guī) 定數(shù)值時(shí)，厚板應(yīng)單面或雙面削薄，對(duì)削薄長度有一定要求。 材料選用方法 167。 追求強(qiáng)度越高越好，貿(mào)然將零件置于低應(yīng)力脆斷的危險(xiǎn)中。 圖 113 陶瓷材料的加工工藝路線 表 118 陶瓷材料成形工藝的比較 工 藝 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 粉漿成形 可做形狀復(fù)雜件 、 薄壁件 ， 成本低 收縮大 ， 尺寸精度低 ，生產(chǎn)率低 壓制成形 可做形狀復(fù)雜件 ， 有高密度和高強(qiáng)度 ， 精度較高 設(shè)備較復(fù)雜 ， 成本高 擠壓成形 成本低 ， 生產(chǎn)率高 不能做薄壁件 ， 形狀要對(duì)稱 可塑成形 尺寸精度高 ， 可做形狀復(fù)雜件 成本高 （三）經(jīng)濟(jì)性原則棗根本原則 產(chǎn)品成本與性能的關(guān)系： 圖 114 產(chǎn)品成本分析 1. 基本材料的成本 材料的價(jià)格在產(chǎn)品的總成本中占有較大的份額（ 30~70%）。 2. 進(jìn)行失效分析 失效抗力取決于材料的性能，對(duì)零件主要失效形式的分析常常可以綜合出零件所要求的主要使用性能。 檢驗(yàn)方法主要有：著色檢驗(yàn)，磁粉探傷，射線探傷，超聲波 探傷，此外還有用于檢驗(yàn)容器和壓力容器有無泄漏的致密性檢驗(yàn)， 如水壓試驗(yàn)、氣壓試驗(yàn)、煤油試驗(yàn)等。同一 構(gòu)件焊接時(shí)盡量選用同種金屬材料。 五、鑄鐵的補(bǔ)焊 鑄鐵件在鑄造生產(chǎn)過程中產(chǎn)生缺陷，在使用過程中產(chǎn)生裂紋 和斷裂損壞，采用補(bǔ)焊修復(fù)，有巨大的經(jīng)濟(jì)意義。 焊接性的好壞從兩個(gè)方面來衡量：一是 焊接工藝的優(yōu) ；二是 焊接接頭在使用過程中的可靠性 。 縫焊 工件裝配成搭接或?qū)咏宇^并置于兩滾輪電極之 間，滾輪加壓工件并轉(zhuǎn)動(dòng)，連續(xù)或斷續(xù)送電，形成一條連續(xù)焊縫 的電阻焊方法稱為縫焊。 五、等離子弧焊 等離子弧 等離子弧實(shí)質(zhì)上是一種導(dǎo)電截面被壓縮得很 小、能量轉(zhuǎn)換非常激烈、電離度很大、熱量非常集中的壓縮電弧。 三、氣體保護(hù)電弧焊 用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)的電弧焊。 焊條電弧焊電源有交流和直流兩大類，其型號(hào)編制方法（ GB102988)及