【文章內容簡介】 1選取 。 第 7章 金屬制造工藝 表 71焊條直徑的選擇 第 7章 金屬制造工藝 焊接電流主要根據焊條直徑選取 。 焊接電流是影響焊接接頭質量和生產率的主要因素 。 電流過大 ， 金屬熔化快 ， 熔深大 ， 金屬飛濺大 ， 同時易產生燒穿 、 咬邊等缺陷；電流過小 ， 易產生未焊透 、 夾渣等缺陷 ， 而且生產率低 。 焊接速度是指焊條沿焊縫長度方向移動的速度 ， 它對焊接質量影響很大 。 焊速過快 ， 易產生焊縫的熔深淺 、 焊縫寬度小及未焊透等缺陷；焊速過慢 ， 焊縫熔深 、 焊縫寬度增加 ，特別是薄件易燒穿 。 手弧焊的焊接速度由焊工憑經驗掌握 ，一般在保證焊透且焊縫成形良好的前提下 ， 應盡可能快速施焊 。 第 7章 金屬制造工藝 1. 1） 低碳鋼含碳量為 %～ ％ ， 可焊性好 ， 焊前不需預熱 ， 但在寒冷地區(qū)焊接剛性較大部件時 ， 需要把工件加熱至100～ 200℃ 左右 ， 低碳鋼塑性較好 ， 焊縫不易出現裂紋 。 一般情況下 ， 低碳鋼的焊接均可選用酸性焊條；只有在特殊情況下 ， 例如 ， 遇到大厚度工件或大剛度結構以及在低溫條件下施焊等情況時 ， 才考慮采用堿性焊條 。 第 7章 金屬制造工藝 低碳鋼焊接時 ， 只要在焊前嚴格按焊條或焊劑說明書進行烘干 ， 并仔細清除坡口及其附近的鐵銹和油污等就可避免出現裂紋 。 但當焊接材料或母材的化學成分不合格 (如含碳量 、 含硫量較高 )， 或者結構剛性較大 ， 施焊時環(huán)境溫度較低 （ 如在 10℃ 以下 ） 時 ， 可能出現焊接裂紋 。 只要針對這些產生裂紋的原因給予解決 ， 低碳鋼焊接時的裂紋是可以避免的 。 此外 ， 焊接接頭的嚴重過熱也應予以注意 。 由于沸騰鋼中硫和磷的偏析 ， 裂紋傾向和熱影響區(qū)的低溫性能變化稍大一些 。 第 7章 金屬制造工藝 2) 中碳鋼含碳量為 %～ ％ ， 由于含碳量高 ， 可焊性較低碳鋼差 。 焊接中碳鋼的主要困難是在基本金屬近縫區(qū)容易產生低塑性的淬硬組織 。 鋼中含碳量愈高 ， 工件厚度愈大 ，則淬硬傾向也愈大 。 如焊件剛性大 ， 焊條或規(guī)范選用不當 ，在焊件冷卻至 300℃ 以下時 ， 容易沿熱影響區(qū)的淬硬區(qū)產生冷裂紋 。 此外 ， 由于基本金屬中含碳量高 ， 在焊接過程中 ， 基本金屬的一部分要熔化到焊縫金屬中去 ， 致使焊接金屬含碳量增高 ， 加之含硫雜質和氣孔的影響 ， 也容易在焊縫金屬中引起熱裂紋 ， 特別是在收尾處 ， 裂紋更為敏感 。 熱裂紋的特征是裂紋往往垂直于焊縫魚鱗狀波紋 ， 呈不明顯的鋸齒形 ，但也有沿焊縫金屬與基本金屬交界處發(fā)展的 。 第 7章 金屬制造工藝 為保證焊后不產生冷裂紋和熱裂紋并得到滿意的機械性能 ， 通常采取一些措施 ， 如盡可能采用堿性低氨型焊條；預熱可以避免產生冷裂紋 ， 因此該措施是非常必要的 。 預熱溫度取決于焊件的含碳量 、 焊件的大小和厚度以及選用焊條類型和焊接規(guī)范等 。 采用局部預熱時 ， 加熱范圍應在焊縫兩側150～ 200mm左右為宜 。 第 7章 金屬制造工藝 2. 1） 低合金鋼的焊接可采用手工電弧焊 、 埋弧自動焊和電渣焊等焊接方法 。 近年來二氧化碳氣體保護焊 、 窄間隙氣體保護焊也有較廣泛的應用 。 第 7章 金屬制造工藝 2） 坡口加工可采用機加工 、 氣割或碳弧氣刨 。 對強度級別較高 、 厚度較大的鋼材 ， 采用氣割時為防止裂紋 ， 可采用與焊接相同的預熱規(guī)范 。 碳弧氣刨時 ， 必須仔細消除殘余的碳 ，以防止產生裂紋 。 為避免裝配點焊的裂紋 ， 點焊焊縫應長些和厚些 ， 且宜用低氫堿性焊條 。 點焊長度一般應大于 40mm， 最好達到 100mm左右 。 點焊的順序 ， 應以能防止過大的拘束 、 允許工件有適當的變形為原則 。 點焊時應與正式焊接一樣采取預熱措施 。點焊焊縫有裂紋時應清除并易位重焊 。 第 7章 金屬制造工藝 3） 所選擇的焊條強度應與母材的強度相當或略低些為宜 。為避免產生冷裂 ， 一般在焊低合金鋼時 ， 常采用低氫型或低氫鐵粉型焊條 。 但由于低氫鐵粉型焊條不適于立焊和仰焊 ，在實際上應用也較少 。 在焊接強度等級低并且比較薄的不太重要的構件時 ， 也有應用酸性焊條的 。 第 7章 金屬制造工藝 4） 預熱有防止冷裂紋 、 降低焊縫和熱影響區(qū)冷卻速度 、 減小內應力等重要作用 ， 但是預熱使勞動條件惡化 ， 并使生產工藝復雜 。 因此低合金鋼結構施焊前是否需要預熱 ， 應慎重考慮 ， 一般應根據生產實踐和可焊性試驗來確定 。 預熱方法可采用氧 — 乙炔火焰 、 煤氣加熱或其他加熱方法 ， 但要求加熱方法不影響母材的性能 。 預熱又可分為局部預熱和整體預熱 。 局部預熱時 ， 加熱范圍應保證在焊縫兩側不少于 80mm。 預熱溫度一般在 100～ 200℃ 。 當鋼材強度等級高 、 結構剛性大時 ， 可適當提高預熱溫度 。 第 7章 金屬制造工藝 焊后熱處理的目的是為了消除焊接內應力 、 提高構件尺寸的穩(wěn)定性 、 增強抗應力腐蝕性能 、 改善接頭組織及力學性能 、 提高結構長期使用的質量穩(wěn)定性和工作的安全性等 。 低合金結構鋼 ， 特別是大量使用的普通低合金鋼 ， 多數情況下焊后是不進行熱處理的 ， 只有在有特殊要求的情況下才進行焊后熱處理 。 第 7章 金屬制造工藝 鋁及鋁合金具有很多優(yōu)點 ， 特別是鋁的資源豐富 ， 比較便宜 ， 因此目前已被廣泛應用于各工業(yè)部門 。 在汽車工業(yè)中 ，鋁及其合金應用是非常多的 。 鋁及鋁合金與黑色金屬不同 ， 有易氧化 、 導熱性高 、 熱容量和線膨脹系數大 、 熔點低以及高溫強度小等特性 。 氬弧焊是當前工業(yè)生產中應用最多的焊鋁方法之一 。 在焊接過程中由于有氬氣保護 ， 金屬熔池和填充金屬不被氧化 ，焊縫金屬質量穩(wěn)定可靠 。 焊接接頭耐腐蝕性高 ， 機械性能好 。而且焊接速度快 ， 生產率高 ， 焊縫成型美觀 ， 對焊工技術水平要求低 。 第 7章 金屬制造工藝 切削加工 1. 為了進行切削加工以獲得工件所需的各種形狀 ， 并達到要求的加工精度和表面粗糙度 ， 刀具和工件必須完成一系列運動 。 1) 切削時的基本運動是直線運動和回轉運動 ， 按切削時工件和刀具相對運動所起的作用不同可分為主運動和進給運動 。圖 711所示為在車床上加工外圓表面時的切削運動 。 第 7章 金屬制造工藝 圖 711車削外圓表面的切削運動 第 7章 金屬制造工藝 （ 1） 主運動 。 主運動是進行切削時最主要的運動 。 通常它的速度最高 ， 消耗機床動力最多 ， 如普通臥式車床的主運動為主軸的旋轉運動 ， 幢床的主運動是鑊桿的旋轉運動 。 (2)進給運動 。 進給運動與主運動配合 ， 能保持切削工作連續(xù)地進行 ， 從而切除金屬層形成已加工表面 。 如圖 711所示 ， 在普通臥式車床上加工外圓 ， 刀具沿工件軸線方向的縱向運動 fa是進給運動 。 機床的進給運動可由一個或幾個組成 ，通常消耗功率較小 。 進給運動可以是連續(xù)的 ， 如車床的進給運動；也可以是間歇的 ， 如牛頭刨床工作臺的進給運動 。 第 7章 金屬制造工藝 在切削加工過程中 ， 工件上形成三種表面 ， 如圖 712所示 。 ① 待加工表面是將被切去一層金屬的表面 。 ② 加工表面是工件正在被切削的表面 （ 過渡表面 ） 。 ③已加工表面是工件上切去一層金屬后，所形成的新的 第 7章 金屬制造工藝 2) 切削用量三要素如圖 712所示。 圖 712車削時的切削要素 第 7章 金屬制造工藝 (1)切削速度 v。 切削速度是主運動的線速度 ， 單位為 m/s。 （ 2） 進給量 f。 進給量是進給運動方向上相對工件的位移量 。 車削時 ， 進給量為主軸每轉一轉時 ， 工件與刀具相對的位移量 ， 單位為 mm/r。 （ 3） 背吃刀量 αp。 背吃刀量是每次走刀切入的深度 。 背吃刀量等于待加工表面與已加工表面間的垂直距離 （ mm） ，如圖 712（ b） 所示 。 第 7章 金屬制造工藝 2. 金屬切削刀具種類繁多 ， 形狀也各有不同 ， 但是 ， 不管形狀多么復雜的刀具 ， 都是在刀具基本類型的基礎上發(fā)展起來的 ， 以適應不同條件下的切削加工 。 下面以外圓車刀為例對切削刀具進行分析 。 1) 外圓車刀分為切削部分 （ 也稱刀頭 ） 和夾持部分 （ 也稱刀桿或刀體 ） 兩部分 ， 如圖 713所示 。 刀體裝在刀架上 ， 刀頭裝在刀體上 （ 可焊接或機械裝卡 ） 。 第 7章 金屬制造工藝 圖 713車刀的組成 第 7章 金屬制造工藝 (1)前刀面刀具上切屑流過的表面 。 (2)主后刀面切削刀具上與工件加工表面相對的表面 。 (3)副后刀面切削刀具上與工件已加工表面相對的表面 。 (4)主切削刃前刀面與主后刀面的交線 ， 起主要的切削作用 。 (5)副切削刃前刀面與副后刀面的交線 ， 起輔助切削作用 。 (6)刀尖主切削刃與副切削刃的交點 ， 為提高刀尖剛度及耐磨性 ， 刀尖可磨成圓弧 ， 形成過渡刀刃 。 第 7章 金屬制造工藝 2) 車刀的切削部分包括五個主要的基本角度 ， 即前角 γ0、 后角 α0、 主偏角 κr、 副偏角 κr′、 刃傾角 λs， 如圖 714 圖 714車刀的主要角度 第 7章 金屬制造工藝 正確選擇刀具角度 ， 對保證加工精度 、 提高勞動生產率有著十分重要的意義 。 下面對車刀的幾個角度的選擇提供幾個原則 。 (1)前角 γ0的選擇 。 前角大小影響切屑流出的難易程度及刀刃的強度 。 增大前角 ， 切屑易流出 ， 可使切削力下降 ， 切削時省力 ， 但過大的前角會降低刀刃的強度 。 當加工塑性材料時 ， 工件材料硬度較低或是在精加工時 ， 前角可取大些 ，如使用硬質合金刀具加工低碳鋼時 ， γ0=25176。 ～ 30176。 ；加工鋁或銅時 ， γ0 =30176。 ～ 40176。 。 減小前角 ，