【正文】 能生成穩(wěn)定氮化物的元素（ Ti、 Zr、 Al稀土等），生成的化合物可通過(guò)熔渣排出 （ 4）控制焊接工藝 焊接人 免費(fèi)下載 四、 O2與金屬的作用 來(lái)源：焊接材料、工件及焊絲表面氧化膜、空氣 作用特點(diǎn) （ 1） Al、 Mg等，焊接時(shí)與氧發(fā)生氧化， 但固態(tài)及液態(tài)下均不溶解氧 （ 2） Fe、 Cu、 Ni、 Ti等，既能有限溶解氧，又能溶解相應(yīng)氧化物 FeO能溶入 Fe及其合金 氧在 Fe中的溶解方式：原子氧、 FeO 溶解吸熱 ： T? ? 氧溶解度增加 T? ? 氧溶解度降低 焊接人 免費(fèi)下載 焊縫中氧的存在形式 氧化物（ FeO、 SiO MnO、 Al2O3絕大部分）及硅酸鹽（夾渣） 溶解氧 O對(duì)焊接質(zhì)量的影響 （ 1）氣孔 （ 2）破環(huán)焊接穩(wěn)定性（含碳鋼） （ 3）金屬氧化燒損 （ 4）焊縫力學(xué)性能下降 （ 5）物理化學(xué)性能惡化（導(dǎo)電導(dǎo)磁性下降，抗蝕性下降） 焊接人 免費(fèi)下載 四、 O含量控制 （ 1）控制焊接材料含 O量 （ 2）焊接工藝，防止空氣侵入（局限性大） （ 3）冶金方法脫氧 焊條或焊絲中加入合金元素 ? 氧化合金元素 ? 保護(hù)被焊金屬和脫氧 焊接人 免費(fèi)下載 五、焊接接頭中氣體的控制 氫的控制 （ 1）控制來(lái)源 藥皮少用有機(jī)物 烘干、防潮 去油污 （ 2）冶金處理 ：通過(guò)化學(xué)冶金反應(yīng)，生成穩(wěn)定且不溶于金屬的氫化物（ HF、 OH），降低氣相中的 H分壓，降低溶解量。 包括： a、接合性能：焊接時(shí)形成缺陷的敏感性－工藝焊接性 b、使用性能：形成的焊接接頭滿足使用要求的程度－使用焊接性 焊接性好壞不是絕對(duì)概念 （１）焊接性能優(yōu)良：簡(jiǎn)單焊接工藝條件下，接合性能和使用性能均能滿足要求 （１）焊接性能較差：必須采用復(fù)雜焊接工藝才能實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)焊接 焊接人 免費(fèi)下載 母材滿足使用性能，但焊后性能不一定能滿足 ？ （１）焊縫成分和母材有很大區(qū)別 （２）即使焊縫主要成分和母材相同，也不能保證與母材組織和性能相同 （３）焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生多種缺陷（氣孔裂紋等） （４）熱影響區(qū)（母材）經(jīng)歷了一次或多次加熱冷卻循環(huán) （５）熔合區(qū)，存在物理化學(xué)不均勻性 焊接人 免費(fèi)下載 第二章 熔化焊化學(xué)冶金 焊接區(qū)內(nèi)各種物質(zhì)在高溫作用下，進(jìn)行復(fù)雜的物理化學(xué)變化過(guò)程，包括諸多化學(xué)變化，以及物質(zhì)在作用下之間的遷移和重新分配過(guò)程。 貫穿始終。 （１）熔池存在時(shí)間短，幾秒至幾十秒之后凝固，其中冶金反應(yīng)時(shí)間很短（不利于焊接冶金反應(yīng)的充分進(jìn)行）。 過(guò)程：加熱 ?熔化 ?冶金反應(yīng) ?凝固（固態(tài)相變） 一、焊接材料熔化與熔池形成 焊接材料熔化（焊條、焊絲） 形成熔滴 ?過(guò)渡到熔池 （焊接材料焊條或焊絲在焊接熱源的作用下，焊條端部熔化形成的滴狀金屬稱(chēng)為熔滴） 焊接人 免費(fèi)下載 熔池形成 焊接材料熔化，同時(shí)母材（被焊金屬）局部熔化，二者共同組成具有一定幾何形狀的液態(tài)金屬區(qū)域，即熔池。 焊接人 免費(fèi)下載 二、基本參數(shù)及特征 加熱速度 wH ： 快 最高加熱溫度 Tmax：高 相變溫度以上停留時(shí)間 tH：不易控制 冷卻速度（或冷卻時(shí)間） wc ：某點(diǎn)熱循環(huán)過(guò)程在某一瞬時(shí)溫度的冷卻速度，或用某一溫度范圍內(nèi)的冷卻時(shí)間表征冷卻速度（ t8/5， t8/3）。 焊接發(fā)展趨勢(shì) 焊接熱源能量密度高度集中，實(shí)現(xiàn)快速焊接，并保證得到高質(zhì)量的焊縫和最小的熱影響區(qū) 焊接人 免費(fèi)下載 第一章 焊接熱源及接頭形成 第一節(jié) 熔化焊熱源 一、焊接熱源 熔化焊主要熱源 電弧熱 等離子弧 電子束 激光束 化學(xué)熱 焊接人 免費(fèi)下載 其它非熔化焊熱源 電阻熱、高頻熱源、摩擦熱 理想的焊接熱源 加熱面積小，功率密度高，加熱溫度高 二、焊接熱效率（ η） 焊接熱源產(chǎn)生的能量一部分用于焊接，另一部分散失。 b、固相連接：焊接時(shí)溫度低于母材或中間層熔點(diǎn)，必須施加壓力使緊密接觸，通過(guò)擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合。焊 接 工 程 中南大學(xué)材料學(xué)院 李勁風(fēng) 一、焊接定義、分類(lèi) 定義 待焊接的同種或異種材料（母材）在熱或壓力的作用下（或兩者共同作用），使用或不使用填充材料，使材料之間達(dá)到原子級(jí)的冶金結(jié)合，形成永久性接頭。 如何達(dá)到原子級(jí)冶金結(jié)合 表面不平、氧化膜、油污、水分 措施： a、施加壓力 b、加熱 緒 論 焊接人 免費(fèi)下載 焊接分類(lèi) a、液相連接：材料熔化，利用液相的相容性實(shí)現(xiàn)原子級(jí)的冶金結(jié)合。 c、液 固相連接：待焊表面不直接接觸，通過(guò)兩者間隙中的液相聯(lián)系，利用液固相間的擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)原子間的結(jié)合。 焊接人 免費(fèi)下載 名義熱效率 焊接熱源用于焊接的能量：焊縫，熱影響區(qū) 真正熱效率 用于熔化金屬形成焊縫的能量 焊接人 免費(fèi)下載 三、焊接時(shí)熱作用特點(diǎn) 集中性 瞬時(shí)性 焊接人 免費(fèi)下載 第二節(jié) 焊接熱循環(huán) 一、焊接熱循環(huán) 焊接熱循環(huán)指焊件某點(diǎn)溫度隨時(shí)間的變化規(guī)律 焊接接頭處在焊接過(guò)程中加熱和冷卻是不均勻的，不均勻的熱過(guò)程將引起焊接接頭組織和性能不均勻及復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。 時(shí)間 溫度 焊接人 免費(fèi)下載 熱循環(huán)的影響后果 影響焊縫化學(xué)冶金質(zhì)量，使接頭質(zhì)量變化 焊縫區(qū)外的組織和性能變化，形成焊接熱影響區(qū) 焊接人 免費(fèi)下載 第三節(jié) 熔化焊接頭的形成 熔化焊概念：在焊接熱源的作用下，使局部母材和焊接材料（使用焊接材料時(shí)）熔化，兩者共同形成熔池，冷卻后與母材形成牢固冶金連接的焊接方法。 不使用焊接材料時(shí)，熔池僅由局部熔化母材組成。 （２）熔池中存在強(qiáng)烈攪拌作用（有利于充分混合和均勻化，以及氣體和雜質(zhì)排除） 原因： a、溫度不均 ?密度差 ?對(duì)流 b、 溫度不均 ?表面張力不均 ?對(duì)流 c、焊接熱源作用在熔池上的機(jī)械力 ?攪拌 焊接人 免費(fèi)下載 二、焊接接頭的形成 焊接接頭組成：焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū) 焊縫：熔池凝固并發(fā)生固態(tài)相變的區(qū)域 熱影響區(qū)：熔池附近母材受熱作用而發(fā)生固態(tài)相變的區(qū)域 熔合區(qū)：焊縫和熱影響區(qū)之間 １、焊接熱過(guò)程 母材發(fā)生局部受熱、局部熔化及傳熱過(guò)程，進(jìn)行熱量傳遞和分布，即焊接熱過(guò)程。 ２、焊接化學(xué)冶金過(guò)程 熔渣、液態(tài)金屬、氣相之間進(jìn)行一系列化學(xué)冶金反應(yīng) 焊接人 免費(fèi)下載 ３、熔池凝固和相變過(guò)程 凝固結(jié)晶 固態(tài)相變 偏析、夾雜、氣孔 裂紋、脆化 三、焊接接頭形式 對(duì)接、角接、搭接等 待焊部位加工成坡口，坡口須填充金屬（焊條焊絲） 此時(shí)，焊縫金屬組成為：母材、熔融填充金屬 熔合比：母材在焊縫中所占比例 （反應(yīng)熔透情況） 相同的焊接材料，熔合比不同 ?焊縫成分差異 ?性能差異 焊接人 免費(fèi)下載 四、焊接性問(wèn)題 焊接性：金屬材料（同種或異種）在一定焊接工藝條件下，能夠焊成滿足結(jié)構(gòu)和使用性能要求的能力，也即金屬材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性、獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。這些過(guò)程影響焊縫金屬成分、性能、焊接缺陷及焊接工藝性能。 ① 藥皮中加 CaF2 CaF2+H?CaO+HF CaF2+H2O?CaO+HF 焊接人 免費(fèi)下載 ② CaF2和 SiO2共存 CaF2+SiO2 ?CaSiO3+SiF4 SiF4+H ?SiF+HF SiF4+H2O ?SiO2+HF ③ 增加熔池 O含量或氣相氧化性 氧奪取氫， [H]+[O] ?OH (穩(wěn)定 ) 氧必須控制好，否則焊縫增氧 ④藥皮、藥芯中加入微量稀土元素 降低 H溶解度，降低擴(kuò)散 H含量 （ 3）焊后脫氫處理 熱處理，使 H擴(kuò)散逸出 焊接人 免費(fèi)下載 氮的控制 （ 1）控制來(lái)源 ，即加強(qiáng)保護(hù)作用 （主要方法，因 N主要來(lái)源于空氣） （ 2）加入合金元素 ①碳：氧化 ?CO、 CO2，沸騰，逸出，同時(shí) CO、 CO2起保護(hù)作用 ②加入生成穩(wěn)定氮化物的元素， 并通過(guò)熔渣排出 。 焊接材料類(lèi)型 焊條 焊劑 焊絲 保護(hù)氣體 通用焊條 專(zhuān)用焊條 熔煉焊劑 非熔煉焊劑 實(shí)心焊絲 藥芯焊絲 焊接材料 焊接人 免費(fèi)下載 焊接材料的組成與特點(diǎn) （鋼材焊接） （ 1）焊條 焊芯： 熔化后成為焊縫填充金屬，對(duì)焊接質(zhì)量有直接影響 C應(yīng)該少（ ？ ） Si含量控制 藥皮： 焊芯表面涂料層（粉料 +粘結(jié)劑），由碳酸鹽、硅酸鹽、鈦酸鹽及金屬合金組成 ① 礦石、 ② 金屬或合金、 ③ 化工制品水玻璃等、 ④ 有機(jī)物 作用： ①保護(hù)作用：產(chǎn)生氣體，隔絕空氣；熔渣也起保護(hù)作用 ②化學(xué)冶金作用：參與化學(xué)冶金反應(yīng)，除有害物質(zhì)，保護(hù)和添加有益元素 ③使工藝性能良好：脫渣性能好、成型性能好 焊接人 免費(fèi)下載 （２）焊劑 焊接時(shí)能熔化形成熔渣和氣體，對(duì)金屬起保護(hù)作用和冶金處理的一種顆粒狀物質(zhì)。 混合： Ar+CO2 分類(lèi)： 低氫型：不含有機(jī)物，含ＣａＦ２ 非低氫型：不含ＣａＦ２ 焊接人 免費(fèi)下載 焊接材料的作用 (1)作為填充金屬 (2)保護(hù)作用 ①保護(hù)氣體 (Ar)，隔絕空氣 ②形成熔渣，覆蓋表面，隔絕空氣 ③焊劑中造氣劑，產(chǎn)生保護(hù)氣體 (3)參與化學(xué)冶金 ①有害元素 (H、 O、 N)?，有益元素?zé)龘p ? ②滲 Si、滲 Mn等 焊接人 免費(fèi)下載 二、焊接熔渣 焊條藥皮、焊劑或焊絲藥芯熔化后，經(jīng)一系列化學(xué)變化而形成覆蓋于熔池金屬表面的非金屬融融物質(zhì) ?焊接熔渣 起保護(hù)作用，參與化學(xué)冶金反應(yīng) 對(duì)焊縫金屬成分與性能有很大影響 組成 （１）鹽類(lèi)溶渣： CaF2NaF、 KClNaClNa2AlF （２）鹽－氧化物型： CaF2CaOAl2O3 （３）氧化物型： CaOSiO2TiO MnOSiO2 焊接熔渣的化學(xué)性質(zhì)：堿度 B2 焊接人 免費(fèi)下載 焊接溶渣化學(xué)性質(zhì)對(duì)化學(xué)冶金反應(yīng)的影響 (1)影響其中氧化還原反應(yīng) ①脫氧 Si脫氧 [FeO]+[Si]?(SiO2)+[Fe] Mn脫氧 [FeO]+[Mn]?(MnO)+[Fe] ② 滲 Si、滲 Mn等：焊芯或焊絲中不含 Si、 Mn或含量較少，而焊縫中卻出現(xiàn)增 Si、 Mn現(xiàn)象。C ），藥皮中鐵合金發(fā)生明顯氧化，導(dǎo)致氣相的氧化性下降，降低藥皮成渣后對(duì)金屬的氧化。C 特點(diǎn)：高溫、比表面積大、存在時(shí)間短、變化形狀、熔渣進(jìn)入熔滴內(nèi)部反應(yīng)加快 焊接人