文档介绍：第四篇焊接成形工艺
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第一章电弧焊
第二章其他常用焊接方法
第三章常用金属材料的焊接
第四章焊接结构设计
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§1 .1焊接电弧
焊接电弧:是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。
一般情况下,电弧热量在阳极区产生的较多,约占总热量的43%,阴极约36%,弧柱约21%。
温度:用钢焊条焊钢材时
阳极区—2600K
阴极区—2400K
电弧中心—6000~8000K
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使用直流电源焊接时有正接、反接两种:
正接:正极接工件—工件温度可稍高一些。
反接:负极接工件,工件温度可稍低一些。
交流焊机、无正反接特点,温度均为2500K。
焊机的空载电压就是焊接时引弧电压,一般为50~90V,电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。电弧长度越大,电弧电压也越高,一般为16~35V
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§ 焊接接头的组织与性能
一、焊接工件上温度的变化与分布
各点处由常温—较高温度—常温
固态液态固态
温度变化如4-3图
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二、焊接接头组织与性能
以低碳钢为例图4-4中,
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⒈焊缝
焊缝的结晶是从熔池底壁开始向中心成长。焊缝两侧工件方向冷却较快,故形成的柱状的铸态组织,由铁素体和少量的珠光体组成,熔池中部最后结晶,低熔点的硫磷杂质和氧化铁等易偏析物集中在焊缝中心,将影响焊缝的力学性能。
由于电弧吹力和保护气体吹动,熔池底壁柱状晶体成长受到干扰,柱状晶体呈倾斜状,晶粒有所细化。
由于焊接材料的渗合金作用,焊缝金属性能可能不低于母材金属的性能。
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⒉焊接热影响区、熔合区、过热区、正火区、部分相变区等。
⑴熔合区
处于液相线、固相线之间,所以也称半熔化区。因温度过高而成为过热粗晶,强度、塑性和韧性都下降。此处接头断面变化,易引起应力集中。此区很大程度上决定着焊接接头的性能。
⑵过热区
被加热到Ac3以上100~200°C至固相线温度区间。奥氏体晶粒急剧长大,形成过热组织,故塑性、韧性降低,对易淬火钢,此区脆性更大
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⑶正火区
被加热到Ac1到Ac3以上100~200°C区间。在此区温度范围内,加热时发生重结晶,转变为细小的奥氏体晶粒,冷却后为均匀而细小的铁素体和珠光体,其力学性能优于母材。
⑷部分相变区
相当于加热到Ac1~Ac3温度区间。珠光体和部分铁素体发生重结晶,转变成细小奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变,但晶粒有长大趋势。冷却后晶粒大小不均,因而其力学性能比正火区稍差。
焊接热影响区的大小和组织、性能变化的程度,决定于焊接方法、焊接参数、接头形式和焊后冷却速度等因素。增加焊接速度或减少焊接电流都能减少焊接热影响区。
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