中职高二劳保版《焊接工艺与技能训练》第1单元 课题2　焊接接头的组织和性能 课件

课题2　焊接接头的组织和性能 一、焊接结构及其分类 焊接结构是指用各种焊接方法连接而成的金属结构，焊接结构的种类有梁、柱、桁架、容器和薄板结构等。 焊接结构的种类 二、 焊接接头形式和焊缝形式 1. 焊接接头形式 焊接结构均是由若干个焊接接头组成，所谓焊接接头即是用焊接方法连接的接头。 由于焊件的结构形状、厚度及技术要求不同，往往需要把焊件装配成不同形式的焊接接头，以及将焊件边缘加工成各种形式的坡口。焊接接头的基本形式可分为4种。 焊接接头的形式 a) 对接接头　 b) Ｔ 形接头　 c) 角接接头　 d) 搭接接头 常用的坡口形式有 I 形坡口、 V 形坡口、 X 形坡口和 U 形坡口等。 对接接头 a) I 形坡口　 b) V 形坡口 c) X 形坡口　 c) U 形坡口 (1) 对接接头　2个焊件端面相对平行的接头称为对接接头。 1 ) 钢板厚度在 6mm 以下的焊件，一般不开坡口。 2 ) 一般钢板厚度为 6mm 及以上时，可分别采用V形坡口、X形坡口和U形坡口。 在焊接结构生产中，不同厚度对接的钢板，如果板厚差较大，应单面或双面削薄再进行装配焊接。 削薄板厚 a) 单面削薄　 b) 双面削薄 (2) T形接头　一个焊件的端面与另一个焊件表面构成直角或近似直角的接头，称为Ｔ形接头。 Ｔ 形接头的坡口形式 a) I 形坡口　 b) 单边 V 形坡口　 c) 带钝边双单边 V 形坡口　d) 带钝边双 J 形坡口 (3)角接接头　两焊件端面间构成大于30°、小于 135°夹角的接头，称为角接接头。角接接头承载能力较差，一般用于不重要的结构中。 角接接头 a) I 形坡口 　b) 单边 V 形坡口　 c) 带钝边 V 形坡口　d) 带钝边双单边 V 形坡口 (4) 搭接接头　2个焊件部分重叠构成的接头称为搭接接头。 搭接接头形式 a) 不开坡口　b) 圆孔塞焊缝　 c) 长孔槽焊缝 (5) 坡口的选择原则 上述各种接头形式在选择坡口形式时，应尽量减少焊缝金属的填充量，便于装配和保证焊接接头的质量，因此应考虑下列几条原则： 1) 保证焊件焊透； 2) 坡口的形状容易加工； 3) 尽可能节省焊接材料，提高生产率； 4) 焊接后焊件变形尽可能小。 2. 焊缝形式 焊缝是构成焊接接头的主体部分，焊缝分类方法有以下几种： (1) 按焊缝在空间位置分类，焊缝有 4 种形式：平焊缝、 立焊缝、横焊缝及仰焊缝。 (2) 按焊缝的结构形式分类，有对接焊缝、角焊缝及塞焊缝 3 种形式。 (3) 按焊缝断续情况分类，有定位焊缝、连续焊缝及断续焊缝 3 种形式。 三、焊接接头的组成、组织和性能 1. 焊接接头的组成 焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区。 (1) 焊缝　焊件经焊接后所形成的结合部分。 (2) 热影响区　它是焊接或热切割过程中，母材因受热的影响(但未熔化)而发生组织和力学性能变化的区域。 (3) 熔合区　它是焊缝与母材(焊接热影响区)交接的过渡区，即熔合线处微观显示的母材半熔化区。所谓半熔化区是焊缝边界的固液两相交错共存而又凝固的区域。 焊接接头的组成 2. 焊缝的组织和性能 焊缝金属从高温的液态冷却至常温的固态，中间经过2次结晶过程，第一次是从液相转变为固相的结晶过程，第二次是在固相中出现同素异构转变的结晶过程。 (1) 焊缝金属的一次结晶 1) 一次结晶的过程 焊接熔池的结晶过程 a) 开始结晶　 b) 晶体长大　 c) 柱状晶体　 d) 结晶结束 2) 焊缝一次结晶的组织特征　 焊接熔池一次结晶时，通常是从熔合线上还未熔化的晶粒开始结晶，沿着与散热相反的方向长大，形成柱状晶。 柱状晶粒生长的过程 3) 焊缝中的偏析与夹杂　 由于熔池金属冷却速度很快，因此焊缝金属的化学成分是不均匀的，这种现象称为偏析。 由于化学成分的偏析，因此凝固温度高的金属先结晶，凝固温度低的组分后结晶。在后结晶处存在低熔点共晶等杂质，这是产生热裂纹、夹杂、气孔的主要原因之一。 焊缝中夹杂物主要有硫化物和氧化物 2 种。 (2) 焊缝金属的二次结晶 一次结晶结束后，熔池金属就转变为固态的焊缝。高温的焊缝金属冷却到室温时，要经过一系列的相变过程，这种相变过程就称为焊缝金属的二次结晶。 3. 热影响区的组织和性能 热影响区就是指在焊接过程中，母材因受热的影响(但未熔化)而发生金相组织和力学性能变化的区域。焊接热影响区的组织和性能，基本上反映了焊接接头的性能和质量。 焊接热影响区的组织分布特征 １—熔合区　 ２—过热区　 ３—正火区 ４—不完全重结晶区　 ５—母材 由于热影响区宽度的大小取决于焊件的最高温度分布情况，因此焊接方法对热