18.焊接加工基础（课件）-高二《汽车机械基础》同步教学（人民交通版）

焊接加工基础 焊接是指通过加热或加压，并用(或不用)填充材料，使工件达到不可拆卸联接的加工方法。 1.焊接的类型 焊接的类型有熔焊、压焊和钎焊3种。 1） 熔焊。将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接加工 方法。 2）压焊。在焊接过程中，必须对焊件施加压力(如加热或不 加热)以完成焊接的加工方法。 3）钎焊。采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，远低于母材熔化温度，利用液态钎料填充接头间的缝隙，并与母材相互扩散而冷却，达到实现连接焊件的加工方法。 焊接加工基础 一、焊接加工概述 2. 焊接的特点 1）可以制造双金属结构。 2）可减轻结构质量，节省金属材料。与铆接相比可节省15%～20%的金属材料，结构自重也减轻。 3）能化大为小，以小拼大。 4）结构强度高，产品质量好，在多数情况下焊接接头都能达到与母材等强度，甚至接头强度超过母材的强度。 5）焊接时的噪音较小，工人劳动强度较低，生产率较高，易于实现机械化与自动化。 6）焊接是一个不均匀的加热过程，所以，焊后会产生焊接应力与变形。 焊接加工基础 一、焊接加工概述 1.焊接电弧 焊接电弧是在焊条与焊件之间施加有一定的电压，使气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。产生焊接电弧有接触引弧和非接触引弧两种方式，焊条电弧焊采用接触引弧时，其焊接过程如图4-15所示。 1—电焊机；2—焊钳；3—焊条；4—焊条进给方向；5—运条方向； 6—工件；7—焊缝；8—熔池；9—电弧；10—搭铁线 图4-15 焊接过程如图 焊接加工基础 二、手工电弧焊 在焊条端部与焊件间形成了电弧。焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区3部分组成，如图4-16所示。 1—焊条；2—阴极区；3—弧柱区；4—阳极区；5—焊件 图4-16 焊接过程 焊接加工基础 二、手工电弧焊 2. 手工电弧焊的设备 电焊机 1）交流电焊机 2）直流电焊机 焊接加工基础 二、手工电弧焊 3.焊接工艺 1）焊缝的空间位置 按焊缝在空间位置的不同，可分为平焊、横焊、立焊和仰焊4种，如图4-17所示。其中，平焊操作容易、劳动条件好、生产率高、质量易于保证。因此，一般都应把焊缝放在平焊位置进行施焊。横焊、立焊、仰焊的焊接较为困难，应尽量避免。若无法避免时，可选用小直径的焊条，较小的电流，调整好焊条与焊件的夹角、弧长后再进行焊接。 a) 平焊 b) 横焊 c) 立焊 d) 仰焊 图4-17 焊缝的空间位置 焊接加工基础 二、手工电弧焊 2）焊接接头基本形式和坡口基本形式 由于结构形状、工件厚度及对质量要求的不同，其接头的基本形式有：对接接头、角接接头、T 形接头和搭接接头等。基本的坡口形式有：I型坡口(不开坡口)、单边V形坡口、V 形坡口、双边V 形坡口、U形坡口和双U形坡口等。焊接接头形式和坡口形式，如图4-18所示。 焊接加工基础 二、手工电弧焊 图4-18 焊接接头形式和坡口形式 焊接加工基础 二、手工电弧焊 气割是利用氧-乙炔火焰的热量，将金属预热到燃点，然后开放高压氧气流使金属氧化燃烧，产生大量反应热，并将氧化物熔渣从切口吹掉，形成割缝的过程，如图4-21所示。 图4-21 氧-乙炔火焰气割 气焊与气割 三、气割 1）金属气割的条件 （1）金属材料的燃点必须低于其熔点。否则切割变为熔割，使割口过宽且不整齐。 （2）燃烧生成的金属氧化物的熔点应低于金属本身的熔点。这样熔渣具有一定的流动 性，便于高压氧气流吹掉。 （3）金属在氧气中燃烧时所产生的热量应大于金属本身由于热传导而散失的热量，这样才能保证有足够高的预热温度，使切割过程不断地进行。 2）基本操作方法 气焊与气割 三、气割 常见的焊接变形可归纳为收缩变形、角变形、扭曲变形、波浪变形和弯曲变形5种形式，如图4-22所示。 焊接变形与防止措施 图4-22 5种焊接变形 一、焊接应力与变形产生的原因 二、焊接变形的基本形式 1）设计方面的措施 （1）选用合理的焊缝尺寸和形状。在保证结构有足够承载能力的前提下，应采用尽量小的缝尺寸。 （2）尽可能减少焊缝数量。焊接结构应尽量选用型材、冲压件和铸件等，简化焊接工艺，使焊接应力与变形减少，保证焊接质量。 （3）尽可能使焊缝分散，避免集中。 （4）合理安排焊缝位置。在结构上允许时，应尽可能使焊缝对称于焊件截面的中性轴或者接近中性轴，这样可以使焊接弯曲变形消除或减小到最低程度。 三、焊接变形与防止措施 （5）焊接接头的厚薄处要逐渐过渡。 焊件厚度差别悬殊时，易引起应力集中或产生其它焊接缺陷，如图4-23所示。 a）不合理 b) 合理 图4-23 焊接接头