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7 n& A$ X7 H- Q 焊接工藝 , v- K3 s! L1 m' k1 l5 n
金屬焊接方法有40種以上,，主要分為熔焊,、壓焊和釬焊三大類,。 3 O. \; d' ]- B0 z$ M
熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài),，不加壓力完成焊接的方法,。熔焊時(shí),，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化,，形成熔池,。熔池隨熱源向前移動(dòng)，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體,。
2 `2 H/ N6 P3 S, }$ r/ ` 在熔焊過程中,，如果大氣與高溫的熔池直接接觸，大氣中的氧就會(huì)氧化金屬和各種合金元素,。大氣中的氮,、水蒸汽等進(jìn)入熔池，還會(huì)在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔,、夾渣,、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質(zhì)量和性能,。 ! Z' T8 L9 x8 @! z- B& v% }
為了提高焊接質(zhì)量,，人們研究出了各種保護(hù)方法。例如,，氣體保護(hù)電弧焊就是用氬,、二氧化碳等氣體隔絕大氣，以保護(hù)焊接時(shí)的電弧和熔池率,；又如鋼材焊接時(shí),，在焊條藥皮中加入對(duì)氧親和力大的鈦鐵粉進(jìn)行脫氧，就可以保護(hù)焊條中有益元素錳,、硅等免于氧化而進(jìn)入熔池,，冷卻后獲得優(yōu)質(zhì)焊縫。 # f6 ]9 c5 f y& V# f g
壓焊是在加壓條件下,，使兩工件在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合,，又稱固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對(duì)焊,，當(dāng)電流通過兩工件的連接端時(shí),，該處因電阻很大而溫度上升,，當(dāng)加熱至塑性狀態(tài)時(shí)，在軸向壓力作用下連接成為一體,。
6 a2 Q3 v" y$ u \ 各種壓焊方法的共同特點(diǎn)是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料,。多數(shù)壓焊方法如擴(kuò)散焊、高頻焊,、冷壓焊等都沒有熔化過程,，因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素?zé)龘p，和有害元素侵入焊縫的問題,，從而簡(jiǎn)化了焊接過程,，也改善了焊接安全衛(wèi)生條件。同時(shí)由于加熱溫度比熔焊低,、加熱時(shí)間短,，因而熱影響區(qū)小。許多難以用熔化焊焊接的材料,，往往可以用壓焊焊成與母材同等強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)接頭,。 # C, b; Y& b( b8 U5 }
釬焊是使用比工件熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn),、低于工件熔點(diǎn)的溫度,，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕工件，填充接口間隙并與工件實(shí)現(xiàn)原子間的相互擴(kuò)散,，從而實(shí)現(xiàn)焊接的方法,。 . l! T( ?. b/ w5 u; y
焊接時(shí)形成的連接兩個(gè)被連接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側(cè)在焊接時(shí)會(huì)受到焊接熱作用,，而發(fā)生組織和性能變化,，這一區(qū)域被稱為熱影響區(qū)。焊接時(shí)因工件材料焊接材料,、焊接電流等不同,，焊后在焊縫和熱影響區(qū)可能產(chǎn)生過熱、脆化,、淬硬或軟化現(xiàn)象,，也使焊件性能下降，惡化焊接性,。這就需要調(diào)整焊接條件,，焊前對(duì)焊件接口處預(yù)熱、焊時(shí)保溫和焊后熱處理可以改善焊件的焊接質(zhì)量,。
# a/ v, d* `9 M* Y( ~% q 另外,，焊接是一個(gè)局部的迅速加熱和冷卻過程，焊接區(qū)由于受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮，冷卻后在焊件中便產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形,。重要產(chǎn)品焊后都需要消除焊接應(yīng)力,，矯正焊接變形。
. k# ?+ B' t2 p' [! [# J$ u7 j 現(xiàn)代焊接技術(shù)已能焊出無內(nèi)外缺陷的,、機(jī)械性能等于甚至高于被連接體的焊縫,。被焊接體在空間的相互位置稱為焊接接頭，接頭處的強(qiáng)度除受焊縫質(zhì)量影響外,，還與其幾何形狀,、尺寸、受力情況和工作條件等有關(guān),。接頭的基本形式有對(duì)接,、搭接、丁字接(正交接)和角接等,。 # ^$ _' g; h+ [+ b& M; n8 M6 z1 d
對(duì)接接頭焊縫的橫截面形狀,，決定于被焊接體在焊接前的厚度和兩接邊的坡口形式。焊接較厚的鋼板時(shí),，為了焊透而在接邊處開出各種形狀的坡口，以便較容易地送入焊條或焊絲,。坡口形式有單面施焊的坡口和兩面施焊的坡口,。選擇坡口形式時(shí)，除保證焊透外還應(yīng)考慮施焊方便,，填充金屬量少,，焊接變形小和坡口加工費(fèi)用低等因素。 + d& _& b! S# e; z
厚度不同的兩塊鋼板對(duì)接時(shí),，為避免截面急劇變化引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中,，常把較厚的板邊逐漸削薄，達(dá)到兩接邊處等厚,。對(duì)接接頭的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度比其他接頭高,。在交變、沖擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯(lián)接,，常優(yōu)先采用對(duì)接接頭的焊接,。 5 M) L5 i" m0 S, p6 ?
搭接接頭的焊前準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單，裝配方便,，焊接變形和殘余應(yīng)力較小,，因而在工地安裝接頭和不重要的結(jié)構(gòu)上時(shí)常采用。一般來說,，搭接接頭不適于在交變載荷,、腐蝕介質(zhì)、高溫或低溫等條件下工作。
4 @7 _9 {: e* I8 ~ 采用丁字接頭和角接頭通常是由于結(jié)構(gòu)上的需要,。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點(diǎn)與搭接接頭的角焊縫相似,。當(dāng)焊縫與外力方向垂直時(shí)便成為正面角焊縫，這時(shí)焊縫表面形狀會(huì)引起不同程度的應(yīng)力集中,；焊透的角焊縫受力情況與對(duì)接接頭相似,。 1 Q! D; |$ ? c/ V9 l* V; h
角接頭承載能力低，一般不單獨(dú)使用,，只有在焊透時(shí),，或在內(nèi)外均有角焊縫時(shí)才有所改善，多用于封閉形結(jié)構(gòu)的拐角處,。
/ f5 r5 [, @2 p* Q( L6 F. D 焊接產(chǎn)品比鉚接件,、鑄件和鍛件重量輕，對(duì)于交通運(yùn)輸工具來說可以減輕自重,，節(jié)約能量,。焊接的密封性好，適于制造各類容器,。發(fā)展聯(lián)合加工工藝,，使焊接與鍛造、鑄造相結(jié)合,，可以制成大型,、經(jīng)濟(jì)合理的鑄焊結(jié)構(gòu)和鍛焊結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)效益很高,。采用焊接工藝能有效利用材料,，焊接結(jié)構(gòu)可以在不同部位采用不同性能的材料，充分發(fā)揮各種材料的特長(zhǎng),，達(dá)到經(jīng)濟(jì),、優(yōu)質(zhì)。焊接已成為現(xiàn)代工業(yè)中一種不可缺少,，而且日益重要的加工工藝方法,。 / o5 T" G0 Q5 v) o
在近代的金屬加工中，焊接比鑄造,、鍛壓工藝發(fā)展較晚,，但發(fā)展速度很快。焊接結(jié)構(gòu)的重量約占鋼材產(chǎn)量的45%,，鋁和鋁合金焊接結(jié)構(gòu)的比重也不斷增加,。 $ o$ o, u3 _' i; H
未來的焊接工藝，一方面要研制新的焊接方法,、焊接設(shè)備和焊接材料,，以進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量和安全可靠性,，如改進(jìn)現(xiàn)有電弧、等離子弧,、電子束,、激光等焊接能源；運(yùn)用電子技術(shù)和控制技術(shù),，改善電弧的工藝性能,，研制可靠輕巧的電弧跟蹤方法。 2 E( F+ x% |; j
另一方面要提高焊接機(jī)械化和自動(dòng)化水平,，如焊機(jī)實(shí)現(xiàn)程序控制,、數(shù)字控制；研制從準(zhǔn)備工序,、焊接到質(zhì)量監(jiān)控全部過程自動(dòng)化的專用焊機(jī),；在自動(dòng)焊接生產(chǎn)線上，推廣,、擴(kuò)大數(shù)控的焊接機(jī)械手和焊接機(jī)器人,，可以提高焊接生產(chǎn)水平，改善焊接衛(wèi)生安全條件,。 |
發(fā)表于 2006-10-21 22:09:19
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