过程装备制造与检测(化机课程用)教案PPT第8章
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过程装备制造与检测(化机课程用)教案PPT第章
1、 表示了加工误差与毛坯误差之间的关系，并定量的反映了 毛坯误差加工后的减小程度；
2、工艺系统刚度越大，复映在工件上的误差越小 3、n次走刀后，总的误差复映系数可以下降。 12n
1、毛坯的形状误差，只要因切削深度不均引起切削力变化的，都会有一定的误差复映现象； 2、一般情况下，通过2-3次走刀后，加工误差都会下降到允许范围。当工艺系统刚度很高时，只需在粗
精品课件
三. 工艺系统的受力变形引起的加工误差
1、基本概念
图2-8 在顶尖间加工棒料的变形
定义：在切削过程中，工艺系统在切削力、惯性力、重力、夹紧力等作用下引 起的工艺系统变形称为工艺系统受力变形。
静刚度K：物体上的作用力F与由此力引起的在作用方向上的变形量Y的比值。 柔度W：刚度的倒数。
精品课件
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3、减小工艺系统受力变形的途径
提高工艺系统刚度 1）合理设计零部件结构和截面形状
2）改善工艺系统中零件连接面的表面质量，提高接触刚度
具体实施：降低连接面的表面粗糙度和 提高几何形状精度； 预加载荷，消除配合面的间隙。
3）设置辅助支撑
图2-26 铣床主轴部件预加载荷
精品课图件2-27 转塔车床提高刀架刚度
图2-7 滚齿机传动链
减少传动链误差的途径：减少传动链中的元件数，即缩短传动链误差来源； 提供传动元件（特别是终端传动元件）的制造和装配精度； 减少传动链中的传动间隙； 采用校正装置
精品课件
定程误差
定义：工作台的位置移动引起的位移偏移量，主要影响尺寸精度和表面间的位 置精度。
误差来源：机床的进给传动机构和定程装置。 减少定程误差的措施：高精度机床；专用测量装置
?机床空转的热学特性是精密机床质量的重要指标?垂直方向安装的车床车床主轴箱热变形对加工精度影响大?批量生产精密零件时要求在机床热平衡后进行3刀具热变形对加工精度的影响?刀具的主要热源是切削热?由于刀具的体积和热容量小一般情况对加工精度影响不明显但加工细长轴时其热伸长对加工精度有明显影响4工件热变形对加工精度的影响?影响因素
2、工艺系统刚度越大，复映在工件上的误差越小 3、n次走刀后，总的误差复映系数可以下降。 12n
1、毛坯的形状误差，只要因切削深度不均引起切削力变化的，都会有一定的误差复映现象； 2、一般情况下，通过2-3次走刀后，加工误差都会下降到允许范围。当工艺系统刚度很高时，只需在粗
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三. 工艺系统的受力变形引起的加工误差
1、基本概念
图2-8 在顶尖间加工棒料的变形
定义：在切削过程中，工艺系统在切削力、惯性力、重力、夹紧力等作用下引 起的工艺系统变形称为工艺系统受力变形。
静刚度K：物体上的作用力F与由此力引起的在作用方向上的变形量Y的比值。 柔度W：刚度的倒数。
精品课件
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3、减小工艺系统受力变形的途径
提高工艺系统刚度 1）合理设计零部件结构和截面形状
2）改善工艺系统中零件连接面的表面质量，提高接触刚度
具体实施：降低连接面的表面粗糙度和 提高几何形状精度； 预加载荷，消除配合面的间隙。
3）设置辅助支撑
图2-26 铣床主轴部件预加载荷
精品课图件2-27 转塔车床提高刀架刚度
图2-7 滚齿机传动链
减少传动链误差的途径：减少传动链中的元件数，即缩短传动链误差来源； 提供传动元件（特别是终端传动元件）的制造和装配精度； 减少传动链中的传动间隙； 采用校正装置
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定程误差
定义：工作台的位置移动引起的位移偏移量，主要影响尺寸精度和表面间的位 置精度。
误差来源：机床的进给传动机构和定程装置。 减少定程误差的措施：高精度机床；专用测量装置
?机床空转的热学特性是精密机床质量的重要指标?垂直方向安装的车床车床主轴箱热变形对加工精度影响大?批量生产精密零件时要求在机床热平衡后进行3刀具热变形对加工精度的影响?刀具的主要热源是切削热?由于刀具的体积和热容量小一般情况对加工精度影响不明显但加工细长轴时其热伸长对加工精度有明显影响4工件热变形对加工精度的影响?影响因素
过程装备制造与检测——绪论PPT课件
对设计技术的要求
对制造技术的要求
(先进、高效的焊接技术 锻件空心浇注技术 现场组装技术 无损检测技术)
25
1.2 过程装备的微型化
强化化工过程的微小型机械 以微型化学化工机械产品为主组成的微仪器 微型化工机械技术还没有形成，中国化工机械制造业对 微仪器的制造亦还缺乏意识和知识，相信今后在化学家 和化工机械科学工作者的合作下，能逐渐形成新的产业。
固定式容器和移动式容器。 11
12
（6）按压力制造方法分类
单层容器：锻造法、卷焊法、电渣重熔法、 全焊肉法
多层容器：热套法、层板包扎法、绕带法、 绕板法
13
14
15
二 99版容规-压力容器的划分 为了安全技术监督和管理，按压力容
器的工作条件将压力容器划分为三类。 其中三类要求最高，一类最低。
a 反应容器（代号R）：主要用于完成介质的物理、化学反 应的压力容器。如反应釜、合成塔、煤气发生炉等。
7
b 储存容器（代号C，其中球罐代号B）：主要用于盛装生 产用的原料气体、液体、液化气体等的压力容器。如各种 型式的储罐。
8
c 换热容器（代号E）：主要用于完成介质的热量交换的 压力容器。如热交换器、冷却器、冷凝器、管壳式余热锅 炉、加热器等
5
压力容器的分类
按压力分：
低压容器 (代号L) 压力范围： 0.1MPa≤p＜
中1.压6M容P器a (代号M) 压力范围： 1.6MPa≤p ＜ 10MPa
高压容器 (代号H) 压力范围： 10MPa≤p ＜
超10高0压M容Pa器 (代号U) 压力范围：
6
按照压力容器在生产工艺过程中的作用原理分：
2
1、概述
1.1 过程装备（process equipment）的概念
过程装备制造课件
第二章 壳体的制造准备
预处理、划线
§2－1 预处理
包括净化、矫形、涂保护漆 一、净化 1、作用：主要为耐腐蚀。内容为除锈、除 氧化层、除油污。 2、方法： A、喷砂 B、抛丸
C、化学净化（根据材料选择） 酸洗：针对钢材，主要用稀盐酸与硫酸 除油：有机溶液、碱溶液 清理完成后的氧化、磷化、钝化（针对 铝与不锈钢） 3、设备的净化 机械清洗：拆解、主要在干燥环境 化学清洗：整体、废液问题 二、矫形 纠正前生成环节发生的超允许误差的变形
1、钢材要求及常见偏差 表6－13、6－14 2、方法 机械式：常温（冷）下施加变形力。 （表6－15）拉、压、辊式、型钢矫正 火焰式：利用局部温度产生塑性变形后的 冷却造成局部收缩改变材料整体形状。
§2－2 划线 在坯料上划出下料、加工要切割的位置线 包括展开计算与放样等。 要考虑所有后续工序所需的尺寸要求（切 割、坡口、焊缝、变形等）。 一、展开计算 1、可展形状 A、圆筒 中性层、板厚、公称直径、高、低压筒节 B、圆锥
§1－3 常用材料的焊接
一、焊接材料的选择 1、规定：JB/T4709-92，必须质量证明书。 2、原则：同性能。（相同材料与不同材料） A、碳钢：力学性能。 B、低合金钢：化学性能与力学性能。 C、低温合金钢：力学性能的冲击韧性。 D、高合金钢：力学性能与耐腐蚀性。 E、不同材料按低强度一方。收缩不一致 （奥氏体钢）注意抗裂。
二、金属材料的焊接性 包括工艺性与使用性，互相影响。 1、评定方法 A、实际焊接法 B、模拟焊接法 C、理论估算法 2、工艺估算方法 A、碳当量法：碳含量是对冷裂、脆化等 影响最大的因素。 一般C含量在0.25％以下。部份0.45％
但在不同其他元素的含量下，含碳量的影 响是不同的，故用碳当量表示，有不同条件。 国际焊接学会CE(IIW) 新CEN 化学成份冷敏感指数Pcm （多合金元素） B、低合金钢冷裂敏感性估算 P、T0（计算预热温度）、t100 C、CCT法：利用冷却金相组织转变关系
《过程装备制造与检测》教学大纲HG
《过程装备制造与检测》课程教学大纲【课程编号】B02011【课程名称】过程装备制造与检测【课程类型】专业基础课【开课模式】必修【学时学分】48学时；3学分【实践学时】【考核方式】考试【先修课程】过程设备设计、机械原理【授课对象】过程装备与控制工程一、课程的性质、目的和任务本课程涵盖三个方面的内容：过程装备的检测：工程上主要的无损检测方法如射线探伤、超声波探伤、表面探伤等在过程装备的制造以及在役过程中的应用，过程装备的制造工艺：围绕钢制压力容器介绍焊接接头金属学问题、常用焊接方法及其焊接工艺、常用钢材的焊接、焊后热处理等内容。
以单层卷焊式压力容器为主介绍其制造工艺，并介绍国内外压力容器制造的现状及发展情况。
过程机器制造的质量要求：介绍过程机器在制造过程中影响制造质量的主要因素和原因，以利于在实际工作中对机器选型、维修、管理等。
课程目的就是使学生掌握过程装备的制造工艺，了解装备用材料、装备制造和运行中的常见缺陷及在制造和运行中的常用无损检测的方法和要求，了解机加工零件、产品质量的衡量标准及影响因素为今后做设计或工艺工作奠定基础。
二、基本要求、教学内容和学时分配本课程较详细地介绍了过程装备用材料、过程装备制造和运行中的常见缺陷及在制造和运行中的常用无损检测、定期检测的方法和要求。
以承压壳体的筒节和封头为主，突出介绍了影响壳体质量的关键工序如焊接、成形等工艺内容。
以典型机器零件制造为例，分析了影响机械加工质量的主要因素，介绍了制定机械加工工艺规程的要点和装配要求。
学生学完本课程后应具备下列几方面的知识：（1）了解受压壳体制造的准备工序；（2）了解成形加工技术；（3）了解典型压力容器的制造工艺；（4）了解常规无损检测技术；（5）了解机械加工工艺规程；（6）了解机械加工精度；（7）了解机械加工表面质量；（8）了解装配工艺。
第0章绪论第一节课程内容第二节压力容器制造技术的进展通过本章学习使学生了解本课程的性质、地位及任务；了解过程装备制造部分的内容以及过程机器制造部分；了解压力容制造技术的进展。
第2篇 过程装备制造与检测教案
•自动焊机：连续不断地向焊接区送进焊丝；传输焊接电流；使电弧沿接缝移动，自动控制焊接速度；控制电弧的主要参数；控制焊接的启动和停止；向焊接区铺施焊剂；焊接前调节焊丝位置。
•自动焊机既完成了送丝速度的调节又完成了焊接速度的调节，这两项为其主要动作。
c.辅助设备：焊接夹具；工件变位设备；焊机变位设备；焊缝成形设备；焊剂回收输送设备。
第5章钢制压力容器的焊接
5.1.1分类
1圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头除外），球形封头与圆筒连接的环向接头，各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属A类焊接接头。
2壳体部分的环向焊缝接头，锥形封头小端与接管连接的接头，长颈法兰与接管连接的接头，均属B类焊接接头，但已规定为A、C、D类的焊接接头除外。
a.设备：目前国内手弧焊设备有三大类：弧焊变压器（交流电焊机）、弧焊发电机（直流电焊机）和弧焊整流器。三类弧焊设备的比较见表。
选择情况：考虑的是焊条涂层（药皮）类型和被焊接头、装备的重要性；还要考虑焊接产品所需要的焊接电流大小、负载持续率等要求，以选择焊机的容量和额定电流。
b.焊钳、焊接电缆：主要考虑的是允许通过的电流密度
熔池内的气体和渣由于比重轻而上浮。当电弧移走后，温度降低，金属和渣会先后凝固。
两件金属经熔化结晶的焊缝金属而连接起来。渣由于收缩量与金属不同，会在渣和金属界面上产生滑移，通常都会自动脱落，露出带鱼鳞纹状的金属焊缝。
特点
设备简单、应用灵活方便；劳动条件差、生产率低、质量不稳定；适合全位焊接。
在装备制造中是一种应用广泛的焊接方法。
特点：焊件上距热远近不同的位置，所受到热循环的加热参数不同，从而发生不同的组织与性能变化。
焊接过程的特点（相当于不同规范的特殊热处理）
•自动焊机既完成了送丝速度的调节又完成了焊接速度的调节，这两项为其主要动作。
c.辅助设备：焊接夹具；工件变位设备；焊机变位设备；焊缝成形设备；焊剂回收输送设备。
第5章钢制压力容器的焊接
5.1.1分类
1圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头除外），球形封头与圆筒连接的环向接头，各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属A类焊接接头。
2壳体部分的环向焊缝接头，锥形封头小端与接管连接的接头，长颈法兰与接管连接的接头，均属B类焊接接头，但已规定为A、C、D类的焊接接头除外。
a.设备：目前国内手弧焊设备有三大类：弧焊变压器（交流电焊机）、弧焊发电机（直流电焊机）和弧焊整流器。三类弧焊设备的比较见表。
选择情况：考虑的是焊条涂层（药皮）类型和被焊接头、装备的重要性；还要考虑焊接产品所需要的焊接电流大小、负载持续率等要求，以选择焊机的容量和额定电流。
b.焊钳、焊接电缆：主要考虑的是允许通过的电流密度
熔池内的气体和渣由于比重轻而上浮。当电弧移走后，温度降低，金属和渣会先后凝固。
两件金属经熔化结晶的焊缝金属而连接起来。渣由于收缩量与金属不同，会在渣和金属界面上产生滑移，通常都会自动脱落，露出带鱼鳞纹状的金属焊缝。
特点
设备简单、应用灵活方便；劳动条件差、生产率低、质量不稳定；适合全位焊接。
在装备制造中是一种应用广泛的焊接方法。
特点：焊件上距热远近不同的位置，所受到热循环的加热参数不同，从而发生不同的组织与性能变化。
焊接过程的特点（相当于不同规范的特殊热处理）
过程装备制造与检测——绪论课件
新材料、新工艺与新技术 的研发
分析了当前新材料、新工艺和 新技术的研究现状和发展趋势 ，以及如何将其应用于过程装 备制造中，提高产品质量和性 能。
绿色制造与可持续发展
强调了绿色制造和可持续发展 的重要性，探讨了如何实现过 程装备制造的环保、节能和减 排，促进经济社会的可持续发 展。
国际合作与交流
指出了加强国际合作与交流的 必要性，提出了开展跨国合作 、共同研发和推广先进技术等 建议，以推动全球过程装备制 造业的发展。
。
过程装备制造工艺的创新与发展
3D打印技术
01
利用3D打印技术快速制造出原型装备或零件，缩短产品开发周
期。
智能制造
02
通过引入自动化、信息化和数字化技术，提高装备制造过程的
智能化水平，降低能耗和减少生产成本。
环保制造技术
03
采用环保材料和清洁生产技术，降低装备制造过程中的环境污
染，实现可持续发展。
过程装备的可靠性分析与管理
可靠性分析
对过程装备的可靠性进行分析，包括设 备的故障模式、影响和危害性分析（ FMECA）、故障树分析（FTA）等，识 别设备的薄弱环节和潜在故障，为设备 的维护和改进提供依据。
VS
可靠性管理
建立设备的可靠性管理体系，制定设备的 维护和检修计划，实施预防性维修和预测 性维修，确保设备的可靠性和稳定性，降 低设备的故障率。
过程装备制造的发展历程与趋势
发展历程
过程装备制造经历了从手工制作、机械化生产到自动化、智 能化的演变，不断向着高效、节能、环保的方向发展。
趋势
未来，过程装备制造将更加注重智能化、数字化、绿色化发 展，通过引入先进技术提高生产效率，降低能耗和排放，实 现可持续发展。
过程装备制造与检测
工余量、工序尺寸公差、切削用量、工时定额
(5) 编制工艺文件：将以上内容填表
9.3 零件工艺性分析和毛坯的选择
9.3.1 零件的技术要求分析 加工表面的尺寸精度； 主要加工表面的形状精度； 主要加工表面的相互位置精度； 加工表面的粗糙度、力学性能、物理性能； 热处理及其它要求。 零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的标 注，应根据零件的功能经济合理地决定。 过高的要求会增加加工难度，过低的要求会影响 工作性能，两者都是不允许的。
(2) 生产类型
根据生产纲领的大小，生产可分为三种类型： 1） 单件生产 特点：产品的品种很多，同一产品的产量很少，各工作地 点经常变换，加工对象很少重复生产 。 2）大量生产 特点：产品的产量很大，大多数工作地点重复进行某种零 件的某道工序的生产，设备专业化程度高。 3） 成批生产 特点：各工作地点分批轮流制造几种不同的产品，加工对 象周期性的重复 。 小批生产： 生产特点与单件生产基本相同。 中批生产： 生产特点介于小批生产和大批生产之间。 大批生产： 生产特点与大量生产相同。
孔的入口端和出口端都是斜 面或曲面，钻孔时钻头两个 刃受力不均，容易引偏，而 且钻头也容易损坏 只要结构允许，留出平台， 可直接钻孔。 内壁孔出口处平整，钻孔方 便，易保证孔中心位置度。
零件孔结构设计
保证能以较高的生产率加工：
①尽量减少加工面积
加工面大，加工 时间长，并且零 件尺寸越大，平 面度误差越大
加工面设计在箱体内，加 工时调整刀具不方便，观察 也困难 加工面设计在箱体外部， 加工方便。
⑥零件的结构应与生产类型相适应
在大批量生产中，图a所示箱体同轴孔系结构是工艺 性好的结构； 在单件小批生产中，则认为图b是工艺性好的结构。
(5) 编制工艺文件：将以上内容填表
9.3 零件工艺性分析和毛坯的选择
9.3.1 零件的技术要求分析 加工表面的尺寸精度； 主要加工表面的形状精度； 主要加工表面的相互位置精度； 加工表面的粗糙度、力学性能、物理性能； 热处理及其它要求。 零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的标 注，应根据零件的功能经济合理地决定。 过高的要求会增加加工难度，过低的要求会影响 工作性能，两者都是不允许的。
(2) 生产类型
根据生产纲领的大小，生产可分为三种类型： 1） 单件生产 特点：产品的品种很多，同一产品的产量很少，各工作地 点经常变换，加工对象很少重复生产 。 2）大量生产 特点：产品的产量很大，大多数工作地点重复进行某种零 件的某道工序的生产，设备专业化程度高。 3） 成批生产 特点：各工作地点分批轮流制造几种不同的产品，加工对 象周期性的重复 。 小批生产： 生产特点与单件生产基本相同。 中批生产： 生产特点介于小批生产和大批生产之间。 大批生产： 生产特点与大量生产相同。
孔的入口端和出口端都是斜 面或曲面，钻孔时钻头两个 刃受力不均，容易引偏，而 且钻头也容易损坏 只要结构允许，留出平台， 可直接钻孔。 内壁孔出口处平整，钻孔方 便，易保证孔中心位置度。
零件孔结构设计
保证能以较高的生产率加工：
①尽量减少加工面积
加工面大，加工 时间长，并且零 件尺寸越大，平 面度误差越大
加工面设计在箱体内，加 工时调整刀具不方便，观察 也困难 加工面设计在箱体外部， 加工方便。
⑥零件的结构应与生产类型相适应
在大批量生产中，图a所示箱体同轴孔系结构是工艺 性好的结构； 在单件小批生产中，则认为图b是工艺性好的结构。
《过程装备制造与检测》PPT[新版1]
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主题词： 1 装备制造的定期检测 1.1 定期检测 1.1.2内部检测
第1章 装备制造的定期检测（4）
1.1 定期检测
1.1.3 全面检测 ①内部检测全部项目。 ②宏观检测怀疑的容器（对焊缝做射线、探伤检测）。 ③高压容器的主螺栓（端盖、法兰）全部探伤。 ④对容器进行使用中的耐压试验。
主题词： 1 装备制造的定期检测 1.1 定期检测 1.1.2内部检测
主题词： 1 装备制造的定期检测 1.1 定期检测 1.1.1外部检测
第1章 装备制造的定期检测（2）
1.1 定期检测
1.1.2 内部检测（检测的意义、停止运行状态下完成）
①容器外全项目检测。 ②容器内防护层是否完好（涂层、镀层等）。 ③容器内腐蚀情况，磨损及裂纹，分析原因。 ④容器有无宏观变形，测定变形程度。 ⑤在压力、操作温度、工作介质条件下，金属材料组织状况。 （脱碳、晶间腐蚀、表面硬度、表面粗糙度变化状况）
第1章 装备制造的定期检测小结
§1.1定期检测:
1.1.1 外部检测:安全装置 1.1.2 内外部检测:检测期限、5项内容 1.1.3 全面检测：4项内容
§1.2 常规检测:★
1.2.1 直观检测：借助于感觉器官 1.2.2 工具检测：常规检测工具 1.2.3 理化检测：成分、性能分析★
主题词：
第1章 装备制造的定期检测
品牌：Rigaku/理学
主题词：2 射线检测及缺陷等级评定 2.1 X射线、γ射线 2.1.1 X射线的产生
第2章 射线检测及缺陷等级评定（4）
工业CT技术:设备、成像原理如下图所示
主题词：2 射线检测及缺陷等级评定 2.1 X射线、γ射线 2.1.1 X射线的产生
第2章 射线检测及缺陷等级评定（5）
第1章 装备制造的定期检测（4）
1.1 定期检测
1.1.3 全面检测 ①内部检测全部项目。 ②宏观检测怀疑的容器（对焊缝做射线、探伤检测）。 ③高压容器的主螺栓（端盖、法兰）全部探伤。 ④对容器进行使用中的耐压试验。
主题词： 1 装备制造的定期检测 1.1 定期检测 1.1.2内部检测
主题词： 1 装备制造的定期检测 1.1 定期检测 1.1.1外部检测
第1章 装备制造的定期检测（2）
1.1 定期检测
1.1.2 内部检测（检测的意义、停止运行状态下完成）
①容器外全项目检测。 ②容器内防护层是否完好（涂层、镀层等）。 ③容器内腐蚀情况，磨损及裂纹，分析原因。 ④容器有无宏观变形，测定变形程度。 ⑤在压力、操作温度、工作介质条件下，金属材料组织状况。 （脱碳、晶间腐蚀、表面硬度、表面粗糙度变化状况）
第1章 装备制造的定期检测小结
§1.1定期检测:
1.1.1 外部检测:安全装置 1.1.2 内外部检测:检测期限、5项内容 1.1.3 全面检测：4项内容
§1.2 常规检测:★
1.2.1 直观检测：借助于感觉器官 1.2.2 工具检测：常规检测工具 1.2.3 理化检测：成分、性能分析★
主题词：
第1章 装备制造的定期检测
品牌：Rigaku/理学
主题词：2 射线检测及缺陷等级评定 2.1 X射线、γ射线 2.1.1 X射线的产生
第2章 射线检测及缺陷等级评定（4）
工业CT技术:设备、成像原理如下图所示
主题词：2 射线检测及缺陷等级评定 2.1 X射线、γ射线 2.1.1 X射线的产生
第2章 射线检测及缺陷等级评定（5）
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第八章 焊接工艺基础（4学时）
8.1 焊接的基本知识及分类，焊缝化学成分 8.2 常用焊接方法工作原理和特点 8.3 常见焊接缺陷的产生及防止方法
精品课件
第一节 焊接的基本知识及分类
一. 焊接方法分类
1. 定义：焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，
使工件达到结合的一种加工方法。（GB/T3375-1994《焊接术语》）
1. 来源：当保护不良，如风力过大、电弧拉得过长等，空气中的氧气会浸入
电弧；药皮中的一些造气剂燃烧时有的会故出CO2，
如
CaCO3—— CaO＋ CO2
2. 氧化性气体的作用：氧化性气体对整个焊接工艺有双重作用，这里仅列举
其不良作用，如烧损合金元素，钢中不少合金元素都较活泼，遇氧易化合成氧
化物而受到损失；阻碍焊接过程，有些金属的氧化物熔点很高(如铝)、或粘度
2.
（焊接的途径：加热，加压和两者并用
3.
焊接的本质：微观上达宏观上达到永久性连接）
2. 分类
按
自动化程度：手工焊，自动焊和半自动焊
按焊
接工艺特征分类：熔焊（待焊处母材金属被加热融化形成焊缝 ）；
压焊（焊接时要加压力）；钎焊（钎料熔点比母材低，焊接时母材不发
生融化）。
3. 熔焊：在不施加外力的情况下，利用外加热源使母材被连接处（以及填 充材料）发生熔化，使液－液相之间，液－固相之间的原子或分子紧密 接触和充分的扩散，并通过冷却凝并将这种冶金结合保持下来的焊接方 法。
变过程。
精品课件
三. 钢制压力容器的焊接接头分类
精品课件
四. 焊缝的化学成分
一. 电弧气体
电弧气体主要决定于电弧焊方法，对于保护气体电弧焊则以保护气体为主，对于 用药皮焊条的手弧焊，则药皮燃烧放出的气体起主导作用。电弧周围的气体，工件表 面杂质和吸附物、金属的蒸气等都会对电弧气体成分有影响。
A. 氧化性气体：
精品课件
熔焊
基本 焊接方法
压焊
钎焊
铝热焊
电渣焊
电阻对焊
电子束钎焊
电子束焊
激光焊
超声波焊
感应钎焊
气焊
电弧焊
爆炸焊
炉中钎焊
氧氢
熔化极
不熔化极
锻焊
盐浴钎焊
氧乙炔 空气乙炔
CO2焊 氩弧焊
钨极氩弧焊 原子氢焊
埋弧焊
等离子弧焊
焊条电弧焊
螺柱焊
精品课件
二. 焊接接头及其形成过程(p72)
1. 焊接接头的组成：焊接接头是指被焊材料经焊接之后发生组织和性能变化的区 域。由焊缝，熔合区和热影响区组成。
C. 氢气
1. 来源：进入电弧中的氢可从各种各样的水份中来，如药皮的潮气，工件表面吸
附的潮气，空气中的潮气，含在各种化合物中的水份，如结晶水，碳水化合物的
水等。凡含氢的物质在电弧高温下会分解放出氢而成为氢的来源，所以电弧焊时，
焊缝金属中常有氢的侵入。
2. 氢
在焊缝中存在的形式：在Fe, Ni, Cu, Cr, Mo中以固溶体的形式存在，在Ti, Zr, V,
1. 熔渣的氧化性：当熔渣中含的氧化物遇到熔化金属中更为活泼的元素时，活泼元 素就会把氧化物中较不活泼的元素还原出来，这样，活泼元素就受到损失。因此， 在焊接活泼金属如Ti, AL等时一般都不采用熔渣保护。解决熔渣氧化性的方法与 解决电弧气体氧化性的方法相同。
2. 熔渣的脱硫、脱磷反应：硫和磷是钢中的有害杂质，硫造成热脆，磷造成冷脆， 都加大裂纹倾向，这在焊接时更为突出。当遇有硫、磷含量偏高，或需要严格防 止硫、磷侵入焊缝时，可通过选用合适的熔渣来脱除焊缝中的硫、磷。 但是， 不能指望靠焊接过程来脱硫、磷，虽然这会有些作用，根本的是应当严格控控制 原材料的含硫、磷量，选用优质材料。
解的OH或HF；用直流反极性时焊缝中的含氢量少；焊后脱氢处理
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二. 焊接熔渣
药皮焊条手工电弧焊和埋弧自动焊都使用相当数量的熔渣去保护熔化金属，主要 成分是一些氧化物和其他化合物。它们除起机械隔绝作用以防止空气的危害外，还可 以溶解某些难溶的氧化物或吸收由熔化金属中排出来的化合物。有时熔渣也会和熔化 金属发生一些反应，故对焊缝化学成分有一些影响。
三 焊缝成分的调整
减少含量的方法：用烧损和稀释的方法来减少某元素的含量。
增加含量的方法：向焊缝里有意识增加某元素称为渗合金。
合金焊条
精品课件 合金药皮
管状焊芯
四. 焊接接头的基本形式和特点
焊接接头的基本形式有对接接头、T形(十字形)接头、角接头和搭接接头。
1. 对接接头
情况只有在氩弧焊出现后，得到显著改善。
3. 解
决氧化问题的措施：用氩弧焊；精还品原课剂件脱氧；溶解氧化物；扩散脱氧。
B. 氮气 除少数钢种本身含氮外，焊缝中氮的来源是空气，故严密保护是防止氮入侵的主 要方法。 氮进入焊缝后，除溶入铁外常以NO，MnN，SiN，Fe4N和MnN等形式 存在。熔解的氮在铁水凝固时由于溶解度骤降而形成小气孔；铁的氮化物以针状 夹杂物形式分布于焊缝中，严重降低低碳钢焊缝的塑性和韧性，对动载下工作的 结构极为不利，焊接时要严防氮的侵入。一旦氮侵入焊缝就很难消除。
2. 焊缝：最重要的区域。由熔化的母材和填充金属凝固形成，或只由经历过熔化 和凝固的母材形成，无论是否采用填加材料，焊缝的组织和性能都不同于母材。
3. 热影响区：受到热影响使材料组织和性能发生改变但未熔化的区域。 4. 熔合区：介于焊缝与热影响区之间的相当窄小的过渡区。又称熔合线，或部分
熔化区和半熔化区 5. 形成过程：焊接热过程； 固－液状态演变过程； 焊接化学冶金过程和固态相
Nb中形成稳定的氢化物。
3.
氢对焊接接头性能的影响：使材质变脆，过饱和氢来不及析出而造成气孔。 4.
减少接头中含氢量的措施：防止各种含水物质进入焊接区是减少氢来源的主要方
法。除焊接方法、焊接材料要认真选择，焊口表面的清理与干燥，焊接材料的严
格除潮与保管；利用焊接材料的冶金作用，使原子态的氢转变成不为液体金属溶
大(如硅),它们妨碍金属的加热和液态金属流动、阻碍液态金属与半熔化的工件
金属结合，使焊接过程难以进行；产生气孔、夹杂，有的金属焊接时焊缝中的
气孔就与焊缝中的含氧量有关； 降低焊接性能，指的是氧化物夹杂的危害性，
它们常以显微夹杂物存于晶粒边界，对金属的静机械强度损害较小，但对塑性、
韧性、抗疲劳性和耐腐蚀性却有明显影响，尤其是对耐腐蚀性影响更大，这种
8.1 焊接的基本知识及分类，焊缝化学成分 8.2 常用焊接方法工作原理和特点 8.3 常见焊接缺陷的产生及防止方法
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第一节 焊接的基本知识及分类
一. 焊接方法分类
1. 定义：焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，
使工件达到结合的一种加工方法。（GB/T3375-1994《焊接术语》）
1. 来源：当保护不良，如风力过大、电弧拉得过长等，空气中的氧气会浸入
电弧；药皮中的一些造气剂燃烧时有的会故出CO2，
如
CaCO3—— CaO＋ CO2
2. 氧化性气体的作用：氧化性气体对整个焊接工艺有双重作用，这里仅列举
其不良作用，如烧损合金元素，钢中不少合金元素都较活泼，遇氧易化合成氧
化物而受到损失；阻碍焊接过程，有些金属的氧化物熔点很高(如铝)、或粘度
2.
（焊接的途径：加热，加压和两者并用
3.
焊接的本质：微观上达宏观上达到永久性连接）
2. 分类
按
自动化程度：手工焊，自动焊和半自动焊
按焊
接工艺特征分类：熔焊（待焊处母材金属被加热融化形成焊缝 ）；
压焊（焊接时要加压力）；钎焊（钎料熔点比母材低，焊接时母材不发
生融化）。
3. 熔焊：在不施加外力的情况下，利用外加热源使母材被连接处（以及填 充材料）发生熔化，使液－液相之间，液－固相之间的原子或分子紧密 接触和充分的扩散，并通过冷却凝并将这种冶金结合保持下来的焊接方 法。
变过程。
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三. 钢制压力容器的焊接接头分类
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四. 焊缝的化学成分
一. 电弧气体
电弧气体主要决定于电弧焊方法，对于保护气体电弧焊则以保护气体为主，对于 用药皮焊条的手弧焊，则药皮燃烧放出的气体起主导作用。电弧周围的气体，工件表 面杂质和吸附物、金属的蒸气等都会对电弧气体成分有影响。
A. 氧化性气体：
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熔焊
基本 焊接方法
压焊
钎焊
铝热焊
电渣焊
电阻对焊
电子束钎焊
电子束焊
激光焊
超声波焊
感应钎焊
气焊
电弧焊
爆炸焊
炉中钎焊
氧氢
熔化极
不熔化极
锻焊
盐浴钎焊
氧乙炔 空气乙炔
CO2焊 氩弧焊
钨极氩弧焊 原子氢焊
埋弧焊
等离子弧焊
焊条电弧焊
螺柱焊
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二. 焊接接头及其形成过程(p72)
1. 焊接接头的组成：焊接接头是指被焊材料经焊接之后发生组织和性能变化的区 域。由焊缝，熔合区和热影响区组成。
C. 氢气
1. 来源：进入电弧中的氢可从各种各样的水份中来，如药皮的潮气，工件表面吸
附的潮气，空气中的潮气，含在各种化合物中的水份，如结晶水，碳水化合物的
水等。凡含氢的物质在电弧高温下会分解放出氢而成为氢的来源，所以电弧焊时，
焊缝金属中常有氢的侵入。
2. 氢
在焊缝中存在的形式：在Fe, Ni, Cu, Cr, Mo中以固溶体的形式存在，在Ti, Zr, V,
1. 熔渣的氧化性：当熔渣中含的氧化物遇到熔化金属中更为活泼的元素时，活泼元 素就会把氧化物中较不活泼的元素还原出来，这样，活泼元素就受到损失。因此， 在焊接活泼金属如Ti, AL等时一般都不采用熔渣保护。解决熔渣氧化性的方法与 解决电弧气体氧化性的方法相同。
2. 熔渣的脱硫、脱磷反应：硫和磷是钢中的有害杂质，硫造成热脆，磷造成冷脆， 都加大裂纹倾向，这在焊接时更为突出。当遇有硫、磷含量偏高，或需要严格防 止硫、磷侵入焊缝时，可通过选用合适的熔渣来脱除焊缝中的硫、磷。 但是， 不能指望靠焊接过程来脱硫、磷，虽然这会有些作用，根本的是应当严格控控制 原材料的含硫、磷量，选用优质材料。
解的OH或HF；用直流反极性时焊缝中的含氢量少；焊后脱氢处理
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二. 焊接熔渣
药皮焊条手工电弧焊和埋弧自动焊都使用相当数量的熔渣去保护熔化金属，主要 成分是一些氧化物和其他化合物。它们除起机械隔绝作用以防止空气的危害外，还可 以溶解某些难溶的氧化物或吸收由熔化金属中排出来的化合物。有时熔渣也会和熔化 金属发生一些反应，故对焊缝化学成分有一些影响。
三 焊缝成分的调整
减少含量的方法：用烧损和稀释的方法来减少某元素的含量。
增加含量的方法：向焊缝里有意识增加某元素称为渗合金。
合金焊条
精品课件 合金药皮
管状焊芯
四. 焊接接头的基本形式和特点
焊接接头的基本形式有对接接头、T形(十字形)接头、角接头和搭接接头。
1. 对接接头
情况只有在氩弧焊出现后，得到显著改善。
3. 解
决氧化问题的措施：用氩弧焊；精还品原课剂件脱氧；溶解氧化物；扩散脱氧。
B. 氮气 除少数钢种本身含氮外，焊缝中氮的来源是空气，故严密保护是防止氮入侵的主 要方法。 氮进入焊缝后，除溶入铁外常以NO，MnN，SiN，Fe4N和MnN等形式 存在。熔解的氮在铁水凝固时由于溶解度骤降而形成小气孔；铁的氮化物以针状 夹杂物形式分布于焊缝中，严重降低低碳钢焊缝的塑性和韧性，对动载下工作的 结构极为不利，焊接时要严防氮的侵入。一旦氮侵入焊缝就很难消除。
2. 焊缝：最重要的区域。由熔化的母材和填充金属凝固形成，或只由经历过熔化 和凝固的母材形成，无论是否采用填加材料，焊缝的组织和性能都不同于母材。
3. 热影响区：受到热影响使材料组织和性能发生改变但未熔化的区域。 4. 熔合区：介于焊缝与热影响区之间的相当窄小的过渡区。又称熔合线，或部分
熔化区和半熔化区 5. 形成过程：焊接热过程； 固－液状态演变过程； 焊接化学冶金过程和固态相
Nb中形成稳定的氢化物。
3.
氢对焊接接头性能的影响：使材质变脆，过饱和氢来不及析出而造成气孔。 4.
减少接头中含氢量的措施：防止各种含水物质进入焊接区是减少氢来源的主要方
法。除焊接方法、焊接材料要认真选择，焊口表面的清理与干燥，焊接材料的严
格除潮与保管；利用焊接材料的冶金作用，使原子态的氢转变成不为液体金属溶
大(如硅),它们妨碍金属的加热和液态金属流动、阻碍液态金属与半熔化的工件
金属结合，使焊接过程难以进行；产生气孔、夹杂，有的金属焊接时焊缝中的
气孔就与焊缝中的含氧量有关； 降低焊接性能，指的是氧化物夹杂的危害性，
它们常以显微夹杂物存于晶粒边界，对金属的静机械强度损害较小，但对塑性、
韧性、抗疲劳性和耐腐蚀性却有明显影响，尤其是对耐腐蚀性影响更大，这种