焊接的物理本质
焊接冶金学(基本原理)
绪论一、焊接过程的物理本质1.焊接：被焊工件的材质(同种或异种)，通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子问的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。
物理本质：1）宏观：焊接接头破坏需要外加能量和焊接的的不可拆卸性（永久性）2）微观：焊接是在焊件之间实现原子间结合。
2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？从理论来讲，就是当两个被焊好的固体金属表面接近到相距原子平衡距离时，就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程，从而形成金属键，达到焊接的目的。
然而，这只是理论上的条件，事实上即使是经过精细加工的表面，在微观上也会存在凹凸不平之处，更何况在一般金属的表面上还常常带有氮化膜、油污和水分等吸附层。
这样，就会阻碍金属表面的紧密接触。
为了克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素，在焊接工艺上采取以下两种措施：1)对被焊接的材质施加压力目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触。
2)对被焊材料加热(局部或整体) 对金属来讲，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。
二、焊接热源的种类及其特征1）电弧热：利用气体介质放电过程所产生的热能作为焊接热源。
2）化学热：利用可燃和助燃气体或铝、镁热剂进行化学反应时所产生的热能作为热源。
3）电阻热：利用电流通过导体时产生的电阻热作为热源。
4）高频感应热：对于有磁性的金属材料可利用高频感应所产生的二次电流作为热源，在局部集中加热，实现高速焊接。
如高频焊管等。
5）摩擦热：由机械摩擦而产生的热能作为热源。
6）等离子焰：电弧放电或高频放电产生高度电离的离子流，它本身携带大量的热能和动能，利用这种能量进行焊接。
7）电子束：利用高压高速运动的电子在真空中猛烈轰击金属局部表面，使这种动能转化为热能作为热源。
8）激光束：通过受激辐射而使放射增强的光即激光，经过聚焦产生能量高度集中的激光束作为热源。
电焊是什么原理
电焊是什么原理
电焊是指利用电弧或电阻加热的方法来将金属材料连接在一起的工艺。
其原理主要有以下几个方面：
1. 电弧原理：利用电弧产生高温，将金属材料的表面加热至熔点或焊接温度，形成液态金属池，然后冷却固化，从而实现金属的连接。
电弧产生的高温主要是通过电子在电场中的加速运动所释放的能量。
2. 电阻加热原理：通过将电流通过金属材料，使其内部发生电阻加热现象，从而使金属加热到熔点或焊接温度。
电阻加热是利用金属材料电阻产生的热量来实现焊接的。
3. 焊接材料原理：在电焊过程中，一般会使用焊丝或焊条作为填充材料。
这些焊接材料在焊接时会被加热熔化，并与基材或其他焊接材料融合，形成焊缝。
4. 保护气体原理：在某些焊接过程中，需要使用保护气体来防止焊接区域与外界气氛发生反应。
保护气体可以起到防止金属氧化、氮化等的作用，从而保证焊接质量。
总的来说，电焊借助电弧或电阻加热的原理，通过加热金属材料使其熔化，再冷却固化实现金属的连接。
同时，使用适当的焊接材料和保护气体，可以提高焊接质量。
焊接冶金学(基本原理)
绪论一、焊接过程的物理本质1.焊接：被焊工件的材质(同种或异种)，通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子问的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。
物理本质：1）宏观：焊接接头破坏需要外加能量和焊接的的不可拆卸性（永久性）2）微观：焊接是在焊件之间实现原子间结合。
2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？从理论来讲，就是当两个被焊好的固体金属表面接近到相距原子平衡距离时，就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程，从而形成金属键，达到焊接的目的。
然而，这只是理论上的条件，事实上即使是经过精细加工的表面，在微观上也会存在凹凸不平之处，更何况在一般金属的表面上还常常带有氮化膜、油污和水分等吸附层。
这样，就会阻碍金属表面的紧密接触。
为了克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素，在焊接工艺上采取以下两种措施：1)对被焊接的材质施加压力目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触。
2)对被焊材料加热(局部或整体) 对金属来讲，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。
二、焊接热源的种类及其特征1）电弧热：利用气体介质放电过程所产生的热能作为焊接热源。
2）化学热：利用可燃和助燃气体或铝、镁热剂进行化学反应时所产生的热能作为热源。
3）电阻热：利用电流通过导体时产生的电阻热作为热源。
4）高频感应热：对于有磁性的金属材料可利用高频感应所产生的二次电流作为热源，在局部集中加热，实现高速焊接。
如高频焊管等。
5）摩擦热：由机械摩擦而产生的热能作为热源。
6）等离子焰：电弧放电或高频放电产生高度电离的离子流，它本身携带大量的热能和动能，利用这种能量进行焊接。
7）电子束：利用高压高速运动的电子在真空中猛烈轰击金属局部表面，使这种动能转化为热能作为热源。
8）激光束：通过受激辐射而使放射增强的光即激光，经过聚焦产生能量高度集中的激光束作为热源。
《焊接冶金学》复习资料
《焊接冶金学》复习资料1.什么是焊接，其物理本质是什么？答：①定义：焊接通过加热或加压；或两者并用，使焊件达到原子结合，从而形成永久性连接工艺。
②物理本质：焊接的物理本质是使两个独立的工件实现了原子间结合，对于金属而言，既实现了金属键结合。
2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？答：①对被焊接的材质施加压力：目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触。
②对被焊材料加热(局部或整体)：对金属来讲，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。
3.焊芯和药皮升温过高会引起哪些不良后果？答：(1)熔化激烈产生飞溅；(2)药皮开裂与过早脱落，导致电弧燃烧不稳；(3)焊缝成形变坏，甚至引起气孔等缺陷；(4)药皮过早进行冶金反应，丧失冶金反应和保护能力；(5)焊条发红变软，操作困难。
4.简述焊缝合金化的目的与方式。
答：合金化的目的：补充焊接过程中由于蒸发、氧化等原因造成的合金元素损失；消除焊接缺陷，改善焊缝金属的组织和性能；获得特殊性能的堆焊层。
合金化的方式：应用合金焊丝或带极；应用药芯焊丝或药芯焊条；应用合金药皮；应用合金粉末。
5.简述焊缝中磷的危害。
答：磷在钢中主要以Fe2P、Fe3P的形式存在。
在液态铁中可溶解较多的磷，固态铁中磷的溶解度很低。
磷与铁、镍可以形成低熔点共晶。
焊缝凝固时，磷易造成偏析。
磷化铁常分布于晶界，减弱晶间结合力，增加焊缝金属冷脆性；磷还能促使形成结晶裂纹。
控制磷的措施：(1）限制原材料的含磷量；（2）用冶金方法脱磷。
6.简述熔池运动原因及对焊接质量的影响？原因：1）液态金属密度差引起自由对流运动使液相产生对流运动。
温度高的地方金属密度小，温度低的地方金属密度大。
由于这种密度差将使液相从低温区向高温区流动。
2）表面张力差强迫对流运动。
3）熔池中各种机械力搅拌电磁力、气体吹力、熔滴下落的冲击力、离于的冲击力等。
焊接理论
后导致形成很深的穿透型蒸气毛细孔，其周围是熔化的金
属，形成焊接热源。在焊件相对电子束移动已形成焊缝时， 蒸气毛细孔呈现“钥孔”形式。
电阻热
电阻热：利用电流通过导体时产生的电阻热作为 焊接热源，如电阻焊。采用这种热源的焊接工艺 具有高度的机械化和自动化水平，但需要强大的 电力供应。电阻热可用于电阻点焊（包括凸焊和 缝焊）和电阻对焊（压力对焊和闪光对焊，纵缝 和螺旋形缝的高频电阻焊）以及电渣焊。
生于焊件表面，通过热传导输送至焊件内部
化学热
化学热：利用可燃性气体（液化气、乙炔）或铝、 镁热剂发生强烈反应时所产生的热能作为焊接热 源，如气焊、热剂焊。
电子束
电子束：利用真空中被电场加速的集束电子轰击被焊工件 表面所产生的热能作为焊接热源。由于热能高度集中和在
真空中焊接，故焊接质量很高，如电子束焊。
材料成型原理
青岛滨海学院
一、 焊接的定义 二、焊接的物理本质 三、焊接的分类 四、焊接热源的种类 五、焊接温度场 六、焊接热影响区 七、焊条电弧焊
焊接的定义
焊接（welding）：被焊工件的同种或异种材质， 通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填 充材料，使被焊材料达到原子之间结合，并形 成永久性连接的工艺过程。 焊接定义从welding逐步变成了Materials Joining Engineering ，从窄范围发展成较宽泛 的“材料连接工程”
摩擦热
摩擦热：利用机械摩擦所产生的热量进行焊接， 如摩擦焊。 在摩擦焊时，相对旋转的表面被摩擦加热，去除 不纯材料层，最后在轴向加压，使焊件在略低于 熔点的温度下连接起来。在振动焊时，利用了高 频的摩擦效应，但是没有达到熔化温度。
焊接的原理
焊接的原理
焊接是一种常见的金属连接方法，通过熔化金属并使其冷却后形成连接。
在工
程领域，焊接被广泛应用于制造和维护各种设备和结构。
焊接的原理涉及材料的熔化和凝固过程，以及热量的传递和金属结构的变化。
本文将从这几个方面来探讨焊接的原理。
首先，焊接的原理涉及材料的熔化和凝固过程。
在焊接过程中，焊条或焊丝会
被加热到足够的温度，使其熔化并与被焊接的工件表面接触。
随后，焊接区域的温度会迅速下降，使熔化的金属迅速凝固，形成坚固的连接。
这一过程需要严格控制温度和热量的传递，以确保焊接接头的质量和稳定性。
其次，焊接的原理还涉及热量的传递。
在焊接过程中，热能通过焊接电弧、火
焰或电阻加热等方式传递到工件和焊接材料上。
热量的传递对焊接接头的质量和性能有着重要的影响，过高或过低的温度都会导致焊接接头的质量不达标。
因此，焊接操作人员需要根据不同材料和焊接方式来合理控制热量的传递，以确保焊接接头的质量和稳定性。
最后，焊接的原理还涉及金属结构的变化。
在焊接过程中，熔化的金属会与工
件表面发生物理和化学变化，包括金属的熔化、氧化和再结晶等过程。
这些变化会影响焊接接头的力学性能、耐腐蚀性能和外观质量。
因此，在焊接过程中，需要合理选择焊接材料和工艺参数，以确保焊接接头的金属结构能够满足工程要求。
总之，焊接的原理涉及材料的熔化和凝固过程、热量的传递和金属结构的变化。
了解这些原理对于掌握焊接技术和提高焊接质量非常重要。
在实际应用中，焊接操作人员需要根据工程要求和材料特性来合理控制焊接过程，以确保焊接接头的质量和稳定性。
焊接方法发展概述及焊接的本质及其分类
焊接方法发展概述及焊接的本质及其分类电弧焊是指利用电弧作为热源的焊接方法，简称弧焊。
它是熔焊中最重要的、应用最广泛的焊接方法。
一、焊接方法发展概况焊接是指通过适当的物理化学过程(加热、加压或两者并用)使两个分离的固态物体产生原子(分子)间结合力而连接成一体的连接方法。
被连接的两个物体可以是各种同类或不同类的金属、非金属(石墨、陶瓷、玻璃、塑料等)，也可以是一种金属与一种非金属。
早期的焊接，是把两块熟铁(钢)加热到红热状态以后用锻打的方法连接在一起的锻接；用火烙铁加热低熔点铅锡合金的软钎焊，已经有几百年甚至更长的应用历史。
现代焊接方法的发展是以电弧焊和压力焊为起点的。
电弧作为一种气体导电的物理现象，是在19世纪初被发现的，但只是到19世纪末电力生产得到发展以后，人们才有条件研究电弧的实际应用。
1885年俄国人别那尔道斯发明了碳极电弧，起初主要用作强光源，可把它看作是电弧作为工业热源应用的创始。
而电弧焊真正用于工业，则是在1892年发现金属极电弧后，研制出结构简单、使用方便、成本低廉的交流电弧焊机，特别是1930年前后出现了薄皮和厚皮焊条以后才逐渐开始的。
厚皮焊条的出现，使手工电弧焊技术进入成熟阶段，它熔深大、效率高、质量好、操作方便等突出优点是气焊方法无法比拟的，于是手工电弧焊很快被广泛应用于车辆、船舶、锅炉、起重设备和桥梁等金属结构的制造。
钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊也是在30年代先后研究成功的，成为焊接有色金属和不锈钢等材料的有效方法。
这一时期，工业产品和生产技术的发展速度较快，迫切要求焊接过程向机械化、自动化方面发展，而且当时的机械制造、电力拖动与自动控制技术也已为实现这一目标提供了技术和物质基础。
于是便在30年代中期研究成功了变速送丝式埋弧焊机，以及与之匹配的颗粒状焊剂和光焊丝，从而实现了焊接过程自动化，显著提高了焊接效率和焊接质量。
进半个世纪以来，正是现代工业和科学技术迅猛发展的时代，一方面，这些工业和科学技术的发展不断提出了各种使用要求(动载、强韧性、高温、高压、低温、耐蚀、耐磨等)、各种结构形式及各种黑色和有色金属材料的焊接问题。
焊接冶金与焊接性答案
焊接冶金与焊接性答案【篇一：焊接冶金学课后答案】>1．分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差别？在制定焊接工艺时要注意什么问题？答：热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：mn，si。
（2）细晶强化，主要强化元素：nb,v。
（3）沉淀强化，主要强化元素：nb,v.；正火钢的强化方式：（1）固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：v,nb,ti,mo（3）沉淀强化，主要强化元素：nb,v,ti,mo.；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。
热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件下粗晶区的v析出相基本固溶，抑制a长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、m-a等导致韧性下降和时效敏感性增大。
制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接。
2．分析q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。
答:q345钢属于热轧钢，其碳当量小于0.4％，焊接性良好，一般不3.q345与q390焊接性有何差异？q345焊接工艺是否适用于q390焊接，为什么？答：q345与q390都属于热轧钢，化学成分基本相同，只是q390的mn含量高于q345，从而使q390的碳当量大于q345，所以q390的淬硬性和冷裂纹倾向大于q345，其余的焊接性基本相同。
q345的焊接工艺不一定适用于q390的焊接，因为q390的碳当量较大，一级q345的热输入叫宽，有可能使q390的热输入过大会引起接头区过热的加剧或热输入过小使冷裂纹倾向增大，过热区的脆化也变的严重。
4.低合金高强钢焊接时，选择焊接材料的原则是什么？焊后热处理对焊接材料有什么影响？答：选择原则：考虑焊缝及热影响区组织状态对焊接接头强韧性的影响。
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焊接的物理本质
焊接是一种通过物理方法将两个或多个金属材料连接在一起的工艺。
其物理本质主要包括热传导、熔融和凝固、原子间结合以及材料塑性变形等方面。
下面将详细介绍这些物理本质，并通过举例说明。
一、热传导
焊接过程中，热源将热量通过接触面传递给被焊接的材料，使其局部加热。
热传导是这一过程中最主要的传热方式。
热源可以是电弧、激光、摩擦等，不同的热源产生不同的热量分布。
例如，在使用电弧焊进行焊接时，电弧产生的热量通过电极与母材之间的接触面传递，使局部区域温度升高。
二、熔融和凝固
在焊接过程中，被焊接的材料局部加热并熔化，形成熔池。
熔池中的金属处于液态，流动性好，有利于原子间的结合。
当熔池冷却凝固后，两个被焊接的材料就形成了牢固的连接。
熔融和凝固是焊接过程中必不可少的环节。
例如，在钎焊过程中，钎料在比母材低的温度下熔化，润湿并填充在母材连接面上，冷却后形成焊接接头。
三、原子间结合
焊接过程中，熔化的金属原子之间会形成金属键，使两个被焊接的材料相互结合。
金属键的形成取决于金属的成分和熔化后的状态。
原子间结合是焊接过程的另一个重要物理本质。
例如，在激光焊过程中，高能量密度的激光束照射到母材表面，使局部加热并熔化，熔化的金属原子通过扩散和再结晶形成焊接接头。
四、材料塑性变形
在焊接过程中，被焊接的材料通常会发生塑性变形。
塑性变形是指材料在应力作用下发生的形状变化。
适当的塑性变形可以提高材料的可塑性和韧性，有利于材料的连接。
材料塑性变形也是焊接过程中的一个重要物理本质。
例如，在压力焊过程中，将被焊接的材料挤压在一起，使它们在压力下发生塑性变形，从而形成牢固的连接。
综上所述，焊接的物理本质主要包括热传导、熔融和凝固、原子间结合以及材料塑性变形等方面。
这些物理本质在不同类型的焊接工艺中具体表现形式有所不同，但它们都是实现材料连接所必不可少的因素。
通过对这些物理本质的理解和研究，可以不断提高焊接工艺的水平，为材料连接提供更加高效和可靠的方法。