金属工艺学18 第四篇第二章 其它焊接方法
金属工艺学部分课后习题解答
补充习题
下列铸件在大批量生产时，以什么铸造措施 为宜？ 铝活塞金属型铸造、汽轮机叶片熔模铸造、 汽缸套离心铸造、车床床身砂型铸造、摩托车 气缸体压力铸造、汽车喇叭压力铸造、大口径 污水管离心铸造、大模数齿轮滚刀熔模铸造
压力加工：第二章 铸造
7 图示零件采用锤上模锻制造，请选择最合适旳分模面
位置？ p127
I
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
方案I： 分型面为曲
面，不利于分型。
I
方案II：分型面在最
II
大截面处，且为平面，
方案可行。
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
I II
两方案均可， 但型芯头形状 不同。
铸造：第三章 砂型铸造
铸造：第一章 铸造工艺基础
8.试用下面异形梁铸钢件分析其热应力旳形成原 因，并用虚线表达出铸件旳变形方向。p49
形成原因：壁厚不均匀。
铸造：第三章 砂型铸造
5.图示铸件在单件生产条件下该选用哪种造型措施？
p73
I方案存在错箱可能。 该零件不算太高，故 方案II稍好，从冒口
II
安放来看，II方案轻 易安放。
焊接措施: 手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊
端面车刀
6.图示铸件有几种分型方案？在大批量生产中应选择 哪种方案？ p73
应采用方案I，方案II
I
型芯稳定，但φ40凸台
阻碍拔模。
II
铸造：第三章 砂型铸造
6.图示铸件有几种分型方案？在大批量生产中应选择 哪种方案？ p73
I
III II
应采用方案III，方案I需要活块，且下面活 块难以取出；方案II需要挖砂。
金属工艺学之焊接工艺课件(PPT 87张)
1.设备及焊接过程 焊接电源 控制箱 焊接小车
焊接热源：电弧热
溶池保护：焊剂（气、渣）
2019/2/21
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金属工艺学
二、埋弧自动焊工艺 1）焊前准备 板厚小于14mm时，可不开坡口； 板厚为14～22mm时，应开Y型坡口； 板厚为22～50mm时，可开双Y型或U型坡口。
第四篇 焊接
Y型和双Y型坡口的角度为50°～ 60°
2019/2/21
药皮种类（低氢钠型） 抗拉强度500MPa 结构钢焊条
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金属工艺学
酸性焊条： 在熔渣中以酸性氧化物为主 （TiO2、SiO2、Fe2O3） 在熔渣中以碱性氧化物为主 碱性焊条： （K2O、Na2O、CaO、MnO） 9. 电焊条的选用
第四篇 焊接
(１) 等强度原则：低碳钢和普通低合金钢构件，一般都要求焊缝金属 与母材等强度， 因此可根据钢材强度等级来选用相应的焊条。 (２) 同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用。主要应考虑：焊接 件的结构形状、钢板厚度、载荷性质和抗裂性能而定； (３) 低碳钢与低合金结构钢焊接，可按某一种钢接头中强度较低的钢 材来选用相应的焊条。 (４) 焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应选用相应的专 用焊条。
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金属工艺学
第四篇 焊接
焊缝的组织和性能
热源移走后，熔池焊 缝中的液体金属立刻开始 冷却结晶，以垂直熔合线 的方式向熔池中心生长为 柱状树枝晶。 低熔点物质将会被推向 焊缝最后结晶部位，形成 成分偏析。
2/21/2019 3:56 PM
金属工艺学
第四篇 焊接
第四节
焊接应力与变形
一、焊接应力与变形产生的原因 根本原因：焊件在焊接过程中受到局部加热和快速冷却。
金属材料焊接工艺
金属材料焊接工艺介绍金属材料焊接是一种常见的金属连接方式，它通过加热和冷却的过程将两个金属工件连接在一起。
本文将介绍金属材料焊接的工艺流程和一些常见的焊接方法。
工艺流程金属材料焊接的一般工艺流程如下：1. 准备工件：清洁和处理待焊接的金属工件表面，确保表面无油脂、脏物和氧化物。
2. 配置焊接环境：选择适当的焊接设备和焊接材料，并确保焊接环境的安全和通风。
3. 设定焊接参数：根据所使用的金属材料和焊接方法，设定合适的焊接参数，包括焊接温度和焊接时间。
4. 进行焊接：将两个金属工件放置在合适的位置，并进行焊接操作。
5. 检查焊接质量：对焊接接头进行外观和质量检查，确保焊接部位没有裂纹、气孔和缺陷。
6. 后续处理：根据需要，进行焊接接头的后续处理，如去除焊渣、修整焊接接头等。
焊接方法金属材料焊接有多种方法，常见的焊接方法包括：1. 电弧焊：通过电弧的高温产生熔化金属，使两个金属工件连接在一起。
电弧焊分为手工电弧焊和自动化电弧焊两种。
2. 氩弧焊：在电弧焊的基础上，使用氩气作为保护气体，以防止焊接过程中氧气和其他杂质的进入。
氩弧焊适用于对焊接接头质量要求较高的情况。
3. 焊条焊接：一种常见的手工焊接方法，使用焊条作为填充金属，通过熔化焊条和基材来连接工件。
4. TIG焊接：TIG焊接是氩弧焊的一种变体，使用非消耗性钨电极，通过手动提供填充金属来进行焊接。
5. MIG焊接：MIG焊接是一种半自动或全自动焊接方法，通过连续供给金属焊丝和惰性气体来实现焊接。
结论金属材料焊接是一种有效的金属连接技术，通过选择合适的焊接方法和正确执行焊接工艺，可以实现高质量的焊接接头。
在进行金属材料焊接时，务必遵循安全操作规程，并根据具体需求选择合适的焊接方法和参数。
金属材料焊接方法工艺技术
金属材料焊接方法工艺技术引言金属材料的焊接是一种常见的连接技术，广泛应用于工业生产中。
焊接可以将不同的金属材料连接在一起，形成稳定的结构。
本文将介绍金属材料焊接的方法、工艺和技术。
常见的金属材料焊接方法1. 熔化焊接熔化焊接是最常见的焊接方法之一，它涉及加热金属材料至其熔点，并在熔化状态下将其连接起来。
熔化焊接包括以下几个子类别：•电弧焊：通过电弧产生高温，使金属材料熔化并连接在一起。
常见的电弧焊方法包括手工电弧焊（SMAW）、气体保护焊（GMAW）、手工氩弧焊（GTAW）等。
•焊条焊接：使用涂有焊接剂的焊条，在加热后熔化并填充金属材料间的空隙，形成焊接。
•熔粉焊接：将熔化金属粉末喷射到待焊接的材料上，然后进行固化，形成焊接。
2. 非熔化焊接非熔化焊接是指在焊接时，金属材料并不完全熔化。
非熔化焊接方法有以下几种：•高频焊接：通过高频电流加热金属材料，使其部分熔化，然后通过机械压力将被焊接的材料连接在一起。
•摩擦焊接：通过在金属材料表面施加压力和摩擦力，使其局部加热并连接在一起。
•爆炸焊接：通过引爆爆炸材料，在产生的冲击波和加热作用下，将金属材料连接在一起。
3. 压力焊接压力焊接是指使用压力将金属材料连接在一起的焊接方法。
压力焊接适用于金属材料的高温性能较好的情况下。
压力焊接可以分为以下几种类型：•铆接：通过在金属材料上钻孔，然后用铆钉将两个金属材料连接在一起。
•热压焊接：在金属材料接触面上施加加热和压力，使其连接在一起。
•脉冲焊接：通过在连接处施加快速压力脉冲，使金属材料连接在一起。
金属材料焊接的工艺步骤无论是熔化焊接、非熔化焊接还是压力焊接，金属材料焊接的工艺步骤大致相似。
以下是一般的金属材料焊接工艺步骤：1.准备工作：包括清洁焊接面材料，去除氧化物和油污等杂质，以确保焊接质量。
2.表面处理：根据不同的焊接材料，对焊接表面进行处理，如刮除表面的氧化层或涂上焊接剂。
3.对接材料定位：根据设计要求，将待焊接的金属材料定位并紧密接触。
金属工艺学 焊接篇
第六节 气体保护焊
一．氩弧焊： 以氩气作为 保护气体的 电弧焊, 氩气 是惰性气体, 保护作用极好.
1.不熔化极氩弧焊： 见教材P162图4-20(a) 焊接厚度﹤6㎜(因电流有限,电流大时钨棒发热) 也叫钨极氩弧焊： 焊钢材时用直流正接,以减少钨极烧损. 焊Al、Mg合金时,用直流反接或交流,利用阴极破 碎作用. 阴极破碎作用：当钨极氩弧焊焊接易氧化金属时,采用 直流反接或交流电源,当钨极为正极时, 由钨极射向焊件熔池的氩正离子撞击 熔池表面,将熔池表面的氧化物薄膜击 碎,有利于焊接熔合及保证质量.
焊接篇
概述 一. 焊接的实质和焊接方法的分类 焊接——通过加热或加压等手段，借助与金属原子的结合与扩散作用，
使分离的材料造成永久性连接成整体。
实质-------被焊金属间有共同晶粒形成。
二、焊接特点及应用：
省材、省时；密封性好、不漏气；联合工艺；适应性强；局部加热， 组织不均匀、应力、变形…
三.焊接分类： 1.按焊接能源分： 1)电能： 电弧热（手弧焊、气电焊、等离子弧焊、埋弧焊、电渣焊） 电阻热：电阻焊 电子动能：电子束焊 2)化学能：气焊、铝热焊（用Al粉＋Fe粉产生化学反应放出 的热量进行焊接） 3)机械能：摩檫焊、爆炸焊、冷压焊。 4)超声波能焊接 5)光能：激光焊、光束焊（用碘钨灯聚焦后焊接）、太阳焊 （用太阳聚焦 后热量进行焊接） 2.一般分类： 熔化焊 压力焊 钎焊
3.变形的矫正： ①机械矫正： 手锤、风锤、矫直机、压力机. 见教材P156图4-12
②火焰矫正： 见教材P156图4-13
第四节
焊条电弧焊-----手工电弧焊
利用焊条与工件间产生电弧热，将工件与焊条熔化 而进行焊接的焊接方法。 一.焊条电弧焊的焊接过程： 介绍焊接的冶金过程. 二．电焊条： 1.焊芯：低碳低硅冷拔钢丝，优质或高级优质钢，牌 号见教材P157表4-2 焊条芯直径即为焊条直径，最小Φ1.6, 最大Φ8， 常用Φ3.2～5. 2.焊条药皮： 内含：①稳弧剂 ②造气剂 ③造渣剂 ④脱氧剂 ⑤合金剂 ⑥稀渣剂 ⑦粘结剂 其组成、作用见教材P158表4-3
金属工艺第四篇焊接课件
焊丝
焊丝概述
焊丝是一种金属丝，通过送丝机构送入电弧熔池，与母材熔化形成焊 缝。
焊丝分类
根据用途和成分，焊丝可分为实心焊丝、药芯焊丝等。
焊丝选用
选择合适的焊丝对于焊接质量和效率至关重要，需根据母材的材质、 厚度、焊接要求等因素进行选择。
焊丝使用注意事项
使用焊丝时应注意保持清洁，避免油污和锈蚀，同时注意控制焊接电 流和电弧长度。
焊接安全警示标识
制定和遵守焊接操作的安全规程，包 括工作场所的安全要求、个人防护装 备的佩戴、操作过程中的注意事项等 。
在工作场所设置明显的安全警示标识 ，提醒操作人员注意安全，如“当心 弧光”、“禁止吸烟”等。
焊接设备安全
确保焊接设备的安全性能，如电源开 关、电缆、焊机外壳等应符合相关安 全标准，防止触电、火灾等事故的发 生。
电弧热
利用电弧产生的热量进行焊接，是最常用的 焊接热源之一。
电阻热
利用电流通过导体产生的电阻热进行焊接， 如电热棒等。
气体焰
利用可燃气体燃烧产生的热量进行焊接，如 氢气、乙炔等。
化学热
利用化学反应产生的热量进行焊接，如铝热 焊等。
焊接的冶金过程
熔化过程
将焊件熔化为液态，形成一个液态的 熔池。
冶金反应
焊接废弃物的处理与利用
焊接废弃物的分类
01
根据废弃物的性质和来源进行分类，如焊渣、焊烟、废气等。
废弃物处理方法
02
选择合适的处理方法，如回收、再利用、焚烧、填埋等，以降
低对环境的污染。
废弃物处理设施
03
建立专门的废弃物处理设施，确保废弃物得到妥善处理和处置
。
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04
金属工艺学第4篇PPT课件
3
§1.2 焊接接头金属组织与性能的变化
焊接接头 一、焊缝区
焊接接头的中心部分──焊缝区 紧接焊缝的母材──热影响区
在焊接过程中，焊缝受到一次冶金的过程。
二、热影响区
焊缝两侧因焊接热作用而发生组织性能变化的区域，热 影响区各点相当于受到一次不规范的热处理。
1.熔合区 2.过热区
性能最差
3.正火区
4.部分相变区
采用直流正接法：用于焊接低合金钢、不锈钢、耐热钢、钛 合金等。
采用交流电源： 用于焊接铝、镁合金。
保护效果最好，但氩气成本高。主要用于焊接易氧化的有色 金属，稀有金属，高强度合金钢及一些特殊性能的合金钢。
② 可制造双金属结构 ③ 焊接时局部加热，而产生焊接残余应力和焊接变形。 ④ 焊接缺陷的隐避性，易导致焊接结构的意外破坏。
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2
第1章 电弧焊
§1.1 焊接电弧 一、概念
二、产生焊与接存电在弧的是条在件电极与工件间的气体介质中长时间而有
1. 2.
气力体的电放离电现象，即在局部气体介质中有大量电子流通 阴过极的发导射电电现子象（。电源）
2.电弧受到保护气流压缩，热量集中，焊接速度快；熔池小， 溶池深，热影响区窄；焊后变形小，适于薄件及有色件。 3.焊缝表面无渣，可以节约大量清渣时间。 4.适于全位置焊接，并有利于焊接过程自动化。 5.气体保护焊设备较复杂，焊接时，容易受气流干扰。
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14
二、种类 1.氩弧焊
不熔化极氩弧焊（钨极氩弧焊) 熔化极氩弧焊
4.其它
焊接不锈钢或耐热钢等有特 殊性能要求的钢材，应选用 相应的专用焊条，以保证焊 缝金属的主要化学成分与性 能和母材相同。
-
12
第二章 其他常用焊接方法
《金属工艺学》
《金属工艺学》内蒙古工业大学《机械制造基础C》课程考试大纲一、课程简介本课程是一门讲述有关机械零件加工方法的综合性很强的技术基础课。
考试内容根据学时少，内容多，实践性强的特点，重点考察常用材料成型方法。
机械零件的各种加工方法的实质，工艺特点及结构工艺性。
考试以基本概念、基本知识、基本原理为主，为学习其它课程及以后从事机械和机电方面的工作奠定必要的基础。
二、课程考试内容及所占比重1基本概念和要点40%2重点内容40%3难点20%三、试题类型及所占比例单项选择10分、填空28分、判断16分、改错9分、简答20分、画图8分、加工方案9分四、考试方式闭卷笔试五、成绩评定方式平时成绩20%，卷面成绩80%。
《机械制造基础C》课程教学大纲一、课程名称机械制造基础C二、课程英文名Fundamentals of Mechanical Manufacture C三、课程编码040203214四、课程类别技术基础课五、学时数、学分数、开课学期40学时；2.0学分；第三或四学期六、适用专业工程近机类各本科专业七、编制者解瑞军，讲师八、编制日期2004年6月九、课程的目的与任务机制基础是高等学校机械类、近机类专业必修的技术基础课。
它是研究常用机械零件的制造方8 第三篇焊接第一章电弧焊49 第二章其它常用焊接方法0.510 第三章常用金属材料的焊接 111 第四章焊接结构设计 1.512 第四篇切削加工第一章金属切削的基础知识6 213 第二章常用加工方法综述 514 第三章典型表面加工分析 315 第四章工艺过程的基础知识 216 第五章零件结构的工艺性 117 36 4十二、课程的教学内容、重点和难点与教学进度安排第一篇铸造（7学时）第一章铸造工艺基础（3学时）了解铸造性能的一般概念（流动性、收缩性、合金的偏析）和影响因素，掌握铸造性能对铸件质量的影响，重点理解铸造缺陷（缩孔、缩松、裂纹、变形等）产生的原因及预防措施。
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钎料: 锡铅合金 熔点< 230 ℃ 应用: 连接力不大的导电元件
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工艺特点 加热温度低，变形小 无厚度、材料差别 可焊成复杂形状 设备成本低
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钎焊加热方法
烙铁加热 火焰加热 电阻加热 感应加热 炉内加热
软钎焊：松香 钎焊溶剂
硬钎焊：硼砂 22
钎焊接头
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钎焊工艺
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第四节 电渣焊 利用电流通过熔渣所产生的电 阻热作为热源进行焊接方法。
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电渣焊工艺
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电渣焊工艺
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工艺特点
厚达450mm 生产率高、成本低、省材料 焊缝金属较纯净 冷却应力小 必须焊后正火处理 制造必要的工装
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第五节 真空电子束焊接
利用高速飞行的电子束在真空环境下撞击 金属产生的热能熔化金属，对锆、钛、 钽、钼、鈮、铂、镍等合金进行焊接方 法。
利用熔点比焊件低的钎料作为 填充金属，加热时钎料熔化而 将焊件连接起来的焊接方法。
分为
硬钎焊 软钎焊
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一、硬钎焊
钎料熔点: 450℃以上
接头强度 : 200MPa 以上
钎料分类
铜基 银基 镍基
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主要应用
刀具 工具 自行车架 带锯锯条 受力较大的钢和铜合金结构件
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二、软钎焊
钎料熔点: 450℃以下
阴极灯丝加热2600K，发出电子 电磁透镜聚焦并加速达16万公里/秒 撞击动能变成热能，熔化金属
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真空电子束焊接原理图
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工艺特点
真空焊接保证了焊件纯度 能量密度大、热影响区小，无 焊接变形 不用开坡口 电子束参数易调节 设备价格高
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复习思考题
1、简述电阻焊的基本原理？电阻焊包括 哪几种具体方法？ 2、为什么闪光对焊焊接接头质量比普通 对焊好？ 3、焊接厚度超过40mm以上的工件适合 用什么方法焊接？
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闪光对焊
闪光对焊接头质量好，夹渣少，强度高！
12
第二节 摩擦焊 利用工件间相互摩擦产生的热量， 对局部软化或熔化的工件表面加 压，使工件连接起来的焊接方法。
13
摩擦焊工艺
14
摩擦焊接头
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
工艺特点
接头质量好 金属范围广 不需填料 生产率高 电能消耗少 设备复杂，制动要求灵敏
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第三节 钎焊
第四篇第二章 其它焊接方法
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第一节 电阻焊
利用电阻热把焊件局部熔化，并在 压力作用下焊合工件的焊接工艺。
焊件热 量：
Q = I 2 Rt
点焊
电阻焊分类
缝焊
对焊
2
一、点焊 利用柱状电极加压通电，在搭接工件接 触面之间焊成一个个焊点的焊接方法。
3
点焊工艺
4
点焊接头
5
二、缝焊 用旋转的圆盘状电极压紧焊件并 转动，边旋转边断续通电，形成 连续重叠焊点的焊接方法。
6
缝焊工艺
7
主要应用
汽车油箱 小型容器 管道 要求密封的薄壁结构
8
三、对焊
利用电阻热使两个工件在整个接 触面上焊接起来的焊接方法。
分类
电阻对焊 闪光对焊
9
对焊接头
10
电阻对焊
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