金属熔焊原理
熔化焊的原理
熔化焊的原理
熔化焊是一种常见的焊接方法，通过加热金属材料，使其熔化并与其他金属材料结合在一起。
熔化焊的原理可以总结为以下几个方面：
1. 热源：熔化焊主要依靠热源来提供足够的能量使金属材料熔化。
常见的热源包括火焰、电弧、电阻加热等。
其中，火焰热源是指以燃烧为基础，通过燃料与氧气的混合产生大量热能。
电弧热源是指通过电弧放电产生的高温热能。
电阻加热则是将电流通过电阻材料产生热能。
2. 熔化：熔化焊的基本原理就是将金属材料加热到其熔点以上，使其从固态转变为液态。
当金属材料达到熔点时，其原子开始通过热运动相互分离，形成液态。
3. 流动：金属材料处于液态时，其分子间的间距增大，使得原子之间的化学键发生改变。
通过调整焊接过程中的温度和焊接材料的成分，可以实现金属材料的流动和融合。
当金属材料冷却凝固后，焊接接头的结晶组织和力学性能就被形成。
4. 冷却：在熔化焊后，焊接接头需要被冷却以恢复到固态。
冷却过程中，焊接接头中的熔融金属将重新结晶，并形成固态的晶体结构。
焊接接头的冷却速度影响着其最终的组织结构和性能。
总之，熔化焊的原理是通过加热金属材料使其熔化，然后通过流动和冷却使其与其他金属材料融合在一起。
不同的熔化焊方法有不同的热源和焊接过程，但基本
的原理和步骤是相似的。
熔化焊广泛应用于各个领域，如汽车制造、船舶建造和机械制造等。
金属熔焊原理 第二章 焊缝的组织和性能
一、熔池的形状和尺寸
熔池的形状类似于不标准的半椭球，其轮廓为温度等于母材熔 点的等温面。
熔池的宽度和深度沿X轴连续变化。电流增加熔池的最大宽度（Bmax）略增， 最大深度（Hmax）增大；随电弧电压的增加， Bmax增大， Hmax减小。
接触过渡
自由过
渣壁过
图2-4 熔滴的重力和熔滴的表面张力示意图 图 2-5 通有同方向电流的两根导 线的相互作用力 F1 -熔滴的重力 F2-熔滴的表面张力
图2-6 磁力线在熔滴上的压缩作用 p —电磁压缩力
图2-7 斑点压力阻碍熔滴过渡 的示意图
2-8焊条药皮形成的套筒示意图
焊接熔池的形成
第二章
焊缝的组织和性能
第一节 焊条、焊丝及母材的熔化
第二节 焊缝金属的一次结晶
第三节 焊缝金属的二次结晶 第四节 焊缝组织和性能的改善
第一节 焊条、焊丝及母材的熔化
焊条金属的加热
1) 电阻热：焊接电流通过焊芯时产生的电阻 热。 2) 电弧热：焊接电弧传给焊条端部的热量。 3) 化学反应热：药皮部分化学物质化学反应 时产生的热量。
3、液态金属与母材交界处，运动受限制， 化学成分不均匀。
焊缝金属的熔合比
熔合比：熔焊时，局部熔化的母材在焊 缝金属中所占的百分比。
A——熔化的母材 B——填充金属
图2-11 不同接头形式焊缝横截面积的熔透情况
图2-12 接头形式与焊道层数对熔合比的影响 I－表面堆焊 II－V形坡口对接 III－U形坡口对接 （奥氏体钢、焊条电弧焊）
比表面积（S）：熔滴表面积（A）与其质量（ρV） 之比，即S=A/ρV 。 设熔滴是半径为R的球体，则S=3/ρR。 熔滴越细其熔滴比表面积越大，凡是能使熔滴变细 的因素，都能加强冶金反应。
《金属熔焊原》课件
02
03
清理工作
对需要焊接的金属表面进 行清理，去除油污、锈迹 和其他杂质，确保焊接质 量。
装配定位
根据焊接要求，将需要焊 接的金属部件进行精确装 配，确保位置准确无误。
预热处理
对于某些金属材料，需要 进行预热处理，以降低焊 接过程中的应力，防止裂 纹的产生。
焊接过程
熔化金属
通过高温将需要焊接的金 属材料熔化成液态，形成 熔池。
焊接材料的检验与质量控制
焊接材料的检验
对焊接材料进行质量检验，确保其符合相关标准和工艺要求。
焊接材料的质量控制
建立焊接材料的质量控制体系，确保焊接质量的稳定性和可靠性。
04 金属熔焊的质量 控制
焊接质量的检测方法
外观检测
通过目视或低倍放大镜观察焊 缝的外观，检查是否有气孔、
咬边、未熔合等缺陷。
无损检测
利用射线、超声、磁粉等无损 检测技术，对焊缝内部进行检 测，确定是否存在裂纹、未熔 合等缺陷。
力学性能检测
对焊接接头进行拉伸、弯曲、 冲击等试验，测定其力学性能 ，以评估焊接质量。
硬度检测
通过硬度计测定焊接接头的硬 度，了解其机械性能。
焊接缺陷的识别与预防
气孔
咬边
由于焊接过程中气体在金属中未能及时逸 出而形成的孔洞。预防措施包括保持焊接 材料干燥、适当调整焊接电流和速度。
《金属熔焊原》ppt课件
目录
• 金属熔焊原理简介 • 金属熔焊的工艺流程 • 金属熔焊的焊接材料 • 金属熔焊的质量控制 • 金属熔焊的安全与环保
01 金属熔焊原理简 介
金属熔焊的定义与分类
金属熔焊定义
金属熔焊是一种通过加热至熔化 ，再冷却结晶的过程，将两块金 属牢固地连接在一起的工艺。
金属熔焊原理(共10张PPT)
焊接热源
一、常用的焊接热源 电弧热 、 化学热 、 电阻热 、
摩擦热 、等离子弧 、电子束 、激光 束 、高频 热
二、常用的焊接热源
电弧热 、化学热 、电阻热 、摩擦 热 、等离子弧 、电子束 、激光束 、
高频感应热
三、焊接过程的热效率
在焊接热源作用下金属部分被加热与熔化，同时出现热量的传播和分布的景象。
我们把焊件〔包括母材与填充金 在焊接热源作用下金属部分被加热与熔化，同时出现热量的传播和分布的景象。
三、焊接过程的热效率 有效热功率是热源输出总功率的一部分。
属〕所吸收的热量叫做热源的有效 电弧热 、化学热 、电阻热 、摩擦热 、等离子弧 、电子束 、激光束 、高频感应热
在焊接热源作用下金属部分被加热与熔化，同时出现热量的传播和分布的景象。 1〕焊接热量集中作用在焊件衔接部位，而不是均匀加热整个焊件。
热功率。有效热功率是热源输出总 三、焊接过程的热效率
2〕热作用的瞬时性，焊接时，热源以一定速度挪动，焊件上把焊件〔包括母材与填充金属〕所吸收的热量叫做热源的有效热功率。
我们把焊件〔包括母材与填充金属〕所吸收的热量叫做热源的有效热功率。 电弧热 、化学热 、电阻热 、摩擦热 、等离子弧 、电子束 、激光束 、高频感应热 2〕热作用的瞬时性，焊接时，热源以一定速度挪动，焊件上任一点受热的作用都具瞬时性。 温度场的数学表达式可写作 2〕热作用的瞬时性，焊接时，热源以一定速度挪动，焊件上任一点受热的作用都具瞬时性。
焊接温度场
一、焊接温度场的定义 焊接温度场是指焊接过程中某一瞬时焊上
各点的温度分布。
温度场的数学表达式可写作 T = f (x，y，z ，t)
三、焊接温度场的特点
1、可用图形表示 ， 2、等温线或等温面之间互不相交， 有温度梯度。
金属熔焊原理
金属熔焊原理一．基础题：1焊接参数包括：焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等。
2焊条的平均熔化速度、熔敷速度均与电流成正比。
3短路过渡的熔滴质量和过渡周期主要取决于电弧长（电弧电压），随电弧长度的增加，熔滴质量与过渡周期增大。
当电弧长度到达一定值时，熔滴质量与过渡周期突然增大，这说明熔滴的过渡形式发生了变化，如果电弧长度不变，增大电流则过渡频率增高，熔滴变细。
4一般情况下，增大焊接电流，熔宽减小，熔深增大；增大电弧电压，熔宽增大，熔深减小。
5熔池的温度分布极其不均匀（熔池中部温度最高）。
6焊接方法的保护方式：手弧焊（气-渣联合保护），埋弧焊、电渣焊（熔渣保护），氩弧焊CO2焊、等离子焊（气体保护）。
7焊接化学冶金过程是分区域连续进行的。
8焊接化学冶金反应区：手工焊有药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区三个反应区；熔化极气保焊只有熔滴和熔池两个反应区；不填充金属的气焊、钨极氩弧焊和电子束焊只有熔池反应区。
9熔滴阶段的反应时间随焊接电流的增加而变短，随电弧电压的增加而变长。
10焊接材料只影响焊缝成分而不影响热影响区。
11焊接区周围的空气是气相中氮的主要来源。
12熔渣在焊接过程中的作用：机械保护、改善焊接工艺性能、冶金处理。
13分理论中酸碱性以1为界点，原子理论中，以0为界点。
14影响FeO分配系数的主要因素有：温度和熔渣的性质。
15焊缝金属的脱氧方式：先期脱氧、沉淀脱氧、扩散脱氧。
16脱硫比脱磷更困难。
17随焊芯中碳含量的增加，焊接时不仅焊缝中的气孔、裂纹倾向增大，并伴有较大飞溅，是焊接稳定性下降。
18焊条的冶金性能是指其脱氧、去氢、脱硫磷、掺合金、抗气孔及抗裂纹的能力，最终反映在焊缝金属的化学成分、力学性能和焊接缺陷的形成等方面。
19焊剂按制造方法分为：熔炼焊剂和非熔炼焊剂。
20焊丝的分类：实芯焊丝和药芯焊丝。
21焊接中的偏析形式：显微偏析、区域偏析、层状偏析。
22相变组织（二次结晶组织）主要取决于焊缝化学成分和冷却条件。
金属熔焊原理
焊接通过加热或加压，填充或不填充材料使工件产生原子间结合的一种连接方法焊剂：指焊接时能够融化形成熔渣，对融化金属起保护和冶金处理作用的一种颗粒状物质。
焊条：由药皮和焊芯组成的一种溶化电极，供焊条电弧焊使用。
熔渣：焊接过程中焊条药皮或焊剂荣华后，在熔池中参与化学反应而形成覆盖于熔池表面的熔融状金属、非金属氧化物及复合物。
熔合比：熔焊时，被熔化的母材部分在焊道金属中所占的比例称为熔合比焊条的型号：是国家标准中对焊条规定的编号，可用来区分各种焊条熔敷金属的力学性能、化学成分、药皮类型、焊接位置、焊接电流的种类。
热影响区：焊接过程中，母材因受焊接热循环影响而发生组织和力学性能变化的区域焊接区内存在多种气体，气体是通过哪些途径进入的？焊接区内除了外加的惰性保护气体外还有CO,CO2,H2O,O2,H2,N2,的混合物；焊接区内气体一部分是由直接输入或侵入的原始气体，而另一部分是通过物化反应所生成的气体。
酸性焊条和碱性焊条的区别？1.成分不同：酸性焊条皮中含有多量酸性氧化物（TiO2、SiO2 等），碱性焊条药皮中含有多量碱性氧化物（CaO、Na2O等）。
2.酸性焊条能交直流两用，碱性焊条焊接一般用直流电源施焊。
3.酸性焊条药皮组分氧化性强；而碱性焊条药皮组分氧化性弱。
4.酸性焊条工艺性能较好，但焊缝的力学性能，特别是冲击韧度较差，适用于一般低碳钢和强度较低的低合金结构钢的焊接，是应用最广的焊条。
5.碱性焊条脱硫、脱磷能力强，药皮有去氢作用。
碱性焊条的焊缝具有良好的抗裂性和力学性能，但工艺性能较差，一般用直流电源施焊，主要用于重要结构（如锅炉、压力容器和合金结构钢等）的焊接。
使熔池中液态金属运动的主要原因是什么？液态金属的密度差所产生的自由对流运动；表面张力差所引起的强制对流运动；热源的各种机械力所产生的搅拌作用，使熔池处于运动状态。
选择脱氧剂的原则是什么？1.脱氧剂在焊接的高温下对氧的亲和力应比被焊接金属对氧的亲和力大。
金属熔化焊基础
金属熔化焊基础金属熔化焊是一种常见的焊接方法，可用于将两个或多个金属零件连接在一起。
在金属熔化焊过程中，通过加热金属至其熔点以上，使其熔化并形成焊缝，然后冷却使其凝固。
这种焊接方法广泛应用于工业生产中，用于制造、修理和加固各种金属制品。
金属熔化焊的基本原理是通过加热金属至其熔点以上，使其变成液态，然后使液态金属相互结合形成焊缝。
在焊接过程中，需要使用热源将金属加热至熔点以上的温度。
常用的热源包括火焰、电弧和激光等。
火焰熔化焊使用的是火焰的热能，通过燃烧气体产生的高温来加热金属；电弧熔化焊则是利用电弧产生的高温来加热金属；而激光熔化焊则是利用激光束产生的高能量来加热金属。
金属熔化焊的过程可以分为预热、熔化和凝固三个阶段。
在预热阶段，需要将金属加热至接近熔点的温度，以减少焊接时的热应力和冷却速度。
预热温度的选择根据所焊接金属的种类和厚度来确定。
在熔化阶段，金属被加热至熔点以上的温度，形成液态金属。
这时，焊工将填充材料加入到焊缝中，使其与基材熔化并混合。
在凝固阶段，焊缝冷却并凝固，形成坚固的焊接接头。
金属熔化焊的焊接接头通常具有很高的强度和密封性，因为焊接时金属的熔化使得焊缝中的原子结构得到重新排列，形成了新的结晶。
这种结晶具有良好的力学性能和耐腐蚀性能。
此外，金属熔化焊还可以在焊接过程中加入填充材料，以增加焊接接头的强度和耐磨性。
不同的金属材料适用于不同的金属熔化焊方法。
常见的金属材料包括钢、铝、铜、镍等。
对于不同的金属材料，需要选择适合的焊接方法和填充材料。
例如，对于钢材的焊接，常用的方法包括电弧焊、气体保护焊和激光焊等。
而对于铝材的焊接，常用的方法包括氩弧焊、摩擦搅拌焊和激光焊等。
金属熔化焊在工业生产中具有广泛的应用。
它可以用于制造各种金属制品，如汽车、船舶、飞机等。
同时，金属熔化焊还可以用于修理和加固金属制品，延长其使用寿命。
例如，在汽车维修中，常用金属熔化焊方法将受损的车身部件连接起来，使其恢复原有的强度和稳定性。
金属熔焊原理及材料焊接
金属熔焊原理及材料焊接
金属熔焊是一种常见的金属焊接方法，它利用高温将金属材料加热到熔点并使其熔化，然后通过冷却使其凝固在一起，从而实现材料的连接。
金属熔焊的原理包括以下几个步骤：
1. 加热：将金属材料加热到一定温度，使其达到熔点。
加热可以使用火焰、电弧、激光等热源。
2. 熔化：当金属材料达到熔点时，其原子开始失去有序结构并呈现液态。
在液态状态下，金属原子可以自由流动。
3. 密实：在金属材料熔化的同时，焊接材料（焊丝或焊料）也会熔化并与原材料混合。
通过表面张力和毛细效应，焊接材料会充满焊接接头中的缝隙，并经过冷却后凝固。
4. 冷却：在熔化材料充满接头缝隙后，将焊接材料冷却至固态。
固态的焊接材料与基材结合，在冷却过程中形成强固的连接。
焊接材料是进行金属熔焊的关键，常用的焊接材料包括焊丝和焊料。
焊丝一般是金属丝，它是填充金属材料的主要来源。
焊丝可以有不同的成分和特性，根据需要选择不同种类的焊丝来适应不同金属材料的焊接。
焊料是一种在焊接时产生熔融状态的材料，通过其熔融状态与金属材料表面的接触和作用，实现金属连接。
金属熔焊广泛应用于各个领域，包括工业生产、建筑、航空航天等。
不同的金属熔焊方法和材料选择取决于具体的应用需求和金属材料的性质。
熔焊的概念
熔焊的概念熔焊是金属材料加工和连接中常用的一种方法。
它是指通过加热金属材料将其熔化，并在熔池中形成连接的过程。
在熔池冷却后，金属材料会形成一个坚固的连接。
熔焊是一种广泛应用的金属连接工艺，能够连接各种金属材料，如钢铁、铝合金、铜等。
它具有连接强度高、连接密封性好、连接可靠性高等优点。
熔焊的原理是利用高温将金属材料加热至熔点以上，使其熔化形成熔池。
然后，使用适当的手段将待连接的金属放置在熔池中，使其与熔池充分接触并融合。
接着，等待熔池冷却，金属材料便会形成一个坚固的连接。
熔焊的过程中需要使用一种称为焊接电流的能量源，以提供加热金属材料所需的热能。
常见的焊接电流有火焰焊接、电弧焊接和激光焊接等。
不同的焊接电流适用于不同的材料和连接要求。
在熔焊的过程中，焊接电流短暂加热待连接的金属材料，使其达到熔点以上，形成熔池。
在熔池形成后，焊工必须保持恒定的焊接电流以保持熔池稳定和合适的温度。
接着，焊工可以使用焊丝、焊条等填充材料来增加连接的强度和密封性。
在熔焊中，焊工需要控制焊接电流的大小、焊接速度、焊接温度等参数，以确保连接质量。
焊接电流过大或过小都会对连接质量产生不良影响。
焊接速度过快可能导致熔池不稳定，焊接速度过慢则可能导致焊接区域过热。
除了焊接参数的控制外，焊接的环境条件也对连接质量产生影响。
气氛中的氧气可能导致氧化反应，进而影响连接质量。
此外，焊接区域的准备工作也很重要，必须确保其清洁、干燥和无杂质。
熔焊有多种类型，常见的有电弧焊接、气焊、激光焊接等。
每种类型都有不同的特点和适用范围。
电弧焊接是最常见的熔焊方法之一，它适用于各种金属材料的连接。
气焊则是在焊接区域吹入氧气和燃气，利用燃气燃烧产生的热量熔化金属材料。
激光焊接则利用激光束对金属材料进行高能量密度的加热，实现熔焊。
总之，熔焊是一种常用的金属连接方法，能够连接各种金属材料。
它的原理是通过加热金属材料至熔点以上，使其熔化形成熔池。
然后，利用填充材料增加连接的强度和密封性。
金属焊接原理
金属焊接原理
金属焊接是一种将两个或多个金属物体通过热源或压力加工相互连接的工艺。
其原理是通过加热或加压，使金属表面发生熔融或塑性变形，使相邻金属原子间产生金属结合力，实现金属的连接。
金属焊接的原理主要包括以下几点：
1.热源加工原理：焊接时通常使用火焰、电弧、激光等热源对金属进行加热。
加热使金属表面升温，当温度达到熔点或变塑点时，金属开始熔融或塑性变形。
热源的选择取决于金属的材质和焊接要求。
2.熔融与凝固原理：加热后，金属开始熔融或变为塑性状态，金属原子间的结合力变弱。
当加热终止或传热消失时，金属开始冷却，熔融金属重新凝固。
在凝固过程中，金属原子重新排列，形成新的结晶体结构。
3.金属界面作用原理：焊接时，相邻金属表面在熔化、塑性变形或压力作用下相互接触。
在接触界面上，金属原子通过扩散或者机械混合使得金属原子间产生结合力，从而形成焊缝。
4.焊接过程中的物理和化学现象：焊接过程中会涉及到很多物理和化学现象。
例如，热传导、传热控制、物质的相变和析出等。
这些现象会影响焊接过程中金属的熔化、凝固、金属结构的形成以及焊接接头的性能。
通过控制焊接参数，包括焊接温度、焊接时间、焊接压力等，可以影响焊接过程中金属的组织结构和性能，从而实现理想的焊接连接。
金属焊接的原理是通过加热或压力作用使金属表面熔化或塑性变形，金属原子间相互扩散或结合形成焊缝，最终实现金属的连接。
不同的焊接方法和焊接材料会有相应的原理和工艺特点。
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1.焊接时通过加热或加压，或者两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件间
达到原子间的结合的一种方法。
2.焊接与其他金属连接方法最根本的区别在于，通过焊接两个焊件不仅在宏观
上建立了永久的连接，而且在微观上形成了原子间距离而结合成一体。
3.一般的焊接部位必须经历加热----熔化------冶金反应------凝固结晶-----固态
相变-----形成接头的形式。
4.焊接热过程的特点：a不均匀性，b瞬时性。
5.焊接热源的主要特征：a最小的加热面积，b最大功率密度，c在正常焊接参
数条件下能达到的温度。
6.理想的热源是具有加热面积小，功率密度大，加热温度高等特点。
7.焊接温度场分为三维的，二维的和一维的。
8.影响焊接温度场的因素：a热源特性b焊接参数c被焊金属的物理性能d被
焊金属的几何尺寸。
9.焊接参数：焊接时为保证焊接质量而选定各项参数总称。
10.热输入：熔焊时，有焊接热源输入给各单位焊缝长度的能量，J/CM.
11.焊接热循环：焊件上某点温度随时间由低而高达到最大值后又有高到低变
化的过程。
12.焊接热循环的主要参数;a加热速度b峰值温度c高温停留时间d冷却速度
和冷去时间。
13.熔滴过渡形式：a短路过渡b颗粒状过度c喷射过度d渣壁过渡。
14.焊接冶金反应区：药皮反应区熔滴反应区熔池反应区
15.控制氢的措施：a限制焊接材料中的氢含量b清除焊件和焊丝表面的杂质
c进行冶金处理d控制焊接参数e焊后脱氢处理。
16.低氢型焊条350~450 钛钙型焊条150~200
17.氢的主要来源：水，锈和油漆。
氮的主要来源于周围的空气、。
18.碱性氧化物的物质的量与酸性氧化物的物质的量之比叫碱度。
19.脱氧途径：a先期脱氧b沉淀脱氧锰的脱氧硅的脱氧硅锰联合脱氧
c扩散脱氧
20.冶金脱硫的方法：锰脱硫熔渣脱硫。
21.金属凝固过程是由晶核不断形成和长大两个基本过程共同完成、。
22.焊缝金属中的偏析主要有显微偏析、区域偏西和层状偏析。
23.低碳钢焊缝的固态相变组织：低碳钢的焊缝金属含碳量较低。
高温奥氏体固
态相变后的组织是铁素体+少量的珠光体。
24.低合金钢固态相变组织：a铁素体转变先共析铁素体侧板条铁素体针
状铁素体细晶铁素体b珠光体转变c贝氏体转变d马氏体转变
25.焊接热映想去的组织分为：a过热区b相变重结晶区（正火）c不完全重结
晶区
26.焊接热影响区软化是指焊后强度、硬度低于焊前母材现象。
27.气孔的种类：a析出型气孔氢气孔氮气孔b反应型气孔CO气孔水
气孔
28.夹杂的种类：氧化物夹杂硫化物夹杂氮化物夹杂
29.焊条分类：a按用途分：碳钢焊条低合金钢焊条低温钢焊条不锈钢焊
条。
b按熔渣性质分：酸性焊条碱性焊条。
30.酸性焊条特点：工艺性能良好冶金性能较差对锈油不敏感。
31.影响结晶裂纹的主要因素：低熔点共晶组织焊接拉应力。