第六章 材料连接技术
第一节 焊接理论
2. 热影响区的组织和性能 在电弧热的作用下，焊缝两侧处于固态的
母材发生组织和性能变化的区域，称为焊接 热影响区。图6-5为低碳钢焊接时热影响区组 织变化示意图。按组织变化特征，其热影响 区可分为过热区、正火区和部分相变区。 3. 改善焊接接头组织性能的方法
第一节 焊接理论
四、焊接过程模拟
第二节 常用连接工艺
2. 摩擦焊 摩擦焊(Friction Welding)是利用工件接触面摩
擦产生的热量为热源，将工件端面加热到塑性状态， 然后在压力下使金属连接在—起的焊接方法。
摩擦焊焊接过程如图6-13所示。
第二节 常用连接工艺
三、钎焊
在接头之间加入熔点远较母材低的合金，局部加热 使这些合金熔化，借助于液态合金与固态接头的物理 化学作用而达到焊接的目的，这便是钎焊(Soldering & Brazing)。钎焊用的合金称为钎料。
第一节 焊接理论
二、焊接化学冶金
熔化焊时，伴随着母材被加热熔化，在液 态金属的周围充满了大量的气体，有时表面上 还覆盖着熔渣。这些气体及熔渣在焊接的高温 条件下与液态金属不断地进行着一系列复杂的 物理化学反应，这种焊接区内各种物质之间在 高温下相互作用的过程，称为焊接化学冶金过 程。该过程对焊缝金属的成分、性能、焊接质 量以及焊接工艺性能都有很大温度场指的是一个温度分布的空间焊接
温度场可以用等温线或等温面来表示，如 图6-2。 4. 焊接热循环
母材上某一点所经受的这种升温和降温 过 程 叫 做 焊 接 热 循 环 (Weld Thermal Cycle)。
焊接热循环可以用图6-3所示的温度-时 间曲线来表示。
其作用换算成碳的相对含量。国际焊接学会推荐的
碳当量(CE)公式为：
C ＝ [( C E ) ＋ ( M ) ＋ ( C n ) ＋ ( M r) ＋ ( V ) o ＋ ( N ) ＋ ( C i) ） 1 u ％ 00
6
5
15
式中(C)、(Mn)等－碳、锰等相应成分的质量 分数(%)。
一般来说，碳当量越大，钢材的焊接性越差。当 CE<0.4％时，钢材的塑性良好，淬硬倾向不明显， 焊接性良好。当CE在0.4～0.6％时，钢材的塑性下 降，淬硬倾向逐渐增加，焊接性较差。当CE>0.6％ 时，钢材的塑性变差。淬硬倾向和冷裂倾向大，焊 接性更差。
第二节 常用连接工艺
七、胶接
1. 概述胶接(Adhesion Bonding)是利用胶粘剂 直接把被连接件连接在一起。 2. 常用胶粘剂
(1) 环氧胶粘剂 环氧胶粘剂是目前使用量最大，使用面最广泛 的一种结构胶粘剂，它是通过环氧树脂的环氧基 与固化剂的活性基团发生反应，形成胶联体系， 从而达到胶接目的。 (2)聚氨酯胶粘剂 聚氨酯胶粘剂是以异氰酸化学反应为基础，用 多异氰酸酯及含羟、胺等活性基团的化合物作为 主要原料来制造的。
（1）焊接热过程的数值模拟 （2）焊缝金属凝固和焊接接头相变过程的数 值模拟 （3）焊接应力和应变发展过程的数值模拟 （4）非均质焊接接头的数值模拟 （5）焊接熔池形状和尺寸的数值模拟 （6）焊接过程的物理模拟
第二节 常用连接工艺
第二节 常用连接工艺
工业上使用的焊接和连接方法有几十种，如图 6-6所示。
第二节 常用连接工艺
(3)橡胶胶粘剂 橡胶胶粘剂的主体材料是天然橡胶和合成 橡胶。
(4)丙烯酸酯胶粘剂 丙烯酸酯胶粘剂是以丙烯酸酯及其衍生物 为主要单体，通过自由基聚合反应或者离子 型聚合反应来制备。
(5)杂环高分子胶粘剂 杂环高分子胶粘剂又称高温胶粘剂，属航 空航天用高温结构胶粘剂。
第二节 常用连接工艺
电阻焊(Resistance Welding)又称接触焊 ，它是利用电流通过焊接接头的接触面时产生 的电阻热将焊件局部加热到熔化或塑性状态， 在压力下，形成焊接接头的压焊方法。电阻焊 按接头形式的不同，可分为点焊、缝焊、凸焊 和对焊等类型，如图6-12(1)所示。
第二节 常用连接工艺
（1） 点焊 焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之
3. 胶接工艺
胶接工艺过程主要包括：设计和加工胶接接头 、被粘材料表面处理、胶粘剂的准备、涂胶、晾 置以及装配、固化、检验、修整等。
（1） 胶接接头的基本类型及应用所有胶接接 头可以概括为如图6-17所示的四种基本类型： 角接、T形接、对接与表面接。
第二节 常用连接工艺
（2） 胶接件的表面处理 1)溶剂清洗法 主要是除油，其次是表面的其他污物。 2)机械处理法 对被粘表面进行机械处理，既可除掉金属表面锈 蚀层、油污，也是为了使表面粗糙以利胶接。 3)化学处理法 化学处理法是用配好的酸、碱液或某些无机盐溶 液将被粘材料表面的一切油污杂质清除掉。 4)电化学酸洗除锈处理 电化学酸洗除锈处理是将被处理工件浸在酸或金属盐 处理液中作电极，通以直流电而使工件上的覆盖物通 过侵蚀而去掉的方法。 （3）涂胶 （4）固化
四、焊接新工艺的发展
随着焊接结构较多地采用钽、钛、钼、铌等活泼 金属，以及焊接往往成为机械加工后的最后一道连 接工序而要求工件热变形很小，在微电子等领域采 用精密焊接越来越多。在相当多的高新技术领域， 普通电弧焊己不能满足要求。真空电子束焊接、等 离子焊接、激光焊接等高能量密度焊接新工艺获得 了较大发展。
埋弧自动焊的焊接过程如图6-7和图6-8 所示。
埋弧自动焊与焊条电弧焊相比具有生产 率高、焊接质量高而且稳定、节省金属材 料、劳动条件好等优点，但是埋弧自动焊 的灵活性差。埋弧自动焊可焊接碳钢、低 合金钢、不锈钢和纯铜等，适用于较厚的 板料(6～60mm)的长、直焊缝和直径大于 250mm环形焊缝的焊接。生产批量越大， 使用埋弧自动焊的经济效益越佳。
（2） 钨极气体保护电弧焊 钨 极 气 体 保 护 电 弧 焊 (Gas Tungsten Arc Welding，GTAW)是一种不熔化极气体保护电弧焊 ，是利用高熔点的钨极和工件之间的电弧使金属熔化 而形成焊缝的。 钨极惰性气体保护焊(TIG)是用氩气或氦气等惰性 气体进行保护的GTAW焊接方法，如图6-10所示。
第三节 各种材料的连接
2)冷裂纹敏感系数法 冷裂纹敏感系数的式为：
P W ＝ [ ( C ) ＋ 3 ( S ) ＋ ( 0 C i ) ＋ ( 2 M r ) ＋ ( 0 C ) ＋ n ( 6 N u ) ＋ ( 0 1 M ) i 1 5 ( V ) 5 o 0 ( B ) [ 6 H ] 6 h 0 ] 1 0 ％ 0 00
第二节 常用连接工艺
2. 气体保护电弧焊
气体保护电弧焊(Gas Shielded Arc Welding)是 利用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电 弧焊。用作保护介质的气体有氩气、氦气、二氧化碳 ，以及这些气体的混合气。
（1） 熔化极气体保护电弧焊 熔化极气体保护电 弧焊(Gas Metal Arc Welding ,GMAW)以连续送 进的焊丝作为电极，并利用电弧热将焊件熔化，并由 焊炬喷嘴喷出的气体保护下形成焊缝，如图6-9。
式中PW－冷裂纹敏感系数； h－板厚；
根据钎料熔点的不同，钎焊可分为硬钎焊和软钎焊 两大类。
(1) 硬钎焊(Brazing) 钎料熔点高于450℃时的钎 焊。
(2)软钎焊(Soldering) 钎料的熔点在450℃以下 的钎焊。
为提高接头强度，钎焊构件的接头形式都采用板料 搭接和套件镶接，图6-14所示为几种常见钎焊的接头 形式。
第二节 常用连接工艺
间，形成焊点。如图6-12(2)a所示。 （2）凸焊
凸焊是由点焊演化而来，通常是在两板件 之一上冲出凸点，然后进行焊接。 （3）缝焊
缝焊与点焊原理相似，只是其电极为一对 转动的铜滚轮。焊件在转动滚轮作用下，边 焊接边前进，使焊缝相互连接形成连续的焊 缝。 （4）对焊
对焊是利用电阻热使两被焊工件沿整个接 触面焊合的电阻焊接工艺方法，可分为电阻 对焊和闪光对焊。
第一节 焊接理论
2. 气相对焊缝金属的影响 3. 熔渣及其对金属的作用
熔渣在焊接过程中的作用有保护熔池、改 善工艺性能和冶金处理等三个方面。
第一节 焊接理论
三、焊接接头的金属组织和性能
1. 焊缝的组织和性能 焊缝是由熔池金属结晶形成的焊件结合部分
。焊缝金属的结晶是从熔池底壁开始的，由于 结晶时各个方向冷却速度不同，因而形成的晶 粒是柱状晶，柱状晶粒的生长方向与最大冷却 方向相反，垂直于熔池底壁。焊缝金属的力学 性能可高于基体金属 。
五、各种焊接方法的比较
表6-2对常用焊接方法的特点和应用进行了对比 ，可供选择焊接方法时参考。
第二节 常用连接工艺
六、铆接
将铆钉穿过被连接件(通常为板材或型材)的 预制孔中经铆合而成的连接方式称为铆钉连接 ，简称铆接(Rivet Joint)，如图6-15所示。
图 6-16 为 开 口 型 扁 圆 头 抽 芯 铆 钉 (GB/T12615-90)的铆接过程。
一、熔化焊
在液态下进行焊接时，母材接头被加热到熔化 温度以上，它们在液态下相互融合，冷却时便凝 固在一起，这就是熔化焊接(Fusion Welding) 。
第二节 常用连接工艺
1. 埋弧自动焊
埋 弧 自 动 焊 (Submerged Arc Automatic Welding)是电弧在颗粒状焊 剂层下燃烧的自动电弧焊接方法。
第三节 各种材料的连接
第三节 各种材料的连接
一、金属材料的焊接
1. 金属材料的焊接性(可焊性)
（1）焊接性的概念 一定焊接技术条件下，获得优质焊接接头的
难易程度，即金属材料对焊接加工的适应性称为 金属材料的焊接性(Weldability)。
第三节 各种材料的连接
（2）焊接性的评价
1）碳当量法
碳当量是把钢中的合金元素(包括碳)的含量，按
第二节 常用连接工艺
材料连接的原理有哪些应用
材料连接的原理有哪些应用1. 引言材料连接是工程领域中的一项重要技术，它将不同材料的部分结构连接在一起，以实现更大的功能和应用。
在各种工程领域，材料连接技术被广泛应用，如机械制造、航空航天、建筑工程和电子设备制造等。
2. 常见的材料连接原理2.1 焊接•焊接是一种通过加热或压力将两个或多个材料部分连接在一起的技术。
•常见的焊接方法包括电弧焊、激光焊、气焊和电阻焊等。
•焊接可以实现强固的连接，适用于连接金属材料。
2.2 胶接•胶接是使用胶粘剂将两个或多个材料部分连接在一起的技术。
•胶粘剂可以填充材料表面的微小间隙，并形成坚固的连接。
•胶接适用于连接不同种类的材料，如金属、塑料和玻璃等。
2.3 螺纹连接•螺纹连接是使用螺纹将两个部件连接在一起的技术。
•螺纹连接提供了一种可拆卸的连接方式，方便维护和更换。
•螺纹连接适用于连接金属部件。
2.4 铆接•铆接是通过钉子和铆钉将两个或多个材料部分连接在一起的技术。
•铆接可以实现高强度和可靠的连接，适用于连接金属材料。
2.5 搭接连接•搭接连接是将两个部件重叠在一起，并用螺栓或铆钉等连接元素进行连接的技术。
•搭接连接适用于连接较厚的材料，如钢板等。
2.6 紧固连接•紧固连接是通过螺栓、螺母和垫圈等紧固件将部件连接在一起的技术。
•紧固连接提供了一种可拆卸的连接方式，并且可以调节连接的紧密度。
3. 材料连接的应用3.1 机械制造•在机械制造中，各种材料连接技术被广泛应用，如焊接、胶接、铆接和紧固连接等。
•这些连接技术可以用于制造机械设备的结构件、连接件和密封件等。
3.2 航空航天•在航空航天领域，材料连接技术对于飞机和航天器的安全和可靠性至关重要。
•航空航天中常用的连接技术包括焊接、铆接和胶接等。
3.3 建筑工程•建筑工程中，各种连接技术被用于连接建筑结构的部件，并提供结构的强度和稳定性。
•建筑工程中常见的连接技术包括焊接、螺纹连接和搭接连接等。
3.4 电子设备制造•在电子设备制造中，材料连接技术被用于连接电子元件和电路板，以实现电子设备的功能和性能。
钎焊连接原理
但是，钎焊也有它本身的缺点： 钎焊接头强度比较低、耐热能力比较差，由于母 材与钎料成分相差较大而引起的电化学腐蚀致使 耐蚀力较差及对装配要求比较高等。
Contents
§6.2 液态钎料与固态母材的润湿、铺展及填 缝
6.2.1 液态金属的填隙原理
液体金属能填充接头间隙，必须具备一定的条件， 此条件就是润湿作用和毛细作用。 （1）润湿作用（液态钎料的润湿性）
液体沿间隙“上升”的高度ｈ与间隙大小2r成反比——钎焊 接头设计、装配时应使间隙小！
液体沿间隙“上升”的速度与ｈ成反比——应保证足够的 钎焊温度和保温时间。
在实际生产中，绝大部分钎焊过程是毛细钎焊过程， 即钎焊时液态钎料不是单纯地沿固态母材表面铺展，而是 流入并填充接头间隙。间隙通常很小，类似毛细管。钎料 就是依靠毛细作用而在间隙内流动的。
（2）毛细作用（钎料的毛细填隙） 液体在两平行板间隙中，其液面高度会相对于板 外液面自动上升或下降的现象。
θ——润湿角 h ——液面上升的高度
当θ＜90°、 h＞0，液体沿间隙上 升——润湿（酒精温度计）。
当θ＞90°、 h＜0，液体沿间隙下 降——不润湿（水银温度计）。 钎焊时，只有在液态钎料能充分润 湿母材的条件下（液面“上升”），钎 料才能填满钎缝。
第六章 钎焊连接原理
6.1 钎焊连接的基本特征 6.2 液态钎料与固态母材的润湿、铺展及填缝 6.3 金属表面氧化膜的去除机制及钎剂的作用 6.4 液体钎料与固体母材的相互作用 6.5 钎缝的金相组织 6.6 钎料、钎剂及其选用 6.7 钎焊方法与工艺及接头质量控制
§6.1 钎焊连接的原理及基本特征
（3）表面氧化物——妨碍润湿。
（4）母材表面状态——粗些好。
（5）钎剂——适当的钎剂有良好作用。
工程材料与机械制造基础课程学习要点
《工程材料与机械制造基础》课程（工程材料及成形部分）学习要点教材：《现代工程材料成形与机械制造基础》（上册）孙康宁、张景德主编，高等教育出版社，第2版工程材料与机械制造基础（课程）是一门重要的工科大平台课，是工科各专业了解本专业以外工程知识的主要来源。
由于涉及知识面宽，基本概念多，各部分内容联系相对松散，有些同学学习初期感觉有一定的难度，为此建议同学们学习时注意掌握以下基本概念、基本要求和知识要点，并深入理解各部分之间的联系，包括材料与成形工艺之间的联系，成分、结构、性能、工艺之间的联系，各成形工艺之间的联系等等。
第一章绪论材料制造材料的发展趋势制造技术发展趋势第二章材料的力学性能基本概念力学性能:强度、塑性、硬度、冲击韧度、断裂韧性、疲劳强度及其衡量指标材料学基础:材料结构（晶体、非晶体）性能、成分、工艺与结构之间关系晶体点阵、晶胞、晶格常数体心立方晶体结构(bcc)面心立方晶体结构(fcc)密排六方晶体结构(hcp)晶体缺陷结晶：过冷度同素异构转变合金的相与相结构、组织相结构：固溶体、金属化合物铁碳合金的相结构：固溶体（铁素体、奥氏体），金属化合物:（渗碳体）组织（机械混合物）：珠光体、莱氏体冷却曲线！相图！！（点线面、用途）会画会填图，会分析，要背过。
共析钢、亚共析钢、过共析钢共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁工程材料的分类、编号及用途：钢铁、有色金属选材的基本原则第三章热处理与表面工程技术材料改性、目的、方法；什么是热处理？分析共析钢在加热和冷却时的组织及性能转变；最常用的热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）特点及选用。
什么是马氏体？什么是过冷奥氏体？什么是表面淬火与化学热处理,工艺特点？淬火后材料强度硬度一定会增强吗？玻璃钢化机理是什么?什么是表面工程技术，主要技术分类？常见表面工程技术有哪些？第四章液态成形弄懂以下基本概念及基础知识:什么是液态成形？液态成形的特点？何为金属铸造(砂型铸造, 特种铸造)？一、砂型铸造(弄清楚零件、铸件、毛坯、木模、混砂、芯子、造型、型腔、分型面、合箱、浇注、清砂之间的关系)1. 充型能力流动性螺旋试样影响流动性因素: 成分浇注条件(温度压力) 铸型特性(铸型材料结构)2. 凝固逐层凝固体积凝固中间凝固影响凝固因素: 合金成分、组织、冷却方式（温度梯度）3 合金收缩性液态收缩凝固收缩固态收缩影响因素：成分、温度、铸型条件等收缩造成缺陷：（1）缩孔缩松顺序凝固冒口冷铁逐层凝固体积凝固（2）铸造应力、变形和裂纹热应力、机械应力，同时凝固原则（3）合金的吸气性及气孔、析出性气孔、侵入性气孔、反应性气孔4．常用铸造合金的铸造性能特点（铸铁铸钢有色金属）5.砂型铸造常见缺陷（缩孔缩松浇不足冷隔应力变形气孔等）二、特种铸造1．金属型铸造工艺特点2．溶模铸造及工艺特点3．压力铸造及工艺特点4．低压铸造及工艺特点5．离心铸造及工艺特点6．消失模铸造及工艺特点铸造方法选择三、铸件结构工艺性（要求：根据图纸会判断结构设计是否合理！）1．铸件结构应利于避免或减少铸件缺陷2．铸件结构应利于简化铸造工艺3．铸件结构要便于后续加工第五章塑性成形技术1.弄懂以下基本概念及基础知识:什么是塑性成形,基本要素是什么？与液态成形相比有何不同?常见塑性成形方法: 锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔压力加工（挤压、轧制、拉拔）: 靠孔型获得所需截面型材塑性变形的机制(晶内变形+晶间变形)晶内变形(滑移+孪生) 晶间变形(滑移+转动)（1）变形引起的性能变化及相关概念:加工硬化: 强度、硬度提高，但塑性、韧性下降回复（及特点）: T回=(0.25-0.3)T熔（K）再结晶（及特点）: T再=0.4T熔(K)冷变形、热变形、温变形（2）变形引起的组织变化及相关概念:晶粒细化、锻造流线(锻造纤维组织)、变形程度、锻造比变形程度、锻造比、锻造流线关系(锻造比衡量变形程度大小,变形程度越大,锻造流线越显著)锻造流线对性能的影响，锻造流线如何利用？（3）最小阻力定律及应用体积不变条件（定律）及应用（4）材料的塑性成形性（可锻性）衡量可锻性指标：变形抗力、塑性影响因素：成分、组织、温度、变形速度、应力状态2．金属塑性成形方法基本概念与基础知识锻造？自由锻？模锻？板料冲压？冲裁？落料？冲孔？变形工序？拉伸？弯曲？翻边？胀型？（1）自由锻基本工序：镦粗、拔长、冲孔各有何特点？自由锻工艺规程：锻件图（加工余量、锻造公差、余块）、锻造成形工艺方案、计算毛坯重量和尺寸、确定锻造温度范围、制订自由锻工艺规程卡。
材料连接原理(一)
材料连接原理(一)材料连接原理什么是材料连接材料连接是指将两个或多个材料通过一种连接结构固定在一起的过程。
它是工程领域中非常重要的技术，在各个行业都有广泛的应用。
材料连接通常包括焊接、螺纹连接、粘接等多种方式。
焊接连接原理焊接的基本原理焊接是指通过加热、熔化材料并加压，在两个或多个材料接触的部分形成永久性连接的方法。
焊接可以分为熔化焊和压力焊两种类型。
熔化焊的原理熔化焊是指通过加热材料将其熔化，并在熔化状态下使两个或多个材料融合在一起。
常见的熔化焊方法包括电弧焊、气焊、激光焊等。
这些方法通过加热电弧或高能激光束使材料熔化，并在熔化状态下形成永久性连接。
压力焊的原理压力焊是指通过施加压力将两个或多个材料连接在一起的方法。
常见的压力焊方法包括冷压焊、摩擦焊等。
这些方法通过施加压力，使两个或多个材料发生塑性变形并形成永久性连接。
螺纹连接原理螺纹连接的基本原理螺纹连接是指通过螺纹结构将两个或多个材料连接在一起的方法。
螺纹连接通常包括螺纹连接和螺栓连接两种类型。
螺纹连接的原理螺纹连接通过螺纹的互相咬合形成连接。
在螺纹连接中，一般会将螺纹结构设计为一对螺纹，一个为螺钉或螺纹孔，另一个为螺母或螺纹孔。
通过旋转螺钉或螺母，使两个材料通过螺纹互相咬合，并形成稳固的连接。
粘接连接原理粘接的基本原理粘接是指通过使用胶体、胶粘剂将两个或多个材料连接在一起的方法。
粘接具有连接效果好、连接面积大、能承受较大的力等优点。
粘接的原理粘接是通过将胶体、胶粘剂涂敷在连接面上，使其在接触与固化过程中产生物理或化学反应，形成坚固的连接。
常见的粘接方法包括胶水粘接、热熔胶粘接等。
结语材料连接是工程领域中非常重要的技术之一。
无论是焊接、螺纹连接还是粘接，都有其特定的原理和适用范围。
在实际工程中，我们需要根据具体情况选择适合的连接方式，以确保连接结构的牢固性和可靠性。
复合材料的连接技术
复合材料的连接技术复合材料是由两种或多种不同材料按规定方式组合而成的新材料。
由于复合材料具有结构轻、强度高、刚性好、耐热耐腐蚀等特点，广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑等领域。
而连接技术在复合材料的制造和应用中起着至关重要的作用。
一、面板接头技术面板接头技术是将两块或多块面板连接在一起的一种常见连接技术。
常用的面板接头技术包括胶接、机械连接和固化连接。
1.胶接技术胶接是一种常用的连接技术，通过胶粘剂将两个或多个面板连接在一起。
胶接技术适用于连接不同材料的复合材料，可以提供良好的强度和刚度。
常用的胶粘剂有环氧树脂、聚酰亚胺、丙烯酸酯等。
胶接的优点是连接面积大、均匀受力、密封性好，缺点是工艺复杂、需要专用设备、对环境要求较高。
2.机械连接技术机械连接是通过螺栓、铆钉、螺母等机械连接件将面板连接在一起。
机械连接技术适用于连接同种或相似材料的复合材料，可以提供较高的强度和刚度。
机械连接的优点是工艺简单、易于实施，缺点是容易产生应力集中、连接面处存在较大孔隙和裂纹。
3.固化连接技术固化连接是通过填充固化剂将两个或多个面板连接在一起。
固化连接技术适用于连接同种或相似材料的复合材料，可以提供良好的强度和刚度。
常用的固化剂有聚氨酯、环氧树脂、聚酰亚胺等。
固化连接的优点是工艺简单、无需专用设备，缺点是连接面积有限、需要特殊固化条件。
二、管接头技术管接头技术是将两根或多根管材连接在一起的一种常见连接技术。
常用的管接头技术包括钎焊、焊接、胶接和机械连接。
1.钎焊技术钎焊是一种常用的连接技术，通过热源使钎料熔化并流入连接部位形成连接。
钎焊技术适用于连接同种或相似材料的复合材料，可以提供较高的强度和密封性。
常用的钎料有铜、银、镍等。
钎焊的优点是连接坚固、密封性好，缺点是需要高温操作、对环境要求较高。
2.焊接技术焊接是一种常用的连接技术，通过高温使被连接材料熔化并形成连接。
焊接技术适用于连接同种或相似材料的复合材料，可以提供较高的强度和刚度。
先进材料连接技术及其应用资料
Here comes your footer
Page 12
主要材料连接方法具体分类
熔化焊
金属熔化-混合-凝固
Here comes your footer
Page 13
主要材料连接方法具体分类
TIG焊
Here comes your footer
Page 14
主要材料连接方法具体分类
激光+电弧焊
Here comes your footer
三峡水利枢纽
三峡水利枢纽的水电装备就是一套庞大的焊接系 统，包括导水管、蜗壳、转轮、大轴、发电机机 座等。 其中马氏体不锈钢转轮直径10.7m，高5.4m，重 440t，为世界最大的铸－焊结构转轮。 该转轮由上冠、下环和13或15个叶片焊接而成， 每个转轮的焊接需要用12t焊丝，耗时4个多月。
Here comes your footer
材料连接是通过适当的手段，使两个或两个以上分离的固态物体 产生形成一个整体，从而实现物理量的传导。
胶接
主要连接方法
钎接
Here comes your footer
Page 3
材料连接技术简介
焊接与机械连接（如螺纹连接、铆接等）比较
先进连接技术的特征：
强度高， 密封性好， 接头重量轻， 加工简单，节约材料。
现在已有90余种工艺。
采用了热、电、光、声、磁等一切可以利用的能源（热效应）。 应用电子、计算机等先进的控制技术。
Here comes your footer
Page 9
主要材料连接方法具体分类 焊接
固相焊
电阻焊 冷压焊 摩擦焊 扩散焊 闪光焊 超声焊 爆炸焊 熔化极 非熔化极 钨极氩弧焊 等离子弧焊 电焊 化学能焊 熔化焊 钎焊
第六章 绞车钢丝绳及连接装置
第六章绞车钢丝绳及连接装置第一节钢丝绳的结构和选用一、绞车钢丝绳的结构及常用规格钢丝绳是由一定形状和大小的多根钢丝捻制成股，然后再由若干股绕绳心捻制成螺旋形状的钢丝绳。
在由钢丝捻成绳时，一般有股芯，股芯可以由不同断面形状的钢丝组成；在由绳股捻制成绳时要有绳芯，绳芯分金属绳芯和纤维绳芯两种，金属绳芯由钢丝组成，纤维绳芯常采用黄麻制成，但也有使用剑麻的，因我国剑麻极少，所以一般未用，但剑麻制成的绳芯具有较大的抗挤压和抗损坏性能。
目前，我国已开始研究和采用合成纤维绳芯。
钢丝绳使用过程中，绳芯是极其重要的组成部分，它不仅支持绳股，保持钢丝绳的断面形状，减少钢丝的挤压和变形，而且还可降低绳股间钢丝的接触应力；在钢丝绳弯曲时，允许绳间和钢丝间有相对移动，以缓和弯曲应力，使钢丝绳富有弹性；由于可贮存润滑油，可预防钢丝绳内部钢丝锈蚀并减少钢丝间摩擦。
捻制钢丝绳的钢丝，为优质碳素结构圆钢冷拔而成的，直径一般为0.4～4mm，直径过细或过粗都不利于钢丝绳的使用，过细则易磨损，过粗则难以保证抗弯疲劳性能，钢丝绳的抗拉强度一般为1 400～2 000 MPa。
倾斜井巷提升绞车一般用1 470～1 870 MPa的几种钢丝绳，钢丝的抗拉强度越大，同样直径的钢丝绳可以承受的载荷越大，但其弯曲疲劳性能就有所降低。
为了增加钢丝绳的抗腐蚀能力，钢丝表面可以镀锌，用镀锌钢丝制造的钢丝绳称镀锌钢丝绳，未镀锌的钢丝制造的钢丝绳称为光面钢丝绳。
钢丝绳一般有以下几种分类方式：（一）按捻制方向分（1）按绳一股两者关系分右捻钢丝绳：绳中各股按右螺旋方向捻制成绳，记号Z。
左捻钢丝绳：绳中各股按左螺旋方向捻制成绳，记号S。
（2）按绳一股一丝三者关系分同向捻（顺捻）钢丝绳：钢丝在股中的捻向与股在绳中的捻向相同。
交互捻（逆捻）钢丝绳：钢丝在股中的捻向与股在绳中的捻向相反。
钢丝绳的捻向如图6—1所示。
（a）右交互捻；（b）左交互捻；（c）右同向捻；（d）左同向捻（二）按股内不同层钢丝与钢丝接触方式分（1）点接触钢丝绳：股内相邻层间的钢丝成点接触，一般是由直径相同的钢丝捻制制而成（常说的普通钢丝绳），如图6—2所示，因为钢丝间接触面积很小，所以接触应力很大，因此使用寿命短。
材料的连接技术PPT学习教案
03 钛 钙 型 药 皮 ，交流 或直流 正、反 接
类型 堆焊焊条 铜及铜合金焊条 铸铁焊条 镍及镍合金焊条
代号 ED ×–×–× × TCU × EZ × TNi×
（0、1:全位置；2：平焊； 4：向下立焊）
Electrode 焊 条
第23页/共56页
（最低抗拉强度）
第二节 常用焊接方法
2、埋弧（自动）焊 Welding)
缺点：热影响区宽、晶粒粗大，焊后正火处理细化 晶粒
应用
适用于板厚30mm以第上31页/共56页 锅炉、压力机、重型机械等大型设备
第二节 常用焊接方法
焊速高可自动焊，生产率高
明弧焊接，易于控第制28页/共56页
焊接变形小（电弧加热集中）
第二节 常用焊接方法
Other Common Welding Methods
CO2气体保护焊 （CO2 Shield Welding）
缺点：
CO2是弱氧化性气体，高温下使金属氧化，烧 损合金元素；
不能焊接有色金属 CO2在高温下分解，易产生气孔、飞溅； 难以用交流电源进行焊接；
第2页/共56页
材料连接技术简介
永久性连 接
可拆连接
焊接 铆钉连接
胶接 过盈配合连接 过盈配合连接
键连接 销连接 螺纹连接
第3页/共56页
焊接
第一节 焊接理论
Introduction on Welding
同种或异种材质的工件，通过加热或加压或二 者并用，并且用或者不用填充材料，使工件达 到原子间的结合而形成永久性连接的工艺
2、熔合区：又称半熔化区，焊缝金属向热影响区过渡的区域。 温度：液－固线之间； 组织：少量铸态晶＋粗大过热组织。 性能：强度低、脆性大，组织成分不均匀
第六章-现代高分子材料
• 实验2： 橡胶的溶解
• 实验目的：探究体形结构的有机高分子在有 机溶剂中的溶解性。
• 实验用品：废轮胎粉末、汽油，试管。 • 实验步骤：取废轮胎粉末0.5g放入试管中，
加入10mL汽油，振荡试管。观察轮胎粉末是 否溶解及其他现象。
• 实验现象：几分钟后废轮胎粉末只是有一定 程度的胀大，但未溶解。
• 实验结论：橡胶不溶于有机溶剂汽油。
【有机高分子化合物溶解性的小结】 有机高分子化合物都不溶于水； 线型结构的有机高分子能溶解在适当的有机溶剂 中，但溶解过程比小分子缓慢； 而体型结构的高分子在有机溶剂中也不易溶解， 有的只是有一定程度的胀大。
• 注意：不能放进微波炉 中，以免因温度过高而 释出有害物质。
OTHER（其他）
• 常见PC（聚碳酸酯），如水壶 、太空杯、数码产品等
注意：PC在高温情况下易释放出 有毒的物质双酚A，对人体有害 。使用时不要加热，不要在阳 光下直晒
• PA（聚酰胺），即尼龙，多用 于纤维纺织和一些家电等产品 内部的制件。
线型结构
网状结构(体型)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成 的，所以也常被称为聚合物。当小分子连接构 成高分子时，有的形成很长的链状，有的由链 状结成网状。
三、高分子化合物性质探究
• 实验1：有机玻璃的溶解 • 实验目的：探究线型结构的有机高分子在有机溶剂中
的溶解性。 • 实验用品：有机玻璃，三氯甲烷，试管。 • 实验步骤：取有机玻璃粉末0.5g放入试管中，加入
高分子材料是衣、食、住、行和工农业 生产各方面都离不开的材料，其中棉、毛、丝、塑 料、橡胶等都是最常用的。
2、高分子材料的分类
高分子材料 按来源分类
湖大材料工程基础课件第六章 材料的连接工艺共132页
性能接近，但熔池中心
易出现杂质、疏松等。
焊接热影响区（HAZ）：
焊缝两侧因焊接热的传
导作用而发生的组织性
能变化的区域。分为熔
合区、过热区、正火区
和部分相变区。
01.10.2019
材料工程基础——材料的连接工艺
14
材料科学与工程学院
由于焊缝附近各点受热程度不同，组织性能变化也不同， 热影响区又分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。
5
材料科学与工程学院
发展历史：
1、一千多年前，我国古书中就曾记载， “凡钎铁之 法……小钎用铜末、大钎则竭力挥锤而融合”，说明当 时我国已掌握了用铜钎焊和锻焊连接铁类金属的技术。
2、近代焊接技术是从1882年出现碳弧焊开始的。
3、 20世纪40年代初优质电焊条的出现。
4、近半个世纪来焊接技术得到了极为迅速的发展。如埋弧 焊、电阻焊（20世纪40年代后期），电渣焊、各种气体 保护焊、超声波焊（50年代），等离子焊、电子束焊、 激光焊等（60年代）。
低碳钢基层＋不锈钢复层焊接容器
可修复部分丧失功能的机件：磨损件受损部位堆
焊耐磨材料
焊接构件质优、生产周期短：与铆接相比，性能
优良、气密性好、重量轻、节约材料、构件
厚 度 不 受 限 制 （ 铆 接 ＜ 50mm ） ； 2×105t 油
轮需3个月（铆接1年多）
01.10.2019
材料工程基础——材料的连接工艺
平对接焊
平角焊
01.10.2019
材料工程基础——材料的连接工艺
船形焊 22
2、立焊 4、仰焊
材料科学与工程学院
3、横焊
01.10.2019
材料工程基础——材料的连接工艺