机械设计基础知识概述
熔 焊 压 焊 气电电电激电摩爆扩超冷 弧等弧 渣子光阻擦炸散声压焊 离 焊 子焊焊 束焊 焊 焊 焊 焊 波焊 焊 焊 手埋点缝对弧弧气保 护 焊 焊 体焊 焊 焊 焊 自半氩 自弧CO2 动 动 焊 焊 第 11 页 共 54 页
钎 焊 软硬钎钎焊 焊 锡铜银 焊 焊 焊 3、焊接分类
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4、焊接应用
（1） 制造各种金属构件：房屋房架、桥梁、船体、车辆、飞机、火箭、压力、容器、管道、起重机、锅炉??。
（2） 生产机器零件（或毛坏）、大型机件可达几十吨、百吨。 （3） 修补铸、锻件的缺陷和局部受损零件。 5、焊接结构的缺点
（1） 焊接接头的组织和性能有较大的不均匀性；
（2） 焊接结构有较大的焊接应力和变形，不仅影响形状和尺寸，且降低结构和承载能力；
（3） 焊接接头容易产生缺陷，且应力集中现象严重，在一定条件下，焊接结构比铆接结构更易出现脆断事故。 6、电弧焊和电渣焊简介
焊件局部被加热到熔化状态，形成金属熔池，填充金属以熔滴形式向熔池过渡。手弧焊最常用。焊条药皮在熔化过程中，产生一定量的保护气体和液态熔渣，起隔绝空气的作用。液态熔渣在熔池中浮起，起保护液态金属的作用。
和一般冶炼过程相比较，焊接电弧和熔池温度比一般冶炼温度高，金属元素强烈蒸发和烧损，又由于熔池体积小，从熔化到凝固的时间又短，温度变化快，冶金反应的速度和方向变化迅速，如气体和熔渣不及时浮出就会在焊缝中产生气孔和夹渣的缺陷。
如果低碳钢，采用光焊丝，由于熔化金属缺乏保护，空气中的氮、氧大量侵入，焊缝质量显著变坏。此外空气中的水份、焊件、焊丝表面的油、锈、水，使焊缝含氢量增加，引起氢脆性，导致冷裂纹和形成气孔。
为了保证焊缝质量，必须采取措施，去除有害物质，增加合金元素。 7、焊条及其编号
焊条由焊芯和药皮组成。
焊芯在焊接中作为电极，传导电流，产生电弧。焊芯的质量至为重要，一般采用经过特殊冶炼的焊接专用钢丝（称焊丝），其化学成份不同，用途也不同。
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焊丝牌号前面第一个字符“H”，表示焊条用钢，如H08，H08A，H08MnA，H08Mn2SiA，H10Mn2等，国标有规定。
药皮是涂在焊丝外面的涂料层。焊条药皮按其作用分为稳弧剂，造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂和粘结剂等。药皮的原材料由矿物、铁合金、有机物和化工产品等四类。多种原材料粉末按一定比例配成涂料，压涂在焊芯上。
焊皮按熔渣化学性质分为两大类：以酸性氧化物（如：SiO2、TiO2等）为主的焊条称为酸性焊条；以碱性氧化物（如CaO等）和荧石（CaF2）为主的焊条称为碱性焊条。
焊条牌号分为十大类：结构钢焊条、钼和铬钼耐热焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条。
焊条牌号及意义举例： □ ×× ×
酸性焊条和碱性焊条的性能差别很大，使用时不可随意代替。
酸性焊条操作工艺性好（如稳弧性好，容易脱渣，飞溅少、成形美观），对油、锈和水的敏感性不大，抗气孔能力强，焊接电源可采用交流或直流。因此酸性焊条广泛用于一般结构的焊接。结构钢焊条中，除低氢钾型和低氢钠型药皮外均为酸性焊条。
碱性焊条脱氧能力强，药皮中有能起去氢作用的荧石，所碱性焊条焊缝金属含氢量低，抗裂性好，常用于焊接重要的焊接结构，其缺点是对油、锈和水的敏感性大，使用不当易产生气孔，药皮中CaF2产生的氟阻碍气体电离，电弧稳定性差，一般要求采用直流电，焊接时有毒烟尘多，应注意通风和防护。 8、焊接变形和应力
焊接变形和应力的形成原因，是由于焊接接头区域受不均匀加热和冷却的作用，其膨胀和收缩受四周冷金属的拘束不能自由进行，会产生焊接变形和残余应力。焊接变形和应力总是同时存在，相互联系的，一般情况下，若母材塑性较好和结构刚性较小，则变形较大而应力较小，反之应力大而变形小。常见
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表示药皮类型和焊接电源种类 表示各大类中的若干小类 表示焊条各大类 详见有关表格内容
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焊接变形有：缩短变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪形变形。
（1）预防焊接变形的工艺措施 ①
反变形法
② 刚性固定法
用压板固定可减少变形，但会产生较大应力。 ③
采用合理的焊接顺序
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对1米以上焊缝可采用逐步退焊法、跳焊法、分中逐步退焊法；对中长焊缝（0.5~1米长）可采用分中对称焊法。 （2）焊接变形的矫正 ① ② 钢。 （3）焊接应力： 机械矫正法：适于塑性好的材料，如低碳钢和普通低合金钢。 火焰矫正法：局部加热工件，利用加热时发生的压缩塑性变形和冷却时
的收缩变形、矫正原来的变形，仅适用于低碳钢和没有淬硬倾向的普通低合金
由图看出，焊缝及其附近的压缩塑性变形区内的σ纵为拉应力，其数值可达到材料的屈服强度σ5（焊缝尺寸过小时除外）。 （4）减少焊接应力的工艺措施
① 选择合理的焊接顺序：拼板时先焊错开的短焊缝，后焊直通的长焊缝。
② 焊前预热：减少焊件各部分温差，降低焊后冷却速度，减少残余应力。 ③ 锤击焊缝，焊完一道焊缝后，用一定形状的锤均匀迅速锤击焊缝金属，使之得到延伸，可降低残余应力，又可减少焊接变形。
④ 加热适当部位，使之伸长。焊后冷却时，加热区和焊缝一起收缩，以减少残余应力。
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