焊接变形:的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。
焊接过程中,对焊件进行不均匀加热和冷却,是产生焊接应力和变形的根本原因。
减少焊接应力与变形的工艺措施主要有:一、预留收缩变形量。
根据理论计算和实践经验,在焊件备料及加工时预先考虑收缩余量,以便焊后工件达到所要求的形状、尺寸。
二、反变形法。
根据理论计算和实践经验,预先估计结构焊接变形的方向和大小,然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形,以抵消焊后产生的变形。
三、刚性固定法。
焊接时将焊件加以刚性固定,焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定,可有效防止角变形和波浪变形。
此方法会增大焊接应力,只适用于塑性较好的低碳钢结构。
四、选择合理的焊接顺序。
尽量使焊缝自由收缩。
焊接焊缝较多的结构件时,应先焊错开的短焊缝,再焊直通长焊缝,以防在焊缝交接处产生裂纹。
如果焊缝较长,可采用逐步退焊法和跳焊法,使温度分布较均匀,从而减少了焊接应力和变形。
五、锤击焊缝法。
在焊缝的冷却过程中,用圆头小锤均匀迅速地锤击焊缝,使金属产生塑性延伸变形,抵消一部分焊接收缩变形,从而减小焊接应力和变形。
六、加热“减应区”法。
焊接前,在焊接部位附近区域(称为减应区)进行加热使之伸长,焊后冷却时,加热区与焊缝一起收缩,可有效减小焊接应力和变形。
七、焊前预热和焊后缓冷。
预热的目的是减少焊缝区与焊件其他部分的温差,降低焊缝区的冷却速度,使焊件能较均匀地冷却下来,从而减少焊接应力与变形。
1.焊接缺陷:焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象。
2.未焊透:焊接时接头根部未完全熔透的现象,对对接焊缝也指焊缝深度未达到设计要求的现象。
3.未熔合:熔焊时,焊道与母材之间或焊道与焊道之间,未完全熔化结合的部分,电阻点焊指母材与母材之间未完全熔化结合的部分。
4.夹渣:焊后残留在焊缝中的焊渣。
5.夹杂物:由于焊接冶金反应产生的,焊后残留在焊缝金属中的微观非金属杂质(如氧化物、硫化物等)。
6.夹钨:钨极惰性气体保护焊时由钨极进入到焊缝中的钨粒。
7.气孔:焊接时,熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。
气孔可分为密集气孔、条虫状气孔和针状气孔等。
8.咬边:由于焊接参数选择不当,或操作方法不正确,沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷。
9.焊瘤:焊接过程中,熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤。
10.白点:在焊缝金属拉断面上,出现的如鱼目状的一种白色圆形斑点。
11.烧穿:焊接过程中,熔化金属自坡口背面流出,形成穿孔的缺陷。
12.凹坑:焊后在焊缝表面或焊缝背面形成的低于母材表面的局部低洼部分。
13.未焊满:由于填充金属不足,在焊缝表面形成的连续或断续的沟槽。
14.下塌:单面熔化焊时,由于焊接工艺不当,造成焊缝金属过量透过背面,而使焊缝正面塌陷,背面凸起的现象。
15.焊接裂纹:在焊接应力及其他致脆因素共同作用下,焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。
它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。
16.热裂纹:焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹。
17.弧坑裂纹:在弧坑中产生的热裂纹。
18.冷裂纹:焊接接头冷却到较低温度下(对于钢来说在MS温度以下)时产生的焊接裂纹。
19.延迟裂纹:钢的焊接接头跨却到室温后并在一定时间(几小时、几天、甚至十几天)才出现的焊接冷裂纹。
20.焊根裂纹:沿应力集中的焊缝根部所形成的焊接冷裂纹。
21.焊趾裂纹:沿应力集中的焊趾处所形成的焊接冷裂纹。
22.焊道下裂纹:在靠近堆焊焊道的热影响区内所形成的焊接冷裂纹。
23.消除应力裂缝:焊后焊件在一定温度范围再次加热时由于高温及残余应力的共同作用而产生的晶间裂纹。
24.层状撕裂:焊接时,在焊接构件中沿钢板轧层形成的呈阶梯状的一种裂纹。
25.裂纹敏感性:金属材料在焊接时产生裂纹的敏感程度。
26.试件:按照预定的焊接工艺制成的用于试验的焊件,或从构件上切取的用于试验的焊接接头的一部分。
27.试样:从试件上按规定切取的供试验用的样品。
28.无损检验:不损坏被检查材料或成品的性能和完整性而检测其缺陷的方法。
29.外观检查:用肉眼或借助样板,或用低倍放大镜观察焊件,以发现未熔合气孔、咬边、焊瘤以及焊接裂纹等表面缺陷的方法。
30.超声波探伤:利用超声波探测材料内部缺陷的无损检验法。
31.射线探伤:采用X射线或γ射线照射焊接接头检查内部缺陷的无损检验法。
32.磁粉探伤:利用在强磁场中,铁磁性材料表层缺陷产生的漏磁场吸附磁粉的现象而进行的无损检验法。
33.渗透探伤:采用带有荧光染料(荧光法)或红色染料(着色法)的渗透剂的渗透作用,显示缺陷痕迹的无损检验法。
34.密封性检验:检查有无漏水、漏气和渗油、漏油等现象的试验。
35.气密性检验:将压缩空气(或氨、氟利昂、氦、卤素气体等)压入焊接容器,利用容器内外气体的压力差检查有无泄漏的试验法。
36.破坏检验:从焊件或试件上切取试样,或以产品(或模拟件)的整体做破坏试验,以检查其各种力学性能的试验法。
37.裂纹试验:检验焊接裂纹敏感性的试验。
38.耐压检验:将水、油、气等充入容器内徐徐加压,以检查其泄漏、耐压、破坏等的试验。
第一节切割与焊接一、切割:按照金属切割过程中加热方法的不同大致可以把切割方法分为火焰切割、电弧切割和冷切割三类。
(一)火焰切割按加热气源的不同,分为以下几种:1、气割2、液化石油气切割气割所用的可燃气体主要是乙炔、液化石油气和氢气。
气割过程是预热—燃烧—吹渣过程,但并不是所有金属都能满足这个过程的要求,只有符合下列条件的金属才能进行气割:(1)金属在氧气中的燃烧点应低于其熔点;(2)气割时金属氧化物的熔点应低于金属的熔点;(3)金属在切割氧流中的燃烧应是放热反应;(4)金属的导热性不应太高;(5)金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质要少。
符合上述条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢和低合金钢以及钛等。
3、氢氧源切割4、氧熔剂切割例:氧—燃气切割金属时,金属氧化物熔点(B )。
A.要高于金属熔点B.要低于金属熔点 C.要等于金属熔点D.没有具体要求例:03考题:可以用气割方法切割的金属材料包括( ABC )。
A.低碳钢B.中碳钢 C.钛D.铝(二)电弧切割电弧切割接生成电弧的不同可分为:等离子弧切割、碳弧气割。
1、等离子弧切割等离子弧切割过程不是依靠氧化反应,而是靠熔化来切割材料,因而比氧化切割方法的适用范围大得多,能够切割绝大部分金属和非金属材料。
等离子弧切割方法除一般型外,派生的型式有水再压缩等离子弧切割、空气等离子弧切割或水再压缩空气等离子弧切割方法。
一般型等离子弧切割可采用转移型电弧或非转移型电弧。
非转移型电弧适宜于切割非金属材料,切割金属材料通常采用转移型电弧。
电弧切割的适用范围及特点为:(1)对焊缝进行清根,生产效率高,尤其对在仰焊和立焊位置进行焊缝清根。
(2)用来加工焊缝坡口,特别适用于开U形坡口。
(3)使用方便,操作灵活。
(4)清除不合格焊缝中的缺陷,然后进行修复。
也可以清理铸件的毛边、飞刺、浇铸冒口及铸件中的缺陷。
(5)加工多种不能用气割加工的金属,如铸铁、高合金钢、铜和铝及其合金等,对有耐腐蚀要求的不锈钢一般不采用此种方法切割。
(6)设备、工具简单,操作使用安全。
(7)利用碳弧气割切割方法可能产生的缺陷有夹碳、粘渣、铜斑、割槽尺寸和形状不规则等。
例:利用碳弧气割切割方法可能产生的缺陷有(ACDE )。
A、夹碳B、裂纹C、粘渣D、铜斑E、割槽尺寸和形状不规则(三)冷切割切割后工件相对变形小的切割方法有:1、激光切割2、水射流切割二、焊接按照焊接过程中金属所处的状态及工艺的特点,可以将焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。
例:在焊接过程中,按照接头的形式可采用(BCD)。
A、错接B、对接C、搭接D、角接(一)熔化焊1、气焊气焊主要应用于薄钢板、低熔点材料(有色金属及其合金)、铸铁件和硬质合金刀具等材料的焊接,以及磨损、报废车件的补焊、构件变形的火焰矫正等。
2、电弧焊手工电弧焊可以进行平焊、立焊、横焊和仰焊等多位置焊接。
另外由于电弧焊设备轻便,搬运灵活,可以在任何有电源的地方进行焊接作业。
适用于各种金属材料、各种厚度和各种结构形状的焊接。
埋弧焊一般只适用于平焊位置,不适于焊接厚度小于1mm的薄板。
由于埋弧焊熔深大,生产率高,机械化操作的程度高,因而适于焊接中厚板结构的长焊缝。
埋弧焊能焊的材料已从碳素结构钢发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢等以及某些有色金属,如镍基合金、钛合金和铜合金等。
例:03考题:在电弧焊中,具有熔深大、生产率高、机械化程度高,适宜于焊接中厚板结构的长焊缝,此种焊接方法为( D )。
A.等离子弧焊B.压力焊C.钎焊D.埋弧焊3、气电焊用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊,简称气电焊。
气电焊通常按照电极是否熔化和保护气体不同,分为不熔化极(钨极)惰性气体保护焊和熔化极气体保护焊,氧化混合气体保护焊、CO2气体保护焊和管状焊丝气体保护焊。
从被焊件材质上看,CO2气体保护焊可以焊接碳钢和低合金钢;从焊接位置上看,可以进行全位置焊接,也可以进行平焊、横角焊及其他空间位置的焊接。
钨极惰性气体保护焊可用于几乎所有金属和合金的焊接,但由于其成本较高,通常多用于焊接铝、镁、钛和铜等有色金属,以及不锈钢和耐热钢等。
钨极惰性气体保护焊所焊接的板材厚度范围,从生产率考虑以3mm以下为宜。
对于某些黑色和有色金属的厚壁重要构件(如压力容器及管道),为了保证高的焊接质量,也采用钨极惰性气体保护焊。
熔化极气体保护除具备不熔化极气体保护焊的主要优点(可进行各种位置的焊接;适用于有色金属、不锈钢、耐热钢、碳钢、合金钢绝大多数金属的焊接)外,同时也具有焊接速度较快,熔敷效率较高等优点。
等离子弧广泛应用于焊接、喷涂和堆焊。
能够焊接更细、更薄(如1mm以下极薄金属的焊接)的工件。
5、电渣焊电渣焊可以焊接各种碳素结构钢、低合金高强度钢、耐热钢和中合金钢,现已广泛应用于锅炉、压力容器、重型机械、冶金设备和船舶等的制造中。
另外,用电渣焊可进行大面积堆焊和补焊。
6、激光焊激光焊可以焊接各种金属材料和非金属材料如碳钢、硅钢、铝和钛等金属及其合金、钨、钼等难熔金属及异种金属以及陶瓷、玻璃和塑料等。
特别适于焊接微型、精密、排列非常密集、对热敏感性强的工件,适于焊接厚度小于0.5mm的薄板、直径小于0.6mm的金属丝。
7、电子束焊电子束焊设备复杂,价格贵,使用维护要求高;焊件装配要求高,尺寸受真空室大小限制;需防护X射线。
电子束焊可以用来焊接绝大多数金属及合金以及要求变形小、质量高的工件等。
目前电子束焊已广泛应用于精密仪器、仪表和电子工业等。