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4.1.3 焊接接头
焊接接头是由两部分所组成，即焊缝区和焊接热影响区。
焊接接头的金属组织及性能
1、焊缝金属
焊缝金属一般是由熔化的填充金属和局部熔化的工件金属 形成的。 焊缝组织结晶形成柱状晶形态的铸态组织。 焊接过程中，一般要通过焊接材料向熔池金属中加入一些 合金元素，使焊缝金属合金元素的质量分数高于被焊金属。 只要采用正确的焊接工艺，就可以保证焊缝金属的性能不 低于被焊金属的性能。
6.0 2.3~3.6 27.0 25.0
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4.1.4 焊接应力、变形及裂纹
1、焊接应力
对工件进行不均匀的局部的加热是产生焊接应力和变形的根本原因。 焊接应力的结论：焊缝及附近区域产生拉应力，而两边区域产生压应 力。
2、焊接变形及防止
1、焊接变形的基本形式
1、收缩变形， 2、角变形， 3、弯曲变形， 4、扭曲变形， 5、波浪变形
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热影响区不可避免地要产生。 熔合区和过热区对焊接性能的不利影响最大， 不同焊接方法焊接低碳钢热影响区的平均尺寸
焊接方法 过热区 正火区 部分相变区 热影响区总 宽度（mm）
手弧焊 2.2 埋弧自 0.8~1.2 动焊 气焊 电渣焊 21.0 18.0
1.6 0.8~1.7 4.0 5.0
2.2 0.7 2.0 2.0
2


4.1.2 熔焊的冶金特点
1、焊接温度高
合金元素在高温作用下会强烈地蒸发和烧损，同时，金属液体的 吸气能力也随温度的提高而增加。

2、金属熔池的体积小，保持在液态的时间短
各种冶金反应很难达到平衡状态
3、熔化焊中需采取的措施
1. 有效保护，隔离空气 目的是防止空气对焊接区的有害作用。 有渣保护，气保护，气-渣联合保护。 2. 控制焊缝金属的化学成分 可以向焊条药皮或焊剂中加入合 金元素，也可以向焊条芯或焊丝中加入合金元素。 3. 进行脱氧和脱硫、磷 加入脱氧剂，造渣剂。
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2、焊接热影响区
必须指出，热影响区中各区的组织 变化和分布与被焊金属的化学成分 及焊前的热处理状态有关。 一些容易淬火的钢种（如中碳钢、 高碳钢等），在相当于低碳钢的过 热区和正火区部位将出现马氏体的 组织，将该区域称为淬火区。部分 相变区形成部分淬火区。还会形成 回火区。 1-熔合区；2-过热区；3-正火区； 4-部分相变区；5-未受影响的金属； 6-淬火区；7-部分淬火区；8-回火 区。
第4章 焊
接
焊接是通过加热或加压和加热，使分离的金属产生原子间的结合 与扩散，形成永久性连接的工艺方法。 焊接方法分为三大类。 1．熔焊 这类方法主要有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护 焊、气焊、电渣焊、等离子弧焊等。 熔焊的特点：1、填充金属，2、熔池，3、保护。 2．压焊 这类方法主要有电阻焊（点焊、缝焊和对焊）、摩擦 焊等。 压焊的的特点：1、不使用填充金属，2、加热到高塑性状态，加 压使产生塑性变形，3、不需要保护措施。 3．钎焊 钎焊是利用比工件熔点低的钎料，并与工件一同加热， 在工件不熔化的情况下，钎料熔化，填充到工件连接处，冷却凝 固后，将工件连接在一起。
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11-2 选择题 1．焊接工字梁结构，截面如图11-1所示。四条长焊缝的正确焊接顺 序是（ ）。 Ａ．a－b－c－d；Ｂ．a－d－c－b； Ｃ．a－c－d－b；Ｄ．a－d－b－c。 图11-1 工字梁截面图 2．焊接电弧中三个区产生的热量由多到少排列顺序是（ ），温度 由高到低的排列顺序是（ ）。 Ａ、阴极－阳极－弧柱；Ｂ、弧柱－阳极－阴极；Ｃ、阴极－弧 柱－阳极； Ｄ、阳极－阴极－弧柱；Ｅ、阳极－弧柱－阴极；Ｆ、弧柱－阴极－ 阳极。 3．在实验课中观察了三个焊接接头组织试样，当手弧焊（电流强度 150A）试样热影响区的宽度为Ｌ1 ，手弧焊（电流强度230A）试样 热影响区的宽度为Ｌ2 ，埋弧自动焊试样热影响区的宽度为Ｌ3 ，则 三个试样热影响区宽度大小的顺序应是( )。 Ａ、Ｌ1 ＞Ｌ2 ＞Ｌ3 ； Ｂ、Ｌ2 ＞Ｌ1 ＞Ｌ3 ； Ｃ、Ｌ3 ＞Ｌ2 ＞Ｌ1 ； Ｄ、Ｌ3 ＞Ｌ1 ＞Ｌ2 。
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4.1 金属熔焊技术基础
4.1.1焊接热源 焊接电弧
焊接电弧是气体介质的放电现象。 阳极区产生的热量比较多，43％； 阴极区产生的热量较少，约占36％； 其余21％左右的热量是在弧柱区产 生的。 阳极区的温度为 2600K ，阴极区的 温度为 2400K ，弧柱区的温度最高 可达6000～8000K。 选用直流电源焊接时，就有极性的 选择问题，当工件接电源的正极， 焊条接负极，这种接法称为正接法， 反之则称为反接法。 至于交流电弧，没有极性选择问题。
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作业11熔焊技术基础 11-1 判断题（正确的画○，错误的画×） 1．焊接电弧是熔焊最常用的一种热源。它与气焊的氧 乙炔火焰一样，都是气体燃烧现象，只是焊接电弧的 温度更高，热量更加集中。 （ ） 2．焊接应力产生的原因是由于在焊接过程中被焊工件 产生了不均匀的变形，因此，防止焊接变形的工艺措 施，均可减小焊接应力。 （ ） 3．焊接应力和焊接变形是同时产生的。若被焊结构 刚度较大或被焊金属塑性较差，则产生的焊接应力较 大，而焊接变形较小。 （ ） 4．根据熔焊的冶金特点，熔焊过程中必须采取的措施 是，1、提供有效的保护，2、控制焊缝金属的化学成 分，3、进行脱氧和脱硫、磷。 （ ） 5．中、高碳钢及合金钢焊接接头，存在对接头质量非 常不利的淬火区，该淬火区的塑性、韧性低，容易产 生裂纹，因此焊接这类钢时一般均需进行焊前预热， 以防淬火区的形成。 （ ）
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4.1.4 焊接应力、变形及裂纹
2、减小焊接变 形的工艺方法
1）加裕量法 2）反变形法 3）刚性固定法 4）合理的焊接顺序
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4.1.4 焊接应力、变形及裂纹
•3、焊接变形的矫正方法
• • 机械矫正法 火焰加热矫正法
3 、减小和消除焊接应力Байду номын сангаас 措施
焊前预热 焊前将工件整体或局 部预热到150～350℃，然后进行 焊接。 减小焊接应力，防止形成淬火区。 去应力退火 是消除焊接应力最 常用的方法。 减小焊接应力可以减小焊接变形， 但减小焊接变形的方法并不一定 都可以减小焊接应力， 例如，刚性固定法只能减小焊接 变形，不能减小焊接应力。
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4.1.3 焊接接头
2、焊接热影响区
焊缝附近金属因焊接热作用而 使组织和性能发生变化的区域 称为焊接热影响区。 随着距离金属熔池的远近不同， 所受的热作用和升高的温度不 同。因此，焊缝附近区域的金 属相当于受到了不同规范的热 处理，使组织和性能发生了变 化。现以低碳钢为例说明热影 响区的组织和性能的变化。