焊接冶金原理 黄继华01绪论.pptx

材料焊接冶金原理与工艺;第1章 绪 论;1.1 材料的焊接与连接;原子间作用力与距离的关系;;1.2 金属材料的熔化焊方法;1.2.1渣保护电弧焊;埋弧焊工艺原理 a）焊接系统要素构成，b）工艺原理;1.2.2非熔化及气体保护电弧焊;2、等离子弧焊;1.2.3 熔化极气体保护电弧焊;;1.2.4高能束熔化焊;1、电子束焊;电子束焊接深穿过程 电子束与被焊金属表面碰撞失去全部动能； 碰撞使晶格上的原子发生急剧的热振动，大部分动能转化为热能； 在极短的时间内，被焊材料迅速被加热至熔点及极高的过熔点温度，迅速蒸发形成金属蒸汽； 金属蒸气的反作用力使金属熔体向四周排开，露出下层固体金属表面； 电子束继续作用，重复上述过程，实现深穿。;1）优点 （1）加热功率大。焊接用电子束电流为几十到几百毫安，最大可达1000mA以上；加速电压为几十到几百千伏；故电子束功率从几十千瓦到100kW以上，而电子束焦点直径小于1mm。故电子束焦点处的功率密度可达103-105/cm2，比普通电弧功率密度高100-1000倍； （2）焊缝深宽比大。通常电弧焊的深宽比很难超过2，电子束焊的深宽比在50以上。电子束焊比电弧焊可节约大量填充金属和电能，可实现高深宽比焊接，最大深宽比可达60：1，可依次焊透0.1mm-300mm厚度的不朽钢板。;（3）焊接速度快，焊缝热物理性能好。焊接速度快，能量集中、融化和凝固过程快，热影响去小，焊接变形小。对精加工的工件可用作最后的连接工序，焊后工件仍能保持足够的精度。能避免晶粒长大，使焊接接头性能改善，高温作用时间短，何进元素烧损少，焊缝抗腐蚀性能好。 （4）焊缝纯度高。真空电子束焊的真空度一般为5*10-4Pa，适合焊接钛及钛合金等活性材料。 （5）焊接工艺参数调节范围广，适应性强。电子束焊接的工艺参数可独立地在很宽的范围内调节，控制灵活，适应性强，再现性好，而且电子束焊焊接参数易于实现机械化、自动化控制，提高了产品质量的稳定性。 （6）可焊材料多。不仅能焊金属和异种金属材料的接头，也可以焊接非金属材料，如陶瓷、石英玻璃等;电子束焊接接头与电弧焊对比;2)缺点：;电子束焊接的应用：;2、激光焊接技术;激光与材料相互作用时，遵循能量守恒定律，有：;当激光波长大于2微米时，吸收率与电阻率有关;1—等离子体：屏蔽激光能量，影响焊接质量； 2—熔池：影响焊缝几何形状； 3—匙孔：决定焊接熔深，影响焊接过程稳定性。; 材料剧烈汽化膨胀产生的压力将熔融金属抛出，形成匙孔。 为形成匙孔，汽化压强应平衡表面张力、静水压力和液相材料抛出的流动阻力。 孔底汽化压强为：; 若假设匙孔为圆锥面，锥角Ф。沿圆锥轴线入射的光束经锥面反射直向尖顶并退回，总共反射 次。每反射一次，吸收约13％（CO2激光对铁）。设 ，则在18次反射过程中总吸收率达92％。;激光焊接的优点 （1）能量密度高、焊接变形小、热影响区小、是精密焊接方法； （2）焊接能量可精确控制，对不同材料、结构具有较高的适应性； （3）光束很容易传输到任何位置，自动化很容易实现； （4）同电子束焊接相比，不需要真空环境、不存在X-射线污染； （5）深熔焊接的焊缝深宽比可达12?1；;（1）焊件位置需非常精确； （2）焊接厚度低于电子束焊接； （3）高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等，焊接性会受激光所改变； （4）焊接过程中产生等离子体，对激光能量有??蔽效应； （5）能量转换效率太低，通常低于30%； （6）焊道快速凝固，可能有气孔及脆化的顾虑； （7）设备昂贵。;1.3焊接冶金原理的研究内容;1.3.2熔化焊中的冶金学问题;2、熔化焊中的物理冶金;3、研究焊接冶金问题的意义;1.3.3焊接冶金原理的研究内容