第9章鑄造、塑性成型

與焊接9-1

鑄造成型9-2

塑性成型9-3

焊接成型9.1.1

概述9.1.2

砂型鑄造9.1.3特種鑄造9.1.4鑄造工藝新技術(shù)簡(jiǎn)介

9.1鑄造成型

■制造金屬零件的基本方法金屬材料毛坯零件機(jī)械裝配鑄壓焊(熱)切(熱)■各種加工方法大致關(guān)系引子加工工藝過(guò)程鑄造壓力加工焊接切削加工根據(jù)零件的使用要求確定零件的材料性能結(jié)構(gòu)精度鑄造的概念：將熔化的液態(tài)金屬，澆注（壓射、吸入）到與零件形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔中，待其冷卻凝固后，以獲得零件或毛坯（稱為鑄件）的生產(chǎn)方法稱為鑄造。液態(tài)金屬→鑄型→鑄件9.1.1

概述鑄造的概念：1）適應(yīng)性很強(qiáng)2）省去很多機(jī)械加工工序，節(jié)約了金屬材料。3）投資少，生產(chǎn)周期短，成本低。4）鑄件的力學(xué)性能較低，比較笨重。鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定，廢品率較高。某些鑄造工藝的勞動(dòng)強(qiáng)度比較大。鑄造工藝的分類(lèi)9.1.1

概述砂型鑄造-------基本鑄造方法特種鑄造熔模鑄造金屬模鑄造壓力鑄造離心鑄造砂型鑄造的生產(chǎn)過(guò)程9.1.1

概述主要工序是造型、造芯、金屬熔煉合金的鑄造性能

合金通過(guò)鑄造成形方法獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的能力

9.1.1

概述（1）合金的流動(dòng)性

液態(tài)合金本身的流動(dòng)能力。流動(dòng)性好的金屬，充填鑄型能力強(qiáng)，易于獲得外形完整、輪廓清晰、簿壁以及形狀復(fù)雜的鑄件。影響因素：合金化學(xué)成分、澆注溫度和鑄型條件等。（2）合金的收縮性

液態(tài)金屬在冷卻和凝固過(guò)程中體積不斷縮小的現(xiàn)象。收縮率大，則易造成縮孔、縮松等鑄造缺陷，容易在鑄件中產(chǎn)生大的內(nèi)應(yīng)力，使鑄件變形以致形成裂紋，不易獲得尺寸準(zhǔn)確的鑄件。影響因素：化學(xué)成分，澆注溫度，鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型條件等。把熔融的金屬注入用型砂制成的鑄型中，凝固后而獲得鑄件的方法，稱為砂型鑄造。型砂：砂子、水、粘結(jié)劑和其他添加物，按一定比例配制而成的鑄造造型用砂9.1.2

砂型鑄造1.造型材料及其制備（型砂和芯砂）性質(zhì)：強(qiáng)度、透氣性、可塑性、耐火性、退讓性等組成：原砂、粘結(jié)劑、添加物等配置過(guò)程：型砂性能試驗(yàn)、烘干、過(guò)篩、磁選、混砂、松砂9.1.2

砂型鑄造2.模樣與芯盒1）選好分型面分型面是上、下砂型的分界面。先從保證鑄件的質(zhì)量出發(fā)來(lái)確定澆注位置，然后再?gòu)墓に嚥僮鞣奖愠霭l(fā)確定分型面2）起模斜度為使模樣能順利地從砂型中取出，模樣垂直于分型面的立壁應(yīng)做出斜度（15′~3°）3）鑄造收縮率模樣尺寸必須比鑄件放大一個(gè)該合金的收縮量4）機(jī)械加工余量和鑄造圓角鑄件上凡需要加工的表面，都應(yīng)在模樣上增加加工余量。鑄件上各表面的轉(zhuǎn)折處在模樣上都要做成過(guò)渡性圓角以方便造型，防止?jié)沧r(shí)沖砂，減少鑄件的應(yīng)力集中。9.1.2

砂型鑄造2.模樣與芯盒5）型芯頭有型芯的砂型為了便于安置型芯和排氣，模樣與芯盒上都要做出芯頭。零件圖、鑄造工藝圖和模樣、芯盒、鑄件的示意圖9.1.2

砂型鑄造3.造型和制芯制造砂型的工藝過(guò)程稱為造型。制作型芯的工作稱為制芯。造型方法分類(lèi)：手工造型（單件生產(chǎn)）

整模造型分模造型挖砂造型活塊造型刮板造型組芯造型地坑造型機(jī)器造型（批量生產(chǎn)）振壓式造型高壓造型空氣沖擊造型拋砂造型9.1.2

砂型鑄造整模造型過(guò)程模型是整體的，鑄型的型腔一般只在下箱。適用形狀簡(jiǎn)單的鑄件9.1.2

砂型鑄造分模造型過(guò)程鑄件的最大截面在中部，用整模造型，難起模。適用形狀復(fù)雜，特別有孔的鑄件。9.1.2

砂型鑄造挖沙造型過(guò)程鑄件的最大截面在中部，且模型有不便分成兩半。適用單件小批量生產(chǎn)。9.1.2

砂型鑄造活塊造型過(guò)程將模樣上阻礙起模的部分做成活動(dòng)的。適用于單件、小批量生產(chǎn)。9.1.2

砂型鑄造機(jī)器造型過(guò)程9.1.2

砂型鑄造機(jī)器造型工藝特點(diǎn)１）用模板造型。固定著模樣和部分澆口、冒口的底板稱為模板。模板上有定位銷(xiāo)與專用砂箱的定位孔配合。２）只適用于兩箱造型。通常用兩臺(tái)造型機(jī)分別造上、下箱。３）型芯制造。由于型芯表面被高溫金屬液所包圍，受到的沖刷和烘烤比砂型劇烈，因此要求型芯要有更高的強(qiáng)度、透氣性、耐火度和退讓性等。為了滿足以上性能要求，制芯時(shí)常采用如下工藝措施：放芯骨以提高型芯的強(qiáng)度；開(kāi)通氣道以提高型芯的通氣性；刷涂料以防止鑄件粘砂；烘干以提高型芯的強(qiáng)度和透氣性。

9.1.2

砂型鑄造4.澆注系統(tǒng)和冒口澆注系統(tǒng)：金屬液進(jìn)入鑄型的通道作用：1）平穩(wěn)迅速地導(dǎo)入液體金屬；2）防止熔渣、砂粒進(jìn)入型腔；3）節(jié)鑄件的凝固順序和補(bǔ)縮。冒口作用：補(bǔ)縮、出氣、集渣

澆注系統(tǒng)組成9.1.2

砂型鑄造5.合箱含義：將上型、下型、型芯、澆口等組合成一個(gè)完整鑄型的操作過(guò)程稱為合型，又稱合箱。合箱工作包括：檢驗(yàn)型腔、澆注系統(tǒng)及表面有無(wú)浮砂，排氣道是否暢通；準(zhǔn)確地放置型芯；合上下型；緊固鑄型等。

6.鑄造合金的熔化及澆注鑄造合金的熔化：包括爐料處理、配料、加料、熔化等內(nèi)容爐料的種類(lèi)金屬料燃料熔劑爐料熔化設(shè)備沖天爐電弧爐和感應(yīng)爐反射爐和坩鍋爐9.1.2

砂型鑄造6.鑄造合金的熔化及澆注沖天爐澆注：把液體金屬澆入鑄型的操作澆注溫度的高低對(duì)鑄件的質(zhì)量影響溫度過(guò)低，金屬液的流動(dòng)性差，易產(chǎn)生澆不到、冷隔等缺陷。溫度過(guò)高，會(huì)使鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松、裂紋及粘砂等缺陷。配料的任務(wù)是對(duì)組成爐料的各種成分按照工藝需要進(jìn)行合理地配制

硅鐵、錳鐵、鉻鐵

9.1.2

砂型鑄造7.落砂、清理、檢驗(yàn)落砂和清理落砂是把鑄件從鑄型中取出，但也要在合理的溫度下進(jìn)行。清理工作的任務(wù)是除去鑄件表面的粘砂、毛刺、澆口、冒口等雜質(zhì)和多余的金屬。檢驗(yàn)項(xiàng)目：外觀、金相組織、力學(xué)性能、化學(xué)成分、內(nèi)部探傷、水壓試驗(yàn)等9.1.3

特種鑄造1.金屬型鑄造把金屬液澆入金屬鑄型中制造鑄件的方法稱為金屬型鑄造，又稱硬模鑄造。

9.1.3

特種鑄造1.金屬型鑄造優(yōu)點(diǎn)：鑄件尺寸精度高、表面粗糙度值低，加工余量小或不需加工；鑄件晶粒較砂型細(xì)小，力學(xué)性能好；一型多鑄，生產(chǎn)率高，生產(chǎn)過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。缺點(diǎn)：金屬型導(dǎo)熱快，不易鑄造薄壁、復(fù)雜鑄件；金屬型制造周期長(zhǎng)、成本高。應(yīng)用：一般用于不太復(fù)雜、壁厚均勻的中小鑄件，尤其適用于有色金屬鑄件。如鋁活塞、氣缸蓋、油泵殼體、銅瓦、襯套等9.1.3

特種鑄造2.壓力鑄造壓鑄是在高壓作用下使液態(tài)或半液態(tài)金屬以高速充填壓鑄型型腔，并在壓力作用下凝固而獲得鑄件的方法。它是在壓鑄機(jī)上進(jìn)行的，所用的金屬鑄型稱為壓型。壓鑄機(jī)一般分為熱壓室壓鑄機(jī)和冷壓室壓鑄機(jī)兩大類(lèi)，目前應(yīng)用最多的是冷壓室臥式壓鑄機(jī)，它主要由合型機(jī)構(gòu)、壓射機(jī)構(gòu)、動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。

9.1.3

特種鑄造2.壓力鑄造壓鑄工藝過(guò)程示意圖

9.1.3

特種鑄造2.壓力鑄造優(yōu)點(diǎn)：鑄件結(jié)晶細(xì)密，鑄件尺寸精度高，表面質(zhì)量高，一般不經(jīng)切削加工即可直接使用，省工省料，生產(chǎn)率很高。缺點(diǎn)：不宜制造厚壁鑄件，設(shè)備和模具費(fèi)用高；模具生產(chǎn)周期長(zhǎng)。應(yīng)用：主要用于有色金屬和薄壁中、小型鑄件，成批、大量生產(chǎn)。氣缸體、箱體、喇叭外殼、支架等。還能直接鑄出小孔、螺紋、輪齒等9.1.3

特種鑄造3.熔模鑄造用易熔材料制成模樣，在其表面包覆若干層耐火涂料，制成殼型，將液體金屬澆入殼型中冷凝獲得鑄件的方法。

熔模鑄造過(guò)程

9.1.3

特種鑄造3.熔模鑄造優(yōu)點(diǎn)：鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量都很高，一般可不進(jìn)行切削加工；可以鑄造形狀很復(fù)雜的鑄件；所需設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少，不受生產(chǎn)批量限制。缺點(diǎn)：工藝過(guò)程復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)；由于受蠟?zāi)?、型殼?qiáng)度和剛度的限制，鑄件質(zhì)量一般不超過(guò)25kg。應(yīng)用：常用于制造高熔點(diǎn)、高硬度、難加工的合金鑄件。9.1.3

特種鑄造4.離心鑄造將金屬液澆入回轉(zhuǎn)的鑄型內(nèi)，使金屬液在離心力作用下充滿型腔并冷凝成鑄件，此種鑄造方法稱為離心鑄造9.1.3

特種鑄造4.離心鑄造優(yōu)點(diǎn)：鑄件沒(méi)有氣孔、縮孔，組織致密，強(qiáng)度高；無(wú)澆口、冒口，節(jié)省材料；制造圓筒形鑄件，可以不用型芯；可鑄造薄壁圓筒和雙金屬鑄件。缺點(diǎn)：圓筒形鑄件的內(nèi)孔表層組織疏松，內(nèi)表面質(zhì)量較差；不適合鑄造易產(chǎn)生偏析的合金鑄件。應(yīng)用：回轉(zhuǎn)體鑄件的生產(chǎn)，如軸套、缸套、活塞環(huán)、鑄鐵管和圓柱形鑄坯等。

9.1.4

鑄造工藝新技術(shù)簡(jiǎn)介1.真空密封造型真空造型的基本原理是在特制的砂箱內(nèi)，填入無(wú)水粘結(jié)劑的干石英砂，用塑料薄膜將砂箱密封后抽成真空，借助鑄型內(nèi)外的壓力差使型砂緊實(shí)和成形。真空造型可獲得高精度和小表面粗糙度值的鑄件；在具有塑料薄膜的鑄型中，金屬的流動(dòng)性提高，所以可鑄造薄壁鑄件；鑄件的落砂清理方便，砂的回收率可達(dá)９５％以上，鑄件成本較低。但真空造型法存在形狀復(fù)雜的鑄件較難覆蓋薄膜，工序復(fù)雜，生產(chǎn)率較低等不足之處，有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善。9.2.1

概述9.2.2

塑性成型方法9.2.3塑性成型新工藝簡(jiǎn)介

9.2塑性成型

9.2.1

概述1、塑性成型的含義及其分類(lèi)塑性成形是指靠外力使金屬材料產(chǎn)生塑性變形而得到預(yù)定形狀與性能的制件（毛坯或零件）的加工方法。包括軋制、擠壓、拉拔、鍛壓（自由鍛、模鍛和板料沖壓）鍛壓是金屬塑性成形中的一個(gè)重要組成部分，它分為鍛造和沖壓兩個(gè)分支。

鍛造為在鍛壓設(shè)備及工（模）具作用下，使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，以獲得一定幾何形狀、尺寸鍛件的加工方法。鍛造可分為自由鍛造、模型鍛造和特種鍛造。

沖壓是利用裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生相互分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。9.2.1

概述2、塑性成型的特點(diǎn)改善金屬的內(nèi)部組織，消除內(nèi)部缺陷（如微小裂紋、氣孔等），提高材料的力學(xué)性能具有較高的生產(chǎn)率（自由鍛除外），尤其是模鍛、沖壓更為突出節(jié)省材料不同加工方法制成的齒輪的纖維分布9.2.1

概述3、金屬塑性變形對(duì)金屬性能的影響塑性變形金屬多為多晶體的組織結(jié)構(gòu)，在外力作用下，不僅晶粒內(nèi)部的晶格發(fā)生晶內(nèi)變形，而且晶粒間也產(chǎn)生滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就形成了塑性變形。主要影響：冷變形強(qiáng)化

含義：金屬在常溫下經(jīng)塑性變形，會(huì)使強(qiáng)度和硬度提高，而塑性和韌性下降，這種現(xiàn)象通常稱為冷變形強(qiáng)化或加工硬化。

產(chǎn)生原因：由于冷變形使晶粒被壓扁或拉長(zhǎng)，甚至破碎所造成，并伴隨產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。9.2.1

概述4、金屬鍛造性能金屬的鍛造性能又稱為可鍛性，是指金屬材料在經(jīng)受壓力加工時(shí)獲得優(yōu)質(zhì)零件的能力。金屬的可鍛性常用塑性和變形抗力來(lái)綜合衡量。塑性越大，變形抗力越小，則金屬的可鍛性越好，表明容易進(jìn)行鍛壓加工變形；反之可鍛性則越差，表明該金屬不適合鍛壓加工影響金屬塑性變形能力的因素：

1）金屬的化學(xué)成分２）金屬內(nèi)部組織３）變形溫度9.2.2

塑性成型方法1、軋制軋制是使金屬坯料通過(guò)一對(duì)回轉(zhuǎn)軋輥的空隙，使之受壓產(chǎn)生連續(xù)塑性變形，以獲得所要求的截面形狀并改變其性能的加工方法分為冷軋和熱軋，應(yīng)用廣泛。軋制具有生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、成本低和材料消耗少等優(yōu)點(diǎn)，所以它在機(jī)械制造工業(yè)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。9.2.2

塑性成型方法2、擠壓擠壓是使坯料在擠壓模中受三向壓力作用產(chǎn)生塑性變形，從模具的孔口或縫隙擠出，成為所需制品的加工方法。擠壓工藝一般是在專用的擠壓機(jī)上進(jìn)行。擠壓的分類(lèi)按照擠壓溫度不同冷擠壓溫?cái)D壓熱擠壓按照運(yùn)動(dòng)方向不同正擠壓反擠壓復(fù)合擠壓徑向擠壓

擠壓是壓力加工中較先進(jìn)的加工法，常用于生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜、深孔、薄壁、異型截面的零件。9.2.2

塑性成型方法3、拉拔坯料在牽引力作用下通過(guò)模孔拉出，使橫截面積減小，長(zhǎng)度增加的加工方法稱為拉拔拉拔的產(chǎn)品有直徑較粗的管材、棒材等，也有直徑較細(xì)的線材、鋼絲等。其斷面通常為圓形，但也有各種異型制品。9.2.2

塑性成型方法4、自由鍛造含義：自由鍛是利用沖擊力或靜壓力，使金屬在上、下兩砧之間產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的鍛件的一種工藝方法。由于坯料變形時(shí)在水平方向作自由流動(dòng)，故稱為自由鍛。優(yōu)點(diǎn)：工具簡(jiǎn)單，制造成本低；生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短；設(shè)備和工具的通用性強(qiáng)，適應(yīng)范圍廣。缺點(diǎn)：加工精度低；不能用于形狀復(fù)雜的鍛件；金屬損耗大；生產(chǎn)率低；對(duì)工人的技術(shù)要求高；勞動(dòng)條件差。應(yīng)用：自由鍛用于單件、小批生產(chǎn)，鍛件重量可從幾克到幾百噸。目前它仍是制造大型鍛件的惟一方法，如汽輪機(jī)主軸、大功率柴油機(jī)曲軸等都用自由鍛制造毛坯。9.2.2

塑性成型方法4、自由鍛造基本工序自由鍛工序可分為基本工序、輔助工序和修整工序三大類(lèi)。拔長(zhǎng)、鐓粗、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、切割、錯(cuò)移（1）拔長(zhǎng)使坯料長(zhǎng)度增加、橫截面積減小的鍛造工序。工藝要求：坯料的下料長(zhǎng)度應(yīng)大于直徑或邊長(zhǎng)；拔長(zhǎng)凹檔或臺(tái)階前應(yīng)先壓肩；矩形坯料拔長(zhǎng)時(shí)要不斷翻轉(zhuǎn)，以免造成偏心與彎曲。應(yīng)用：廣泛用于軸類(lèi)、桿類(lèi)鍛件的生產(chǎn)(還可以用來(lái)改善鍛件內(nèi)部質(zhì)量)。9.2.2

塑性成型方法4、自由鍛造基本工序拔長(zhǎng)、鐓粗、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、切割、錯(cuò)移（2）墩粗使坯料的橫截面積增加、高度減小的工序。工藝要求：圓坯料的高度與直徑之比應(yīng)小于2.5，否則易鐓彎；坯料加熱溫度應(yīng)在允許的最高溫度范圍內(nèi)，以便消除缺陷．減小變形抗力。應(yīng)用：鐓粗工序主要用于圓盤(pán)類(lèi)工件，如齒輪、圓餅等，也可以作為沖孔前輔助工序。

整體墩粗局部墩粗9.2.2

塑性成型方法4、自由鍛造基本工序拔長(zhǎng)、鐓粗、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、切割、錯(cuò)移（3）沖孔用沖頭在坯料上沖出通孔或不通孔的鍛造工序工藝要求：孔徑小于450mm的可用實(shí)心沖子沖孔；孔徑大于450mm的用空心沖子沖孔；孔徑小于30mm的孔，一般不沖出。應(yīng)用：主要用于鍛造空心鍛件，如齒輪、圓環(huán)、套筒等。9.2.2

塑性成型方法4、自由鍛造基本工序拔長(zhǎng)、鐓粗、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、切割、錯(cuò)移（4）彎曲（5）扭轉(zhuǎn)9.2.2

塑性成型方法4、自由鍛造基本工序拔長(zhǎng)、鐓粗、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、切割、錯(cuò)移（6）切割（7）錯(cuò)移9.2.2

塑性成型方法4、自由鍛造應(yīng)用設(shè)備鍛錘和壓力機(jī)空氣錘以壓縮空氣為動(dòng)力，其落下部分質(zhì)量一般為65~750kg，用于小鍛件的鍛造（鍛件最大質(zhì)量不超過(guò)數(shù)10kg）。蒸汽空氣錘以蒸汽或壓縮空氣為動(dòng)力，其落下部分質(zhì)量一般為0.5~5t，用于中型或較大鍛件的鍛造。水壓機(jī)以高壓水為動(dòng)力，其最大壓力為5000~15000kN，能鍛造鋼錠的質(zhì)量為1~300t。適于鍛制大型鍛件和具有特殊物理性能的合金鋼鍛件?？諝忮N結(jié)構(gòu)圖

9.2.2

塑性成型方法5、模型鍛造模鍛是把金屬坯料放在鍛模模鏜內(nèi)施加壓力，使其產(chǎn)生變形而獲得鍛件的鍛造方法。優(yōu)點(diǎn)：鍛件質(zhì)量高，加工余量??；生產(chǎn)率高；勞動(dòng)強(qiáng)度低；可以鍛造形狀復(fù)雜的鍛件。缺點(diǎn)：模鍛的模具一般較為復(fù)雜，制造成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)；需用專門(mén)的投資較大的模鍛設(shè)備。主要用于小型鍛件的大批、大量生產(chǎn)。分類(lèi)：固定模鍛造胎膜鍛造9.2.2

塑性成型方法5、模型鍛造固定模鍛造鍛造時(shí)，是把模具的上模2、下模1分別固定在鍛錘的錘頭4和砧座6的模座5上。坯料A放入模具的模鏜內(nèi)錘擊，B為變形中某個(gè)瞬時(shí)的狀態(tài)。C為帶有飛邊的鍛件。切下飛邊D后，即得到鍛件E。

9.2.2

塑性成型方法5、模型鍛造胎膜鍛造介于自由鍛與模鍛之間的一種鍛造方法。它先用自由鍛把坯料預(yù)制成近似鍛件的形狀，然后在自由鍛的設(shè)備上，用胎模最終成形，獲得所需形狀和尺寸的鍛件。9.2.2

塑性成型方法6、板料沖壓板料沖壓是在沖床或壓力機(jī)上，使板料在沖模內(nèi)受壓產(chǎn)生變形或分離，獲得所需形狀和尺寸的零件或半成品的一種加工方法。特點(diǎn)：１）應(yīng)用范圍廣泛。２）沖制精度高，精整后可達(dá)IT8，可滿足互換性的要求，表面很光潔。３）材料的利用率高，一般為70%~85%４）操作簡(jiǎn)單方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。５）模具制造周期長(zhǎng)，尤其是形狀復(fù)雜的模具，技術(shù)要求高，制造難度大，成本高。應(yīng)用：板料沖壓一般用于中批以上的生產(chǎn)。分離工序剪切沖裁整修沖孔落料變形工序拉深彎曲翻邊板料沖壓基本工序板料沖壓設(shè)備和沖模沖壓設(shè)備剪床：用于將大面積的板料剪成適當(dāng)寬度的條料。沖床：又稱曲柄壓力機(jī)。板料沖壓設(shè)備和沖模沖模主要工作零件———凸模和凹模外，還要有定位、壓料、卸料、出件、導(dǎo)向、支承、固定等零部件。分類(lèi)

按工序內(nèi)容按工序組合程度落料模單工序模沖孔模復(fù)合模彎曲模連續(xù)模拉深模9.2.3

塑性成型新工藝簡(jiǎn)介高速高能成形爆炸成形、電液成形、電磁成形、高速錘成形精密模鍛精密沖裁液態(tài)成形超塑性成形

CAD/CAE/CAM在壓力加工中的研究和應(yīng)用9.3.1

概述9.3.2

焊接方法9.3.3焊接新技術(shù)簡(jiǎn)介

9.3焊接成型

9.3.1概述

1、焊接的概念將兩金屬件連接處加熱熔化或加壓，或兩者并用，造成金屬原子間和分子間的結(jié)合而得到永久連接，這種連接金屬件的方法稱為焊接。

1、焊接的概念在機(jī)械制造中有著廣泛的應(yīng)用，能解決一些鑄造、鍛壓所不能解決的制造問(wèn)題。在建筑安裝工程、管道架設(shè)、橋梁建造等方面，也占有重要的地位。9.3.1概述

2、焊接的特點(diǎn)1）節(jié)省金屬材料，減輕構(gòu)件重量。與鉚接相比，可節(jié)省材料（15～20）％。如將鑄件改為焊接結(jié)構(gòu)，重量可減少（30～50）％。2）節(jié)省工時(shí)，加之上述特點(diǎn)，故產(chǎn)品成本低。3）與鉚接比，氣密性好。4）便于實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程機(jī)械化、自動(dòng)化。9.3.1概述

3、焊接的分類(lèi)熔化焊（簡(jiǎn)稱熔焊）把兩個(gè)焊件上需焊接處的金屬加熱至熔化狀態(tài)，并加入填充金屬，至熔化金屬凝固后而把焊件接合起來(lái)。壓力焊（簡(jiǎn)稱壓焊）焊接時(shí)不論加熱與否，都需要對(duì)焊件的需焊接處施加一定壓力，使兩接合面接觸緊密并產(chǎn)生一定的塑性變形，從而把兩焊件連接起來(lái)。釬焊焊件本身不熔化，而是靠第三種材料（釬料）的熔化及隨后的冷卻把焊件連接起來(lái)。9.3.1概述

3、焊接的分類(lèi)以熔焊應(yīng)用最為廣泛，其中尤以電弧焊的應(yīng)用最為普遍9.3.1概述

4、常用金屬材料的焊接含義：金屬焊接性能又稱可焊性，是指在一定條件下（包括工藝方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式等）獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度，即金屬材料表現(xiàn)出“好焊”和“不好焊”的差別。金屬材料的可焊性包括兩個(gè)方面：一是焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，尤其是出現(xiàn)裂紋的可能性，即工藝性能；二是焊接接頭在使用過(guò)程中的可靠性，包括力學(xué)性能及耐熱、耐蝕等特殊性能，即使用性能。9.3.2焊接方法1、焊條電弧焊（手弧焊）含義：利用電弧產(chǎn)生的熱量來(lái)熔化金屬，以完成焊件連接任務(wù)的焊接方法。特點(diǎn)：所需設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活，對(duì)空間不同位置、不同接頭形式的焊縫均能焊接，且能焊接各種金屬材料；但生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。9.3.2焊接方法1、焊條電弧焊（手弧焊）焊接過(guò)程

引?。菏购笚l與焊件間引燃并保持穩(wěn)定的電弧。運(yùn)條：焊條沿其軸向向熔池送進(jìn)和沿焊縫方向前移，為了獲得一定寬度的焊縫，焊條還應(yīng)沿垂直于焊縫的方向橫向擺動(dòng)。熄弧：焊縫結(jié)束，或一根焊條用完準(zhǔn)備連接后一根焊條時(shí)的收尾動(dòng)作。9.3.2焊接方法1、焊條電弧焊（手弧焊）手弧焊工藝焊接接頭形式根據(jù)GB/T3375－1994規(guī)定，焊接碳鋼和低合金鋼的基本接頭形式有對(duì)接、搭接、角接和T形接四種。對(duì)接接頭

9.3.2焊接方法1、焊條電弧焊（手弧焊）焊接接頭形式搭接接頭

Ｔ形接頭

角接接頭

9.3.2焊接方法1、焊條電弧焊（手弧焊）焊縫空間位置焊接規(guī)范選擇手弧焊焊接規(guī)范的選擇就是選擇焊接電流大小、焊條直徑和焊接速度等。焊條直徑主要根據(jù)焊件厚度來(lái)選擇，焊接速度的快慢通常由焊工憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)掌握。焊條直徑的選擇參看表9-1。9.3.2焊接方法1、焊條電弧焊（手弧焊）手弧焊設(shè)備對(duì)手弧焊設(shè)備的基本要求是易于引弧和電弧燃燒穩(wěn)定。1）交流弧焊機(jī)（弧焊變壓器）：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，工作噪音小，使用可靠，維修方便，應(yīng)用很廣；焊接電弧不穩(wěn)定。2）直流弧焊機(jī)（弧焊整流器）：通過(guò)整流器把交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡葟浹a(bǔ)了交流電焊機(jī)電弧穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，又比一般直流電焊機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修容易，噪音小。9.3.2焊接方法1、焊條電弧焊（手弧焊）手弧焊設(shè)備交流電焊機(jī)9.3.2焊接方法1、焊條電弧焊（手弧焊）電焊條焊條組成：焊條由金屬焊芯和藥皮兩部分組成。藥皮是壓涂在焊芯表面上的涂料層，由多種礦石粉、鐵合金粉和粘結(jié)劑等原料按一定比例配制而成。焊條的作用：焊芯①傳導(dǎo)電流，產(chǎn)生電??；②熔化后作為填充金屬，與母材一起組成焊縫金屬。藥皮①改善焊條工藝性，穩(wěn)定電??；②機(jī)械保護(hù)作用，藥皮分解產(chǎn)生大量氣體并形成熔渣，對(duì)熔化金屬起著保護(hù)作用；③冶金處理作用，即通過(guò)冶金反應(yīng)除去有害雜質(zhì)并補(bǔ)充有益的合金元素，改善焊縫質(zhì)量。序號(hào)操作步驟操作要點(diǎn)1備料劃線、用剪切或氣割方法下料，并調(diào)直鋼板2坡口準(zhǔn)備板厚為4~6mm，可用U形坡口雙面焊，接口必須平整3焊前清理清除鐵銹、油污等4裝備將兩板水平放置，對(duì)齊，兩板間留1~2mm間隙5點(diǎn)固用焊條點(diǎn)固，固定兩焊件的相對(duì)位置，點(diǎn)固后應(yīng)除渣。若焊件較長(zhǎng)，可每隔300mm左右點(diǎn)固一次，點(diǎn)固長(zhǎng)度為10~15mm6焊接①選擇合適的焊接工藝參數(shù)②先焊點(diǎn)固面反面，使熔深大于板厚的一半，焊后除渣③翻轉(zhuǎn)焊件焊另一面，注意事項(xiàng)同上7焊后清理用鋼絲刷等工具把焊件表面的飛濺清理干凈8檢驗(yàn)用外觀方法檢查焊縫質(zhì)量，若有缺陷，盡力修補(bǔ)示例：厚度為4~6mm的鋼板對(duì)接平焊的操作步驟9.3.2焊接方法2、氣焊與氣割氣焊的含義：是利用可燃?xì)怏w在氧中燃燒的氣體火焰來(lái)熔化金屬以進(jìn)行焊接的一種工藝方法。

氣焊的特點(diǎn)：氣體火焰的溫度沒(méi)有電弧溫度高，加熱時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，熱影響區(qū)寬，焊后變形大，焊接質(zhì)量差；但其加熱面積大，使用靈活，所用設(shè)備簡(jiǎn)單便宜，操作方便。氣焊的設(shè)備和工具１-焊炬；２-乙炔管道（紅）；３-氧氣管道（黑或綠）；４-回火防止器；５-乙炔瓶；６-氧氣瓶；７-減壓器9.3.2焊接方法2、氣焊與氣割氣焊火焰：氣焊火焰是由氧氣和乙炔氣體混合燃燒而形成的。根據(jù)氧氣和乙炔混合比例的不同，氣焊火焰可分為三種。焊絲和氣焊粉

焊絲作為填充金屬與焊件的熔化部分混合而形成焊縫。氣焊時(shí)通常要使用氣焊粉，以去除熔池中的氧化物等雜質(zhì)。

9.3.2焊接方法2、氣焊與氣割氣割（氧氣切割）：氣割是用割炬把金屬預(yù)熱至燃點(diǎn)使之燃燒，然后再利用割炬上的另一管道——切割氧氣管，由其中高速噴射出的高純度氧氣流吹掉熔渣（金屬燃燒形成的氧化物）而將金屬切開(kāi)。氣割時(shí)用割炬代替焊炬，其余設(shè)備與氣焊相同。氣割過(guò)程①預(yù)熱②燃燒③吹渣金屬的氣割性

（1）金屬的燃點(diǎn)必須低于其熔點(diǎn)，否則切割前金屬既已熔化，無(wú)法獲得平整的切口。（2）燃燒生成的熔渣熔點(diǎn)應(yīng)低于金屬材料的熔點(diǎn)，流動(dòng)性好，便于從割縫處吹除，使