鑄造、鍛造與焊接工藝詳解演講人：日期:目錄02鑄造技術(shù)詳解01工藝基礎(chǔ)概述03鍛造技術(shù)詳解04焊接技術(shù)詳解05工藝對比與選擇06工藝發(fā)展趨勢01工藝基礎(chǔ)概述金屬成型工藝分類焊接工藝?yán)酶邷鼗蚋邏旱仁侄?，使兩個或多個金屬材料連接成一個整體的工藝。03通過鍛壓機(jī)將金屬材料鍛造成所需形狀的工藝，包括自由鍛和模鍛。02鍛造工藝鑄造工藝將熔融的金屬倒入模具中，待其冷卻凝固后獲得所需形狀的工藝。01三大工藝技術(shù)定義鑄造技術(shù)是一種將液態(tài)金屬填充到模具型腔中，通過冷卻和凝固來獲得所需形狀和性能的成形工藝。01鍛造技術(shù)是一種通過在固態(tài)下對金屬材料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和性能的工藝。02焊接技術(shù)是一種通過加熱、加壓或兩者并用，并且或不用填充材料，使兩塊或多塊金屬連接成一個整體的工藝。03可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件，成本低，但精度和表面粗糙度較低，且存在縮孔、縮松等缺陷。工藝流程核心特點(diǎn)鑄造工藝特點(diǎn)可以生產(chǎn)形狀較為復(fù)雜且性能優(yōu)良的零件，具有較高的精度和表面質(zhì)量，但成本較高，生產(chǎn)效率低。鍛造工藝特點(diǎn)可以實現(xiàn)不同材料之間的連接，且連接強(qiáng)度高，但焊接接頭易產(chǎn)生缺陷，如裂紋、夾渣、未熔合等，影響整體性能。焊接工藝特點(diǎn)02鑄造技術(shù)詳解鑄造是一種將熔化的金屬倒入模具中，經(jīng)冷卻凝固后獲得一定形狀和性能的金屬制品的工藝。鑄造基本原理按照造型材料的不同，鑄造可分為砂型鑄造、金屬型鑄造、熔模鑄造、陶瓷型鑄造等。鑄造分類鑄造基本原理與分類砂型鑄造工藝流程用造型材料（如砂、黏土等）制作與鑄件形狀相似的型腔。造型將型腔和芯子組合在一起，然后澆注熔融的金屬。合型與澆注制作鑄件內(nèi)部空腔的芯子，通常由砂、黏結(jié)劑等材料制成。制芯010302金屬在型腔內(nèi)冷卻凝固，形成鑄件，然后落砂清理。冷卻與落砂04特種鑄造技術(shù)應(yīng)用熔模鑄造壓力鑄造離心鑄造低壓鑄造利用易熔材料制成模型，在其表面涂覆耐火材料，經(jīng)烘干、焙燒后，熔融的金屬注入模型內(nèi)，冷卻后獲得鑄件。在金屬液凝固過程中施加壓力，使金屬液在壓力下結(jié)晶凝固，獲得致密、組織均勻的鑄件。利用離心力使金屬液充滿模具，并在離心力作用下結(jié)晶凝固，獲得高性能的鑄件。在較低的壓力下將金屬液注入模具，并在壓力下結(jié)晶凝固，獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。03鍛造技術(shù)詳解鍛造工藝力學(xué)基礎(chǔ)塑性變形與應(yīng)力鍛造過程中，金屬在外力作用下發(fā)生塑性變形，伴隨應(yīng)力產(chǎn)生，需合理控制變形程度和應(yīng)力分布。02040301鍛造溫度與速度合理控制鍛造溫度和變形速度，有助于金屬塑性變形和再結(jié)晶，保證鍛件質(zhì)量。加工硬化與再結(jié)晶金屬塑性變形會使其硬度和強(qiáng)度提高，需通過再結(jié)晶過程消除加工硬化，恢復(fù)塑性。金屬塑性變形力學(xué)性能了解金屬在塑性變形過程中的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，對制定鍛造工藝至關(guān)重要。自由鍛造主要通過手工或簡單工具進(jìn)行，靈活性大；模鍛則在模具內(nèi)進(jìn)行，尺寸和形狀精確。自由鍛造鍛件質(zhì)量受人為因素影響較大，難以保證尺寸和形狀的精確性；模鍛鍛件質(zhì)量穩(wěn)定，可重復(fù)生產(chǎn)。自由鍛造適用于大型、形狀簡單的鍛件；模鍛適用于小型、形狀復(fù)雜的鍛件。自由鍛造生產(chǎn)效率低，成本較高；模鍛生產(chǎn)效率高，成本相對較低。自由鍛造與模鍛差異鍛造方式鍛件質(zhì)量適用范圍生產(chǎn)成本精密鍛造技術(shù)發(fā)展數(shù)值模擬技術(shù)特種鍛造技術(shù)精密模具設(shè)計自動化與智能化利用數(shù)值模擬技術(shù)預(yù)測鍛造過程中的應(yīng)力、應(yīng)變和溫度分布，優(yōu)化鍛造工藝。采用精密模具技術(shù)，提高鍛件尺寸和形狀的精確度，降低后續(xù)加工成本。如等溫鍛造、超塑性成形等，能滿足特定材料或形狀的特殊要求，提高鍛件性能。推動鍛造過程自動化和智能化，提高生產(chǎn)效率，降低人為因素導(dǎo)致的質(zhì)量波動。04焊接技術(shù)詳解焊接是將兩塊或兩塊以上的金屬通過加熱或加壓等方式使其連接成一體。焊接冶金過程包括熔池的形成、熔池中金屬的熔化、熔池金屬與熔渣的反應(yīng)、熔池金屬的凝固和焊縫金屬的固態(tài)相變等。焊接冶金原理概述焊接冶金過程焊縫金屬的組織和性能與母材金屬的化學(xué)成分、焊接材料的成分、焊接工藝參數(shù)以及焊接后的熱處理等因素密切相關(guān)。焊縫金屬的強(qiáng)度和韌性通常比母材金屬低，因此需要通過合理的焊接工藝和熱處理來提高焊縫的性能。焊縫組織與性能常見的焊接缺陷有氣孔、夾渣、裂紋、未熔合和未焊透等。這些缺陷會降低焊縫的強(qiáng)度和韌性，甚至導(dǎo)致焊縫失效。因此，在焊接過程中需要采取一系列措施來預(yù)防和控制這些缺陷的產(chǎn)生。焊接缺陷與防止電弧焊電弧焊是利用電弧的高溫將焊條和母材金屬熔化，形成熔池并進(jìn)行焊接的方法。電弧焊具有設(shè)備簡單、操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是常用的焊接方法之一。但是，電弧焊的焊接速度相對較慢，焊接變形較大，且對焊工的技能水平要求較高。電弧焊與激光焊對比01激光焊激光焊是利用高能量密度的激光束作為熱源，將母材金屬熔化并進(jìn)行焊接的方法。激光焊具有焊接速度快、焊接變形小、焊接質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于精密、高質(zhì)量的焊接。但是，激光焊的設(shè)備成本較高，對工件的裝配精度要求也較高，且激光焊接過程中產(chǎn)生的等離子體對焊接過程有一定的干擾作用。02焊接前需要對母材金屬進(jìn)行清潔、除銹、除油等處理，以保證焊接質(zhì)量。同時，還需要對焊接設(shè)備進(jìn)行檢查和調(diào)試，確保設(shè)備處于最佳狀態(tài)。此外，還需要制定合理的焊接工藝和選擇合適的焊接材料。焊接質(zhì)量控制要點(diǎn)焊接前準(zhǔn)備在焊接過程中，需要嚴(yán)格控制焊接電流、電壓、焊接速度等參數(shù)，以保證焊接質(zhì)量和焊縫的成形。同時，還需要注意焊接過程中的熔池保護(hù)、焊縫冷卻和層間溫度控制等問題，以避免產(chǎn)生焊接缺陷。焊接過程控制焊接完成后，需要對焊縫進(jìn)行外觀檢查、無損檢測（如X射線檢測、超聲波檢測等）和力學(xué)性能試驗等檢驗，以評估焊接質(zhì)量是否符合要求。對于存在缺陷的焊縫，需要進(jìn)行返修或報廢處理。焊接后檢驗05工藝對比與選擇材料適用性分析鑄造工藝適用于各種金屬材料和合金，特別適用于形狀復(fù)雜、壁厚較大的鑄件，如機(jī)器設(shè)備的底座、箱體等。鍛造工藝焊接工藝主要適用于塑性較好的金屬材料，如碳鋼、合金鋼、銅合金等，可以鍛造出強(qiáng)度高、韌性好、纖維組織合理的鍛件。幾乎適用于所有金屬材料，尤其是異種材料的連接，如鋼與有色金屬、非金屬材料的連接，且焊接結(jié)構(gòu)重量輕、強(qiáng)度高。123鑄造工藝鑄件生產(chǎn)成本較低，特別是大型鑄件，但生產(chǎn)周期長，工藝過程復(fù)雜，且鑄件內(nèi)部缺陷較多，質(zhì)量難以保證。成本與效率權(quán)衡鍛造工藝鍛件生產(chǎn)成本較高，但生產(chǎn)效率高，鍛件質(zhì)量穩(wěn)定，且鍛造過程中可以消除金屬內(nèi)部的缺陷，提高金屬材料的性能。焊接工藝焊接生產(chǎn)成本適中，生產(chǎn)效率高，但焊接接頭處容易出現(xiàn)夾渣、裂紋等缺陷，且焊接過程對操作技術(shù)要求較高。典型行業(yè)應(yīng)用場景鑄造工藝廣泛應(yīng)用于機(jī)器制造、冶金、礦山、石油化工等行業(yè)，如鑄鐵件、鑄鋼件、有色金屬鑄件等。01鍛造工藝主要應(yīng)用于航空航天、汽車、船舶、兵器等高端制造領(lǐng)域，如飛機(jī)起落架、汽車曲軸、船用鍛件等。02焊接工藝廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、船舶、壓力容器等領(lǐng)域，如鋼結(jié)構(gòu)焊接、管道焊接、異種材料焊接等。0306工藝發(fā)展趨勢數(shù)字化工藝仿真技術(shù)鑄造工藝仿真利用計算機(jī)仿真技術(shù)，對鑄造、鍛造和焊接過程進(jìn)行數(shù)值模擬和優(yōu)化，提高工藝設(shè)計的準(zhǔn)確性和效率。預(yù)測鑄造過程中的流場、溫度場和應(yīng)力場，優(yōu)化澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和工藝參數(shù)，減少鑄造缺陷。數(shù)字化工藝仿真鍛造工藝仿真模擬鍛造過程中的材料流動和微觀組織演變，優(yōu)化鍛造工藝和模具設(shè)計，提高鍛件質(zhì)量和性能。焊接工藝仿真模擬焊接過程中的熱傳導(dǎo)、熔池流動和應(yīng)力分布，優(yōu)化焊接工藝參數(shù)，減少焊接變形和裂紋。綠色制造技術(shù)革新綠色鑄造技術(shù)焊接煙塵治理環(huán)保鍛造技術(shù)綠色焊材研發(fā)采用環(huán)保材料、低能耗設(shè)備和高效循環(huán)利用工藝，減少鑄造過程中的環(huán)境污染和能源消耗。優(yōu)化鍛造工藝，減少材料浪費(fèi)和能源消耗，同時降低噪聲和振動，改善工作環(huán)境。采用高效除塵器和焊接煙塵處理技術(shù)，減少焊接過程中產(chǎn)生的煙塵和有害氣體對環(huán)境的污染。開發(fā)低飛濺、低煙塵、低毒性的焊材，減少焊接過程中的污染物排放。自動化裝備升級路徑鑄造自動化生產(chǎn)線應(yīng)用機(jī)器人、自動化檢測設(shè)備和智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)鑄造過程的自動化和智能化，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。01鍛造自動化生