焊接

焊接、技术用于加入金属通常是通过应用程序的部分热。这种技术被发现在努力操作铁成有用的形状。焊接刀片是在第一年ce,最著名的是那些由阿拉伯武器制造者在大马士革,叙利亚。铁的渗碳过程产生困难钢知道这个时候,但合成钢非常脆弱。涉及的焊接技术夹层相对柔软和坚韧与高碳铁材料,其次是锤forging-produced一个强大的、艰难的叶片。

在现代炼铁技术的改善,特别是引入铸铁,限制了焊接铁匠和珠宝商。其他加入技术,如紧固螺栓或铆钉,被广泛应用于新产品,从桥梁和铁路引擎厨房用具。

现代熔焊过程是需要获得的产物连续联合在大型钢板。铆接法已被证明有缺陷,尤其是对一个封闭的容器,比如锅炉。气焊,电弧焊和电阻焊接出现在19世纪的结束。第一次真正尝试采用焊接流程在宽范围内期间第一次世界大战。到1916年,氧乙炔过程很发达,然后焊接技术工作仍在使用。主要从那时起一直在改进设备和安全。电弧焊,使用消耗品电极还介绍了在这一时期,但最初使用的裸露的电线产生脆性焊接。包装的解决方案被发现线与石棉和一个交织铝线。现代电极,诞生于1907年,由一个裸线与复杂的矿产和金属涂层。电弧焊才普遍使用第二次世界大战,迫切需要快速的建设航运、发电厂、运输、和结构推动必要的开发工作。

电阻焊接,在1877年发明的以利户汤姆森,之前接受了弧焊现货和seam加入表。对接焊的链条制造和加入酒吧和棒是在1920年代发展起来的。在1940年代,钨极惰性气体过程中,使用非自耗的钨介绍了执行融合焊接电极,。1948年,一个新的气体保护过程利用消耗电极丝焊接。最近,电子束焊接,激光焊接,等固相过程扩散焊、摩擦焊、超声波加入已经开发出来。

焊接的基本原则

焊缝可以定义为一个合并产生的金属加热到合适的温度有或没有的应用压力,或不使用的填充材料。

在融合焊接热源产生足够的热量来创建和维护一个熔池金属所需的大小。提供的热量可能电力或天然气火焰。电阻焊接可以被认为是熔焊因为一些熔融金属组成。

固相过程产生焊缝融化基材和没有添加填充金属。压力总是使用,通常提供一些热量。摩擦热了在超声波和摩擦加入,和炉加热通常用于扩散连接。

的电弧用于焊接大电流,低电压放电一般在10 - 2000安培范围10 - 50伏特。一个弧列是复杂的,但一般来说,由一个阴极发射电子,气体等离子体电流传导,阳极地区变得相对温度比阴极由于电子轰击。一个直流电(DC)弧通常使用,但是交流电可以使用(AC)弧。

总能源所有焊接过程中输入超过所需的联合,因为不是所有产生的热量可以有效地利用。效率60 - 90%不等,这取决于过程;一些特殊过程偏离广泛从这个图。热量损失通过贱金属传导和辐射环境。

大部分金属加热时,与附近的大气或其他金属反应。这些反应可以非常有害的焊接接头的性能。大多数金属,例如,当熔融快速氧化。一层氧化可以防止金属的焊接。熔融金属液滴涂氧化成为滞留在焊接,使关节的脆弱。一些有价值的材料添加特定属性反应这么快就暴露在空气中,金属沉积没有相同的作文因为它最初。这些问题导致的使用通量和惰性氛围。

在熔焊的通量具有保护作用促进控制反应的金属,然后防止氧化,形成一条毯子在熔化的材料。过程中通量可以积极帮助或不活跃的,只是在加入保护表面。

惰性氛围起到保护性作用类似于通量。在气体保护金属和气体保护焊接保护钨极惰性gas-usually氩流从一个连续流环周围的火炬,取代空气的弧。气体不与金属发生化学反应,而只是从接触保护它氧气在空中。

的冶金金属的加入对关节的功能很重要。电弧焊接说明所有的共同的基本特征。三个地区造成的焊弧:(1)焊缝金属,或融合区,热影响区(2),(3)不受影响的区域。焊缝金属是部分的关节已经融化在焊接。热影响区是一个地区相邻没有焊接的焊缝金属,但经历了微观结构的变化或由于焊接热机械性能。影响材料是不加热足够改变其属性。

焊缝金属成分和它冻结(凝固)的条件明显影响关节的能力以满足服务需求。在弧焊,焊缝金属包括填充材料+融化的贱金属。弧传递后,焊缝金属的快速冷却。单层焊缝有铸造结构,柱状颗粒从熔池的边缘延伸至焊缝的中心。在多层焊缝,这阵容结构可能被修改,根据特定的被焊接金属。

贱金属附近焊缝或热影响区,受到一系列温度周期,及其结构的变化直接相关峰值温度在任何给定的点,曝光时间和冷却率。贱金属的类型太多讨论,但他们可以分为三类:(1)材料不受焊接热影响,(2)材料硬化的结构性变化,(3)材料硬化的降水过程。

焊接产生的应力在材料。这些力量是诱导焊缝金属的收缩和扩张和收缩的热影响区。上面的常温金属强加限制,收缩主导,焊缝金属不能合同自由,压力是建立联合。这是通常被称为残余应力,对一些关键的应用程序必须被删除热处理整个制造。全焊接结构残余应力是不可避免的,如果不是鞠躬或焊件的变形控制。控制是由焊接技术,行使工装夹具、制造过程和最终热处理。

有各种各样的焊接过程。下面将讨论最重要的几个因素。