毛坯的制造方法[優(yōu)質(zhì)材料]

第五章 毛坯的制造方法1參考課件 鑄造是熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆人鑄型，凝固后獲得鑄件鑄造是熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆人鑄型，凝固后獲得鑄件的成形方法。的成形方法。鑄造的優(yōu)點(diǎn)：鑄造的優(yōu)點(diǎn)：1）利用液態(tài)金屬的流動能力來成形，因而成形方便，適于制造形狀復(fù)）利用液態(tài)金屬的流動能力來成形，因而成形方便，適于制造形狀復(fù)雜，特別是有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛坯；雜，特別是有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛坯；2）鑄造的適應(yīng)性很強(qiáng)，鑄件的質(zhì)量可由幾克到數(shù)百噸，壁厚可由）鑄造的適應(yīng)性很強(qiáng)，鑄件的質(zhì)量可由幾克到數(shù)百噸，壁厚可由0.3mm到到1m以上各種金屬材料幾乎都能用鑄造成形；以上各種金屬材料幾乎都能用鑄造成形；3）鑄造材料來源廣泛，價格低廉；）鑄造材料來源廣泛，價格低廉；4）鑄造設(shè)備比較簡單，投資少；）鑄造設(shè)備比較簡單，投資少；5）鑄件形狀與零件比較接近，可減少切削加工工作量，節(jié)省金屬材料，）鑄件形狀與零件比較接近，可減少切削加工工作量，節(jié)省金屬材料，所以鑄造成本較低。所以鑄造成本較低。鑄造的缺點(diǎn)：鑄造的缺點(diǎn)：1）鑄件組織疏松，晶粒粗大力學(xué)性能較差；）鑄件組織疏松，晶粒粗大力學(xué)性能較差；2）鑄造工序較多，使鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定。）鑄造工序較多，使鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定。第一節(jié)第一節(jié) 鑄鑄 造造2參考課件一、砂型鑄造一、砂型鑄造砂型鑄造生產(chǎn)過程3參考課件 1、造型、造型 用造型材料及模樣等工藝裝備制造鑄型的過程稱為造型，模樣的作用造型材料及模樣等工藝裝備制造鑄型的過程稱為造型，模樣的作用是形成鑄件外形。用是形成鑄件外形。木材模樣：單件或小批量生產(chǎn)；木材模樣：單件或小批量生產(chǎn)；金屬、塑料模樣：成批大量生產(chǎn)。金屬、塑料模樣：成批大量生產(chǎn)。1）造型材料）造型材料 砂型鑄造用的造型材料主要指型砂和芯砂。砂型鑄造用的造型材料主要指型砂和芯砂。型砂和芯砂用原砂、粘結(jié)劑、附加物型砂和芯砂用原砂、粘結(jié)劑、附加物(煤粉、木屑等煤粉、木屑等)、水等按一定、水等按一定比例配制而成，粘結(jié)劑通常為粘土。比例配制而成，粘結(jié)劑通常為粘土。4參考課件 型（芯）砂應(yīng)具備主要性能：型（芯）砂應(yīng)具備主要性能：可塑性：指型（芯）砂在外力作用下能夠形成清晰的模型輪廓，去除外可塑性：指型（芯）砂在外力作用下能夠形成清晰的模型輪廓，去除外力后能完整保持已有形狀的能力?？伤苄院?，則砂型和芯的形狀準(zhǔn)確。力后能完整保持已有形狀的能力?？伤苄院?，則砂型和芯的形狀準(zhǔn)確。強(qiáng)度：指型（芯）砂抵抗外力破壞的能力。強(qiáng)度差，易造成塌箱、沖強(qiáng)度：指型（芯）砂抵抗外力破壞的能力。強(qiáng)度差，易造成塌箱、沖砂、砂眼等缺陷。砂、砂眼等缺陷。透氣性：指緊實(shí)砂樣的孔隙度。透氣性不好，鑄件易產(chǎn)生氣孔缺陷。透氣性：指緊實(shí)砂樣的孔隙度。透氣性不好，鑄件易產(chǎn)生氣孔缺陷。耐火性：指型（芯）砂抵抗高溫高熱作用的能力。耐火性差，鑄件易耐火性：指型（芯）砂抵抗高溫高熱作用的能力。耐火性差，鑄件易產(chǎn)生粘砂缺陷，影響鑄件的清理和切削加工。產(chǎn)生粘砂缺陷，影響鑄件的清理和切削加工。退讓性：指在鑄件凝固冷卻時，型（芯）砂能被壓縮的能力。退讓性退讓性：指在鑄件凝固冷卻時，型（芯）砂能被壓縮的能力。退讓性差，鑄件的內(nèi)應(yīng)力將加大甚至產(chǎn)生裂紋。差，鑄件的內(nèi)應(yīng)力將加大甚至產(chǎn)生裂紋。注：芯處于金屬液的包圍之中，故芯砂能力應(yīng)高于型砂。注：芯處于金屬液的包圍之中，故芯砂能力應(yīng)高于型砂。5參考課件 2）造型方法）造型方法（1）手工造型）手工造型 手工造型是指全部用手工或手動工具完成的造型。手工造型是指全部用手工或手動工具完成的造型。手工造型有較大的靈活性和適應(yīng)性，但生產(chǎn)率低，勞動強(qiáng)度大，鑄件質(zhì)量不手工造型有較大的靈活性和適應(yīng)性，但生產(chǎn)率低，勞動強(qiáng)度大，鑄件質(zhì)量不高。用于單件小批生產(chǎn)。高。用于單件小批生產(chǎn)。（2）機(jī)器造型）機(jī)器造型 是指用機(jī)器全部完成或至少完成緊砂操作的造型工序。是指用機(jī)器全部完成或至少完成緊砂操作的造型工序。機(jī)器造型可顯著提高鑄件的質(zhì)量和生產(chǎn)率，改善勞動條件，但需要專用的設(shè)機(jī)器造型可顯著提高鑄件的質(zhì)量和生產(chǎn)率，改善勞動條件，但需要專用的設(shè)備、砂箱和模板。主要用于大批量生產(chǎn)。備、砂箱和模板。主要用于大批量生產(chǎn)。6參考課件整整體體造造型型分分模模造造型型挖挖砂砂造造型型 模樣是整體的，分型面為平面，模樣是整體的，分型面為平面，型腔在一個砂箱內(nèi)。適于最大截面靠型腔在一個砂箱內(nèi)。適于最大截面靠一端且為平面的鑄件。一端且為平面的鑄件。模樣沿截面最大處分為兩半，型模樣沿截面最大處分為兩半，型腔位于上下兩個砂箱內(nèi)。適于最大截腔位于上下兩個砂箱內(nèi)。適于最大截面在中部或圓形鑄件。面在中部或圓形鑄件。用整模，分型面是曲面；將阻礙用整模，分型面是曲面；將阻礙起模的型砂挖去，而后再合箱。適于起模的型砂挖去，而后再合箱。適于單件小批量生產(chǎn)，分型面不是平面的單件小批量生產(chǎn)，分型面不是平面的鑄件。鑄件。常用的手工造型方法常用的手工造型方法7參考課件活活塊塊造造型型刮刮板板造造型型三三箱箱造造型型 將阻礙起模部分做成活塊，造型時應(yīng)將阻礙起模部分做成活塊，造型時應(yīng)防止活塊位置的偏移。適于單件小批量生防止活塊位置的偏移。適于單件小批量生產(chǎn)，且?guī)в型古_的鑄件。產(chǎn)，且?guī)в型古_的鑄件。用特制的刮板代替模樣進(jìn)行造型，用特制的刮板代替模樣進(jìn)行造型，省去模樣，但造型困難。適于單件小省去模樣，但造型困難。適于單件小批量的回轉(zhuǎn)體鑄件。批量的回轉(zhuǎn)體鑄件。造型采用三個砂箱造型采用三個砂箱(上、中、下上、中、下)，中砂箱的，中砂箱的高度有一定的要求。適于單件小批量生產(chǎn)，具有高度有一定的要求。適于單件小批量生產(chǎn)，具有兩個最大截面且中間還有一個小截面的鑄件。兩個最大截面且中間還有一個小截面的鑄件。8參考課件 2、造芯、造芯 芯主要用來形成鑄件的內(nèi)腔和尺寸較大的孔，有時為簡化造型工藝，芯主要用來形成鑄件的內(nèi)腔和尺寸較大的孔，有時為簡化造型工藝，也可用來形成鑄件的外形。也可用來形成鑄件的外形。單件、成批生產(chǎn)時，常采用手工造芯；大批大量生產(chǎn)時，采用機(jī)器造單件、成批生產(chǎn)時，常采用手工造芯；大批大量生產(chǎn)時，采用機(jī)器造芯。芯。造芯時，應(yīng)在芯內(nèi)放置芯骨，以提高強(qiáng)度；開設(shè)通氣孔，以增加排造芯時，應(yīng)在芯內(nèi)放置芯骨，以提高強(qiáng)度；開設(shè)通氣孔，以增加排氣能力；芯大多要烘干，以進(jìn)一步提高強(qiáng)度和透氣性。氣能力；芯大多要烘干，以進(jìn)一步提高強(qiáng)度和透氣性。3、合箱、熔煉和澆注、合箱、熔煉和澆注 合箱是將鑄型的各個部分組合成一個完整鑄型的操作過程成為合箱。合箱是將鑄型的各個部分組合成一個完整鑄型的操作過程成為合箱。合箱前檢查鑄型合箱前檢查鑄型安裝芯安裝芯蓋上型蓋上型壓緊上下型。壓緊上下型。金屬熔煉的目的是為了獲得一定的化學(xué)成分和溫度的合格金屬液。金屬熔煉的目的是為了獲得一定的化學(xué)成分和溫度的合格金屬液。澆注澆注是指將熔融金屬從澆包注入鑄型的過程。澆注時要控制好澆澆注澆注是指將熔融金屬從澆包注入鑄型的過程。澆注時要控制好澆注溫度和澆注速度，一次澆注完成。注溫度和澆注速度，一次澆注完成。4、落砂和清理、落砂和清理 落砂是指用手工或機(jī)械使鑄件和型砂、砂箱分開的過程。鑄件在砂型落砂是指用手工或機(jī)械使鑄件和型砂、砂箱分開的過程。鑄件在砂型中要冷卻到一定溫度才能落砂，落砂過早，鑄件表層會產(chǎn)生白口組織，給切中要冷卻到一定溫度才能落砂，落砂過早，鑄件表層會產(chǎn)生白口組織，給切削加工造成困難，落砂過晚，收縮應(yīng)力增大，鑄件開裂的傾向也增大。削加工造成困難，落砂過晚，收縮應(yīng)力增大，鑄件開裂的傾向也增大。清理是落砂后從鑄件上消除澆冒口、芯、毛刺、表面粘砂等過程。清清理是落砂后從鑄件上消除澆冒口、芯、毛刺、表面粘砂等過程。清理后的鑄件應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。理后的鑄件應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。9參考課件 二、鑄造工藝設(shè)計二、鑄造工藝設(shè)計 鑄造工藝設(shè)計的依據(jù)鑄造工藝設(shè)計的依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：如有無凸臺、加強(qiáng)筋等；零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：如有無凸臺、加強(qiáng)筋等；技術(shù)要求：如表面粗糙度、尺寸或位置精度等；技術(shù)要求：如表面粗糙度、尺寸或位置精度等；生產(chǎn)批量：如單件小批量或大批大量；生產(chǎn)批量：如單件小批量或大批大量；生產(chǎn)條件：如鑄造設(shè)備、技術(shù)水平等。生產(chǎn)條件：如鑄造設(shè)備、技術(shù)水平等。鑄造工藝設(shè)計的主要內(nèi)容鑄造工藝設(shè)計的主要內(nèi)容選擇澆注位置和分型面；選擇澆注位置和分型面；確定鑄造工藝參數(shù)；確定鑄造工藝參數(shù)；設(shè)計澆注系統(tǒng)。設(shè)計澆注系統(tǒng)。10參考課件 1、澆注位置和分型面的選擇、澆注位置和分型面的選擇 1）澆注位置的選擇）澆注位置的選擇 澆注位置是指澆注時鑄型分型面所處的位置，分型面是指上、下鑄型澆注位置是指澆注時鑄型分型面所處的位置，分型面是指上、下鑄型之間的接合面，它可為水平、垂直或傾斜的。之間的接合面，它可為水平、垂直或傾斜的。選擇澆注位置的基本原則是：選擇澆注位置的基本原則是：鑄件的重要表面應(yīng)朝下或位于側(cè)面。金屬液中的渣、氣體等易上浮，鑄件的重要表面應(yīng)朝下或位于側(cè)面。金屬液中的渣、氣體等易上浮，使鑄件上部缺陷比下部多，組織也不如下部致密。使鑄件上部缺陷比下部多，組織也不如下部致密。鑄件的寬大平面應(yīng)朝下。如寬大平面朝上，型腔上表面被高溫烘烤的鑄件的寬大平面應(yīng)朝下。如寬大平面朝上，型腔上表面被高溫烘烤的面積大、型砂容易因急劇熱膨脹而向外拱起并開裂，形成夾砂缺陷。面積大、型砂容易因急劇熱膨脹而向外拱起并開裂，形成夾砂缺陷。鑄件的薄壁部分應(yīng)放在型腔的下部或垂直、傾斜位置，以利于金屬液鑄件的薄壁部分應(yīng)放在型腔的下部或垂直、傾斜位置，以利于金屬液的充填，防止產(chǎn)生冷隔及澆不足等缺陷。的充填，防止產(chǎn)生冷隔及澆不足等缺陷。鑄件較厚的部分，澆注時應(yīng)處于型腔上部，以便安放冒口，實(shí)現(xiàn)自下鑄件較厚的部分，澆注時應(yīng)處于型腔上部，以便安放冒口，實(shí)現(xiàn)自下而上的定向凝固，防止縮孔。而上的定向凝固，防止縮孔。11參考課件12參考課件 2）分型面的選擇）分型面的選擇 分型面是指上、下鑄型之間的接合面，它可為水平、垂直或傾斜的。分型面是指上、下鑄型之間的接合面，它可為水平、垂直或傾斜的。選擇分型面的基本原則是：選擇分型面的基本原則是：分型面應(yīng)選擇在鑄件的最大截面處，以便于起模。分型面應(yīng)選擇在鑄件的最大截面處，以便于起模。盡量使分型面為平直面，且數(shù)量只有一個。這樣能使造型簡便，并能盡量使分型面為平直面，且數(shù)量只有一個。這樣能使造型簡便，并能減少錯箱等缺。減少錯箱等缺。上上下下上上中中下下上上下下13參考課件盡量使鑄件的全部或大部分處于同一砂箱中，以保證鑄件的精度。盡量使鑄件的全部或大部分處于同一砂箱中，以保證鑄件的精度。應(yīng)考慮下芯、檢驗(yàn)和合箱的方便。應(yīng)考慮下芯、檢驗(yàn)和合箱的方便。上上下下上上下下14參考課件 2、主要鑄造工藝參數(shù)、主要鑄造工藝參數(shù) 1）加工余量）加工余量 為了保證鑄件加工面尺寸和零件精度，在鑄造工藝設(shè)計時應(yīng)增加在機(jī)為了保證鑄件加工面尺寸和零件精度，在鑄造工藝設(shè)計時應(yīng)增加在機(jī)械加工時切除的金屬層厚度，它等于后續(xù)所有加工工序的加工余量之和。械加工時切除的金屬層厚度，它等于后續(xù)所有加工工序的加工余量之和。加工余量過大，將增加金屬的消耗和切削加工工時；加工余量過小，可能加工余量過大，將增加金屬的消耗和切削加工工時；加工余量過小，可能造成零件報廢。造成零件報廢。對于某個具體零件，凡圖紙上標(biāo)注有表面粗糙度符號、尺寸公差、螺對于某個具體零件，凡圖紙上標(biāo)注有表面粗糙度符號、尺寸公差、螺紋符號或表面形位公差代號的部位，都應(yīng)給出加工余量。紋符號或表面形位公差代號的部位，都應(yīng)給出加工余量。零件上的孔、槽是否要鑄出，應(yīng)考慮工藝上的可行性和使用上的必要零件上的孔、槽是否要鑄出，應(yīng)考慮工藝上的可行性和使用上的必要性。通常較大的孔和槽應(yīng)鑄出，以節(jié)省金屬材料和切削加工工時；較小的性。通常較大的孔和槽應(yīng)鑄出，以節(jié)省金屬材料和切削加工工時；較小的孔、槽不必鑄出，留待機(jī)械加工反而更為經(jīng)濟(jì)?？?、槽不必鑄出，留待機(jī)械加工反而更為經(jīng)濟(jì)。15參考課件無拔模斜度無拔模斜度有拔模斜度有拔模斜度 2）拔模斜度）拔模斜度 為了便于模樣從鑄型中取出，模樣上凡與拔模方向平行的表面都應(yīng)有為了便于模樣從鑄型中取出，模樣上凡與拔模方向平行的表面都應(yīng)有一定的斜度，稱為拔模斜度。一定的斜度，稱為拔模斜度。拔模斜度的大小取決于高度、造型方法、模樣材料等因素。壁越高，拔模斜度的大小取決于高度、造型方法、模樣材料等因素。壁越高，斜度越大；機(jī)器造型的斜度應(yīng)比手工造型??；金屬模的斜度比木模??；外斜度越大；機(jī)器造型的斜度應(yīng)比手工造型?。唤饘倌５男倍缺饶灸Ｐ。煌饽Ｐ倍葢?yīng)比內(nèi)壁小。模斜度應(yīng)比內(nèi)壁小。16參考課件 3）鑄造圓角）鑄造圓角 在設(shè)計鑄件和制造模樣時，相交壁的連接處要做圓弧過渡，稱為鑄造在設(shè)計鑄件和制造模樣時，相交壁的連接處要做圓弧過渡，稱為鑄造圓角。圓角。鑄造圓角可使砂型不易損壞，并使鑄件避免在尖角處產(chǎn)生縮孔、縮松鑄造圓角可使砂型不易損壞，并使鑄件避免在尖角處產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷和形成應(yīng)力集中。等缺陷和形成應(yīng)力集中。鑄造圓角半徑一般取壁厚的鑄造圓角半徑一般取壁厚的0.20.4倍，尺寸在技術(shù)要求中統(tǒng)一注明，倍，尺寸在技術(shù)要求中統(tǒng)一注明，在圖上一般不標(biāo)注鑄造圓角。在圖上一般不標(biāo)注鑄造圓角。4）鑄造收縮率）鑄造收縮率 鑄件在冷卻時尺寸縮小的百分率鑄件在冷卻時尺寸縮小的百分率稱為收縮率。由于鑄造合金冷卻時收稱為收縮率。由于鑄造合金冷卻時收縮，因而為了保證鑄件應(yīng)有的尺寸，縮，因而為了保證鑄件應(yīng)有的尺寸，制造模樣時，必須使模樣尺寸大于鑄制造模樣時，必須使模樣尺寸大于鑄件尺寸。件尺寸。收縮率的大小與金屬的線收縮率收縮率的大小與金屬的線收縮率有關(guān)?；诣T鐵為有關(guān)。灰鑄鐵為0.71.0%；鑄鋼為；鑄鋼為1.52.0%。17參考課件 3、澆注系統(tǒng)、澆注系統(tǒng) 為了使金屬液順利填充型腔而在砂型中開設(shè)的通道稱為澆注系統(tǒng)。為了使金屬液順利填充型腔而在砂型中開設(shè)的通道稱為澆注系統(tǒng)。澆口杯：澆口杯承接來至澆包的金屬液，以便于澆注，并緩和金屬液對澆口杯：澆口杯承接來至澆包的金屬液，以便于澆注，并緩和金屬液對砂型的沖擊，阻擋熔渣流入型腔。砂型的沖擊，阻擋熔渣流入型腔。直澆道：直澆道以其高度產(chǎn)生的靜壓力使金屬液充滿型腔的各個部分。直澆道：直澆道以其高度產(chǎn)生的靜壓力使金屬液充滿型腔的各個部分。橫澆道：橫澆道將金屬液分配給各個內(nèi)澆道，并起阻渣作用。橫澆道：橫澆道將金屬液分配給各個內(nèi)澆道，并起阻渣作用。內(nèi)澆道：控制金屬液流入型腔的方向和速度。內(nèi)澆道：控制金屬液流入型腔的方向和速度。冒口：對鑄件的最后凝固部位供給金屬液，起補(bǔ)縮作用。冒口：對鑄件的最后凝固部位供給金屬液，起補(bǔ)縮作用。18參考課件熔模鑄造的工藝過程 三、其他鑄造方法簡介三、其他鑄造方法簡介 1、熔模鑄造、熔模鑄造 熔模鑄造是利用易熔材料（如蠟料）制成模樣，在模樣上包覆若干層耐熔模鑄造是利用易熔材料（如蠟料）制成模樣，在模樣上包覆若干層耐火涂料，然后制成硬殼，熔去模樣后，經(jīng)高溫焙燒即可澆注的鑄造方法?；鹜苛希缓笾瞥捎矚?，熔去模樣后，經(jīng)高溫焙燒即可澆注的鑄造方法。19參考課件 熔模鑄造的特點(diǎn)：熔模鑄造的特點(diǎn)：無分型面，且型腔內(nèi)表面光潔，故熔模鑄造可生產(chǎn)出精度高、表面無分型面，且型腔內(nèi)表面光潔，故熔模鑄造可生產(chǎn)出精度高、表面質(zhì)量好、形狀很復(fù)雜的鑄件；熔模鑄造能適用于各種鑄造合金，各種生質(zhì)量好、形狀很復(fù)雜的鑄件；熔模鑄造能適用于各種鑄造合金，各種生產(chǎn)批量；產(chǎn)批量；缺點(diǎn)是生產(chǎn)工序多，生產(chǎn)周期長，鑄件不能太大。缺點(diǎn)是生產(chǎn)工序多，生產(chǎn)周期長，鑄件不能太大。熔模鑄造的應(yīng)用范圍：熔模鑄造的應(yīng)用范圍：用于形狀復(fù)雜，精度要求較高或難以切削加工的小型零件的成批生用于形狀復(fù)雜，精度要求較高或難以切削加工的小型零件的成批生產(chǎn)。產(chǎn)。目前在航空航天、船舶、汽車等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。目前在航空航天、船舶、汽車等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。20參考課件垂直分型式金屬型鑄造 2、金屬型鑄造、金屬型鑄造 將液態(tài)金屬澆入金屬鑄型以獲得鑄件的方法。將液態(tài)金屬澆入金屬鑄型以獲得鑄件的方法。金屬型常用鑄鐵和鑄鋼制成。按照分型面的方位，金屬型可分為整體式、金屬型常用鑄鐵和鑄鋼制成。按照分型面的方位，金屬型可分為整體式、垂直分型式、水平分型式和符合分型式。垂直分型式、水平分型式和符合分型式。金屬型鑄造的特點(diǎn)：金屬型鑄造的特點(diǎn)：金屬型鑄造可一型多鑄、生產(chǎn)率金屬型鑄造可一型多鑄、生產(chǎn)率高、成本低，便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化高、成本低，便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化；和自動化；金屬型鑄件精度高，表面質(zhì)量較金屬型鑄件精度高，表面質(zhì)量較好，表面粗糙度值小，減少了切削加好，表面粗糙度值小，減少了切削加工余量；工余量；金屬型導(dǎo)熱快，鑄件冷卻快，鑄金屬型導(dǎo)熱快，鑄件冷卻快，鑄件晶粒細(xì)小，力學(xué)性能得到提高；件晶粒細(xì)小，力學(xué)性能得到提高；但是由于金屬液的流動性降低，但是由于金屬液的流動性降低，容易產(chǎn)生澆不足，冷隔等缺陷，因而鑄件的形狀不宜過于復(fù)雜，壁不宜過容易產(chǎn)生澆不足，冷隔等缺陷，因而鑄件的形狀不宜過于復(fù)雜，壁不宜過??；金屬型制造成本高，周期長，故金屬鑄造不適合單件小批量生產(chǎn)。??；金屬型制造成本高，周期長，故金屬鑄造不適合單件小批量生產(chǎn)。金屬型鑄造的應(yīng)用范圍：金屬型鑄造的應(yīng)用范圍：用于有色金屬鑄件的大批量生產(chǎn)，如鋁合金活塞，汽缸等。用于有色金屬鑄件的大批量生產(chǎn)，如鋁合金活塞，汽缸等。21參考課件 第二節(jié)第二節(jié) 鍛壓成型鍛壓成型 鍛壓是利用金屬的塑性變形，改變坯料的尺寸和形狀，并改善其內(nèi)部組鍛壓是利用金屬的塑性變形，改變坯料的尺寸和形狀，并改善其內(nèi)部組織和力學(xué)性能，獲得所需毛坯或零件的成形加工方法?？椇土W(xué)性能，獲得所需毛坯或零件的成形加工方法。鍛壓主要有鍛造和沖壓。鍛壓主要有鍛造和沖壓。一、鍛造一、鍛造 鍛造：在加壓設(shè)備及工（模）具的作用下，使坯料或鑄錠產(chǎn)生局部或全鍛造：在加壓設(shè)備及工（模）具的作用下，使坯料或鑄錠產(chǎn)生局部或全部的塑性變形，以獲得一定幾何尺寸、形狀和質(zhì)量的鍛件的加工方法。部的塑性變形，以獲得一定幾何尺寸、形狀和質(zhì)量的鍛件的加工方法。自由鍛自由鍛 模鍛模鍛 胎模鍛胎模鍛22參考課件 1、自由鍛、自由鍛 只用簡單的通用性鍛造工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧之間直接使坯只用簡單的通用性鍛造工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧之間直接使坯料變形而獲得鍛件的鍛造方法。它可分為料變形而獲得鍛件的鍛造方法。它可分為手工自由鍛手工自由鍛和和機(jī)器自由鍛機(jī)器自由鍛。自由鍛的特點(diǎn)：自由鍛的特點(diǎn)：自由鍛可加工各種大小的鍛件，對于自由鍛可加工各種大小的鍛件，對于大型鍛件，自由鍛是惟一的生產(chǎn)方法；大型鍛件，自由鍛是惟一的生產(chǎn)方法；自由鍛所用的生產(chǎn)準(zhǔn)備時間較短；自由鍛所用的生產(chǎn)準(zhǔn)備時間較短；自由鍛生產(chǎn)率低，勞動強(qiáng)度大，且鍛自由鍛生產(chǎn)率低，勞動強(qiáng)度大，且鍛件形狀簡單，精度低，加工余量大，故件形狀簡單，精度低，加工余量大，故適用于單件小批量生產(chǎn)。適用于單件小批量生產(chǎn)。23參考課件空空氣氣錘錘的的工工作作原原理理 1）自由鍛設(shè)備）自由鍛設(shè)備（1）空氣錘空氣錘 空氣錘是以壓縮空氣為工作介質(zhì)，驅(qū)動錘頭上下運(yùn)動而進(jìn)行工作空氣錘是以壓縮空氣為工作介質(zhì)，驅(qū)動錘頭上下運(yùn)動而進(jìn)行工作的，其噸位一般在的，其噸位一般在50750kg之間，主要用于小型鍛件的生產(chǎn)。之間，主要用于小型鍛件的生產(chǎn)。24參考課件蒸蒸汽汽空空氣氣自自由由鍛鍛錘錘水水壓壓機(jī)機(jī)（2）蒸汽）蒸汽空氣自由鍛錘空氣自由鍛錘 蒸汽蒸汽空氣自由鍛錘是以蒸汽或壓縮空氣為工作介質(zhì)驅(qū)動錘頭上下空氣自由鍛錘是以蒸汽或壓縮空氣為工作介質(zhì)驅(qū)動錘頭上下運(yùn)動而進(jìn)行工作的，其常用噸位為運(yùn)動而進(jìn)行工作的，其常用噸位為15t，適用于鍛造中型或較大型的鍛件。，適用于鍛造中型或較大型的鍛件。（3）水壓機(jī)）水壓機(jī) 水壓機(jī)是利用高壓水形成的巨大靜壓力使金屬變形，主要用于大型鍛件水壓機(jī)是利用高壓水形成的巨大靜壓力使金屬變形，主要用于大型鍛件的生產(chǎn)。的生產(chǎn)。25參考課件 2）自由鍛的基本工序）自由鍛的基本工序（1）鐓粗）鐓粗 鐓粗是使坯料高度減小、橫斷面積增大的鍛造工序，有完全鐓粗和鐓粗是使坯料高度減小、橫斷面積增大的鍛造工序，有完全鐓粗和局部鐓粗兩種。局部鐓粗兩種。26參考課件（2）拔長）拔長 拔長是使坯料橫截面積減小，長度增加的鍛造工序，可分為平砧拔長拔長是使坯料橫截面積減小，長度增加的鍛造工序，可分為平砧拔長和芯棒拔長兩種。和芯棒拔長兩種。芯棒拔長是減小空心坯料的壁厚增加其長度的鍛造工序。芯棒拔長是減小空心坯料的壁厚增加其長度的鍛造工序。拔長用來生產(chǎn)軸桿類鍛件或長筒類鍛件。拔長用來生產(chǎn)軸桿類鍛件或長筒類鍛件。27參考課件（3）沖孔）沖孔 沖孔是在坯料上沖出透孔或不透孔的鍛造工序。沖孔是在坯料上沖出透孔或不透孔的鍛造工序。沖孔前一般需將坯料鐓粗，以減小沖孔高度。沖孔前一般需將坯料鐓粗，以減小沖孔高度。較薄的坯料可單面沖孔，較厚的壞料需雙面沖孔。較薄的坯料可單面沖孔，較厚的壞料需雙面沖孔。28參考課件 2、模鍛、模鍛 模鍛是利用模具使坯料變形而獲得鍛件的鍛造方法。模鍛是利用模具使坯料變形而獲得鍛件的鍛造方法。模鍛的特點(diǎn)：模鍛的特點(diǎn)：模鍛與自由鍛相比，具有生產(chǎn)率高、鍛件外形復(fù)雜、尺寸精度高、面模鍛與自由鍛相比，具有生產(chǎn)率高、鍛件外形復(fù)雜、尺寸精度高、面粗糙度值小，加工余量小等優(yōu)點(diǎn)；粗糙度值小，加工余量小等優(yōu)點(diǎn)；模鍛件質(zhì)量受設(shè)備能力的限制一般不超過模鍛件質(zhì)量受設(shè)備能力的限制一般不超過150kg，鍛模制造成本高，模，鍛模制造成本高，模鍛適合中小鍛件的大批量生產(chǎn)。鍛適合中小鍛件的大批量生產(chǎn)。1）錘上模鍛設(shè)備）錘上模鍛設(shè)備 錘上模鍛常用的設(shè)備為蒸汽錘上模鍛常用的設(shè)備為蒸汽空氣模鍛錘，其工作原理與蒸汽空氣模鍛錘，其工作原理與蒸汽空氣空氣自由鍛錘基本相同，常用噸位為自由鍛錘基本相同，常用噸位為115t、模鍛件質(zhì)量為、模鍛件質(zhì)量為0.5150kg。29參考課件 2）鍛模結(jié)構(gòu)）鍛模結(jié)構(gòu) 上模緊固在錘頭上下模緊固在模墊上。上、下模的分界面稱為分模面，上模緊固在錘頭上下模緊固在模墊上。上、下模的分界面稱為分模面，上、下模之間的空腔稱為模膛。上、下模之間的空腔稱為模膛。模鍛時，將加熱好的坯料放在下模膛中，上模隨錘頭向下運(yùn)動，當(dāng)上、模鍛時，將加熱好的坯料放在下模膛中，上模隨錘頭向下運(yùn)動，當(dāng)上、下模合攏時，坯料充滿整個模膛，多余的坯料流入飛邊槽，取出后得到帶飛下模合攏時，坯料充滿整個模膛，多余的坯料流入飛邊槽，取出后得到帶飛邊的鍛件。在切邊模上切去飛邊，便得到所需鍛件。邊的鍛件。在切邊模上切去飛邊，便得到所需鍛件。30參考課件 3）鍛模模膛）鍛模模膛 模膛通?？煞譃橹婆髂Ｌ拧㈩A(yù)鍛模膛和終鍛模膛。模膛通?？煞譃橹婆髂Ｌ?、預(yù)鍛模膛和終鍛模膛。形狀復(fù)雜的鍛件需先經(jīng)制坯模膛鍛打后才能放入預(yù)鍛模膛預(yù)鍛。坯料經(jīng)形狀復(fù)雜的鍛件需先經(jīng)制坯模膛鍛打后才能放入預(yù)鍛模膛預(yù)鍛。坯料經(jīng)預(yù)鍛后，形狀、尺寸進(jìn)一步接近鍛件最后經(jīng)終鍛模膛終鍛成形，成為帶飛預(yù)鍛后，形狀、尺寸進(jìn)一步接近鍛件最后經(jīng)終鍛模膛終鍛成形，成為帶飛邊的鍛件。邊的鍛件。4）連皮）連皮 帶通孔的鍛件在鍛打過程中不能直接形成通孔，總是留下一層金屬，稱帶通孔的鍛件在鍛打過程中不能直接形成通孔，總是留下一層金屬，稱為連皮。為連皮。連皮需在模鍛后立即沖去。連皮需在模鍛后立即沖去。切邊和沖去連皮后的鍛件應(yīng)進(jìn)行校正。切邊和沖去連皮后的鍛件應(yīng)進(jìn)行校正。31參考課件 3、胎模鍛、胎模鍛 胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上使用可移動的簡單模具生產(chǎn)鍛件的一種鍛造胎模鍛是在自由鍛設(shè)備上使用可移動的簡單模具生產(chǎn)鍛件的一種鍛造方法。胎模不固定在錘頭或砧座上，使用時才放到自由鍛錘的下砧上，用方法。胎模不固定在錘頭或砧座上，使用時才放到自由鍛錘的下砧上，用完后再搬下。完后再搬下。胎膜鍛的特點(diǎn)：胎膜鍛的特點(diǎn)：與自由鍛相比：由于坯料在模膛內(nèi)成形，鍛件尺寸比較精確，表面比與自由鍛相比：由于坯料在模膛內(nèi)成形，鍛件尺寸比較精確，表面比較光潔，流線組織的分布比較合理，質(zhì)量較高；由于鍛件形狀由模膛控制，較光潔，流線組織的分布比較合理，質(zhì)量較高；由于鍛件形狀由模膛控制，所以坯料成形較快，生產(chǎn)率比自由鍛高所以坯料成形較快，生產(chǎn)率比自由鍛高15倍；胎模鍛能鍛出形狀比較復(fù)雜倍；胎模鍛能鍛出形狀比較復(fù)雜的鍛件；加工余量較小，既可節(jié)省金屬材料，又能減少機(jī)加工工時。的鍛件；加工余量較小，既可節(jié)省金屬材料，又能減少機(jī)加工工時。與模鍛相比，設(shè)備簡便和工藝靈活等優(yōu)點(diǎn)。與模鍛相比，設(shè)備簡便和工藝靈活等優(yōu)點(diǎn)。胎模鍛主要用于小型鍛件的中小批量生產(chǎn)。胎模鍛主要用于小型鍛件的中小批量生產(chǎn)。胎模鍛工藝流程32參考課件 二、沖壓二、沖壓 利用沖模使板料分離或成形而得到制件的加工方法稱為沖壓。利用沖模使板料分離或成形而得到制件的加工方法稱為沖壓。沖壓的特點(diǎn)：沖壓的特點(diǎn)：沖壓操作簡便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，因而生產(chǎn)率高，制件成本沖壓操作簡便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，因而生產(chǎn)率高，制件成本低；低；沖壓件精度高，表面質(zhì)量好，互換性好，一般不需切削加工即可投入沖壓件精度高，表面質(zhì)量好，互換性好，一般不需切削加工即可投入使用；使用；沖壓件質(zhì)量輕、強(qiáng)度、剛度高，有利于減輕結(jié)構(gòu)重量；沖壓件質(zhì)量輕、強(qiáng)度、剛度高，有利于減輕結(jié)構(gòu)重量；模具制造復(fù)雜，周期長、成本高。模具制造復(fù)雜，周期長、成本高。沖壓分冷沖壓與熱沖壓沖壓分冷沖壓與熱沖壓 在常溫下進(jìn)行的沖壓加工稱為冷沖壓。冷沖壓所用板材應(yīng)具有良好的在常溫下進(jìn)行的沖壓加工稱為冷沖壓。冷沖壓所用板材應(yīng)具有良好的塑性，且厚度應(yīng)在塑性，且厚度應(yīng)在8mm以下；以下；當(dāng)板料厚度超過當(dāng)板料厚度超過8mm時，宜采用熱沖壓。時，宜采用熱沖壓。33參考課件開式?jīng)_床 1、沖壓設(shè)備、沖壓設(shè)備 沖壓設(shè)備主要有沖床、壓力機(jī)、剪沖壓設(shè)備主要有沖床、壓力機(jī)、剪板機(jī)和折彎機(jī)等。板機(jī)和折彎機(jī)等。開式?jīng)_床裝卸和操作方便，公稱壓開式?jīng)_床裝卸和操作方便，公稱壓力通常為力通常為602000kN。閉式?jīng)_床操作不夠方便，公稱壓力閉式?jīng)_床操作不夠方便，公稱壓力大，通常為大，通常為10003000kN。壓力機(jī)剪板機(jī)折彎機(jī)34參考課件落料沖孔 2、沖壓的基本工序、沖壓的基本工序 1）沖裁）沖裁 沖裁是利用沖模將板料以封閉的輪廓與坯料分離的沖壓方法。沖裁是利用沖模將板料以封閉的輪廓與坯料分離的沖壓方法。落料：沖裁時，如果落下的部分是零件，周邊是廢料；落料：沖裁時，如果落下的部分是零件，周邊是廢料；沖孔：沖裁時，如果周邊是零件，落下的部分是廢料。沖孔：沖裁時，如果周邊是零件，落下的部分是廢料。35參考課件 2）彎曲）彎曲 彎曲是將板料、型材或管材在彎矩作用下，彎曲成具有一定曲率和角彎曲是將板料、型材或管材在彎矩作用下，彎曲成具有一定曲率和角度的制件的成形方法。度的制件的成形方法。彎曲過程彎曲過程 板料放在凹模上，當(dāng)凸模把板料向凹模壓下時，板料彎曲半徑逐漸減板料放在凹模上，當(dāng)凸模把板料向凹模壓下時，板料彎曲半徑逐漸減小，直到凸、凹模與板料完全吻合為止。小，直到凸、凹模與板料完全吻合為止。為了防止彎曲開裂，彎曲模的彎曲半徑要大于限定的最小半徑為了防止彎曲開裂，彎曲模的彎曲半徑要大于限定的最小半徑rmin，通常通常rmin=(0.251)，為金屬板料的厚度。為金屬板料的厚度。36參考課件 3）拉深）拉深 拉深是利用模具使板料成形為空心件的沖壓方法。拉深是利用模具使板料成形為空心件的沖壓方法。拉深過程拉深過程 板料在凸模作用下，逐漸被壓入凹模內(nèi)，形成產(chǎn)品。板料在凸模作用下，逐漸被壓入凹模內(nèi)，形成產(chǎn)品。拉深時為防止工件起皺，必須使用壓邊圈以適當(dāng)?shù)膲毫⑴髁蠅涸诎寄Ｉ稀＠顣r為防止工件起皺，必須使用壓邊圈以適當(dāng)?shù)膲毫⑴髁蠅涸诎寄Ｉ稀榉乐构ぜ焕?，要求拉深模的頂角以圓弧過渡；凹、凸模之間留有大于為防止工件被拉裂，要求拉深模的頂角以圓弧過渡；凹、凸模之間留有大于板厚的間隙；確定合理的拉深系數(shù)板厚的間隙；確定合理的拉深系數(shù)m。m是空心件直徑是空心件直徑d與坯料直徑與坯料直徑D之比，之比，即即m=d/D。m越小，坯料變形越嚴(yán)重。對于一次拉深成形的空心件，一般取越小，坯料變形越嚴(yán)重。對于一次拉深成形的空心件，一般取m=0.50.8。對于深度較大的拉伸件，可采用多次拉深，并在其間穿插再結(jié)。對于深度較大的拉伸件，可采用多次拉深，并在其間穿插再結(jié)晶退火，以恢復(fù)材料的塑性。晶退火，以恢復(fù)材料的塑性。37參考課件 3、沖模、沖模 1）簡單模）簡單模 在壓力機(jī)的一次行程中只能完成一個沖壓工序的沖模。在壓力機(jī)的一次行程中只能完成一個沖壓工序的沖模。簡單模結(jié)構(gòu)簡單，制造容易、但精度不高、生產(chǎn)效率較低，適宜小批簡單模結(jié)構(gòu)簡單，制造容易、但精度不高、生產(chǎn)效率較低，適宜小批量生產(chǎn)。量生產(chǎn)。38參考課件 2）連續(xù)模）連續(xù)模 在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的不同部位上同時完成數(shù)次沖壓工序在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的不同部位上同時完成數(shù)次沖壓工序的沖模。的沖模。連續(xù)模生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動化，但制造比較麻煩，成本也較高，連續(xù)模生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動化，但制造比較麻煩，成本也較高，適宜一般精度的大批量生產(chǎn)。適宜一般精度的大批量生產(chǎn)。39參考課件 3）復(fù)合膜）復(fù)合膜 在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的同一位置完成兩個以上沖壓工序的在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的同一位置完成兩個以上沖壓工序的沖模。沖模。復(fù)合模能保證較高的零件精度，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，故適宜高精復(fù)合模能保證較高的零件精度，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，故適宜高精度的大批量生產(chǎn)。度的大批量生產(chǎn)。40參考課件 三、擠、軋、拉工藝三、擠、軋、拉工藝 1、擠壓、擠壓 擠壓是使金屬坯料在擠壓模內(nèi)受壓被擠出模孔而成形的加工方法。擠壓是使金屬坯料在擠壓模內(nèi)受壓被擠出?？锥尚蔚募庸し椒āＵ龜D壓：沖頭運(yùn)動方向與金屬坯料流動方向一致；正擠壓：沖頭運(yùn)動方向與金屬坯料流動方向一致；反擠壓：沖頭運(yùn)動方向與金屬坯料流動方向相反；反擠壓：沖頭運(yùn)動方向與金屬坯料流動方向相反；復(fù)合擠壓：擠壓中一部分金屬坯料的流動方向與沖頭運(yùn)動方向一復(fù)合擠壓：擠壓中一部分金屬坯料的流動方向與沖頭運(yùn)動方向一 致，另一部分金屬坯料流動方向與沖頭運(yùn)動方向相反。致，另一部分金屬坯料流動方向與沖頭運(yùn)動方向相反。41參考課件按金屬坯料受擠壓時溫度的高低，擠壓可分為：按金屬坯料受擠壓時溫度的高低，擠壓可分為：冷擠壓：在室溫下進(jìn)行的擠壓。冷擠壓：在室溫下進(jìn)行的擠壓。材料利用率高，材料的組織和機(jī)械性能得到改善，操作簡單，生產(chǎn)率高，材料利用率高，材料的組織和機(jī)械性能得到改善，操作簡單，生產(chǎn)率高，可制作長桿、深孔、薄壁、異型斷面零件?？芍谱鏖L桿、深孔、薄壁、異型斷面零件。熱擠壓：在金屬再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的擠壓。熱擠壓：在金屬再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的擠壓。廣泛用于生產(chǎn)鋁、銅等有色金的管材和型材等，屬于冶金工業(yè)范圍。鋼廣泛用于生產(chǎn)鋁、銅等有色金的管材和型材等，屬于冶金工業(yè)范圍。鋼的熱擠壓既用以生產(chǎn)特殊的管材和型材，也用以生產(chǎn)難以用冷擠壓或溫擠壓的熱擠壓既用以生產(chǎn)特殊的管材和型材，也用以生產(chǎn)難以用冷擠壓或溫擠壓成形的實(shí)心和空心（通孔或不通孔）的碳鋼和合金鋼零件。成形的實(shí)心和空心（通孔或不通孔）的碳鋼和合金鋼零件。溫擠壓：在室溫以上和再結(jié)晶溫度之間進(jìn)行的擠壓。溫擠壓：在室溫以上和再結(jié)晶溫度之間進(jìn)行的擠壓。它介于冷擠壓和熱擠壓之間，兼顧兩者的優(yōu)點(diǎn)。但是溫擠壓需要加熱坯它介于冷擠壓和熱擠壓之間，兼顧兩者的優(yōu)點(diǎn)。但是溫擠壓需要加熱坯料和預(yù)熱模具，高溫潤滑尚不夠理想，模具壽命較短，所以應(yīng)用不甚廣泛。料和預(yù)熱模具，高溫潤滑尚不夠理想，模具壽命較短，所以應(yīng)用不甚廣泛。42參考課件 2、軋制、軋制 軋制是使金屬坯料通過一對回轉(zhuǎn)軋輥的空隙，使之受壓產(chǎn)生塑性變形，軋制是使金屬坯料通過一對回轉(zhuǎn)軋輥的空隙，使之受壓產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需產(chǎn)品的加工方法。從而獲得所需產(chǎn)品的加工方法。軋制主要用于生產(chǎn)各種金屬型材、板材和管材以及其他各種（如連桿、軋制主要用于生產(chǎn)各種金屬型材、板材和管材以及其他各種（如連桿、鉆頭、齒輪、輪箍、軸類等）零件。鉆頭、齒輪、輪箍、軸類等）零件。3、拉拔、拉拔 拉撥是利用金屬坯料通過拉拔模的?？桩a(chǎn)生塑性變形而獲得產(chǎn)品的加拉撥是利用金屬坯料通過拉拔模的模孔產(chǎn)生塑性變形而獲得產(chǎn)品的加工方法。工方法。拉拔主要用于生產(chǎn)各種細(xì)線材、薄壁管及各種特殊幾何形狀的型材。拉拔主要用于生產(chǎn)各種細(xì)線材、薄壁管及各種特殊幾何形狀的型材。43參考課件 焊接是通過加熱或加壓或二者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)焊接是通過加熱或加壓或二者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)到原子間結(jié)合的一種加工方法。到原子間結(jié)合的一種加工方法。（1）熔焊）熔焊 熔焊是在焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接熔焊是在焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。常用的熔焊方法有的方法。常用的熔焊方法有手工電弧焊手工電弧焊、埋弧焊埋弧焊、氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊和和氣焊氣焊等。等。（2）壓焊）壓焊 壓焊是在焊接過程中，對焊件通過施加壓力（加熱或不加熱）完成焊接壓焊是在焊接過程中，對焊件通過施加壓力（加熱或不加熱）完成焊接的方法。常用的壓焊方法有的方法。常用的壓焊方法有電阻焊電阻焊、摩擦焊摩擦焊等。等。（3）釬焊）釬焊 釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱至高于釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱至高于釬料熔點(diǎn)、低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料釬料熔點(diǎn)、低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料“潤濕潤濕”母材，填充接頭間母材，填充接頭間隙，并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。隙，并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。第三節(jié)第三節(jié) 焊接焊接44參考課件 手工電弧焊的焊條 一、手工電弧焊一、手工電弧焊 電弧焊是以電弧作為焊接熱源的熔焊方法。用于手工操作焊條進(jìn)行焊接電弧焊是以電弧作為焊接熱源的熔焊方法。用于手工操作焊條進(jìn)行焊接的電弧焊稱為手工電弧焊。的電弧焊稱為手工電弧焊。1、焊接過程、焊接過程 將焊條和焊件與電焊機(jī)的兩極相連，然后引弧，電弧熱使焊件接頭處的將焊條和焊件與電焊機(jī)的兩極相連，然后引弧，電弧熱使焊件接頭處的金屬和焊條端部熔化，形成熔池。金屬和焊條端部熔化，形成熔池。藥皮燃燒形成氣體及熔渣，保護(hù)溶池金屬不被氧化。隨著焊條的移動，藥皮燃燒形成氣體及熔渣，保護(hù)溶池金屬不被氧化。隨著焊條的移動，新的熔池不斷形成，舊的熔池不斷凝固，形成焊縫。新的熔池不斷形成，舊的熔池不斷凝固，形成焊縫。45參考課件 2、焊接電弧、焊接電弧 指在焊件和焊條間的氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。指在焊件和焊條間的氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。1）焊接電弧的產(chǎn)生）焊接電弧的產(chǎn)生 將焊條與焊件將焊條與焊件接觸接觸，由于電阻熱，接觸處溫度急劇升高。，由于電阻熱，接觸處溫度急劇升高。將焊條微微將焊條微微提起提起，使焊條與焊件之間形成電場。，使焊條與焊件之間形成電場。電場力作用下，陰極發(fā)射出大量電子，與兩極之間的氣體分子相電場力作用下，陰極發(fā)射出大量電子，與兩極之間的氣體分子相撞擊撞擊，使之電離。帶電粒子向兩極使之電離。帶電粒子向兩極高速運(yùn)動，形成電弧高速運(yùn)動，形成電弧。46參考課件 2）電弧的熱量分布）電弧的熱量分布 焊接電弧可分為焊接電弧可分為陽極區(qū)陽極區(qū)、陰極區(qū)陰極區(qū)和和弧柱區(qū)弧柱區(qū)三部分。三部分。通常陽極區(qū)產(chǎn)生的熱量占總熱量的通常陽極區(qū)產(chǎn)生的熱量占總熱量的43%，陰極區(qū)占，陰極區(qū)占36%，弧柱區(qū)的熱量，弧柱區(qū)的熱量占占21%。直流電源接線方法的不同對焊接產(chǎn)生影響。直流電源接線方法的不同對焊接產(chǎn)生影響。正接：焊件接電源正極，焊條接電源負(fù)極；正接時，焊件獲得的熱正接：焊件接電源正極，焊條接電源負(fù)極；正接時，焊件獲得的熱 量多，有利于焊透，故適于焊接厚板；量多，有利于焊透，故適于焊接厚板；負(fù)接：負(fù)接：焊件接電源負(fù)極，焊條接電源正極；負(fù)接時，焊件獲得熱量焊件接電源負(fù)極，焊條接電源正極；負(fù)接時，焊件獲得熱量 少，故適于焊接薄板，以免焊件燒穿。少，故適于焊接薄板，以免焊件燒穿。47參考課件 3、焊接設(shè)備、焊接設(shè)備 1）交流弧焊機(jī)）交流弧焊機(jī) 交流弧焊機(jī)所提供的電源是交流電，其結(jié)構(gòu)主要是一個特殊的降壓變交流弧焊機(jī)所提供的電源是交流電，其結(jié)構(gòu)主要是一個特殊的降壓變壓器。壓器。交流弧焊機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，使用可靠，維修方便，故應(yīng)用最廣。交流弧焊機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，使用可靠，維修方便，故應(yīng)用最廣。交流弧焊機(jī)的缺點(diǎn)是焊接電弧不夠穩(wěn)定。交流弧焊機(jī)的缺點(diǎn)是焊接電弧不夠穩(wěn)定。48參考課件 2）直流弧焊機(jī)）直流弧焊機(jī) 直流弧焊機(jī)所提供的電源是直流電。直流弧焊機(jī)所提供的電源是直流電。直流電焊機(jī)的特點(diǎn)：直流電焊機(jī)的特點(diǎn)：引弧容易，電弧穩(wěn)定，焊接質(zhì)量好，能適應(yīng)各類焊條；引弧容易，電弧穩(wěn)定，焊接質(zhì)量好，能適應(yīng)各類焊條；能根據(jù)焊件特點(diǎn)選正接或反接，常用于重要結(jié)構(gòu)件的焊接；能根據(jù)焊件特點(diǎn)選正接或反接，常用于重要結(jié)構(gòu)件的焊接；直流弧焊機(jī)的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高，噪聲大。直流弧焊機(jī)的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高，噪聲大。49參考課件 4、焊條、焊條 焊條是涂有藥皮的供手工電弧焊用的熔化電極。焊條是涂有藥皮的供手工電弧焊用的熔化電極。1）焊條的組成）焊條的組成 焊芯：焊芯是焊條中被藥皮包覆的金屬絲。其作用是導(dǎo)電、引弧、熔化焊芯：焊芯是焊條中被藥皮包覆的金屬絲。其作用是導(dǎo)電、引弧、熔化后填充焊縫。焊芯是用專門冶煉的金屬制成，以保證焊縫金屬的組織和性能；后填充焊縫。焊芯是用專門冶煉的金屬制成，以保證焊縫金屬的組織和性能；焊條的直徑和長度是是用焊芯的直徑和長度表示的，常用的直徑為焊條的直徑和長度是是用焊芯的直徑和長度表示的，常用的直徑為2.06.0mm，長度為，長度為300400mm。藥皮：藥皮是壓涂在焊芯表面的涂料層，其組成很復(fù)雜。藥皮的主要作藥皮：藥皮是壓涂在焊芯表面的涂料層，其組成很復(fù)雜。藥皮的主要作用是用是使電弧引燃容易，燃燒穩(wěn)定；造氣造渣，保護(hù)熔池；除去熔池中的氧、使電弧引燃容易，燃燒穩(wěn)定；造氣造渣，保護(hù)熔池；除去熔池中的氧、氫、硫、磷等有害元素并添加合金元素氫、硫、磷等有害元素并添加合金元素。50參考課件 2）焊條的型號）焊條的型號 碳鋼焊條的型號由字母碳鋼焊條的型號由字母E加四位數(shù)字組成。如加四位數(shù)字組成。如E5015 前兩位數(shù)字表示熔敷金屬的最低抗拉強(qiáng)度；前兩位數(shù)字表示熔敷金屬的最低抗拉強(qiáng)度；第三位數(shù)字表示適用的焊接位置，第三位數(shù)字表示適用的焊接位置，0和和1表示適用于各種焊接位位置；表示適用于各種焊接位位置；2表示適用于平焊；表示適用于平焊；第三位和第四位數(shù)字組合，表示焊接電流的種類及藥皮類型。第三位和第四位數(shù)字組合，表示焊接電流的種類及藥皮類型。3）焊條的分類）焊條的分類 酸性焊條：酸性焊條是指藥皮中含有多量酸性氧化物的焊條。酸性焊條：酸性焊條是指藥皮中含有多量酸性氧化物的焊條。酸性焊條在焊接時生成酸性熔渣，氧化性較強(qiáng)，合金元素?zé)龘p較多，酸性焊條在焊接時生成酸性熔渣，氧化性較強(qiáng)，合金元素?zé)龘p較多，焊縫抗裂性差，故用于一般結(jié)構(gòu)件的焊接。優(yōu)點(diǎn)是焊縫中不易形成氣孔，焊縫抗裂性差，故用于一般結(jié)構(gòu)件的焊接。優(yōu)點(diǎn)是焊縫中不易形成氣孔，能使用交、直流電源，價格較低。能使用交、直流電源，價格較低。堿性焊條：堿性焊條是指藥皮中含有多量堿性氧化物的焊條。堿性焊條：堿性焊條是指藥皮中含有多量堿性氧化物的焊條。堿性焊條能使焊縫金屬中的有害元素含量低，合金元素?zé)龘p少，焊縫堿性焊條能使焊縫金屬中的有害元素含量低，合金元素?zé)龘p少，焊縫金屬的力學(xué)性能高，抗裂性好故堿性焊條用于重要結(jié)構(gòu)件的焊接。缺點(diǎn)金屬的力學(xué)性能高，抗裂性好故堿性焊條用于重要結(jié)構(gòu)件的焊接。缺點(diǎn)是堿性焊條對油污、鐵銹、水分較敏感，易產(chǎn)生氣孔，所以焊接前要清理是堿性焊條對油污、鐵銹、水分較敏感，易產(chǎn)生氣孔，所以焊接前要清理干凈焊件接頭部位并烘干焊條。干凈焊件接頭部位并烘干焊條。堿性焊條應(yīng)采用直流反接。堿性焊條應(yīng)采用直流反接。51參考課件 4）焊條選用原則）焊條選用原則 在焊接結(jié)構(gòu)鋼焊件時，首先應(yīng)根據(jù)等強(qiáng)度原則確定焊條的強(qiáng)度等級，即在焊接結(jié)構(gòu)鋼焊件時，首先應(yīng)根據(jù)等強(qiáng)度原則確定焊條的強(qiáng)度等級，即焊條的強(qiáng)度應(yīng)與母材強(qiáng)度大致相等；焊條的強(qiáng)度應(yīng)與母材強(qiáng)度大致相等；全面分析焊件的工作要求、焊接條件、經(jīng)濟(jì)性等具體情況，選定焊條藥全面分析焊件的工作要求、焊接條件、經(jīng)濟(jì)性等具體情況，選定焊條藥皮類型及電源種類。皮類型及電源種類。對于性能要求不高的焊件以及難以清理干凈的焊件，宜選用酸性焊條；對于性能要求不高的焊件以及難以清理干凈的焊件，宜選用酸性焊條；對形狀復(fù)雜和剛度大的焊件，工作中受沖擊和變應(yīng)力的焊件，焊接時易產(chǎn)生對形狀復(fù)雜和剛度大的焊件，工作中受沖擊和變應(yīng)力的焊件，焊接時易產(chǎn)生裂紋的焊件，宜選用堿性焊條；焊接不銹鋼、耐熱鋼等金屬材料時，應(yīng)根據(jù)裂紋的焊件，宜選用堿性焊條；焊接不銹鋼、耐熱鋼等金屬材料時，應(yīng)根據(jù)母材的化學(xué)成分選用相應(yīng)成分的焊條。母材的化學(xué)成分選用相應(yīng)成分的焊條。52參考課件 5、焊接工藝、焊接工藝 1）接頭形式）接頭形式 由于焊件的形狀、工作條件和厚度的不同，焊接時需要采用不同的焊接由于焊件的形狀、工作條件和厚度的不同，焊接時需要采用不同的焊接接頭形式。接頭形式。對接接頭受力均勾，焊接時容易保證質(zhì)量，因此常用于重要的構(gòu)件中。對接接頭受力均勾，焊接時容易保證質(zhì)量，因此常用于重要的構(gòu)件中。搭接接頭焊前準(zhǔn)備和裝配比較簡單，在橋粱、屋架等結(jié)構(gòu)中常采用。搭接接頭焊前準(zhǔn)備和裝配比較簡單，在橋粱、屋架等結(jié)構(gòu)中常采用。53參考課件 2）坡口形式）坡口形式 為了保證焊件能被焊透，需根據(jù)設(shè)計或工藝需要，在焊件的待焊部位加為了保證焊件能被焊透，需根據(jù)設(shè)計或工藝需要，在焊件的待焊部位加工一定幾何形狀的溝槽，稱為坡口。工一定幾何形狀的溝槽，稱為坡口。坡口采用氣割或切削加工等方法制成。坡口采用氣割或切削加工等方法制成。3）焊接位置）焊接位置 焊接位置是指施焊時焊件接縫所處的空間位置。焊接位置是指施焊時焊件接縫所處的空間位置。平焊操作方便，焊縫成形良好，應(yīng)盡量采用。在可能的情況下應(yīng)設(shè)法平焊操作方便，焊縫成形良好，應(yīng)盡量采用。在可能的情況下應(yīng)設(shè)法使其他焊接位置轉(zhuǎn)變成平焊位置，然后進(jìn)行焊接。使其他焊接位置轉(zhuǎn)變成平焊位置，然后進(jìn)行焊接。54參考課件 6、焊接應(yīng)力與變形、焊接應(yīng)力與變形 1）焊接變形的基本形式）焊接變形的基本形式 焊接變形的基本形式有收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形和波浪焊接變形的基本形式有收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形和波浪形變形。形變形。55參考課件 2）減小焊接應(yīng)力和變形的措施）減小焊接應(yīng)力和變形的措施 設(shè)計焊件結(jié)構(gòu)時，應(yīng)盡量減少焊縫數(shù)量，盡可能使焊縫對稱分設(shè)計焊件結(jié)構(gòu)時，應(yīng)盡量減少焊縫數(shù)量，盡可能使焊縫對稱分 布，盡量避免焊縫的密集和交叉；布，盡量避免焊縫的密集和交叉；焊前預(yù)熱，焊后緩冷；焊前預(yù)熱，焊后緩冷；剛性固定法：焊前將焊件加以固定，使焊件避免變形，但會增剛性固定法：焊前將焊件加以固定，使焊件避免變形，但會增 加內(nèi)應(yīng)力；加內(nèi)應(yīng)力；反變形法：焊前朝可能變形的相反方向裝配焊件，以抵消焊接反變形法：焊前朝可能變形的相反方向裝配焊件，以抵消焊接 變形；變形；選擇合理的焊接順序；選擇合理的焊接順序；每焊好一條焊縫，趁熱用小錘輕輕加以敲擊，以降低內(nèi)應(yīng)力；每焊好一條焊縫，趁熱用小錘輕輕加以敲擊，以降低內(nèi)應(yīng)力；重要的焊件在焊后進(jìn)行去應(yīng)力退火。重要的焊件在焊后進(jìn)行去應(yīng)力退火。56參考課件采用固定剛接法采用反變形57參考課件58參考課件 3）焊接變形的矯正）焊接變形的矯正 對已變形的焊件進(jìn)行矯正，以便使焊件產(chǎn)生新的變形來抵消先前的焊接對已變形的焊件進(jìn)行矯正，以便使焊件產(chǎn)生新的變形來抵消先前的焊接變形。變形。變形較小的小型焊件常采用機(jī)械加壓或錘擊的方法進(jìn)行矯正；變形較小的小型焊件常采用機(jī)械加壓或錘擊的方法進(jìn)行矯正；較大的焊件或變形較大的焊件常采用氧較大的焊件或變形較大的焊件常采用氧乙炔火焰對焊件的某些部位進(jìn)乙炔火焰對焊件的某些部位進(jìn)行加熱，然后冷卻的方法進(jìn)行矯正。行加熱，然后冷卻的方法進(jìn)行矯正。塑性較好的金屬材料才能進(jìn)行矯正。塑性較好的金屬材料才能進(jìn)行矯正。手工電弧焊設(shè)備簡單、操作靈活、能適應(yīng)各種焊縫位置和接頭形式，并手工電弧焊設(shè)備簡單、操作靈活、能適應(yīng)各種焊縫位置和接頭形式，并且焊縫的形狀和長度不受限制，因而應(yīng)用廣泛。且焊縫的形狀和長度不受限制，因而應(yīng)用廣泛。生產(chǎn)率低，手工電弧焊主要用于單件小批生產(chǎn)。生產(chǎn)率低，手工電弧焊主要用于單件小批生產(chǎn)。適于板厚應(yīng)不小于適于板厚應(yīng)不小于1mm（常用（常用320mm）。）。59參考課件 二、其他焊接方法二、其他焊接方法 1、埋弧焊、埋弧焊 埋弧焊是指電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。埋弧焊是指電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。將焊絲插入焊劑中，引燃電弧，使焊絲和焊件局部熔化形成焊池。焊劑將焊絲插入焊劑中，引燃電弧，使焊絲和焊件局部熔化形成焊池。焊劑形成的氣體和熔渣可使電弧和熔池與外界空氣隔絕。焊絲逐漸前移，即可完形成的氣體和熔渣可使電弧和熔池與外界空氣隔絕。焊絲逐漸前移，即可完成焊接。成焊接。60參考課件 埋弧焊的特點(diǎn)：埋弧焊的特點(diǎn)：生產(chǎn)率高（比手弧焊高生產(chǎn)率高（比手弧焊高510倍），焊接質(zhì)量好，焊縫外形美觀，勞動條件倍），焊接質(zhì)量好，焊縫外形美觀，勞動條件好，金屬燒損和飛濺少，電弧熱利用充分，節(jié)省金屬和電能。主要用于板厚好，金屬燒損和飛濺少，電弧熱利用充分，節(jié)省金屬和電能。主要用于板厚3mm以上的碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接，宜于平焊位置的長直焊縫和直徑較以上的碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接，宜于平焊位置的長直焊縫和直徑較大（大于大（大于250mm）的環(huán)焊縫。）的環(huán)焊縫。2、氣體保護(hù)焊、氣體保護(hù)焊 氣體保護(hù)焊是用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)的電弧焊。氣體保護(hù)焊是用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)的電弧焊。焊接時，氣體由噴嘴噴出，在電弧和熔池周圍形成保護(hù)區(qū)，不斷送進(jìn)的焊絲被焊接時，氣體由噴嘴噴出，在電弧和熔池周圍形成保護(hù)區(qū)，不斷送進(jìn)的焊絲被逐漸熔化，并進(jìn)入熔池，冷凝后就形成優(yōu)質(zhì)焊縫。逐漸熔化，并進(jìn)入熔池，冷凝后就形成優(yōu)質(zhì)焊縫。1）氬弧焊）氬弧焊 是以氬氣作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊。按電極的不同，氬弧焊可分為鎢極是以氬氣作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊。按電極的不同，氬弧焊可分為鎢極氬弧焊和熔化極氬弧焊。氬弧焊和熔化極氬弧焊。61參考課件 鎢極氬弧焊以鎢絲作電極，焊接速度不高，一般適宜于厚度鎢極氬弧焊以鎢絲作電極，焊接速度不高，一般適宜于厚度4mm以下以下的薄板焊接。熔化極氬弧焊以連續(xù)送進(jìn)的焊絲作電極，生產(chǎn)率高，適宜焊接的薄板焊接。熔化極氬弧焊以連續(xù)送進(jìn)的焊絲作電極，生產(chǎn)率高，適宜焊接325mm的板材。的板材。氬弧焊的特點(diǎn)：氬弧焊的特點(diǎn)：焊接質(zhì)量好，焊件變形小，便于觀察和操作，可全位置焊接。焊接質(zhì)量好，焊件變形小，便于觀察和操作，可全位置焊接。成本高，設(shè)備復(fù)雜。成本高，設(shè)備復(fù)雜。主要用于鋁、鎂、鈦及其合金以及不銹鋼、耐熱鋼的焊接。主要用于鋁、鎂、鈦及其合金以及不銹鋼、耐熱鋼的焊接。2）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊 以二氧化碳作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊。以二氧化碳作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊。特點(diǎn)：生產(chǎn)率高（比手工電弧焊高特點(diǎn)：生產(chǎn)率高（比手工電弧焊高13倍），倍），成本低，熱影響區(qū)和變形小，并可全位置成本低，熱影響區(qū)和變形小，并可全位置焊接；焊接；金屬飛濺較大，焊縫表面不美觀，操作不金屬飛濺較大，焊縫表面不美觀，操作不當(dāng)時，易產(chǎn)生氣孔。當(dāng)時，易產(chǎn)生氣孔。主要用于低碳鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的主要用于低碳鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的薄板焊接。薄板焊接。62參考課件氧乙炔焊示意圖 3、氣焊和氣割、氣焊和氣割 1）氣焊）氣焊 是利用氣體火焰作熱源的熔焊方法，最常用的是氧是利用氣體火焰作熱源的熔焊方法，最常用的是氧乙炔火焰作熱源的乙炔火焰作熱源的氧氧乙炔焊。乙炔焊。氣焊的特點(diǎn)：氣焊的特點(diǎn)：氣焊焊接溫度低，加熱時間長，因而生產(chǎn)率低，熱影響區(qū)和變形大，焊氣焊焊接溫度低，加熱時間長，因而生產(chǎn)率低，熱影響區(qū)和變形大，焊縫質(zhì)量不高。縫質(zhì)量不高。操作簡便、靈活性強(qiáng)、不需用電源、且焊接薄板時不易燒穿焊件。操作簡便、靈活性強(qiáng)、不需用電源、且焊接薄板時不易燒穿焊件。主要用于焊接厚度在主要用于焊接厚度在3mm以下的薄鋼板，銅、鋁及其合金，以及鑄鐵補(bǔ)以下的薄鋼板，銅、鋁及其合金，以及鑄鐵補(bǔ)焊。焊。63參考課件 2）氣割）氣割 氣割時，先用氧氣割時，先用氧乙炔火焰將切割處金屬預(yù)熱到燃點(diǎn)，然后讓割嘴噴出乙炔火焰將切割處金屬預(yù)熱到燃點(diǎn)，然后讓割嘴噴出高速切割氧流，使預(yù)熱處金屬燃燒，放出大量的熱量，形成熔渣。放出的熱高速切割氧流，使