态,伴随着材料产生塑性流变,通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊接方法。 相同点:
①在受压条件下成型; ②端面与端面的焊接; ③无需焊接材料;
④焊接效率高,质量稳定。 不同点:
①热源不同,摩擦焊利用摩擦热,电阻焊利用电阻热。
②对工件截面大小、形状要求不用。摩擦焊可以焊接同种金属,也可以焊接不同种金属,工件可以等截面积,也可不同截面积,但需要一个焊件为圆形或管形;电阻焊要求同种金属等截面焊接。
③焊件大小不同,摩擦焊件直径可以从2mm至150mm,而电阻焊件一般直径小于20mm。 ④摩擦焊设备复杂,一次性投资大;电阻焊设备相对简单。
电阻对焊与闪光对焊的根本区别在于焊件的接触与通电的先后顺序不同。若先接触后通电,为电阻对焊;若先通电后接触,为闪光对焊。
10.等离子弧切割与气割相比有什么特点?试述其应用。
利用等离子弧可迅速将金属欲切部位熔化并立即吹掉而形成切口,与气割相比,等离子弧切割的特点是:切口窄、切割面质量好、切割速度快、热影响区小及变形小。等离子弧切割主要用于气割所不能切割的材料,如不锈钢、高合金钢、铸铁、铜、铝及其合金以及非金属。
11.与其他焊接方法相比,电渣焊各具有哪些优点?
①大厚度工件可以一次焊成。厚度在40毫米以上的工件,即使采用埋弧自动焊,也必须开坡进行多层焊接。使用电渣焊,由于渣池的加热范围比热量集中的电弧大得多,所以,很厚的工件(例如200毫米厚钢板),也可以用电渣焊一次焊成,提高了生产效率。
②焊接材料消耗少。电渣焊时,大厚工件也无需开焊接坡口,只需预留25-40毫米的间隙,节约了钢材和填充金属,焊剂的消耗也只有埋弧焊的1/15左右。所以,对于大厚工件的焊接来说,电渣焊生产效率最高,生产成本最低。
③焊缝质量比较好。电渣焊时,金属熔池上面覆盖着一定深度的渣池,既可以避免空气与金属熔池的接触,又使金属熔池冷却缓慢,液态金属停留时间长,有利于熔池中气体和杂质的排出,不易产生气孔、夹渣物等缺陷。
④用电渣焊一次焊成大厚度工件时,焊接速度相对比较慢,焊缝区在高温停留的时间较长,近焊缝区不易出现淬硬组织和冷裂纹,这对于焊接易淬火的钢种是比较有利的。但高温时间停留过长,使热影响区比其他焊接方法宽,晶粒粗大,易产生过热组织,因此,近焊缝区的机械性能有一定下降。所以,对于重要的构件,焊后必须进行900℃以上的正火热处理,以改善焊缝的性能。
12.如何考虑气焊的焊接规范? ①母材材质;
②焊材材质和类型; ③焊接方法; ④坡口形式; ⑤焊接速度; ⑥焊接层次;
⑦预热温度,层间温度,后热温度; ⑧焊后热处理要求; ⑨其它要求。
13.点焊和缝焊有何异同?为什么它们的电极与零件之间的接触面不会熔化而焊接起来? 点焊是利用柱状电极加压通电,缝焊是用旋转的圆盘状滚动电极代替柱状电极。
电极自身的电阻发热小,能迅速逸散焊接区传来的热量;电极材料的物理性能稳定,高温下具有高的强度和硬度,有良好的抗变形和抗磨损能力;电极材料和头部形状使其在高温下与焊件金属形成合金化的倾向小,不易粘附。
14.CO2气体保护焊有什么优点,可用于焊接什么材料? 优点:生产率高、成本低、焊缝质量较好。
主要适用于焊接低碳钢和强度不高的普通低合金结构钢焊件,焊件厚度不大于50mm(对接形式),不适于焊接易氧化的有色金属。
15.自动埋弧焊生产效率为何远高于焊条电弧焊?它是如何保护焊接区的高温金属不被空气氧化的?
自动埋弧焊电弧的引燃、焊丝的送进和电弧沿焊缝的移动,是由设备自动完成的,埋弧焊时电流大,电弧在焊剂层下稳定燃烧,无熔滴飞溅,热量集中,焊丝熔敷速度快,所以生产率远高于焊条电弧焊。
埋弧焊时,熔滴、熔池金属得到焊剂和熔渣泡的双重保护,有害气体侵入少,高温金属不被空气氧化。
16.用下表所列板材制作圆筒形低压容器,各应采用哪种焊接方法? 容器材料 Q215—A钢 20钢 45钢 紫铜 铝合金 16Mn 不锈钢 板厚(mm) 20 2 6 4 20 20 10 数量 批量 批量 单件 单件 单件 单件 小批量 焊接方法 埋弧自动焊 缝焊 手弧焊 钨极氩弧焊 熔化极氩弧焊 CO2气体保护焊 熔化极氩弧焊
17.为下列产品选择合适的焊接方法。 (1)自行车车圈(大批量生产);(2)低碳钢板制作的减速器箱体(单件小批量生产);(3)汽车油箱(大量生产);(4)硬质合金刀片与45钢刀杆的焊接(单件);(5)锅炉壳体(小批量生产);(6)Ф3mm铝—铜接头焊接(成批生产);(7)铝合金板焊接容器(成批生产)。 自行车车圈(大批量生产)——对焊
低碳钢板制作的减速器箱体(单件小批量生产)——手弧焊 汽车油箱(大量生产)——埋弧自动焊
硬质合金刀片与45钢刀杆的焊接(单件)——铜基钎焊 锅炉壳体(小批量生产)——埋弧自动焊
Ф3mm铝—铜接头焊接(成批生产)——激光焊接 铝合金板焊接容器(成批生产)——熔化极氩弧焊
18.钢板拼焊工字梁的结构与尺寸如图7-34所示。材料为Q235—A钢,成批生产。现有钢板的最大长度为2500mm。试确定:翼板的焊缝位置,各焊缝的焊接方法,焊接顺序。
(1)腹板和上下翼板要用多块钢板拼接而成,所有焊缝均要求焊透,为避免应力集中,保证梁的承载能力,翼板与腹板拼接接头不应布置在同一截面上,错开距离不得小于200mm,同时翼板及腹板的拼接接头不应安排在梁的中心附近。
上翼板焊接位置为:中间板长2500mm,两边各为1250mm,如下图A位置所示。
下翼板焊接位置为:中间板为2500mm,两边各为550mm,如下图A位置所示。
腹板的焊接位置为与上下翼板焊缝避开,中间板长2000mm,两边各为1500mm。
(2)上、下翼板的拼接焊缝A应用手工电弧焊方法和422焊接材料;翼板和腹板的四条长焊缝B宜采用埋弧自动焊方法焊接,使用的焊接材料为H08A和焊剂130;筋板焊缝应采用电渣焊方法焊接,焊接材料为H08MnA和焊剂431。
(3)如下图所示,工字梁是具有对称布置的焊缝的结构,焊接应尽量采用对称焊接,当采用1-4-3-2的焊接顺序,则焊后上拱弯曲变形将大大减少。
19.图7-35所示焊接结构,哪种合理?哪种不合理?为什么?
(1)a不合理,b合理,焊缝要尽量对称。
(2)a不合理,b合理,避免交叉和密集的焊缝。
(3)a不合理,b合理,焊缝要避开应力较大和应力集中部位。
第八章金属切削加工
1.试说明下列加工方法的主运动和进给运动。 (1)车端面;(2)在钻床上钻孔;(3)在铣床上铣平面;(4)在牛头刨床上刨平面;(5)在平面磨床上磨平面。
车端面——零件的旋转运动为主运动,车刀的纵向、横向移动为进给运动。 在钻床上钻孔——钻头的旋转运动为主运动,钻头的轴线移动为进给运动。
在铣床上铣平面——铣刀的旋转运动为主运动,零件的纵向、横向移动为进给运动。 在牛头刨床上刨平面——刨刀的往复直线移动为主运动,零件的纵向、横向移动为进给运动。 在平面磨床上磨平面——砂轮的旋转运动为主运动,工件随工作台的往复直线运动为纵向进给运动,零件的旋转为圆周进给运动,砂轮做周期性的横向进给运动。
2.刀具切削部分材料应具备哪些基本性能?常用的刀具材料有哪些?
刀具材料硬度大于零件硬度,一般应在60HRC以上;要有一定的强度和韧性,以承受切削力和振动;要有一定的热硬性,即高温下仍具有良好的强度、韧性、硬度和耐磨性;要具有良好的工艺性能等,其角度既要使刀具锋利,又要使刀具坚固。 常用的刀具材料: ①碳素工具钢 ②合金工具钢 ③高速钢 ④硬质合金 ⑤陶瓷材料 ⑥人造金刚石
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