材料成型基础-金属连接成型

1、第第4章金属连接成型章金属连接成型 在制造金属结构和机器过程中，经常要把两个或两个以上的构件组合起来，而构件之间的组合必须通过一定的连接方式，才能成为完整的产品。 金属的连接有很多种方法，按拆卸时是否损坏被连接件可分为可拆连接和不可拆连接。 可拆连接:不必损坏被连接件或起连接作用的连接件就可不必损坏被连接件或起连接作用的连接件就可以完成拆卸，如键连接和螺栓连接，只需将键打出，或以完成拆卸，如键连接和螺栓连接，只需将键打出，或将螺母松开抽出螺栓，就可以完成拆卸。螺纹联接是应将螺母松开抽出螺栓，就可以完成拆卸。螺纹联接是应用最广泛的可拆连接。用最广泛的可拆连接。 不可拆连接:必须损坏或损伤被连接件

2、或起连接作用的连必须损坏或损伤被连接件或起连接作用的连接件才能完成拆卸，如焊接和铆接。接件才能完成拆卸，如焊接和铆接。 在钢结构中，常用连接方法主要有铆接、胶接、胀接、焊接、螺纹连接等。铆接铆接一、什么是铆钉连接？ 利用铆钉把两个或两个以上的零件或部件，连接成为一个整体称为铆钉连接，简称铆接。铆钉的形式： 铆钉是由铆钉杆和铆钉头组成。铆钉的材料有钢、铜、铝、钛合金等多种塑性材料，其中钢铆钉使用较多。 按铆钉头的形状分：半圆头、平锥头、沉头、半沉头等种类。铆接方法定孔位定孔位放铆钉放铆钉铆接铆接 制孔制孔凸头铆钉铆接的基本工序凸头铆钉铆接的基本工序定孔位定孔位 放铆钉放铆钉制窝制窝铆接铆接制孔制

3、孔埋头铆钉铆接的基本工序埋头铆钉铆接的基本工序二、铆接的分类：（1）紧固铆接 又称强固铆接。对铆钉要求具有一定的强度来承受相应的载荷，但对接缝处的密封性要求较低。多用于房架、桥梁、起重机车辆等的铆接。活动铆接活动铆接 结合件可以相互转动。结合件可以相互转动。固定铆接固定铆接 结合件不能相互活动。结合件不能相互活动。 （2）紧密铆接 对铆钉承载要求不高，但对接缝处要求具有高的密封性，以防止泄露。多用于水箱、气罐、油罐等容器的铆接。（3）固密铆接 又称强密铆接，这种铆接即要求铆钉具有足够的强度来承受一定的载荷，又要求接缝处必须严密。多用于锅炉、压缩空气罐等高压容器的铆接。三、铆接的基本形式 （1）

4、 搭接搭接 是铆接结构中最简单的叠合方式，它是将板件边缘对搭在是铆接结构中最简单的叠合方式，它是将板件边缘对搭在一起用铆钉加以固定连接的结构形式，如图所示。一起用铆钉加以固定连接的结构形式，如图所示。（2）对接）对接 是将连接的板件置于同一个平面，上面覆盖有盖板，用盖是将连接的板件置于同一个平面，上面覆盖有盖板，用盖板把板件铆接在一起。这种连接可分为单盖板式和双盖板板把板件铆接在一起。这种连接可分为单盖板式和双盖板式两种对接形式，如图所示。式两种对接形式，如图所示。（3）角接）角接 是互相垂直或组成一定角度板件的连接。这种连接要在角是互相垂直或组成一定角度板件的连接。这种连接要在角接处覆以搭叠

5、零件一角钢。角接时，板件上的角钢接头有接处覆以搭叠零件一角钢。角接时，板件上的角钢接头有一侧或两侧两种形式，如图所示。一侧或两侧两种形式，如图所示。四、铆接的特点（1）可铆接的材料不受限制，如低碳钢、中碳钢、铜合金）可铆接的材料不受限制，如低碳钢、中碳钢、铜合金、铝合金及不锈钢等结构件。、铝合金及不锈钢等结构件。（2）可铆接的结构形状不受限制，只要改变铆钉端部的形）可铆接的结构形状不受限制，只要改变铆钉端部的形状，就能铆接成各种形状。此外，还可用于压印。状，就能铆接成各种形状。此外，还可用于压印。（3）适用于各行各业，如精密机械、纺织器材、钢制家具）适用于各行各业，如精密机械、纺织器材、钢制家

6、具、建筑五金、高低压电器、五金工具、汽车、摩托车配、建筑五金、高低压电器、五金工具、汽车、摩托车配件等众多行业。件等众多行业。（4）铆钉的缺点是对施工技术要求很高、劳动强度大、施）铆钉的缺点是对施工技术要求很高、劳动强度大、施工条件差、施工速度慢。工条件差、施工速度慢。胶接胶接胶接 胶接是借助于一层非金属的中间体材料，通过化学胶接是借助于一层非金属的中间体材料，通过化学反应或物理凝固等作用，从而把两个物体紧密地接反应或物理凝固等作用，从而把两个物体紧密地接合在一起的连接方法，也是一种不可拆连接。作为合在一起的连接方法，也是一种不可拆连接。作为中间连接体的材料称为胶粘剂。中间连接体的材料称为胶粘

7、剂。 环氧树脂环氧树脂酚醛树脂酚醛树脂胶接基本形式（1）搭接接头）搭接接头（lap joint）：由两个被胶接部分的叠合，由两个被胶接部分的叠合，胶接在一起所形成的接头胶接在一起所形成的接头(2) 面接接头面接接头（surface joint）两个被胶接物主表面胶接两个被胶接物主表面胶接在一起所形成的接头在一起所形成的接头 (3) 对接接头（对接接头（butt joint）被胶接物的两个端面被胶接物的两个端面与被胶接物主表面垂直被胶接物主表面垂直(4) 角接接头（角接接头（angle joint）两被胶接物的主表面端部两被胶接物的主表面端部形成一定角度的胶接接头形成一定角度的胶接接头胶接的应用

8、场合胶接的应用场合 主要用于金属和非金属结构的连接 可简化机械加工 可用于设备的维修 用于设备的密封胀接胀接 胀接 胀接是利用胀管器使管子产生塑性变形，同时管板孔壁产生弹性变形，利用管板孔壁的回弹对管子施加径向压力，使管子和管板变形达到密封和紧固的一种连接方法。 进行胀接操作称为胀管，有专用的胀管器。胀接的结构形式（1）光孔胀接 一般用于工作压力小于0.6MPa，温度低于300度、胀接长度小于20mm的场合。（2）翻边胀接 管子胀紧后，将管端扳成喇叭形或翻边成半圆形，以提高接头的连接强度。（3）开槽胀接 在管孔内开环型槽，使管子胀接时能镶嵌到槽内，以提高抗拉脱力，一般用于温度低于300度，工作

9、压力小于3.9MPa的场合。（4）胀接加端面焊 有先胀后焊和先焊后胀两种。先胀后焊称为强度胀密封焊，用于压力较高、管板较厚的场合。先焊后胀称为强度焊贴胀，用于压力较低、钢板较薄的场合。焊接焊接 焊接：通过加热、加压或两者并用，用或不用填充材通过加热、加压或两者并用，用或不用填充材料，借助于金属原子的扩散和结合，使分离的材料牢料，借助于金属原子的扩散和结合，使分离的材料牢固地连接在一起的加工方法。固地连接在一起的加工方法。 实质：利用加热或加压，或两者并用的手段，借助原利用加热或加压，或两者并用的手段，借助原子间的扩散和结合，使分离的金属牢固地连接起来。子间的扩散和结合，使分离的金属牢固地连接起

10、来。焊接的特点焊接的特点与铆接等其他加工方法相比，优点为：具有减轻结构重量，节省材料具有减轻结构重量，节省材料生产效率高，易实现机械化和自动化生产效率高，易实现机械化和自动化接头密封性好，力学性能高接头密封性好，力学性能高工作过程中无噪音等工作过程中无噪音等。不足：会引起焊接接头组织、性能的变化，同时焊件还会产生会引起焊接接头组织、性能的变化，同时焊件还会产生较大的应力和变形。较大的应力和变形。 焊接分类 熔焊:将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝实现连接的焊将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝实现连接的焊接方法。如焊条电弧焊、气焊等。接方法。如焊条电弧焊、气焊等。 压焊:必须对焊件施加压力（加热或不

11、加热）以实现连接必须对焊件施加压力（加热或不加热）以实现连接的焊接方法。如摩擦焊等。的焊接方法。如摩擦焊等。 钎焊:采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件接合采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件接合处和钎料加热到高于钎料熔点但低于母材熔点的温度，处和钎料加热到高于钎料熔点但低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接的焊接方法。散实现连接的焊接方法。 焊接的应用焊接的应用 金属结构件金属结构件建筑结构、自行车三角架建筑结构、自行车三角架、钢窗、锅炉、压力容器、管道、船舶、钢窗、锅炉、压力容器、管道、船舶、车

12、辆等；车辆等； 机器部件机器部件重型机械的机架、底座、箱重型机械的机架、底座、箱体、轴、齿轮、刀具等。体、轴、齿轮、刀具等。汽车一厂车身车间POLO底盘焊接焊接手工电弧焊手工电弧焊 手工电弧焊（简称手弧焊）是以手工操作的焊条和被焊接的工件做为两个电极，利用焊条与焊件之间的电弧热量熔化金属进行焊接的方法。手工电弧焊原理 焊接过程：手工电弧焊由焊接电源、焊接电缆、焊钳、焊条、焊件、电弧构成回路，焊接时采用焊条和工件接触引燃电弧，然后提起焊条并保持一定距离，在焊接电源提供合适电弧电压和焊接电流下电弧稳定燃烧，产生高温，焊条和焊件局部加热到融化状态。焊条端部熔化的金属和被熔化的焊件金属熔合在一起，形成

13、熔池。在焊接中，电弧随焊条移动，熔池中的液态金属逐步冷却结晶后便形成焊缝，两焊件被焊接在一起。 焊接电弧 焊接电弧是指在焊条与焊件之间的气体介质中强烈焊接电弧是指在焊条与焊件之间的气体介质中强烈而持久的放电现象。而持久的放电现象。 焊接电弧的产生过程。焊接电弧的产生过程。(a) 接触 (b) 拉开 (c）燃弧1-阴极区; 2-弧柱区; 3-阳极区电弧引燃方法 电弧引燃的两种方法：一是高频高压引弧法，主要用于钨极惰性气体保护焊中；二是接触短路引弧法，用于手工电弧焊中，接触短路引弧法的过程见下图。焊接电弧的稳定性影响焊接稳定性的因素：1）焊工操作技术：如焊接操作中电弧长度控制不当，将会产生断弧；2

14、）弧焊电源： a弧焊电源特性，符合电弧燃烧的要求时，稳定性好，反之则差； b弧焊电源的种类。直流焊接电源比交流弧焊电源的电弧稳定性好； c弧焊电源的空载电压。越高引弧越容易，电弧燃烧的稳定性越好，但空载电压过高时对焊工人身安全不利。3）焊接电流：焊接电流大，电弧温度高，电弧燃烧越稳定；4）焊条涂层：焊条涂层中含电离电位较低的物质（如钾、钠、钙的氧化物）越多，气体电离程度越好，导电性越强，则电弧燃烧越稳定；5）电弧长度：电弧长度过短，容易造成短路；过长就会产生剧烈摆动，破坏焊接电弧稳定性，而且飞溅大；6）焊接表面状况、气流、电弧偏吹等：表面不清洁，气流，大风，电弧偏吹等都会降低电弧燃烧稳定性。手

15、工电弧焊焊接过程 在焊接中，焊条的焊芯熔化后以熔滴的形式向熔池过渡，同时焊条涂层产生一定量气体和液态熔渣。产生的气体充满在电弧和熔池周围，隔绝空气。液态熔渣比液态金属密度小，浮在熔池上面，从而起到保护熔池作用。熔池内金属冷却凝固时熔渣也随之凝固形成焊渣覆盖在焊缝表面，防止高温的焊缝金属被氧化，并且降低焊缝的冷却速度。在焊接过程中，液态金属与液态熔渣和气体间进行脱氧、去硫、去磷、去氢等复杂的冶金反应，从而使焊缝金属获得合适的化学成分和组织。手工电弧焊熔炼过程的特点：（1）焊接电弧和熔池金属的温度高于一般冶金温度，使金属强烈蒸发和烧损，焊缝处化学成分发生变化，造成焊缝金属的力学性能下降。（2）金属

16、熔池体积小，散热快，各种冶金反应进行不彻底，造成焊缝金属组织化学成分不均匀，易产生气孔、夹渣等缺陷。（3）空气在高温电弧作用下分解出原子状态的氧、氮和氢。当熔化金属和气体产生氧化物，使钢中合金元素发生烧蚀，使焊缝金属含氧量增加，降低力学性能。同时，易造成氢脆和气孔缺陷。减少有害元素进入熔池减少有害元素进入熔池清除已进入熔池的有害元素，增加所需合金元素清除已进入熔池的有害元素，增加所需合金元素电焊条焊条芯：作电极导电，产生电弧；熔化后 作为金属填充熔池，形成焊缝焊条药皮：提高电弧燃烧稳定性；保护熔 化金属不受空气侵害；保证焊缝 脱氧；渗加合金元素酸性焊条碱性焊条按用途分为结构钢焊条、耐热钢焊条、

17、低温钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、堆焊焊条、镍和镍合金焊条、铜和铜合金焊条、铝和铝合金焊条。熔渣焊条的选用原则：（1）根据焊件材料的性能和化学成分（2）根据结构的使用条件（3）根据焊件的结构特点（4）根据焊接现场设备焊接接头的组织和性能焊接接头的组织和性能熔焊的冶金原理熔焊的冶金原理 熔焊三要素熔焊三要素 热源热源 能量要集中，温度要高，以保证金属快速熔能量要集中，温度要高，以保证金属快速熔化，减小热影响区。满足要求的热源有电弧、等化，减小热影响区。满足要求的热源有电弧、等离子弧、电渣热、电子束和激光。离子弧、电渣热、电子束和激光。 填充金属填充金属 要保证焊缝填满并添加有益的合金元素要保证焊

18、缝填满并添加有益的合金元素，以达到力学性能等使用性能的要求，主要有焊，以达到力学性能等使用性能的要求，主要有焊芯和焊丝。芯和焊丝。 对熔池的保护方式（a a）渣保护）渣保护 （b b）气保护）气保护 （c)c)渣渣气保护气保护 焊接接头焊接接头 由焊缝、熔合区、热影响区三部分组成的。由焊缝、熔合区、热影响区三部分组成的。1-焊缝；焊缝；2-熔合区；熔合区；3-热影响区；热影响区；4-母材母材 焊缝焊缝 是指在焊接接头横截面上由熔池金属形成是指在焊接接头横截面上由熔池金属形成的区域。的区域。 熔合区也称半熔化区，是指位于熔合线两侧的熔合区也称半熔化区，是指位于熔合线两侧的一个很窄的焊缝与热影响区

19、的过渡区。一个很窄的焊缝与热影响区的过渡区。 热影响区热影响区 是指焊缝附近的母材因焊接热作用而是指焊缝附近的母材因焊接热作用而发生组织或性能变化的区域。发生组织或性能变化的区域。 焊接接头的形式 焊接接头的形式很多，其基本形式可分为四种：对接接头、角接接头、搭接接头和T型接头，如图。其他类型的接头有十字接头、端接接头、斜对接接头、卷边接头、套管接头锁底对接接头等（1）对接接头：两焊件表面构成大于或等于135度，小于或等于180度夹角的接头称为对接接头，它是各种焊接结构中采用最多的一种接头形式。对接接头的应力集中相对较小，能承受较大载荷。（2）角接接头：两焊件表面间构成大于30度，小于135度

20、的接头称为角接接头，这种接头承载能力很差，一般用于不重要的焊接结构或箱形物体上。（3）搭接接头：两焊件部分重叠放置构成的接头称搭接接头。搭接接头应力分布不均匀，承载能力较低，但是由于搭接接头焊前准备和装配工作简单，焊后横向收缩量也较小，因此在焊接结构中仍然得到应用。(4）T型接头：一焊件的端面与另一焊件的表面构成直角或近似直角的接头称T型接头。其承载能力低，应力分布不均匀，但能承受各个方向力和力矩，在生产中应用也很普遍焊接坡口的形式根据设计和工艺的需要，在焊件待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽，称为坡口。利用机械、火焰或电弧等方法加工坡口的过程称为开坡口。坡口的形式很多，基本形式有I形坡

21、口、V形坡口、X形坡口和U形坡口，如图：焊缝 根据不同的分类方法焊缝具有不同的形式。通常情况下，焊缝是以所在的空间位置，结合形式和焊缝连续情况进行分类的。 根据焊缝所在的空间位置的不同，焊缝可分为平焊缝、横焊缝、立焊缝、仰焊缝四种形式，对相应空间位置的焊缝的焊接分别称为平焊、横焊、立焊、仰焊，如图： 根据结合形式的不同，焊缝主要分为对接焊缝和角焊缝，另外还有塞焊缝 和端接焊缝，下图是对接焊缝各部分名称和角接焊缝各部分名称 焊接热循环曲线焊接热循环曲线 焊接时，热源沿着工件逐渐移动并对工件进行局部加热，故在焊接时，热源沿着工件逐渐移动并对工件进行局部加热，故在焊接过程中，焊缝及其附近的母材经历了

22、一个加热和冷却的焊接过程中，焊缝及其附近的母材经历了一个加热和冷却的过程。过程。 低碳钢的焊接接头焊接应力和焊接变形 焊接应力 焊接时一般采用集中热源对焊件进行局部焊接时一般采用集中热源对焊件进行局部加热，因此，焊接过程中工件不均匀的加加热，因此，焊接过程中工件不均匀的加热和冷却以及存在刚性约束是产生焊接应热和冷却以及存在刚性约束是产生焊接应力与变形的根本原因，焊后使焊缝及其附力与变形的根本原因，焊后使焊缝及其附近区域的纵向受拉应力，远离焊缝区域受近区域的纵向受拉应力，远离焊缝区域受压应力。压应力。平板对接焊接应力的产生 焊接变形 常见焊接变形基本形式 （a） 收缩变形 (b) 角变形 (c)

23、 弯曲变形(d) 扭曲变形 (e) 波浪变形 减少焊接应力与变形的工艺措施 （1）反变形法 (a) 焊前未反变形 (b) 焊前反变形 (c) 焊前预弯曲反变形 (d）焊后（2）加裕量法 根据经验，采取预留收缩量来抵消焊接尺寸的收缩。(a) 刚性固定 (b) 定位焊点固定焊件 （3）刚性夹持法）刚性夹持法（4）选择合理的焊接次序 焊接变形的矫正方法 (a) 机械矫正 (b) 火焰矫正 减小焊接应力的方法（1）选择合理的焊接次序（2）预热法（3）焊后退火处理 埋弧自动焊埋弧自动焊 埋弧焊（Submerged Arc Welding）是电弧在焊剂下燃烧以进行焊接的熔焊方法。 按照机械化程度，可以分为

24、自动焊和半自动焊两种。两者的区别是：前者焊丝送进和电弧相对移动都是自动的，而后者仅焊丝送进是自动的，电弧移动是手动的。由于自动焊的应用远比半自动焊广泛，因此，通常所说的埋弧焊一般指的是自动埋弧焊。一、埋弧焊的焊接过程一、埋弧焊的焊接过程 1. 埋弧焊工作原理埋弧焊工作原理 焊接电源的两极分别接至导电嘴和焊件。焊接时，颗粒状焊剂由焊剂漏斗经软管均匀地堆敷到焊件的待焊处，焊丝由焊丝盘经送丝机构和导电嘴送入焊接区，电弧在焊剂下面的焊丝与母材之间燃烧。 电弧热使焊丝、焊剂及母材局部熔化和部分蒸发。金属蒸汽、焊剂蒸气和冶金过程中析出的气体在电弧的周围形成一个空腔，熔化的焊剂在空腔上部形成一层熔渣膜。这层

25、熔渣膜如同一个屏障，使电弧、液体金属与空气隔离，而且能将弧光遮蔽在空腔中。在空腔的下部，母材局部熔化形成熔池；空腔的上部，焊丝熔化形成熔滴，并以渣壁过渡的形式向熔池中过渡，只有少数熔滴采取自由过渡。 2. 焊丝和焊剂焊丝和焊剂 当被焊材料确定以后，焊缝的化学成分在很大程度上取决于焊剂和焊丝的选配，因此，正确选配焊剂和焊丝是埋弧焊工艺的一项重要内容。 埋弧焊用的焊接材料是焊剂和焊丝。u焊剂的作用起着隔离空气、保护焊接金属不受空气侵害的作用对熔化金属进行冶金处理的作用u焊丝的作用焊接时熔化进入熔池，起到填充和合金化的作用尚未熔化的焊丝还起着导电的作用3. 埋弧焊设备 典型的焊车式埋弧焊设备构成 埋

26、弧焊设备的组成埋弧焊设备埋弧焊设备各种辅助设备埋弧焊机自动焊车焊接电源控制箱 埋弧焊设备的组成自动焊车的作用是焊接时使焊丝不断地向电弧区给送，使焊接电弧沿焊缝移动，以及在电弧的前方不断地铺撒焊剂等。 焊接电源的作用是向焊接电弧提供电能，以及提供埋弧焊工艺所需要的电气特性，同时参与焊接参数的调节。控制箱的作用是实现包括引弧、送丝、移动电弧、停止移动电弧、熄弧等在内的程序自动控制，并进行焊接参数调节和保持焊接参数在焊接过程中稳定，使电弧稳定燃烧。辅助设备是为了使焊缝处于最佳施焊位置，或为了达到某些工艺目的所配置的工艺装置，包括使焊件准确定位和夹紧的焊接夹具，使焊件旋转、倾斜、翻转的焊件变位机，使焊

27、接机头准确送到待焊位置的焊机变位机，以及能自动回收焊剂的焊剂回收器等。 4. 埋弧焊的冶金特点埋弧焊的冶金特点 焊接时，焊剂在电弧的作用下发生熔化，并围绕电弧空间形成一个由液态熔渣膜构成的天然屏障，能有效地阻止空气侵入电弧空间。其保护作用好于焊条电弧焊时由焊条药皮提供的气渣联合保护，这可以从焊缝中的含氮量得到证明。（1）机械保护作用好 这主要与埋弧焊使用的焊接热输入大有关。焊接热输入大，使焊接区的金属处于液态的时间长（比焊条电弧焊时长几倍），因而使得液态金属、液态熔渣和气相之间的化学冶金反应更充分，有利于焊缝得到预期的化学成分。同时熔池中的气体、夹杂物容易逸出，有利于消除气孔、夹杂等缺陷。（2

28、）冶金反应充分）冶金反应充分（3）焊缝的化学成分稳定）焊缝的化学成分稳定 在母材一定的情况下，焊缝的化学成分主要受两方面因素影响：一个是焊接材料，即焊丝和焊剂，能够决定焊缝的合金系统；另一个是焊接参数。当焊接参数变化时，一方面要影响熔合比，使母材熔入的量变化，进而影响焊缝的化学成分；另一方面能够影响焊剂的熔化率，影响化学冶金反应进行的程度，从而使焊缝的化学成分受到影响。由于埋弧焊时的焊接参数稳定，因此当焊接材料、母材和焊接参数确定以后，焊缝的化学成分波动较小。 （4）焊缝的组织易粗化）焊缝的组织易粗化 这与埋弧焊时使用的焊接电流大，因而热输入大有关。热输入大，使得熔池的体积大，熔池金属高温停留

29、时间长，冷却速度慢，这些因素都使得埋弧焊焊缝晶粒容易长大，因此，在许多情况下需要考虑通过焊接材料向焊缝中渗入微量合金元素（如Ti、B等）以抑制组织粗化，获得比较好的韧性。 5.埋弧焊的特点埋弧焊的特点 埋弧焊有以下优点： 生产效率高 埋弧焊所用的焊接电流可大到1000A以上，因而电弧的熔深能力和焊丝熔敷效率都比较大。 焊接质量好 一方面由于埋弧焊的焊接参数通过电弧自动调节系统的调节能够保持稳定，对焊工操作技术要求不高，因而焊缝成形好、成分稳定；另一方面也与采用熔渣进行保护，隔离空气的效果好有关。 劳动条件好 埋弧自动焊时，没有刺眼的弧光，也不需要焊工手工操作。这既能改善作业环境，也能减轻劳动强

30、度。 节约金属及电能 对于2025mm厚以下的焊件可以不开坡口焊接，这既可节省由于加工坡口而损失的金属，也可使焊缝中焊丝的填充量大大减少。同时，由于焊剂的保护，金属的烧损和飞溅也大大减少。由于埋弧焊的电弧热量能得到充分的利用，单位长度焊缝上所消耗的电能也大大降低。埋弧焊具有的缺点： 焊接适用的位置受到限制 由于采用颗粒状的焊剂进行焊接，因此一般只适用于平焊位置（俯位）的焊接，如平焊位置的对接接头、平焊位置和横焊位置的角接接头以及平焊位置的堆焊等。对于其它位置，则需要采用特殊的装置以保证焊剂对焊缝区的覆盖。 焊接厚度受到限制 由于埋弧焊时，当焊接电流小于100A时电弧的稳定性通常变差，因此不适于

31、焊接厚度小于1mm以下的薄板。 对焊件坡口加工与装配要求较严 因为埋弧焊不能直接观察电弧与坡口的相对位置，故必须保证坡口的加工和装配精度，或者采用焊缝自动跟踪装置，才能保证不焊偏。6.埋弧焊应用埋弧焊应用 埋弧焊具有生产效率高、焊缝质量好、焊接熔深大、机械化程度高等特点 可焊接的钢种有：碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及复合钢等。此外，用埋弧焊堆焊耐热、耐腐蚀合金或焊接镍基合金、铜基合金等也能获得很好的效果。 广泛应用于锅炉、压力容器、船舶、桥梁、起重机械、工程机械、冶金机械以及海洋结构、核电设备等制造，特别是当用于中厚板、长焊缝的焊接时具有明显的优越性。气体保护焊气体保护焊 利用气

32、体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。电极是否电极是否熔化和保熔化和保护气体不护气体不同同气气体体保保护护焊焊非熔化极（钨极）惰性气体保护焊（非熔化极（钨极）惰性气体保护焊（TIG焊）焊）熔化极气体保护焊（熔化极气体保护焊（GMAW）熔化极惰性气体保护焊（熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）焊）氧化性混合气体保护焊（氧化性混合气体保护焊（MAG焊）焊）CO2气体保护焊气体保护焊管状焊丝气体保护焊（管状焊丝气体保护焊（FCAW）一、氩弧焊 氩弧焊是以氩气作为保护介质的电弧焊，氩气是惰性气体，可保护电极和熔化金属不受空气的有害作用。在高温情况下，氩气不和金属起化学

33、反应，也不溶于金属，因此氩弧焊的焊接质量比较高。根据所用电极的不同分为：不熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊1 不熔化极氩弧焊 以高熔点的铈钨棒作为电极。焊接时，铈钨极不熔化，只起导电与产生电弧的作用，易于实现机械化。钨极惰性气体保护焊，简称TIG焊，是以高熔点的纯钨或钨合金作电极，用惰性气体或其混合气体作为保护气体的一种不熔化极电弧焊方法。TIG焊几乎可以焊接所有的金属及合金。但从经济性及生产率考虑，TIG焊主要用于焊接不锈钢、高温合金和铝、镁、铜、钛等金属及其合金，以及难熔金属（如锆、钼、铌）与异种金属。对于低熔点和易蒸发金属（如铅、锡、锌等），焊接较困难。由于受承载能力的限制，TIG焊一般适宜于焊

34、接薄件，钨极氩弧焊焊接厚度小于6mm的构件，钨极氦弧焊的焊接板厚可适当大些。因此非常适合汽车板材的焊接，特别是一些有色金属的焊接。1喷嘴 2钨极 3电弧 4焊缝 5焊件 6熔池 7填充焊丝 8氩气（一）基本原理（一）基本原理手工钨极氩弧焊，焊接3mm以下薄件，常采用卷边（弯边）接头直接熔合；较厚工件，另添填充金属。焊接钢材时，多用直接电源正接，以减少钨极的烧损。焊接铝、镁及其合金时，一般采用直流反接或交流电源。因极间正离子撞击工件熔池表面，可使氧化膜破碎，有利于焊接熔合和保证质量。2 熔化极氩弧焊 以连续送进的焊丝作为电极。电流密度和气体流量交大，生产率高，多用于25mm以下的中厚板焊接。焊接

35、时多采用直流电源反接，可使电弧稳定。 1焊接电源 2保护气体 3送丝轮 4送丝系统 5气源 6控制系统熔化极氩弧焊设备 氩气用钢瓶装运，当氩气中含有氧、氮、二氧化碳或水分时，会降低氩气的保护作用并造成夹渣、气孔等缺陷。 焊接铝、镁及其合金时，氩气纯度99.9 焊接不锈钢、耐热钢、铜及其合金时，氩气纯度应99.7 由于氩气只起保护作用，焊接过程中没有冶金反应，所以氩弧焊焊前必须把接头表面清理干净，否则杂质与氧化物会留在焊缝内，使焊缝质量显著下降。氩弧焊的特点：（1）用惰性气体氩气作为保护介质，适于焊接各类合金钢，特别是易氧化的有色金属以及锆、钽、钼等稀有金属。（2）氩弧焊电弧稳定，飞溅小，焊缝致

36、密，表面没有熔渣，成型美观。（3）电弧和熔池区是气流保护，明弧可见，便于操作，容易实现全位置自动焊接，但只能在室内进行焊接。（4）电弧在气流压缩下燃烧，热量集中，熔池较小，焊接速度较快，因此焊接热影响区较窄，工件焊后变形小。（5）氩气价格昂贵，设备比较复杂。二、CO2气体保护焊 二氧化碳气体保护焊是利二氧化碳气体保护焊是利用用CO2作为焊接保护气的作为焊接保护气的一种熔化极、气体保护的一种熔化极、气体保护的电弧焊方法。电弧焊方法。焊丝由焊丝盘经送丝机构通过软管从导电嘴送出， CO2气体由气瓶经过减压器从焊炬喷嘴中以一定流量喷出，电弧引燃后，焊丝末端、电弧及熔池被CO2气体所包围，可防止空气对高

37、温金属的有害作用CO2气体保护焊过程示意图气体保护焊过程示意图 合金元素的氧化与脱氧 作为焊接保护气体， CO2表现出很强的氧化性 CO2 CO + O + + M=MO+CO M=MO 结果：合金元素烧损； 可能造成气孔、飞溅和夹渣。解决之道：冶金脱氧对脱氧剂的要求（能脱氧但不能带来如夹渣、气孔等副作用）Mn-Si联合脱氧脱氧剩下的Mn、Si用于补充碳和合金元素的损失CO2气体保护焊的特点气体保护焊的特点 二氧化碳气体保护焊存在的优点：二氧化碳气体保护焊存在的优点： 1） 成本低成本低 2） 生产率高生产率高 3）操作性好）操作性好 4） 焊接质量好焊接质量好二氧化碳气体保护焊存在的缺点：

38、1） 焊缝成形不够美观，飞溅大，设备复杂；焊缝成形不够美观，飞溅大，设备复杂； 2） 抗风能力差，室外作业困难；抗风能力差，室外作业困难； 3） 弧光强，焊接时必须注意劳动保护。弧光强，焊接时必须注意劳动保护。CO2焊的应用材料：黑色金属低碳钢、合金结构钢厚度：厚薄均可，尤薄板有优势位置：全位置结构：车辆、船舶、机械、容器等。 利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源进行焊接的方法。 电渣焊一般都是在直立位置焊接，两个工件接头相距2535mm，固态溶剂熔化后形成的渣池具有较大的电阻。电渣焊电渣焊 当电流通过时产生大量的电阻热，使渣池温度保持在17002000焊接时焊丝不断被送进并被熔化，熔池和渣

39、池逐渐上升，冷却块也同时配合上升，从而使立焊缝由下向上顺次形成。电渣焊特点1）可一次焊很厚的工件； 2）生产率高，成本低，工件不需要开坡口；3）焊缝金属比较纯净； 电渣焊的熔池保护严密，保持液态的时间较长冶金过程较完善，熔池中的气体和杂质有充分时间浮出；4）焊接后冷却速度较慢，焊接应力较小，相应晶粒粗大。一般要焊后热处理，如正火处理。 熔化焊还有真空电子束焊接，激光焊接等焊接方法。 电阻焊是利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热把焊件加热到塑性状态或局部熔化状态在在压力作用下形成牢固接头的一种压焊法。 电阻焊有三种基本类型：点焊、缝焊、对焊。 电阻焊电阻焊l 电阻焊特点 生产率高：焊接

40、时间以秒计（0.01几十秒），因焊接电流较大（几千几万安），但焊接电压很低（几十几伏）。 不需要填充金属，焊接变形小，焊缝表面平整，可进行流水作业。 易于机械化和自动化。 设备复杂，电能消耗大。 焊件尺寸及接头形式受到限制，焊前清理要求高。l 电阻热计算一段焊接时间的电阻热可由焦耳楞次定律计算。 Q=I2Rt Q电阻焊过程中产生的电阻热（J）。 I通过焊接区的电流强度（A）。 R两电极间总电阻（）。 T通电时间（s）。 因为两焊件的总电阻是有限的，为了使焊件在极短的时间内迅速地加热，以减少散热损失，因此电阻焊通常使用较大的焊机，以提供较大的电流。点焊 利用柱状电极在两个焊件接触面间形成点焊，而

41、将两焊件连接起来的焊接方法。整个焊缝是由多个尺寸不大的单个焊点组成的。每个焊点的焊接过程 电极压紧焊件通电加热断电维持原压或增压去压 通电过程中，被压紧的两焊 件之间的贴合面处金属局部 熔化形成“熔核”，其周围 的金属则达塑性状态。 断电后金属在电极压力作用 下，熔核冷却、结晶、去压 后可以得到组织致密的焊点。每个焊点的焊接过程 焊完一点后移动焊件，再焊第二点。两焊点之间应保持一定距离，以免焊接第二点，产生分流现象使焊接处电流减小， 影响焊点质量。 不同材料及不同厚度 的工件焊点间最小间 距不同。 点焊接头型式主要为搭接 点焊主要用于薄板之间，如汽车 外壳、客货车箱、圆棒之间如钢 筋网，圆棒与

42、薄板如螺母和薄板 的焊接。每件低碳钢金属厚度由 0.2至16mm。 目前广泛用于汽车、火车、飞机 外壳或车厢。钢筋构、电子件管 及仪表等的制造中。可焊接低碳钢、不锈钢、钢合金、铝、镁合金等。 缝焊 缝焊和点焊过程相似，只是用旋 转的圆盘状滚动电极 代替柱状电 极。盘状电极压紧焊件并滚动， 同时也带动焊件向前移动配合断 续通电，形成连续重叠的焊缝。 焊点相互重叠50以上，密封性 好主要用于要求密封性好的薄壁结构。缝焊只适 用于3mm以下的薄壁结构。对焊 利用电阻热时两个工件在压力下沿整个断面上焊接起来的一种方法。 对焊主要用于刀具、钢筋、管子、钢轨等圆形、方形、矩形截面间的焊接。 根据工艺过程不

43、同，可 分为： 电阻对焊、 闪光对焊。1.电阻对焊 电阻对焊过程： 压紧对接的焊件通电加热顶锻并断电 去压 通电只把接触面及其邻近地区加热至塑性状态，随后用比压紧焊件更大的压 力挤压焊件，叫做顶锻。 顶锻的同时停止加热，焊 件在顶锻力的作用下逐渐 冷却，可促进金属原子间 的溶解与扩散作用，并获 得致密的金属组织。 接头处因顶锻引起的变形而加粗，形成飞边使焊件长度缩短，当缩短至预定长度时取出压力，焊接完成。2.闪光对焊 闪光对焊的过程是 焊件接通电源（两件尚未接触） 两件接近闪光 顶锻并断电去压 当两焊件接近时，因端面不是绝对平整的，只有少量点首先接触。由于电源已通，接触点处就有密度很大的电流通

44、过，产生电阻热使金属迅速加热熔化。 熔化的金属由于电磁收缩效应而爆裂成微粒，并向外飞溅形成火花，这就是闪光。闪光使端面变得较平。焊件不断接近，接触点逐渐增多，连续产生闪光，一直继续到整个端面熔化一薄层为止。这时端面两侧一定范围内的金属已达到塑性状态，以后的过程和电阻对焊相同。获得的焊件也是中间粗大，并带有毛刺。闪光过程就是加热过程。 这种焊接方法接头质量较高，常用于受力要求较高的重要对焊件。焊件可以是同种金属，也可以是异种金属。例：铝与铜、钢与铜等。截面可以小到0.01的金属丝， 也可大到10万的金属 棒或金属板。 对焊件的接触端面形 状和尺寸应基本一致。 这种焊接方法接头质量较高，常用于受力

45、要求较高的重要对焊件。焊件可以是同种金属，也可以是异种金属。例：铝与铜、钢与铜等。截面可以小到0.01的金属丝， 也可大到10万的金属 棒或金属板。 电阻对焊件的接触端 面形状和尺寸应基本 一致。 摩擦焊是利用工件之间相互摩擦产生的热量，同时加压而进行焊接的方法。 焊接过程：对工件施以压力并转动工件，产生热量，骤然停止转动 工件并加大压力，使 两焊件产生塑性变形 而焊接起来。摩擦焊摩擦焊 摩擦焊接头质量好而且稳定，可焊同种金属，也可焊异种金属，生产率高，电能消耗少，一次性投资大。 摩擦焊广泛用于圆形工 件、棒料及管件类焊接。 实心焊件的直径为2mm 100mm，管类焊件外 径最大可达150mm

46、。 钎焊是利用熔点比焊件的钎料作为填充金属，加热时钎料熔化而将焊件连接起来的焊接方法。 1.硬钎焊钎料熔点在450以上，接头强度在200Mpa以上。钎料有铜基、银基和镍基等。主要用于受力较大的钢铁和铜合金的焊件，如自行车架、带锯锯条等以及工具、刀具的焊接。钎焊钎焊2.软钎焊 钎料熔点在450以下，接头强度较低，一般不超过70MPa。只用于焊接受力不大、工作温度较低的工件。 常用的钎料是锡铅合金，所以通常称锡焊。常用的焊剂为松香或氯化锌溶液，加热方法有烙铁加热、火焰加热电 阻加热、感应加热、炉内加热等。主要用于制造精密仪表、电器部件异种金属构件复杂薄板构件等。 钎焊一般不适于钢结构件、重载动载零

47、件的焊接。 4.4 常用金属材料的焊接性能4.4.1 金属材料的焊接性 指被焊金属在一定的焊接方工艺条件下，获得优质的焊接接头的难易程度。 同一种金属材料，采用不同的焊接方法，焊接材料及焊接工艺，焊接性不同。l 钢材焊接性的估算方法 碳当量法：影响钢材焊接性的主要因素是化学成分，碳的影响最为明显，其它元素影响可折合成碳的影响。 计算公式 C当 C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 () 式中各元素符号为钢中相应元素的质量百分数。 可焊性的判断 C当0.4时：焊接性好。一般焊接工艺条件下，焊件不会产生裂 纹。但厚大工件或在低温下焊接时，应考虑预热。 C当0.40.6时：焊接

48、性较差。钢材塑性下降，有淬硬倾向，焊前工件需要适当预热，焊后缓冷；采取一定的工艺措施才能防止裂纹。 C当0.6时：焊接性差。钢材塑性较低，淬硬倾向明显，焊前必须预热到较高的温度，焊接时要采取减少焊接应力和防止开 裂的工艺措施，焊后要进行适当的热处理。2）冷裂纹敏感系数法 碳当量法只是根据化学成分影响对钢的可焊性估算。焊接中出现冷裂纹的倾向对可焊性也有很大影响。 冷裂纹敏感系数法可以用来衡量产生冷裂纹可能性大小对可焊性的影响程度。其经验计算公式为：wSiCrMnCuNiMoVHhPC5B%302060151060600（ ）式中 Pw冷裂纹敏感系数；h板厚，mm；H100g焊缝金属扩散氢的含量，

49、ml。注 意 当量法估算是粗略的，因为钢材的焊接性还受结构刚度、焊后应力条件、环境温度等因数影响。 工作中根据实际情况进行抗裂试验及焊接接头使用焊接性的试验。可焊性试验结果及分析 碳含量和碳当量对HAZ开裂敏感性的影响5).%(15).%(6).%(.%VMoCrwtCuNiwtSiMnwtCwtCEl 小型抗裂试验法 焊完后在室温下放置24小时，先检查焊缝及热影响区有无表面裂纹，再从垂直 焊缝方向切取厚度为15mm的 金相磨片两块，进行低倍放大 检查是否存在内裂纹。可初步 评定材料的焊接性。而后调整 工艺（如预热、缓冷等）再焊 接试板，直至不产生裂纹。 （a）号钢焊接后拉伸断裂宏观图 （b）

50、ZG35CrMo焊接后拉伸断裂宏观图（c）号钢焊接后拉伸断裂宏观图图3-40 试验钢焊接后拉伸断裂宏观图4.4.2 碳钢的焊接 1.低碳钢的焊接 含碳量0.25，焊接性能优良。不需要采取特殊的工艺措施，通常在焊后不需要进行热处理。厚度50mm的低碳钢结构，常用大电流多层焊，焊后进行去应力退火。低温下焊接刚度较大的结构时，焊前预热。电渣焊后正火处理细化晶粒。 低碳钢焊接材料的选择 采用熔焊法焊接钢结构时，焊接材料及工艺的选择主要应保证焊接接头与工件材料等强度。焊条电弧焊焊接一 般低碳钢结构，可选用E4313(J421)、E4303(J422)、 E4320(J424)焊条；焊接动载荷结构、复杂结

51、构、或厚板结构时，应选用 E4316(J426)、 E4315(J427)、 E5015(J507)焊条；埋弧焊时，一般采用H08A或H08MnA焊丝配焊剂431进行焊接。2. 中、高碳结构钢的焊接 中碳钢含碳量在0.250.6之间。随着含碳量的增加，淬硬倾向越加明显，焊接性逐渐变差，生产中主要焊接各种中碳钢的铸件和锻件。 中碳钢的焊接特点1.热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹 中碳钢属淬火钢，热影响区金属被加热超过淬火温度区段时，受工件低温部分的迅速冷却作用，易出现马氏体等淬硬组织。 2.焊缝金属产生热裂倾向大 工件材料含C、S、P量远远高于焊芯，工件材料熔化进入熔池使焊缝金属含碳量增加，塑性下

52、降。S、P等杂质存在焊缝及熔合区在相变前易产生裂纹，因此，焊前必须预热，同时减慢热影响区的冷却速度以免产生淬硬组织。 中、高碳钢焊接材料的选择 中碳钢多用焊条电弧焊。厚件采用电渣焊，焊后进行热处理。 应采用抗裂性能较好的低氢焊条。要求焊缝和工件材料等强度时， 可选用E5016(J506)、E5015(J507)、E6016-D1(J606)、E6015(J607) 焊条，不要求等强度时，可选用E4315(J427)型强度低些的焊条以提高焊缝的塑性。 应选用细焊条、小电流，开坡口 进行多层焊，以防止工件材料过多地进入焊缝，同时也可减小焊接热影响区的宽度。 高碳钢焊接特点与中碳钢相似，由于含碳量更

53、高，焊接性变得更差，预热的温度更高，工艺措施更严格实际上，高碳钢的焊接只限于用焊条电弧焊进行修补工作。4.4.3 合金结构钢的焊接 合金结构钢分为机械制造用合金结构钢（强度级别较高）和低合金结构钢（强度级别较低）两大类。 机械制造用合金结构钢用于焊接结构较少。如需焊接，焊接工艺措施与中碳钢基本相同。 低合金钢的焊接特点1.热影响区的淬硬倾向 钢中合金元素越多，钢材强度级别越高则焊后热影响区的淬硬倾向越大。强度级别较大的低合金结构钢淬硬倾向增加，热影响区易产生马氏体组织，硬度明显增高，塑性韧性则下降。2.焊接接头的裂纹倾向 随着钢材强度级别提高产生冷裂纹的倾向也加剧。影响冷裂纹的因素主要由三方面

54、：焊缝和热影响区的含氢量；热影响区的含氢量；焊接接头的应力大小。 我国低合金钢产生热裂纹的倾向不大。 低合金钢的焊接工艺1. 强度级别较低的钢材 在常温下与低碳钢一样。在低温或大刚度、大厚度结构进行小焊脚、短焊缝焊接时应防止淬硬组织，要适当增大电流减慢焊接速度、选用抗裂性强的低氢焊条，必要时需预热。 对锅炉、受压容器等重要构件，当厚度大于20mm时，焊后必须退火，以消除应力。2 .强度级别较高的低合金钢构件 焊前一般均需预热，焊接时，应调整焊接参数以控制热影响区的冷却速度不宜过 快。 焊后应进行热处理，以消除内应力。不能立即热处理 时，可先进行消氢处理，防止因氢引起的冷裂。3.珠光体耐热钢 主

55、要元素是铬和钼，如15CrMo，其淬硬倾向较大，焊接时的主要问题也是冷裂纹。 焊接时，一般要进行焊前预热，焊后热处理以消除应力。 焊条应选择相同化学成分类型的铬钼珠光体耐热钢。 如果焊件焊前不能预热，可以选用奥氏体不锈钢焊条进行焊接。 珠光体耐热钢的主要焊接方法为手工电弧焊和埋弧自动焊。 重要的耐热钢管道可采用氩弧焊。焊接薄壁小直径管子可采用气焊。4.4.4 奥氏体不锈钢的焊接 不锈钢按空冷后室温组织不同分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢，其中奥氏体不锈钢应用最广。 奥氏体不锈钢以铬、镍为主要元素（如1Cr18Ni9），其焊接性能良好，焊接时不需要采取特殊的工艺措施。 常用焊接方法有

56、手弧焊、氩弧焊及埋弧焊。焊条或焊丝按化学成分与母材相同的原则选取。奥氏体不锈钢的主要缺陷 焊接时，奥氏体不锈钢的主要问题是产生晶间腐蚀和热裂纹现象。 晶间腐蚀是沿晶粒边界发生腐蚀的现象，这是由于焊接材料选择不当或工艺不合理而造成的。 通过合理选择焊件材料和焊接材料，并在焊接时采用小电流、快速焊、短弧焊、多层焊、强制冷却、接触腐蚀介质的表面最后焊等工艺来防止晶间腐蚀。4.4.5 铸铁的焊补铸铁的焊接主要是补焊，分为： 热补焊： 焊前将焊件整体或局部预热至600700，焊接过程中保持焊件温度不低于400，焊后缓慢冷却的焊补方法。预热和缓冷可以减小焊件各处温差和降低焊后冷却速度，以防止出现白口组织及

57、产生裂纹和气孔等缺陷。焊后将焊件加热至650700，保温后进行缓慢冷却，以消除焊接应力。采用手弧焊时一般选用铸铁芯焊条，气焊时可选用铸铁焊丝和由硼砂、碳酸钠等组成的 冷补焊：焊补前不预热或预热温度在400以下的焊补方法。冷焊时，主要靠焊条调整焊缝化学成分，提高塑性，防止白口组织和裂纹。焊接方法常用手工电弧焊，采用小电流、短电弧、窄焊缝、短焊道等工艺。焊补前清除缺陷，在裂纹两端钻止裂孔，防止裂纹扩展。焊后及时轻锤焊缝以松驰应力，防止焊后开裂。铸铁冷焊用焊条种类较多，常用焊条有：1）钢芯铸铁焊条 焊丝为低碳钢，一种是药皮有强氧化性成分、另一种是在药皮中加入大量钒铁，使焊缝金属成为高钒钢。2）镍基铸

58、铁焊条 焊丝是纯镍或镍铜合金。3）铜基铸铁焊条 用铜丝作焊芯或用铜芯铁皮焊芯，外涂低氢型涂料 对铸件加工后出现的小气孔、小缺口或小裂纹，如受力不大，也可采用黄铜钎焊修复。 冷焊法质量不如热焊法，焊接处机械加工性能较差，但生产率高，成本低，劳动条件好，可在各种位置焊接。因此使用比热焊法广泛。4.4.6 有色金属的焊接4.4.6.1 铜及铜合金的焊接铜及铜合金的焊接比低碳钢难焊的主要问题：（1）难熔合。铜及铜合金的导热性很高，焊接时热量极易散失，致使焊件材料和填充金属难于熔合，造成焊不透缺陷。因此焊前焊件要预热，焊接时要选用较大电流或火焰。（2）易产生气孔。高温的液态铜吸气性强，易吸收大量的氢气，

59、冷却时若氢气来不及逸出就会使焊缝产生气孔。（3）易产生热裂纹。铜在液态易氧化，生成Cu2O与铜组成低熔点共晶体，分布在晶界上，又因铜的膨胀系数大，凝固时收缩率也大，容易产生较大的焊接应力与变形，因此焊缝易产生热裂纹。（ 4）易产生过热组织。铜在加热过程中无组织变化，在熔合区易形成粗晶的过热组织。 氩弧焊最好，可以保护熔池不被氧化和不溶入气体，热量集中可减少变形和保证焊透。 也可采用气焊、手弧焊等，但需配以适当的工艺措施，因为铜的电阻值小，不宜用电阻焊焊接。4.4.6.2 铝及铝合金的焊接铝及铝合金难焊的主要问题：（1）易产生夹渣和难熔合。铝与氧的亲和力很大，极易氧化生成Al2O3。氧化铝组织致密，熔点高，覆盖在金属表面，阻碍金属熔合。氧化铝比重大，易使焊缝产生夹渣而脆化。（2）易产生气孔。高温时液态铝吸收大量氢气，冷却时其对气体的溶解度下降，若气体不及时排出，易在焊缝处产生气孔。（3）易产生裂纹。低熔点共晶体的存在，使铝合金的焊缝易产生热裂纹。铝的膨胀系数较大，易产生焊接应力与变形，并可能导致裂纹的产生。 （4）易产生金属