金属工艺学 焊接篇

1、焊接篇焊接篇概述概述 一一. 焊接的实质和焊接方法的分类焊接的实质和焊接方法的分类 焊接焊接通过加热或加压等手段，借助与金属原子的通过加热或加压等手段，借助与金属原子的结合结合与与扩散扩散作用，作用， 使分离的材料造成永久性连接成整体。使分离的材料造成永久性连接成整体。 实质实质-被焊金属间有共同晶粒形成。被焊金属间有共同晶粒形成。 二、焊接特点及应用：二、焊接特点及应用： 省材、省时；密封性好、不漏气；联合工艺；适应性强；局部加热，省材、省时；密封性好、不漏气；联合工艺；适应性强；局部加热， 组织不均匀、应力、变形组织不均匀、应力、变形三三.焊接分类：焊接分类： 1.按焊接能源分：按焊接能源

2、分： 1)电能：电能： 电弧热（手弧焊、气电焊、等离子弧焊、埋弧焊、电渣焊） 电阻热：电阻焊 电子动能：电子束焊 2)化学能：化学能：气焊、铝热焊（用Al粉Fe粉产生化学反应放出 的热量进行焊接） 3)机械能：机械能：摩檫焊、爆炸焊、冷压焊。 4)超声波能焊接超声波能焊接 5)光能：光能：激光焊、光束焊（用碘钨灯聚焦后焊接）、太阳焊 （用太阳聚焦 后热量进行焊接） 2.一般分类：一般分类： 熔化焊熔化焊 压力焊压力焊 钎焊钎焊第一章第一章 电弧焊电弧焊第一节第一节 焊接电弧焊接电弧 焊接电弧是在电极与工件间的强烈的、持久的气体放电现象。 一一.焊接电弧的组成：焊接电弧的组成： 见教材P151图

3、4-1 1.阳极区： 占总热量的43. 因受大量高速电子流撞击， 温度 2600K. 2.阴极区： 占总热量的36. 因放出大量电子消耗能量， 温度2400K. 3.弧柱区：占总热量的21. 温度可达60008000 K. 二直流电焊机的接法：二直流电焊机的接法： 见教材P151图4-2 1正接：工件接正极，焊条接负极. 2反接：工件接负极，焊条接正极. 电焊机的空载电压5090V，电弧电压1635V，属安全 电压。交流电焊机交流电焊机直流弧焊机直流弧焊机焊接电弧的组成焊接电弧的组成 焊接电弧是在电极与焊接电弧是在电极与工件之间的气体介质工件之间的气体介质中强烈的持久的气体中强烈的持久的气体放

4、电现象，也就是电放电现象，也就是电流通过局部气体介质流通过局部气体介质的导电现象。（局部的导电现象。（局部气体介质中有大量电气体介质中有大量电子流通过的导电现象）子流通过的导电现象） 二焊接接头的组织与性能：二焊接接头的组织与性能： 见教材见教材P152图图4-4 1焊缝：焊缝：铸态，粗大柱状晶，因合金化，机械性能并不低于母材。 2焊接热影响区：焊接热影响区： 指焊缝两侧金属因焊接热作用而发生组织和性能变化的区域. 1）熔合区：）熔合区： （也叫半熔化区）处于液相线和固相线之间的温度区域。 晶粒粗大，、ak差，如焊接规范选择不当，易产 生裂纹、脆断。 2)过热区：过热区：1100熔点. (也叫

5、粗晶区) 晶粒粗大， 1015. ak2530. 如焊接中碳钢和易淬火合金钢，此区易产生M,性能更差，易 裂纹、脆断。 可用退火、正火予以消除。 3)正火区：正火区： 9001100. (也叫细晶区) 机械性能高于 母材。 4)部分相变区：部分相变区：Ac1Ac3之间之间. 此区部分金属发生重结晶，冷却后获得细晶 粒的FP,未重结晶的部分F晶粒略有长大， 最后使晶粒大小不均匀，机械性能比正火区 稍差。 如被焊金属为冷轧板，则还存在一个再结晶 区(450Ac1之间) 3.影响焊接热影响区大小的因素：影响焊接热影响区大小的因素： 与焊接方法、焊接规范、接头型式、焊后冷却 速度有关。 焊接规范的影响

6、： 焊接方法的影响见教材P153表4-1 焊接速度 焊接电流 热影响区三改善焊接热影响区组织与性能的方法：三改善焊接热影响区组织与性能的方法： 碳素钢和低合金钢构件： 可热处理的：常用正火。 不可热处理的：选择正确的焊接方法与焊接工 艺，使热影响区尽量减小。焊接工件上温度的变化与分布焊接工件上温度的变化与分布 第三节第三节 焊接应力与变形焊接应力与变形一焊接应力与变形产生的原因：一焊接应力与变形产生的原因： 局部不均匀加热.二焊接应力与变形的分类：二焊接应力与变形的分类： 1.焊接应力分类：焊接应力分类： 1)按形成原因分： 热应力、组织应力、凝缩应力. 2)按应力方向与焊接位置关系分： 纵向

7、应力、横向应力. 2.焊接变形分类：焊接变形分类： 见教材P155图4-7 收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、 波浪变形.焊接应力与变形焊接应力与变形 四四.防止或减少焊接应力与变形的措施：防止或减少焊接应力与变形的措施： 1.设计：设计： 合理选择焊缝尺寸和形式. 尽量减少焊缝数目. 合理安排焊缝位置. 2.工艺：工艺： 备料时应增加一部分用于收缩的余量，使收缩变形 后尺寸不致太小. 反变形法： 见教材P155图4-8、P156图4-9. 刚性固定法： 采用合理的焊接规范，如选择合理的焊接电流、焊 接速度、焊条直径等. 选择合理的焊接顺序，见教材P156图4-10、图4-11. 锤击焊缝

8、以降低内应力. 焊前预热（150350）,加热减应区，焊后缓 冷，如缓冷仍不行，可进行退火热处理，以消除应力. 3.变形的矫正：变形的矫正： 机械矫正：机械矫正： 手锤、风锤、矫直机、压力机. 见教材P156图4-12火焰矫正：火焰矫正： 见教材P156图4-13第四节第四节 焊条电弧焊焊条电弧焊-手工电弧焊手工电弧焊 利用焊条与工件间产生电弧热，将工件与焊条熔化 而进行焊接的焊接方法。 一一.焊条电弧焊的焊接过程：焊条电弧焊的焊接过程： 介绍焊接的冶金过程介绍焊接的冶金过程. 二电焊条：二电焊条： 1.焊芯：焊芯：低碳低硅冷拔钢丝，优质或高级优质钢，牌 号见教材P157表4-2 焊条芯直径即

9、为焊条直径，最小1.6, 最大8， 常用3.25. 2.焊条药皮：焊条药皮： 内含：稳弧剂 造气剂 造渣剂 脱氧剂 合金剂 稀渣剂 粘结剂 其组成、作用见教材P158表4-3 3.焊条种类、型号和牌号：焊条种类、型号和牌号： 1)种类：种类： 七大类：碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢 焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜及 铜合金焊条、铝及铝合金焊条. 2)型号：型号： 一个字母四位数字，如： E4303： E-焊条. 43-焊缝金属b 43f2 0-焊接位置为全位置焊接 （0，1为全位置焊接、2为平焊和平角 焊、4为向下立焊）. 03-焊接电流种类及药皮类型，钛钙型药 皮，交、直流两用.2）按药皮类型

10、、电源种类按药皮类型、电源种类 十大类十大类酸碱性酸碱性 牌号三位牌号三位 药皮类型药皮类型 电源电源 可焊材料可焊材料 0 不规定型不规定型 酸性酸性 1 5 五种五种类类型型 交、直流交、直流 焊钢焊钢 碱性碱性 6 低氢型低氢型 交、直流交、直流 焊钢焊钢碱性碱性 7 低氢型低氢型 直流反接直流反接 焊钢焊钢8 石墨型石墨型 交、直流交、直流 铸铁铸铁 9 盐基型盐基型 直流直流 铝铝 3)牌号：牌号： 一个大写字母一个大写字母三位数字三位数字 汉语拼音字母 前两位数表示焊缝b等级 （2)药皮,第三位数表示焊条药皮类型及 适用电源. （见教材P158表4-4） 如J422： J-结构钢电

11、焊条. 42-焊缝b 422 2-钛钙型药皮，交、直流两用. 4.焊条的选用原则：焊条的选用原则： 1)等强度原则：等强度原则： 一般要求焊缝金属与母材等强度. 2)经济性原则：经济性原则： 同一强度等级焊条，在满足使用要求前提 下，尽量选用酸性焊条. 3)最低强度原则：最低强度原则： 异种金属焊接时，按强度较低的材料选择焊 条. 4)铸钢件焊接应选用碱性焊条，防止裂纹铸钢件焊接应选用碱性焊条，防止裂纹. 5)焊接特殊性能钢，应选用与母材相应的焊条。焊接特殊性能钢，应选用与母材相应的焊条。 此外还应考虑现场设备条件、焊件结构形状、 焊条售价等情况. 酸、碱性焊条比较酸、碱性焊条比较 酸性焊条酸

12、性焊条 含大量含大量FeO、TiO、SiO2氧化性强氧化性强.药皮代药皮代号号J15 氧高，氧高， 夹渣夹渣 ，烧损，烧损.氢高氢高 ，氢脆，氢脆， S高，高， 、ak、脆、脆.机械性能机械性能铁铁锈、油脂、水分敏感锈、油脂、水分敏感性不大，工艺性好、性不大，工艺性好、电弧稳、成形性好电弧稳、成形性好 ,交、交、直流两用直流两用, 劳动条件劳动条件好，价格便宜好，价格便宜. 碱性焊条碱性焊条 含大量含大量CaCO3、CaF（熔点高、流动性差、（熔点高、流动性差、稀释）稀释） J6、J7氧低氢低（低氧低氢低（低氢型）低氢型）低S（CaO去去S. ）机械性能）机械性能，对铁，对铁锈、油脂、水分敏感

13、锈、油脂、水分敏感性大性大 ， 工艺性差、电工艺性差、电弧不稳，直流，焊条弧不稳，直流，焊条7或或6交直流交直流, 劳动条件差，劳动条件差，HF有毒有毒, 稍贵稍贵. 第五节第五节 埋弧焊埋弧焊-焊剂层下电弧焊焊剂层下电弧焊 一一.埋弧焊的焊接过程：埋弧焊的焊接过程： 见教材P160图4-15、 图4-16. 1.焊丝自动送进焊丝自动送进. 2.焊机及焊接电弧自动移动焊机及焊接电弧自动移动.二埋弧焊的特点：二埋弧焊的特点： 1.优点：优点： 1)生产率高：比手弧焊提高510倍. 工作连续、焊丝自动送进，节约更换焊条时间，常用电流 4002000A,比手弧焊（200300A）大68倍，熔深大，

14、可减少焊接层数. 2)焊接质量高： 熔深大，达12，双面焊25以下无需开坡口，（手弧焊 5），焊缝外观美观、平滑、内在质量好，焊件变形小， 消除了因更换焊条引起的焊接缺陷（夹渣、气孔），焊接过 程不受人为干扰. 3)热能与金属材料消耗少：热能与金属材料消耗少： 热能：无弧光辐射、对流，只有传导，热能利 用率达9099. 材料：焊丝头损失1,没有飞溅，大部分焊 剂可重新回收使用， 焊件厚度小时（25）可不开坡口. （全世界每年焊条头损失达十几万吨，飞溅金 属占焊缝金属重量10） 4)劳动条件好：劳动条件好： 电弧看不见，不会伤眼睛，劳动强度低. 2.缺点：缺点： 1)焊前准备工作要求高，费工时，

15、焊偏时不易 及时发现. 2)不能焊接薄工件，易烧穿（电流大），适于 焊660厚板. 3)局限性大，（只适于平焊及倾斜度小的焊 缝），灵活性较差（只能走直线和大曲率半 径弧线）. 3.应用：应用： 用于碳钢及低合金结构钢、平焊、长直焊 缝和较大直径环缝，见教材P161图4-19,尤以 批量生产更合适.第六节第六节 气体保护焊气体保护焊一氩弧焊：一氩弧焊： 以氩气作为 保护气体的 电弧焊, 氩气 是惰性气体, 保护作用极好.1.不熔化极氩弧焊：不熔化极氩弧焊： 见教材见教材P162图图4-20(a) 焊接厚度6(因电流有限,电流大时钨棒发热) 也叫钨极氩弧焊： 焊钢材时用直流正接,以减少钨极烧损.

16、 焊Al、Mg合金时,用直流反接或交流,利用阴极破 碎作用. 阴极破碎作用：当钨极氩弧焊焊接易氧化金属时,采用 直流反接或交流电源,当钨极为正极时, 由钨极射向焊件熔池的氩正离子撞击 熔池表面,将熔池表面的氧化物薄膜击 碎,有利于焊接熔合及保证质量.2.熔化极氩弧焊： 以连续送进的焊丝作为电极进行焊接,可用大电流,可焊25厚度以下的焊件, 见教材P162图4-20(b).3.氩弧焊优缺点及应用： 1)优点： (1)氩气对熔池保护作用极好,特别适于焊接易氧化、 吸氢的有色金属及合金钢. (2)电弧热量集中,焊接速度快,热影响区和变形小. (3)电弧稳定性好,易操作,飞溅少,焊缝成形好,杜绝 了夹

17、渣缺陷,可全位置焊接,易实现机械化、自动 化.2)缺点：缺点： (1)成本高, 氩气价贵,焊机设备投资大. (2)只适于室内焊接,并有防风措施(以防氩气 被风吹散). (3)焊前接头清理要求高. 3)应用：应用： 主要用于Al、Mg、Cu、Ti合金的焊接和不 锈钢的焊接.极少 用于其他碳素钢及合金钢的焊接(因Ar气价 贵).氩弧焊机氩弧焊机二二.二氧化碳气体保护焊二氧化碳气体保护焊 -以CO2气体为保护气体的电弧焊.也叫CO2气电焊, 见教材P164图4-23. 1.焊接过程：焊接过程： 分细丝(0.51.2)焊.(用于焊接0.84薄板,可全 位置焊接),最常用.和粗丝(1.65)焊.(用于焊

18、接3 30厚板). 焊接规范及工艺参数包括： 焊丝直径、焊接电流、电弧电压、CO2流量、焊接速 度等. 2.优缺点及应用：优缺点及应用： 1)优点：优点： 生产率高：生产率高： 电流密度大(200A2),穿透力强,(10厚板可 不开坡口,不需打渣,辅助时间减少,生产率比手弧 焊高15倍.CO2焊机焊机 焊接质量好：焊接质量好： 电弧热量集中,加热面积小,CO2气流冷却作用大.应 力变形小,焊缝含氢量少,采用含Si、Mn焊丝,焊缝抗 裂性高. 明弧操作明弧操作,可直接观察焊缝区可直接观察焊缝区,操作简单操作简单,容易掌握容易掌握. 成本低：成本低：CO2价廉易得, 成本比手弧焊低50. 细丝焊可

19、进行全位置焊接细丝焊可进行全位置焊接,且对接头清理工作要求不且对接头清理工作要求不 高高.2)缺点：缺点： 飞溅较大，焊缝成形不够光滑美观飞溅较大，焊缝成形不够光滑美观. 弧光强烈弧光强烈,烟雾较大烟雾较大,需加强劳动保护需加强劳动保护. CO2气流保护作用易被风破坏气流保护作用易被风破坏,需采取防风措施需采取防风措施.3)应用：应用： 主要用于低碳钢、低合金结构钢的焊接,板厚0.830 .第七节第七节 等离子弧焊接与切割等离子弧焊接与切割 见教材见教材P165图图4-24 一一.等离子弧的三种效应：等离子弧的三种效应： 1.机械压缩效应：机械压缩效应： 通入的Ar气在高频震荡器作用下被电离形

20、成电弧，此 电弧在通过具有细孔道的喷嘴时，弧柱被强迫缩小. 2.热压缩效应：热压缩效应： 通入的一定压力和流量的Ar气为冷气流,它均匀地包 围着电弧,使弧柱外围受到强烈冷却,迫使带电粒子向 弧柱中心集中,弧柱被进一步集中. 3.电磁收缩效应：电磁收缩效应： 带电离子流在弧柱中运动，可看成是电流在一束平行 的“导线”内流过，其自身磁场所产生的电磁力使这些 “导线”互相吸引靠近，弧柱又进一步被压缩.二二.特点：特点： 1.温度极高，达16000K以上，不仅可用来焊 接，还可用于切割氧气无法切割的材料. 2.实质是一种具有压缩效应的钨极氩弧焊,对熔池 和焊缝的保护作用极好. 3.能量密度大,弧柱温度

21、高,穿透能力强,焊接10 12厚钢板不需开坡口,焊缝质量好,焊接速度 快. 4.可焊接很薄的箔材(采用I = 0.1A).三三.应用：应用： 国防工业,航空航天技术,焊接合金钢、Cu、W、 Mo、Co、Ti等金属构件.第八节第八节 微型计算机在电弧焊中的应用微型计算机在电弧焊中的应用 自学自学第二章第二章 其他常用焊接方法其他常用焊接方法 一一. 电阻焊电阻焊 根据焦耳楞次定律： Q = I2Rt R很小、 t很小、 要焊接， Q必须足够大， 故I必须很大。 优点： 生产率高，焊接变形小，劳动条件好，不 需另外焊接材料，操作简便，易于实现机 械化。 缺点： 设备较复杂，耗电量大，适用接头型式与

22、 可焊工件厚度受到限制。点焊机点焊机1.点焊：点焊： 见教材P168图4-26 焊件被压紧在两柱状电极之间，以搭 接的形式在个别点上被焊接起来。 过程：接触面清理好，预压夹紧， 通电，形成熔核，切断电 流，熔核在压力下结晶，松 开电极，完成一个焊点，移 动焊件，依次焊接其他焊点。 焊接质量与： 电流I、通电时间、电极压力 P及工件表面清理质量等因 素有关。 要克服“分流”现象，电流I就应加 大，且点间距又不能太小。 二二.缝焊：缝焊： 见教材P170图4-28 在两焊件接触面上形 成许多相互重叠的焊 点，而得到连续的焊 缝，是点焊的一种变 态。 为克服很大的分流的 影响，保证焊接质量， 所用电

23、流约为点焊的 1.52倍。缝焊机缝焊机三三.对焊：对焊： 见教材P170图4-29 分为电阻对焊和闪光 对焊两种。 1.电阻对焊： 过程： 压紧对接的焊件， 通电加热接头至 塑性状态，顶锻 并断电去压。 接头清理要求高，并 要平整，焊后接头光 滑，耗电量大。 电阻对焊机电阻对焊机 2. 闪光对焊： 过程： 焊件接通电源， 两焊件逐渐接 近，闪光，顶 锻压紧并断电 去压。 接头清理工作要 求不高，焊后接 头毛刺需清理， 耗电量小。闪光对焊机闪光对焊机以上所讲的三种电阻焊工艺，其优缺点及应用如下： 优点：优点： 1)加热速度快,热影响区和应力、变形小. 2)生产率高,易实现机械化、自动化. 3)不

24、需焊丝和焊剂等焊接材料. 4)无弧光、噪音, 烟尘和有害气体少. 5)焊件结构简单,重量轻,气密性好,易获得形状复 杂的零件. 缺点：缺点： 1)受电源和电阻影响大,焊接质量不稳定. 2)耗电量大,对电网负荷冲击大. 3)焊机较复杂,价贵.应用：应用： 点焊-用于4薄板搭接、金属网架及交叉钢筋焊 点搭接.也可将4以下薄板搭接在16以下的 低碳厚钢板或型材上. 缝焊-用于薄钢板容器(油箱、水箱、化工器皿及其 他)和管道的焊接,每件板厚通常2,焊低碳 钢时可达3,接头要求密封时采用. 对焊-电阻对焊用于接头强度要求不高,20棒 料、管材及小型金属结构的焊接. 闪光对焊用于断面形状、尺寸相同或相近的

25、 刀具、轴类、钢筋、导线、管道及封闭性零 件 (如自行车圈、圆环链等) 的对接焊.第二节第二节 摩檫焊：摩檫焊： 见教材P171图4-31 一一.特点：特点：1.接头组织致密,接头质量好且稳定,无夹渣、气孔等缺陷.2.不仅可焊同种金属,也可焊异种金属.3.操作简单,不需焊接材料,易实现自动化,生产率高.4.设备简单,耗电少(只有闪光对焊的115110.二二.接头形式：接头形式： 见教材P172图4-32.三三.应用：应用： 广泛用于圆形工件、棒料及管件的焊接,实心棒料2100以上,管子外径可达150.第三节第三节 钎焊钎焊 利用熔点比焊件低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

26、焊接方法. 接头形式： 搭接,见教材P173图4-33. 特点： 借助毛细管作用,将熔化了的液态钎料吸入固态工件间隙,液 态钎料与固态工件金属相互扩散溶解、冷凝,形成接头.一一.硬钎焊：硬钎焊： 钎料熔点450 如Cu基、Ag基、Al基、Ni基合金. 所用钎剂：硼砂、硼酸、KCl、KF. 用于接头强度要求高(200490MPa),受力较大或工作 温度较高的焊件,如：钢、铜等机械零件、工具等.二二.软钎焊：软钎焊： 钎料熔点450 如Sn-Pb合金（焊锡） 所用钎剂：松香、ZnCl或NH4Cl水溶液、焊锡膏. 用于接头强度不超过68.6MPa,受力不大或工作温度不高的焊件,如：仪表、导电元件、各

27、种金属制品等. 钎焊可用各种热源：烙铁、氧-乙炔火焰、电阻加热、感应加热、浸沾法、炉中加热、盐浴加热等. 接头均为搭接接头.三三.优缺点及应用：优缺点及应用： 1.优点：优点： 只需填充金属熔化,焊件金属不熔化,故加热温度低,母材金属组 织和机械性能变化小,变形小,接头质量好,工件尺寸准确. 既可焊同种金属,也可焊异种金属,对接头厚度差没有严格限制. 生产率高,可同时焊接很多、甚至上千条焊缝. 设备简单,投资少. 2.缺点：缺点： 焊前焊件准备(加工、清理、装配)工作要求高. 接头强度较低, 工作温度不高. 钎料价格较高. 3.应用：应用：如上已述.第四节第四节 真空电子束焊真空电子束焊 自学

28、自学第五节第五节 激光焊接激光焊接 自学自学第六节第六节 高频焊高频焊 自学自学第三章第三章 常用金属材料的焊接常用金属材料的焊接第一节第一节 金属材料的焊接性金属材料的焊接性 一一.焊接性的概念：焊接性的概念： 1. 焊接性： 被焊金属在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。（包括工艺焊接性和使用焊接性两个方面） 2.影响因素： 1)焊接方法： 同种金属材料，选用不同焊接方法，表现出的焊接性不同。 2)焊接材料：包括母材材料与焊接材料两方面。 焊接材料指焊条、焊丝、焊剂、保护气体、钎焊的钎料与 钎剂等，如选择不当，将严重影响焊接质量。 3)焊接工艺措施： 如：焊前预热、焊后缓冷、

29、热处理、点固焊、刚性固定、 焊前装配、焊时锤击等，及焊接工艺参数，如焊条直 径、焊接电流、焊接速度、焊接位置、接头形式等。 4)使用条件： 如使用环境温度、是否有腐蚀介质、受力大小及种类等，使 用条件越不好，焊接性就越不易保证。二二.焊接性的估算方法：焊接性的估算方法： 碳当量法C当 = C () C当, 焊接性. C当0.4时，焊接性良好. C当 = 0.40.6时，焊接性较差. C当0.6时，焊接性差.6Mn5VMoCr+15CuNi +第二节第二节 碳钢的焊接碳钢的焊接一低碳钢的焊接：一低碳钢的焊接： C0.25 焊接性良好.二二.中、高碳钢的焊接：中、高碳钢的焊接： 1.中碳钢的焊接：

30、 1)焊接性随C而愈来愈差： 焊缝易形成气孔(CO2气体来不及逸出),焊缝 及热影响区形成的粗大M易产生冷裂纹. 2)焊接工艺： 开坡口,细碱性焊条,小电流、多层焊、焊前 预热、焊后缓冷、适当的焊接规范. 2.高碳钢的焊接： 与中碳钢相似,因含碳更高,故焊接性更差,工艺措施更为严格.第三节第三节 合金结构钢的焊接合金结构钢的焊接 合金结构钢： 机械制造结构钢： 焊接性与焊接工艺与中碳钢相同. 低合金结构钢-低合金高强钢. 低合金结构钢的焊接： 焊时焊缝及热影响区易形成M并易产生冷裂纹,焊 接方法与焊接材料选用时应注意,焊后应及时进行 去应力退火或消氢处理(加热200350保温26 小时)防止冷

31、裂. 如：北京08年奥运会主会场鸟巢所用的Q460钢的焊接.第四节第四节 铸铁的补焊铸铁的补焊一一.焊接性：焊接性： 差, 原因： 1.易产生白口： 焊补时C、Si大量烧损、冷却快，故易产生白口及M. 2.易裂纹： 因铸铁、ak均差，当焊接应力过大（b）时， 在焊缝及热影响区产生裂纹. 3.焊缝中产生气孔： 焊后凝固快,熔池中气体来不及逸出.二二.焊补方法：焊补方法： 手弧焊、气焊(碳化焰)最常用,也可用钎焊、CO2焊、 氩弧焊. 1.热焊法： 预热600700,保温下焊补,焊后缓冷. 2.冷焊法： 不预热(或400以下预热),小电流,分段焊(每段50),每焊 一段后轻击焊缝,以松弛内应力,防

32、止裂纹. 以上两种焊法各有优缺点,使用时应根据实际需要合理选用.第五节第五节 有色金属及其合金的焊接有色金属及其合金的焊接一一.铜及铜合金的焊接：铜及铜合金的焊接： 1.焊接性分析： 很差. 因为： 1)焊缝易形成热裂纹： (Cu2OCu形成低熔点共晶体,分布于晶界). 热影响区易形成冷裂纹(线账系数大,吸收的氢、水汽压力,产生 较大内应力, Cu高温b低、差、有过热组织). 2)易产生气孔 (Cu液吸收溶解H2,降温时来不及排出,且Cu2O遇H2后反应生 成水汽). 3)导热性高,故焊前应预热到较高温度,并需用强热源焊接. 4)加热时无组织转变,故晶粒长大后不会变细,使半熔合区产生粗 晶,接

33、头性能降低,特别是、ak. 5)黄铜中Zn焊接时极易氧化,形成ZnO烟雾,有毒,污染空气,影响 工人健康,使接头性能,铝青铜焊接时易产生难熔的Al2O3夹 渣. 2.焊接方法和焊接工艺：焊接方法和焊接工艺： 1) 焊接方法：焊接方法： 氩弧焊、气焊、埋弧焊、手弧焊、钎焊、等离子弧 焊. 其中：氩弧焊质量最好,黄铜气焊时应用轻微氧化焰, 并加气剂301. 2)工艺措施：工艺措施： 为防Cu2O产生,可在焊接材料中加入脱氧剂,如磷 青铜焊丝中的磷. 清洗焊件、焊丝,气剂中的油、锈及水分,减少氢的 来源,加强热源功率(使氢排出并避免未熔合). 焊前预热(薄件可不预热),焊后锤击焊缝,并进行再 结晶退

34、火.二二.铝及铝合金的焊接：铝及铝合金的焊接： 1. 焊接性分析：焊接性分析： 很差. 因为： 1)Al极易氧化, Al2O3熔点很高(2050,纯Al657).比 重大,易形成加渣、未熔合等缺陷,故焊前应注意清 除表面Al2O3薄膜. 2)Al在高温时大量吸H2,冷却时H2溶解度剧降, H2来不 及析出,形成气孔. 3)Al合金在焊缝及热影响区均易产生热裂纹. 4)Al膨胀系数大,高温强度低,极易变形,甚至可能因自 重变形而弯曲,故焊时需夹具并在焊件下加垫板以防 焊件下塌,焊速应快. 5)Al在固液态颜色相同,操作时难以确定其熔化与否, 故焊时除严格掌握焊接规范外,操作者必须有一定经 验. 2.焊接方法和工艺：焊接方法和工艺： 氩弧焊(质量最好)： 钨极交流氩弧焊： (利用氩正离子的阴极破碎作用). 熔化极氩弧焊： 直流反接、大电流密度、高速焊,生产率高. 气焊：用于要求不高的薄件,需用气剂401(氯 化物氟化物).焊后将气剂残渣清理干 净,以防腐蚀. 手弧焊：因焊条质量、焊接质量均不易控制,应 用有限. 电阻焊：因清除表面氧化膜的清理质量难以保 证,影响焊接质量,应用极少.第四章第四章 焊接结构设计焊接结构设