成形-第4章连接成形

1、q连接成形是将若干个构件连接为一体的成形方法连接成形是将若干个构件连接为一体的成形方法 第第4 4章章 连接成形连接成形分为焊接、胶接和机械连接等三大类。分为焊接、胶接和机械连接等三大类。 焊接基本特点：焊接基本特点： 优点：优点：省工省料、效率高、连接牢固，适于焊接材料广泛。省工省料、效率高、连接牢固，适于焊接材料广泛。 可以制造成双金属构件。可以制造成双金属构件。 缺点：缺点：可能产生气孔、裂纹、焊件上存在焊接应力和焊接变形可能产生气孔、裂纹、焊件上存在焊接应力和焊接变形q 胶接：胶接：用胶粘剂将被粘物表面连接在一起的方法。胶接工艺简用胶粘剂将被粘物表面连接在一起的方法。胶接工艺简 便、生

2、产效率高、成本低，在工业生产中应用愈来愈广泛便、生产效率高、成本低，在工业生产中应用愈来愈广泛 缺点：缺点：接头清理要求高、连接处强度较低接头清理要求高、连接处强度较低q 机械连接：机械连接： 通过构件间产生的机械作用力实现连接的方法。通过构件间产生的机械作用力实现连接的方法。 机械连接质量可靠；便于拆、装；易于检修；在机械连接质量可靠；便于拆、装；易于检修；在 工工业中应用广泛业中应用广泛焊焊接接方方法法熔化焊熔化焊压力焊压力焊钎钎 焊焊气焊气焊电弧焊电弧焊电渣焊电渣焊电子束焊电子束焊激光焊激光焊手工电弧手工电弧焊焊气体保护气体保护焊焊埋弧焊埋弧焊氩弧焊氩弧焊CO2气体保护焊气体保护焊电阻焊

3、电阻焊摩擦焊摩擦焊扩散焊扩散焊高频焊高频焊点焊点焊缝焊缝焊对焊对焊烙铁钎焊烙铁钎焊火焰钎焊火焰钎焊炉中钎焊炉中钎焊常用的焊接方法分类常用的焊接方法分类 q 4.1 4.1 焊接基础焊接基础 4.1.1 熔焊冶金过程及其特点熔焊冶金过程及其特点 1.熔焊液相冶金熔焊液相冶金 q熔焊过程中，焊接接头金属发生的一系列物理、化学反应，熔焊过程中，焊接接头金属发生的一系列物理、化学反应，称为称为熔焊冶金过程熔焊冶金过程，包括液相冶金、熔池结晶、焊缝，包括液相冶金、熔池结晶、焊缝和热影响区的组织变化等。和热影响区的组织变化等。 Label1焊条芯药皮熔池金属熔滴焊缝气体固态渣壳焊接时，电弧热使工件和焊条芯

4、熔化；药皮熔化和分解。焊接时，电弧热使工件和焊条芯熔化；药皮熔化和分解。熔化的药皮在熔池内形成熔渣并浮起，分解的药皮产生大熔化的药皮在熔池内形成熔渣并浮起，分解的药皮产生大量保护气体环绕在电弧和熔池周围，起保护作用量保护气体环绕在电弧和熔池周围，起保护作用。q （1）熔焊液相冶金的特点熔焊液相冶金的特点 氧化反应迅速、激烈（原子活氧化反应迅速、激烈（原子活泼）泼） 元素烧损大元素烧损大 气体侵入熔池，形成夹杂气体侵入熔池，形成夹杂 成分不均匀成分不均匀 气体杂质来不及浮起气体杂质来不及浮起 淬硬倾向大淬硬倾向大 参与反应面积大参与反应面积大由熔焊冶金特点知：由熔焊冶金特点知：对焊缝影响较大的是

5、气体的侵入和成份的变化。对焊缝影响较大的是气体的侵入和成份的变化。即：即：所以焊缝对外表现出的力学性能特点为：所以焊缝对外表现出的力学性能特点为：(2) 保证焊缝质量的措施保证焊缝质量的措施 1 1）防止有害气体侵入熔池：）防止有害气体侵入熔池： 用气体及熔渣隔离空气或两者联用；用气体及熔渣隔离空气或两者联用； 焊前清理焊件及焊丝、烘干焊条或焊剂焊前清理焊件及焊丝、烘干焊条或焊剂 2) 2) 冶金处理：冶金处理： 添加有益元素；进行脱氧、脱硫、脱磷；渗入其它合金元素添加有益元素；进行脱氧、脱硫、脱磷；渗入其它合金元素 q 2 2熔池结晶熔池结晶 q 熔池金属凝固时，以熔合线上局部熔化的母材晶粒

6、为核心，熔池金属凝固时，以熔合线上局部熔化的母材晶粒为核心，形成与母材金属长合在一起的形成与母材金属长合在一起的“联生结晶联生结晶”，并沿着散热的反方，并沿着散热的反方向长大形成柱状晶向长大形成柱状晶q 焊缝金属晶粒较粗，组织不致密，且易引起化学焊缝金属晶粒较粗，组织不致密，且易引起化学成分偏析，有些焊缝金属在凝固末期还可能产生热成分偏析，有些焊缝金属在凝固末期还可能产生热裂纹。裂纹。q 解决办法：解决办法： 1 1）焊缝中增添少量）焊缝中增添少量TiTi、V V、MoMo等元素，可形成弥等元素，可形成弥散的结晶核心，使焊缝晶粒细化，力学性能提高。散的结晶核心，使焊缝晶粒细化，力学性能提高。

7、2 2）采用机械振动、超声振动、电磁搅拌等工艺）采用机械振动、超声振动、电磁搅拌等工艺措施均可细化焊缝晶粒。措施均可细化焊缝晶粒。 q3 3焊接接头的组织转变焊接接头的组织转变 q由于焊接过程中由于焊接过程中的热扩散，已焊合的热扩散，已焊合的接头按组织和性的接头按组织和性能的变化不同，可能的变化不同，可分为分为等区域等区域 q (1) (1) 焊缝金属区：焊缝金属区：由焊缝表面和熔合线所包围的区由焊缝表面和熔合线所包围的区域域 ，针对其冶金特点采取的各种措施，可使其力学性，针对其冶金特点采取的各种措施，可使其力学性能比母材金属只高不低。能比母材金属只高不低。 （温度在熔点以上的区域、（温度在熔

8、点以上的区域、）q(2) (2) 熔合区：熔合区：是焊缝与母材交接的过渡区，加热温是焊缝与母材交接的过渡区，加热温度在固、液相线之间，由铸态组织和过热组织构成，度在固、液相线之间，由铸态组织和过热组织构成，化学成分和组织都极不均匀，力学性能很差，是焊接化学成分和组织都极不均匀，力学性能很差，是焊接接头中最薄弱的部位之一，常是焊接裂纹的发源地。接头中最薄弱的部位之一，常是焊接裂纹的发源地。 （温度在熔点和结晶温度之间的区域、温度在熔点和结晶温度之间的区域、 ）q(3) (3) 热影响区：热影响区：材料因受热的影响（但未熔化）材料因受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。而发生金

9、相组织和力学性能变化的区域。 （温度在结晶温度以下的区域）（温度在结晶温度以下的区域）焊接热影响区焊接热影响区 过热区：过热区：具有过热组织或晶粒显著粗大的区域。加热具有过热组织或晶粒显著粗大的区域。加热温度在固相线与温度在固相线与11001100之间，奥氏体晶粒显著长大，力之间，奥氏体晶粒显著长大，力学性能明显下降，是力学性能最差的部位，也常是焊接学性能明显下降，是力学性能最差的部位，也常是焊接裂纹的发源地裂纹的发源地 相变重结晶区：相变重结晶区：具有正火组织的区域。加热温度稍高具有正火组织的区域。加热温度稍高于于A Ac3 c3 线，经重结晶获得细小、均匀的晶粒，相当于正线，经重结晶获得细

10、小、均匀的晶粒，相当于正火处理，火处理， 故又称正火区。该区力学性能明显改善，是故又称正火区。该区力学性能明显改善，是焊接接头中性能最好的区域焊接接头中性能最好的区域 不完全重结晶区：不完全重结晶区：部分组织发生相变重结晶的区域。部分组织发生相变重结晶的区域。加热温度在加热温度在A Ac1c1线与线与A Ac3 c3 线之间线之间, ,部分组织成为均匀、细部分组织成为均匀、细小的晶粒，其余为较粗大的晶粒。晶粒和组织都不均小的晶粒，其余为较粗大的晶粒。晶粒和组织都不均匀，力学性能较差匀，力学性能较差 0.05 0.75 电子束焊电子束焊5.0 6.21.5 2.01.5 2.02.1 3.2手工

11、钨极氩弧焊手工钨极氩弧焊5.0 8.01.5 3.02.0 3.01.5 2.0CO2气体保护焊气体保护焊25 302.0 3.05.0 7.018 20电渣焊电渣焊2.3 4.00.7 1.00.5 1.70.8 1.2埋弧自动焊埋弧自动焊6.0 8.52.2 3.01.5 2.52.2 3.5焊条电弧焊焊条电弧焊总宽总宽不完全重结晶区不完全重结晶区相变重结晶区相变重结晶区过热区过热区焊接方法焊接方法焊接热影响区是必然存在的，针对该区域尤其是其焊接热影响区是必然存在的，针对该区域尤其是其中的中的熔合区、熔合区、过热区可能出现的质量问题，可以：过热区可能出现的质量问题，可以： 1 1）采取热量

12、集中的焊接方法采取热量集中的焊接方法，减小热，减小热影响区的宽度，影响区的宽度， 减小影响，提高性能。先进的焊接方法均如此。减小影响，提高性能。先进的焊接方法均如此。2 2）工艺上工艺上：小电流、快速焊，以减：小电流、快速焊，以减小单位长度上的小单位长度上的 热量输入热量输入 3 3）焊后正火焊后正火p 改善焊接热影响区组织和性能的方法改善焊接热影响区组织和性能的方法q 4.1.2 焊接应力与变形焊接应力与变形 1、焊接应力与变形产生的原因焊接应力与变形产生的原因 q 焊后残留在焊件内的应力称为焊接残余应力焊后残留在焊件内的应力称为焊接残余应力焊接残余应力的分布：焊接残余应力的分布： u 2

13、2、焊接残余应力的调节、焊接残余应力的调节 (1)(1)焊接残余应力的分布焊接残余应力的分布 中间散中间散热慢热慢产生拉产生拉应力应力 （2 2）调节焊接残余应力的措施）调节焊接残余应力的措施设计措施设计措施 减少焊缝的数量和尺寸并避免焊缝密集和交叉减少焊缝的数量和尺寸并避免焊缝密集和交叉 采用刚性较小的接头采用刚性较小的接头 减应区减应区减应区工艺措施工艺措施 合理的焊接顺序：合理的焊接顺序：降低焊接接头的刚性，使之能通过变形减小应力降低焊接接头的刚性，使之能通过变形减小应力 加热减应区加热减应区锤击焊缝锤击焊缝 焊前预热、焊焊前预热、焊后正火后正火q 3 3焊接残余应力的消除方法焊接残余应

14、力的消除方法 去应力退火：整体或局部去应力退火：整体或局部 加热温度加热温度500650 机械拉伸法机械拉伸法 温差拉伸法温差拉伸法 振动法振动法 4 4、焊接残余变形的控制和矫正、焊接残余变形的控制和矫正 （1 1）焊接残余变形的类型：常见的）焊接残余变形的类型：常见的五种五种 q 常见多为综合型的变形常见多为综合型的变形 由于焊接件的结构一般表现出由于焊接件的结构一般表现出塑性好、细、薄、易变形塑性好、细、薄、易变形的特点，所以由焊接应力引起焊接变形是必然的。的特点，所以由焊接应力引起焊接变形是必然的。较理想的情况较理想的情况收缩变形收缩变形厚度方向加热不均匀厚度方向加热不均匀角变形角变形

15、高度方向加热不均匀高度方向加热不均匀弯曲变形弯曲变形横截面上加热不均匀横截面上加热不均匀扭曲变形扭曲变形多见于薄板件多见于薄板件失稳变形失稳变形q（2 2） 控制焊接残余变形的措施：控制焊接残余变形的措施： 尽量减少焊缝的数量和尺寸，合理选用焊缝的截尽量减少焊缝的数量和尺寸，合理选用焊缝的截面形状面形状 合理安排焊缝位置合理安排焊缝位置 设计措施设计措施工艺措施工艺措施反变形法：反变形法： 刚性固定法：刚性固定法： 合理选用焊接方法和焊接规合理选用焊接方法和焊接规范范 选用能量较集中的焊接方法选用能量较集中的焊接方法 焊接时采用较小的热输入焊接时采用较小的热输入( (） 选用合理的焊接顺序选用

16、合理的焊接顺序 p (3) (3) 焊接残余变形的矫正：焊接残余变形的矫正： 1）机械矫正法：）机械矫正法： 利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使二者利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使二者相互抵消相互抵消生产效率高、矫正生产效率高、矫正质量好，适用于塑质量好，适用于塑性材料性材料 2 2）火焰加热矫正法：）火焰加热矫正法： 利用火焰局部加热焊件的适当部位使其产生收缩塑性变形，利用火焰局部加热焊件的适当部位使其产生收缩塑性变形，以抵消焊接残余变形以抵消焊接残余变形 操作灵便，但需较丰富的实际经验操作灵便，但需较丰富的实际经验 q 4.2 焊接方法焊接方法 4.2.1

17、 熔焊熔焊 1 1、电弧焊、电弧焊 （焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护焊焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护焊） 利用电弧作为热源的熔焊方法利用电弧作为热源的熔焊方法 热量集中、温度高、设备较简单、使用方便，是目前应用热量集中、温度高、设备较简单、使用方便，是目前应用 最广泛的焊接方法最广泛的焊接方法 (1)(1)埋弧焊：埋弧焊：电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。可采用大电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。可采用大 电流，一次的焊接厚度大电流，一次的焊接厚度大(2) (2) 气体保护电弧焊：气体保护电弧焊：用外加气体作电弧介质并用外加气体作电弧介质并保护保护 电弧和焊接区的电弧焊方法电弧和焊接区的电弧焊方法

18、 1 1）熔化极气体保护焊：）熔化极气体保护焊：熔深大、焊接速度快、生产效熔深大、焊接速度快、生产效率高；明弧可见，易于操作率高；明弧可见，易于操作 2 2）钨极惰性气体保护焊）钨极惰性气体保护焊：电弧燃烧稳定，焊缝金属含氢电弧燃烧稳定，焊缝金属含氢量极低，明弧可见，易于操作量极低，明弧可见，易于操作（常用的保护气体有（常用的保护气体有CO2、Ar、Ar+O2、Ar+CO2等）等）q 2 2电渣焊电渣焊 利用电流通过液体熔渣产生的电利用电流通过液体熔渣产生的电阻热进行阻热进行 焊接的方法焊接的方法 熔敷速度高；加热和冷却速度慢，不易产生气孔、夹渣等缺熔敷速度高；加热和冷却速度慢，不易产生气孔、

19、夹渣等缺陷，且脱硫、脱磷较充分，焊缝质量较高。陷，且脱硫、脱磷较充分，焊缝质量较高。 但晶粒较粗大，热影响区较宽但晶粒较粗大，热影响区较宽 q 3 3堆焊堆焊 为增大或恢复焊件尺寸，或使焊件表面获得具为增大或恢复焊件尺寸，或使焊件表面获得具有特殊性能的熔敷金属而进行的焊接有特殊性能的熔敷金属而进行的焊接 堆焊可提高零件的使用寿命，可获得耐磨、耐堆焊可提高零件的使用寿命，可获得耐磨、耐蚀、耐热等特殊性能蚀、耐热等特殊性能堆焊是一种重要的表面工程技术，广泛用于堆焊是一种重要的表面工程技术，广泛用于各种机械零件和工具、模具的制造和修复各种机械零件和工具、模具的制造和修复 q4.2.2 压焊（常用的压

20、焊方法有电阻焊常用的压焊方法有电阻焊和摩擦焊等）和摩擦焊等） q 1 1电阻焊电阻焊 利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的 电阻热进行焊接的方法电阻热进行焊接的方法 对焊对焊 对焊是使利用电阻热使两个被焊工件的整个接触面焊接起来对焊是使利用电阻热使两个被焊工件的整个接触面焊接起来 的的方法。分为电阻对焊和闪光对焊。方法。分为电阻对焊和闪光对焊。（1 1）电阻对焊）电阻对焊（2 2）闪光对焊）闪光对焊q 2 2摩擦焊摩擦焊 利用焊件表面相互摩擦所产生的热利用焊件表面相互摩擦所产生的热量，使量，使 端面达到热塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一端面达到热

21、塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一 种压焊方法。种压焊方法。q 4.2.3 4.2.3 钎焊钎焊 利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相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互扩散实现连接 1 1焊接材料焊接材料 (1) 钎钎 料：料：即钎焊时用作填充金属的材料即钎焊时用作填充金属的材料 (2) 钎焊焊剂：钎焊焊剂：即钎焊时使用的熔剂即钎焊时使用的熔剂 2 2接头型式：接头型式： 多采用搭接多采用搭接 3 3加热方式：加热方式： 烙铁加热、火焰加热、电阻加热、感应加烙铁加热、火焰加热、电阻加热、感应加 热、浸渍加热和炉中加热热、浸渍加热和炉中加热 接头光滑平整，工件

22、尺寸精确；可焊接性能差异很大的异种金接头光滑平整，工件尺寸精确；可焊接性能差异很大的异种金属；生产率很高；设备简单，投资费用少。但接头强度较低，尤其属；生产率很高；设备简单，投资费用少。但接头强度较低，尤其是动载强度低，允许的工作温度不高，焊前清整要求严格是动载强度低，允许的工作温度不高，焊前清整要求严格q 4.2.4 其它焊接方法 q 1 1、等离子弧焊、等离子弧焊借助水冷喷嘴对电弧的拘束借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得较高能量密度的作用，获得较高能量密度的等离子电弧进行焊接的方法等离子电弧进行焊接的方法 q 2 2、电子束焊、电子束焊利用加速和聚焦的电子束轰利用加速和聚焦的电子束轰击焊接

23、件所产生的热能进行击焊接件所产生的热能进行焊接的方法焊接的方法 q 3 3、激光焊、激光焊 q 4 4、扩散焊、扩散焊 可焊各类材料及很厚可焊各类材料及很厚和很薄的材料和很薄的材料 特别适合于精密结构件特别适合于精密结构件及热敏感件的焊接及热敏感件的焊接 激光焊接激光焊接q4.3. 4.3. 常用金属材料的焊接常用金属材料的焊接 4.3.1 材料的焊接性材料的焊接性 材料的焊接性是材料在限定的施工条件下焊接成按规定设材料的焊接性是材料在限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。 材料的焊接性取决于材料的化学成分、焊接方法及焊接

24、材料的焊接性取决于材料的化学成分、焊接方法及焊接材料、焊件结构类型及服役要求材料、焊件结构类型及服役要求 q1 1、材料焊接性的影响因素、材料焊接性的影响因素 影响因素影响因素 材料的化学成分：材料的化学成分：硬、脆可能小，焊接性好硬、脆可能小，焊接性好焊接方法：焊接方法：能量集中、保护好能量集中、保护好, ,焊接性好焊接性好焊接材料：焊接材料：包括焊条、焊丝、焊剂和气体等包括焊条、焊丝、焊剂和气体等 碱性焊条或碱性焊剂，焊接性好；碱性焊条或碱性焊剂，焊接性好； 惰性气体保护，焊接性好惰性气体保护，焊接性好 焊件结构类型：焊件结构类型：结构简单、刚性小结构简单、刚性小, ,焊接性好焊接性好服役

25、要求：服役要求： 服役要求不高服役要求不高, ,焊接性好焊接性好 q 2 2焊接性的评价焊接性的评价 q(1) (1) 用碳当量评价钢的焊接性：用碳当量评价钢的焊接性： 1 1）国际焊接学会（）国际焊接学会（IIWIIW）推荐的公式：）推荐的公式： CE=w(c)+w(Mn)/6+w(Cr)+w(Mo)+w(V)/5+ w(Ni)+w(Cu)/15100% CECE0.40.4% 焊接性良好焊接性良好CE0.40.6 % 焊接性较差焊接性较差CE0.6% 焊接性很差焊接性很差 2 2）冷裂纹敏感系数公式：）冷裂纹敏感系数公式： Pw =w(c)+w(Si)/ /30+w(Mn)+w(Cu)+w

26、(Cr)/ /20+ w(Ni)/ /6060+ w(V)/ / 10+5w(B)+H /60/60+h/600100% 当当Pw 50时，应求出预热温度时，应求出预热温度: tp=1440 Pw 392（）q 4.3.2 常用金属材料的焊接常用金属材料的焊接 1、碳钢的焊接、碳钢的焊接 (1) (1) 低碳钢的焊接：低碳钢的焊接： CECE小于小于0.4%0.4% 可用各种方法无需采用任何工艺措施方便施焊可用各种方法无需采用任何工艺措施方便施焊 母材碳含量偏高或在低温下焊接刚性较大的结构时，母材碳含量偏高或在低温下焊接刚性较大的结构时，可采取预热、后热及使用低氢型焊条或高碱度焊剂等措施可采取

27、预热、后热及使用低氢型焊条或高碱度焊剂等措施 (2)(2)中碳钢的焊接中碳钢的焊接 CECE为为0.4%0.4%0.6%0.6%，焊接性较差焊接性较差 焊接时应进行焊接时应进行预热预热（预热温度一般为（预热温度一般为100100200200）和后）和后热；热；选用低氢型焊条或碱度较高的焊剂；选用低氢型焊条或碱度较高的焊剂；使用小电流、开使用小电流、开坡口、低焊速和多层焊，焊后应立即进行热处理坡口、低焊速和多层焊，焊后应立即进行热处理 (3)(3)高碳钢的焊接：高碳钢的焊接：CECE大于大于0.6%0.6%，更易产生淬硬组，更易产生淬硬组织和裂纹织和裂纹 一般只用于工具、模具的修补和钢轨的对接一

28、般只用于工具、模具的修补和钢轨的对接 应采用应采用更高的预热温度和更严格的工艺措施更高的预热温度和更严格的工艺措施 2 2、低合金结构钢的焊接、低合金结构钢的焊接 (1) 强度级别低的低合金结构钢的焊接：强度级别低的低合金结构钢的焊接： 价格较低，广泛用于较重要的焊接结构。价格较低，广泛用于较重要的焊接结构。类于低碳钢，类于低碳钢，一一 般不需预热，也不需焊后热处理，但通常采用碱性焊条般不需预热，也不需焊后热处理，但通常采用碱性焊条 (2)(2)强度级别较高的低合金结构钢的焊接：强度级别较高的低合金结构钢的焊接： 广泛用于要求高强度、高韧性及在低温或动载下工作的重广泛用于要求高强度、高韧性及在

29、低温或动载下工作的重要焊接结构。要焊接结构。类于中碳钢，类于中碳钢，须采取预热和后热措施，防止产生冷须采取预热和后热措施，防止产生冷裂纹，且须采用碱性焊条或碱度较高的焊剂；焊后常需进行去应裂纹，且须采用碱性焊条或碱度较高的焊剂；焊后常需进行去应力退火或高温回火力退火或高温回火 3、耐热钢的焊接、耐热钢的焊接 该类钢易产生淬硬组织和裂纹，焊前应仔细清理焊丝和坡口，该类钢易产生淬硬组织和裂纹，焊前应仔细清理焊丝和坡口，须进行预热和后热，选用低氢型焊条或碱度较高的焊剂，须进行预热和后热，选用低氢型焊条或碱度较高的焊剂，焊后应焊后应立即进行去应力退火或高温回火处理。立即进行去应力退火或高温回火处理。4

30、不锈钢的焊接不锈钢的焊接 该类钢焊接接头可能出现热裂纹、脆化等焊接缺陷。应尽量该类钢焊接接头可能出现热裂纹、脆化等焊接缺陷。应尽量采用高纯焊接材料，选用高碱度焊剂或低氢型焊条；须采用热采用高纯焊接材料，选用高碱度焊剂或低氢型焊条；须采用热量集中的焊法、小的热输入（小电流、高焊速）、量集中的焊法、小的热输入（小电流、高焊速）、以减少热影以减少热影响区的受热程度；焊后应进行热处理以消除残余应力响区的受热程度；焊后应进行热处理以消除残余应力 从各类钢的焊接看，对焊接性较差从各类钢的焊接看，对焊接性较差的钢，无论采用何种焊接方法，通常都需的钢，无论采用何种焊接方法，通常都需采用碱性焊条或焊剂，采用碱性

31、焊条或焊剂，且应且应进行预热和后进行预热和后热。热。焊接性越差，碱度要求越高，预热温焊接性越差，碱度要求越高，预热温度也越高，辅度也越高，辅之以严格的其他工艺措施和接之以严格的其他工艺措施和接头清理，才能保证焊接件的质量。头清理，才能保证焊接件的质量。q 5 5铸铁的焊接铸铁的焊接 易产生裂纹、白口及淬硬组织，故焊接性极差易产生裂纹、白口及淬硬组织，故焊接性极差 一般仅用于毛坯的焊补和修复损坏的铸铁零件一般仅用于毛坯的焊补和修复损坏的铸铁零件 q(1) (1) 异质焊缝冷焊：异质焊缝冷焊： 采用焊条电弧焊，通常不预热采用焊条电弧焊，通常不预热纯镍铸铁焊条：纯镍铸铁焊条：焊缝为镍铁合金，有良好的

32、抗裂性及切削加工焊缝为镍铁合金，有良好的抗裂性及切削加工性性 ， 碳钢铸条焊条：碳钢铸条焊条：焊缝为低碳钢，成本低，但易产生热裂纹，且焊缝为低碳钢，成本低，但易产生热裂纹，且 难于切削加工，只能难于切削加工，只能。 p (2) 同质焊缝热焊：同质焊缝热焊： 选用焊缝为铸铁型的焊条或焊丝，焊前将铸件整体或局选用焊缝为铸铁型的焊条或焊丝，焊前将铸件整体或局部预热至部预热至550650，且焊时温度不低于，且焊时温度不低于400。常用焊条电。常用焊条电弧焊和气焊，焊后须进行去应力退火。弧焊和气焊，焊后须进行去应力退火。 可有效地防止白口、淬硬组织及裂纹，接头切削加工性好；可有效地防止白口、淬硬组织及裂

33、纹，接头切削加工性好；但成本高、生产效率低、劳动条件差，但成本高、生产效率低、劳动条件差，如车床床头箱、内燃机缸体等。，如车床床头箱、内燃机缸体等。q 铸铁冷焊铸铁冷焊生产效率高，劳动条件好生产效率高，劳动条件好但焊接时须小电流、短段但焊接时须小电流、短段焊（每段焊（每段1050mm）、断续焊（焊接区温度）、断续焊（焊接区温度60）、分散焊，）、分散焊，且应焊后立即轻敲焊缝且应焊后立即轻敲焊缝 冷焊常用于铸件冷焊常用于铸件q 铸铁热焊铸铁热焊质量好，但成本高、生产效率低、劳动条件极差。质量好，但成本高、生产效率低、劳动条件极差。 一般用于形状复杂、刚性大的重要铸件的毛坯重要面一般用于形状复杂、

34、刚性大的重要铸件的毛坯重要面q 6 6非铁金属的焊接非铁金属的焊接 q(1) (1) 铝及铝合金：铝及铝合金： 铝及铝合金可采用大多数焊接方法。铝及铝合金可采用大多数焊接方法。 氩弧焊氩弧焊工艺简便，焊接质量好是铝合金焊接的首选。工艺简便，焊接质量好是铝合金焊接的首选。q(2) (2) 铜及铜合金：铜及铜合金： 铜及铜合金的焊接性较差铜及铜合金的焊接性较差 可采用气焊、埋弧焊、氩弧焊、等离子弧焊、电阻焊和摩可采用气焊、埋弧焊、氩弧焊、等离子弧焊、电阻焊和摩擦焊等焊接方法。擦焊等焊接方法。 q4.4 4.4 焊接结构设计与工艺设计焊接结构设计与工艺设计q4.4.1 4.4.1 结构材料的选择结构

35、材料的选择 尽量选用焊接性较好的材料尽量选用焊接性较好的材料 尽量采用廉价材料尽量采用廉价材料 尤其注意异种材料的使用尤其注意异种材料的使用尽量选用轧制型材尽量选用轧制型材 q 4.4.2 4.4.2 焊缝布置焊缝布置 (1) (1) 留有足够的操作空间留有足够的操作空间 (2) (2) 应避免焊缝密集应避免焊缝密集 或汇交或汇交 (3)(3)应使焊缝尽量避开工作应力应使焊缝尽量避开工作应力 较大和易产生应力集中的部位较大和易产生应力集中的部位 (4) (4) 应避应避免母材厚度免母材厚度方向工作时方向工作时受拉受拉 (5) (5)尽量使尽量使焊缝远离机焊缝远离机加工面加工面 不合理结构合理结

36、构合理结构合理结构设计理由设计理由焊缝应均匀对称布置，焊缝应均匀对称布置，可防止焊接应力分布可防止焊接应力分布不对称而产生的变形不对称而产生的变形焊缝不能交叉密集焊缝不能交叉密集焊条运条角度应合适焊条运条角度应合适焊条需有操作空间焊条需有操作空间焊缝的布置焊缝的布置Label1Label1Label1Label1Label1Label1Label1Label1不合理结构不合理结构合理结构合理结构设计理由设计理由埋弧焊焊接时应能堆埋弧焊焊接时应能堆放焊剂放焊剂焊缝应避开应力集中焊缝应避开应力集中处处焊缝尽量远离加工面焊缝尽量远离加工面大跨度梁焊接时，焊大跨度梁焊接时，焊缝应避开应力最大处缝应避开

37、应力最大处Label1Label1Label1Label1Label1Label1Label1Label1q 4.4.3 焊接方法的选择焊接方法的选择 材料的焊接性材料的焊接性 焊件结构特点焊件结构特点 生产批量生产批量 经济性经济性 随焊接方法的不同，焊接焊接接头形式也有所区随焊接方法的不同，焊接焊接接头形式也有所区别，但无论何种接头形式，均匀过渡总能减小应力，别，但无论何种接头形式，均匀过渡总能减小应力，都应尽量做到。都应尽量做到。对接接头：对接接头：应力分布较均匀，应力分布较均匀，承载能力较高且节省材料承载能力较高且节省材料, ,在焊在焊接结构中应用最广。接结构中应用最广。搭接接头：搭接

38、接头：备料和装配简易，但备料和装配简易，但承受载荷时应力分布不均匀且受承受载荷时应力分布不均匀且受剪应力作用，故承载能力不高。剪应力作用，故承载能力不高。角接接头和角接接头和T T形接头：形接头：可承受不同方向的力和力矩，易产生应可承受不同方向的力和力矩，易产生应力集中力集中, , 常用于桁架、底座、立柱等焊接结构。常用于桁架、底座、立柱等焊接结构。电阻焊、电阻焊、钎焊钎焊对焊、摩对焊、摩擦焊擦焊q 4.4.4 焊接接头设计焊接接头设计 1 1、接头形式、接头形式 q 2 2坡口形式坡口形式 根据设计和工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配根据设计和工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成的呈一定

39、几何形状的沟槽成的呈一定几何形状的沟槽 常用的坡口形式有常用的坡口形式有I形、形、V形、形、U形、形、X形和双形和双U形形等等 (1) (1) 各类坡口的特点：各类坡口的特点： I I形坡口易于制备，但板厚较大时难于焊透。形坡口易于制备，但板厚较大时难于焊透。 V V形坡口较易制备，但厚板焊接时费工费料，且焊接变形较大。形坡口较易制备，但厚板焊接时费工费料，且焊接变形较大。 U U、X X、双、双U U形坡口焊接时省工省料，焊接变形小，但制备较费形坡口焊接时省工省料，焊接变形小，但制备较费工，工，X X、双、双U U形还需双面焊接。形还需双面焊接。 q (2) (2) 坡口形式选择：坡口形式选择： 1 1）焊件板厚：）焊件板厚： 薄板对接一般采用薄板对接一般采用I I形