第四章焊接.

1、第第4 4章章 焊焊 接接 焊接是通过加热或加压和加热，使分离的金属产生原子间的结合与扩散，形成永久性连接的工艺方法。 焊接方法分为三大类。 1熔焊熔焊 这类方法主要有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊、气焊、电渣焊、等离子弧焊等。 熔焊的特点：1、填充金属，2、熔池，3、保护。 2压焊压焊 这类方法主要有电阻焊（点焊、缝焊和对焊）、摩擦焊等。 压焊的的特点：1、不使用填充金属，2、加热到高塑性状态，加压使产生塑性变形，3、不需要保护措施。 3钎焊钎焊 钎焊是利用比工件熔点低的钎料，并与工件一同加热，在工件不熔化的情况下，钎料熔化，填充到工件连接处，冷却凝固后，将工件连接在一起。第一节第一节

2、金属熔化焊工艺基础金属熔化焊工艺基础 1-1 1-1 焊接热源焊接热源 焊接电弧焊接电弧是在气体介质中长时间而有力的放电现象。 阳极区产生的热量比阳极区产生的热量比较多较多，43；阴极区产生的热量较少，约占36；其余21左右的热量是在弧柱区产生的。 阳极区的温度为2600K，阴极区的温度为2400K，弧柱区的温度最高可达60008000K。 选用直流电源焊接时，就有极性的选择问题，当工件接电源的正极，焊条接负极，这种接法称为正接法，反之则称为反接法。 酸性焊条：焊厚板-正接法，焊薄板-反接法。 碱性焊条：一般用反接法。 至于交流电弧，没有极性选择问题。 1-2 1-2 熔熔化化焊的冶金特点焊的

3、冶金特点 1 1、焊接温度高、焊接温度高合金元素在高温作用下会强烈地蒸发和烧损，同时，金属液体的吸气能力也随温度的提高而增加。 2 2、金属熔池的体积小，保持在液态的时、金属熔池的体积小，保持在液态的时间短间短 各种冶金反应很难达到平衡状态，造成焊缝金属化学成分不均匀，气体和杂质还会产生气孔夹渣等缺陷。 3 3、熔、熔化化焊中需采取的措施焊中需采取的措施 1 1） 有效保护，隔离空气有效保护，隔离空气 目的是防止空气对焊接区的有害作用。有渣保护，气保护，气-渣联合保护。 2 2） 控制焊缝金属的化学成分控制焊缝金属的化学成分 可以向焊条药皮或焊剂中加入合金元素，也可以向焊条芯或焊丝中加入合金元

4、素。 3 3） 进行脱氧和脱硫、磷进行脱氧和脱硫、磷 加入脱氧剂，造渣剂。 1-3 1-3 焊接接头的金属组织及性能焊接接头的金属组织及性能 焊接接头是由两部分所组成，即焊缝区和焊接热影响区焊缝区和焊接热影响区。 1 1、焊缝金属、焊缝金属 焊缝金属一般是由熔化的填充金属和局部熔化的工件金属形成的。 焊缝组织结晶形成柱状晶形态的铸态组织柱状晶形态的铸态组织。 保证焊缝质量方法保证焊缝质量方法： 焊接过程中，一般要通过焊接材料向熔 池金属中加入一些合金元素， 使焊缝金属合金元素的质量 分数高于被焊金属。 只要采用正确的焊接工艺， 就可以保证焊缝金属的性 能不低于被焊金属的性能。 2 2、焊接热影

5、响区（低碳焊接热影响区（低碳钢）钢）焊缝附近金属因焊接热作用而使组织和性能发生变化的区域称为焊接热影响区。 随着距离金属熔池的远近不同，所受的热作用和升高的温度不同。因此，焊缝附近区域的金属相当于受到了不同规范的热处理，使组织和性能发生了变化。现以低碳钢为例说明热影响区的组织和性能的变化。 必须指出，热影响区中各区的组织变化和分布与被焊金与被焊金属的化学成分及焊前的热处属的化学成分及焊前的热处理状态有关。理状态有关。 一些容易淬火的钢种（如中碳钢、高碳钢等），在相当于低碳钢的过热区和正火区过热区和正火区部位将出现马氏体的组织，部位将出现马氏体的组织，将该区域称为淬火区。部分将该区域称为淬火区。

6、部分相变区形成部分淬火区。相变区形成部分淬火区。还会形成回火区。形成回火区。 1-熔合区；2-过热区；3-正火区；4-部分相变区；5-未受影响的金属；6-淬火区；7-部分淬火区；8-回火区。热影响区不可避免地要产生热影响区不可避免地要产生。低碳钢熔合区和过低碳钢熔合区和过热区对焊接性能的不利影响最大热区对焊接性能的不利影响最大。 不同焊接方法焊接低碳钢热影响区的平均尺寸焊接方法 过热区正火区部分相变区热影响区总宽度（mm)手弧焊2.21.62.26.0埋弧自动焊0.81.20.81.70.72.33.6气焊21.04.02.027.0电渣焊18.05.02.025.01-4 1-4 焊接应力、

7、变形及裂纹焊接应力、变形及裂纹 1 1、焊接应力、焊接应力对工件进行不均匀的局部的加热是产生焊接应力和变形的根本原因。焊接应力的结论：焊缝及附近区域产生焊缝及附近区域产生拉应力拉应力，而两边区域产生压应力。两边区域产生压应力。2 2、焊接变形及防止、焊接变形及防止 1）焊接变形的基本形式焊接变形的基本形式1 1、收缩变形，、收缩变形，2 2、角变形，、角变形，3 3、弯曲变形，、弯曲变形，4 4、扭曲变形，扭曲变形，5 5、波浪变形、波浪变形2 2）减小焊接）减小焊接变 形 的 工变 形 的 工艺方法艺方法（1）加余量）加余量法法（2 2）反变形）反变形法法 （3 3）刚性固）刚性固定法定法

8、（4 4）合理的）合理的焊接顺序焊接顺序 3 3）焊接变形的矫正方法）焊接变形的矫正方法 机械矫正法机械矫正法 火焰加热矫正法火焰加热矫正法 3 3、减小和消除焊接应力的措施、减小和消除焊接应力的措施 焊前预热焊前预热 焊前将工件整体或局部预热到150350，然后进行焊接。 减小焊接应力，防止形成淬火区。 去应力退火去应力退火 是消除焊接应力最常用的方法。 减小焊接应力可以减小焊接变形，但减小焊接变形的方法并不一定都可以减小焊接应力。 例如，刚性固定法只能减小焊接变形，不能减小焊接应力。 9-1 判断题判断题 1焊接电弧是熔化焊最常用的一种热源。它与气焊的氧乙炔火焰一样，都是气体燃烧现象，只是

9、焊接电弧的温度更高，热量更加集中。 （ ）2焊接应力产生的原因是由于在焊接过程中被焊工件产生了不均匀的变形，因此，防止焊接变形的工艺措施，均可减小焊接应力。 （ ）3焊接应力和焊接变形是同时产生的。若被焊结构刚度较大或被焊金属塑性较差，则产生的焊接应力较大，而焊接变形较小。 （ ） 9-2 选择题选择题 1熔化焊过程中必须采取保护措施。如果保护不好，空气侵入到液态金属中，就会带来许多不利影响。例如，氧会使焊缝金属（ ）、（ ）且产生（ ）；氮会使焊缝金属（ ），产生（ ）；而氢会引起焊缝金属产生（ ）和（ ）。 A气孔；B冷裂纹；C热裂纹；D强度下降；E塑性和韧性下降。9-3 填空题填空题 1

10、焊接时往往都要对被焊工件进行加热。熔化焊加热的目的是（ ）；压力焊加热的目的是（ ）；钎焊加热的目的是（ ）。9-4 应用题应用题有一钢结构，采用20钢冷拔型材制成。由于使用不当而断裂，现用手工电弧焊方法将其修复。焊接时温度分布如图9-1所示。试在图上绘出焊接热影响区的分布情况（注意焊前钢的组织状态。20钢的再结晶温度为540）。1熔合区2过热区3正火区4部分相变区5再结晶区其余母材第二节第二节 熔焊熔焊 2-1 2-1 手工电弧焊手工电弧焊 1 手工电弧焊的焊接过手工电弧焊的焊接过程程 熔化的焊条金属与熔化的工件金属混合，形成金属熔池金属熔池； 药皮熔化形成了熔渣并与熔池中的液态金属发生物理

11、化学反应； 熔渣又从熔池中上浮，覆盖在熔池表面； 气流和熔渣起到了保护作用。2 2 电焊条电焊条焊条是由焊条芯和焊条药皮两部分组成。 1 1）焊条芯）焊条芯 （简称焊芯）-特殊冶炼的特殊冶炼的钢丝，焊接用钢钢丝，焊接用钢。 焊条芯的作用：1、作为电极，作为电极，2 2、作为、作为填充金属填充金属。 焊丝常用的有H08和H08A、 H08MnA等。2 2）焊条药皮）焊条药皮 主要作用是：1、机械保护作用，2、冶金处理作用，除去有害杂质（如O、H、S、P等）并添加有益的合金元素。3、改善工艺性能，稳定电弧。 焊条药皮的组成物相当复杂，一种焊条药皮的配方中，通常由七、八种以上原料配成。3 3）焊条分

12、类及牌号）焊条分类及牌号 按照国家标准，手弧焊用焊条共分九大类。其中应用最多的是结构钢焊条。 老牌号老牌号 J422(结422)，“42”表示焊缝金属的b420MPa，最后一位“2”表示钛钙型药皮、交直流两用。 J507(结507)，“50”表示焊缝金属的b500MPa，最后一位“7”表示低氢型药皮、直流专用。 新牌号新牌号 E4303、E5015和E5016。（结422，结507，结506） 型号中的“E”表示焊条；前两位数字“43”或“50”表示焊缝金属的抗拉强度第三位数字“0”或“1”表示适用于各种位置焊接（平焊、立焊、仰焊、横焊）；第四位数字表示焊条药皮类型和焊接电源的种类，“3”表示

13、药皮为钛钙型，交、直流两用；“5”表示低氢（钠）型，用直流焊机；“6”表示低氢（钾）型，交、直流两用。 结构钢焊条生产上还常按其药皮熔化后形成熔渣的酸碱度，分成酸性焊条和碱酸性焊条和碱性焊条两大类。性焊条两大类。 酸性焊条酸性焊条 工艺性能好，价格便宜，因而获得了广泛的应用，但焊缝金属的塑性、韧性及抗裂性较差。 碱性焊条碱性焊条 焊缝金属的塑性、韧性好，具有较高的抗裂性能。主要用于重要结构、承受冲击载荷结构的焊接。工艺性差，成本高。 3 3焊条的选用原则焊条的选用原则 （1 1）根据被焊金属的强度）根据被焊金属的强度 焊条的选择应满足等强度原则。 （2 2）根据被焊结构的特点和工作条件）根据被

14、焊结构的特点和工作条件 在承受冲击载荷或在低温、高压下工作的结构，此时要选用低氢型焊条。 （3 3）根据具体施工条件及成本）根据具体施工条件及成本 优先选用工艺性好、价格便宜的酸性焊条。 4 4 手工电弧焊工艺手工电弧焊工艺 1 1）焊接的四种空间位置： 平焊、立焊、横平焊、立焊、横焊和仰焊。焊和仰焊。 2 2）开坡口）开坡口，以便能够焊透。 3 3）焊接规范）焊接规范 （1 1）焊条直径）焊条直径 （2 2）焊接电流）焊接电流 （3 3）电弧弧长、）电弧弧长、焊接速度焊接速度2-2 2-2 埋弧自动焊埋弧自动焊 1 1、焊接过程、焊接过程 埋弧自动焊时，电弧引燃、焊丝送进、电弧沿焊接方向移动

15、及焊接收尾，完全由机械来完成。 2 2、焊丝与焊剂、焊丝与焊剂 （1）高锰焊剂（如焊剂431）配合低碳钢焊丝H08A，重要结构可用中锰焊丝H08MnA。 （2）无锰焊剂（如焊剂130）或低锰焊剂（如焊剂230）配合高锰焊丝H08Mn2。 3 3、埋弧自动焊的特点、埋弧自动焊的特点及适用范围及适用范围 1 1）生产率高）生产率高 可以采用较大的焊接电流 2 2）焊接质量高）焊接质量高 3 3）劳动条件好）劳动条件好 4）埋弧自动焊一般限于水平位置焊缝的焊接 5）埋弧自动焊常用于焊接生产批量较大，长而直的且处于水平位置的焊缝或直径较大（一般要大于500mm）的环焊缝 。2-3 2-3 气体保护焊气

16、体保护焊 气体保护焊是利用气体作为保护介质的一种电弧焊方法。 保护气体有氩气、二氧化碳气体等。 气体保护焊的特点气体保护焊的特点 1、与埋弧自动焊相比，可以适宜全位置焊接，焊后也不用清渣，从而提高了焊接生产率。 2、与手工电弧焊相比，保护气流对电弧有压缩作用， 热量集中，使焊接熔池和热影响区较窄，变形和裂纹倾向较小。特别适用薄板结构焊接。3、气体保护焊不宜在室外有风的地方进行焊接， 设备比较复杂。1 1 氩弧焊氩弧焊 氩弧焊按照电极材料不同分为熔化极和不熔化极两种。 氩弧焊的特点 1、氩气与金属不发生化学反应，合金元素无氧化烧损； 2、保护效果好，并且电弧稳定，产生的飞溅少，焊缝致密，成形美观

17、； 3、氩弧焊设备复杂，氩气价格较高； 4、主要用于焊接铝、镁、钛等金属及其合金、不锈钢、耐热钢等合金钢以及一些稀有金属等。2 2 二氧化碳气体保护焊二氧化碳气体保护焊 CO2气体保护焊的特点 1、合金元素烧损，极易氧化材料不允许用此方法焊接； 2、主要用于焊接低碳钢和低合金钢等； 3、必须采取脱氧措施，补充合金元素； 4、焊接低碳钢时常采用H08MnSiA焊丝； 5、焊接低合金钢时常采用H08Mn2SiA焊丝； 6、飞溅大、焊缝不光滑，易产生气孔； 7、焊接成本低，约是手工电弧焊和埋弧自动焊成本的40左右。 二氧化碳气体保护焊二氧化碳气体保护焊2-3 2-3 电渣焊电渣焊 电渣焊电渣焊 电渣

18、焊是以电流通过液态熔渣所产生的电阻热电渣焊是以电流通过液态熔渣所产生的电阻热作为热源，熔化被焊的工件金属和填充金属进作为热源，熔化被焊的工件金属和填充金属进行焊接的一种熔化焊方法。行焊接的一种熔化焊方法。 电渣焊适合于焊接厚大工件，可焊大截面直焊电渣焊适合于焊接厚大工件，可焊大截面直焊缝或大直径环焊缝，也可焊变截面焊缝。缝或大直径环焊缝，也可焊变截面焊缝。 焊缝纯净，不易产生气孔夹渣。焊缝纯净，不易产生气孔夹渣。 焊接热影响区比较宽焊接热影响区比较宽,焊缝晶粒粗大。焊缝晶粒粗大。 焊后工件进行热处理焊后工件进行热处理,电渣焊主要是立焊。电渣焊主要是立焊。电渣焊过程示意图第三节第三节 压力焊压力

19、焊 3-1 3-1 电阻焊电阻焊 1）点焊）点焊 点焊过程，1、加预压，施加一定的压力；2、通以强大 的 电 流 ， 形 成“熔核”；3、断电，加压力，熔核结晶,形成焊点。 分流现象分流现象 工件材料的厚度工件材料的厚度及导电性及导电性 焊点距离焊点距离 点焊主要用于焊点焊主要用于焊接薄板冲压结构接薄板冲压结构 点焊工件厚度为点焊工件厚度为0.34mm， 采用搭接。采用搭接。 2 2）缝焊）缝焊 缝焊时由于焊点重叠,分流现象严重 只限于焊接3mm以下的薄板结构。采用搭接。 缝焊常用来焊接要求密封的薄壁容器如汽车油箱、消音器等，广泛应用于汽车等制造业。 3 3）对焊）对焊 电阻对焊电阻对焊 接头

20、强度低，尤其是冲击韧性差。用于强度要求不高工件。 闪光对焊闪光对焊 强度高且塑性、韧性好，所以常用于重要、受冲击工件的焊接。 对焊主要用于焊接截面小而长度大的工件。不论是哪种对焊工艺，其工件对焊部位的截面形状应尽量相同。 对焊接头形式对焊接头形式3-23-2 摩擦焊摩擦焊 摩擦焊是利用工件接触端相互摩擦所产生的热量作为焊接热源，将工件接合处加热到塑状态，然后在压力作用下进行焊接的一种压焊方法。 摩擦焊接头要求有一个摩擦焊接头要求有一个工件的截面为圆形或圆工件的截面为圆形或圆管形。管形。 摩擦焊可以焊接异种金摩擦焊可以焊接异种金属如铝属如铝- -铜、铝铜、铝- -钢接头。钢接头。第四节第四节 钎

21、钎 焊焊 钎焊钎焊 是指工件与填充金属同时被加热，在工件不熔化的情况下，填充金属熔化、浸润并填满工件连接处的间隙中，依靠溶解和扩散作用，形成牢固接头的一种焊接方法。 方法方法 硬钎焊硬钎焊 钎料的熔点在450以上，接头的强度比较高。 软钎焊软钎焊 钎料的熔点在450以下，接头的强度比较低。 使用钎剂使用钎剂（或称熔剂）。 钎剂在钎焊过程中所起的作用是：清除工件金属和钎料表面上的氧化膜及杂质；隔离空气起保护作用；从而增大钎料的填充能力。 特点特点 1 1 焊接变形小尺寸精度高，并能保证致密性。2 钎焊不仅可以焊同种金属、异种金属。3 但钎焊的成本较高。 多采用搭接或套接的接头形式，依靠增多采用搭

22、接或套接的接头形式，依靠增大搭接面积提高接头承载能力大搭接面积提高接头承载能力9-1 判断题判断题 1焊接电弧是熔化焊最常用的一种热源。它与气焊的氧乙炔火焰一样，都是气体燃烧现象，只是焊接电弧的温度更高，热量更加集中。 （ ）2焊接应力产生的原因是由于在焊接过程中被焊工件产生了不均匀的变形，因此，防止焊接变形的工艺措施，均可减小焊接应力。 （ ）3焊接应力和焊接变形是同时产生的。若被焊结构刚度较大或被焊金属塑性较差，则产生的焊接应力较大，而焊接变形较小。 （ ） 4手工电弧焊过程中会产生大量烟雾，烟雾对焊工的身体有害，因此，在制造焊条时，应尽量去除能产生烟雾的物质。 （ ）5埋弧自动焊焊接低碳

23、钢时，常用H08A焊丝和焊剂43l。当焊剂43l无货时，可用焊剂230代替。 （ ）6手工电弧焊、埋弧自动焊、氩弧焊、CO2气体保护焊均可焊接一定直径的环焊缝。 （ ） 9-2 选择题选择题 1熔化焊过程中必须采取保护措施。如果保护不好，空气侵入到液态金属中，就会带来许多不利影响。例如，氧会使焊缝金属（ ）、（ ）且产生（ ）；氮会使焊缝金属（ ），产生（ ）；而氢会引起焊缝金属产生（ ）和（ ）。 A气孔；B冷裂纹；C热裂纹；D强度下降；E塑性和韧性下降。2下列几种牌号的焊条中，（ ）和（ ）只能采用直流电源进行焊接。 A结422；B结502；C结427；D结506；E结607；F结423。

24、 3对于重要结构、承受冲击载荷或在低温下工作的结构，焊接时需采用碱性焊条，原因是碱性焊条的（ ）。 A焊缝抗裂性好；B焊缝冲击韧性好；C焊缝含氢量低；DA、B和C。4气体保护焊的焊接热影响区一般都比手工电弧焊的小，原因是（ ）。A保护气体保护严密； B焊接电流小；C保护气体对电弧有压缩作用； D焊接电弧热量少。5氩弧焊的焊接质量比较高，但由于焊接成本高，所以（ ）一般不用氩弧焊焊接。A铝合金一般结构；B不锈钢结构；C低碳钢重要结构；D耐热钢结构。 9-3 填空题填空题 1焊接时往往都要对被焊工件进行加热。熔化焊加热的目的是（ ）；压力焊加热的目的是（ ）；钎焊加热的目的是（ ）。2焊接时一般都

25、要对被焊区进行保护，以防空气的有害作用。手工电弧焊采用（ ）保护；埋弧自动焊采用（ ）保护；氩弧焊的保护措施是（ ）；而在钎焊过程中则利用（ ）来进行保护。3点焊时必须对工件施加压力，通电前加压是为了（ ）；断电后加压是为了（ ）。4钎焊时除使用钎料外，还需使用（ ），它在钎焊过程中的作用是：1）（ ）；2）（ ）；3）增大钎料的（ ）。 9-4 应用题应用题有一钢结构，采用20钢冷拔型材制成。由于使用不当而断裂，现用手工电弧焊方法将其修复。焊接时温度分布如图9-1所示。试在图上绘出焊接热影响区的分布情况（注意焊前钢的组织状态。20钢的再结晶温度为540）。1熔合区2过热区3正火区4部分相变区

26、5再结晶区其余母材第五节第五节 常用金属材料的焊接常用金属材料的焊接 5-1 5-1 金属材料的焊接性金属材料的焊接性1 1 焊接性焊接性 在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的能力称为金属材料的焊接性。 通常用碳当量来估算被焊钢材的焊接性。 C当量=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 碳当量愈大，钢的焊接热影响区硬度愈高，产生焊接裂纹的倾向愈大，焊接性愈差。 C当量小于0.4时，钢的焊接性优良； C当量等于0.40.6时，钢的焊接性较差； C当量大于0.6%时，钢的焊接性不好。 焊接性较差的钢材，焊接时需要选用一定的焊接材料，采用适当的预热和一定的工艺措施；焊接性

27、不好的钢材，焊接时需要采用更高的预热温度和严格的工艺措施。5-2 5-2 钢的焊接钢的焊接 1 1 碳钢的焊接碳钢的焊接 低碳钢的焊接低碳钢的焊接 低碳钢碳的质量分数低，塑性好，硬度低，焊接性好； 中、高碳钢的焊接中、高碳钢的焊接 : 中碳钢：中碳钢碳的质量分数较高，焊接性较差。 中碳钢焊接主要有如下问题：中碳钢焊接主要有如下问题：（1）在焊接热影响区中易产生淬硬组织及冷裂纹；（2）焊缝金属易产生热裂纹。 采取如下措施： （1）尽可能选用抗裂性好的碱性焊条。（2）采取焊前预热的工艺措施， 高碳钢的焊接性更差，因此焊接结构一般不采用这种钢材，焊接只限于零件的修复。2 2 普通低合金结构钢的焊接普

28、通低合金结构钢的焊接 普低钢焊接时易出现的主要问题如下：（1）焊接热影响区的淬硬倾向 （2）焊接接头的裂纹倾向 焊接普低钢采取的工艺措施如下：（1）强度等级较低的普低钢，如16Mn，在常温下焊接时，所采用的工艺与焊接低碳钢时基本相同。可选用酸性焊条。可选用酸性焊条。（2）强度等级较高的钢种，焊前预热，选选用碱性焊条用碱性焊条。5-3 5-3 铸铁的焊补铸铁的焊补 1 1铸铁的焊接性很差铸铁的焊接性很差 焊接接头易产生白口及淬硬组织焊接接头易产生白口及淬硬组织 。 焊接接头易产生裂纹焊接接头易产生裂纹 。 2铸铁的焊补方法 铸铁常用的焊补方法有手工电弧焊，使用铸铁焊条。 热焊法热焊法 焊前将工件

29、整体或局部预热到600700，然后焊接，焊后缓慢冷却。 热焊法可防止接头产生白口、淬硬组织和裂纹，焊补质量较好，但是，此法生产率低，成本高，工人劳动条件差。 冷焊法冷焊法 冷焊法一般采用手工电弧焊，焊前对工件不预热，为了防止产生白口组织和裂纹，根据选用焊条的种类，采取不同的工艺措施。5-4 5-4 非铁金属的焊接非铁金属的焊接 1 1铜及铜合金的焊接铜及铜合金的焊接（1）易产生未焊透和变形缺陷。 （2）热裂纹倾向大 铜在高温时易氧化。 （3）气孔倾向大 液态铜溶解氢的能力强。 （4）接头力学性能降低。目前采用氩弧焊是最好的焊接方法。目前采用氩弧焊是最好的焊接方法。 2铝及铝合金的焊接 铝及铝合

30、金的焊接性比较差，焊接时存在的问题如下， （1）容易氧化。 （2）气孔倾向大。 （3）裂纹倾向大，线膨胀系数比较大 。 目前焊接铝及铝合金最常用的方法是氩目前焊接铝及铝合金最常用的方法是氩弧焊。弧焊。第六节第六节 焊接结构设计焊接结构设计 6-1 6-1 焊接结构材料的选择焊接结构材料的选择 在满足使用性能要求的前提下，应尽量选用焊接性好的材料来制造焊接结构。 低碳钢和普通低合金结构钢，有良好的焊接性。 强度等级低的普低钢，焊接性良好，可以用各种焊接方法进行焊接。 强度等级较高的低合金钢，焊接性虽比低碳钢差些，但是如果采用合适的焊接材料、合理的工艺措施，也可获得满意的焊接接头，设计强度要求高的

31、重要结构时，可以选用。 如果结构中选用新钢种，应对此钢材进行必要的焊接性试验，以便为正确制定设计方案及工艺措施提供依据。6-2 6-2 焊接方法的选择焊接方法的选择 在保证获得优质焊接接头的前提下，优先选择常用的焊接方法。 低碳钢焊接性好，可选用各种焊接方法 工件是薄板轻型结构，可以采用点焊；若有密封要求，则可采用缝焊等； 工件为中等厚度，长直焊缝，生产批量也较大，可以选用埋弧自动焊，以提高生产率； 如果为截面小而长度大的工件（如棒材、管材、型材等）要求对接，宜采用对焊（电阻或闪光）或摩擦焊； 如果为大厚度结构，可以采用电渣焊。 氩弧焊的成本高，不宜用来焊接低碳钢。 如果结构材料为铝合金，应选

32、用氩弧焊。 各种焊接方法特点各种焊接方法特点 焊接方法热影响区大小变形大小生产率可焊的空间位置使用板厚（mm）*气焊大大低全0.53手弧焊较小较小较低全可焊1以上，常用320埋弧自动焊小小高平可焊3以上，常用660氩弧焊小小较高全0.525CO2气体保护焊小小较高全0.830电渣焊大小高立可焊251000以上，常用35400等离子弧焊小小高全可焊0.025以上，常用112电子束焊极小极小高平560点焊小小高全可焊10以下，常用0.53缝焊小小高平3以下6-3 6-3 焊接接头型式的选择焊接接头型式的选择 按照被焊工件的相互位置，焊接接头有四种基本型式，对接接头、T形接头、角接接头和搭接接头。

33、厚板焊接时，为了使整个截面、都能焊透，要在接缝处加工成一定形状的坡口。 各类接头型式中应用最普遍的是对接接头。 T形接头和角接接头一般应用在空间类结构的制造上，接头受力都比对接接头复杂。 搭接接头，由于板材要重叠，消耗量比较大，增加了结构的重量，而且受力状态复杂，所以设计时应尽量避免，但这种接头对装配尺寸要求不严格，常常用于装配要求简单的板状结构， 此外，搭接接头是薄板结构点焊和缝焊以及钎焊的基本接头型式。 6-4 6-4 焊接结构工艺性焊接结构工艺性 1 1 焊缝布置应有利于减小焊接应力和变形焊缝布置应有利于减小焊接应力和变形 1 1） 尽量减少焊缝数量尽量减少焊缝数量 在设计焊接结构时应多采用型材或冲压件，来减少焊缝数量。 2 2）