热加工工艺 第三章焊接

1、第三章第三章 焊接焊接一一 焊接生产的实质焊接生产的实质焊接，就是在两块金属之间，用局部焊接，就是在两块金属之间，用局部加热加热或或加压加压等手等手段，借助于金属内部段，借助于金属内部原子的结合力原子的结合力，使分离的金属连接成，使分离的金属连接成牢固整体的一种工艺方法。牢固整体的一种工艺方法。 概述概述 两个物体只有相互接近到两个物体只有相互接近到0.30.5nm的距离，才有可的距离，才有可能实现原子力的结合。能实现原子力的结合。二二 焊接方法的分类焊接方法的分类1 熔化焊：熔化焊： 利用热源，将焊件接头熔化，并加入填充金属，利用热源，将焊件接头熔化，并加入填充金属，凝固后彼此焊合在一起。凝

2、固后彼此焊合在一起。2 压力焊：压力焊： 加热或不加热，接头受压力作用，产生塑性变加热或不加热，接头受压力作用，产生塑性变形，使原子间产生结合力（组成新的晶格），形，使原子间产生结合力（组成新的晶格），将两工件连接起来。将两工件连接起来。熔化焊、压力焊和钎焊熔化焊、压力焊和钎焊3 钎焊：钎焊： 接头只加热不加压，焊件不熔化，钎料加热到接头只加热不加压，焊件不熔化，钎料加热到熔化状态扩散到接头中去。熔化状态扩散到接头中去。硬钎焊：硬钎焊：软钎焊：软钎焊：钎料的熔点钎料的熔点450以上。以上。钎料的熔点钎料的熔点450以下。以下。二二 焊接生产的特点焊接生产的特点1 省工省料，重量轻；省工省料，重

3、量轻；2 可以化大为小，以小拼大；可以化大为小，以小拼大；3 可以制造双金属结构，节省贵金属；可以制造双金属结构，节省贵金属；4 存在问题：影响质量的因素较多，易产生缺陷存在问题：影响质量的因素较多，易产生缺陷。 提高质量，消除缺陷是焊接生产的关键问题。提高质量，消除缺陷是焊接生产的关键问题。 一一 焊接接头的组织和性能（低碳钢）焊接接头的组织和性能（低碳钢） 焊缝焊缝1 焊缝：焊缝：(熔化区熔化区)组织特点：组织特点： 铸态组织，晶粒粗大，铸态组织，晶粒粗大，力学性能：力学性能：不低于基本金属。不低于基本金属。2 熔合区：熔合区：(半熔化区半熔化区)此区的高温组织为此区的高温组织为A+L，A

4、体晶粒粗大，塑性差，易产生应力集中，出现裂体晶粒粗大，塑性差，易产生应力集中，出现裂纹，纹，力学性能最差。力学性能最差。3 热影响区：热影响区：焊缝两侧受焊缝两侧受焊接热循环焊接热循环作用而发生组织性能变化的区域。作用而发生组织性能变化的区域。接头各点：接头各点： 加热加热 迅速冷却迅速冷却焊焊接接接接头头熔合区熔合区 (靠近焊缝的半熔化区靠近焊缝的半熔化区) 热影响区热影响区(临近熔合区临近熔合区)。1 焊接的基本原理焊接的基本原理过热区：过热区：最高加热温度最高加热温度1100 AE线线。受高温影响，晶粒急剧长受高温影响，晶粒急剧长大，甚至产生过热组织。大，甚至产生过热组织。塑性、韧性明显

5、下降，易出塑性、韧性明显下降，易出现裂纹，现裂纹，力学性能最差。力学性能最差。正火区：正火区： 最高加热温度最高加热温度Ac3 1100，相当受到正火处理。，相当受到正火处理。A体晶粒细小，冷却后组织细化，体晶粒细小，冷却后组织细化，力学性能好力学性能好。部分相变区：部分相变区：高温组织为高温组织为F+A，相变不充分，晶粒不均，相变不充分，晶粒不均，性能稍差性能稍差。再结晶区：温度范围在再结晶区：温度范围在AC1 500。工件焊经过冷塑性变形，在此区再结晶，细化晶粒，提高性能。工件焊经过冷塑性变形，在此区再结晶，细化晶粒，提高性能。加热温度加热温度AC1 AC3，组织发生部分相变。，组织发生部

6、分相变。4 影响焊接接头性能的因素影响焊接接头性能的因素焊接材料：焊接材料：焊丝和药皮，影响焊缝的化学成份。焊丝和药皮，影响焊缝的化学成份。焊接方法：焊接方法：不同的焊接方法其热影响区的宽度不同。不同的焊接方法其热影响区的宽度不同。焊接工艺：焊接工艺：焊接速度快，电流小，则热影响区窄。焊接速度快，电流小，则热影响区窄。5 改善接头性能的方法：改善接头性能的方法：采用合适的焊接材料，以保证焊缝的化学成份；采用合适的焊接材料，以保证焊缝的化学成份；焊接方法和工艺：采用热影响区小的焊接方法，工艺焊接方法和工艺：采用热影响区小的焊接方法，工艺上可用细焊条，多层焊。上可用细焊条，多层焊。调整焊接规范；减

7、小焊接电流，加快焊接速度调整焊接规范；减小焊接电流，加快焊接速度 以减少热输入；以减少热输入；焊后热处理。焊后热处理。 二二 焊接应力和变形焊接应力和变形1 焊接应力和变形产生的原因：焊接应力和变形产生的原因：对工件进行了不均匀的加热和冷却。对工件进行了不均匀的加热和冷却。3 减少和消除变形、应力的措施：减少和消除变形、应力的措施： a 合理设计焊接结构合理设计焊接结构:减少焊缝长度、数量和断面积；减少焊缝长度、数量和断面积；焊缝对称布置；焊缝对称布置；2 焊接变形的基本形式：焊接变形的基本形式：避免交叉焊缝；避免交叉焊缝；收缩变形收缩变形 角变形角变形 弯曲变形弯曲变形 扭曲变形扭曲变形 波

8、浪变形波浪变形拉拉 压压 压压 b 工艺措施：工艺措施： c 矫正变形的方法矫正变形的方法反变形法；反变形法；加余量法；加余量法；刚性固定；刚性固定；合理的焊接顺序；合理的焊接顺序；机械矫正机械矫正火焰加热矫正火焰加热矫正焊前预热，碳钢件可预热到焊前预热，碳钢件可预热到350400；消除应力的方法消除应力的方法 焊后热处理。焊后热处理。加加0.10.2%的补缩量。的补缩量。先条后块原则先条后块原则2 常用熔化焊方法常用熔化焊方法一一 焊条电弧焊焊条电弧焊（一）焊条（一）焊条1 组成：组成： 焊条由焊丝（焊芯）和药皮两部分组成。焊条由焊丝（焊芯）和药皮两部分组成。2 焊丝的作用：焊丝的作用：导电

9、、填充焊缝金属。导电、填充焊缝金属。3 药皮的作用：药皮的作用： 主要是保证焊缝质量。主要是保证焊缝质量。保护作用：保护作用：药皮熔化，产生气体、熔渣，隔绝空气，保护熔滴和熔池。药皮熔化，产生气体、熔渣，隔绝空气，保护熔滴和熔池。稳弧作用：稳弧作用：药皮中的药皮中的K、Na的盐类电离，提高电弧的稳定性。的盐类电离，提高电弧的稳定性。脱氧、脱硫磷、渗合金，脱氧、脱硫磷、渗合金，提高焊缝金属的机械性能。提高焊缝金属的机械性能。4 焊条的分类、型号与牌号：焊条的分类、型号与牌号：焊条的种类：焊条的种类：按焊条的用途分十一大类：按焊条的用途分十一大类：碳钢焊条、低合金焊条、耐热钢焊条、碳钢焊条、低合金

10、焊条、耐热钢焊条、铸铁焊条、不锈钢焊条铸铁焊条、不锈钢焊条按药皮的主要成份分八类：按药皮的主要成份分八类：Ti型、型、TiCa型、钛铁矿型、氧化铁型、型、钛铁矿型、氧化铁型、低氢钾型、低氢钠型低氢钾型、低氢钠型按熔渣的酸碱性分两类：按熔渣的酸碱性分两类：酸性焊条酸性焊条：酸性氧化物（：酸性氧化物（FeO、TiO2）多于碱性氧化物（）多于碱性氧化物（CaO、CaF2）特点：氧化性强，合金烧损大，焊缝机械性能（特点：氧化性强，合金烧损大，焊缝机械性能（、ak）低；）低； 焊接工艺性好，对接头的清理要求不高（好焊）；焊接工艺性好，对接头的清理要求不高（好焊）； 价格便宜。价格便宜。用途：广泛用于低碳

11、钢、低合金钢和要求不高的结构件。用途：广泛用于低碳钢、低合金钢和要求不高的结构件。碱性焊条碱性焊条：药皮以碱性氧化物和萤石为主的焊条：药皮以碱性氧化物和萤石为主的焊条。特点：药皮成份中特点：药皮成份中CaCO3、CaF2、铁合金含量较多；、铁合金含量较多； 有机物含量少（低氢）；焊缝的抗裂性能好（有机物含量少（低氢）；焊缝的抗裂性能好（ak）；）； 机械性能好（有益元素含量多）；机械性能好（有益元素含量多）； 工艺性能差，对接头清理要求较严格；工艺性能差，对接头清理要求较严格； 价格较贵。价格较贵。用途：要求较高的易裂材料和结构用途：要求较高的易裂材料和结构； 合金结构钢的焊接。合金结构钢的焊

12、接。焊条的型号：焊条的型号：国家标准中的焊条代号。国家标准中的焊条代号。(以碳钢焊条为例以碳钢焊条为例)E 焊接电流种类和药皮类型焊接电流种类和药皮类型表示焊接位置表示焊接位置焊缝金属抗拉强度的最小值焊缝金属抗拉强度的最小值表示碳钢焊条表示碳钢焊条例：例：E4316表示为碳钢焊条，焊缝表示为碳钢焊条，焊缝b430MPa，用于全，用于全位置焊接，药皮为低氢钾型。位置焊接，药皮为低氢钾型。焊条的牌号：焊条的牌号： 焊条行业统一的焊条代号。焊条行业统一的焊条代号。用一个大写字母（或汉字）加三个数字来表示。用一个大写字母（或汉字）加三个数字来表示。 如如 J 4 2 2（结（结422）药皮类型（钛钙型

13、）药皮类型（钛钙型）焊缝金属抗拉强度的最小值（焊缝金属抗拉强度的最小值（ b430MPa ）表示焊条的大类（结构钢焊条）表示焊条的大类（结构钢焊条）5 焊条的选用原则焊条的选用原则（以结构钢为例）（以结构钢为例）按照使用要求选大类；焊接结构钢，使用结构钢焊条按照使用要求选大类；焊接结构钢，使用结构钢焊条根据工作条件选强度，遵循等强度原则；根据工作条件选强度，遵循等强度原则；根据载荷性质、焊件形状根据载荷性质、焊件形状、刚度刚度、结构本身的材质结构本身的材质、环境环境等情等情况选焊条的酸碱性。况选焊条的酸碱性。受动载（冲击、交变）受动载（冲击、交变） ：结构形状复杂、厚度大、刚度大：结构形状复杂

14、、厚度大、刚度大：碳、硫、磷含量高：碳、硫、磷含量高：环境温度低、脆性大、冷却速度快：环境温度低、脆性大、冷却速度快：碱性焊条碱性焊条除此之外：应选酸性焊条除此之外：应选酸性焊条（二）特点：设备简单；操作灵活（二）特点：设备简单；操作灵活；生产率低；质量不稳定生产率低；质量不稳定 二二 埋弧自动焊埋弧自动焊1 焊接过程：焊接过程：焊机将焊丝自动送入电弧区并保证选定的弧长（运条自动）；焊机将焊丝自动送入电弧区并保证选定的弧长（运条自动）；焊接电弧在焊剂层下面燃烧（埋弧）。焊接电弧在焊剂层下面燃烧（埋弧）。滚轮滚轮2 埋弧自动焊的特点和应用：埋弧自动焊的特点和应用：生产率高：生产率高：电流可以很大

15、，常用到电流可以很大，常用到1000A， 厚度小于厚度小于25mm不开坡口。不开坡口。 运条自动，辅助时间少。运条自动，辅助时间少。焊接质量好：焊接质量好：保护比较严密，电弧稳定，保护比较严密，电弧稳定， 热影响区窄，焊缝成型美观。热影响区窄，焊缝成型美观。金属消耗少：金属消耗少：没有焊条头，熔深大，没有焊条头，熔深大，劳动条件好：劳动条件好：看不到弧光，很少有烟雾。看不到弧光，很少有烟雾。不能实现全位置焊接，位置窄时难焊。不能实现全位置焊接，位置窄时难焊。焊前装配要求高。焊前装配要求高。设备复杂，一次性投资较大。设备复杂，一次性投资较大。应用：成批焊接厚度为应用：成批焊接厚度为660mm的长

16、直焊缝的长直焊缝、 较大直径（较大直径（D250mm）的环形焊缝水平位置焊接。）的环形焊缝水平位置焊接。三三 气体保护焊气体保护焊：利用化学性质不活波的气体保护熔池和熔滴，利用化学性质不活波的气体保护熔池和熔滴，免受空气有害作用的电弧焊。免受空气有害作用的电弧焊。（一）氩弧焊（一）氩弧焊用氩气（用氩气（Ar）来保护熔化金属）来保护熔化金属。1 特点：特点：保护效果好，焊接质量高；保护效果好，焊接质量高；电弧稳定，温度易控制，单面焊双面成型；电弧稳定，温度易控制，单面焊双面成型；可进行全位置焊接；氩气成本高。可进行全位置焊接；氩气成本高。2 应用：应用：焊接铝合金焊接铝合金、镁合金、钛合金、不锈

17、钢等、镁合金、钛合金、不锈钢等易氧化的有色金属和易氧化的有色金属和合金钢。合金钢。只能在室内焊接只能在室内焊接。W极极（二）二氧化碳气体保护焊（二）二氧化碳气体保护焊：用用CO2作为保护气体方法。作为保护气体方法。1 特点：特点：成本低，仅为焊条电弧焊的成本低，仅为焊条电弧焊的45%；焊接质量较好（指低碳钢和低合金钢）；焊接质量较好（指低碳钢和低合金钢）；不用清渣，生产率高，可进行全位置焊接。不用清渣，生产率高，可进行全位置焊接。电流过大时，金属飞溅较大，烟雾较多，焊缝成型差；电流过大时，金属飞溅较大，烟雾较多，焊缝成型差；2 应用：应用：焊接低碳钢和低合金钢，特别适合厚度小于焊接低碳钢和低合

18、金钢，特别适合厚度小于3mm薄板。薄板。CO2在高温在高温下具有氧化下具有氧化性，烧损合性，烧损合金元素金元素！不能焊不能焊接有色接有色金属和金属和合金钢合金钢四四 电渣焊电渣焊 利用电流通过液态熔渣产生的电阻热熔化母材与电极利用电流通过液态熔渣产生的电阻热熔化母材与电极1 特点：特点： 厚大截面焊缝一次焊成，故生产率高，成本低；厚大截面焊缝一次焊成，故生产率高，成本低；焊缝金属纯净；焊缝金属纯净；组织粗大，热影响区宽。焊后应热处理组织粗大，热影响区宽。焊后应热处理。2 应用：应用： 用于厚板（厚度用于厚板（厚度40mm）的立缝焊接，焊后热处理。）的立缝焊接，焊后热处理。引出板引出板引入板引入

19、板引弧板引弧板焊药熔化焊药熔化渣池渣池工件和电极熔化工件和电极熔化熔池熔池熔池在下熔池在下渣池在上渣池在上3 压力焊与钎焊压力焊与钎焊一一 电阻焊电阻焊利用强大的电流（几千到几万利用强大的电流（几千到几万A）通过焊件，在其接头处产生电）通过焊件，在其接头处产生电阻热，将焊件局部加热到塑性或熔化状态，然后在压力的作用阻热，将焊件局部加热到塑性或熔化状态，然后在压力的作用下形成焊接接头的焊接方法。下形成焊接接头的焊接方法。1 电阻焊的分类：电阻焊的分类：点焊：点焊： 在两块搭接工件接触面间形成焊点，而将工件焊在一起。在两块搭接工件接触面间形成焊点，而将工件焊在一起。点焊应用于不要求密封的薄板（小于

20、点焊应用于不要求密封的薄板（小于4mm）的焊接。）的焊接。缝焊：缝焊： 采用滚盘作电极，边焊边滚，形成连续的焊缝。采用滚盘作电极，边焊边滚，形成连续的焊缝。缝焊应用于厚度小于缝焊应用于厚度小于3mm的要求密封件，如油箱等。的要求密封件，如油箱等。对焊：对焊：棒料对接棒料对接，两工件的断面形状应尽量相同。两工件的断面形状应尽量相同。包括电阻对焊和闪光对焊包括电阻对焊和闪光对焊。2 电阻焊的特点：电阻焊的特点：节省焊接材料，成本低；节省焊接材料，成本低；热影响区小，时间短（热影响区小，时间短（0.01几秒），变形小；几秒），变形小；生产率高；生产率高；设备复杂，耗电量大。设备复杂，耗电量大。二二

21、摩擦焊摩擦焊利用两工件相互磨擦所产生的热，使工件端面达到热塑性状态，然利用两工件相互磨擦所产生的热，使工件端面达到热塑性状态，然后迅速加压完成焊接的一种压力焊方法。后迅速加压完成焊接的一种压力焊方法。接头质量好；接头质量好；不用焊接材料；不用焊接材料；同种或异种金属都可以焊同种或异种金属都可以焊生产率高生产率高三三 钎焊钎焊：加热工件不熔化，钎料熔化。：加热工件不熔化，钎料熔化。（三）特点：温度低，应力和变形小，接头非常美观；（三）特点：温度低，应力和变形小，接头非常美观； 生产率高；生产率高； 同种、异种金属均可焊；同种、异种金属均可焊； 接头强度较低，耐热温度较低。接头强度较低，耐热温度较

22、低。 （四）应用：（四）应用： 要求接头美观，对强度要求不高、形状复杂的电器和工具。要求接头美观，对强度要求不高、形状复杂的电器和工具。 分类分类钎料熔点钎料熔点钎料举例钎料举例钎剂钎剂软钎焊软钎焊450锡、铅锡、铅松香、氯化锌松香、氯化锌硬钎焊硬钎焊450银、铜、铝、镍银、铜、铝、镍硼砂、硼酸、硼砂、硼酸、氯化物、氟化物氯化物、氟化物3 常用金属材料的焊接常用金属材料的焊接一一 金属材料的焊接性金属材料的焊接性（可焊性）（可焊性）（一）（一） 概念：概念：被焊金属材料在一定焊接工艺条件下，被焊金属材料在一定焊接工艺条件下， 获得优质接头的难易程度获得优质接头的难易程度。 优质接头：优质接头：

23、 接头缺陷少接头缺陷少，最主要是焊后不裂最主要是焊后不裂。接头具有所要求的使用性能接头具有所要求的使用性能。（二（二 ）可焊性的影响因素）可焊性的影响因素1 主要决定于化学成分：主要决定于化学成分：影响焊接性的主要因素。影响焊接性的主要因素。例如：钢中含碳量例如：钢中含碳量、合金元素合金元素 淬硬倾向淬硬倾向，接头脆接头脆 化化，形成裂纹的倾向，形成裂纹的倾向 焊接性焊接性凡是使材料发脆、易淬火的元素凡是使材料发脆、易淬火的元素 可焊性可焊性3 焊接工艺：焊接工艺：焊件预热，可焊性提高；焊件预热，可焊性提高；中、高碳钢焊前预热。中、高碳钢焊前预热。板厚增加，可焊性下降板厚增加，可焊性下降； 焊

24、接材料焊接材料(焊条等焊条等) （三）三） 估算钢料可焊性的方法估算钢料可焊性的方法碳当量法：碳当量法：%1001556NiCuVMoCrMnCC当此公式由国际焊接学会推荐，用于碳钢和低合金钢。此公式由国际焊接学会推荐，用于碳钢和低合金钢。当当C当当0.4%时：冷裂倾向不大，焊接性良好，一般不时：冷裂倾向不大，焊接性良好，一般不需采取工艺措施。需采取工艺措施。当当C当当=0.40.6%时：冷裂倾向明显，焊接性较差，需时：冷裂倾向明显，焊接性较差，需 采用工艺措施来防止裂纹的产生。采用工艺措施来防止裂纹的产生。例如焊前预热，采用低氢型焊条。例如焊前预热，采用低氢型焊条。2 焊接方法：焊接方法：焊

25、接方法对金属材料的焊接性能有很大的关系。焊接方法对金属材料的焊接性能有很大的关系。当当C当当0.6%时：冷裂倾向严重，可焊性更差。时：冷裂倾向严重，可焊性更差。 提高预热温度，采用碱性焊条，焊后缓冷。提高预热温度，采用碱性焊条，焊后缓冷。 用碳当量法估计材料的可焊性是粗略的。因为可焊性用碳当量法估计材料的可焊性是粗略的。因为可焊性除成分外，还受其它几方面因素的影响。在实际中除成分外，还受其它几方面因素的影响。在实际中，除用除用此方法初步估计外，还应进行抗裂性、可焊性试验，为制此方法初步估计外，还应进行抗裂性、可焊性试验，为制定合理的工艺方案提供依据。定合理的工艺方案提供依据。当当C当当0.6%

26、时：冷裂倾向严重，可焊性更差。时：冷裂倾向严重，可焊性更差。 提高预热温度，采用碱性焊条，焊后缓冷。提高预热温度，采用碱性焊条，焊后缓冷。二二 常用金属材料的焊接特点常用金属材料的焊接特点 （一）低碳钢（一）低碳钢C0.25%，焊接性良好，没有淬硬、冷裂倾向。，焊接性良好，没有淬硬、冷裂倾向。1 常用焊接方法：所有焊接方法都能焊好，常用手工电弧焊、埋弧自动焊。常用焊接方法：所有焊接方法都能焊好，常用手工电弧焊、埋弧自动焊。2 工艺措施：工艺措施： 一般情况下不需采取特殊措施，当板厚大于一般情况下不需采取特殊措施，当板厚大于50mm，低，低温（温（0以下）焊接时，应预热到以下）焊接时，应预热到1

27、00150 。大刚度结构件低温焊接时，应考虑焊前预热或采大刚度结构件低温焊接时，应考虑焊前预热或采用低氢型焊条。用低氢型焊条。常用焊条牌号：常用焊条牌号：J422、J427（二）中碳钢（二）中碳钢C=0.25%0.6% C当当0.4%焊接时易产生淬硬组织：过热区和正火区产生焊接时易产生淬硬组织：过热区和正火区产生M体组织。体组织。冷裂和热裂倾向明显，焊接性能差。冷裂和热裂倾向明显，焊接性能差。1 常用焊接方法：手工电弧焊、气焊。常用焊接方法：手工电弧焊、气焊。2 工艺措施：工艺措施：焊前预热，如焊前预热，如45钢预热到钢预热到150250。焊后缓冷，如结构不允许预热，可用不锈钢焊条。焊后缓冷，

28、如结构不允许预热，可用不锈钢焊条。采用碱性焊条，如采用碱性焊条，如J507、J607。细焊条、小电流、开坡口、多层多道焊。细焊条、小电流、开坡口、多层多道焊。（三）高碳钢（三）高碳钢焊接性能更差，一般不采用这类钢做焊接结构。焊接性能更差，一般不采用这类钢做焊接结构。C当当0.6%其焊接只用于工件的修补，焊接工艺措施和中碳钢相似。其焊接只用于工件的修补，焊接工艺措施和中碳钢相似。（四）合金结构钢（四）合金结构钢焊接结构中，用得最多的是低合金结构钢焊接结构中，用得最多的是低合金结构钢1 常用焊接方法：常用焊接方法：焊条电弧焊、埋弧自动焊。焊条电弧焊、埋弧自动焊。2 焊接特点：焊接特点：强度级别较低

29、：淬硬倾向小，可焊性好，同低碳钢；强度级别较低：淬硬倾向小，可焊性好，同低碳钢；强度级别较高：淬硬倾向较大，可焊性较差，形成淬火区，强度级别较高：淬硬倾向较大，可焊性较差，形成淬火区，易产生冷裂纹。级别易产生冷裂纹。级别裂纹倾向裂纹倾向。3 工艺措施：工艺措施：强度级别低的同低碳钢；强度级别低的同低碳钢；强度级别高的：强度级别高的：焊前预热，预热温度焊前预热，预热温度T150；用碱性焊条；用碱性焊条；焊后回火，焊后回火，T回回=600650 ；消氢处理：加热消氢处理：加热200300 ，保温，保温26小时。小时。（五）铸铁（五）铸铁焊接性十分恶劣，主要用于铸铁件的修补。焊接性十分恶劣，主要用于

30、铸铁件的修补。1 特点：特点：熔化区易产生白口，难于加工；易产生裂纹和气孔。熔化区易产生白口，难于加工；易产生裂纹和气孔。2 焊接工艺和方法：焊接工艺和方法：热焊法：热焊法：焊件预热到焊件预热到600700，焊后缓冷。，焊后缓冷。焊条电弧焊：采用铸铁芯焊条（焊条电弧焊：采用铸铁芯焊条（Z248）或）或 钢芯石墨化钢芯石墨化铸铁焊条（铸铁焊条（Z208）。）。气焊：采用含硅高的铸铁焊条，气焊：采用含硅高的铸铁焊条，C+Si=7%。热焊法成本高，劳动条件差，但质量能保证，焊后可加工。热焊法成本高，劳动条件差，但质量能保证，焊后可加工。冷焊法：冷焊法：不预热或只预热到不预热或只预热到400 以下。以

31、下。如焊后加工，采用镍基焊条，如如焊后加工，采用镍基焊条，如Z308、Z508，有良好的抗裂，有良好的抗裂性和加工性，但性和加工性，但Ni比较贵重。比较贵重。如焊后不加工，则可采用结构钢焊条，如如焊后不加工，则可采用结构钢焊条，如J507，亦可采用铜，亦可采用铜基铸铁焊条。薄小件可用气焊。基铸铁焊条。薄小件可用气焊。设计焊接结构，需要做四方面的工作：设计焊接结构，需要做四方面的工作：一一 结构材料的选择结构材料的选择在满足工作性能要求的前提下，尽可能选用焊接性好的材料在满足工作性能要求的前提下，尽可能选用焊接性好的材料。4 焊接结构设计焊接结构设计结构材料的选择；焊接方法的选择；结构材料的选择

32、；焊接方法的选择； 焊缝的布置；焊缝的布置； 接头及坡口形式设计。接头及坡口形式设计。含碳量含碳量0.25%碳钢、含碳量碳钢、含碳量0.2%低合金结构钢可焊性较好，尽量选用。低合金结构钢可焊性较好，尽量选用。含碳量含碳量0.5%碳钢、含碳量碳钢、含碳量0.4%合金钢可焊性不好，尽量避免采用。合金钢可焊性不好，尽量避免采用。同一个结构尽量选用同一种材料同一个结构尽量选用同一种材料。铸铁不能制作焊接结构。铸铁不能制作焊接结构。二二 焊接方法的选择焊接方法的选择依据：依据：材料的焊接性、工件的结构形式、厚度和各种焊接方法的适用材料的焊接性、工件的结构形式、厚度和各种焊接方法的适用 范围、生产率等。范

33、围、生产率等。例如：例如：焊低碳钢焊低碳钢，各种方法都能用，但不要用氩弧焊。，各种方法都能用，但不要用氩弧焊。中厚板（中厚板（1020mm）：手工电弧焊、埋弧焊、）：手工电弧焊、埋弧焊、CO2气保焊都可以气保焊都可以；长直焊缝，大环缝批量较大应选埋弧焊长直焊缝，大环缝批量较大应选埋弧焊；单件生产、焊缝较短，处于不同空间位置用单件生产、焊缝较短，处于不同空间位置用手工电弧焊手工电弧焊、 半自动半自动CO2气保焊气保焊；薄板轻型结构用点焊或缝焊薄板轻型结构用点焊或缝焊；厚度；厚度40mm用电渣焊用电渣焊焊接铝合金、镁合金、钛合金、不锈钢焊接铝合金、镁合金、钛合金、不锈钢等等：最好采用氩弧焊。最好采

34、用氩弧焊。稀有、高熔点金属稀有、高熔点金属：采用等离子弧焊、真空电子束焊采用等离子弧焊、真空电子束焊。微型箔材微型箔材：微束等离子弧焊、激光焊。微束等离子弧焊、激光焊。1 尽量减少焊接工作量；尽量减少焊接工作量；2 利于方便焊接，留有操作空间；利于方便焊接，留有操作空间；3 焊缝远离或避开加工面焊缝远离或避开加工面；用型材代替板材拼焊，以减少焊缝的数量。用型材代替板材拼焊，以减少焊缝的数量。三三 焊缝布置焊缝布置4 避开应力最大位置；避开应力最大位置；5 不同壁厚件的焊接要平滑过渡。不同壁厚件的焊接要平滑过渡。4 对称布置焊缝，分散布置焊缝；对称布置焊缝，分散布置焊缝；对接对接四四 接头形式设

35、计与坡口接头形式设计与坡口（实习内容）（实习内容）1 接头形式：接头形式： 常用的有对接、搭接、角接和常用的有对接、搭接、角接和T型接头。型接头。根据结构的形状和工艺选用接头形式。根据结构的形状和工艺选用接头形式。2 坡口形式：坡口形式： 开坡口的目的是保证焊透，如手弧焊熔深开坡口的目的是保证焊透，如手弧焊熔深34mm。3 接头的过渡：接头的过渡： 结构最好两板厚度一致，不等厚应逐步过渡。结构最好两板厚度一致，不等厚应逐步过渡。第四章第四章 毛坯的选择毛坯的选择 一一 毛坯的种类：型材、铸件、锻压件、焊接件。毛坯的种类：型材、铸件、锻压件、焊接件。 1 1 型材：组织致密、力学性能好。形状较简

36、单受力较大的重要件。型材：组织致密、力学性能好。形状较简单受力较大的重要件。2 铸件：铸件：力学性能不够好，用于受力不大或以受压应力为主的零件，力学性能不够好，用于受力不大或以受压应力为主的零件， 如支架、箱体类件。如支架、箱体类件。 3 锻件：力学性能好，锻件：力学性能好，用于受重载、动载及复杂载荷的重要零件。用于受重载、动载及复杂载荷的重要零件。 4 4 冲压件：适于加工形状复杂、批量较大的板料零件。冲压件：适于加工形状复杂、批量较大的板料零件。 5 焊接件：焊接件：铸焊、锻焊、冲焊结合可以弥补相应毛坯制造铸焊、锻焊、冲焊结合可以弥补相应毛坯制造 方法的不足。方法的不足。 二二 常用机械零

37、件毛坯的成型方法：常用机械零件毛坯的成型方法：P178P178表表4 41 1 三三 毛坯的选择毛坯的选择: : 原则：适用性、经济性。原则：适用性、经济性。 具体选择应考虑具体选择应考虑 零件类别、用途、零件工作条件、零件的形状尺寸、生产批量等零件类别、用途、零件工作条件、零件的形状尺寸、生产批量等 1 轴杆类：轴杆类：光轴、阶梯轴、空心轴、曲轴和杆光轴、阶梯轴、空心轴、曲轴和杆件件等等 按承载类型按承载类型 ：转轴：既承受弯矩又传递转矩的轴，如车床主轴，带轮的轴等。转轴：既承受弯矩又传递转矩的轴，如车床主轴，带轮的轴等。 传动轴：主要传传动轴：主要传递递转矩而不承受或承受很小弯矩的轴。转矩

38、而不承受或承受很小弯矩的轴。 心轴：承受弯矩而不传递转矩的轴，如自行车、汽车的前轴等。心轴：承受弯矩而不传递转矩的轴，如自行车、汽车的前轴等。 轴杆类零件轴杆类零件： 一般均为重要的受力和传动用零件。一般均为重要的受力和传动用零件。毛坯形式：锻件或型材毛坯形式：锻件或型材异形断面或曲轴，亦可采用球墨铸铁铸造成形。异形断面或曲轴，亦可采用球墨铸铁铸造成形。 2 2 饼块类饼块类( (盘套类盘套类) )： 齿轮、飞轮、手轮、法兰、套环、垫圈等齿轮、飞轮、手轮、法兰、套环、垫圈等 齿轮：齿轮：表面具有足够的强度和硬度，本体要有一定的强度和韧性。表面具有足够的强度和硬度，本体要有一定的强度和韧性。 中、小齿轮：中、小齿轮：一般选用锻件一般选用锻件 结构复杂的大型齿轮：结构复杂的大型齿轮：铸钢或球墨铸铁铸造成型。单件生产：焊接。铸钢或球墨铸铁铸造成型