【材料】《工程材料与热加工基础》第十一章焊接ppt课件

1、第十一章 焊接机械工程系金工教研室.引言 第一节 焊接的根本原理 第二节 焊条电弧焊 第三节 其它焊接方法 第四节 压焊与钎焊 第五节 堆焊与热喷涂 第六节 常用金属资料的焊接 第七节 焊接构造设计 参 考 资 料第十一章 焊 接.引言1、何为焊接？ 焊接是经过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充资料，使工件到达结合的一种方法。 1.熔焊 将待焊处母材金属熔化以构成焊缝的焊接方法称为熔焊。 2.压焊 焊接过程中，必需对焊件施加压力加热或加热，以完成焊接的方法称为压焊。 3.钎焊 钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材金属熔点低的金属资料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材溶化温

2、度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互分散实现衔接焊件的方法。.2、焊接分类.一、 焊接的本质 二、 焊接热过程对焊接接头组织、性能的影响 三、 焊接应力与变形第一节 焊接的根本原理.一、 焊接的本质 焊接的本质是使两个分别的物体经过加热或加压，或两者并用，在用或不用填充资料的条件下借助于原子间或分子间的联络与质点的分散作用构成一个整体的过程。 1. 焊接电弧 由焊接电源供应、具有一定电压的两极间或电极与母材间，在气体介质中产生的剧烈而耐久的放电景象称为焊接电弧。电弧熄灭后，弧柱中充溢了高温电离气体，放出大量的热能和剧烈的光。焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱三部分组成。如图3-1所示

3、。阴极区是电弧紧靠负电极的区域，阴极区很窄，约为0.1um-0.01um，温度约为2400K。阳极区是指电弧紧靠正电极的区域，阳极区较阴极区宽，约为10um-1um，温度约为2600K。电弧阳极区和阴极区之间的部分称为弧柱，弧柱区温度最高，可达6000K-8000K。焊接电弧两端间指电极端头和熔池外表间的最短间隔称为弧长。. 图11-1 焊接电弧表示图.2. 焊接的冶金特点 1熔池中冶金反响不充分，化学成分有较大的不均匀性，经常发生偏析、夹杂等缺陷。 2在高温电弧作用下，氧、氢、氮等气体分子吸收电弧热量而分解成化学性质非常活泼的原子或离子形状，它们很容易溶解在液体金属之中，呵斥气孔、氧化、脆化

4、和其它缺陷。 3在熔剂或药皮中参与比铁氧化才干强的硅铁、锰铁等物质，除起到渗入合金作用、补充烧损元素外，亦可起到脱氧作用。 4焊缝中硫或磷的质量分数超越0.04%时，极易产生裂纹。因此，应选用含硫、磷低的焊接原资料，并经过在焊剂或药皮中加石灰石、氟石等脱硫脱磷，以保证焊缝质量。. 图11-2 低碳钢焊接热影响区的组织变化.二、 焊接热过程对焊接接头组织、性能的影响一 焊接热循环焊接时，电弧沿焊件逐渐挪动并对焊件进展部分加热。焊件经焊接后所构成的结合部分称为焊缝。焊缝及其临近区域的总称叫焊缝区。 在焊接过程中，焊缝区金属从常温被加热到最高温度，然后再逐渐冷却到常温。由于焊件上各点所处的位置不同，

5、其被加热的最高温度亦不一样；而热量的传送需求一定的时间，故各点到达其最高温度的时间亦不一样。在焊接热源作用下，焊件上某点的温度随时间变化的过程称为焊接热循环。.(二)焊缝区的金属组织与性能 1. 焊缝金属区 焊缝金属区指在焊接接头横截面上丈量的焊缝金属的区域。熔焊时，是指由焊缝外表和熔合线所包围的区域；电阻焊时，是指焊后构成的熔核部分。 焊接加热时，焊缝金属区的温度在液相线以上，母材金属和填充金属熔化后共同构成液态熔池。冷却结晶是以熔池和母材交界处半熔化形状的母材金属晶粒为结晶中心，沿着垂直于散热面的反方向生长，成为柱状晶的铸态组织。 2. 熔合区 焊缝与母材交接的过渡区，即熔合线处微观显示的

6、母材半熔化区。此区是焊缝和母材金属的交界区，温度在固相线和液相线之间，焊接过程中母材金属部分熔化，故亦称半熔化区。熔化的金属凝固成铸态组织，未熔化的金属因加热温度过高成过热粗晶，其塑性和韧性明显变差，容易产生裂纹和脆性破坏。虽然此区只需0.1mm-0.4mm，但它对焊接接头的性能影响很大，是焊接接头的危险区域之一。.3. 热影响区 是焊接或切割过程中，资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。按其组织特征又可分为以下四个区域： 1 过热区 指焊接热影响区中，具有过热组织或晶粒显著粗大的区域。此区的温度范围为固相线至1100，因加热温度过高，奥氏体晶粒急剧长大，使其塑性明显下降

7、，尤其是冲击韧度下降20-30，对于易淬火钢，此区脆性更大，是热影响区中性能最差的部位。焊接刚度大的构造件，此区容易产生裂纹。 2 细晶区 此区温度范围为Ac3以上，而尚未到达过热温度。由于焊后为空冷，相当于热处置后的正火组织，亦称正火区。此区的力学性能优于母材金属。.3 不完全重结晶区 此区温度范围为Ac3至Ac1之间。在此区间珠光体已转变为奥氏体，部分铁素体深化奥氏体，尚未溶入奥氏体的铁素体晶粒不断长大。空冷时，奥氏体又折出较细的铁素体，到Ar1线时，剩余奥氏体直接转变为共析组织珠光体，未深化奥氏体的铁素体却将粗大晶粒坚持下来，亦称部分相变区。该区金相组织很不均匀，力学性能较差。 4 再结

8、晶区 此区温度范围在Ac1至500-450之间。焊前经过冷变形加工的焊件，由于母材中有晶格畸变及碎晶组织，当加热到该温度时，就会产生回复及再结晶而细化，其力学性能提高。焊前未经冷加工变形的焊件不存在再结晶区。s. 图113 平板焊接过程中的应力与变形构成原理表示图.(二)焊接裂纹与焊接变形的方式 焊接时，在任何情况下焊接应力总是存在的。当焊接应力超越该资料相应温度的屈服应力时，焊件将产生变形；超越资料的断裂应力时，焊件将会产生裂纹甚至断裂。焊接裂纹包括纵向裂纹、横向裂纹、内部裂纹、根部裂纹等；焊接变形的根本方式有角变形、弯曲变形、波浪变形、收缩变形、扭曲变形、错边变形等，见图11-4。 图11

9、-4 焊接变形方式(a).图11-4 焊接变形方式(b) 图11-4 焊接变形方式(c). 图11-4 焊接变形方式(d).(三)预防和减小焊接应力及焊接变形的措施 1. 合理设计焊接构造 尽量减少焊缝及焊缝的长度和截面积，并尽量使构造中的一切焊缝对称，防止交叉焊缝等，详见焊接构造工艺性一节。 2. 焊前预热 焊前对焊件预热，可减少焊件各部分的温差，对减小焊接应力与变形较为有效。重要焊件可整体预热，还有部分预热即焊前选择焊件的合理部位部分加热使其伸长，焊后冷却时，加热区与焊缝同时收缩。 3. 反变形法 根据实验或计算，确定工件焊后产生变形的方向和大小，焊前将工件预先斜置或弯曲成等值反向角度，以

10、期到达焊后与所要求的工件角度正好吻合。.4. 刚性固定法 采用工装夹具或定位焊固定，此法可显著减小但不能完全消除焊后剩余变形。 5. 选择合理的焊接顺序 应尽量使焊缝的纵向和横向都能自在收缩，防止交叉焊缝处应力过大产生裂纹；采用对称焊接顺序以减小变形；长焊缝可采用分段退焊法或跳焊法。 6. 锤击焊缝法 用圆头小锤对焊后红热的焊缝金属进展均匀适度锤击，以延伸变形，补偿其收缩，同时释放出部分能量，减小焊接应力和变形。 7. 强迫冷却法 将焊缝区的热量迅速散掉，使焊接时金属受热面积减小，此法又称散热法。 8. 焊后热处置 采取去应力退火的方法将焊件整体或部分加热到600-650，保温一定时间后不小于

11、1h缓慢冷却，这样可消除焊接余应力80-90。.(四)接变形的矫正 1. 机械矫正法 即用机械的方法将变形矫正过来，消费中常用的设备有辊床、压力机、矫直机等；薄板焊接最常见的变形为波浪变形，其矫正较难，普通用锤击法进展矫正 2. 火焰矫正法 采用部分加热焊件的某些部位，使其受热时膨胀，受周围冷金属制约引起长度方向被紧缩，冷却时收缩而矫正变形。. 电弧焊是利用电弧作为热源的熔焊方法，简称弧焊。焊条电弧焊是用手工支配焊条进展焊接的电弧焊方法。焊条电弧焊具有设备简单，操作灵敏，本钱低等优点，且焊接性好，对焊接接头的装配尺寸无特殊要求，可在各种条件下进展各种位置的焊接，是消费中运用最广的焊接方法。但焊

12、条电弧焊时有剧烈弧光和烟尘污染，劳动条件差，消费率低，对工人技术程度要求较高，焊接质量不够稳定。因此，主要运用于单件小批量消费中焊接碳素钢、低合金构造钢、不锈钢、耐热钢和对铸铁的补焊等。适宜板厚为3mm-20mm。 一、焊条电弧焊电源 二、焊条 三、焊条电弧焊接工艺规范第二节 焊条电弧焊.一、 焊条电弧焊电源1. 电源的要求 焊条电弧焊电源应具有适当的空载电压和较高的引弧电压，以利于引弧，保证平安；当电弧稳定熄灭时，焊接电流增大，电弧电压应急剧下降；还应保证焊条与焊件短路时，短路电流不应太大；同时焊接电流应能灵敏调理，以顺应不同的焊件及焊条的要求。 2. 电源种类 1 交流弧焊机 它是一种特殊

13、的降压变压器，具有构造简单、噪声小、本钱低等优点，但电弧稳定性较差。 2 直流弧焊机 直流弧焊机有弧焊发电机由一台三相感应电动机和一台直流弧焊发电机组成和焊接整流器整流式直流弧焊机两种类型。.二、 焊条焊条的组成和作用 焊条是涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极，由药皮和焊芯两部分组成。 焊芯在焊接过程中既是导电的电极，同时本身又溶化作为填充金属，与熔化的母材共同构成焊缝金属；药皮是压涂在焊芯外表的涂料层，主要作用是在焊接过程中造气，起维护作用，防止空气进入焊缝；同时具有冶金作用，如脱氧、脱硫、脱磷和渗合金等；并具有稳弧、脱渣等作用，以保证焊条具有良好的工艺性能，构成美观的焊缝。.2. 焊条的分

14、类 (1)焊条按熔渣的化学性质分为两大类 1酸性焊条 溶渣呈酸性，药皮中含大量SiO2、TiO2、MnO等氧化 物。 2碱性焊条 熔渣呈碱性，药皮的主要成分为CaCo3和CaF2 。 (2)焊条按用途可分为十一大类 碳钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条。.(3) 焊条型号 由国家规范分别规定各类焊条的型号编制方法。如规范规定碳钢焊条型号为E，其中，字母E表示焊条；前二位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值；第三位数字表示焊接位置，0及1表示焊条适用于全位置平焊、立焊、横焊、仰焊焊接，2为

15、平焊及平角焊，4表示焊条适用于向下立焊；第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。在第四位数字后附加R表示耐吸潮焊条；附加M表示耐吸潮和力学性能有特殊规定的焊条；附加-1表示冲击性能有特殊规定的焊条。.3.焊条的选用 1按强度等级和化学成分选用 1焊接普通构造，如低碳钢、低合金钢构造件时，普通选与焊件强度等级一样的焊条，而不思索化学成分一样或相近。 2焊接异种构造钢时，按强度等级低的钢种选用焊条。 3焊接特殊性能钢种，如不锈钢、耐热钢时，应选用与焊件化学成分一样或相近的特种焊条。 4焊件碳、硫、磷质量分数较大时，应选用碱性焊条。 5焊接铸造碳钢或合金钢时，由于碳和合金元素的质量分数较

16、高，而且多数铸件厚度、刚度较大，外形复杂，故普通选用碱性焊条。.2按焊件的工况条件选用焊条 1焊接接受动载、交变载荷及冲击载荷的构造件时，应选用碱性焊条。 2焊接接受静载的构造件时，应选用酸性焊条。 3焊接外表带有油、锈、污等难以清理的构造件时，应选用酸性焊条。 4焊接在特殊条件，如在腐蚀介质、高温等条件下任务的构造件时，应选用特殊用途焊条。.3按焊件外形、刚度及焊接位置选用焊条 1厚度、刚度大、外形复杂的构造件，应选用碱性焊条。 2厚度、刚度不大，外形普通，尤其是均可采用平焊构造件，应选用适当的酸性焊条。 3除平焊外，立焊、横焊、仰焊等焊接位置的构造件应选用全位置焊条。.三、 焊条电弧焊接工

17、艺规范1. 焊条直径的选择 焊条直径主要取决于焊件厚度、接头方式、焊缝位置、焊层道数等要素。根据焊件厚度平焊时焊条的选用原那么：普通当焊件板厚t4mm时，焊条直径d=t；当t4mm时，常采用多层焊，焊条直径为4mm-6mm。 2. 焊接电流的选择 焊接电流大小根据焊条直径来选择。 焊接电流选择亦可用阅历公式进展估算，估算公式为：I=Kd，式中I-焊接电流A；d-焊条直径mm；K-阅历系数，常取30-40A/mm。.一、 埋弧焊 二、 气体维护电弧焊 三、 电渣焊 四、 等离子弧焊 五、 电子束焊 六、 激光焊第三节 其它焊接方法.一、 埋弧焊1. 定义：电弧在焊剂层下熄灭进展焊接的方法称为埋弧

18、焊。 2. 特点： 1消费率高； 2焊接质量高、稳定； 3节约金属资料； 4改善劳动条件。 3. 运用：常用来焊接厚度为6mm-60mm的长直焊缝和较大直径普通不小于250mm的环形焊缝。.二、 气体维护电弧焊用外加气体作为电弧介质并维护电弧和焊接区的电弧焊，简称气体维护焊。 一 氩弧焊 1. 定义：氩弧焊是运用氩气作为维护气体的气体维护焊。 2. 特点： 1焊件不易氧化； 2便于操作，容易实现全位置自动化； 3焊接热影响区小，焊件不易变形； 4焊缝致密，成形美观； 5焊接本钱高。 3. 运用：主要用于焊接易氧化的有色金属和合金钢，如铝、镁、钛及其合金、耐热钢、不锈钢等。为了防止维护气流破环，

19、氩弧焊只能在室内进展。.二 二氧化碳气体维护焊 1. 定义：利用CO2作为维护气体的气体维护焊，简称CO2焊。 2. 特点： 1电流密度大，消费效率高； 2焊接热影响区小，焊件不易变形； 3焊缝氢的质量分数低，接头抗裂性好； 4焊接本钱低。 3. 运用： 适宜于各种位置的焊接，目前，CO2焊已在全国广泛普及，大有在短时间内取代焊条电弧焊的开展势头。.三、 电渣焊1. 定义：电渣焊是利用电流经过液体熔渣所产生的电阻热进展焊接的方法。 2. 特点： 1厚大截面可一次焊成，消费效率高； 2焊缝金属比较纯真； 3接头组织粗大，焊后需进展正火处置。 3. 运用：适用于板厚40mm以上构造的焊接。普通用于

20、直缝焊接，目前，电渣焊已在我国水轮机、水压机、轧钢机、重型机械等大型设备制造中得到广泛运用。.四、 等离子弧焊1. 定义：借助水冷喷嘴对电弧的拘谨作用，获得较高能量密度的等离子弧进展焊接的方法称为等离子弧焊。 2. 特点： 1焊件不易氧化； 2便于操作，容易实现全位置自动化； 3焊接热影响区小，焊件不易变形； 4焊缝致密，成形美观； 5电弧挺直度和方向性好，可焊接薄壁构造； 6弧柱温度高，焊接速度快，消费率高。 3. 运用：等离子弧焊接已日益广泛运用于消费中，特别是国防工业和尖端技术所用铜合金、合金钢、钨、钼、钴、钛等金属的焊接。如钛合金的导弹壳体、波纹管及膜盒、微型继电器、电容器的外壳封接及

21、飞机上一些薄壁容器等均可用等离子弧焊。. 图11-5 等离子弧焊.五、 电子束焊定义：利用加速和聚焦电子束轰击置于真空或非真空中焊件所生的热能进展焊接的方法称为电子束焊。 2. 特点： 1焊缝金属纯度高； 2焊缝外表质量好，内部熔合性好； 3焊接热影响区小，焊件不易变形； 4控制灵敏，精度高，顺应性强。 3. 运用：电子束焊运用广泛，从微型电子线路组件、真空膜盒、钼箔蜂窝构造、原子燃料器件到大型的导弹外壳都可以采用电子束焊接。此外，熔点、导热性、溶解度相差很大的异种金属，在真空中运用的器件和内部要求真空的密封器件等，用真空电子束焊接也能得到良好接头。 . 图11-6 电子束焊.六、 激光焊1.

22、 原理：利用激光器受激产生的激光束，经过聚焦系统聚焦到非常微小的焦点，当调焦到焊件接头处时，光能转换为热能，从而使金属熔化构成接头。 2. 特点： 1焊接热影响区极小，焊件难于变形； 2焊件不易被氧化，可在空气中焊接； 3焊接设备与焊件间无接触，可焊接难于接近的接头。 3. 运用：激光焊比较容易实现异种金属和异种资料的焊接，目前已广泛用于电子工业和仪表工业中微型件的焊接。. 图11-7 激光焊.焊接过程中，必需对焊件施加压力加热或不加热，以完成焊接的方法称为压焊。 一、 电阻焊 二、摩擦焊 三、钎焊第四节 压焊与钎焊. 工件组合后经过电极施加压力，利用电流经过接头的接触面及临近区域产生的电阻热

23、进展焊接的方法称为电阻焊。 电阻焊分为对焊、点焊和缝焊。 (一)对焊 对焊是运用两个被焊工件沿整个接触面焊合的电阻工艺。按工艺不同可分为电阻对焊和闪光对焊。见图3-8。 1. 电阻对焊 电阻对焊是将工件装配成对接接头，使其端面严密接 触，利用电阻热加热至塑性形状，然后迅速施加顶锻力完成焊接的方法。电阻对焊适用于直径20mm以下的棒料和管材的焊接。 2. 闪光对焊 工件装配成对接接头，接通电源，并使其端面逐渐移近到达部分接触，利用电阻热加热这些接触点产生闪光，使端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内到达预定温度时，迅速施加顶锻力完成焊接的方法，称为闪光对焊。 闪光对焊广泛运用于建筑、机械制造、电

24、气工程等部门，如钢筋、钢管、汽车轮缘、自行车轮圈、切削刀具，以及铝铜电缆过渡接头的焊接等。一、 电阻焊. 图11-8 对焊.(二)电阻点焊 电阻点焊是焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，构成焊点的电阻焊方法，见图11-9。 电阻点焊主要适用于各种薄板、板料冲压构造及钢筋构件，广泛运用于飞机、汽车、迁延机、农机、轻工、电子器件、仪表和日常生活用品的消费中。 图11-9 点焊.(三)胶接点焊 胶接点焊是以胶接加强电阻点焊强度的衔接方法。它是近年来开展起来的新工艺。与电阻点焊相比，胶接点焊接头的搭接抗剪强度可提高3倍，疲劳强度可提高9倍。 (四)缝焊 工件装配成搭接接头、

25、对接接头、T形接头、角接接头等接头方式如图3-11所示，并置于两滚轮电极之间，滚轮加压工件并转动，延续或断续送电，构成一条延续焊缝的电阻焊方法称为缝焊，见图3-10。 缝焊主要运用于焊缝较规那么，有密封要求的3mm以下薄壁构造，如消声器、油箱、小型容器等。. 图11-11 常用焊接接头方式a. 图11-11 常用焊接接头方式(b). 图11-11 常用焊接接头方式(c) 图11-11 常用焊接接头方式(d). 摩擦焊是利用焊件外表相互摩擦所产生的热，使端面到达热塑性形状，然后迅速顶锻，完成焊接的一种压焊方法。 摩擦焊的特点：焊接外表不易氧化，接头质量稳定，不易产生夹渣、气孔等缺陷，废品率低，无

26、需焊条、焊剂及填充金属，操作简单、本钱低、消费率高，易于实现机械化，自动化。同种金属及异种金属均可施焊。摩擦焊适用于圆形截面的棒材或管材，亦可将管材焊在平板上。实心焊件截面直径为2mm-100mm，空心焊件最大外径可达几百毫米。二、摩擦焊. 钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材熔点低的金属资料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔化温度，利用液态钎料料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互分散实现衔接焊件的方法。常用钎焊设备见图11-12、11-112。三、钎焊. 图11-12 网带式钎焊炉. 图11-13 维护气氛铜钎焊炉.根据钎料的熔点不同，钎焊分为以下两类。 硬钎焊 运用硬钎料

27、熔点高于450进展的钎焊称为硬钎焊。常用的钎料有铜基、银基、铝基、镍基等合金。钎剂常用硼砂、硼酸、氯化物、氟化物等。加热方法有火焰加热、盐浴加热、炉内加热、电阻加热、高频感应加热等。硬钎焊接头强度较高，可达490 MPa，适用于受力较大及任务温度较高的焊件，如自行车车架，切削刀具等。 软钎焊 运用软钎料熔点低于450进展的钎焊称为软钎焊。常用的钎料为锡、铅钎料。焊剂为松香、松香酒精溶液、氯化锌溶液等。多用烙铁加热，接头强度较低，在40Mpa-140Mpa之间，用于受力不大或任务温度较低的工件，如电子器件、仪器、仪表等。钎焊的特点是：加热温度低，焊件本身不熔化，故接头组织与性能变化小，焊件的应力

28、和变形也小，易保证焊件尺寸，接头光滑平整，外形美观，同种、异种金属均可焊接，设备简单、易于实现自动化。但接头强度低，耐热温度不高，焊前对焊件清理要求较严，不适于大型构件.一、堆焊 为增大或恢复焊件尺寸，或使焊件外表获得具有特殊性能的熔敷金属而进展的焊接称为堆焊。 堆焊的目的是提高零件外表的耐磨、耐热、耐蚀等性能或修复已磨损的零件使其恢复原尺寸。堆焊时必需根据其目的不同选用适宜的堆焊焊条，国家规范GB984-85对各种不同堆焊焊条的型号、堆焊层金属化学成分、堆焊后硬度等目的都作出了详细规定。需求时可进展查阅。 金属极焊条电弧焊堆焊是最简单的堆焊方法，堆焊时采用小电流、短电弧。为了防止焊件变形和减

29、小焊接应力，堆焊时应尽量减少热影响区。为了使热量分散，焊道间可采用间跳堆焊，纵向对称堆焊或螺旋形堆焊，见图11-14，假设需多层堆焊时，层与层之间的堆焊方向可互成90度。第五节 堆焊与热喷涂. 图11-14 堆焊焊道方式.二、热喷涂 热喷涂是将熔融形状的喷涂资料，经过高速气流使其雾化放射在零件外表上，构成喷涂层的一种金属外表加工方法。喷涂资料可以是线材，也可以是粉末资料。喷枪热源可以是气体火焰，也可以是电弧或等离子弧等。 金属喷涂时，由于熔融金属被雾化后高速放射到金属外表，所以喷涂层含有金属氧化物粒子，比轧制资料更硬、更脆、且具有多孔性。除各种金属线材的喷涂外，还可以喷涂制成粉末资料的陶瓷、玻

30、璃、塑料等非金属资料，以满足各种零件外表性质的运用要求。.一、金属资料的焊接性 二、碳素钢的焊接 三、低合金钢的焊接 四、不锈钢的焊接 五、铸铁的补焊 六、有色金属的焊接第六节 常用金属资料的焊接. 金属资料的焊接性是指资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才干。焊接性受资料、焊接方法、构件类型及运用要求四个要素的影响。焊接性的好坏主要从两个方面来衡量。一是焊接工艺性的优劣，如焊接接头产生的缺陷，尤其是出现各种裂纹倾向的大小；二是焊接接头在运用过程中的可靠性，如焊接接头的力学性能、耐蚀、耐热、导电、导磁等方面性能的耐久性。普通情况下，合金的含碳量越高，其焊接性

31、就会越差。一、金属资料的焊接性.二、碳素钢的焊接低碳钢的焊接 低碳钢塑性好，普通没有淬硬倾向，对焊接热过程不敏感，具有良好的焊接性。焊接时普通不需求采取特殊的工艺措施即可获得优质接头。但对于厚度大于50mm的构件，需用多层焊，焊后应进展消除应力退火；在低温条件下焊接刚度大的构件时，由于温差大而变形又遭到限制，会导致较大的焊接应力，应进展焊前预热，重要构件常进展焊后去应力退火或正火。 低碳钢可以用各种方法进展焊接，常用的是焊条电弧焊、埋弧焊、电阻焊、电渣焊和气体维护焊。普通构造常运用酸性焊条，如E4303，E4320，E4301，E4310等；对于接受重载或低温下任务的重要构件，以及厚度大、刚度

32、大的构件可采用低氢型焊条，如E5015，E5016、E4316等。埋弧焊普通采用H08A或H08MnA焊丝，配以HJ431焊剂进展焊接。 补焊而很少用于构件的焊接。.中、高碳钢的焊接 中、高碳钢属于淬火钢，随着碳的质量分数的添加，其淬硬倾向渐趋严重，焊接性明显变差。通常焊接中碳钢的铸件或锻件，焊接时普通从两方面着手：一是选用适当的焊条，如抗裂性好的低氢型焊条或奥氏体不锈钢焊条等；二是采用一定的焊接工艺措施，如焊前预热工件，采用细焊条、小电流、开坡口、多层焊，防止母材金属过多地深化焊缝，以防止产生热裂纹，并采用焊后缓冷以防止产生冷裂纹等。 高碳钢工件那么只用于补焊而很少用于三、低合金钢的焊接.

33、低合金钢焊接经常出现的问题 1 热裂纹 热裂纹指焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹。其缘由在于低合金钢的焊接过程中铜、硼、氮等元素成为构成裂纹的敏感元素。 2 冷裂纹 焊接接头冷却到较低温度下对于钢来说在Ms温度以下时产生的焊接裂纹称为冷裂纹。冷裂纹常发生在高强度钢的厚板构造中。其缘由是接头的刚度大，呵斥的部分应力大，或在冷却过程中氢析出后聚集呵斥部分应力超越了钢的强度极限。 3 白点 在焊缝金属拉断面上，出现的如鱼目状的一种白色圆形斑点称为白点。其产生缘由是焊接过程中吸收了过量的氢，故又称氢白点。低合金钢焊接主要根据不同钢号的屈服点等级选择焊接资料，应遵守等

34、强度某些钢号应思索成分一样或相近原那么。对于厚度大、刚度大的构件或在低温下焊接时应思索运用低氢型焊条，焊前进展预热等，严厉按照焊接工艺规范施焊。三、低合金钢的焊接.五、铸铁的补焊 为修补任务铸件、锻件、机械加工件或焊接构造件的缺陷而进展的焊接称为补焊。 1. 防止白口和裂纹的措施 白口组织出现的主要要素是碳含量高。假设能使焊缝金属缓慢冷却、调整热循环，使碳元素可以自在地游离出来，就可以降低白口组织的构成；假设能进一步伐节焊缝金属的化学成分那么会到达更好的效果。硅、铝等是促进石墨化元素，其含量的提高可促进碳以石墨形状析出；而硫、铬等那么是反石墨化元素。在焊接资料中应增大促进石墨化元素的含量，降低

35、反石墨化元素的含量，以防止或降低白口的构成倾向。同时，在焊接过程中应采取种种措施，减小焊接应力，防止裂纹的产生.2. 铸铁的补焊方法及补焊资料1铸铁的补焊方法 补焊方法有热焊法，即焊前将工件全部或部分预热到500-700，焊后在炉中缓慢冷却；半热焊法，即焊前将工件预热到400以下进展补焊的方法。 2铸铁补焊资料 普通采用铸铁焊条。常用的铸铁焊条有两类：一类为焊缝金属是铸铁组织的焊条，如EZC，EZCQ；另一类是焊缝组织为非铸铁组织的焊条，如 EZV等。.(一)铜及铜合金的焊接 1.铜及铜合金的焊接特点 1导热性强纯铜的热导率约为低碳钢的8倍，因此要求强热源，否那么容易产生焊不透等缺陷。对于厚而

36、大工件焊前需预热。 2膨胀系数大，液固转变时的收缩也大。因此焊接时易产生较大的焊接应力，变形和裂纹倾向大。 3液态时易氧化生成Cu2O，结晶时和铜构成低熔点的共晶体，也是产生裂纹的缘由之一。 4液态时吸气性强，特别容易吸收氢，假设凝固时析出不充分容易生成气孔。 5铜的电阻极小，故不适于采用电阻焊。六、有色金属的焊接.2.铜及铜合金的焊接工艺 1气焊 气焊时普通依工件厚度不同，开I形、V形、X形坡口。 2焊条电弧焊 焊条电弧焊应先开坡口并清理污物。普通采用低氢型焊条。 3手工氩弧焊 氩弧焊是铜及铜合金焊接的首选方案。可有效地维护熔池不被氧化和熔入气体，得到优良的焊接接头，工件变形小，假设板厚小于3mm，可开I形坡口；板厚在3mm-10mm时开V形坡口；板厚大于10mm时开x形坡口。焊前应清理除去焊件坡口边缘焊丝外表的氧化膜。焊接时要合理地选择焊接工艺规范，焊接速度要高；焊接电流选择与板厚、工件构造、预热温度等要素有关。焊后要进展热处置。.一、焊接构造资料的选择 二、焊接构造的工艺性 三、焊接接头的方