最新-高碳钢的焊接工艺性毕业设计-课件

高·碳钢与铸铁材料的焊接SJ0902-乔维星高·碳钢与铸铁材料的焊接SJ0902-乔维星1高碳钢的焊接高碳钢的定义及特点高碳钢的性能高碳钢的焊接工艺要点典型的高碳钢零件的工艺要点高碳钢的应用及推广高碳钢的焊接高碳钢的定义及特点2一＼高碳钢的定义及特点

非合金钢中按碳的质量分数可分为低碳钢(Wc＜0.25%)＼中碳钢(0.25%＜Wc＜0.6%)＼和高碳钢(Wc＞0.6%)。

非合金钢是指以铁为基础，以碳为合金元素，碳的质量分数不超过1.4%的钢，其他常存在元素因其含量少而不作为合金元素。因此其焊接性主要取决于碳的质量分数，随碳的质量分数增加其焊接性越差。因此，高碳钢的焊接性很差，在实际中不用作焊接结构，一般用作工具钢和铸钢，用于要求高硬度高耐磨性的部件，零件和工具，所以高碳钢的焊接大都为修复性焊接。一＼高碳钢的定义及特点3二，高碳钢的性能

１，由于碳的质量分数更大，因此焊接时更容易产生裂纹。２，高碳钢对淬火更加敏感，焊接时更容易产生脆硬的高碳马氏体组织，所以脆硬倾向和冷裂纹倾向都很大。３高碳钢的导热性比较差，在高温下晶粒长大快，且碳化物容易在晶界上集聚长大，使焊缝脆性增大，从而使接头冲击韧度降低，同时，在接头中容易引起内应力也较大，更容易促使裂纹的产生。二，高碳钢的性能4高碳钢的焊接工艺要点１焊接方法高碳钢焊接主要是高硬度，高耐磨性部件，零件和工具的修复，所以主要的焊接方法是焊条电弧焊，钎焊和埋弧焊。

２焊接材料高碳钢焊接一般不要求接头与母材等强度。一般情况下选用去硫能力强，熔敷金属扩散氢含量低，韧性较好的低氢型焊条。在要求焊缝金属与木材等强度时，选相应级别的低氢型焊条；在不要求等强度时，选用强度级别低于母材的低氢型焊条，如焊接强度等级为490MPA选用E4315,E4316焊条，切不可选择强度等级级别比母材搞的焊条。

高碳钢的焊接工艺要点5

如果焊接时木材不许预热，为了防止热影响区冷裂纹，可选用奥氏体不锈钢焊条，以获得塑性好，抗裂纹能力强的奥氏体组织焊缝金属。用于焊接中碳钢的奥氏体不锈焊条有E308-(A107),E308-16(A102),E309-15(A307)和E310-(A407)等等

３坡口制备

为了限制焊缝金属中碳的质量分数，应减少熔合比，所以一般采用Ｕ型或Ｖ型坡口，并注意将坡口及两侧20mm范围内的油污＼铁锈等污物清理干净。

４焊前热处理高碳钢零件一般经过淬火＋回火热处理，因此焊接前先行退火，以减少裂纹倾向。

如果焊接时木材不许预热，为了防止热影响区冷裂纹，可选用奥6

５预热采用结构钢焊条焊接时，焊接前必须预热，预热和焊道间温度控制在250~350℃

６起弧在坡口内起弧，避免擦伤母材，注意起弧时填满弧坑。

６层间处理多层多道焊时，第一道焊采用小直径焊条，小电流焊接。一般将工件置于半立焊或使用焊条横向摆动，以使母材热影响区的任何一点都在短时间内多次受热，以获得预热和保温效果。

７焊中要求连续施焊整条焊缝，避免中断

５预热7８焊接环境尽量改善严寒的劳动条件

９焊后处理焊后将工件立即放入炉中，在650℃保温进行消除应力热处理。

８焊接环境8四典型高碳钢零件焊接工艺刀具钎焊在机加中使用的车刀，刨刀等很多刀具是由刀头与刀体焊接而成的。刀头一般是合金工具钢，其中Wc=0.8%~1.4%,属于高碳钢;刀体一般由Wc=0.4%~0.6%的中碳钢或低碳合金钢(40Gr)制造。刀具在工具过程中承受巨大的应力，尤其是受压缩弯曲和冲击，因此要求接头强度高，质量可靠。合金工具刚的高硬度和高强度是考期中的高碳来保证，因此，焊接时，保证其成分，组织和性能不受损坏，特别是要防止材料受高温氧化脱碳。由于上述原因，合金工具刚一般采用钎焊，并采用铜基或银基钎料。四典型高碳钢零件焊接工艺9火焰钎焊刀具，应用做光的铜钎料是黄铜，为了提高钎料的强度或是湿润性，通常加入锰，钼锆等元素。也可以脱水硼砂与硼酸混合作钎剂。除此之外，还可以用电阻焊，感应，炉中等。火焰钎焊刀具，应用做光的铜钎料是黄铜，为了提高钎料的强度10高碳钢的应用及推广普遍用于切削、钻孔、车床、铣床等等需要硬度要求高的环境当中。发展会将高碳钢与合金元素结合应用，将形成年优质的高碳钢材料，同时也会将热处理条件改善，制造跟多型号的产品。高碳钢的应用及推广11铸铁铸铁的类型及性能灰铸铁的焊接球墨铸铁的焊接铸铁铸铁的类型及性能12１、铸铁的概要简介

铸铁是指碳的质量分数大于2.11%的铁碳合金。工业上常用主贴中碳的质量分数在3.0%~4.0%之间，是以Fe/c/Si为主要主城元素并含有较多的Mn/S/P/等杂志的多合金元素。１、铸铁的概要简介13铸铁的类型与性能铸铁的种类及成分特点１、铸铁的类别铸铁种类很多，按用途分为工程结构件铸铁与特殊铸铁，按碳的存在形式及石墨形态不同分为白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、可锻造铸铁和蠕墨铸铁共五大类。

２铸铁的组织及性能铸铁的性能与其内部的组织密切相关。铸铁的铸铁的类型与性能铸铁的种类及成分特点14基体组织一般为铁素体、珠光体、或二者的混合组织。由于铸铁中石墨的存在，使其具有优良的铸造性、切削加工性、减震性、耐磨性和的缺口的敏感性。基体组织一般为铁素体、珠光体、或二者的混合组织。由于铸铁15灰铸铁的焊接灰铸铁的化学成分特点是碳、硅质量分数高，同时，硫、磷杂质的质量分数也高。这就增加了焊接接头对冷却速度及冷、热类问的敏感性；灰铸铁的力学性能特点是强度特别低、基本无塑性。灰铸铁的焊接灰铸铁的化学成分特点是碳、硅质量分数高，同16灰铸铁的焊接出现的常见问题１、焊接接头白口及淬硬组织２、焊接冷裂纹３、焊接热裂纹一、焊接接头白口及淬硬组灰铸铁焊接时，由于熔池体积小，存在时间短，加之铸铁内部的热导作用，是的焊缝及近缝区的冷却速度远远大于逐渐在砂型中的冷却速度因此，在焊接接头的焊缝及半融化区将会产生大量的渗碳体，形成白口组织。灰铸铁的焊接出现的常见问题17焊接接头中白口组织区域主要是焊缝区、熔合区和奥氏体区。焊缝区焊缝区中当焊缝为铸铁成分时，由于熔池冷却速度快，碳来不及析出形成石墨，焊缝主要由共晶渗碳体、二次渗碳体和珠光体组成，即焊缝基本为白口铸铁组织。增大焊接热输入，焊缝会出现一定量的灰铸铁，但不能消除白口组织。熔合区焊接加热时部分铸铁母材熔化变为液体，部分固态母材变为高碳奥氏体。冷却时，液相铸铁将在共晶温度区间转变为共晶渗碳体＋奥氏体焊接接头中白口组织区域主要是焊缝区、熔合区和奥氏体区。18等等，继续快冷还会出现奥氏体转变为马氏体的过程。奥氏体区由于加热温度超过共析线，铸铁的基体被完全奥氏体化，但碳在奥氏体的含量是不一样的，加热较高的部分碳的扩散能力强，向奥氏体扩散较多，因而奥氏体含量较高；加热较低时的部分，石墨片中的碳扩散能力降低。在随后的冷却过程中，冷却速度过快时，奥氏体直接转变为马氏体，冷却速度慢时，奥氏体变为珠光体类型组织。等等，继续快冷还会出现奥氏体转变为马氏体的过程。19防止措施很多铸铁件补焊后要求机械加工，但接头中出现白口组织和马氏体组织给机械加工带来很大困难。常用方法有如下两种

１、改变焊缝的化学成分２、减慢焊接冷却速度防止措施20二、焊接冷裂纹

灰铸铁焊接接头的裂纹主要是冷裂纹，其产生原因主要有一下几个方面：１、灰铸铁本身强度低，基本无塑性，承受塑性变形基本为零，因此容易引起开裂２、焊接过程对焊件的局部加热和冷却，势必使焊件产生焊接应力。３、焊接接头的白口组织和脆硬组织又硬又脆，不能产生塑性变形，在应力作用时容易引起开裂。

二、焊接冷裂纹21防止灰铸铁冷裂纹的措施灰铸铁焊接冷裂纹的主要原因是焊接应力，因此主要从降低应力着手。１、预热将焊件预热550~700℃使温差减小，降低焊接应力２、焊接材料采用铜基或镍基焊接材料，使焊缝成为塑性良好的非铁合金，对冷裂纹不敏感。３、工艺措施用异质焊接材料焊接灰铸铁时，常采用“短断焊，短续焊”等工艺措施。防止灰铸铁冷裂纹的措施22热裂纹热裂纹23高·碳钢与铸铁材料的焊接SJ0902-乔维星高·碳钢与铸铁材料的焊接SJ0902-乔维星24高碳钢的焊接高碳钢的定义及特点高碳钢的性能高碳钢的焊接工艺要点典型的高碳钢零件的工艺要点高碳钢的应用及推广高碳钢的焊接高碳钢的定义及特点25一＼高碳钢的定义及特点

非合金钢中按碳的质量分数可分为低碳钢(Wc＜0.25%)＼中碳钢(0.25%＜Wc＜0.6%)＼和高碳钢(Wc＞0.6%)。

非合金钢是指以铁为基础，以碳为合金元素，碳的质量分数不超过1.4%的钢，其他常存在元素因其含量少而不作为合金元素。因此其焊接性主要取决于碳的质量分数，随碳的质量分数增加其焊接性越差。因此，高碳钢的焊接性很差，在实际中不用作焊接结构，一般用作工具钢和铸钢，用于要求高硬度高耐磨性的部件，零件和工具，所以高碳钢的焊接大都为修复性焊接。一＼高碳钢的定义及特点26二，高碳钢的性能

１，由于碳的质量分数更大，因此焊接时更容易产生裂纹。２，高碳钢对淬火更加敏感，焊接时更容易产生脆硬的高碳马氏体组织，所以脆硬倾向和冷裂纹倾向都很大。３高碳钢的导热性比较差，在高温下晶粒长大快，且碳化物容易在晶界上集聚长大，使焊缝脆性增大，从而使接头冲击韧度降低，同时，在接头中容易引起内应力也较大，更容易促使裂纹的产生。二，高碳钢的性能27高碳钢的焊接工艺要点１焊接方法高碳钢焊接主要是高硬度，高耐磨性部件，零件和工具的修复，所以主要的焊接方法是焊条电弧焊，钎焊和埋弧焊。

２焊接材料高碳钢焊接一般不要求接头与母材等强度。一般情况下选用去硫能力强，熔敷金属扩散氢含量低，韧性较好的低氢型焊条。在要求焊缝金属与木材等强度时，选相应级别的低氢型焊条；在不要求等强度时，选用强度级别低于母材的低氢型焊条，如焊接强度等级为490MPA选用E4315,E4316焊条，切不可选择强度等级级别比母材搞的焊条。

高碳钢的焊接工艺要点28

如果焊接时木材不许预热，为了防止热影响区冷裂纹，可选用奥氏体不锈钢焊条，以获得塑性好，抗裂纹能力强的奥氏体组织焊缝金属。用于焊接中碳钢的奥氏体不锈焊条有E308-(A107),E308-16(A102),E309-15(A307)和E310-(A407)等等

３坡口制备

为了限制焊缝金属中碳的质量分数，应减少熔合比，所以一般采用Ｕ型或Ｖ型坡口，并注意将坡口及两侧20mm范围内的油污＼铁锈等污物清理干净。

４焊前热处理高碳钢零件一般经过淬火＋回火热处理，因此焊接前先行退火，以减少裂纹倾向。

如果焊接时木材不许预热，为了防止热影响区冷裂纹，可选用奥29

５预热采用结构钢焊条焊接时，焊接前必须预热，预热和焊道间温度控制在250~350℃

６起弧在坡口内起弧，避免擦伤母材，注意起弧时填满弧坑。

６层间处理多层多道焊时，第一道焊采用小直径焊条，小电流焊接。一般将工件置于半立焊或使用焊条横向摆动，以使母材热影响区的任何一点都在短时间内多次受热，以获得预热和保温效果。

７焊中要求连续施焊整条焊缝，避免中断

５预热30８焊接环境尽量改善严寒的劳动条件

９焊后处理焊后将工件立即放入炉中，在650℃保温进行消除应力热处理。

８焊接环境31四典型高碳钢零件焊接工艺刀具钎焊在机加中使用的车刀，刨刀等很多刀具是由刀头与刀体焊接而成的。刀头一般是合金工具钢，其中Wc=0.8%~1.4%,属于高碳钢;刀体一般由Wc=0.4%~0.6%的中碳钢或低碳合金钢(40Gr)制造。刀具在工具过程中承受巨大的应力，尤其是受压缩弯曲和冲击，因此要求接头强度高，质量可靠。合金工具刚的高硬度和高强度是考期中的高碳来保证，因此，焊接时，保证其成分，组织和性能不受损坏，特别是要防止材料受高温氧化脱碳。由于上述原因，合金工具刚一般采用钎焊，并采用铜基或银基钎料。四典型高碳钢零件焊接工艺32火焰钎焊刀具，应用做光的铜钎料是黄铜，为了提高钎料的强度或是湿润性，通常加入锰，钼锆等元素。也可以脱水硼砂与硼酸混合作钎剂。除此之外，还可以用电阻焊，感应，炉中等。火焰钎焊刀具，应用做光的铜钎料是黄铜，为了提高钎料的强度33高碳钢的应用及推广普遍用于切削、钻孔、车床、铣床等等需要硬度要求高的环境当中。发展会将高碳钢与合金元素结合应用，将形成年优质的高碳钢材料，同时也会将热处理条件改善，制造跟多型号的产品。高碳钢的应用及推广34铸铁铸铁的类型及性能灰铸铁的焊接球墨铸铁的焊接铸铁铸铁的类型及性能35１、铸铁的概要简介

铸铁是指碳的质量分数大于2.11%的铁碳合金。工业上常用主贴中碳的质量分数在3.0%~4.0%之间，是以Fe/c/Si为主要主城元素并含有较多的Mn/S/P/等杂志的多合金元素。１、铸铁的概要简介36铸铁的类型与性能铸铁的种类及成分特点１、铸铁的类别铸铁种类很多，按用途分为工程结构件铸铁与特殊铸铁，按碳的存在形式及石墨形态不同分为白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、可锻造铸铁和蠕墨铸铁共五大类。

２铸铁的组织及性能铸铁的性能与其内部的组织密切相关。铸铁的铸铁的类型与性能铸铁的种类及成分特点37基体组织一般为铁素体、珠光体、或二者的混合组织。由于铸铁中石墨的存在，使其具有优良的铸造性、切削加工性、减震性、耐磨性和的缺口的敏感性。基体组织一般为铁素体、珠光体、或二者的混合组织。由于铸铁38灰铸铁的焊接灰铸铁的化学成分特点是碳、硅质量分数高，同时，硫、磷杂质的质量分数也高。这就增加了焊接接头对冷却速度及冷、热类问的敏感性；灰铸铁的力学性能特点是强度特别低、基本无塑性。灰铸铁的焊接灰铸铁的化学成分特点是碳、硅质量分数高，同39灰铸铁的焊接出现的常见问题１、焊接接头白口及淬硬组织２、焊接冷裂纹３、焊接热裂纹一、焊接接头白口及淬硬组灰铸铁焊接时，由于熔池体积小，存在时间短，加之铸铁内部的热导作用，是的焊缝及近缝区的冷却速度远远大于逐渐在砂型中的冷却速度因此，在焊接接头的焊缝及半融化区将会产生大量的渗碳体，形成白口组织。灰铸铁的焊接出现的常见问题40焊接接头中白口组织区域主要是焊缝区、熔合区和奥氏体区。焊缝区焊缝区中当焊缝为铸铁成分时，由于熔池冷却速度快，碳来不及析出形成石墨，焊缝主要由共晶渗碳体、二次渗碳体和珠光体组成，即焊缝基本为白口铸铁组织。增大焊接热输入，焊缝会出现一定量的灰铸铁，但不能消除白口组织。熔合区焊接加热时部分铸铁母材熔化变为液体，部分固态母材变为高碳奥氏体。冷却时，液相铸铁将在共晶温度区间转变为共晶渗碳体＋奥氏体