工程材料及热加工基础 第十一章 焊接

1、工程材料及热加工基础,第十一章 焊接,11.1 焊接工程理论基础,本章重点：焊接过程基础理论、金属的可焊性，各种焊接工艺的特点、应用，常用金属材料焊接方法的选择。,11.3 常用金属材料的焊接,11.2 常用的焊接方法,11.5 焊接新技术,11.4焊接结构工艺性,熔化焊 气焊、电弧焊、电渣焊等； 压力焊 电阻焊、冷压焊； 钎焊 软钎焊、硬钎焊。,焊接 通过加热或加压，使焊件达到原子 结合的一种加工方法。,焊接的种类：,概 述,焊接的特点与应用,重量轻，节约金属,与铆接相比，可节省金属l0%20%，与铸件相比可节省30%50%。另外，采用焊接方法可制造双金属结构，节省大量的贵重金属及合金。 简

2、化大型或复杂结构的制造，如万吨水压机的立柱的制造、大型锅炉的制造、汽车车身的制造等。,优点：,概 述,焊接的特点与应用,焊接接头力学性能高，能耐高温高压、能耐低温，具有良好的密封性、导电性、耐腐蚀性、耐磨性。 适应性广 易于实现机械化和自动化,优点：,概 述,焊接的特点与应用,结构不可拆卸 焊接接头的组织、性能不均匀 产生残余应力和变形 易产生焊接缺陷（气孔、裂纹、夹渣）,缺点：,概 述,应用：,金属结构件自行车三角架、钢窗、锅炉、 压力容器、管道、船舶、车辆等； 机器部件轴、齿轮、刀具等。,概 述,11.1 焊接工程理论基础, 焊接冶金过程和电焊条, 焊接接头的组织和性能, 焊接变形和焊接应

3、力, 焊接电弧与弧焊机, 焊接缺陷和质量检验,电弧是两电极之间持久而强烈的气体放电现象，其宏观表现是发出强光，释放大量热量。 电弧焊是利用电弧作为热源使分离的焊件金属局部加热熔化，形成熔池，凝固后焊件彼此焊合在一起的焊接方法。,11.1.1 焊接电弧,11.1 焊接工程理论基础,1.电弧的引燃,两电极接触 短路而产生高温 金属熔化 金属蒸气 两电极间距离(24mm) 阴极金属表面发射大量电子 阳极表面金属在电场、高温作用下发生电离 弧柱区，高速运动的电子与原子、分子间相互碰撞产生大量热量并导致原子分子的电离。同时部分离子与电子间还会复合成原子或分子，并放出光。,11.1 焊接工程理论基础,阴极

4、区为电子发射区；阳极区为正离子区，并接受电子；弧柱区为气体电离区。,电弧的温度,阴极区 2100 ， 弧柱 57007700 ， 阳极区 2300 ,气体电离 电极发射电子,电弧区热量,阳极占43%, 阴极区占36%, 弧柱区占21%。,正接法: 工件接正极, 焊条接负极,11.1 焊接工程理论基础,2.电弧各区域,电压低、电流大、温度高、能量密度大。 当电极材料都为钢时，阳极温度为2600K，阴极温度为2400K，弧柱温度为60008000K。 正因为两极温度不同，可以利用不同的接法来调整对工件的加热。当焊接厚板或要求熔深较大时，工件接正极，焊条接负极正接法。反之采用反接法。,电弧放电的特点

5、,11.1 焊接工程理论基础,11.1 焊接工程理论基础,普通电阻,5mm电弧,2mm电弧,非线性； 与电离程度有关； 与电弧长度有关。,3.焊接电弧的静特性,11.1 焊接工程理论基础,4. 焊接电源,空载电压(5090V)； 限制短路电流； 保证电弧稳定。,交流 酸性焊条 直流 碱性焊条 交直流 多种类焊条,种类:,11.1 焊接工程理论基础,11.1.2 焊接冶金过程,11.1 焊接工程理论基础,1.焊接的冶金过程 电弧焊时，工件和焊条受到高温电弧作用而熔化形成熔池，熔池中的液体金属与周围的熔渣及空气接触，产生复杂、激烈的化学反应称为冶金过程。焊缝的形成，实质是一次金属的再熔炼过程。,1

6、1.1.2 焊接冶金过程,O2 2O 发生氧化反应，焊缝性能降低； N2 2N 高温熔入液态金属，冷却后形成气孔; H2O 2H+O 形成气孔，产生氢脆。,空气中的O2、N2、H2O在电弧的作用下：,11.1 焊接工程理论基础,2 .焊接冶金特点,11.1 焊接工程理论基础,(1)熔池温度高，金属强烈的烧损和蒸发。同时 周围又被冷金属包围，常使焊件产生应力、变形和开裂。 (2)金属的熔池体积很小（约23cm3）周围是冷金属，所以熔池处于液态的时间很短（10s左右）,各种冶金反应进行的不充分。化学成分不均匀，且气体和杂质来不及浮出，易产生气孔夹杂等缺陷。,11.1.2 焊接冶金过程,保证焊缝质量

7、措施：,减少有害元素进入熔池,消除已进入熔池的有害元素，降低焊缝中氧、硫、磷的含量，增加金属元素。,11.1 焊接工程理论基础,11.1.3 焊接接头的组织和性能,1焊缝区（熔化区） 2熔合区（半熔化区） 3热影响区 4母材,1、低碳钢焊接接头的组成：,低碳钢焊接接头的组织,11.1 焊接工程理论基础, 焊缝的组织和性能,铸态组织，性能可以达到要求。熔化焊时，焊缝处于熔化状态，然后凝固结晶，是一个铸造组织。为粗大的柱状晶，成分不均匀、焊缝中心区容易偏析低熔点的含硫磷的夹杂。虽然焊缝金属为粗大的柱状晶，成分偏析，组织不致密，但如果焊接过程中严格控制化学成分，减少碳、硫、磷等杂质的含量和通过渗入有

8、益的合金元素(如锰、硅)可使焊缝金属的力学性能不低于母材金属。,11.1 焊接工程理论基础, 熔合区的组织和性能,成分不均匀，组织粗大，机械性能很低。加热温度介于液、固两相线之间，加热时金属处于半熔化状态。其成分不均匀，组织粗大，塑性、韧性极差，是焊接接头中性能最差的区域。因此尽管熔合区很窄(仅0.1-1mm)，但仍在很大程度上决定着焊接接头的性能，是接头裂纹和脆性破坏的发源地。,11.1 焊接工程理论基础,过热区（1100 至固相线）： 组织粗大，机械性能很低。过热区金属的塑、韧性很低，尤其是冲击韧性较低，是热影响区中性能最差的区域。, 热影响区的组织和性能,11.1 焊接工程理论基础,正火

9、区（Ac31100）： 晶粒细小，机械性能高。正火区是焊接热影响区内相当于受到正火热处理的那一部分区域。低碳钢此温度下，母材金属中形成细小的奥氏体组织，冷却后获得细小面均匀的铁素体加珠光体组织。因此正火区的力学性能高于未经正火处理的母材。, 热影响区的组织和性能,11.1 焊接工程理论基础,部分相变区（Ac1Ac3）： 晶粒不均匀，机械性能低。该区仅部分组织发生相变，冷却后晶粒大小不均匀，力学性能比母材要差。, 热影响区的组织和性能,11.1 焊接工程理论基础,熔合区、过热区是焊接接头中性能最差的薄弱的部位，对焊接接头组织和性能的不利影响最显著，往往是焊接结构破坏的发源地，易产生裂纹和局部脆性

10、破坏。,11.1 焊接工程理论基础,2、影响焊接接头性能的因素,焊接材料（焊条、焊丝、焊剂） 直接影响焊缝的成分和性能。 焊接工艺（焊接电流、电压、速度） 在保证焊接质量的前提下，采用小电流、快速焊，可减少热影响区的宽度。,11.1 焊接工程理论基础,2、影响焊接接头性能的因素,焊接方法（热源不同、保护效果不同）,11.1 焊接工程理论基础,0.81.2,2、影响焊接接头性能的因素,焊后热处理（正火后细化晶粒） 碳素钢和低合金钢焊后进行正火处理，可细化接头各区域组织，改善焊接接头力学性能。,11.1 焊接工程理论基础,11.1.4 焊接变形和焊接应力,造成焊件的尺寸、形状变化； 矫正变形会使性

11、能降低，成本增加； 焊接应力会降低承载能力； 引起焊接裂纹； 应力衰减会产生变形。,1、焊接变形和残余应力的不利影响,11.1 焊接工程理论基础,2、焊接变形和残余应力产生原因,在焊接过程中，对焊件进行局部的不均匀加热和冷却，会产生焊接应力和变形。下图为平板对接焊缝的应力和变形过程示意图.,11.1 焊接工程理论基础,3、焊接变形的基本形式,11.1 焊接工程理论基础,3、焊接变形的基本形式,11.1 焊接工程理论基础,焊前预热及焊后热处理； 选择合理的焊接顺序； 锤击焊缝法； 反变形法； 刚性固定法； 采用机械矫正和火焰矫正。,4、减少焊接应力与变形的工艺措施,11.1 焊接工程理论基础,焊

12、前预热及焊后热处理： 是减小焊接应力最有效的措施。焊前将焊件预热到400以下，然后进行焊接。预热的目的是减小焊缝区金属与周围金属的温差，使各部分膨胀与收缩量较均匀，从而减小焊接应力，同时还能使焊接变形减小。,4、减少焊接应力与变形的工艺措施,11.1 焊接工程理论基础,焊前预热及焊后热处理： 焊后热处理采用去应力退火工艺，可以消除大部分焊接应力，主要通过金属高温时强度下降和蠕变现象松弛焊接应力。一般通过去应力退火可消除焊接应力的80%90%。,4、减少焊接应力与变形的工艺措施,11.1 焊接工程理论基础,加热减应区： 加热减应区实际上是部分预热所谓减应区是妨碍焊缝变形的区域，减应区受热后伸长，

13、减少对焊接部位的拘束，冷却时，焊缝与减应区同时可以比较自由的收缩,使焊接应力与变形降低。,4、减少焊接应力与变形的工艺措施,11.1 焊接工程理论基础,加热减应区：,4、减少焊接应力与变形的工艺措施,11.1 焊接工程理论基础,选择合理的焊接顺序： 先焊收缩量大的焊缝，减少焊接残余应力。 拼焊时，先焊错开的短焊缝，后焊直通的长焊缝。,4、减少焊接应力与变形的工艺措施,11.1 焊接工程理论基础,选择合理的焊接顺序：,11.1 焊接工程理论基础,选择合理的焊接顺序：,11.1 焊接工程理论基础,小电流，快速焊： 采用小电流，快速焊，以减小热量输入，可减小残余应力。另外，对厚大焊件采用多层多道焊，

14、也可减小焊接应力。,11.1 焊接工程理论基础,锤击焊缝法： 每焊一道焊缝后，当焊缝仍处于高温时对焊缝进行均匀适度的锤击使缝焊金属在高温塑性较好时得以延伸，补偿部分收缩，从而减小应力和变形。焊后拉伸工件可使焊缝伸长，彻底消除残余应力、适合于塑性好的材料。振动可使应力得到部分释放。,4、减少焊接应力与变形的工艺措施,11.1 焊接工程理论基础,焊接变形的防止与矫正： 合理地选择焊缝的尺寸和形式，焊缝的截面和长度尽可能小，减少不必要的焊缝，焊缝的布置和坡口型式尽可能对称，这样，加热少，变形小。采用能量集中的热源，对称焊、分段焊、多层多道焊 。,4、减少焊接应力与变形的工艺措施,11.1 焊接工程理

15、论基础,11.1 焊接工程理论基础,11.1 焊接工程理论基础,跳焊法,逐步退焊法,反变形法： 在焊接前根据经验，判断结构在焊接可能产生的变形大小和方向，然后在装配时预先使接头产生一个方向相反、数值相等的反变形，以抵消结构的正常变形。,4、减少焊接应力与变形的工艺措施,11.1 焊接工程理论基础,反变形法：,4、减少焊接应力与变形的工艺措施,11.1 焊接工程理论基础,刚性固定法： 采用工装夹具或定位焊固定等方式来控制焊接变形，能有效防止角变形和波浪变形。,4、减少焊接应力与变形的工艺措施,11.1 焊接工程理论基础,刚性固定法,11.1 焊接工程理论基础,用于塑性好，没有淬硬倾向的钢 。,用

16、于塑性好的低碳钢和普通合金钢 。,机械矫正与火焰矫正,11.1 焊接工程理论基础,8.1.5 焊接质量检验,（1）外观缺陷：焊缝外形尺寸不合要 求、焊瘤、咬边、未焊透等； （2）内部缺陷：气孔、夹渣、裂缝等。 其中以条状夹渣、未焊透、裂缝 和气孔的危害最大。,1、焊接接头缺陷分析,11.1 焊接工程理论基础,11.1 焊接工程理论基础,11.1 焊接工程理论基础,11.1.5 焊接质量检验,（1）过程： 焊接质量检验包括焊前检验，焊接生产 过程中的检验及焊后成品检验。 （2）方法： 破坏性检验和非破坏性检验两类。,2、焊接质量检验,11.1 焊接工程理论基础,11.1.5 焊接质量检验,非破坏

17、性检验有外观检验、磁粉检验、着色检验、超声波检验、X射线检验、密封性检验和水压试验等。 破坏性检验有机械性能试验、化学分析与金相组织检验等。 各种检验方法都有其适用范围，应根据焊接结构的技术要求，选择经济而有可靠的焊接检验方法。,11.1 焊接工程理论基础,11.2 常用的焊接方法,11.2 常用的焊接方法, 手工电弧焊 埋弧自动焊 气体保护焊 电渣焊 电阻焊 钎焊,11.2.1 手工电弧焊,1、焊接过程,(3) 当电弧向前移动时, 熔池冷却凝固而新的熔池不断产生, 形成连续的焊缝。,(1) 电弧在焊条与被焊件之间 燃烧, 电弧热使工件和焊条同时熔化成熔池;,(2) 电弧使焊条的药皮熔化或燃烧

18、, 产生熔渣和气体, 对熔化金属和熔池起保护作用；,11.2 常用的焊接方法,2、手工电弧焊的特点,优点：,设备简单，操作灵活，适应性强。,缺点：,生产效率低，劳动强度大，质量不易保证。,电焊机：,直流电焊机：引弧容易，电弧稳定，焊接质量好 交流电焊机：结构简单，使用可靠，维修方便 正接法厚板 反接法薄板，有色金属,11.2 常用的焊接方法,作电极传导电流，产生电弧 作填充金属（调整成分）,3、电焊条,焊条的组成: 手工电弧焊的焊条由焊芯和药皮两部分组成。,焊芯的作用：,专用焊接金属丝,由多种矿石粉铁合金配成,11.2 常用的焊接方法,机械保护作用(产生气体和形成熔渣，使熔池金属与大气隔离)

19、冶金处理（熔渣，保证焊缝金属脱氧、脱硫、脱磷等） 改善焊接工艺性（引弧燃烧稳定）,3、电焊条,药皮的作用：,11.2 常用的焊接方法,碳钢焊条 低合金钢焊条 不锈钢焊条 铸铁焊条 堆焊焊条 镍和镍合金焊条 铜和铜合金焊条 铝和铝合金焊条,酸性焊条（SiO2、MnO等） 碱性焊条（CaCO3、CaF2等）, 焊条的种类,种类,按用途分,按熔渣性质分,11.2 常用的焊接方法,4、碱性焊条和酸性焊条的特性,酸性焊条 熔渣以酸性氧化物为主，生成气体主要为H2和CO，各占50左右，净化焊缝能力差，焊缝含氢量高，韧性较差。但酸性焊条电弧稳定，焊缝成形良好，使用方便，一般用于焊接不受冲击作用的焊接结构。普

20、通低碳钢,11.2 常用的焊接方法,4、碱性焊条和酸性焊条的特性,熔渣以碱性氧化物和萤石为主，生成气体主要为CO2和CO，氢含量小于5，还原性强，净化焊缝能力强，合金元素过渡效果好，焊缝含氢量低、韧性好。碱性焊条一般用于焊接重要结构，采用直流电源。但价格高，工艺性差，焊缝成形较差，焊前烘干，焊时保持通风良好。,碱性焊条：,11.2 常用的焊接方法, 焊条的型号：,碳钢焊条 (GB5117-95): E 4 3 0 3 , E 5 0 1 5 , E 5 0 1 6 .,药皮类型（酸、碱），电流种类,焊接位置（平、横、立、仰）,抗拉强度 430 MPa,焊条, 焊条牌号（结构钢焊条）： J422

21、 ( E4303 ) , J507 (E5015) , J506 (E5016),11.2 常用的焊接方法,5、焊条的选用,焊缝和母材具有相同水平的使用性能。,原则：,例：16 Mn ,抗拉强度520 Mpa , 可选用E5003 (J502), E5015 (J507), E5016 (J506),不锈钢、耐热钢焊条 按相同成分选择焊条 结构钢焊条 按等强原则选相同强度等级焊条,11.2 常用的焊接方法,11.2.2 埋弧自动焊,11.2 常用的焊接方法,1. 埋弧自动焊的焊接过程,自动焊焊接动作由机械装置自动完成。 埋弧焊电弧在颗粒状焊剂层下燃烧进行焊接。,焊车,焊丝,焊剂,11.2 常用

22、的焊接方法,自动焊小车,埋弧焊生产,11.2 常用的焊接方法,2. 埋弧自动焊的特点与应用,生产效率高 （比手弧焊提高510倍） 焊接质量好 （ 焊缝内气孔、夹渣少，焊缝美观） 成本低 （省工、省时、省料） 劳动条件好 （无弧光,、飞溅, 劳动强度低） 适应性差 （平焊、长直焊缝和较大直径的环缝） 焊接设备复杂，焊前准备工作严格,应用：,成批生产、中厚板结构的长直焊缝和较大直径的环缝，如锅炉、压力容器、船舶等。,特点：,11.2 常用的焊接方法,压力容器环缝和纵缝的埋弧自动焊,纵缝,环缝,压力容器焊接生产,11.2 常用的焊接方法,11.2.3 气体保护焊,保护气体,氩气 CO2,氩弧焊,CO

23、2气体保护焊,11.2 常用的焊接方法,1、氩弧焊,钨极,金属极,11.2 常用的焊接方法, 钨极氩弧焊,焊接电流不能过大，只能焊4mm以下的薄板； 焊接钢材板：直流正接法； 焊铝、镁合金：直流反接法或交流电源。,钨极熔点高， 发射电子能力强,直流正接 ： 钨极烧损小。 直流反接 ： 钨极烧损大,电弧不稳，但有“阴极破碎”作用（焊铝时有利）。,应用,11.2 常用的焊接方法, 熔化极氩弧焊,1、以连续送进的金属丝做 电极并填充焊缝； 2、焊接电流较大,生产效率高， 适用较厚（825mm）的焊件； 3、采用直流反接，电弧稳定，焊铝时有“阴极 破碎”作用; 4、 可采用自动焊或半自动焊。,11.2

24、 常用的焊接方法, 氩弧焊特点,1) 保护效果好，电弧稳定，焊接质量好； 2) 电弧热量集中，热影响区小，焊后变形小； 3) 可全方位焊接，便于观察、易于自动控制； 4) 氩气成本高，一般情况下不采用。,用于焊接易氧化的有色金属、合金钢和不锈钢。,应用,11.2 常用的焊接方法,2、 CO2气体保护焊, CO2气体保护焊的焊接过程,CO2,电弧,CO + O,使金属氧化，合金元素烧损，不能焊接有色金属和合金钢。,用于低碳钢、低合金钢薄板的焊接。必须采用含脱氧剂的焊丝H08Mn2SiA，直流反接。,应用,11.2 常用的焊接方法, CO2气体保护焊的特点,成本低 （为埋弧焊和手弧焊的40%50%

25、） 效率高 （电流密度大，熔深大，焊接速度快） 焊接质量好 （有气流冷却，热影响区小，变形小） 采用气体保护，能全位置焊接 焊缝成形差，飞溅大 设备使用维修不方便,11.2 常用的焊接方法,氩弧焊,CO2气体保护焊,11.2 常用的焊接方法,11.2.4 电渣焊,利用电流通过液体溶渣所产生的电阻热熔化焊件和焊丝进行焊接的方法。 分为丝极电渣焊、板极电渣焊和熔嘴电渣焊等。,11.2 常用的焊接方法,1电渣焊的工艺过程 焊前将焊件垂直放置，使焊缝直立，在接触连接面之间预留2040mm的间隙。连接面两侧装有水冷铜滑块，在工件的底部加装引弧板，在顶部加装引出板。这样，在焊接前先在焊接部位形成一个封闭的

26、空间。 焊接时，电弧熔化焊剂和焊丝，形成渣池和熔池。渣池密度小，浮在熔池上面。渣池形成后，迅速将焊丝插入渣池中，并降低焊接电压，使电弧熄火，开始电渣焊。电流流经熔渣时产生大量的热，温度高达2000，将焊丝和和焊件边缘熔化，随着焊丝的不断送进，熔池上升熔池底部的金属冷却结晶形成焊缝。,11.2 常用的焊接方法,生产率高（板厚 40mm的焊接一次焊成） 焊缝缺陷少,焊接质量好（不易产生气孔、夹渣和裂纹） 成本低（省电和省熔剂） 焊件需正火热处理 (热影响区较大,组织粗大),2. 电渣焊的特点,11.2 常用的焊接方法,11.2.5 电阻焊,电阻焊分类：点焊、缝焊、对焊。,是利用焊件接触面的电阻热，

27、将焊件局部加热到塑性或熔化状态，在压力下形成接头的焊接方法。,闪光对焊,电阻对焊,缝焊,点焊,11.2 常用的焊接方法,电阻焊特点,焊接电压低，电流大，生产率高； 不需要填充金属，焊接变形小； 劳动条件好，操作简单，易于实现自动化生产； 焊接设备复杂，投资大； 适用于大批量生产； 对焊件厚度和接头形式有一定限制。,11.2 常用的焊接方法,点焊过程：,加压,通电,断电,去除压力,形成熔核,凝固,1、点焊,点焊接头形式：,11.2 常用的焊接方法,点焊主要适用于薄板冲压结构和钢筋构件。,点焊的应用,点焊过程,手提点焊,11.2 常用的焊接方法,汽车点焊,防止分流： 两焊点间应有一定距离。,分流现

28、象,11.2 常用的焊接方法,2、缝焊,与点焊相同，只是采用滚轮做电极，边焊边滚。,特点：焊点互相重叠，分流现 象严重。焊件厚度3mm。,应用：有密封要求的薄壁结构,11.2 常用的焊接方法,11.2 常用的焊接方法,3、对焊,电阻对焊：端面加工要求高，质量不易保证。,闪光对焊：对端面加工要求低，质量较高，用于重要零件的焊接。,杆状零件的对接，如刀具、管子、钢轨、钢筋、异种金属。（端面形状尺寸要相同或相近）,应用：,11.2 常用的焊接方法,对焊生产,11.2 常用的焊接方法,11.2.6 钎焊,是利用低熔点的钎料作填充金属， 加热熔化后渗入固态焊件间的间隙内，将焊件连接起来的焊接方法。,接头

29、形式,11.2 常用的焊接方法,1、焊接过程,将工件和钎料适当加热（烙铁、火焰、炉子、电阻、高频加热）； 钎料熔化，借助毛细管的作用被吸入和充满间隙； 被焊金属和钎料在间隙内相互扩散； 凝固后，形成钎焊接头。,11.2 常用的焊接方法,2、钎焊分类,11.2 常用的焊接方法,3、钎焊特点,加热温度低，变形也小。接头光滑平整，工件尺寸精确； 钎焊接头强度低； 可焊接性能差异很大的异种金属, 对工件厚度无限制； 可整体加热，同时钎焊由多条焊缝组成的复杂形状构件，生产率高； 钎焊设备简单，生产投资费用少。,11.2 常用的焊接方法, 金属材料的焊接性 碳素钢和普低钢的焊接 不锈钢的焊接 铸铁的焊补

30、铝及铝合金的焊接,11.3 常用金属材料的焊接,11.3.1 金属材料的焊接性,1、焊接性的概念,金属焊接性是指在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。,影响焊接性的因素：,形成焊接缺陷的敏感性（裂纹） 使用性能（机械性能）,金属材料本身性质 焊接方法、焊接材料、焊接工艺,11.3 常用金属材料的焊接,2、钢的焊接性评价方法碳当量,CE 0.4%时，冷裂纹倾向不明显, 焊接性良好； CE 0.4%0.6%时，冷裂倾向明显，焊接性较差； CE 0.6%时，冷裂倾向很强, 焊接性很差。,碳、合金元素含量,焊接性,碳当量：,CE =C+Mn/6+(Cr+Mo+ V) /5+ (Ni+Cu

31、)/15,碳钢及低合金钢,碳当量越高，焊接性越差,11.3 常用金属材料的焊接,11.3.2 碳素钢和普通低合金钢的焊接,1、碳钢的焊接,CE 0.4% ，焊接性良好。各种焊接方法都能获得优质焊接接头。,低碳钢：,中碳钢：,CE 0.4%，冷裂倾向很强，焊接性较差。 焊前预热150250，焊后缓冷。 采用细E5015焊条、小电流、开坡口、多层多道焊，降低焊缝的含碳量。,焊接裂纹产生？,内部条件：碳当量CE 外部条件：环境温度,11.3 常用金属材料的焊接,2、低合金结构钢的焊接,焊接方法:,a.一般用手工电弧焊、埋弧自动焊 b.板厚 40mm时，用电渣焊 c.批量大时，用CO2气体保护焊,16

32、Mn的焊接:,CE= 0.4%焊接性良好，不需预热,板厚 3238mm,环境温度低时，需预热,重要结构（锅炉、压力容器）焊后应消除应力退火,11.3 常用金属材料的焊接,11.3.3 不锈钢的焊接,马氏体不锈钢 奥氏体不锈钢 铁素体不锈钢,不锈钢的种类,（Cr13型） （Cr18Ni9型） （Cr17型）,焊接性较差（冷裂纹和淬硬脆化）,焊前预热，焊后缓冷及热处理，采用奥氏体不锈钢焊条。,焊接性良好,焊接性较差（过热晶粒引起脆化和裂纹）,低温预热（ 150 ）减少高温停留时间,11.3 常用金属材料的焊接,11.3.4 铸铁的焊补,易产生白口组织和淬火组织; 铸铁强度低、塑性差，易产生裂纹; 铸铁碳、硅含量高，易产生气孔和夹渣缺陷.,铸铁的焊接性,铸铁碳含量高，杂质多，塑性差，故焊接性差。,铸铁补焊的问题：,铸铁的补焊方法： 热焊、冷焊,11.3 常用金属材料的焊接,1、热焊, 铸件预热到600700进行焊接，焊后缓冷。,焊接方法： 气焊、手工电弧焊（铸铁焊条）,补焊质量好，成本高，劳动条件差，生产率低。,中等厚度铸件及焊后要加工的复杂、重要的铸件, 如：内燃机缸盖、气缸体、机床床身等。,特点：,应用：,11.3 常用金属材料的焊接,2、冷焊, 铸件一般不预热或较低温度预热。,特点：