材料成型技術(shù)

1、4.3 常用金屬材料的焊接,4.3.1 材料的焊接性 焊接性是材料在限定的施工條件下焊成按規(guī)定設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件，并滿足預(yù)定服役要求的能力。 1.材料焊接性的影響因素: （1）材料的化學(xué)成分： 1）在FeC合金中，隨含C量的增加， 焊接性下降； 2）非鐵合金的焊接性一般均較差,2）焊接方法,同種材料采用不同的焊接方法，材料的焊接性差別很大。采用埋弧焊、等離子弧焊、激光焊等方法時(shí)，焊接性較好。 例如：焊接難熔金屬，異種材料時(shí)，若采用手工電弧焊、氣體保護(hù)焊等較困難，但采用等離子弧焊、激光焊等可獲得良好的接頭。 （3）焊接材料: 指焊條、焊絲、焊劑和氣體等。 例如：選用堿性焊條， 焊縫力學(xué)性能比選用酸性

2、焊條要高,4）焊接結(jié)構(gòu)類(lèi)型: 焊件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜或板厚越大，焊接性就越差。 （5）服役要求（使用要求）: 焊接使用要求不高時(shí)，焊接性好些。 2.焊接性的評(píng)價(jià): （1）估算法： 1）碳當(dāng)量法：即把鋼中合金元素（包括碳）的含量按其作用換算成碳的相當(dāng)含量，作為評(píng)價(jià)鋼材焊接性的一種參考指標(biāo),國(guó)際焊接學(xué)會(huì)推薦的公式,式中 碳當(dāng)量（）； （）、（） 碳、錳等相應(yīng)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（,A U T S,CE值愈大，焊接性愈差。 CE0.4% 時(shí)，焊接性能良好。 淬硬、冷裂傾向不大，不需特殊的工藝措施。 CE=0.4%0.6% 時(shí)，焊接性能較差。 淬硬、冷裂傾向明顯，需一定的工藝措施。 （焊前預(yù)熱、焊后緩冷） CE0.

3、6% 時(shí)，焊接性能很差。 淬硬、冷裂傾向嚴(yán)重，需嚴(yán)格的工藝措施。 （焊前較高溫度的預(yù)熱，焊后緩冷并進(jìn)行去應(yīng)力退火,2）冷裂紋敏感系數(shù)法PW,考慮了板厚、焊縫氫量的影響,式中 Pw_冷裂紋敏感系數(shù)； (C)、(Mn)等_碳、錳等相應(yīng)成分的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)(,H_100克焊縫金屬中擴(kuò)散氫的含量(Ml)； h _材料板厚(mm)。 防止裂紋要求的最低預(yù)熱溫度Tp： Tp=1440Pw-392（） Pw值越大（反映材料焊接性差）， 預(yù)熱溫度Tp越高。 （2）焊接性試驗(yàn)： 即評(píng)定母材焊接性的試驗(yàn)。 如焊接裂紋試驗(yàn)接頭、力學(xué)性能試驗(yàn)、 接頭耐腐蝕性能試驗(yàn)等,常用金屬材料的焊接性能,續(xù)表,4.3.2 常用金屬材料

4、的焊接,1.碳鋼的焊接 低碳鋼的焊接 低碳鋼的.，焊接性良好 應(yīng)用： 一般的工程結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求不高的機(jī)器零件 中碳鋼的焊接： 中碳鋼的一般為.， 焊接性較差，焊接接頭易產(chǎn)生淬硬組織和裂紋,改善焊接性的措施,預(yù)熱和后熱； 選用低氫型焊條或堿度較多的焊劑； 使用小電流、低速焊和多層焊； 焊后應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行熱處理。 高碳鋼的焊接： 高碳鋼的.，焊接性更差。 措施：采用更高的預(yù)熱溫度和更嚴(yán)格的工藝措施。 應(yīng)用：工具、模具的修補(bǔ),低合金鋼結(jié)構(gòu),強(qiáng)度級(jí)別低的低合金鋼的焊接 當(dāng)S=295390Mpa，CE0.4%時(shí)， 焊接性較好。 強(qiáng)度級(jí)別較高的低合金鋼的焊接： 當(dāng)S=440540Mpa，CE：0.40.6%

5、時(shí)，焊接性較差。 采取措施： 預(yù)熱和后熱 采用堿性焊條堿度較高的焊劑 焊后需進(jìn)行去應(yīng)力退火或高溫回火,耐熱鋼的焊接,焊接性一般均較差 措施： 焊前清理； 預(yù)熱和后熱； 選用低氫型焊條或堿度較高的焊劑； 焊后熱處理,不銹鋼的焊接,焊接性一般均較差。 措施： 采用高純焊接材料； 選用高堿度焊劑或低氫型焊條； 焊接時(shí)須采用熱量集中的焊法、小的熱輸入、低的層間溫度，以減少熱影響區(qū)的受熱程度； 焊后熱處理,鑄鐵的焊接,焊接時(shí)易產(chǎn)生裂紋、白口及淬硬組織，故焊接性較差。需采取一定的工藝措施。 常用的焊接方法有： 異質(zhì)焊縫冷焊： 即選用焊縫為非鑄鐵型組織的焊條；以防止出現(xiàn)白口組織和裂紋。 常用焊條電弧焊，通常

6、不預(yù)熱。 應(yīng)用：純鎳鑄鐵焊條僅用于機(jī)床導(dǎo)軌面； 碳鋼鑄鐵焊條只能用于焊補(bǔ)鑄鐵件的非加工面,同質(zhì)焊縫熱焊,即選用焊縫為鑄鐵型的焊條或焊絲，焊前將鑄件整體或局部預(yù)熱至550650，且焊時(shí)溫度不低于400。 常用焊條電弧焊和氣焊，焊后需去應(yīng)力退火。 優(yōu)點(diǎn)：有效地防止白口、淬硬組織及裂紋，接頭切削加工性好。 缺點(diǎn)：成本高，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)條件差。 應(yīng)用：用于形狀復(fù)雜、剛性大且焊后需切削加工的重要鑄件,非鐵金屬的焊接,鋁及鋁合金 工業(yè)純鋁和非熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金， 焊接性較好。 可熱處理強(qiáng)化變形鋁合金和鑄造鋁合金， 焊接性較差。 焊接的主要困難： 極易生成熔點(diǎn)高、密度大的氧化物使焊縫產(chǎn)生未熔合或夾渣缺陷； 易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋,易使焊縫產(chǎn)生氣孔； 所含的低沸點(diǎn)合金元素焊接時(shí)極易蒸發(fā)、燒損； 鋁的熱導(dǎo)率和熱容量大，焊接時(shí)熱損失大等。 焊接時(shí)注意事項(xiàng)： 盡量選用能量集中的強(qiáng)熱源； 焊絲成分一般應(yīng)與母材相同或相近； 焊前清理焊絲和焊件； 板厚較大或氣溫較低時(shí)需預(yù)熱,銅及銅合