機(jī)械制造基礎(chǔ)復(fù)習(xí)指導(dǎo)

1、（機(jī)械制造行業(yè)）機(jī)械制造基礎(chǔ)復(fù)習(xí)指導(dǎo)2020年4月多年的企業(yè)咨詢顧問(wèn)經(jīng)驗(yàn)經(jīng)過(guò)實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證可以落地執(zhí)行的卓越管理方案，值得您下載擁育!第四篇焊接教學(xué)要求熟悉焊接的實(shí)質(zhì)及其焊接方法分類掌握焊條電弧焊掌握其他焊接方法 熟悉常用金屬材料的焊接 掌握焊接結(jié)構(gòu)工藝性 了解常見(jiàn)的焊接缺陷及原因 熱加工教學(xué)（機(jī)械零件毛坯的選擇）掌握機(jī)械零件毛坯的類型及其制造方法的比較 掌握選擇毛坯類型及其制造方法的原則 掌握常用機(jī)械零件毛坯的類型及其制造方法 第四篇焊接 焊接：通過(guò)加熱或加壓，借助金屬原子的結(jié)合與擴(kuò)散作用，使分離的金屬材料牢 固地連接起來(lái)的一種方法。 它是一種永久地不可拆卸的連接， 與螺釘連接、 鉚接、 粘接相區(qū)

2、別。一、焊接方法的種類 1按焊接的熱源分類：氣焊，電弧焊，電渣焊，電子束焊，激光焊，電阻焊， 摩擦焊，感應(yīng)釬焊。電弧焊按保護(hù)方式又分為：焊條電弧焊，埋弧焊，氣體保護(hù)焊等。 2按焊接過(guò)程工藝特征分類：熔焊，壓焊，釬焊。二、焊接的特點(diǎn)三、焊接的應(yīng)用焊接廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、汽車制造、造船、航空航天、石油化工、冶金、電力、原子能、電子和建筑等等各個(gè)工業(yè)部門1 主要用于制造各種金屬結(jié)構(gòu)件。如石油化工部門大型球罐、壓力容器、各種 管道，起重機(jī)，房屋結(jié)構(gòu)，火箭殼體和燃料容器。2 制造機(jī)器零件及工具。如壓力機(jī)機(jī)架、各種軸類件，齒輪、刀具等。3 修復(fù)已經(jīng)損壞的零件。第 1 章電弧焊1.1 焊接電弧 焊接電?。涸?/p>

3、電極與工件之間的氣體介質(zhì)中長(zhǎng)時(shí)間的放電現(xiàn)象，即在局部氣 體介質(zhì)中有大量電子流通過(guò)的導(dǎo)電現(xiàn)象。 電極可以是金屬絲、 鎢絲、碳棒或焊條。1）電弧熱量2）直流正接：直流反接：3）電弧電壓：1.2 焊接接頭的組織與性能一、焊接工件上溫度的變化與分布二、焊接接頭的組織與性能 焊接接頭：用焊接方法連接的接頭，簡(jiǎn)稱接頭。焊接接頭包括焊縫和熱影響區(qū)。1焊縫的組織和性能：2熱影響區(qū)的組織和性能 熱影響區(qū)：焊縫附近的金屬因焊接熱作用而發(fā)生金相組織和力學(xué)性能變化的區(qū) 域。根據(jù)受熱情況不同分為熔合區(qū)、過(guò)熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。三、改善焊接熱影響區(qū)組織和性能的方法1 正確選擇焊接方法與焊接工藝。2采用焊后正火處理，

4、使焊縫和焊接熱影響區(qū)的組織轉(zhuǎn)變成為均勻的細(xì)晶結(jié)構(gòu)，以改善焊接接頭的性能。1.3 焊接應(yīng)力與變形 焊接過(guò)程是一個(gè)不平衡的熱循環(huán)過(guò)程，加熱后焊件各部分的溫度不同，隨后 的冷卻速度也各不相同，因而焊件各部位在熱脹冷縮和塑性變形的影響下，必將 產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、變形或裂紋。一、焊接應(yīng)力1后果：2.防止措施1) 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用塑性好的材料，避免使焊縫密集交叉，避免使焊縫截面過(guò)大和 焊縫過(guò)長(zhǎng)。2) 在施焊中應(yīng)確定正確的焊接次序。3) 焊前對(duì)焊件預(yù)熱， 這樣可減弱焊件各部位間的溫差， 從而顯著減小焊接應(yīng)力4) 焊接中采用小能量焊接方法或錘擊焊縫亦可減小焊接應(yīng)力。5) 采用焊后去應(yīng)力退火方法來(lái)達(dá)到。二、焊接變形1 后

5、果：影響使用，過(guò)大的變形量將使焊件報(bào)廢。2防止措施1) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)或大剛度結(jié)構(gòu)、焊縫對(duì)稱分布結(jié)構(gòu)。2) 施焊中，采用反變形措施或剛性?shī)A持方法。剛性?shī)A持法不適合焊接淬硬性較 大的鋼結(jié)構(gòu)件和鑄鐵件。3) 正確選擇焊接參數(shù)和焊接次序，使溫度分布更加均衡。4) 采用機(jī)械矯正法或火焰加熱矯正法消除小變形。1.4 焊條電弧焊(手工電弧焊) 焊條電弧焊：用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊，簡(jiǎn)稱手弧焊或手工電弧焊，它 是利用焊條與工件間產(chǎn)生電弧熱，將工件和焊條熔化而進(jìn)行焊接的方法。一、手工電弧焊的焊接過(guò)程二、電焊條：焊條由焊芯和藥皮（壓涂在焊芯外面，涂料）組成。 焊芯的作用：藥皮作用3焊條的種類、型號(hào)

6、和牌號(hào)1）種類：我國(guó)按化學(xué)成分分七大類，碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、 堆焊焊條、鑄鐵焊條及焊絲、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條等。2）型號(hào)：是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的各種系列品種的焊條代號(hào)。3）牌號(hào)：是焊條行業(yè)統(tǒng)一規(guī)定的各種系列品種的焊條代號(hào)。4）酸性焊條和堿性焊條特性（熔渣性質(zhì)） ： 4焊條的選用基本原則：保證焊縫金屬與母材具有同等水平的性能。 選用時(shí)主要考慮三個(gè)因素：1）母材的力學(xué)性能和化學(xué)成分。 2 ）焊件的工作條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 3 ）焊接設(shè)備 和施工條件。二、主要特點(diǎn) 靈活方便，適應(yīng)性強(qiáng)。它設(shè)備簡(jiǎn)單，便宜。生產(chǎn)率低。對(duì)焊工操作技術(shù)要求高。三、應(yīng)用范圍一般適用于單件、小批生產(chǎn)，厚度 2

7、以上，各種常用金屬材料，各種焊接 位置的焊縫和短的、不規(guī)則的焊縫。1.5 埋弧焊埋弧焊：電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。焊劑：焊接時(shí)能夠熔化形成焊渣和氣體，對(duì)熔化金屬起保護(hù)和冶金處理作用的一種顆粒狀物質(zhì)自動(dòng)焊：用自動(dòng)焊接裝置完成全部焊接操作的焊接方法。一般指焊絲送進(jìn)和電機(jī)移動(dòng)操作由 機(jī)器來(lái)完成。一、埋弧焊的焊接過(guò)程：二、焊接材料1焊絲：2焊劑：種類和焊劑牌號(hào)三、埋弧焊工藝1埋弧焊坡口形式與尺寸的特點(diǎn)。埋弧焊焊接電流比較大，工件的熔深大，因此1) 板厚24mm 時(shí)可采用 i 形坡口。2) 鈍邊尺寸比較大，通常有 610 。鈍邊是指焊件接頭坡口根部的端面直邊 部分，作用是防止燒穿。2第一道焊縫時(shí)

8、通常要采用焊劑墊。作用是保證焊件能達(dá)到一定的熔深而又不 燒穿。3盡可能采用雙面焊。4.環(huán)縫焊接。5t 形接頭角焊縫的焊接。 它可以把機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度， 叫平角焊； 如果把工件旋 轉(zhuǎn) 45 ，機(jī)頭可以在垂直位置焊接稱為船形焊，這樣更容易保證焊接質(zhì)量， 生產(chǎn)率也高。四、埋弧焊的特點(diǎn)五、埋弧自動(dòng)焊的應(yīng)用范圍：適用于同時(shí)具備下列條件 厚度4mm 的中、厚板。因?yàn)槿凵畲螅副“迦菀谉?平焊或平角焊位置焊縫； 長(zhǎng)直徑或較大直徑的環(huán)縫等規(guī)則焊縫； 成批生產(chǎn)。不一定是焊件的數(shù)量多，只要同類焊縫的數(shù)量多就可以認(rèn)為是成批生 產(chǎn)。1.6 氣體保護(hù)焊一、氬弧焊：使用氬氣作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)電弧焊。1、不熔化極氬弧

9、焊2、熔化極氬弧焊：3氬弧焊的特點(diǎn)適于焊接各類合金鋼、易氧化的非鐵金屬及稀有金屬。 電弧很穩(wěn)定，保護(hù)效果好，焊縫金屬純凈，焊接質(zhì)量很好，焊縫形狀美觀。 焊接熱影響區(qū)小，焊接變形小。這是因?yàn)殡娀崃勘容^集中。由于氣體保護(hù)沒(méi)有焊渣而且采用明弧焊接，所以可進(jìn)行全位置焊，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械 化自動(dòng)化；氬氣比較貴，所以焊接成本高。4.氬弧焊的應(yīng)用焊接易氧化的有色金屬以及不銹鋼等合金鋼； 高壓管子焊接和重要焊件的打底焊（底層焊縫的焊接） ； 厚度 1mm 以下的薄板焊接等。二、 co2氣體保護(hù)焊：以 co2 作為保護(hù)氣體的電弧焊。1焊接過(guò)程特點(diǎn)2co2 焊設(shè)備3co2 焊的特點(diǎn)1）生產(chǎn)率高。電流密度大，焊件的熔

10、深大，焊絲熔化快，焊接速度也比較快。采用氣體保護(hù)，不需要清除焊渣，生產(chǎn)率比手工電弧焊提高1 4 倍。2）成本低。 co 2氣體價(jià)格很低，其成本是手工電弧焊或埋弧焊的 40 50 3）熱影響區(qū)小，焊接變形小。這是因?yàn)闅怏w保護(hù)電弧熱量集中，焊接速度快。4）可以進(jìn)行全位置焊接，并易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。5）co2 有氧化性。6）焊縫成形較差，焊接時(shí)飛濺大。由于電弧穩(wěn)定性較差的原因。4co2焊的應(yīng)用范圍： co2焊適于焊接厚度 1 以上的低中碳鋼和低合金結(jié)構(gòu) 鋼。不適于焊接不銹鋼和易氧化的有色金屬。1.7 等離子弧焊與切割1等離子弧及其產(chǎn)生2等離子弧焊：利用等離子弧進(jìn)行焊接的方法。實(shí)質(zhì)是一種具有壓縮效

11、應(yīng)的鎢 極氬弧焊。（1）等離子弧焊的特點(diǎn)1）能量密度大；溫度高，能夠產(chǎn)生穿透的小孔，易于實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。2）電流小到 0.1 安培時(shí)，等離子弧仍然還有較好的穩(wěn)定性，能焊接更細(xì)更薄的 工件。電弧穩(wěn)定；3）焊接速度快，生產(chǎn)率高，熱影響區(qū)小，焊接變形小。4）焊接設(shè)備復(fù)雜，投資大。是一般氬弧焊設(shè)備投資的 25 倍。（2）等離子弧焊的應(yīng)用1）焊接難熔、易氧化金屬；焊接鎢、鈷、鉬、鎳、鈦等。2）焊接厚度在 9 以下，要求不開坡口一次焊透的焊件。3）細(xì)絲及厚度為 0.025 1 的箔材和薄板的焊接。過(guò)去常用于航空航天、軍工等尖端工業(yè)，比如鈦合金的導(dǎo)彈殼體，波紋管等零件的焊接?，F(xiàn)在民用工業(yè)也開始采用。3.

12、 等離子弧切割：利用等離子弧的熱能實(shí)現(xiàn)切割的方法。 （1）工作原理：（2）等離子弧切割的應(yīng)用：（3）等離子弧切割的離子氣第 2 章其他焊接方法2.1 電阻焊電阻焊：利用電流通過(guò)焊件及接觸處產(chǎn)生的電阻熱將焊件局部加熱到塑性熔 化狀態(tài)，然后在壓力下形成焊接接頭的焊接方法。電阻焊的具體方法有點(diǎn)焊，縫 焊和對(duì)焊。一、點(diǎn)焊：焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電阻熱熔化母材金 屬，形成焊點(diǎn)的電阻焊方法。又稱為電阻點(diǎn)焊。1點(diǎn)焊過(guò)程 2影響點(diǎn)焊質(zhì)量的因素：焊接電流、通電時(shí)間、電極壓力及工件表面狀態(tài)。 3.應(yīng)用范圍：點(diǎn)焊適用于制造可以采用搭接、接頭不要求氣密、厚度小于4 的沖壓、軋制的薄板構(gòu)件。二、縫

13、焊：工件裝配成搭接接頭并置于兩滾輪電極之間， 滾輪對(duì)工件加壓并轉(zhuǎn)動(dòng)， 連續(xù)或斷續(xù)通電，形成一條連續(xù)焊縫的電阻焊方法。三、對(duì)焊：利用電阻熱使對(duì)接接頭的焊件沿整個(gè)端面同時(shí)焊接起來(lái)的一種電阻焊 方法。按照焊接的過(guò)程不同，可以分為電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊兩種。四、電阻焊的特點(diǎn)1生產(chǎn)率高。 2.熱影響區(qū)小，變形小。 3.操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和機(jī)械化4. 常用單相大功率電源。 5.設(shè)備復(fù)雜，投資大五、電阻焊的應(yīng)用：一般用于成批大量生產(chǎn)?？珊附赢惙N金屬。2.2 摩擦焊 摩擦焊：利用焊件表面相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使端面達(dá)到熱塑性狀態(tài)，然后 迅速頂鍛，完成焊接的一種壓焊方法。1 摩擦焊的過(guò)程2 摩擦焊的特點(diǎn)1) 焊

14、接質(zhì)量好且穩(wěn)定。摩擦焊焊接接頭不容易產(chǎn)生夾渣、氣孔等缺陷，接頭組 織致密，性能好。2) 生產(chǎn)率高。3) 生產(chǎn)成本低。功率小，焊接時(shí)間少，電能消耗小。4) 能焊接異種鋼和異種金屬。比如高速鋼和中碳鋼，鋁和銅等。5) 焊件尺寸精度高。6) 操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。7) 摩擦焊機(jī)的一次性投資較大。由于受焊機(jī)主軸電動(dòng)機(jī)功率和壓力的限制，目 前摩擦焊焊件最大截面不超過(guò) 2 萬(wàn) 2。摩擦系數(shù)小的金屬無(wú)法采用摩擦焊。3.摩擦焊的應(yīng)用：1) 可以代替其他制造方法；凡是接頭部位帶有緊湊回轉(zhuǎn)截面的工件幾乎都可采 用。2) 可以焊接大多數(shù)同種或異種金屬。 大量生產(chǎn)異種金屬可以節(jié)約貴重金屬材料。2.3 釬焊

15、釬焊：利用熔點(diǎn)比母材低的液態(tài)釬料，填充仍為固態(tài)的接頭間隙，并與母材發(fā)生 溶解與擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。 1.釬料：釬焊時(shí)用作形成釬焊焊縫的填充金屬。根據(jù)熔點(diǎn)不同可以分為硬釬料和 軟釬料。1) 硬釬料：熔點(diǎn)高于 450c 的釬料。如鋁基合金、銅基合金、銀基合金、鎳基 合金等。2) 軟釬料：熔點(diǎn)低于 450c 的釬料。如錫基合金、鉛基合金、鋅基合金等。3) 硬釬焊：使用硬釬料進(jìn)行的釬焊。 其接頭強(qiáng)度較高， 抗拉強(qiáng)度能達(dá)到 200mpa 以上，它適用于釬焊受力比較大、工作溫度比較高的焊件。4) 軟釬焊：使用軟釬料進(jìn)行的釬焊。 其接頭強(qiáng)度較低， 抗拉強(qiáng)度在 70mpa 以下， 它適用于釬焊受力不大、

16、工作溫度比較低的焊件。2釬焊焊劑：釬焊時(shí)使用的溶劑，簡(jiǎn)稱釬劑。釬劑的作用：1) 清除釬料和母材表面的氧化物。2) 保護(hù)焊件和液態(tài)釬料在釬焊過(guò)程中免于氧化。3) 改善液態(tài)釬料對(duì)焊件的濕潤(rùn)性。濕潤(rùn)性是釬焊時(shí)液態(tài)釬料對(duì)母材浸潤(rùn)和附著 能力。軟釬焊時(shí)，常用的釬劑有松香、焊錫膏、氯化鋅水溶液等。硬釬焊時(shí)，黑色 金屬和銅及銅合金常用的釬劑有硼砂、硼酸及其混合物等。3釬焊的特點(diǎn)1) 焊接變形小。2) 可以焊接異種金屬。3) 生產(chǎn)率高。4) 可以焊接特殊結(jié)構(gòu)。5) 接頭強(qiáng)度低，工作溫度低。4釬焊的應(yīng)用1) 電子工業(yè)。焊接各種電子線路。2) 儀器儀表及精密機(jī)械。3) 焊接異種金屬及異種材料。4) 形狀復(fù)雜的特殊

17、結(jié)構(gòu)等。2.4 電渣焊 電渣焊：利用電流通過(guò)液態(tài)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的一種熔焊方法。 1電渣焊過(guò)程2電渣焊的特點(diǎn)1) 焊接厚大截面，一次焊成，生產(chǎn)率高；2) 焊接成本低；因?yàn)楣ぜ婚_坡口，這樣可以節(jié)約焊接材料、電能和加工工時(shí)。 且焊接消耗量低。3) 焊縫缺陷少；因?yàn)樵貦C(jī)械保護(hù)作用好，熔池冷卻比較緩慢，有利于氣體和 夾雜物的排出。不容易產(chǎn)生氣孔、夾渣、裂紋等焊接缺陷。4) 由于焊接速度非常緩慢，所以接頭晶粒粗大，焊后需要正火和回火熱處理。 3應(yīng)用：適用于厚度 40 以上的厚大截面的碳鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼的構(gòu)件。2.5 電子束焊 電子束焊：利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊件所產(chǎn)生

18、 的熱能進(jìn)行焊接的一種熔焊方法。真空電子束焊的特點(diǎn)：1. 能量密度很大，穿透能力強(qiáng)；1 真空保護(hù)效果最好，焊接質(zhì)量極好；2 焊接速度快，熱影響區(qū)很小，焊接變形很??；3 生產(chǎn)率高；焊接厚板時(shí)可以不開坡口，不留間隙，不加填充金屬4 適應(yīng)性強(qiáng)；可以焊接 0.1 的薄板，也可以焊接 200 300 厚的厚板?？?以焊接普通的碳鋼、合金鋼，也可以焊接不銹鋼、鋁合金和銅合金等。5 焊接設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高；6 焊件尺寸受真空室限制。7 焊前對(duì)接頭加工、裝配要求嚴(yán)格。 電子束焊的應(yīng)用：主要用于特殊材料和特殊結(jié)構(gòu)以及精密零件的焊接。2.6 激光焊 激光焊：以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接的一種熔

19、焊方 法。1 激光的特點(diǎn)：激光是利用原子受激輻射的原理，使激光材料受激發(fā)而產(chǎn)生的 一種單色性好（是單色光，幾乎為單一頻率的光） 、方向性強(qiáng)（能傳播到很遠(yuǎn) 的距離而擴(kuò)散面積很小，它接近于理想的平行光） 、亮度極高（ co2 激光的亮 度比太陽(yáng)光還亮 8 個(gè)數(shù)量級(jí)）的光束。激光聚焦后能量密度很高，是一種理 想的焊接熱源，可用來(lái)焊接、切割和其他加工。2 激光焊機(jī)：3 激光焊的特點(diǎn)1） 能量密度大，可以焊接難熔的同種或異種金屬。2 ） 焊接速度快。不僅生產(chǎn)率高，且被焊材料不易氧化，不需要保護(hù)氣體。3）熱影響區(qū)小，焊接應(yīng)力小，焊接變形??；4）靈活性大?？梢赃M(jìn)行遠(yuǎn)距離或難以接近部位的焊接?？梢酝ㄟ^(guò)透明材料

20、 的壁進(jìn)行焊接。比如真空管中的電極焊接，還可對(duì)絕緣導(dǎo)體進(jìn)行焊接。5）設(shè)備復(fù)雜，投資大，功率小，能焊接的焊件厚度受到一定限制。4 激光焊的應(yīng)用：按激光器的工作方式不同激光焊可以分為脈沖激光焊和連續(xù)激光焊兩種。1) 脈沖激光焊主要用于微型、 精密元件和微電子元件的焊接。 可以實(shí)現(xiàn)薄片(0.1 )、薄膜(幾微米！幾十微米) 、細(xì)絲 (0.02 )的焊接。2) 連續(xù)激光焊一般都采用 co2激光器， co 2連續(xù)激光焊可以進(jìn)行從薄板精密焊 到 50 厚板的各種焊接。第3 章常用金屬材料的焊接3.1 金屬材料的焊接性一、焊接性的概念1. 焊接性：金屬材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性。主要指在一定的焊接工藝條件下，

21、獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。2. 焊接性的內(nèi)容1) 接頭的工藝性能：就是在一定的焊接工藝條件下，金屬產(chǎn)生焊接缺陷的敏感 性。2)接頭的使用性能：就是在一定的焊接工藝條件下，金屬的焊接接頭對(duì)使用要 求的適應(yīng)性。3影響金屬焊接性的因素1 ) 金屬材料的種類、化學(xué)成分、組織與性能；2 ) 焊接工藝條件：焊接方法，焊接材料，焊接工藝。3 ) 構(gòu)件類型：焊接件的厚度和其他結(jié)構(gòu)因素。4 ) 使用要求：使用環(huán)境等使用條件以及所提出的使用要求。二、鋼材焊接性的估算方法鋼材是焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛的金屬材料，評(píng)價(jià)方法有兩類：1) 直接試驗(yàn)法焊接性試驗(yàn)：焊接裂紋的試驗(yàn)，焊接接頭使用性能的試驗(yàn)等。2）間接估算法，如碳

22、當(dāng)量計(jì)算方法等； 1碳當(dāng)量：將鋼中合金元素（包括碳）的含量，按其對(duì)焊接性影響程度，換算 成碳的相當(dāng)含量。碳當(dāng)量可以作為評(píng)定鋼材焊接性的一種參考指標(biāo)，這是因?yàn)橛绊戜摬暮附有?的主要因素是鋼材的化學(xué)成分。國(guó)際焊接協(xié)會(huì)推薦的碳當(dāng)量計(jì)算公式為： 式中化學(xué)元素符號(hào)都表示該元素在鋼中含量的百分?jǐn)?shù)。這個(gè)公式可以用來(lái)評(píng)價(jià)碳 鋼和一般低合金鋼的焊接性能，對(duì)不銹鋼不適用。2碳當(dāng)量與焊接性 碳當(dāng)量越大，鋼的淬硬和冷裂傾向就越大，焊接性也就越差。ce<0.4 ，鋼的淬硬和冷裂傾向都比較小， 焊接性良好， 焊接時(shí)一般不需要預(yù)熱； ce0.40.6，鋼的淬硬和冷裂傾向比較大，焊接性比較差，焊接時(shí)采取一 些焊前預(yù)熱、

23、焊后緩冷等工藝措施來(lái)防止產(chǎn)生裂紋；ce>0.6 ，鋼的淬硬和冷裂傾向都很嚴(yán)重，焊接性能差，焊接時(shí)要采取較高的預(yù) 熱溫度；.用碳當(dāng)量評(píng)定金屬的焊接性，僅僅考慮了化學(xué)成分對(duì)焊接性的影響，沒(méi)有考 慮焊接工藝條件、構(gòu)件剛性等因素對(duì)焊接性的影響，因而碳當(dāng)量的方法是非常粗 略的。3.2 碳鋼的焊接一、低碳鋼的焊接由于低碳鋼 c%<0.25 ， ce<0.36 ，因此低碳鋼的淬硬、冷裂傾向小， 焊接性良好，低碳鋼是最容易焊接的鋼， 一般不需要預(yù)熱， 各種焊接方法都適用， 容易獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭。但是如果工件的厚度比較大，剛性比較大時(shí)，低溫環(huán)境 時(shí)，就要適當(dāng)采取預(yù)熱方式來(lái)防止淬硬和冷裂。二、中

24、碳鋼的焊接性 中碳鋼屬易淬火鋼，熱影響區(qū)易產(chǎn)生淬硬組織和冷裂紋，焊接性較差，焊接時(shí)一般應(yīng)采取預(yù)熱等工藝措施，以防止產(chǎn)生冷裂紋，因?yàn)橹刑间撝饕脕?lái)制造各 種機(jī)器零件，焊縫多為短的不規(guī)則焊縫，常用手工電弧焊，并選用與母材抗拉強(qiáng) 度等級(jí)相同的堿性焊條來(lái)配合使用。碳鋼隨著含碳量增加，淬硬、冷裂傾向增大，焊接性變差：低碳鋼焊接性良 好；中碳鋼焊接性較差；高碳鋼焊接性差。3.3 合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接 焊接中常用的低合金鋼是低合金結(jié)構(gòu)鋼，其中用的最多的是低合金高強(qiáng)度 鋼，簡(jiǎn)稱高強(qiáng)鋼，即碳鋼中加入少量合金元素來(lái)提高鋼的強(qiáng)度，通常又稱普通低 合金鋼。高強(qiáng)鋼廣泛應(yīng)用于鍋爐、壓力容器、橋梁、起重機(jī)、船舶、車輛以及其 他

25、的工程結(jié)構(gòu)。高強(qiáng)鋼是按屈服點(diǎn)來(lái)區(qū)分強(qiáng)度等級(jí)的。低合金高強(qiáng)鋼隨著強(qiáng)度級(jí)別的提高， 焊接性變差；強(qiáng)度級(jí)別較低的高強(qiáng)鋼，如 16mn ，碳當(dāng)量0.4 ，焊接性良好；但它的熱 影響區(qū)的淬硬傾向要比低碳鋼略大一些，當(dāng)焊件厚度比較大或環(huán)境溫度比較低 時(shí)，應(yīng)該采取焊前預(yù)熱等工藝措施來(lái)防止冷裂紋。強(qiáng)度級(jí)別較高的高強(qiáng)鋼，如 18mnmoni ，碳當(dāng)量在 0.40.6 之間，焊 接性較差。焊接時(shí)一般都需采取焊前預(yù)熱、焊后熱處理以及降低接頭的含氫量和 焊接應(yīng)力等工藝措施來(lái)防止冷裂紋。低合金高強(qiáng)度鋼焊接主要問(wèn)題是冷裂紋。焊接高強(qiáng)鋼常用的焊接方法有埋弧自動(dòng)焊、手工電弧焊和 co2 氣體保護(hù)焊等3.4 鑄鐵的補(bǔ)焊 鑄鐵件

26、的焊接都是有缺陷的鑄鐵件的補(bǔ)焊。需要補(bǔ)焊的鑄鐵件通常是灰鑄鐵 件和球墨鑄鐵件。鑄鐵的含碳量高，而且 s、p 等雜質(zhì)也多，強(qiáng)度低，塑性差， 所以鑄鐵的焊接性能很差。鑄鐵焊接的主要問(wèn)題是焊接接頭容易產(chǎn)生白口組織和裂紋。產(chǎn)生白口組織后就難 進(jìn)行機(jī)械加工了。鑄鐵補(bǔ)焊的常用焊接方法是氣焊和手工電弧焊。鑄鐵件補(bǔ)焊的工藝有熱焊和 冷焊兩種。鑄鐵件的補(bǔ)焊工藝和焊接材料要根據(jù)補(bǔ)焊的要求主要是補(bǔ)焊的部位要 不要機(jī)械加工以及生產(chǎn)的條件主要是能不能預(yù)熱等因素來(lái)確定，當(dāng)然還要考慮經(jīng) 濟(jì)性。3.5 非鐵金屬及其合金的焊接一、銅及銅合金的焊接二、鋁及鋁合金的焊接第 4 章焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 焊接接頭的工藝設(shè)計(jì)一、焊接方法的

27、選擇 選擇焊接方法的依據(jù) 1 ）焊接結(jié)構(gòu)的材料、形狀、尺寸和技術(shù)要求； 2 ）生產(chǎn)批量； 3）生產(chǎn)條件。結(jié)合各種焊接方法的特點(diǎn)和應(yīng)用來(lái)考慮，選擇既能達(dá)到 質(zhì)量要求又經(jīng)濟(jì)的焊接方法。二、焊縫的布置 1便于裝配和焊接；至少滿足能夠焊接，即達(dá)到可達(dá)到性的要求。手弧焊時(shí)必須要有必要的焊接操作空間。圖 442 ，圖 4442焊縫應(yīng)避開應(yīng)力較大部位，應(yīng)力集中部位和冷塑性變形部位。這是因?yàn)楹附咏宇^的性能一般要下降一些， 同時(shí)還存在著焊接應(yīng)力和焊接變形， 還可能存在 焊接缺陷， 這樣使得焊接接頭成為整個(gè)焊接結(jié)構(gòu)的薄弱部位， 因此焊縫應(yīng)該避 開應(yīng)力大的部位、應(yīng)力集中部位和冷塑性變形部位。3焊縫應(yīng)避免過(guò)分集中和交叉。這是因?yàn)槎啻魏附舆^(guò)熱嚴(yán)重，接頭性能下降也 比較嚴(yán)重， 焊接的應(yīng)力和變形也大， 焊接的缺陷也多， 要降低整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載 能力。因此壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不能采用十字交叉的焊縫， 焊縫與焊縫之間 要有一定的距離。1 盡量減少焊縫數(shù)量和焊縫截面尺寸。這樣可以減少焊接的加熱，減少焊接的 應(yīng)力和變形，減輕接頭性能的下降，減少焊接材料的費(fèi)用，節(jié)省加工工時(shí)。 因此焊縫截面夠了就行，不要多焊。對(duì)于可以不要求連續(xù)焊的焊縫應(yīng)該設(shè)計(jì) 成為斷續(xù)焊，有時(shí)也可以利用型鋼或沖壓件來(lái)減少它。2 焊縫設(shè)置應(yīng)盡可能對(duì)稱。以減少焊接變形。如圖 439。3 焊縫一般應(yīng)避開精度要求高的加工表面。4 此外還應(yīng)該注意焊