第四章焊接.

1、第第4 4章章 焊焊 接接 焊接是通過加熱或加壓和加熱，使分離的金屬產(chǎn)生原子間的結(jié)合與擴散，形成永久性連接的工藝方法。 焊接方法分為三大類。 1熔焊熔焊 這類方法主要有手工電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護焊、氣焊、電渣焊、等離子弧焊等。 熔焊的特點：1、填充金屬，2、熔池，3、保護。 2壓焊壓焊 這類方法主要有電阻焊（點焊、縫焊和對焊）、摩擦焊等。 壓焊的的特點：1、不使用填充金屬，2、加熱到高塑性狀態(tài)，加壓使產(chǎn)生塑性變形，3、不需要保護措施。 3釬焊釬焊 釬焊是利用比工件熔點低的釬料，并與工件一同加熱，在工件不熔化的情況下，釬料熔化，填充到工件連接處，冷卻凝固后，將工件連接在一起。第一節(jié)第一節(jié)

2、金屬熔化焊工藝基礎金屬熔化焊工藝基礎 1-1 1-1 焊接熱源焊接熱源 焊接電弧焊接電弧是在氣體介質(zhì)中長時間而有力的放電現(xiàn)象。 陽極區(qū)產(chǎn)生的熱量比陽極區(qū)產(chǎn)生的熱量比較多較多，43；陰極區(qū)產(chǎn)生的熱量較少，約占36；其余21左右的熱量是在弧柱區(qū)產(chǎn)生的。 陽極區(qū)的溫度為2600K，陰極區(qū)的溫度為2400K，弧柱區(qū)的溫度最高可達60008000K。 選用直流電源焊接時，就有極性的選擇問題，當工件接電源的正極，焊條接負極，這種接法稱為正接法，反之則稱為反接法。 酸性焊條：焊厚板-正接法，焊薄板-反接法。 堿性焊條：一般用反接法。 至于交流電弧，沒有極性選擇問題。 1-2 1-2 熔熔化化焊的冶金特點焊的

3、冶金特點 1 1、焊接溫度高、焊接溫度高合金元素在高溫作用下會強烈地蒸發(fā)和燒損，同時，金屬液體的吸氣能力也隨溫度的提高而增加。 2 2、金屬熔池的體積小，保持在液態(tài)的時、金屬熔池的體積小，保持在液態(tài)的時間短間短 各種冶金反應很難達到平衡狀態(tài)，造成焊縫金屬化學成分不均勻，氣體和雜質(zhì)還會產(chǎn)生氣孔夾渣等缺陷。 3 3、熔、熔化化焊中需采取的措施焊中需采取的措施 1 1） 有效保護，隔離空氣有效保護，隔離空氣 目的是防止空氣對焊接區(qū)的有害作用。有渣保護，氣保護，氣-渣聯(lián)合保護。 2 2） 控制焊縫金屬的化學成分控制焊縫金屬的化學成分 可以向焊條藥皮或焊劑中加入合金元素，也可以向焊條芯或焊絲中加入合金元

4、素。 3 3） 進行脫氧和脫硫、磷進行脫氧和脫硫、磷 加入脫氧劑，造渣劑。 1-3 1-3 焊接接頭的金屬組織及性能焊接接頭的金屬組織及性能 焊接接頭是由兩部分所組成，即焊縫區(qū)和焊接熱影響區(qū)焊縫區(qū)和焊接熱影響區(qū)。 1 1、焊縫金屬、焊縫金屬 焊縫金屬一般是由熔化的填充金屬和局部熔化的工件金屬形成的。 焊縫組織結(jié)晶形成柱狀晶形態(tài)的鑄態(tài)組織柱狀晶形態(tài)的鑄態(tài)組織。 保證焊縫質(zhì)量方法保證焊縫質(zhì)量方法： 焊接過程中，一般要通過焊接材料向熔 池金屬中加入一些合金元素， 使焊縫金屬合金元素的質(zhì)量 分數(shù)高于被焊金屬。 只要采用正確的焊接工藝， 就可以保證焊縫金屬的性 能不低于被焊金屬的性能。 2 2、焊接熱影

5、響區(qū)（低碳焊接熱影響區(qū)（低碳鋼）鋼）焊縫附近金屬因焊接熱作用而使組織和性能發(fā)生變化的區(qū)域稱為焊接熱影響區(qū)。 隨著距離金屬熔池的遠近不同，所受的熱作用和升高的溫度不同。因此，焊縫附近區(qū)域的金屬相當于受到了不同規(guī)范的熱處理，使組織和性能發(fā)生了變化。現(xiàn)以低碳鋼為例說明熱影響區(qū)的組織和性能的變化。 必須指出，熱影響區(qū)中各區(qū)的組織變化和分布與被焊金與被焊金屬的化學成分及焊前的熱處屬的化學成分及焊前的熱處理狀態(tài)有關。理狀態(tài)有關。 一些容易淬火的鋼種（如中碳鋼、高碳鋼等），在相當于低碳鋼的過熱區(qū)和正火區(qū)過熱區(qū)和正火區(qū)部位將出現(xiàn)馬氏體的組織，部位將出現(xiàn)馬氏體的組織，將該區(qū)域稱為淬火區(qū)。部分將該區(qū)域稱為淬火區(qū)。

6、部分相變區(qū)形成部分淬火區(qū)。相變區(qū)形成部分淬火區(qū)。還會形成回火區(qū)。形成回火區(qū)。 1-熔合區(qū)；2-過熱區(qū)；3-正火區(qū)；4-部分相變區(qū)；5-未受影響的金屬；6-淬火區(qū)；7-部分淬火區(qū)；8-回火區(qū)。熱影響區(qū)不可避免地要產(chǎn)生熱影響區(qū)不可避免地要產(chǎn)生。低碳鋼熔合區(qū)和過低碳鋼熔合區(qū)和過熱區(qū)對焊接性能的不利影響最大熱區(qū)對焊接性能的不利影響最大。 不同焊接方法焊接低碳鋼熱影響區(qū)的平均尺寸焊接方法 過熱區(qū)正火區(qū)部分相變區(qū)熱影響區(qū)總寬度（mm)手弧焊2.21.62.26.0埋弧自動焊0.81.20.81.70.72.33.6氣焊21.04.02.027.0電渣焊18.05.02.025.01-4 1-4 焊接應力、

7、變形及裂紋焊接應力、變形及裂紋 1 1、焊接應力、焊接應力對工件進行不均勻的局部的加熱是產(chǎn)生焊接應力和變形的根本原因。焊接應力的結(jié)論：焊縫及附近區(qū)域產(chǎn)生焊縫及附近區(qū)域產(chǎn)生拉應力拉應力，而兩邊區(qū)域產(chǎn)生壓應力。兩邊區(qū)域產(chǎn)生壓應力。2 2、焊接變形及防止、焊接變形及防止 1）焊接變形的基本形式焊接變形的基本形式1 1、收縮變形，、收縮變形，2 2、角變形，、角變形，3 3、彎曲變形，、彎曲變形，4 4、扭曲變形，扭曲變形，5 5、波浪變形、波浪變形2 2）減小焊接）減小焊接變 形 的 工變 形 的 工藝方法藝方法（1）加余量）加余量法法（2 2）反變形）反變形法法 （3 3）剛性固）剛性固定法定法

8、（4 4）合理的）合理的焊接順序焊接順序 3 3）焊接變形的矯正方法）焊接變形的矯正方法 機械矯正法機械矯正法 火焰加熱矯正法火焰加熱矯正法 3 3、減小和消除焊接應力的措施、減小和消除焊接應力的措施 焊前預熱焊前預熱 焊前將工件整體或局部預熱到150350，然后進行焊接。 減小焊接應力，防止形成淬火區(qū)。 去應力退火去應力退火 是消除焊接應力最常用的方法。 減小焊接應力可以減小焊接變形，但減小焊接變形的方法并不一定都可以減小焊接應力。 例如，剛性固定法只能減小焊接變形，不能減小焊接應力。 9-1 判斷題判斷題 1焊接電弧是熔化焊最常用的一種熱源。它與氣焊的氧乙炔火焰一樣，都是氣體燃燒現(xiàn)象，只是

9、焊接電弧的溫度更高，熱量更加集中。 （ ）2焊接應力產(chǎn)生的原因是由于在焊接過程中被焊工件產(chǎn)生了不均勻的變形，因此，防止焊接變形的工藝措施，均可減小焊接應力。 （ ）3焊接應力和焊接變形是同時產(chǎn)生的。若被焊結(jié)構(gòu)剛度較大或被焊金屬塑性較差，則產(chǎn)生的焊接應力較大，而焊接變形較小。 （ ） 9-2 選擇題選擇題 1熔化焊過程中必須采取保護措施。如果保護不好，空氣侵入到液態(tài)金屬中，就會帶來許多不利影響。例如，氧會使焊縫金屬（ ）、（ ）且產(chǎn)生（ ）；氮會使焊縫金屬（ ），產(chǎn)生（ ）；而氫會引起焊縫金屬產(chǎn)生（ ）和（ ）。 A氣孔；B冷裂紋；C熱裂紋；D強度下降；E塑性和韌性下降。9-3 填空題填空題 1

10、焊接時往往都要對被焊工件進行加熱。熔化焊加熱的目的是（ ）；壓力焊加熱的目的是（ ）；釬焊加熱的目的是（ ）。9-4 應用題應用題有一鋼結(jié)構(gòu)，采用20鋼冷拔型材制成。由于使用不當而斷裂，現(xiàn)用手工電弧焊方法將其修復。焊接時溫度分布如圖9-1所示。試在圖上繪出焊接熱影響區(qū)的分布情況（注意焊前鋼的組織狀態(tài)。20鋼的再結(jié)晶溫度為540）。1熔合區(qū)2過熱區(qū)3正火區(qū)4部分相變區(qū)5再結(jié)晶區(qū)其余母材第二節(jié)第二節(jié) 熔焊熔焊 2-1 2-1 手工電弧焊手工電弧焊 1 手工電弧焊的焊接過手工電弧焊的焊接過程程 熔化的焊條金屬與熔化的工件金屬混合，形成金屬熔池金屬熔池； 藥皮熔化形成了熔渣并與熔池中的液態(tài)金屬發(fā)生物理

11、化學反應； 熔渣又從熔池中上浮，覆蓋在熔池表面； 氣流和熔渣起到了保護作用。2 2 電焊條電焊條焊條是由焊條芯和焊條藥皮兩部分組成。 1 1）焊條芯）焊條芯 （簡稱焊芯）-特殊冶煉的特殊冶煉的鋼絲，焊接用鋼鋼絲，焊接用鋼。 焊條芯的作用：1、作為電極，作為電極，2 2、作為、作為填充金屬填充金屬。 焊絲常用的有H08和H08A、 H08MnA等。2 2）焊條藥皮）焊條藥皮 主要作用是：1、機械保護作用，2、冶金處理作用，除去有害雜質(zhì)（如O、H、S、P等）并添加有益的合金元素。3、改善工藝性能，穩(wěn)定電弧。 焊條藥皮的組成物相當復雜，一種焊條藥皮的配方中，通常由七、八種以上原料配成。3 3）焊條分

12、類及牌號）焊條分類及牌號 按照國家標準，手弧焊用焊條共分九大類。其中應用最多的是結(jié)構(gòu)鋼焊條。 老牌號老牌號 J422(結(jié)422)，“42”表示焊縫金屬的b420MPa，最后一位“2”表示鈦鈣型藥皮、交直流兩用。 J507(結(jié)507)，“50”表示焊縫金屬的b500MPa，最后一位“7”表示低氫型藥皮、直流專用。 新牌號新牌號 E4303、E5015和E5016。（結(jié)422，結(jié)507，結(jié)506） 型號中的“E”表示焊條；前兩位數(shù)字“43”或“50”表示焊縫金屬的抗拉強度第三位數(shù)字“0”或“1”表示適用于各種位置焊接（平焊、立焊、仰焊、橫焊）；第四位數(shù)字表示焊條藥皮類型和焊接電源的種類，“3”表示

13、藥皮為鈦鈣型，交、直流兩用；“5”表示低氫（鈉）型，用直流焊機；“6”表示低氫（鉀）型，交、直流兩用。 結(jié)構(gòu)鋼焊條生產(chǎn)上還常按其藥皮熔化后形成熔渣的酸堿度，分成酸性焊條和堿酸性焊條和堿性焊條兩大類。性焊條兩大類。 酸性焊條酸性焊條 工藝性能好，價格便宜，因而獲得了廣泛的應用，但焊縫金屬的塑性、韌性及抗裂性較差。 堿性焊條堿性焊條 焊縫金屬的塑性、韌性好，具有較高的抗裂性能。主要用于重要結(jié)構(gòu)、承受沖擊載荷結(jié)構(gòu)的焊接。工藝性差，成本高。 3 3焊條的選用原則焊條的選用原則 （1 1）根據(jù)被焊金屬的強度）根據(jù)被焊金屬的強度 焊條的選擇應滿足等強度原則。 （2 2）根據(jù)被焊結(jié)構(gòu)的特點和工作條件）根據(jù)被

14、焊結(jié)構(gòu)的特點和工作條件 在承受沖擊載荷或在低溫、高壓下工作的結(jié)構(gòu)，此時要選用低氫型焊條。 （3 3）根據(jù)具體施工條件及成本）根據(jù)具體施工條件及成本 優(yōu)先選用工藝性好、價格便宜的酸性焊條。 4 4 手工電弧焊工藝手工電弧焊工藝 1 1）焊接的四種空間位置： 平焊、立焊、橫平焊、立焊、橫焊和仰焊。焊和仰焊。 2 2）開坡口）開坡口，以便能夠焊透。 3 3）焊接規(guī)范）焊接規(guī)范 （1 1）焊條直徑）焊條直徑 （2 2）焊接電流）焊接電流 （3 3）電弧弧長、）電弧弧長、焊接速度焊接速度2-2 2-2 埋弧自動焊埋弧自動焊 1 1、焊接過程、焊接過程 埋弧自動焊時，電弧引燃、焊絲送進、電弧沿焊接方向移動

15、及焊接收尾，完全由機械來完成。 2 2、焊絲與焊劑、焊絲與焊劑 （1）高錳焊劑（如焊劑431）配合低碳鋼焊絲H08A，重要結(jié)構(gòu)可用中錳焊絲H08MnA。 （2）無錳焊劑（如焊劑130）或低錳焊劑（如焊劑230）配合高錳焊絲H08Mn2。 3 3、埋弧自動焊的特點、埋弧自動焊的特點及適用范圍及適用范圍 1 1）生產(chǎn)率高）生產(chǎn)率高 可以采用較大的焊接電流 2 2）焊接質(zhì)量高）焊接質(zhì)量高 3 3）勞動條件好）勞動條件好 4）埋弧自動焊一般限于水平位置焊縫的焊接 5）埋弧自動焊常用于焊接生產(chǎn)批量較大，長而直的且處于水平位置的焊縫或直徑較大（一般要大于500mm）的環(huán)焊縫 。2-3 2-3 氣體保護焊氣

16、體保護焊 氣體保護焊是利用氣體作為保護介質(zhì)的一種電弧焊方法。 保護氣體有氬氣、二氧化碳氣體等。 氣體保護焊的特點氣體保護焊的特點 1、與埋弧自動焊相比，可以適宜全位置焊接，焊后也不用清渣，從而提高了焊接生產(chǎn)率。 2、與手工電弧焊相比，保護氣流對電弧有壓縮作用， 熱量集中，使焊接熔池和熱影響區(qū)較窄，變形和裂紋傾向較小。特別適用薄板結(jié)構(gòu)焊接。3、氣體保護焊不宜在室外有風的地方進行焊接， 設備比較復雜。1 1 氬弧焊氬弧焊 氬弧焊按照電極材料不同分為熔化極和不熔化極兩種。 氬弧焊的特點 1、氬氣與金屬不發(fā)生化學反應，合金元素無氧化燒損； 2、保護效果好，并且電弧穩(wěn)定，產(chǎn)生的飛濺少，焊縫致密，成形美觀

17、； 3、氬弧焊設備復雜，氬氣價格較高； 4、主要用于焊接鋁、鎂、鈦等金屬及其合金、不銹鋼、耐熱鋼等合金鋼以及一些稀有金屬等。2 2 二氧化碳氣體保護焊二氧化碳氣體保護焊 CO2氣體保護焊的特點 1、合金元素燒損，極易氧化材料不允許用此方法焊接； 2、主要用于焊接低碳鋼和低合金鋼等； 3、必須采取脫氧措施，補充合金元素； 4、焊接低碳鋼時常采用H08MnSiA焊絲； 5、焊接低合金鋼時常采用H08Mn2SiA焊絲； 6、飛濺大、焊縫不光滑，易產(chǎn)生氣孔； 7、焊接成本低，約是手工電弧焊和埋弧自動焊成本的40左右。 二氧化碳氣體保護焊二氧化碳氣體保護焊2-3 2-3 電渣焊電渣焊 電渣焊電渣焊 電渣

18、焊是以電流通過液態(tài)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱電渣焊是以電流通過液態(tài)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源，熔化被焊的工件金屬和填充金屬進作為熱源，熔化被焊的工件金屬和填充金屬進行焊接的一種熔化焊方法。行焊接的一種熔化焊方法。 電渣焊適合于焊接厚大工件，可焊大截面直焊電渣焊適合于焊接厚大工件，可焊大截面直焊縫或大直徑環(huán)焊縫，也可焊變截面焊縫?？p或大直徑環(huán)焊縫，也可焊變截面焊縫。 焊縫純凈，不易產(chǎn)生氣孔夾渣。焊縫純凈，不易產(chǎn)生氣孔夾渣。 焊接熱影響區(qū)比較寬焊接熱影響區(qū)比較寬,焊縫晶粒粗大。焊縫晶粒粗大。 焊后工件進行熱處理焊后工件進行熱處理,電渣焊主要是立焊。電渣焊主要是立焊。電渣焊過程示意圖第三節(jié)第三節(jié) 壓力焊壓力

19、焊 3-1 3-1 電阻焊電阻焊 1）點焊）點焊 點焊過程，1、加預壓，施加一定的壓力；2、通以強大 的 電 流 ， 形 成“熔核”；3、斷電，加壓力，熔核結(jié)晶,形成焊點。 分流現(xiàn)象分流現(xiàn)象 工件材料的厚度工件材料的厚度及導電性及導電性 焊點距離焊點距離 點焊主要用于焊點焊主要用于焊接薄板沖壓結(jié)構(gòu)接薄板沖壓結(jié)構(gòu) 點焊工件厚度為點焊工件厚度為0.34mm， 采用搭接。采用搭接。 2 2）縫焊）縫焊 縫焊時由于焊點重疊,分流現(xiàn)象嚴重 只限于焊接3mm以下的薄板結(jié)構(gòu)。采用搭接。 縫焊常用來焊接要求密封的薄壁容器如汽車油箱、消音器等，廣泛應用于汽車等制造業(yè)。 3 3）對焊）對焊 電阻對焊電阻對焊 接頭

20、強度低，尤其是沖擊韌性差。用于強度要求不高工件。 閃光對焊閃光對焊 強度高且塑性、韌性好，所以常用于重要、受沖擊工件的焊接。 對焊主要用于焊接截面小而長度大的工件。不論是哪種對焊工藝，其工件對焊部位的截面形狀應盡量相同。 對焊接頭形式對焊接頭形式3-23-2 摩擦焊摩擦焊 摩擦焊是利用工件接觸端相互摩擦所產(chǎn)生的熱量作為焊接熱源，將工件接合處加熱到塑狀態(tài)，然后在壓力作用下進行焊接的一種壓焊方法。 摩擦焊接頭要求有一個摩擦焊接頭要求有一個工件的截面為圓形或圓工件的截面為圓形或圓管形。管形。 摩擦焊可以焊接異種金摩擦焊可以焊接異種金屬如鋁屬如鋁- -銅、鋁銅、鋁- -鋼接頭。鋼接頭。第四節(jié)第四節(jié) 釬

21、釬 焊焊 釬焊釬焊 是指工件與填充金屬同時被加熱，在工件不熔化的情況下，填充金屬熔化、浸潤并填滿工件連接處的間隙中，依靠溶解和擴散作用，形成牢固接頭的一種焊接方法。 方法方法 硬釬焊硬釬焊 釬料的熔點在450以上，接頭的強度比較高。 軟釬焊軟釬焊 釬料的熔點在450以下，接頭的強度比較低。 使用釬劑使用釬劑（或稱熔劑）。 釬劑在釬焊過程中所起的作用是：清除工件金屬和釬料表面上的氧化膜及雜質(zhì)；隔離空氣起保護作用；從而增大釬料的填充能力。 特點特點 1 1 焊接變形小尺寸精度高，并能保證致密性。2 釬焊不僅可以焊同種金屬、異種金屬。3 但釬焊的成本較高。 多采用搭接或套接的接頭形式，依靠增多采用搭

22、接或套接的接頭形式，依靠增大搭接面積提高接頭承載能力大搭接面積提高接頭承載能力9-1 判斷題判斷題 1焊接電弧是熔化焊最常用的一種熱源。它與氣焊的氧乙炔火焰一樣，都是氣體燃燒現(xiàn)象，只是焊接電弧的溫度更高，熱量更加集中。 （ ）2焊接應力產(chǎn)生的原因是由于在焊接過程中被焊工件產(chǎn)生了不均勻的變形，因此，防止焊接變形的工藝措施，均可減小焊接應力。 （ ）3焊接應力和焊接變形是同時產(chǎn)生的。若被焊結(jié)構(gòu)剛度較大或被焊金屬塑性較差，則產(chǎn)生的焊接應力較大，而焊接變形較小。 （ ） 4手工電弧焊過程中會產(chǎn)生大量煙霧，煙霧對焊工的身體有害，因此，在制造焊條時，應盡量去除能產(chǎn)生煙霧的物質(zhì)。 （ ）5埋弧自動焊焊接低碳

23、鋼時，常用H08A焊絲和焊劑43l。當焊劑43l無貨時，可用焊劑230代替。 （ ）6手工電弧焊、埋弧自動焊、氬弧焊、CO2氣體保護焊均可焊接一定直徑的環(huán)焊縫。 （ ） 9-2 選擇題選擇題 1熔化焊過程中必須采取保護措施。如果保護不好，空氣侵入到液態(tài)金屬中，就會帶來許多不利影響。例如，氧會使焊縫金屬（ ）、（ ）且產(chǎn)生（ ）；氮會使焊縫金屬（ ），產(chǎn)生（ ）；而氫會引起焊縫金屬產(chǎn)生（ ）和（ ）。 A氣孔；B冷裂紋；C熱裂紋；D強度下降；E塑性和韌性下降。2下列幾種牌號的焊條中，（ ）和（ ）只能采用直流電源進行焊接。 A結(jié)422；B結(jié)502；C結(jié)427；D結(jié)506；E結(jié)607；F結(jié)423。

24、 3對于重要結(jié)構(gòu)、承受沖擊載荷或在低溫下工作的結(jié)構(gòu)，焊接時需采用堿性焊條，原因是堿性焊條的（ ）。 A焊縫抗裂性好；B焊縫沖擊韌性好；C焊縫含氫量低；DA、B和C。4氣體保護焊的焊接熱影響區(qū)一般都比手工電弧焊的小，原因是（ ）。A保護氣體保護嚴密； B焊接電流?。籆保護氣體對電弧有壓縮作用； D焊接電弧熱量少。5氬弧焊的焊接質(zhì)量比較高，但由于焊接成本高，所以（ ）一般不用氬弧焊焊接。A鋁合金一般結(jié)構(gòu)；B不銹鋼結(jié)構(gòu)；C低碳鋼重要結(jié)構(gòu)；D耐熱鋼結(jié)構(gòu)。 9-3 填空題填空題 1焊接時往往都要對被焊工件進行加熱。熔化焊加熱的目的是（ ）；壓力焊加熱的目的是（ ）；釬焊加熱的目的是（ ）。2焊接時一般都

25、要對被焊區(qū)進行保護，以防空氣的有害作用。手工電弧焊采用（ ）保護；埋弧自動焊采用（ ）保護；氬弧焊的保護措施是（ ）；而在釬焊過程中則利用（ ）來進行保護。3點焊時必須對工件施加壓力，通電前加壓是為了（ ）；斷電后加壓是為了（ ）。4釬焊時除使用釬料外，還需使用（ ），它在釬焊過程中的作用是：1）（ ）；2）（ ）；3）增大釬料的（ ）。 9-4 應用題應用題有一鋼結(jié)構(gòu)，采用20鋼冷拔型材制成。由于使用不當而斷裂，現(xiàn)用手工電弧焊方法將其修復。焊接時溫度分布如圖9-1所示。試在圖上繪出焊接熱影響區(qū)的分布情況（注意焊前鋼的組織狀態(tài)。20鋼的再結(jié)晶溫度為540）。1熔合區(qū)2過熱區(qū)3正火區(qū)4部分相變區(qū)

26、5再結(jié)晶區(qū)其余母材第五節(jié)第五節(jié) 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 5-1 5-1 金屬材料的焊接性金屬材料的焊接性1 1 焊接性焊接性 在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的能力稱為金屬材料的焊接性。 通常用碳當量來估算被焊鋼材的焊接性。 C當量=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 碳當量愈大，鋼的焊接熱影響區(qū)硬度愈高，產(chǎn)生焊接裂紋的傾向愈大，焊接性愈差。 C當量小于0.4時，鋼的焊接性優(yōu)良； C當量等于0.40.6時，鋼的焊接性較差； C當量大于0.6%時，鋼的焊接性不好。 焊接性較差的鋼材，焊接時需要選用一定的焊接材料，采用適當?shù)念A熱和一定的工藝措施；焊接性

27、不好的鋼材，焊接時需要采用更高的預熱溫度和嚴格的工藝措施。5-2 5-2 鋼的焊接鋼的焊接 1 1 碳鋼的焊接碳鋼的焊接 低碳鋼的焊接低碳鋼的焊接 低碳鋼碳的質(zhì)量分數(shù)低，塑性好，硬度低，焊接性好； 中、高碳鋼的焊接中、高碳鋼的焊接 : 中碳鋼：中碳鋼碳的質(zhì)量分數(shù)較高，焊接性較差。 中碳鋼焊接主要有如下問題：中碳鋼焊接主要有如下問題：（1）在焊接熱影響區(qū)中易產(chǎn)生淬硬組織及冷裂紋；（2）焊縫金屬易產(chǎn)生熱裂紋。 采取如下措施： （1）盡可能選用抗裂性好的堿性焊條。（2）采取焊前預熱的工藝措施， 高碳鋼的焊接性更差，因此焊接結(jié)構(gòu)一般不采用這種鋼材，焊接只限于零件的修復。2 2 普通低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接普

28、通低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接 普低鋼焊接時易出現(xiàn)的主要問題如下：（1）焊接熱影響區(qū)的淬硬傾向 （2）焊接接頭的裂紋傾向 焊接普低鋼采取的工藝措施如下：（1）強度等級較低的普低鋼，如16Mn，在常溫下焊接時，所采用的工藝與焊接低碳鋼時基本相同?？蛇x用酸性焊條?？蛇x用酸性焊條。（2）強度等級較高的鋼種，焊前預熱，選選用堿性焊條用堿性焊條。5-3 5-3 鑄鐵的焊補鑄鐵的焊補 1 1鑄鐵的焊接性很差鑄鐵的焊接性很差 焊接接頭易產(chǎn)生白口及淬硬組織焊接接頭易產(chǎn)生白口及淬硬組織 。 焊接接頭易產(chǎn)生裂紋焊接接頭易產(chǎn)生裂紋 。 2鑄鐵的焊補方法 鑄鐵常用的焊補方法有手工電弧焊，使用鑄鐵焊條。 熱焊法熱焊法 焊前將工件

29、整體或局部預熱到600700，然后焊接，焊后緩慢冷卻。 熱焊法可防止接頭產(chǎn)生白口、淬硬組織和裂紋，焊補質(zhì)量較好，但是，此法生產(chǎn)率低，成本高，工人勞動條件差。 冷焊法冷焊法 冷焊法一般采用手工電弧焊，焊前對工件不預熱，為了防止產(chǎn)生白口組織和裂紋，根據(jù)選用焊條的種類，采取不同的工藝措施。5-4 5-4 非鐵金屬的焊接非鐵金屬的焊接 1 1銅及銅合金的焊接銅及銅合金的焊接（1）易產(chǎn)生未焊透和變形缺陷。 （2）熱裂紋傾向大 銅在高溫時易氧化。 （3）氣孔傾向大 液態(tài)銅溶解氫的能力強。 （4）接頭力學性能降低。目前采用氬弧焊是最好的焊接方法。目前采用氬弧焊是最好的焊接方法。 2鋁及鋁合金的焊接 鋁及鋁合

30、金的焊接性比較差，焊接時存在的問題如下， （1）容易氧化。 （2）氣孔傾向大。 （3）裂紋傾向大，線膨脹系數(shù)比較大 。 目前焊接鋁及鋁合金最常用的方法是氬目前焊接鋁及鋁合金最常用的方法是氬弧焊。弧焊。第六節(jié)第六節(jié) 焊接結(jié)構(gòu)設計焊接結(jié)構(gòu)設計 6-1 6-1 焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇 在滿足使用性能要求的前提下，應盡量選用焊接性好的材料來制造焊接結(jié)構(gòu)。 低碳鋼和普通低合金結(jié)構(gòu)鋼，有良好的焊接性。 強度等級低的普低鋼，焊接性良好，可以用各種焊接方法進行焊接。 強度等級較高的低合金鋼，焊接性雖比低碳鋼差些，但是如果采用合適的焊接材料、合理的工藝措施，也可獲得滿意的焊接接頭，設計強度要求高的

31、重要結(jié)構(gòu)時，可以選用。 如果結(jié)構(gòu)中選用新鋼種，應對此鋼材進行必要的焊接性試驗，以便為正確制定設計方案及工藝措施提供依據(jù)。6-2 6-2 焊接方法的選擇焊接方法的選擇 在保證獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的前提下，優(yōu)先選擇常用的焊接方法。 低碳鋼焊接性好，可選用各種焊接方法 工件是薄板輕型結(jié)構(gòu)，可以采用點焊；若有密封要求，則可采用縫焊等； 工件為中等厚度，長直焊縫，生產(chǎn)批量也較大，可以選用埋弧自動焊，以提高生產(chǎn)率； 如果為截面小而長度大的工件（如棒材、管材、型材等）要求對接，宜采用對焊（電阻或閃光）或摩擦焊； 如果為大厚度結(jié)構(gòu)，可以采用電渣焊。 氬弧焊的成本高，不宜用來焊接低碳鋼。 如果結(jié)構(gòu)材料為鋁合金，應選

32、用氬弧焊。 各種焊接方法特點各種焊接方法特點 焊接方法熱影響區(qū)大小變形大小生產(chǎn)率可焊的空間位置使用板厚（mm）*氣焊大大低全0.53手弧焊較小較小較低全可焊1以上，常用320埋弧自動焊小小高平可焊3以上，常用660氬弧焊小小較高全0.525CO2氣體保護焊小小較高全0.830電渣焊大小高立可焊251000以上，常用35400等離子弧焊小小高全可焊0.025以上，常用112電子束焊極小極小高平560點焊小小高全可焊10以下，常用0.53縫焊小小高平3以下6-3 6-3 焊接接頭型式的選擇焊接接頭型式的選擇 按照被焊工件的相互位置，焊接接頭有四種基本型式，對接接頭、T形接頭、角接接頭和搭接接頭。

33、厚板焊接時，為了使整個截面、都能焊透，要在接縫處加工成一定形狀的坡口。 各類接頭型式中應用最普遍的是對接接頭。 T形接頭和角接接頭一般應用在空間類結(jié)構(gòu)的制造上，接頭受力都比對接接頭復雜。 搭接接頭，由于板材要重疊，消耗量比較大，增加了結(jié)構(gòu)的重量，而且受力狀態(tài)復雜，所以設計時應盡量避免，但這種接頭對裝配尺寸要求不嚴格，常常用于裝配要求簡單的板狀結(jié)構(gòu)， 此外，搭接接頭是薄板結(jié)構(gòu)點焊和縫焊以及釬焊的基本接頭型式。 6-4 6-4 焊接結(jié)構(gòu)工藝性焊接結(jié)構(gòu)工藝性 1 1 焊縫布置應有利于減小焊接應力和變形焊縫布置應有利于減小焊接應力和變形 1 1） 盡量減少焊縫數(shù)量盡量減少焊縫數(shù)量 在設計焊接結(jié)構(gòu)時應多采用型材或沖壓件，來減少焊縫數(shù)量。 2 2）