焊接技術(shù)完整版本

第十章焊接與膠接成形

焊接是一種永久性連接金屬材料的工藝方法。焊接過程的實(shí)質(zhì)是用加熱或加壓等手段，借助于金屬原子的結(jié)合與擴(kuò)散作用，使分離的金屬材料牢固地連接起來。焊接在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要地作用，在制造大型結(jié)構(gòu)或復(fù)雜的機(jī)器部件時(shí)，更顯優(yōu)越，因?yàn)樗梢杂没鬄樾?，化?fù)雜為簡單地方法準(zhǔn)備坯料，然后用逐次裝配焊接地方法拼小成大，這是其他工藝方法難以做到的。焊接概述焊接成形的分類1、熔焊：

在焊接過程中，將工件局部加熱到熔化狀態(tài)，冷卻后工件結(jié)合為不可分離的整體。氣焊、電弧焊、電渣焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊等。2、壓焊：

焊接中在接頭處施加壓力產(chǎn)生塑性變形，促進(jìn)原子的擴(kuò)散，使工件連接在一起。電阻焊、摩擦焊、冷壓焊、擴(kuò)散焊、爆炸焊等。3、釬焊：

釬焊是硬釬焊和軟釬焊的總稱。采用比母材金屬熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材溶化溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。焊接方法的分類常見的焊接方法焊接的特點(diǎn)：

1、生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)率高，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化。

2、接頭牢固、密封性好。

3、可化大為小、以小拼大。

4、可實(shí)現(xiàn)異種金屬的連接。

5、重量輕、加工裝配簡單。6、焊接應(yīng)力變形大，接頭易產(chǎn)生裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。膠接—膠粘劑連接各種材料。機(jī)械聯(lián)接—采用標(biāo)準(zhǔn)件為連接件連接各種材料。

§10-1焊接理論基礎(chǔ)一、焊接電弧焊接電弧是在電極和工件間的氣體介質(zhì)中長時(shí)間放電的現(xiàn)象。電弧引燃時(shí)，弧柱中充滿了高溫電離氣體，發(fā)出大量的光和熱。陰極區(qū)：發(fā)射電子陽極區(qū)：產(chǎn)生熱量弧柱區(qū)：電弧正接適合焊接厚大工件；反接焊接薄小工件

二、焊接冶金過程—液態(tài)金屬、熔渣和氣體三者相互作用

（1）對熔化金屬進(jìn)行機(jī)械保護(hù)，使之與空氣隔開。氣體保護(hù)、熔渣保護(hù)和氣渣聯(lián)合保護(hù)。（2）對焊接熔池進(jìn)行冶金處理，焊接材料中加入脫氧劑（錳鐵、硅鐵）、合金元素，焊接時(shí)補(bǔ)償合金元素的燒損。三、電弧焊機(jī)電弧焊機(jī)按焊接電弧的電源可分為：交流弧焊機(jī)和直流弧焊機(jī)兩類。（1）交流弧焊機(jī)（BX系列）(a)外形圖(b)線路圖

BX1—330交流弧焊機(jī)

1—初級繞組2、3—次級繞組4—動鐵芯

5—靜鐵芯6—接線板7—搖把（2）直流弧焊機(jī)直流弧焊電源輸出端有正、負(fù)極之分，焊接時(shí)電弧兩端極性不變?；『笝C(jī)正、負(fù)兩極與焊條、焊件有兩種不同的接線法：將焊件接到弧焊機(jī)正極，焊條接至負(fù)極，這種接法稱正接，又稱正極性；反之，將焊件接到負(fù)極，焊條接至正極，稱為反接，又稱反極性。焊接厚板時(shí)，一般采用直流正接，這是因?yàn)殡娀≌龢O的溫度和熱量比負(fù)極高，采用正接能獲得較大的熔深。焊接薄板時(shí)，為了防止燒穿，常采用反接。在使用堿性低氫鈉型焊條時(shí)，均采用直流反接。

圖4-4直流弧焊機(jī)的不同極性接法四、電焊條1.電焊條的組成及作用電焊條焊芯藥皮焊縫的填充材料

—填充焊縫電極傳導(dǎo)電流

—導(dǎo)電機(jī)械保護(hù)的作用冶金的作用穩(wěn)定電弧的作用焊條芯藥皮藥皮的作用：提高電弧燃燒的穩(wěn)定性，防止空氣對熔化金屬的有害作用，保證焊縫金屬的脫氧和加入合金元素。藥皮的種類：①氧化鈦型；②氧化鈦鈣型；③鈦鐵礦型；④氧化鐵型；④纖維素型⑥低氫鉀型；⑦低氫鈉型；⑧石墨型；⑨鹽基型。酸性焊條：堿性焊條：溶渣呈酸性，在熔渣中以酸性氧化物為主（TiO2、SiO2、Fe2O3），焊縫的塑韌性不高，氫含量高，抗裂性差；但具有良好的工藝性，交直流電源均可用，廣泛用于一般結(jié)構(gòu)件的焊接。熔渣呈堿性，在熔渣中以堿性氧化物為主（K2O、Na2O、CaO、MnO），焊縫力學(xué)性能較好，抗裂性好；但工藝性較差，電弧穩(wěn)定性差，采用直流焊接電源，用于焊接較重要的結(jié)構(gòu)。2.電焊條的分類

(1)焊條按熔渣的化學(xué)性質(zhì)分為兩大類結(jié)構(gòu)鋼焊條—J；鉬和鉻耐熱鋼焊條—R；低溫鋼焊條—W；不銹鋼焊條—A；堆焊焊條—D；鑄鐵焊條—Z；鎳及鎳合金焊條—Ni；銅及銅合金焊條—T；鋁及鋁合金焊條—L；特殊用途焊條—TSJ507藥皮種類（低氫型）抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼焊條J422藥皮種類（鈦鈣型）抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼焊條(2)焊條按用途可分為十大類3.焊條型號

由國家標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定各類焊條的型號編制方法。如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定碳鋼焊條型號為“E××××”，其中，字母“E”表示焊條；前二位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值；第三位數(shù)字表示焊接位置，“0”及“1”表示焊條適用于全位置（平焊、立焊、橫焊、仰焊）焊接，“2”為平焊及平角焊，“4”表示焊條適用于向下立焊；第三位和第四位數(shù)字組合時(shí)表示焊接電流種類及藥皮類型。在第四位數(shù)字后附加“R”表示耐吸潮焊條；附加“M”表示耐吸潮和力學(xué)性能有特殊規(guī)定的焊條；附加“-1”表示沖擊性能有特殊規(guī)定的焊條。

例如：E4303：“E”表示焊條，43—熔敷金屬的最小抗拉強(qiáng)度值（43kgf/mm2）；03—表示焊接電流的種類、焊接位置和藥皮類型。4.焊條選用原則

（1）根據(jù)被焊工件的強(qiáng)度和化學(xué)成分選用。

“等強(qiáng)匹配”和“等成分原則”原則

1）焊接一般結(jié)構(gòu)，如低碳鋼、低合金鋼結(jié)構(gòu)件時(shí)，一般選與焊件強(qiáng)度等級相同的焊條，而不考慮化學(xué)成分相同或相近。2）焊接異種結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，按強(qiáng)度等級低的鋼種選用焊條。3）焊接特殊性能鋼種，如不銹鋼、耐熱鋼時(shí)，應(yīng)選用與焊件化學(xué)成分相同或相近的特種焊條。4）焊件碳、硫、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大時(shí)，應(yīng)選用堿性焊條。5）焊接鑄造碳鋼或合金鋼時(shí)，因?yàn)樘己秃辖鹪氐馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，而且多數(shù)鑄件厚度、剛度較大，形狀復(fù)雜，故一般選用堿性焊條。2.根據(jù)焊件的工況條件選用焊條。1）焊接承受動載、交變載荷及沖擊載荷的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用堿性焊條。2）焊接承受靜載的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用酸性焊條。3）焊接表面帶有油、銹、污等難以清理的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用酸性焊條。4）焊接在特殊條件，如在腐蝕介質(zhì)、高溫等條件下工作的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用特殊用途焊條。

3.根據(jù)焊件形狀、剛度及焊接位置選用焊條。

1）厚度、剛度大、形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，應(yīng)選用堿性焊條。2）厚度、剛度不大，形狀一般，尤其是均可采用平焊結(jié)構(gòu)件，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)乃嵝院笚l。3）除平焊外，立焊、橫焊、仰焊等焊接位置的結(jié)構(gòu)件應(yīng)選用全位置焊條。五、焊接接頭的組織和性能

1.焊接接頭組成：焊縫熔合區(qū)熱影響區(qū)2.焊縫金屬的組織和性能晶粒粗大鑄態(tài)組織力學(xué)性能與母材相同。

3.熱影響區(qū)的組織和性能

1）過熱區(qū)——固相線與1100℃之間，塑性和韌性差，易產(chǎn)生裂紋；

2）正火區(qū)——1100℃至Ac3之間，力學(xué)性能優(yōu)焊件；

3）部分相變區(qū)——溫度Ac1和Ac3之間，晶粒不均勻，力學(xué)性能較差。4.熔合區(qū)——產(chǎn)生裂紋的起源處；低碳鋼焊接接頭的組織變化5.改善焊接接頭金屬組織和性能的措施1）盡量選擇低碳和硫、磷含量較低的鋼材作為焊接結(jié)構(gòu)材料。2）使熱影響區(qū)的冷卻速度適當(dāng)。對低碳鋼采用細(xì)焊絲、小電流、高焊速，可提高接頭韌性，減輕接頭脆化；對于易淬硬鋼，在不出現(xiàn)硬脆馬氏體的前提下適當(dāng)提高冷卻速度，可以細(xì)化晶粒，有利于改善接頭性能。3）采用多層焊，利用后層對前層的回火作用，使前層的組織和性能得到改善。4）進(jìn)行焊后熱處理。焊后進(jìn)行回火、正火、調(diào)質(zhì)等熱處理可以細(xì)化晶粒，消除偏析，提高焊接接頭的性能。六、焊接應(yīng)力與變形

1、焊接應(yīng)力與變形的概念當(dāng)沒有外力存在時(shí)，平衡于彈性物體內(nèi)部的應(yīng)力叫做內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力常產(chǎn)生在焊接結(jié)構(gòu)中，焊接構(gòu)件中，焊接構(gòu)件由焊接產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力稱為焊接應(yīng)力。變形是指物體受到外力作用后，物體本身形狀和尺寸發(fā)生了變化。變形可分為彈性變形和塑性變形（永久變形）兩種。彈性變形：物體在外力作用下產(chǎn)生變形，將外力去除后，物體仍能恢復(fù)原來的形狀。塑性變形（永久變形）：外力去除后，物體不能恢復(fù)原來的形狀。

焊接變形是在焊接過程中產(chǎn)生的變形。金屬結(jié)構(gòu)與零件在焊接過程中，常常會產(chǎn)生各種焊接變形以及焊縫的斷裂，從而影響焊接質(zhì)量。焊后焊件中溫度冷至室溫時(shí)殘留在焊件中的變形和應(yīng)力分別稱為焊接殘余變形和焊接殘余應(yīng)力。2、焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的根本原因是：焊件(工件）在焊接過程中受到局部或不均勻加熱和快速冷卻。

圖平板焊接過程中的應(yīng)力與變形形成原理示意圖焊接應(yīng)力狀態(tài)：焊縫區(qū)域—拉應(yīng)力；兩側(cè)冷金屬—壓應(yīng)力焊接變形：焊件整體縮短：

L焊接變形形式：收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形、波浪變形。

3、預(yù)防和減少焊接應(yīng)力和變形的工藝措施（1）焊前預(yù)熱

（2）選擇合理的焊接順序②（Ⅰ—Ⅲ）①（Ⅰ—Ⅱ）（Ⅱ—Ⅲ）—ⅢⅡⅠⅢⅡⅠⅢ1正確的確定裝配、焊接順序

不正確的裝配次序：工字構(gòu)件，先丁字，然后在裝另一塊蓋板，焊后仍有較大的撓度。

正確應(yīng)該是，先點(diǎn)固成工字，然后焊接，注意次序。

12341—4—3—212341234561—4—5—2—3—61—2—3—4（3）反變形法。構(gòu)件在焊前預(yù)制成與變形方向相反的變形，這種方法可以防止彎曲變形和角變形。（4）剛性固定法

在無反變形的情況下，將構(gòu)件加以固定來限制焊接變形，（在焊法蘭盤上），防止角變形和波浪變形較好。4、消除變形的工藝措施（1）機(jī)械矯正法：將變形的構(gòu)件中的尺寸較短的部分通過機(jī)械力作用，使之產(chǎn)生塑性延展變形，而恢復(fù)和達(dá)到形狀的要求，可以利用螺旋、氣動、液壓的器具來加外力。（2）火焰矯正法：

利用火焰加熱時(shí)產(chǎn)生的局部壓縮變形使較長部分在冷卻后縮短來消除變形（不適用于具有晶間腐蝕傾向的不銹鋼和淬硬傾向較大的鋼材）。三種加熱方式：（1）點(diǎn)狀加熱（2）線狀加熱（3）三角形加熱§10-2常用焊接方法

電弧焊是利用電弧作為熱源的熔焊方法，簡稱弧焊。焊條電弧焊是用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法。

手工電弧焊的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，易于維護(hù)，操作靈活，成本低等優(yōu)點(diǎn)，且焊接性好，對焊接接頭的裝配尺寸無特殊要求，可在各種條件下進(jìn)行各種位置的焊接，適于多種鋼材和有色金屬等，是應(yīng)用最廣泛的焊接方法。一、手工電弧焊缺點(diǎn)：焊條電弧焊時(shí)有強(qiáng)烈弧光和煙塵污染，勞動條件差，生產(chǎn)率低，對工人技術(shù)水平要求較高，焊縫短而不連續(xù)，焊縫寬度不均，焊縫質(zhì)量不穩(wěn)定。因此，主要應(yīng)用于單件小批量生產(chǎn)中焊接碳素鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼和對鑄鐵的補(bǔ)焊等。適宜板厚為3mm-20mm。

焊接電弧是在電極和工件間的氣體介質(zhì)中常時(shí)間放電的現(xiàn)象。電弧引燃時(shí)，弧柱中充滿了高溫電離氣體，發(fā)出大量的光和熱。

鋼焊條焊接鋼材時(shí)的焊接電弧

焊接電弧手工電弧焊的焊接過程

手工電弧焊焊接過程示意圖焊縫附近基體金屬焊條藥皮焊芯熔渣熔化焊縫CO2↑保護(hù)熔池電弧電弧二、氣體保護(hù)焊

用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)的電弧焊，簡稱氣體保護(hù)焊。

氬弧焊利用氬氣作為保護(hù)性介質(zhì)的電弧焊方法。焊接熱源：電弧熱保護(hù)介質(zhì)：ArAr①不與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)—不產(chǎn)生夾渣缺陷②不溶解于液體金屬中—不產(chǎn)生氣孔缺陷③比重大于空氣（25%）“陰極破碎”作用1.鎢極氬弧焊（非熔化極氬弧焊）

鎢極氬弧焊焊接設(shè)備

氬弧焊機(jī)（RilTIG系列）

焊接過程“陰極破碎”作用適于6mm以下工件的焊接

氬弧焊示意圖

焊接過程“陰極破碎”作用可焊接中厚板，適于25mm以下工件的焊接

氬弧焊示意圖2.熔化極氬弧焊

氬弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用機(jī)械保護(hù)效果好，焊縫金屬純凈，焊縫成形美觀，焊接質(zhì)量優(yōu)良。電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺小。

焊接熱影響區(qū)和變形小?？蛇M(jìn)行全位置焊接。氬氣昂貴，設(shè)備造價(jià)高。應(yīng)用：適用于易氧化的有色金屬及合金鋼材料的焊接。如：鋁、鎂、鈦及其合金和耐熱鋼、不銹鋼等。為了防止保護(hù)氣流破環(huán)，氬弧焊只能在室內(nèi)進(jìn)行。適用所有金屬材料的焊接。

CO2氣體保護(hù)焊

利用CO2作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊，簡稱CO2焊。

焊接熱源：電弧熱保護(hù)介質(zhì)：CO2CO2①與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)—產(chǎn)生夾渣缺陷②溶解于液體金屬中—產(chǎn)生CO

氣孔缺陷③比重大于空氣（25%）

CO2氣體保護(hù)焊焊接設(shè)備

二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊機(jī)（SKR系列）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊（RilMIG系列）RilMIG200YRilMIG250L接絲槍

焊接過程

CO2氣體保護(hù)焊示意圖

存在問題①氧化嚴(yán)重；②氣孔傾向大（CO）；③飛濺嚴(yán)重。①生產(chǎn)率高（是手弧焊的1~3倍）。②成本低（是手弧焊的40%）。③焊接熱影響區(qū)和變形小。④可進(jìn)行全位置焊接。⑤電弧穩(wěn)定性差、飛濺嚴(yán)重，弧光強(qiáng)、煙霧大等缺點(diǎn)，焊縫成形差。應(yīng)用：適用于低碳鋼和強(qiáng)度級別不高的低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接。目前廣泛用于造船、機(jī)車車輛、汽車制造、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。

CO2氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)及應(yīng)用埋弧焊

埋弧自動焊是利用專門的機(jī)械設(shè)備自動完成手工電弧焊中的引燃電弧、送進(jìn)焊條以及移動電弧等焊接動作，并使電弧在較厚焊劑下燃燒的熔化焊。

埋弧自動焊設(shè)備焊接電源控制箱焊接小車

埋弧自動焊接過程（焊縫剖面圖）

焊接過程如圖所示，埋弧焊的焊接過程可概括為：自動送絲；引弧；焊劑自動下料；焊機(jī)勻速運(yùn)動；電弧在焊劑下燃燒。焊接熱源：電弧熱溶池保護(hù)：焊劑（渣）

1、焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定；

2、熔深大，節(jié)省焊接材料；

3、無弧光，無金屬飛濺，焊接煙霧少；

4、自動化操作，生產(chǎn)效率高。

5、設(shè)備昂貴，工藝復(fù)雜。

6、只能在水平位置焊接。

埋弧自動焊的特點(diǎn)應(yīng)用：主要用于較厚鋼板的長直焊縫和較大直徑的環(huán)形焊縫焊接。如壓力容器的環(huán)焊縫和直焊縫、鍋爐冷卻壁的長直焊縫、船舶和潛艇殼體、其重機(jī)械、冶金機(jī)械（高爐爐身）等的焊接?！?0-3常用金屬材料的焊接一、材料的焊接性

金屬材料的焊接性—被焊金屬材料在采用一定焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。焊接性焊接性①工藝焊接性：②使用焊接性：焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向。尤其指出現(xiàn)各種裂紋的可能性。焊接接頭在使用中的可靠性。包括力學(xué)性能及其它特殊性能，比如耐蝕、耐熱、導(dǎo)電、導(dǎo)磁等方面性能的持久性。一般情況下，合金的含碳量越高，其焊接性就會越差。影響焊接性的因素1）焊接方法4）工藝參數(shù)2）焊接材料3）焊件化學(xué)成分焊接性的評定方法（1）碳當(dāng)量法wCE

：

當(dāng)CE<0.4%

時(shí)，鋼材塑性好，焊接性能良好，不需要采取工藝措施能獲得優(yōu)良接頭；當(dāng)CE=0.4%~0.6%時(shí)，鋼材塑性較差，易出現(xiàn)淬硬組織，產(chǎn)生裂紋，焊接性能較差。需采用預(yù)熱、緩冷等工藝措施；當(dāng)CE>0.6%

時(shí)，鋼材塑性差，淬硬和冷裂現(xiàn)象嚴(yán)重，焊接性能很差。需采取嚴(yán)格的工藝措施。一般不用于生產(chǎn)焊接結(jié)構(gòu)

（2）實(shí)驗(yàn)法C—影響最顯著———基本元素—折合成碳的相當(dāng)含量對焊接性的影響其它元素CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15十字接頭試驗(yàn)法、Y型坡口試驗(yàn)法、“小鐵研”試驗(yàn)法等。二、常用材料的焊接工藝碳鋼的焊接

1、低碳鋼的焊接（C<0.25%，CE<0.4%，焊接性良好。）

低碳鋼塑性好，一般沒有淬硬傾向，對焊接熱過程不敏感，具有良好的焊接性。焊接時(shí)一般不需要采取特殊的工藝措施即可獲得優(yōu)質(zhì)接頭。但對于厚度大于50mm的構(gòu)件，需用多層焊，焊后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力退火；在低溫條件下焊接剛度大的構(gòu)件時(shí)，由于溫差大而變形又受到限制，會導(dǎo)致較大的焊接應(yīng)力，應(yīng)進(jìn)行焊前預(yù)熱，重要構(gòu)件常進(jìn)行焊后去應(yīng)力退火或正火。低碳鋼可以用各種方法進(jìn)行焊接，常用的是焊條電弧焊、埋弧焊、電阻焊、電渣焊和氣體保護(hù)焊。一般結(jié)構(gòu)常使用酸性焊條，如E4303，E4320，E4301，E4310等；對于承受重載或低溫下工作的重要構(gòu)件，以及厚度大、剛度大的構(gòu)件可采用低氫型焊條，如E5015，E5016、E4316等。埋弧焊一般采用H08A或H08MnA焊絲，配以HJ431焊劑進(jìn)行焊接。焊前預(yù)熱（150~250℃

），焊后緩冷。2、中碳鋼的焊接中碳鋼：C<0.25~0.60%焊接性由良好較差。CE<0.4%CE=0.4%~0.60%問題焊縫區(qū)易產(chǎn)生熱裂紋熱影響區(qū)易產(chǎn)生冷裂紋措施焊接性較差，應(yīng)選用抗裂性好的低氫型焊條（如J426、J506、J507等），選擇相當(dāng)強(qiáng)度級別的焊條。焊件開坡口，且采用細(xì)焊條、小電流、多層焊。3.高碳鋼的焊接高碳鋼：C>0.60%焊接性差。CE>0.60%問題焊縫區(qū)易產(chǎn)生熱裂紋熱影響區(qū)易產(chǎn)生冷裂紋措施焊前預(yù)熱（250~350℃

），焊后緩冷。選用低氫型焊條。焊件開坡口，且采用細(xì)焊條、小電流、多層焊。避免選用高碳鋼作為焊接結(jié)構(gòu)件。焊補(bǔ)——用手工電弧焊或氣焊來補(bǔ)焊修理一些損壞件。

低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接

低合金鋼焊接經(jīng)常出現(xiàn)的問題：

（1）熱裂紋熱裂紋指焊接過程中，焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產(chǎn)生的焊接裂紋。其原因在于低合金鋼的焊接過程中銅、硼、氮等元素成為形成裂紋的敏感元素。（2）冷裂紋焊接接頭冷卻到較低溫度下（對于鋼來說在Ms溫度以下）時(shí)產(chǎn)生的焊接裂紋稱為冷裂紋。冷裂紋常發(fā)生在高強(qiáng)度鋼的厚板結(jié)構(gòu)中。其原因是接頭的剛度大，造成的局部應(yīng)力大，或在冷卻過程中氫析出后聚集造成局部應(yīng)力超過了鋼的強(qiáng)度極限。（3）白點(diǎn)在焊縫金屬拉斷面上，出現(xiàn)的如魚目狀的一種白色圓形斑點(diǎn)稱為白點(diǎn)。其產(chǎn)生原因是焊接過程中吸收了過量的氫，故又稱氫白點(diǎn)。低合金鋼焊接主要根據(jù)不同鋼號的屈服點(diǎn)等級選擇焊接材料，應(yīng)遵守等強(qiáng)度（某些鋼號應(yīng)考慮成分相同或相近）原則。對于厚度大、剛度大的構(gòu)件或在低溫下焊接時(shí)應(yīng)考慮使用低氫型焊條，焊前進(jìn)行預(yù)熱等，嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)范施焊。鑄鐵的焊補(bǔ)為修補(bǔ)工作（鑄件、鍛件、機(jī)械加工件或焊接結(jié)構(gòu)件）的缺陷而進(jìn)行的焊接稱為焊補(bǔ)。一、鑄鐵焊補(bǔ)的特點(diǎn)（困難）1.熔合區(qū)易產(chǎn)生白口組織和淬硬組織；2.焊縫區(qū)易產(chǎn)生裂紋；3.焊縫區(qū)易產(chǎn)生氣孔；4.熔池金屬易流失；二、鑄鐵焊補(bǔ)的方法1.熱焊法補(bǔ)焊方法有熱焊法，即焊前將工件全部或局部預(yù)熱到500℃-700℃，焊后在爐中緩慢冷卻；用于形狀復(fù)雜，焊后需要機(jī)械加工的重要件。如汽缸體、汽缸蓋、機(jī)床導(dǎo)軌等。2.冷焊法適用于較大灰口鑄鐵件的焊補(bǔ)主要用于一般鑄鐵件的焊補(bǔ)主要用于重要件加工表面的焊補(bǔ)焊縫性能與母材基本相同，具有良好的加工性抗裂性好，可進(jìn)行機(jī)械加工。焊前不預(yù)熱或低溫預(yù)熱（

400℃）的焊補(bǔ)方法。焊條①鋼芯鑄鐵焊條：適用于非加工表面的焊補(bǔ)②石墨化鑄鐵焊條：⑤高釩鑄鐵焊條：④鎳基鑄鐵焊條：③銅基鑄鐵焊條：可進(jìn)行機(jī)械加工、塑性和抗裂較好。具有良好的抗裂性與加工性主要用于一般鑄鐵件的焊補(bǔ)有色金屬的焊接一、鋁及鋁合金的焊接1.鋁及鋁合金的焊接特點(diǎn)1）易氧化；2）易產(chǎn)生氣孔；4）接頭易軟化；3）易變形開裂；2.鋁及鋁合金的焊接方法氬弧焊、氣焊、釬焊、電阻焊。2.銅及銅合金的焊接方法1.銅及銅合金的焊接特點(diǎn)2）易氧化；3）易產(chǎn)生氣孔；1）難熔合；4）易變形開裂；氬弧焊、氣焊、釬焊、碳弧焊。二、銅及銅合金的焊接一、焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇1.優(yōu)先選用低碳鋼和低強(qiáng)度低合金鋼；2.對于重要件應(yīng)優(yōu)先選用鎮(zhèn)靜鋼；3.盡量選用同一牌號的材料；4.材料的厚度最好相等；5.盡量選用型材。二、焊接方法的選擇

焊接方法的選擇應(yīng)充分考慮材料的焊接性、焊件厚度、焊縫長短、生產(chǎn)批量及焊接質(zhì)量等因素?！?0-4

常用材料的焊接工藝三、接頭工藝設(shè)計(jì)1.接頭形式的設(shè)計(jì)1.對接接頭2.搭接接頭3.角接接頭4.T字接接頭對接接頭—接頭受力簡單、均勻，應(yīng)力集中較小，強(qiáng)度較高，優(yōu)先選用搭接接頭—接頭強(qiáng)度好。但受力復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，易產(chǎn)生焊接缺陷。2.坡口形式的設(shè)計(jì)不同厚度的工件焊接時(shí)：3.焊縫的布置1.焊縫應(yīng)避免密集交叉2.焊縫應(yīng)對稱分布3.焊縫應(yīng)避開應(yīng)力集中處和最大應(yīng)力處4.焊縫應(yīng)遠(yuǎn)離機(jī)械加工表面5.焊縫的布置應(yīng)便于焊接操作一、常見焊接缺陷及防止措施

常見焊接缺陷及其產(chǎn)生原因和預(yù)防措施氣孔：氣孔是焊接時(shí)熔池中的氣泡在焊縫凝固時(shí)未能逸出而留下來形成的空穴。

產(chǎn)生原因：焊前清理不當(dāng)不清潔；弧長太長，保護(hù)效果差；焊接規(guī)范不恰當(dāng)，冷速太快。防治措施：a）烘干焊條，仔細(xì)清理焊件的帶焊表面及附近區(qū)域；b）采用合適的焊接電流，正確操作?！?0-5

焊接質(zhì)量檢驗(yàn)裂紋：

熱裂紋：熱裂紋是焊接過程中，焊接接頭的金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產(chǎn)生的焊接裂紋。沿晶開裂，具有氧化色澤。發(fā)生在焊縫上，焊后立即開裂。產(chǎn)生原因：材料選擇不當(dāng)母材硫、磷含量高；焊縫冷速太快，焊接應(yīng)力大；預(yù)防措施：一要嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)，焊前預(yù)熱，減慢冷卻速度，適當(dāng)提高焊縫形狀系數(shù)，盡可能采用小電流多層多道焊，以避免焊縫中心產(chǎn)生裂紋；二是認(rèn)真執(zhí)行工藝規(guī)程，選取合理的焊接程序，以減小焊接應(yīng)力。三是選用抗裂性好的低氫型焊條等。

冷裂紋：焊接接頭冷卻到較低溫度時(shí)產(chǎn)生的焊接裂紋。穿晶開裂，具有金屬光澤；焊縫含氫量高淬硬傾向大；多在熱影響區(qū)，有延時(shí)性，可發(fā)生在焊后任何時(shí)刻。預(yù)防措施：a）用低氫型焊條并烘干、清除焊件表面的油污和銹蝕；b）焊前預(yù)熱、焊后熱處理。c）嚴(yán)格遵守焊接材料(焊條、焊劑)的保管、烘焙、使用制度，謹(jǐn)防受潮；d）采用合理的施焊程序，采用分段退焊法等，以減少焊接應(yīng)力。

夾渣：焊后殘留在焊縫中的熔渣。產(chǎn)生原因：

操作不當(dāng)使焊道間的熔渣未清理干凈；焊接電流太小、焊接速度太快；預(yù)防措施：a）仔細(xì)清理待焊表面；b）多層焊時(shí)，層間要徹底清渣；c）減緩熔池的結(jié)晶速度。

咬邊：在焊縫和母材的交界處產(chǎn)生的溝槽和凹陷的現(xiàn)象。預(yù)防措施：焊條角度和擺動不正確；焊接電流太大、電弧過長；

焊瘤：產(chǎn)生原因：焊接電流太大、電弧過長、焊接速度太慢；焊接位置和運(yùn)條不當(dāng)；

未焊透：未焊透是焊接接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：焊接電流太小、焊接速度太快；坡口角度太小、間隙過窄、鈍邊太厚。未溶合：未溶合是焊縫與母材之間未完全熔化結(jié)合的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：坡口不潔、焊條直徑過大及操作不當(dāng)?shù)仍斐伞?/p>

路軌斷裂事故二、焊接質(zhì)量檢驗(yàn)過程

焊接質(zhì)量檢驗(yàn)包括焊前檢驗(yàn)、焊接生產(chǎn)中的檢驗(yàn)和成品檢驗(yàn)。焊前檢驗(yàn)包括檢驗(yàn)技術(shù)文件、產(chǎn)品圖樣、工藝規(guī)程、焊接材料（焊條、焊絲、焊劑、保護(hù)氣體）以及母材的質(zhì)量、焊接工藝評定、焊接設(shè)備等。還有一個重要的項(xiàng)目就是對焊工操作水平的鑒定。焊接接頭的質(zhì)量很大程度上取決于焊工的技術(shù)水平，因此，焊工在擔(dān)任重要的或有特殊要求的產(chǎn)品焊接前，應(yīng)進(jìn)行必要的考核。焊工考核分為理論和實(shí)際操作兩部分，經(jīng)鑒定合格后，方能上崗操作。焊接生產(chǎn)中的檢驗(yàn)包括對焊接設(shè)備的運(yùn)行情況、焊接工藝規(guī)范和規(guī)程執(zhí)行情況的檢驗(yàn)等，保證焊接技術(shù)條件和加工工藝正確貫徹執(zhí)行。成品檢驗(yàn)是焊接質(zhì)量的最后步驟，通常在全部焊接工作完成后將焊縫清理干凈，對成品進(jìn)行檢驗(yàn)。成品檢驗(yàn)主要分為破壞檢驗(yàn)和無損檢驗(yàn)兩類。焊接接頭的檢驗(yàn)方法破壞檢驗(yàn)力學(xué)性能試驗(yàn)化學(xué)分析試驗(yàn)金相檢驗(yàn)焊接性檢驗(yàn)其他試