第四篇焊接幻燈片

1、第四篇第四篇 焊接焊接第一章第一章 電弧焊電弧焊第一節(jié)第一節(jié) 焊接電弧焊接電弧一.焊接概述 outline of welding1.概念：經(jīng)加熱或加壓，使兩部分金屬靠得足夠近, 實現(xiàn)原子間結(jié)合。2.分類(classes)： 1）熔化焊: flow welding 電弧焊、電渣焊和氣焊等； electro-slag 、 gas welding 2）壓力焊: pressure welding 電阻焊、摩擦焊等， resistance welding friction welding 3）釬焊：soldering welding 軟釬焊和硬釬焊。 焊接電弧：是電極與工件之間氣體介質(zhì)中長時間焊接電?。?/p>

2、是電極與工件之間氣體介質(zhì)中長時間的放電現(xiàn)象。的放電現(xiàn)象。 一般電弧熱量在陽極區(qū)產(chǎn)生的較多，約占總熱量一般電弧熱量在陽極區(qū)產(chǎn)生的較多，約占總熱量的的43%43%，陰極約，陰極約36%36%，弧柱約，弧柱約21%21%。 溫度：用鋼焊條焊鋼材時，陽極區(qū)溫度：用鋼焊條焊鋼材時，陽極區(qū)-2600k-2600k；陰極；陰極區(qū)區(qū)-2400k-2400k；電弧中心；電弧中心-6000-60008000k8000k。3 3特點：特點：(characteristics)(characteristics)(1)(1)以小拼大，簡化鑄造、鍛壓和切削工藝；以小拼大，簡化鑄造、鍛壓和切削工藝；(2)(2)聯(lián)接性能好；聯(lián)

3、接性能好；(3)(3)節(jié)省材料和工時，成本低；節(jié)省材料和工時，成本低；(4)(4)重量輕；重量輕；(5)(5)缺點：不可拆、產(chǎn)生應(yīng)力、粗晶等缺陷。缺點：不可拆、產(chǎn)生應(yīng)力、粗晶等缺陷。二.焊接過程 welding process （1）宏觀過程 a.引燃電弧 b.焊件邊緣和焊條熔化形成熔池。 c.熔池凝固形成焊縫。 （2）冶金過程： a.空氣在電弧下為原子態(tài)：o、n、h、 o與金屬反應(yīng)，生成feo 、mno 、 sio2 等，降低機械性能；n和h則形成氣孔使 材料變脆。 b.為保證焊縫性能不低于母材，采取措施： 1）阻止空氣侵入焊區(qū)藥皮、焊劑和保護 氣體。 2）添加有益元素：錳、硅等。 3）對熔

4、池脫氧、脫磷和脫硫。 使用直流電源焊接時有正接、反接兩種：使用直流電源焊接時有正接、反接兩種： 正接：正極接工件正接：正極接工件工件溫度可稍高一些。工件溫度可稍高一些。 反接：負極接工件，工件溫度可稍低一些。反接：負極接工件，工件溫度可稍低一些。 對堿性焊條、熔化極氬弧焊、二氧化碳氣體保護對堿性焊條、熔化極氬弧焊、二氧化碳氣體保護焊及薄板的焊接，采用反接。焊及薄板的焊接，采用反接。 交流焊機、無正反接特點，溫度均為交流焊機、無正反接特點，溫度均為2500k2500k。 焊機的空載電壓就是焊接時引弧電壓，一般為焊機的空載電壓就是焊接時引弧電壓，一般為505090v90v，電弧穩(wěn)定燃燒時電壓為電弧

5、電壓。電弧，電弧穩(wěn)定燃燒時電壓為電弧電壓。電弧長度越大，電弧電壓也越高，一般為長度越大，電弧電壓也越高，一般為16 16 35v35v。第二節(jié)第二節(jié) 焊接接頭的組織與性能焊接接頭的組織與性能一、焊接工件上溫度的變化與分布一、焊接工件上溫度的變化與分布 各點處由：常溫各點處由：常溫較高溫度較高溫度常溫常溫 固態(tài)固態(tài) 液態(tài)液態(tài) 固態(tài)固態(tài) 溫度變化如溫度變化如4-34-3圖圖二、焊接接頭組織與性能二、焊接接頭組織與性能1.接頭組成及熱循環(huán) a）組成：焊縫+熔合區(qū)+熱影響區(qū) b）熱循環(huán)：接頭某點在焊接過程中溫度隨時間 變化。 以低碳鋼為例以低碳鋼為例 p p132132 圖圖4-44-4中，左圖是焊件

6、的橫截中，左圖是焊件的橫截面，右圖是鐵碳狀態(tài)圖的一部分面，右圖是鐵碳狀態(tài)圖的一部分 a)a)組織組織：鑄態(tài)鑄態(tài)組織；組織；b)b)性能性能：沒有缺陷沒有缺陷前提下，前提下，性能不低于母材性能不低于母材。3.3.熔合區(qū)和熱影響區(qū)組織和性能熔合區(qū)和熱影響區(qū)組織和性能(1)(1)熔合區(qū)（熔合區(qū)（0.1-1.0mm0.1-1.0mm）a)a)組織：被加熱到固相線和液相線之間，組織：被加熱到固相線和液相線之間，部分部分 熔化后熔化后結(jié)晶結(jié)晶、部分組織過熱部分組織過熱。b)b)性能：成分不均，晶粒粗大，性能：成分不均，晶粒粗大，性能嚴重降低。性能嚴重降低。2.2.焊縫組織和性能焊縫組織和性能 struct

7、ure structure and property of jointand property of joint低碳鋼焊縫組織變化低碳鋼焊縫組織變化焊縫柱狀樹枝晶組織焊縫柱狀樹枝晶組織焊縫宏觀偏析與成形系數(shù)關(guān)系焊縫宏觀偏析與成形系數(shù)關(guān)系(2)(2)熱影響區(qū)熱影響區(qū) zone of heat affectingzone of heat affectinga)a)低碳鋼熱影響區(qū)：低碳鋼熱影響區(qū)：過熱區(qū)過熱區(qū)+ +正火區(qū)正火區(qū)+ +部分相變區(qū)部分相變區(qū)1 1）過熱區(qū)）過熱區(qū)overheated zoneoverheated zone 組織：被加熱組織：被加熱11001100以上，形成粗大以上，形成粗

8、大過熱組過熱組 織織； 性能：大大性能：大大降低其塑性和沖擊韌性降低其塑性和沖擊韌性，熱影響區(qū)，熱影響區(qū) 中中性能最差性能最差區(qū)域。區(qū)域。2 2）正火區(qū)）正火區(qū)normalized zonenormalized zone 組織：被加熱到組織：被加熱到ac3-1100ac3-1100之間，相當(dāng)于進行之間，相當(dāng)于進行 正火處理正火處理； 性能：綜合機械性能性能：綜合機械性能優(yōu)于母材優(yōu)于母材。3)3)部分相變區(qū)部分相變區(qū) partial phase transformation zonepartial phase transformation zone 組織：被加熱到組織：被加熱到ac1-ac3ac

9、1-ac3，部分組織轉(zhuǎn)變部分組織轉(zhuǎn)變，組織，組織 不均不均 性能：組織不均，性能也性能：組織不均，性能也較差較差。 b)b)易淬火鋼熱影響區(qū)易淬火鋼熱影響區(qū)（淬火區(qū)淬火區(qū)+ +部分淬火區(qū)部分淬火區(qū)） 1)1)淬火區(qū)淬火區(qū) 組織：被加熱組織：被加熱ac3ac3線以上，淬火后形成線以上，淬火后形成馬氏體馬氏體； 性能：機械性能性能：機械性能嚴重下降嚴重下降，易引起冷裂。，易引起冷裂。 2)2)部分淬火區(qū)部分淬火區(qū) 組織：加熱在組織：加熱在ac1-ac3ac1-ac3之間，之間，部分形成馬氏體；部分形成馬氏體； 性能：脆性增加，機械性能性能：脆性增加，機械性能下降下降。對對低碳鋼低碳鋼，接頭，接頭熔

10、合區(qū)熔合區(qū)和和過熱區(qū)性能最差過熱區(qū)性能最差。注意：注意： 焊接熱影響區(qū)的大小和組織、性能變化的程度：焊接熱影響區(qū)的大小和組織、性能變化的程度：決定于焊接方法、焊接參數(shù)、接頭形式和焊后冷決定于焊接方法、焊接參數(shù)、接頭形式和焊后冷卻速度等因素。卻速度等因素。 增加焊接速度或減少焊接電流都能減少焊接熱影增加焊接速度或減少焊接電流都能減少焊接熱影響區(qū)響區(qū) 。表表4-14-1焊接熱影響區(qū)的平均尺寸焊接熱影響區(qū)的平均尺寸三、改善焊接熱影響區(qū)組織和性能的方法三、改善焊接熱影響區(qū)組織和性能的方法 焊接熱影響區(qū)在電弧焊焊接接頭中是不可避免的。焊接熱影響區(qū)在電弧焊焊接接頭中是不可避免的。 用焊條電弧焊或埋弧焊方法

11、焊接一般低碳鋼結(jié)構(gòu)用焊條電弧焊或埋弧焊方法焊接一般低碳鋼結(jié)構(gòu)時，熱影響區(qū)較窄，危害性較小，焊后不進行熱時，熱影響區(qū)較窄，危害性較小，焊后不進行熱處理即可使用。處理即可使用。 對焊后不能進行熱處理金屬材料或構(gòu)件，則只能對焊后不能進行熱處理金屬材料或構(gòu)件，則只能在正確選擇焊接方法與焊接工藝上來減少焊接熱在正確選擇焊接方法與焊接工藝上來減少焊接熱影響區(qū)的范圍。影響區(qū)的范圍。 但對重要的碳鋼構(gòu)件、合金鋼構(gòu)件、電渣焊焊接但對重要的碳鋼構(gòu)件、合金鋼構(gòu)件、電渣焊焊接的構(gòu)件為消除熱影響區(qū)影響，一般采用焊后正火的構(gòu)件為消除熱影響區(qū)影響，一般采用焊后正火處理。處理。第三節(jié)第三節(jié) 焊接應(yīng)力與變形焊接應(yīng)力與變形 注意

12、：焊接過程中，焊縫被加熱處于液態(tài)，相鄰注意：焊接過程中，焊縫被加熱處于液態(tài)，相鄰的金屬加熱到很高的溫度，然后再快速冷卻下來，的金屬加熱到很高的溫度，然后再快速冷卻下來，各點處溫度不同，冷卻速度也不相同，在熱脹冷各點處溫度不同，冷卻速度也不相同，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?；蛄鸭y。 焊縫是靠一個移動的點熱源加熱，然后逐次冷卻焊縫是靠一個移動的點熱源加熱，然后逐次冷卻下來形成的，因此應(yīng)力的形成、大小和分布狀況下來形成的，因此應(yīng)力的形成、大小和分布狀況較復(fù)雜。較復(fù)雜。 假定整條焊縫同時形成，則應(yīng)力分布如圖假定整條焊縫同時形成，則

13、應(yīng)力分布如圖4-54-5。 注意：注意：在焊接過程中，和焊接結(jié)束后受力是不一在焊接過程中，和焊接結(jié)束后受力是不一樣的。焊接過程中旁邊的金屬阻礙焊縫金屬膨脹；樣的。焊接過程中旁邊的金屬阻礙焊縫金屬膨脹；焊后，阻礙收縮。焊后，阻礙收縮。 注意：注意：焊接應(yīng)力的存在將影響焊接構(gòu)件的使用性焊接應(yīng)力的存在將影響焊接構(gòu)件的使用性能，承載能力大為降低，對于接觸腐蝕性介質(zhì)的能，承載能力大為降低，對于接觸腐蝕性介質(zhì)的焊件，應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象加劇，減少使用期限。焊件，應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象加劇，減少使用期限。注意：對于承受重載的重要構(gòu)件、壓力容器等，焊接注意：對于承受重載的重要構(gòu)件、壓力容器等，焊接應(yīng)力的防止和消除，方法：應(yīng)力的

14、防止和消除，方法： 選擇塑性好的材料。（結(jié)構(gòu)設(shè)計時）選擇塑性好的材料。（結(jié)構(gòu)設(shè)計時） 避免焊縫密集交叉，焊縫過長，截面過大。（結(jié)避免焊縫密集交叉，焊縫過長，截面過大。（結(jié) 構(gòu)設(shè)計時）構(gòu)設(shè)計時） 預(yù)熱減小溫差，減小應(yīng)力較為有效。（焊前）預(yù)熱減小溫差，減小應(yīng)力較為有效。（焊前） 合理的焊接次序。（施焊中）合理的焊接次序。（施焊中） 小能量焊接或錘擊焊縫。（施焊中）小能量焊接或錘擊焊縫。（施焊中） 去應(yīng)力退火，去應(yīng)力較為徹底。（焊后）去應(yīng)力退火，去應(yīng)力較為徹底。（焊后） 水壓試驗或振動法。（焊后）水壓試驗或振動法。（焊后） 焊接變形：由焊接應(yīng)力引起。焊接變形：由焊接應(yīng)力引起。 變形種類：收縮變形、角

15、變形、彎曲變形、扭曲變形種類：收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形、波浪變形（圖變形、波浪變形（圖4-7 4-7 ） 焊件產(chǎn)生焊件產(chǎn)生變形變形主要由焊接應(yīng)力引起的，預(yù)防焊接主要由焊接應(yīng)力引起的，預(yù)防焊接應(yīng)力的措施對防止焊接變形有時是有效的。應(yīng)力的措施對防止焊接變形有時是有效的。 當(dāng)對焊件的變形有較高的限定時防止變形措施：當(dāng)對焊件的變形有較高的限定時防止變形措施：a.a.結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)采用：對稱結(jié)構(gòu)或大剛度結(jié)構(gòu)、焊結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)采用：對稱結(jié)構(gòu)或大剛度結(jié)構(gòu)、焊縫對稱分布結(jié)構(gòu)?？p對稱分布結(jié)構(gòu)。b.b.施焊中：采用反變形措施或剛性夾持方法（剛性施焊中：采用反變形措施或剛性夾持方法（剛性夾持不適于淬硬性較大

16、的鋼結(jié)構(gòu)和鑄鐵夾持不適于淬硬性較大的鋼結(jié)構(gòu)和鑄鐵 件）。件）。c.c.焊后：機械校正、火焰加熱矯正焊后：機械校正、火焰加熱矯正圖圖4-8 4-8 平板焊接的反變形平板焊接的反變形 焊接應(yīng)力過大的嚴重后果是焊件（工件）產(chǎn)生裂紋，焊接應(yīng)力過大的嚴重后果是焊件（工件）產(chǎn)生裂紋，危害極大，對重要工件焊后應(yīng)探傷。危害極大，對重要工件焊后應(yīng)探傷。 焊接裂紋與下列因素有關(guān)：焊接裂紋與下列因素有關(guān)： a.a.焊接材料的成分（如硫、磷含量高）有關(guān)；焊接材料的成分（如硫、磷含量高）有關(guān)； b.b.焊縫金屬的結(jié)晶特點（結(jié)晶區(qū)間要小）有關(guān)；焊縫金屬的結(jié)晶特點（結(jié)晶區(qū)間要?。┯嘘P(guān)； c.c.含氫量的多少有關(guān)。含氫量的多

17、少有關(guān)。 防止裂紋焊接中應(yīng)：合理選材、采取措施減少應(yīng)力、防止裂紋焊接中應(yīng)：合理選材、采取措施減少應(yīng)力、選用合理的焊接工藝、焊接參數(shù)，如：采用堿性焊選用合理的焊接工藝、焊接參數(shù)，如：采用堿性焊條、小能量焊接、預(yù)熱、合理的焊接次序等條、小能量焊接、預(yù)熱、合理的焊接次序等第四節(jié)第四節(jié) 焊條電弧焊焊條電弧焊 焊條電弧焊（即手工電弧焊）適于高強度鋼、鑄焊條電弧焊（即手工電弧焊）適于高強度鋼、鑄鋼、鑄鐵、和非鐵合金，其焊接接頭可與工件的鋼、鑄鐵、和非鐵合金，其焊接接頭可與工件的強度相近，是焊接生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的焊接方法。強度相近，是焊接生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的焊接方法。一、焊條電弧焊的焊接過程一、焊條電弧焊的焊

18、接過程 電弧在工件和焊條之間燃燒，產(chǎn)生高溫，電弧熱電弧在工件和焊條之間燃燒，產(chǎn)生高溫，電弧熱使工件、焊芯同時熔化，形成熔池。同時藥皮熔使工件、焊芯同時熔化，形成熔池。同時藥皮熔化和分解?；头纸?。 過程：藥皮熔化過程：藥皮熔化進入熔池發(fā)生反應(yīng)進入熔池發(fā)生反應(yīng)形成熔渣形成熔渣保護熔化金屬；藥皮分解保護熔化金屬；藥皮分解co2,co,h2co2,co,h2等氣體等氣體圍繞在電弧周圍圍繞在電弧周圍保護熔化金屬。保護熔化金屬。 焊縫質(zhì)量有很多因數(shù)決定，如母材焊縫質(zhì)量有很多因數(shù)決定，如母材 金屬和焊條質(zhì)金屬和焊條質(zhì)量、焊前的清理程度、焊時電弧的穩(wěn)定情況、焊量、焊前的清理程度、焊時電弧的穩(wěn)定情況、焊接參數(shù)

19、、焊接操作技術(shù)、焊后冷卻速度、以及接參數(shù)、焊接操作技術(shù)、焊后冷卻速度、以及 焊焊后熱處理等。后熱處理等。二、電焊條二、電焊條焊芯：起導(dǎo)電和填充焊縫作用，直徑最小為焊芯：起導(dǎo)電和填充焊縫作用，直徑最小為1.61.6，最大為最大為8 8。常用。常用3.2 3.2 55。焊條藥皮焊條藥皮 主要作用：提高電弧穩(wěn)定性；防止空氣對熔化金主要作用：提高電弧穩(wěn)定性；防止空氣對熔化金屬的有害屬的有害 作作 用；對溶池脫氧，加入合金元素，用；對溶池脫氧，加入合金元素，以保證焊以保證焊 縫金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能?？p金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能。注意：注意：藥皮中含有錳可增加強度，減少硫的熱脆影響藥皮中含有錳可增加強度

20、，減少硫的熱脆影響（脫硫）。（脫硫）。焊條的種類、型號和牌號焊條的種類、型號和牌號 焊條有七大類：碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不焊條有七大類：碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、銅焊條、鋁焊銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、銅焊條、鋁焊條條 焊條的型號、牌號關(guān)系焊條的型號、牌號關(guān)系 東工機械零件設(shè)計手東工機械零件設(shè)計手冊冊 p682 p682 表表8-39 8-39 碳鋼焊條碳鋼焊條 j422注意：注意： 焊條型號是國家標(biāo)準(zhǔn)中的焊條代號焊條型號是國家標(biāo)準(zhǔn)中的焊條代號 焊條牌號是焊接行業(yè)的焊條代號，注意型號和牌號焊條牌號是焊接行業(yè)的焊條代號，注意型號和牌號的對應(yīng)關(guān)系的對應(yīng)關(guān)系 按熔渣

21、性質(zhì)，焊條可分為兩類：按熔渣性質(zhì)，焊條可分為兩類：a.a.酸性焊條：藥皮熔渣中的酸性氧化物較多，適于各酸性焊條：藥皮熔渣中的酸性氧化物較多，適于各種電源，成本低，但焊縫的塑性、韌性稍差，操作種電源，成本低，但焊縫的塑性、韌性稍差，操作性好，性好， 滲合金作用弱不宜焊接受動載荷和要求高滲合金作用弱不宜焊接受動載荷和要求高強度的強度的 重要結(jié)構(gòu)件重要結(jié)構(gòu)件b.b.堿性焊條：熔渣中堿性氧化物多，一般采用直流電堿性焊條：熔渣中堿性氧化物多，一般采用直流電源。焊縫塑性、韌性好，抗沖擊能力強，價格較高，源。焊縫塑性、韌性好，抗沖擊能力強，價格較高，操作操作 性差，故只適于焊接重要結(jié)構(gòu)件。性差，故只適于焊接

22、重要結(jié)構(gòu)件。焊條選用原則焊條選用原則 選用焊條通常是根據(jù)焊件化學(xué)成分、力學(xué)性能、選用焊條通常是根據(jù)焊件化學(xué)成分、力學(xué)性能、抗裂性、耐腐蝕性、以及耐高溫性能等要求選用相應(yīng)抗裂性、耐腐蝕性、以及耐高溫性能等要求選用相應(yīng)的焊條種類。的焊條種類。(1)(1)低碳鋼、普通低合金鋼構(gòu)件低碳鋼、普通低合金鋼構(gòu)件 焊縫與母材等強度。焊縫與母材等強度。 注意：鋼材按屈服強度定等級，結(jié)構(gòu)鋼焊條的等級是注意：鋼材按屈服強度定等級，結(jié)構(gòu)鋼焊條的等級是指焊縫金屬抗拉強度最低保證值。指焊縫金屬抗拉強度最低保證值。(2)(2)同一強度等級酸堿性焊條的選用同一強度等級酸堿性焊條的選用 堿性焊條：要求塑性好、沖擊韌性高、抗裂性

23、好、低堿性焊條：要求塑性好、沖擊韌性高、抗裂性好、低溫性好。溫性好。 酸性焊條：受力不復(fù)雜，母材質(zhì)量較好，盡量選酸性焊條：受力不復(fù)雜，母材質(zhì)量較好，盡量選用較便宜的酸性焊條。用較便宜的酸性焊條。(3)(3)低碳鋼與低合金鋼焊接，按接頭中強度較低者選低碳鋼與低合金鋼焊接，按接頭中強度較低者選焊條。焊條。(4)(4)鑄鋼易裂一般應(yīng)選堿性，且采用適當(dāng)工藝，如預(yù)鑄鋼易裂一般應(yīng)選堿性，且采用適當(dāng)工藝，如預(yù)熱。熱。(5)(5)特殊性能要求鋼，選相應(yīng)焊條，以保證焊縫主要特殊性能要求鋼，選相應(yīng)焊條，以保證焊縫主要化學(xué)成分、性能與母材相同?；瘜W(xué)成分、性能與母材相同。第五節(jié)第五節(jié) 埋弧焊埋弧焊一、埋弧焊的焊接過程

24、一、埋弧焊的焊接過程 焊絲不斷地被送絲機構(gòu)送入焊絲不斷地被送絲機構(gòu)送入 電弧區(qū)，并保持選定的弧長。電弧區(qū)，并保持選定的弧長。 焊接時焊機移動或工件移動，焊接時焊機移動或工件移動， 焊劑從漏斗中不斷流出灑在焊劑從漏斗中不斷流出灑在 被焊部位，電弧在焊劑下燃被焊部位，電弧在焊劑下燃 燒，熔化后形成熔渣覆蓋在燒，熔化后形成熔渣覆蓋在 焊縫表面。焊縫表面。 電弧燃燒后，工件和焊絲形成較大體積的熔池，電弧燃燒后，工件和焊絲形成較大體積的熔池，熔池金屬被電弧氣體排擠向后堆積形成焊縫。由熔池金屬被電弧氣體排擠向后堆積形成焊縫。由于高溫焊劑被熔化成熔渣，與熔池金屬發(fā)生物理于高溫焊劑被熔化成熔渣，與熔池金屬發(fā)生

25、物理化學(xué)作用。部分焊劑被蒸發(fā)形成氣體，將電弧周化學(xué)作用。部分焊劑被蒸發(fā)形成氣體，將電弧周圍熔渣排開，形成一個封閉的熔渣泡。它具有一圍熔渣排開，形成一個封閉的熔渣泡。它具有一定粘度，能承受一定壓力，保護熔定粘度，能承受一定壓力，保護熔 池，不與空氣池，不與空氣接觸，又防止了金屬飛濺。接觸，又防止了金屬飛濺。 焊絲上沒有涂料，允許提高電流密度，電流密度焊絲上沒有涂料，允許提高電流密度，電流密度增加，電弧吹力也增增加，電弧吹力也增 加，同時熱量也增加，熔池加，同時熱量也增加，熔池深度大，熔池體積也大。深度大，熔池體積也大。二、埋弧焊特點二、埋弧焊特點 生產(chǎn)率高：電流大可使生產(chǎn)率提高；更換焊絲的時生產(chǎn)

26、率高：電流大可使生產(chǎn)率提高；更換焊絲的時間較節(jié)約。間較節(jié)約。 焊接質(zhì)量高而穩(wěn)定：電弧區(qū)保護嚴密，熔池保持液焊接質(zhì)量高而穩(wěn)定：電弧區(qū)保護嚴密，熔池保持液態(tài)時間較長，冶金過程進行較完善焊接參數(shù)能自動態(tài)時間較長，冶金過程進行較完善焊接參數(shù)能自動控制。控制。 節(jié)省金屬材料：因熔池較大，節(jié)省金屬材料：因熔池較大，202025mm25mm以下的工件以下的工件可不開坡口進行焊接?？刹婚_坡口進行焊接。 改善了勞動條件：看不見弧光，煙霧很少，可改善改善了勞動條件：看不見弧光，煙霧很少，可改善了勞動條件了勞動條件 ，可進行自動焊接。，可進行自動焊接。 設(shè)備費用較貴，工藝裝備較復(fù)雜。只適于焊接長的設(shè)備費用較貴，工藝

27、裝備較復(fù)雜。只適于焊接長的直線焊縫，較大直徑環(huán)形和縱向焊縫。厚板為主，直線焊縫，較大直徑環(huán)形和縱向焊縫。厚板為主，薄板焊接受到限制。薄板焊接受到限制。三、焊絲與焊劑三、焊絲與焊劑 埋弧焊劑可分為熔煉焊絲和陶質(zhì)焊劑兩大類。熔煉焊劑又埋弧焊劑可分為熔煉焊絲和陶質(zhì)焊劑兩大類。熔煉焊劑又可分為高錳、中錳低錳和無錳幾種。大批大量常用熔煉焊可分為高錳、中錳低錳和無錳幾種。大批大量常用熔煉焊劑。劑。專用碳素鋼專用碳素鋼：（多用于壓力容器）：（多用于壓力容器）a3ga3ga3ra3r15g15g20g20g，沖擊韌性好，金屬表面和內(nèi)部缺陷少沖擊韌性好，金屬表面和內(nèi)部缺陷少 四、埋弧焊工藝四、埋弧焊工藝 要求：

28、下料、坡口加工要求較嚴，以保證組裝間要求：下料、坡口加工要求較嚴，以保證組裝間隙均勻，焊前將焊縫兩側(cè)隙均勻，焊前將焊縫兩側(cè)505060mm60mm內(nèi)一切污垢和內(nèi)一切污垢和鐵銹除掉，以免產(chǎn)生氣孔。鐵銹除掉，以免產(chǎn)生氣孔。 一般在平焊位置焊接。對一般在平焊位置焊接。對20mm20mm以下工件可單面焊，以下工件可單面焊，如有要求可雙面焊。如有要求可雙面焊。 對對20mm20mm以上工件可雙面焊，或開坡口單面焊。焊以上工件可雙面焊，或開坡口單面焊。焊縫兩頭應(yīng)加引弧板和引出板，焊后去除。縫兩頭應(yīng)加引弧板和引出板，焊后去除。 為保持焊縫成型和防止燒穿，焊接時要用焊劑墊。為保持焊縫成型和防止燒穿，焊接時要用

29、焊劑墊。埋弧焊主要用于長縫焊接。埋弧焊主要用于長縫焊接。第六節(jié)第六節(jié)氣體保護焊氣體保護焊一、氬弧焊一、氬弧焊 氬弧焊以氬氣作保護氣體的電弧焊，焊接質(zhì)量較氬弧焊以氬氣作保護氣體的電弧焊，焊接質(zhì)量較高。因為氬氣是惰性氣體，在高溫下不與金屬起高。因為氬氣是惰性氣體，在高溫下不與金屬起化學(xué)反應(yīng)，也不溶于金屬，所以氬弧焊的質(zhì)量比化學(xué)反應(yīng)，也不溶于金屬，所以氬弧焊的質(zhì)量比較高。較高。 按所用的電極不同，按所用的電極不同， 氬弧焊可分為不熔化極氬弧氬弧焊可分為不熔化極氬弧焊和熔化極氬弧焊兩種。焊和熔化極氬弧焊兩種。1.1.不熔化極氬弧焊：不熔化極氬弧焊： 鈰鎢棒作電極，只適于厚度鈰鎢棒作電極，只適于厚度6m

30、m6mm以下工件焊接以下工件焊接3mm3mm以下薄件時，常用卷邊（彎邊）直接焊接。焊接以下薄件時，常用卷邊（彎邊）直接焊接。焊接較厚工件時，需添加填充金屬。較厚工件時，需添加填充金屬。 焊接鋼材時，焊接鋼材時， 多用直流正接以減少鎢極的燒損。多用直流正接以減少鎢極的燒損。 焊接鋁、鎂及其合金時則希望用直流反接或交流焊接鋁、鎂及其合金時則希望用直流反接或交流電源。電源。2.2.熔化極氬弧焊：熔化極氬弧焊： 以連續(xù)送進的焊絲作為電極進行焊接。此時可用以連續(xù)送進的焊絲作為電極進行焊接。此時可用較大電流焊接厚度較大電流焊接厚度 25mm25mm以下工件。對氬氣要求純以下工件。對氬氣要求純度度99.79

31、9.7以上，焊前必須把接頭表面清理干凈。以上，焊前必須把接頭表面清理干凈。 特點：特點：1.1.適于各種合金鋼、易氧化的非鐵合金及鎬、鉬等適于各種合金鋼、易氧化的非鐵合金及鎬、鉬等稀有金屬。稀有金屬。2.2.電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊縫致密，表面沒有熔渣，電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊縫致密，表面沒有熔渣，成型美觀。成型美觀。3.3.明弧可見，易于操作，易實現(xiàn)全位置自動焊接。明弧可見，易于操作，易實現(xiàn)全位置自動焊接。4.4.熱量集中，熔池小，熱影響區(qū)窄，因而工件變形熱量集中，熔池小，熱影響區(qū)窄，因而工件變形小。小。 目前主要用于：焊接鋁、鎂、鈦及其合金，也用目前主要用于：焊接鋁、鎂、鈦及其合金，也用于焊接不銹

32、鋼、耐熱鋼、一些重要低合金鋼。于焊接不銹鋼、耐熱鋼、一些重要低合金鋼。補充：二氧化碳氣體保護焊補充：二氧化碳氣體保護焊 以以coco2 2 作為保護氣體的電弧焊。焊絲作極，焊絲作為保護氣體的電弧焊。焊絲作極，焊絲的送進靠送絲機構(gòu)實現(xiàn)。的送進靠送絲機構(gòu)實現(xiàn)。 coco2 2是氧化性氣體，在電弧熱作用下分解為是氧化性氣體，在電弧熱作用下分解為coco和和【o o】?！尽?。【o o】和熔池中的鐵、碳及其他合金元素】和熔池中的鐵、碳及其他合金元素作用易造成氣孔和強烈的飛濺，還使焊縫含氧量作用易造成氣孔和強烈的飛濺，還使焊縫含氧量增加，并燒損。為保證焊接質(zhì)量和焊縫合金成分，增加，并燒損。為保證焊接質(zhì)量和

33、焊縫合金成分，古采用含錳、硅較高的焊絲。古采用含錳、硅較高的焊絲。 特點特點1.1.成本低成本低 co2co2價格低。價格低。 2.2.生產(chǎn)率高生產(chǎn)率高 焊絲的焊絲的送進是機械化或自動化；電流密度大，電弧熱量集送進是機械化或自動化；電流密度大，電弧熱量集中，故焊接速度較快；焊后無渣殼，中，故焊接速度較快；焊后無渣殼， 節(jié)約了清理節(jié)約了清理時間。時間。3.3.操作性能好操作性能好 明弧焊接，易于觀察。明弧焊接，易于觀察。 適于各種位適于各種位置的焊接。置的焊接。4.4.質(zhì)量較好質(zhì)量較好 焊接熱影響區(qū)較小，變形和產(chǎn)生裂紋焊接熱影響區(qū)較小，變形和產(chǎn)生裂紋的傾向小。的傾向小。5.5.飛濺較嚴重，焊縫不

34、夠光滑，易有氣孔。飛濺較嚴重，焊縫不夠光滑，易有氣孔。 主要用于主要用于30mm30mm以下低碳鋼、部分低合金鋼焊件，尤以下低碳鋼、部分低合金鋼焊件，尤其適宜薄板。其適宜薄板。第二章第二章 其它常用焊接方法其它常用焊接方法第一節(jié)第一節(jié) 電阻焊電阻焊一、點焊一、點焊 焊接時電極壓緊工件，接通電流，電阻熱使局部金屬焊接時電極壓緊工件，接通電流，電阻熱使局部金屬熔化形成熔核，斷電后繼續(xù)保熔化形成熔核，斷電后繼續(xù)保 持壓力或加大壓力，持壓力或加大壓力，使熔核凝固形成焊點。使熔核凝固形成焊點。 分流現(xiàn)象：一個點焊好后，焊另一個點，有一部分電分流現(xiàn)象：一個點焊好后，焊另一個點，有一部分電流流經(jīng)已焊好的點處

35、，稱為分流現(xiàn)象。流流經(jīng)已焊好的點處，稱為分流現(xiàn)象。 焊接質(zhì)量的主要因素有焊接電流、通電時間、電極壓焊接質(zhì)量的主要因素有焊接電流、通電時間、電極壓力及工件表面清理情況等。力及工件表面清理情況等。 工件越厚，焊件導(dǎo)電性越好分流現(xiàn)象越工件越厚，焊件導(dǎo)電性越好分流現(xiàn)象越 嚴重影響焊接質(zhì)量。所以點焊有焊點間最小距離限制。嚴重影響焊接質(zhì)量。所以點焊有焊點間最小距離限制。 點焊焊接規(guī)范有硬規(guī)范和軟規(guī)范。點焊焊接規(guī)范有硬規(guī)范和軟規(guī)范。 硬規(guī)范硬規(guī)范指在較短時間內(nèi)通以大電流的規(guī)范，生產(chǎn)指在較短時間內(nèi)通以大電流的規(guī)范，生產(chǎn)率高，焊件變形率高，焊件變形 小適合焊接導(dǎo)熱性能較好的金屬。小適合焊接導(dǎo)熱性能較好的金屬。

36、軟規(guī)范軟規(guī)范是指在較是指在較 長的時間內(nèi)通以較小的電流。生長的時間內(nèi)通以較小的電流。生產(chǎn)率較低，適合焊產(chǎn)率較低，適合焊 接有淬硬傾向的金屬。接有淬硬傾向的金屬。課本課本p p169169 表表4-64-6點焊的焊點最小距離點焊的焊點最小距離 電極壓力應(yīng)選擇適當(dāng)，壓力大時，可消除熔核凝電極壓力應(yīng)選擇適當(dāng)，壓力大時，可消除熔核凝固時可能產(chǎn)生的縮松縮孔，但電極和工件間的接固時可能產(chǎn)生的縮松縮孔，但電極和工件間的接觸電阻減小，影響電阻熱。觸電阻減小，影響電阻熱。 工件表面狀態(tài)對焊接質(zhì)量影響很大，可對工件進工件表面狀態(tài)對焊接質(zhì)量影響很大，可對工件進行行 酸洗、噴砂或打磨處理。酸洗、噴砂或打磨處理。 點焊

37、主要適于厚度為點焊主要適于厚度為4mm4mm以下的薄板、沖壓結(jié)構(gòu)以以下的薄板、沖壓結(jié)構(gòu)以及線材的焊接。每次焊一個或多個點。及線材的焊接。每次焊一個或多個點。 二、縫焊二、縫焊 縫焊和點焊過程相似，只是用旋轉(zhuǎn)的圓盤狀滾動縫焊和點焊過程相似，只是用旋轉(zhuǎn)的圓盤狀滾動電極電極 代替柱狀電極。盤狀電極壓緊焊件并滾動，代替柱狀電極。盤狀電極壓緊焊件并滾動，同時也帶動焊件向前移動配合斷續(xù)通電，形成連同時也帶動焊件向前移動配合斷續(xù)通電，形成連續(xù)重疊的焊縫。焊點相互重疊續(xù)重疊的焊縫。焊點相互重疊5050 以上，密封性以上，密封性好主要用于要求密封性好的薄壁結(jié)構(gòu)?？p焊只適好主要用于要求密封性好的薄壁結(jié)構(gòu)?？p焊只適

38、用于用于3mm3mm以下的薄壁結(jié)構(gòu)。以下的薄壁結(jié)構(gòu)。圖圖4-28 4-28 縫焊示意圖縫焊示意圖三、對焊三、對焊1.1.電阻對焊電阻對焊 將兩個工件裝夾在對焊機的電機鉗口中，使兩個將兩個工件裝夾在對焊機的電機鉗口中，使兩個工件的端面接觸，并壓緊，然后通電，產(chǎn)生電阻工件的端面接觸，并壓緊，然后通電，產(chǎn)生電阻 熱加熱到塑性狀態(tài)，再施以較大的力，并同時斷熱加熱到塑性狀態(tài)，再施以較大的力，并同時斷 電，使接頭在高溫下產(chǎn)生一定的塑性變形而焊接電，使接頭在高溫下產(chǎn)生一定的塑性變形而焊接起來。對焊接頭較光滑，對焊前應(yīng)認真清理端面，起來。對焊接頭較光滑，對焊前應(yīng)認真清理端面，否則易發(fā)生連接不牢現(xiàn)象。此外，高溫

39、端面易氧否則易發(fā)生連接不牢現(xiàn)象。此外，高溫端面易氧化，質(zhì)量不易保證。電阻對焊一般只用于焊接截化，質(zhì)量不易保證。電阻對焊一般只用于焊接截面形狀簡單，直徑或邊長小于面形狀簡單，直徑或邊長小于20mm20mm強度要求不高強度要求不高的工件。的工件。2.2.閃光對焊閃光對焊 將兩工件稍加清理后夾在電極鉗口內(nèi)，輕微接觸，將兩工件稍加清理后夾在電極鉗口內(nèi)，輕微接觸，工件表面不平，使某些點接觸，通以電流，工件表面不平，使某些點接觸，通以電流， 接接觸點的金屬被迅速加熱熔化，甚至蒸發(fā)，液體觸點的金屬被迅速加熱熔化，甚至蒸發(fā)，液體 金金屬發(fā)生爆破，形成閃光，保持一定時間，迅速屬發(fā)生爆破，形成閃光，保持一定時間，

40、迅速 對對焊件施加頂鍛力，并切斷電源焊件在壓力作用下焊件施加頂鍛力，并切斷電源焊件在壓力作用下產(chǎn)生塑性變形而焊在一起。產(chǎn)生塑性變形而焊在一起。 閃光對焊質(zhì)量好，強度高，閃光火化會玷污其他閃光對焊質(zhì)量好，強度高，閃光火化會玷污其他設(shè)備與環(huán)境。接頭處焊后有毛刺需清理。設(shè)備與環(huán)境。接頭處焊后有毛刺需清理。 閃光對焊常用于重要工件的焊接，可焊相同金屬，閃光對焊常用于重要工件的焊接，可焊相同金屬，也可焊異種金屬，被焊工件小到也可焊異種金屬，被焊工件小到0.01mm0.01mm的金屬絲，的金屬絲，也可焊端面大到也可焊端面大到20000mm20000mm2 2的金屬棒和金屬型材。的金屬棒和金屬型材。 兩種對

41、焊焊件斷面應(yīng)盡量相同，圓棒直徑、方鋼兩種對焊焊件斷面應(yīng)盡量相同，圓棒直徑、方鋼邊長和管子壁厚之差均不應(yīng)超過邊長和管子壁厚之差均不應(yīng)超過2525。 對焊主要用于刀具、管子、鋼筋、鋼軌、錨鏈等對焊主要用于刀具、管子、鋼筋、鋼軌、錨鏈等的焊接。的焊接。第二節(jié)第二節(jié) 摩擦焊摩擦焊 摩擦焊是利用工件之間相互摩擦產(chǎn)生的熱量，同摩擦焊是利用工件之間相互摩擦產(chǎn)生的熱量，同時加壓而進行焊接的方法。方法是對工件施以壓時加壓而進行焊接的方法。方法是對工件施以壓力并轉(zhuǎn)動工件，產(chǎn)生熱量，驟然停止轉(zhuǎn)動工件并力并轉(zhuǎn)動工件，產(chǎn)生熱量，驟然停止轉(zhuǎn)動工件并加大壓力，使兩焊件產(chǎn)生塑性變形而焊接起來。加大壓力，使兩焊件產(chǎn)生塑性變形而

42、焊接起來。 摩擦焊接頭質(zhì)量好而且穩(wěn)定，可焊同種金屬，也摩擦焊接頭質(zhì)量好而且穩(wěn)定，可焊同種金屬，也可焊異種金屬，生產(chǎn)率高，電能消耗少，一次性可焊異種金屬，生產(chǎn)率高，電能消耗少，一次性投資大。摩擦焊廣泛用于圓形工件、棒料及管件投資大。摩擦焊廣泛用于圓形工件、棒料及管件類焊接。實心焊件的直徑為類焊接。實心焊件的直徑為2mm2mm100mm100mm，管類焊，管類焊件外徑最大可達件外徑最大可達150mm150mm。圖圖4-33 4-33 摩擦焊接頭示意圖摩擦焊接頭示意圖第三節(jié)第三節(jié) 釬焊釬焊 釬焊是利用熔點比焊件的釬料作為填充金屬，加釬焊是利用熔點比焊件的釬料作為填充金屬，加熱時釬料熔化而將焊件連接起

43、來的焊接方法。熱時釬料熔化而將焊件連接起來的焊接方法。一、硬釬焊一、硬釬焊 釬料熔點在釬料熔點在450450以上，接頭強度在以上，接頭強度在200mpa200mpa以以上。釬料有銅基、銀基和鎳基等。主要用于受力上。釬料有銅基、銀基和鎳基等。主要用于受力較大的鋼鐵和銅合金的焊件，如自行車架、帶鋸較大的鋼鐵和銅合金的焊件，如自行車架、帶鋸鋸條等以及工具、刀具的焊接鋸條等以及工具、刀具的焊接二、軟釬焊二、軟釬焊 釬料熔點在釬料熔點在450450以下，接頭強度較低，以下，接頭強度較低， 一般不一般不超過超過70mpa70mpa。只用于焊接受力不大、工作溫度較低。只用于焊接受力不大、工作溫度較低的工件。

44、常用的的工件。常用的 釬料是錫鉛合金，所以通常稱錫釬料是錫鉛合金，所以通常稱錫焊。焊。 常用的焊劑為松香或氯化鋅溶液，加熱方法有烙常用的焊劑為松香或氯化鋅溶液，加熱方法有烙鐵加熱、火焰加熱電阻加熱、感應(yīng)加熱、爐內(nèi)加鐵加熱、火焰加熱電阻加熱、感應(yīng)加熱、爐內(nèi)加熱等。主要用于制造精密儀表、電器部件異種金熱等。主要用于制造精密儀表、電器部件異種金屬構(gòu)件復(fù)雜薄板構(gòu)件等。屬構(gòu)件復(fù)雜薄板構(gòu)件等。 釬焊一般不適于鋼結(jié)構(gòu)件、重載動載零件的焊接。釬焊一般不適于鋼結(jié)構(gòu)件、重載動載零件的焊接。 圖圖4-334-33釬焊的接頭形式釬焊的接頭形式第四節(jié)第四節(jié) 電渣焊電渣焊 電渣焊：是利用電流通過熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作電渣焊

45、：是利用電流通過熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源進行焊接的方法。電渣焊一般都是在直立為熱源進行焊接的方法。電渣焊一般都是在直立位置焊接，兩個工件接頭相距位置焊接，兩個工件接頭相距252535mm35mm，固態(tài)溶，固態(tài)溶劑熔化后形成的渣池具有較大的電阻，當(dāng)電流劑熔化后形成的渣池具有較大的電阻，當(dāng)電流 通通過時產(chǎn)生大量的電阻熱，使渣池溫度保持在過時產(chǎn)生大量的電阻熱，使渣池溫度保持在1700170020002000焊接時焊絲不斷被送進并被熔化，焊接時焊絲不斷被送進并被熔化，熔池和渣池逐漸上升，冷卻塊也同時配合上升，熔池和渣池逐漸上升，冷卻塊也同時配合上升，從而使立焊縫由下向上順次形成。從而使立焊縫由下向上

46、順次形成。 電渣焊通常都是在垂直位置立焊，單絲不擺動電渣焊通常都是在垂直位置立焊，單絲不擺動 可可焊厚度焊厚度404060mm60mm，單絲擺動可焊厚度為，單絲擺動可焊厚度為6060150mm150mm，三絲擺動可焊三絲擺動可焊450mm450mm厚工件。厚工件。 特點：特點： 1)1)可一次焊很厚的工件；可一次焊很厚的工件；2)2)生產(chǎn)率高，成本低，工件不需要開坡口；生產(chǎn)率高，成本低，工件不需要開坡口；3)3)焊縫金屬比較純凈，電渣焊的熔池保護嚴密，保持焊縫金屬比較純凈，電渣焊的熔池保護嚴密，保持液態(tài)的時間較長冶金過程較完善，熔池中液態(tài)的時間較長冶金過程較完善，熔池中 的氣體的氣體和雜質(zhì)有充

47、分時間浮出；和雜質(zhì)有充分時間浮出；4)4)焊接后冷卻速度較慢，焊接應(yīng)力較小，相應(yīng)晶粒焊接后冷卻速度較慢，焊接應(yīng)力較小，相應(yīng)晶粒 粗大。一般要焊后熱處理，如正火處理。粗大。一般要焊后熱處理，如正火處理。 另外還有真空電子束焊接，激光焊接。另外還有真空電子束焊接，激光焊接。注意：注意： 鋼窗：手工電弧焊鋼窗：手工電弧焊 液化氣罐：埋弧焊，液化氣罐：埋弧焊，co2co2，氬弧焊，氬弧焊 不銹鋼罐：氬弧焊不銹鋼罐：氬弧焊 鋼管：鋼管：co2co2，手工電弧焊，對焊，閃光對焊，摩擦，手工電弧焊，對焊，閃光對焊，摩擦焊焊 電視機主板：軟釬焊（波峰焊）電視機主板：軟釬焊（波峰焊） 鋼軌對接：閃光對焊鋼軌對接

48、：閃光對焊第三章第三章 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接 第一節(jié)金屬材料的焊接性第一節(jié)金屬材料的焊接性一、焊接性的概念一、焊接性的概念 金屬材料的焊接性是指在限定的施工條件下金屬材料的焊接性是指在限定的施工條件下 , , 焊焊接成按規(guī)定設(shè)計要求的構(gòu)件接成按規(guī)定設(shè)計要求的構(gòu)件 , , 并滿足預(yù)定服役要并滿足預(yù)定服役要求的能力。即金屬材料在一定焊接工藝條件下求的能力。即金屬材料在一定焊接工藝條件下 , , 表現(xiàn)出來的焊接難易程度表現(xiàn)出來的焊接難易程度 。 金屬材料的焊接性不是一成不變的金屬材料的焊接性不是一成不變的 ， 同一種金同一種金屬材料屬材料 ， 采用不同的焊接方法、焊接材料及采用不同的

49、焊接方法、焊接材料及 焊焊接工藝接工藝 ( ( 包括預(yù)熱和熱處理等包括預(yù)熱和熱處理等 ) )， 其焊接性可其焊接性可能有很大差別。能有很大差別。 曾一度認為鈦的焊接性很不好曾一度認為鈦的焊接性很不好 ， 但自氬弧焊的但自氬弧焊的應(yīng)用比較成熟以后應(yīng)用比較成熟以后 ，鈦及其合金，鈦及其合金 的焊接結(jié)構(gòu)已的焊接結(jié)構(gòu)已在航空等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用。在航空等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用。 焊接性包括兩個方面：焊接性包括兩個方面： 一是工藝焊接性一是工藝焊接性 ，主要，主要是指焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，尤其是出是指焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，尤其是出 現(xiàn)現(xiàn)各種裂紋的可能性各種裂紋的可能性 ； 二是使用焊接性二是使用焊接

50、性 ， 主要主要是指焊接接頭在使用中的可靠性是指焊接接頭在使用中的可靠性 ， 包括焊接接包括焊接接頭的頭的 力學(xué)性能及其他特殊性能力學(xué)性能及其他特殊性能 ( ( 如耐熱、耐蝕如耐熱、耐蝕性能等性能等 ) ) 。 二、鋼材焊接性的估算方法二、鋼材焊接性的估算方法 實際焊接結(jié)構(gòu)所用的金屬材料絕大多數(shù)是鋼材。實際焊接結(jié)構(gòu)所用的金屬材料絕大多數(shù)是鋼材。影響鋼材焊接性的主要因素是化學(xué)成分。影響鋼材焊接性的主要因素是化學(xué)成分。 在各種元素中，在各種元素中， 碳的影響最為明顯碳的影響最為明顯 ，其他元素，其他元素的影響可折合成碳的的影響可折合成碳的 影響。因此可用碳當(dāng)量法來影響。因此可用碳當(dāng)量法來估算被焊鋼

51、材的焊接性。硫、磷對鋼材的焊接性估算被焊鋼材的焊接性。硫、磷對鋼材的焊接性能影響也很大，能影響也很大， 在各在各 種合格鋼材中，硫、磷含種合格鋼材中，硫、磷含量都受到嚴格限制量都受到嚴格限制 。二、鋼材焊接性的估算方法二、鋼材焊接性的估算方法 影響鋼材焊接性的主要因素是化學(xué)成分，碳的影影響鋼材焊接性的主要因素是化學(xué)成分，碳的影響最為明顯，其它元素影響可折合成碳的影響。響最為明顯，其它元素影響可折合成碳的影響。 計算公式見計算公式見p p157157 。 w(c)w(c)當(dāng)量當(dāng)量w(c)+w(mn)/6+(w(cr)+w(mo)w(c)+w(mn)/6+(w(cr)+w(mo) +w(v)/5+

52、w(ni)+w(cu)/15(+w(v)/5+w(ni)+w(cu)/15() ) 式中各元素符號為鋼中相應(yīng)元素的質(zhì)量百式中各元素符號為鋼中相應(yīng)元素的質(zhì)量百分數(shù)分數(shù)p p178178。 當(dāng)當(dāng)w(c) w(c) 當(dāng)量當(dāng)量 0.4% -0.6% 0.6%0.6%時，鋼材塑性較低，淬硬傾向很強，時，鋼材塑性較低，淬硬傾向很強， 焊接性不好。焊前工件必須預(yù)熱到較高溫度，焊接性不好。焊前工件必須預(yù)熱到較高溫度， 焊接焊接時要采取減少焊接應(yīng)力和防止開裂的工藝措施，焊時要采取減少焊接應(yīng)力和防止開裂的工藝措施，焊后要進行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，才能保證焊接接頭質(zhì)量后要進行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚拍鼙ＷC焊接接頭質(zhì)量 。 利用碳當(dāng)

53、量法估算鋼材焊接性是粗略的，利用碳當(dāng)量法估算鋼材焊接性是粗略的， 因為鋼因為鋼材的焊接性還受結(jié)構(gòu)剛度、焊后應(yīng)力條件、材的焊接性還受結(jié)構(gòu)剛度、焊后應(yīng)力條件、 環(huán)境環(huán)境溫度等因素的影響。溫度等因素的影響。 在實際工作中確定材料焊接性時，除初步在實際工作中確定材料焊接性時，除初步 估算外，估算外， 還應(yīng)根據(jù)實際情況進行抗裂試驗及焊接接頭使用還應(yīng)根據(jù)實際情況進行抗裂試驗及焊接接頭使用焊接性的實驗，焊接性的實驗， 為制訂合理的工藝規(guī)程提供依據(jù)。為制訂合理的工藝規(guī)程提供依據(jù)。第二節(jié)碳鋼的焊接第二節(jié)碳鋼的焊接 低碳鋼含碳量低碳鋼含碳量 0.25% 0.25% ， 其塑性好，一般沒有其塑性好，一般沒有淬硬傾向

54、，淬硬傾向， 對焊接過程不敏感，對焊接過程不敏感， 焊接性好。焊焊接性好。焊這類鋼時不需要采取特殊的工藝措施這類鋼時不需要采取特殊的工藝措施 ， 通常焊通常焊后也不需進行熱處理。后也不需進行熱處理。 厚度大于厚度大于 50 mm 50 mm 的低碳鋼結(jié)構(gòu)的低碳鋼結(jié)構(gòu) ， 常用大電流多常用大電流多層焊，層焊， 焊后應(yīng)進行消除內(nèi)應(yīng)力退火。低溫環(huán)境下焊后應(yīng)進行消除內(nèi)應(yīng)力退火。低溫環(huán)境下焊接剛度較大的結(jié)構(gòu)時焊接剛度較大的結(jié)構(gòu)時 ， 由于工件各部分溫差由于工件各部分溫差較大較大 ，變形又受到限制，變形又受到限制 ， 焊接過程容易產(chǎn)生較焊接過程容易產(chǎn)生較 大的應(yīng)力，有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件開裂大的應(yīng)力，有可能導(dǎo)致

55、結(jié)構(gòu)件開裂 , , 因此應(yīng)進行因此應(yīng)進行焊前預(yù)熱。焊前預(yù)熱。 低碳鋼可以用各種焊接方法進行焊接，低碳鋼可以用各種焊接方法進行焊接， 應(yīng)用最廣應(yīng)用最廣泛的是焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊和電阻焊泛的是焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊和電阻焊等。等。 采用熔焊法焊接結(jié)構(gòu)鋼時，采用熔焊法焊接結(jié)構(gòu)鋼時， 焊接材料及焊接工藝焊接材料及焊接工藝的選擇主要應(yīng)保證焊接接頭與工件材料等的選擇主要應(yīng)保證焊接接頭與工件材料等 強度。強度。焊條電弧焊焊接一般低碳鋼結(jié)構(gòu)焊條電弧焊焊接一般低碳鋼結(jié)構(gòu) ，可選用，可選用e4313(j421) e4313(j421) 、 e4303 ( j422 ) e4303 ( j422

56、) 、 e4320 e4320 (j424 ) (j424 ) 焊焊 條條 ；焊接動載荷結(jié)構(gòu)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)或厚；焊接動載荷結(jié)構(gòu)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)或厚板結(jié)構(gòu)時，應(yīng)選用板結(jié)構(gòu)時，應(yīng)選用 e4316 ( j426 ) e4316 ( j426 ) 、 e4315 e4315 ( j427 ) ( j427 ) 或或 e5015 (j507 ) e5015 (j507 ) 焊條焊條 ； 埋弧焊時埋弧焊時 , , 一般采用一般采用 h08a h08a 或或 h08ma h08ma 焊絲配焊劑焊絲配焊劑 431 431 進行焊進行焊接。接。二、中、高碳鋼的焊接二、中、高碳鋼的焊接 中碳鋼含碳量為中碳鋼含碳量為 o.2

57、5 % - o.6 %o.25 % - o.6 %。隨著含碳量的增。隨著含碳量的增加加 , , 淬硬傾向越加明顯，淬硬傾向越加明顯， 焊接性逐漸變差焊接性逐漸變差 。實際。實際生產(chǎn)中，生產(chǎn)中， 主要是焊接各種中碳鋼的鑄件與鍛件。主要是焊接各種中碳鋼的鑄件與鍛件。 中碳鋼的焊接特點是中碳鋼的焊接特點是 ：( 1 ) ( 1 ) 熱影響區(qū)易產(chǎn)生洋硬組織和冷裂紋。中碳鋼屬熱影響區(qū)易產(chǎn)生洋硬組織和冷裂紋。中碳鋼屬淬火鋼淬火鋼 ，熱影響區(qū)金屬被加熱超過淬火溫度區(qū)段時，熱影響區(qū)金屬被加熱超過淬火溫度區(qū)段時， 受工件低溫部分的迅速冷卻作用，受工件低溫部分的迅速冷卻作用， 勢必出現(xiàn)馬氏體勢必出現(xiàn)馬氏體等淬硬組

58、織等淬硬組織 。 當(dāng)工件剛性較大或當(dāng)工件剛性較大或 工藝不當(dāng)時，即工藝不當(dāng)時，即焊接接頭焊后冷卻到相變溫度以下或冷卻到室溫后產(chǎn)焊接接頭焊后冷卻到相變溫度以下或冷卻到室溫后產(chǎn) 生裂紋生裂紋 。 (2)(2)焊縫金屬產(chǎn)生熱裂紋傾向較大。焊接中碳鋼焊縫金屬產(chǎn)生熱裂紋傾向較大。焊接中碳鋼時時 ， 因工件基體材料含碳量與硫、磷雜質(zhì)含量因工件基體材料含碳量與硫、磷雜質(zhì)含量遠遠高于焊芯，遠遠高于焊芯， 基體材料熔化后進入熔池，基體材料熔化后進入熔池， 使使焊縫金屬含碳量增加焊縫金屬含碳量增加 ，塑性下降，塑性下降 ， 加上硫、磷加上硫、磷低熔低熔 點雜質(zhì)存在，點雜質(zhì)存在，, , 焊縫及熔合區(qū)在相變前可能焊縫

59、及熔合區(qū)在相變前可能因內(nèi)應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。因此因內(nèi)應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。因此 , , 焊接中碳鋼工件，焊接中碳鋼工件， 焊前必須進行預(yù)熱，焊前必須進行預(yù)熱， 使焊接時工件各部分的溫差使焊接時工件各部分的溫差小，小， 以減小焊接應(yīng)力。一般情況下以減小焊接應(yīng)力。一般情況下 ，35 35 鋼和鋼和 45 45 鋼的預(yù)熱溫度可選為鋼的預(yù)熱溫度可選為150150250250結(jié)構(gòu)剛度較結(jié)構(gòu)剛度較大或鋼材含碳量更高時大或鋼材含碳量更高時 ，預(yù)熱溫度應(yīng)再提高些。，預(yù)熱溫度應(yīng)再提高些。 由于中碳鋼主要用于制造各類機器零件，由于中碳鋼主要用于制造各類機器零件， 焊縫一焊縫一般有一定的厚度，般有一定的厚度， 但長度不大。因

60、此，但長度不大。因此， 焊接焊接 中中碳鋼多采用焊條電弧焊。焊后要進行相應(yīng)的熱處碳鋼多采用焊條電弧焊。焊后要進行相應(yīng)的熱處理。理。 高碳鋼的焊接特點與中碳鋼基本相似。由于含碳高碳鋼的焊接特點與中碳鋼基本相似。由于含碳量更高，量更高， 使焊接性變得更差。進行焊接時使焊接性變得更差。進行焊接時 ， 應(yīng)應(yīng)采用更高的預(yù)熱溫度、更嚴格的工藝措施。實際采用更高的預(yù)熱溫度、更嚴格的工藝措施。實際上，高碳鋼的焊接一般只限于利用焊條電弧焊上，高碳鋼的焊接一般只限于利用焊條電弧焊 進進行修補工作行修補工作 。 焊接中碳鋼工件，焊接中碳鋼工件， 應(yīng)選用抗裂能力較強的低氫型應(yīng)選用抗裂能力較強的低氫型焊條。當(dāng)要求焊縫與