金屬材料的焊接性

1、第三節(jié)金屬材料的焊接性1 .焊接性的概念一定焊接技術條件下，獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度，即金屬材料對焊接加工的適應性稱為金屬材料的焊接性。2 .焊接性的評價1）碳當量法碳當量是把鋼中的合金元素（包括碳）的含量，按其作用換算成碳的相對含量。國際焊接學會推薦的碳當量（CE）公式為:CE.C）+喂+6（Cr）+6（Mo）+co（V）5到四十皿卬）,100%15式中，cc（C）、以Mn）等碳、鈕等相應成分的質量分數(shù)（）當CE<0.4%時，鋼材的塑性良好，淬硬傾向不明顯，焊接性良好。在一般的焊接技術條件下，焊接接頭不會產生裂紋，但對厚大件或在低溫下焊接，應考慮預熱；當CE在0.40.6%時，鋼材的

2、塑性下降，淬硬傾向逐漸增加，焊接性較差。焊前工件需適當預熱，焊后注意緩冷，才能防止裂紋；當CE>0.6%時，鋼材的塑性變差。淬硬傾向和冷裂傾向大，焊接性更差。工件必須預熱到較高的溫度，要采取減少焊接應力和防止開裂的技術措施，焊后還要進行適當?shù)臒崽幚怼?）冷裂紋敏感系數(shù)法冷裂紋敏感系數(shù)的其計算式為：PW=（C）+（Cr）+（Mn）+（Cu）+32+3上5.（B）回上100%302060151060600式中Pw冷裂紋敏感系數(shù)；h板厚；H100g焊縫金屬擴散氫的含量（mL）o冷裂紋敏感系數(shù)越大，則產生冷裂紋的可能性越大，焊接性越差。3 .低碳鋼的焊接低碳鋼的CE小于0.4%,塑性好，一般沒有

3、淬硬傾向，對焊接熱過程不敏感，焊接性良好。4,中、高碳鋼的焊接中碳鋼的CE一股為0.4%0.6%,隨著CE的增加，焊接性能逐漸變差。高碳鋼的CE一般大于0.6%,焊接性能更差，這類鋼的焊接一般只用于修補工作。為了保證中、高碳鋼焊件焊后不產生裂紋，并具有良好的力學性能，通常采取以下技術措施：1）焊前預熱、焊后緩冷焊前預熱和焊后緩冷的主要目的是減小焊接前后的溫差，降低冷卻速度，減少焊接應力，從而防止焊接裂紋的產生。預熱溫度取決于焊件的含碳量、焊件的厚度、焊條類型和焊接規(guī)范。2）盡量選用抗裂性好的堿性低氫焊條，也可選用比母材強度等級低一些的焊條，以提高焊縫的塑性。當不能預熱時，也可采用塑性好、抗裂性

4、好的不銹鋼焊條。3）選擇合適的焊接方法和規(guī)范，降低焊件冷卻速度。5 .普通低合金鋼的焊接屈服強度294392MPa的普通低合金鋼，其CE大多小于0.4%,焊接性能接近低碳鋼。焊縫及熱影響區(qū)的淬硬傾向比低碳鋼稍大。常溫下焊接，不用復雜的技術措施，便可獲得優(yōu)質的焊接接頭。當施焊環(huán)境溫度較低或焊件厚度、剛度較大時，則應采取預熱措施，預熱溫度應根據(jù)工件厚度和環(huán)境濕度進行考慮。焊接16Mn鋼的預熱條件如表6-1所示。強度等級較高的低合金鋼，其CE=0.40.6%,有一定的淬硬傾向，焊接性較差。應采取的技術措施是：盡可能選用低氫型焊條或使用堿度高的焊劑配合適當?shù)暮附z；按規(guī)范對焊條進行烘干，仔細清理焊件坡口

5、附近的油、銹、污物、防止氫進入焊接區(qū)；焊前預熱，一般預熱溫度超過150C；焊后應及時進行熱處理以消除內應力。表6-1焊接16Mn鋼的預熱條件工件厚度/mm不同氣溫的預熱溫度<16不低于-10C不預熱-10C以下預熱100150c1624不低于-5C不預熱-5C以下預熱100150c2540不低于0c不預熱0c以下預熱100150c>40預熱100150c6.奧氏體不銹鋼的焊接奧氏體不銹鋼是實際應用最廣泛的不銹鋼，其焊接性能良好，幾乎所有的熔化焊方法都可采用。焊接時，一般不需要采取特殊措施，主要應防止品界腐蝕和熱裂紋。奧氏體不銹鋼由于本身導熱系數(shù)小，線膨脹系數(shù)大，焊接條件下會形成較大

6、拉應力，同時晶界處可能形成低熔點共晶，導致焊接時容易出現(xiàn)熱裂紋。因此，為了防止焊接接頭熱裂紋，一般應采用小電流、快速焊，不橫向擺動，以減少母材向熔池的過渡。7 .鑄鐵的焊補鑄鐵焊補的主要困難是：焊接接頭易產生白口組織，硬度很高，焊后很難進行機械加工；焊接接頭易產生裂紋，鑄鐵焊補時，其危害性比形成白口組織大；鑄鐵含碳量高，焊接過程中熔池中碳和氧發(fā)生反應，生成大量CO氣體,若來不及從熔池中逸出而存留在焊縫中，焊縫中易出現(xiàn)氣孔。鑄鐵的焊補，一般采用氣焊、焊條電弧焊，對焊接接頭強度要求不高時，也可采用釬焊。鑄鐵的焊補過程根據(jù)焊前是否預熱，可分為熱焊和冷焊兩類。8 .鋁及鋁合金的焊接鋁及鋁合金焊接的困難

7、主要是鋁容易氧化成A12Q3O止匕外，鋁及鋁合金液態(tài)時能吸收大量的氫氣，但在固態(tài)幾乎不溶解氫，熔入液態(tài)鋁中的氫大量析出，使焊縫易產生氣孔；鋁的熱導率為鋼的4倍，焊接時，熱量散失快，需要能量大或密集的熱源，同時鋁的線膨脹系數(shù)為鋼的2倍，凝固時收縮率達6.5%,易產生焊接應力與變形，并可能產生裂紋；鋁及鋁合金從固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)時，無塑性過程及顏色的變化，因此，焊接操作時，很容易造成溫度過高、焊縫塌陷、燒穿等缺陷。鋁和鋁合金的焊接常用氮弧焊、氣焊、電阻焊和釬焊等方法。鋁及鋁合金的焊接無論采用哪種焊接方法，焊前都必須進行氧化膜和油污的清理。7.銅及銅合金的焊接銅及銅合金焊接性較差，焊接接頭的各種性能一般均低于母材。銅及銅合金焊接的主要困難是：銅及銅合金的導熱性很強，焊接時熱量很快從加熱區(qū)傳導出去，導致焊件溫度難以升高，金屬難以熔化，以致填充金屬與母材不能很好的熔合；銅及銅合金的線膨脹系數(shù)及收縮率都較大，并且由于導熱性好，而使焊接熱影響區(qū)變寬，導致焊件易產生變形；另外，銅及銅合金在高溫液態(tài)下極易氧化，生成的氧化銅與銅形成易熔共晶體沿晶界分布，使焊縫的塑性和韌度顯著下降，易引起熱裂紋；銅在液態(tài)時能溶解大量氫，而凝固時，溶解度急劇下降，焊接熔池中的氫氣來不及析出，在焊縫中形