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常用焊接方法手冊(cè)一、什么是釬焊？釬焊是如何分類的？釬焊的接頭形式有何特點(diǎn)？ 釬焊是利用熔點(diǎn)比母材低的金屬作為釬料，加熱后，釬料熔化，焊件不熔化，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，將焊件牢固的連接在一起。 根據(jù)釬料熔點(diǎn)的不同，將釬焊分為軟釬焊和硬釬焊。 （1）軟釬焊：軟釬焊的釬料熔點(diǎn)低于450C，接頭強(qiáng)度較低(小于70 MPa)。 （2）硬釬焊：硬釬焊的釬料熔點(diǎn)高于450C，接頭強(qiáng)度較高(大于200 MPa)。 釬焊接頭的承載能力與接頭連接面大小有關(guān)。因此，釬焊一般采用搭接接頭和套件鑲接，以彌補(bǔ)釬焊強(qiáng)度的不足。二、電弧焊的分類有哪些，有什么優(yōu)點(diǎn)？ 利用電弧作為熱源的熔焊方法，稱為電弧焊。可分為手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊和氣體保護(hù)焊等三種。手工自動(dòng)焊的最大優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，應(yīng)用靈活、方便，適用面廣，可焊接各種焊接位置和直縫、環(huán)縫及各種曲線焊縫。尤其適用于操作不變的場(chǎng)合和短小焊縫的焊接；埋弧自動(dòng)焊具有生產(chǎn)率高、焊縫質(zhì)量好、勞動(dòng)條件好等特點(diǎn)；氣體保護(hù)焊具有保護(hù)效果好、電弧穩(wěn)定、熱量集中等特點(diǎn)。 三、焊條電弧焊時(shí)，低碳鋼焊接接頭的組成、各區(qū)域金屬的組織與性能有何特點(diǎn)？ （1）焊接接頭由焊縫金屬和熱影響區(qū)組成。 1）焊縫金屬：焊接加熱時(shí)，焊縫處的溫度在液相線以上，母材與填充金屬形成共同熔池，冷凝后成為鑄態(tài)組織。在冷卻過程中，液態(tài)金屬自熔合區(qū)向焊縫的中心方向結(jié)晶，形成柱狀晶組織。由于焊條芯及藥皮在焊接過程中具有合金化作用，焊縫金屬的化學(xué)成分往往優(yōu)于母材，只要焊條和焊接工藝參數(shù)選擇合理，焊縫金屬的強(qiáng)度一般不低于母材強(qiáng)度。 2）熱影響區(qū)：在焊接過程中，焊縫兩側(cè)金屬因焊接熱作用而產(chǎn)生組織和性能變化的區(qū)域。 （2）低碳鋼的熱影響區(qū)分為熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。 1）熔合區(qū) 位于焊縫與基本金屬之間，部分金屬焙化部分未熔，也稱半熔化區(qū)。加熱溫度約為1 4901 530C，此區(qū)成分及組織極不均勻，強(qiáng)度下降，塑性很差，是產(chǎn)生裂紋及局部脆性破壞的發(fā)源地。 2）過熱區(qū) 緊靠著熔合區(qū)，加熱溫度約為1 1001 490C。由于溫度大大超過Ac3，奧氏體晶粒急劇長大，形成過熱組織，使塑性大大降低，沖擊韌性值下降25%75%左右。 3）正火區(qū) 加熱溫度約為8501 100C，屬于正常的正火加熱溫度范圍。冷卻后得到均勻細(xì)小的鐵素體和珠光體組織，其力學(xué)性能優(yōu)于母材。 4）部分相變區(qū) 加熱溫度約為727850C。只有部分組織發(fā)生轉(zhuǎn)變，冷卻后組織不均勻，力學(xué)性能較差。 四、什么是電阻焊？電阻焊分為哪幾種類型、分別用于何種場(chǎng)合？ 電阻焊是利用電流通過工件及焊接接觸面間所產(chǎn)生的電阻熱，將焊件加熱至塑性或局部熔化狀態(tài)，再施加壓力形成焊接接頭的焊接方法。 電阻焊分為點(diǎn)焊、縫焊和對(duì)焊3種形式。 （1）點(diǎn)焊：將焊件壓緊在兩個(gè)柱狀電極之間，通電加熱，使焊件在接觸處熔化形成熔核，然后斷電，并在壓力下凝固結(jié)晶，形成組織致密的焊點(diǎn)。 點(diǎn)焊適用于焊接4 mm以下的薄板(搭接)和鋼筋，廣泛用于汽車、飛機(jī)、電子、儀表和日常生活用品的生產(chǎn)。 （2）縫焊：縫焊與點(diǎn)焊相似，所不同的是用旋轉(zhuǎn)的盤狀電極代替柱狀電極。疊合的工件在圓盤間受壓通電，并隨圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而送進(jìn)，形成連續(xù)焊縫。 縫焊適宜于焊接厚度在3 mm以下的薄板搭接，主要應(yīng)用于生產(chǎn)密封性容器和管道等。 （3）對(duì)焊：根據(jù)焊接工藝過程不同，對(duì)焊可分為電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊。 1）電阻對(duì)焊 焊接過程是先施加頂鍛壓力(1015 MPa)，使工件接頭緊密接觸，通電加熱至塑性狀態(tài)，然后施加頂鍛壓力(3050 MPa)，同時(shí)斷電，使焊件接觸處在壓力下產(chǎn)生塑性變形而焊合。 電阻對(duì)焊操作簡便，接頭外形光滑，但對(duì)焊件端面加工和清理要求較高，否則會(huì)造成接觸面加熱不均勻，產(chǎn)生氧化物夾雜、焊不透等缺陷，影響焊接質(zhì)量。因此，電阻對(duì)焊一般只用于焊接直徑小于20 mm、截面簡單和受力不大的工件。 2）閃光對(duì)焊 焊接過程是先通電，再使兩焊件輕微接觸，由于焊件表面不平，使接觸點(diǎn)通過的電流密度很大，金屬迅速熔化、氣化、爆破，飛濺出火花，造成閃光現(xiàn)象。繼續(xù)移動(dòng)焊件，產(chǎn)生新的接觸點(diǎn)，閃光現(xiàn)象不斷發(fā)生，待兩焊件端面全部熔化時(shí)，迅速加壓，隨即斷電并繼續(xù)加壓，使焊件焊合。 閃光對(duì)焊的接頭質(zhì)量好，對(duì)接頭表面的焊前清理要求不高。常用于焊接受力較大的重要工件。閃光對(duì)焊不僅能焊接同種金屬，也能焊接鋁鋼、鋁銅等異種金屬，可以焊接0.01 mm的金屬絲，也可以焊接直徑500 mm的管子及截面為20 000 mm2的板材。五、激光焊的基本原理是什么？有何特點(diǎn)及用途？ 激光焊利用聚焦的激光束作為能源轟擊工件所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接。 激光焊具有如下特點(diǎn)： 1）激光束能量密度大，加熱過程極短，焊點(diǎn)小，熱影響區(qū)窄，焊接變形小，焊件尺寸精度高； 2）可以焊接常規(guī)焊接方法難以焊接的材料，如焊接鎢、鉬、鉭、鋯等難熔金屬； 3）可以在空氣中焊接有色金屬，而不需外加保護(hù)氣體； 4）激光焊設(shè)備較復(fù)雜，成本高。 激光焊可以焊接低合金高強(qiáng)度鋼、不銹鋼及銅、鎳、鈦合金等；異種金屬以及非金屬材料(如陶瓷、有機(jī)玻璃等)；目前主要用于電子儀表、航空、航天、原子核反應(yīng)堆等領(lǐng)域。六、電子束焊的基本原理是什么？有何特點(diǎn)及用途？ 電子束焊利用在真空中利用聚焦的高速電子束轟擊焊接表面，使之瞬間熔化并形成焊接接頭。 電子束焊具有以下特點(diǎn)： 1）能量密度大，電子穿透力強(qiáng)； 2）焊接速度快，熱影響取消，焊接變形小； 3）真空保護(hù)好，焊縫質(zhì)量高，特別適用于活波金屬的焊接。 電子束焊用于焊接低合金鋼、有色金屬、難熔金屬、復(fù)合材料、異種材料等，薄板、厚板均可。特別適用于焊接厚件及要求變形很小的焊件、真空中使用器件、精密微型器件等。車架的焊接變形及減小變形的措施摩托車車架多數(shù)采用復(fù)雜管、板式焊接結(jié)構(gòu)，是摩托車的支撐骨架，在整車中既要滿足眾多車體零件安裝的要求，又要保證車輛行駛平穩(wěn)，因此對(duì)車架的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀精度要求較高。摩托車車架焊接后往往會(huì)出現(xiàn)變形，不但直接影響整車裝配及整車性能，還可能降低車架結(jié)構(gòu)的承載能力引發(fā)事故，因此制造中限制和消除焊接變形非常重要?？刂颇ν熊囓嚰艿暮附幼冃沃饕獜脑O(shè)計(jì)和工藝2個(gè)方面解決，現(xiàn)探討如何控制車架焊接變形的措施。影響車架變形的因素和焊接變形的種類1、影響因素影響車架焊接變形的因素有很多，主要有以下幾點(diǎn)：a)焊接工藝方法：不同的焊接方法將產(chǎn)生不同的溫度場(chǎng)，形成的熱變形也不相同。一般來說自動(dòng)焊比手工焊加熱集中，受勢(shì)區(qū)窄，變形較?。籆O2氣體保護(hù)焊焊絲細(xì)，電流密度大，加熱集中，變形小，比手工焊更適合于車架焊接。b)焊接參數(shù)（焊接電流、電弧電壓、焊接速度）：焊接變形隨焊接電流和電弧電壓增大而增大，隨焊接速度增快而減小，其中電弧 電壓的作用明顯。因此低電壓、高速大電流密度的自動(dòng)焊變形較小。c)焊縫數(shù)量和斷面大?。汉缚p數(shù)量愈多，斷面尺寸愈大，焊接變形愈大。d)施焊方法：連續(xù)焊、斷續(xù)焊的溫度場(chǎng)不同，產(chǎn)生的熱變形也不同。通常連續(xù)焊變形較大，斷續(xù)焊變形較小。e)材料的熱物理性能：不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱和膨脹系數(shù)等均不同，產(chǎn)生的熱變形不同，焊接變形也不同。f)焊接夾具的設(shè)計(jì)合理性：采用焊接夾具，增加了構(gòu)件的剛性，從而影響到焊接變形。g)構(gòu)件焊接程序：焊接程序能引起構(gòu)件在不同組合階段剛性變化和質(zhì)心位置改變，對(duì)控制構(gòu)件焊接變形有很大影響。2、車架焊接變形的種類車架結(jié)構(gòu)的焊接變形分為整體變形和局部變形，整體變形是焊接以后，整個(gè)構(gòu)件的尺寸或形狀發(fā)生變化，包括縱向和橫向收縮，彎曲變形和扭曲變形等；局部變形是指焊接后構(gòu)件的局部區(qū)域出現(xiàn)變形，包括角變形和波浪變形等。設(shè)計(jì)措施1、合理的焊縫尺寸和形式焊縫尺寸直接關(guān)系到車架的焊接工作量和焊接變形大小，焊縫尺寸大，焊接工作量大，焊接變形也大。因此，在保證車架承載能力的情況下，應(yīng)盡量減小焊縫尺寸，但并不是說焊縫尺寸越小越好，焊縫尺寸太小，冷卻速度快，容易產(chǎn)生裂紋、熱影響區(qū)硬度過高等焊接缺陷；應(yīng)在保證焊接質(zhì)量的前提下，按板厚（管壁厚）來選取工藝上允許的最小焊縫尺寸。2、合理的焊縫數(shù)目在車架結(jié)構(gòu)中力求焊縫數(shù)量合理，焊縫不宜過分集中，盡量避免2條或3條焊縫垂直交叉。有時(shí)為了減小車架質(zhì)量，采用壁厚較薄的鋼管加筋板來焊接車架，以提高車架的穩(wěn)定性和剛性，其實(shí)這樣既增加了構(gòu)件和焊接的工作量，還因焊接變形大增加校正工時(shí)。因此，適當(dāng)增加管壁厚或管徑，減少筋板，車架質(zhì)量稍大一些也是比較經(jīng)濟(jì)的。另外，合理選擇筋板形狀，適當(dāng)安排筋板位置，也可以減少焊縫達(dá)到提高筋板加固的效果。3、合理的焊縫位置設(shè)計(jì)車架時(shí)，盡可能將焊縫對(duì)稱于截面中性軸，這樣能使焊縫引起的撓曲變形互相抵消；或者使焊縫接近斷面中性軸，以減少焊縫引起的撓曲。工藝措施1、反變形法反變形法是事先估計(jì)好焊接結(jié)構(gòu)變形的大小和方向，然后在組合（點(diǎn)固焊）時(shí)給予一個(gè)相反方向的變形來抵消焊接變形，這是使焊后構(gòu)件保持設(shè)計(jì)要求的一種工藝方法，也是車架生產(chǎn)中較常用的一種控制變形方法。因焊接變形影響因素很多，包括焊接順序、拘束度、焊接條件和接頭特征等，焊接手冊(cè)中的變形估算公式及有關(guān)圖表只能提供一個(gè)大致數(shù)值，有關(guān)變形量的確定可以參考文獻(xiàn)。在實(shí)際生產(chǎn)的工藝規(guī)范和相同條件下通過試驗(yàn)來實(shí)測(cè)確定，再根據(jù)所得數(shù)據(jù)確定反變形量，并在焊胎制造中應(yīng)用，可獲得比較好的效果。2、剛性固定法當(dāng)不便采用反變形時(shí)，將零部件加以固定來限制焊接變形。車架生產(chǎn)中普遍采用焊接夾具定位和緊固，裝夾的剛度越大，變形越小。3、合理施焊CO2氣體保護(hù)焊與其它電弧焊相比，具有生產(chǎn)率高、焊接成本低、能耗低、適用范圍廣、抗銹能力強(qiáng)、焊后無須清渣等優(yōu)點(diǎn)，所以車架采用CO2氣體保護(hù)自動(dòng)（半自動(dòng)）焊接。同時(shí)由于CO2氣體保護(hù)焊電弧熱量集中，加熱面積小，以及CO2氣流的冷卻作用，所以，工件的焊接變形也較小。此外，在焊接時(shí)適當(dāng)降低規(guī)范，選用較低的線能量，可以有效地防止焊接變形，但線能量不能過低，否則影響焊接質(zhì)量。4、合理的焊接順序焊接順序?qū)附咏Y(jié)構(gòu)的變形有很大影響。焊接順序合理，焊接變形可以通過自由收縮，互相抵消；焊接順序不合理，焊接變形將互相疊加。為便于控制焊接變形，盡量采用對(duì)稱焊接，以使焊縫引起的變形相互抵消。焊縫不對(duì)稱的，先焊焊縫少的一側(cè)，因?yàn)楹缚p越長，變形越大，先焊焊縫少的一側(cè)，可以增大焊縫多的一側(cè)施焊時(shí)焊件的結(jié)構(gòu)剛度和反變形能力。焊接變形的矯正車架焊接過程中，雖然在車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝上采取多種措施來控制施焊過程中所產(chǎn)生的焊接變形，但由于焊接過程的特點(diǎn)和車架焊接工藝的復(fù)雜性，還或多或少產(chǎn)生焊接變形，為此必須矯正超過設(shè)計(jì)要求的焊接變形。矯正工藝只限于矯正焊接構(gòu)件的局部變形，如角變形、彎曲變形和波浪變形等，對(duì)于車架結(jié)構(gòu)的整體變形如縱向和橫向收縮（總尺寸縮短），只能通過下料或裝配時(shí)預(yù)放余量來補(bǔ)償。機(jī)械矯正法是在室溫條件下，對(duì)焊接施加外力，使構(gòu)件壓縮塑性變形區(qū)的金屬伸展減少或消除焊縫區(qū)的塑性變形，達(dá)到矯正變形的目的；如車架焊完后可以在矯正整形胎上矯正整形，以保證車頭管中心線與車架中心平面的垂直度。此外各部件焊完后也整形，以避免產(chǎn)生綜合效應(yīng)。實(shí)際操作中還應(yīng)注意自然時(shí)效的作用，必須通過經(jīng)驗(yàn)積累和嚴(yán)格檢驗(yàn)手段保證矯正的精度。結(jié)論綜上所述，車架在制造過程中，焊接變形是不可避免的，只能采取有效的設(shè)計(jì)和工藝措施控制焊接變形，并對(duì)超出公差要求的焊接變形進(jìn)行矯正，才能達(dá)到車架強(qiáng)度、使用性能及經(jīng)濟(jì)性能的要求。實(shí)際生產(chǎn)中，只有對(duì)焊接進(jìn)行全過程控制，才能更有效控制車架的焊接變形，達(dá)到保證車架尺寸精度和裝配要求的目的。Q345的焊接工藝編訂一、 材料介紹 1. Q345化學(xué)成分如下表（%）： 元素 C Mn Si P S Al V Nb Ti 含量 0.2 1.0-1.6 0.55 0.035 0.035 0.015 0.02-0.15 0.015-0.06 0.02-0.2 Q345C力學(xué)性能如下表（%）： 機(jī)械性能指標(biāo) 伸長率（%） 試驗(yàn)溫度0 抗拉強(qiáng)度MPa 屈服點(diǎn)MPa 數(shù)值 522 J34 b（470-650） s（324-259） 其中壁厚介于16-35mm時(shí)，s325Mpa；壁厚介于 35-50mm時(shí)，s295Mpa 2. Q345鋼的焊接特點(diǎn) 2.1 碳當(dāng)量(Ceq)的計(jì)算 Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5 計(jì)算Ceq=0.49%，大于0.45%，可見Q345鋼焊接性能不是很好，需要在焊接時(shí)制定嚴(yán)格的工藝措施。 2.2 Q345鋼在焊接時(shí)易出現(xiàn)的問題 2.2.1 熱影響區(qū)的淬硬傾向 Q345鋼在焊接冷卻過程中，熱影響區(qū)容易形成淬火組織-馬氏體，使近縫區(qū)的硬度提高，塑性下降。結(jié)果導(dǎo)致焊后發(fā)生裂紋。 2.2.2 冷裂紋敏感性 Q345鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。 二、焊接施工流程 坡口準(zhǔn)備點(diǎn)固焊預(yù)熱里口施焊背部清根（碳弧氣刨）外口施焊 里口施焊自檢/專檢焊后熱處理無損檢驗(yàn)（焊縫質(zhì)量一級(jí)合格） 三、焊接工藝參數(shù)的選擇 通過對(duì)Q345鋼的焊接性分析，制定措施如下： 1. 焊接材料的選用 由于Q345鋼的冷裂紋傾向較大，應(yīng)選用低氫型的焊接材料，同時(shí)考慮到焊接接頭應(yīng)與母材等強(qiáng)的原則，選用E5015 （J507）型電焊條。 化學(xué)成分見下表（%）： 元素 C Mn Si S P Cr Mo V Ti 含量 0.071 1.11 0.53 0.009 0.016 0.02 0.01 0.01 0.01 力學(xué)性能見下表： 機(jī)械性能指標(biāo) b（Mpa） s（Mpa） 5（%） （%） AkvJ-30 數(shù)值 440 540 31 79 164 114 76 2. 坡口形式：（根據(jù)圖紙和設(shè)備供貨） 3. 焊接方法：采用手工電弧焊（D）。 4. 焊接電流：為了避免焊縫組織粗大，造成沖擊韌性下降，必須采用小規(guī)范焊接。具體措施為：選用小直徑焊條、窄焊道、薄焊層、多層多道的焊接工藝（焊接順序如圖一所示）。焊道的寬度不大于焊條的3倍，焊層厚度不大于5mm。第一層至第三層采用3.2電焊條，焊接電流100-130A；第四層至第六層采用4.0的電焊條，焊接電流120-180A。 5. 預(yù)熱溫度：由于Q345鋼的Ceq0.45%，在焊接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度T0=100-150，層間溫度Ti400。 6. 焊后熱處理參數(shù)：為了降低焊接殘余應(yīng)力，減小焊縫中的氫含量，改善焊縫的金屬組織和性能，在焊后應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行熱處理。熱處理溫度為：600-640，恒溫時(shí)間為2小時(shí)（板厚40mm時(shí)），升降溫速度為125/h 。 四、現(xiàn)場(chǎng)焊接順序： 1. 焊前預(yù)熱 在翼緣板焊接前，首先對(duì)翼緣板進(jìn)行預(yù)熱，恒溫30分鐘后開始焊接。 焊接的預(yù)熱、層間溫度、熱處理由熱處理控溫柜自動(dòng)控制，采用遠(yuǎn)紅外履帶式加熱爐片，微電腦自動(dòng)設(shè)定曲線和記錄曲線，熱電偶測(cè)量溫度。預(yù)熱時(shí)熱電偶的測(cè)點(diǎn)距離坡口邊緣15mm-20mm。 2. 焊接 2.1 為了防止焊接變形，每個(gè)柱接頭采用二人對(duì)稱施焊，焊接方向由中間向兩邊施焊。在焊接里口時(shí)（里口為靠近腹板的坡口），第一層至第三層必須使用小規(guī)范操作，因?yàn)樗暮附邮怯绊懞附幼冃蔚闹饕颉Ｔ诤附右恢寥龑咏Y(jié)束后，背面進(jìn)行清根。在使用碳弧氣刨清根結(jié)束后，必須對(duì)焊縫進(jìn)行機(jī)械打磨，清理焊縫表面滲碳，露出金屬光澤，防止表層碳化嚴(yán)重造成裂紋。外口焊接應(yīng)一次焊完，最后再焊接里口的剩余部分。 2.2 當(dāng)焊接第二層時(shí)，焊接方向應(yīng)與第一層方向相反，以此類推。每層焊接接頭應(yīng)錯(cuò)開15-20mm。 2.3 兩名焊工在焊接時(shí)的焊接電流、焊接速度和焊接層數(shù)應(yīng)保持一致。 2.4 在焊接中應(yīng)從引弧板開始施焊，收弧板上結(jié)束。焊接完成后割掉并打磨干凈。 3. 焊后熱處理：焊口焊接完成后應(yīng)在12小時(shí)內(nèi)進(jìn)行熱處理。如不能及時(shí)進(jìn)行熱處理應(yīng)采取保溫、緩冷措施。在進(jìn)行熱處理時(shí)，應(yīng)采用兩根熱電偶測(cè)溫，熱電偶點(diǎn)焊在焊口的里外側(cè)。 Q345鋼的焊接溫度曲線如下圖 4. 焊接檢驗(yàn) 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范的要求，焊口采用超聲波探傷法進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)比例為100%。 五、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理 1. 編制詳細(xì)的焊接施工作業(yè)指導(dǎo)書。 2. 全過程控制焊接工藝是確保質(zhì)量的核心。 每個(gè)柱接頭的焊接時(shí)，應(yīng)有專人監(jiān)控焊接工藝，如焊工不按作業(yè)指導(dǎo)書施工應(yīng)立即終止焊接。在焊接過程中，熱處理人員應(yīng)全程監(jiān)控層間溫度，如超標(biāo)應(yīng)立即通知焊工暫停。 3. 提高施工人員質(zhì)量意識(shí)是貫徹焊接工藝的關(guān)鍵 在施工前，進(jìn)行全員交底，并且開取施工工藝卡。交底中詳細(xì)講解焊接工藝特點(diǎn)及嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝的必要性和控制要點(diǎn)。 六、結(jié)論 按此焊接工藝措施施工，在現(xiàn)場(chǎng)共焊焊口102道，經(jīng)無損檢驗(yàn)一次合格率達(dá)到100%。經(jīng)過實(shí)際施工的驗(yàn)證，此焊接工藝措施不僅能在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)對(duì)Q345鋼的焊接，而且能夠保證焊接質(zhì)量。金屬焊接性及其試驗(yàn)方法1焊接性概念 金屬的焊接性是指在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。其內(nèi)容包括兩個(gè)方面：一是金屬在經(jīng)受焊接加工時(shí)對(duì)缺陷的敏感性，即工藝焊接性；二是焊成的接頭在使用條件下可靠運(yùn)行的能力，即使用焊接性。 1）工藝焊接性 工藝焊接性是一個(gè)相對(duì)的概念，如果一種金屬可以在很簡單的工藝條件下焊接而獲得完好的接頭，能夠滿足使用要求，就可以說是焊接性良好。反之，如果必須保證很復(fù)雜的工藝條件，如高溫預(yù)熱、焊后復(fù)雜熱處理等，或所焊的接頭在性能上不能很好地滿足要求，就可以認(rèn)為焊接性差。工藝焊接性就是指金屬在一定的工藝條件下，能得到優(yōu)質(zhì)焊接接頭的能力。它不是金屬本身固有的性能，而是隨焊接條件的變化而變化。 2）使用焊接性 使用焊接性是指整個(gè)焊接接頭或整體結(jié)構(gòu)滿足技術(shù)條件規(guī)定的使用性能的程度。包括力學(xué)性能、缺口敏感性、耐腐蝕性等。 2焊接性試驗(yàn)方法 評(píng)價(jià)焊接性的方法是多種多樣的，每一種試驗(yàn)方法都是從某一特定的角度來考核或說明焊接性的某一方面。因此，往往需要進(jìn)行一系列的試驗(yàn)才可能較全面地說明焊接性，從而有助于確定焊接方法、焊接材料、工藝規(guī)范及必要的工藝措施等。 焊接性試驗(yàn)的內(nèi)容主要有：熱裂紋試驗(yàn)、冷裂紋試驗(yàn)、脆性試驗(yàn)、使用性能試驗(yàn)等。其實(shí)施的方法分模擬、實(shí)焊、理論計(jì)算三大類。最常用的是斜Y坡口裂紋試驗(yàn)、插銷試驗(yàn)、剛性固定對(duì)接裂紋試驗(yàn)、可變拘束裂紋試驗(yàn)、碳當(dāng)量法等。零件設(shè)計(jì)與自動(dòng)化焊接你的零件是否適應(yīng)自動(dòng)焊接？不是所有的零件都適合自動(dòng)焊接，但是下面這張檢查表會(huì)幫助你決定是否利用好自動(dòng)焊接。 從開始準(zhǔn)備采用自動(dòng)焊接工藝這一時(shí)刻起，你就應(yīng)首先問自己，“我的零件是否適應(yīng)自動(dòng)焊接？”這一關(guān)鍵問題可能引導(dǎo)你找出答案以利用好自動(dòng)焊接。 一個(gè)零件怎樣適用焊接包括下列問題： 1） 如果一個(gè)零件原先使用手工焊接，如何確保其適用自動(dòng)焊接？ 2） 如果是一個(gè)新零件，該怎樣設(shè)計(jì)才能使其適用自動(dòng)焊接？ 3） 現(xiàn)行的焊接工藝是什么（氣保焊、鎢級(jí)氣保焊或埋弧焊等等），適用自動(dòng)焊接嗎？焊接工藝中有操作者需要填充的間隙嗎？有變形的問題嗎？ 4） 焊接工藝如果有填充間隙和變形的問題，是一直存在的或可預(yù)見的嗎？ 5） 焊接要求是什么？ 6） 焊接有特殊的外觀要求和強(qiáng)度要求嗎？ 從自動(dòng)焊接的角度回答這些問題。 1) 是否可以改變焊接工藝？ 2) 當(dāng)從手工焊接轉(zhuǎn)到自動(dòng)焊接工藝時(shí)，有什么途徑來改善焊接工藝嗎？ 如果一個(gè)零件的實(shí)際問題諸如裝夾、變形或重復(fù)精度等問題未在工藝設(shè)計(jì)的考慮之內(nèi)，就會(huì)給自動(dòng)焊接帶來很多問題。計(jì)劃的全面，投資回報(bào)也是必須考慮的。 決定性因素 在自動(dòng)焊接中還要考慮其它因素： 1） 零件設(shè)計(jì) 取決于自動(dòng)焊接中心和變位機(jī)的選型，變位機(jī)決定零件相對(duì)于自動(dòng)焊接中心的焊接位置。有些零件要求多軸運(yùn)動(dòng)的變位機(jī)以協(xié)調(diào)焊接；有些零件在焊接時(shí)則要求單軸的變位機(jī)來重復(fù)定位；還有零件不需配置變位機(jī)。 2） 焊縫接頭設(shè)計(jì) 自動(dòng)焊接需要優(yōu)先考慮的是焊縫設(shè)計(jì)。在零件設(shè)計(jì)（或工藝設(shè)計(jì)）階段，需要對(duì)焊縫接頭進(jìn)行評(píng)價(jià)，目的是保證焊縫接頭容易重復(fù)和容易焊接。例如，搭接接頭和角焊縫是較多的焊縫形式，因?yàn)檫@樣焊縫和熔滴易控制。外角焊則較困難，因?yàn)楫a(chǎn)生裂縫或零件產(chǎn)生滑動(dòng)。開坡口的焊接較少考慮，因?yàn)榱慵亩ㄎ?、焊接量的變化和焊縫等不易控制。 3） 重復(fù)精度 零件和焊縫接頭的重復(fù)精度是重要的因素。零件的重復(fù)精度的變化會(huì)明顯放大焊縫接頭的重復(fù)精度的變化。典型的焊縫接頭重復(fù)精度可節(jié)約一半的焊絲。1.2的焊絲是自動(dòng)焊接中心常用的焊絲，焊接接頭的重復(fù)精度要求是0.584mm，重復(fù)精度的變化要求自動(dòng)焊接中心控制或改變焊接工藝來適應(yīng)。適應(yīng)性包括焊絲導(dǎo)嘴探測(cè)、焊縫跟蹤、起弧或斷弧缺陷或使用先進(jìn)的夾具進(jìn)行多步焊接。 4） 焊接機(jī)頭連接 焊接中心盡可能地考慮交替使用焊接機(jī)頭進(jìn)行焊接，焊接臂上的焊接機(jī)頭不一定能焊接所有的零件的所有位置。 零件重復(fù)精度的制造過程 需要自動(dòng)焊接的零件的另一個(gè)因素焊接前的零件制造。制造工序通常包括激光、等離子或氧切割，沖壓、鋸割、剪切、折彎等。 使用氧切割，零件有3mm的尺寸公差，氧切割成的零件裝夾在夾具時(shí)，公差較大，會(huì)出現(xiàn)間隙，焊縫接頭會(huì)明顯地變化。 等離子切割可使零件的公差在1.6mm內(nèi)。其公差比氧切割要小。 激光切割或其它高精度切割是更好的切割方法。因?yàn)槠涔罡。煽刂圃?.125mm范圍內(nèi)。切割公差越小，零件的可重復(fù)精度就高越高。 一個(gè)簡單的零件也可以通過沖壓機(jī)沖壓成型。這種工藝制造的零件通常重復(fù)精度高，但也會(huì)因沖壓回彈而產(chǎn)生變形?？赏ㄟ^折彎機(jī)或壓力機(jī)反向加壓零件以減少變形。 滾壓是大尺寸零件成型的常用工藝，也會(huì)產(chǎn)生回彈變形，其變形比沖壓要小，以避免產(chǎn)生焊縫接頭的定位問題。 鋸割和剪切是兩種簡單零件的成型工藝方法。剪切可生產(chǎn)出很好的零件，也可生產(chǎn)出很差的零件，這取決于所使用的設(shè)備。一臺(tái)好的剪切設(shè)備但沒有正確地調(diào)整好，也可使零件批量性地產(chǎn)生公差或變形。 正確使用鋸割也可獲得高質(zhì)量精度的切割長度。當(dāng)你為了提高效率進(jìn)行成捆切割時(shí)會(huì)產(chǎn)生竄動(dòng)，其切割的質(zhì)量就不好。 因此，設(shè)計(jì)零件時(shí)要考慮上述零件加工工藝因素對(duì)其焊接工藝的影響。解決這些因素，就可提高零件的成型質(zhì)量，就可更容易地實(shí)現(xiàn)在自動(dòng)焊接，保證焊接零件的尺寸和規(guī)范要求。 設(shè)計(jì)影響裝夾 零件的設(shè)計(jì)直接影響其在自動(dòng)焊接中的裝夾，一個(gè)簡單零件的尺寸規(guī)定需要試制才能確定。如果零件設(shè)計(jì)使裝夾變得復(fù)雜，裝夾成本就會(huì)增加，零件調(diào)整位置和焊縫接頭的接縫變得更加困難。 另外要考慮的因素是當(dāng)決定是否使用自動(dòng)焊接中心取決于該零件是否可組合式裝夾。部件的組合式結(jié)構(gòu)可使大零件分解成小零件，便于裝夾、裝夾編程，并且在自動(dòng)焊接中心上可連續(xù)作業(yè)。 當(dāng)零件比較大、比較復(fù)雜時(shí)，定位預(yù)焊也是一種途徑。即預(yù)焊后再由自動(dòng)焊接進(jìn)行。 操作者和自動(dòng)焊接之間的平衡點(diǎn) 操作者和自動(dòng)焊接之間的平衡點(diǎn)優(yōu)化可節(jié)省時(shí)間。在這種情況下，大零件的自動(dòng)焊接需要的周期也長，操作者可選擇手工焊接，再用自動(dòng)夾具或其它工藝手段進(jìn)行定位焊接或精密焊接。這樣，自動(dòng)焊接中心也具有了一定的柔性。 達(dá)到這種平衡僅靠自動(dòng)焊接設(shè)備對(duì)該焊接零件的適應(yīng)能力，這就需要對(duì)自動(dòng)焊接設(shè)備的配置、焊接的可重復(fù)性、焊接間隙大小對(duì)自動(dòng)焊接設(shè)備的影響等進(jìn)行評(píng)估。 比較好的平衡點(diǎn)是80/20分配，即操作者操作占20%，以解決設(shè)計(jì)無法解決的的間隙等所產(chǎn)生的焊接質(zhì)量問題，自動(dòng)焊接解決其余80%的焊接工作量。 實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 不是每一個(gè)零件都能進(jìn)行自動(dòng)焊接。自動(dòng)化的優(yōu)先目標(biāo)是減少成本、增加生產(chǎn)量，改善焊接質(zhì)量和焊接一致性。CO2焊絲中所含合金元素對(duì)焊接性能的影響CO2氣體保護(hù)焊鍍銅焊絲是一種高效、節(jié)能、節(jié)材的焊接材料，焊鋒成型美觀，適用于低碳鋼和低合金鋼的焊接。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T8110-1995，其型號(hào)為H08Mn2SiA、H04Mn2SiTiA、H04Mn2SiAlTiA等。CO2焊絲，其含碳量都較低，大多都在0.1%以下，同時(shí)含有Si、Mn、S、P、Cr、AI、Ti、Mo、V等合金元素。這些合金元素對(duì)焊接性能有何影響，下面分別說明；硅（Si）元素對(duì)焊接性有何影響？ 硅是焊絲中最常用的脫氧元素，它可以防止鐵與氧化合，并可在熔池中還原FeO。但是單獨(dú)用硅脫氧，生成的SiO2熔點(diǎn)高（約1710），且生成物的顆粒小，難以從熔池中浮出，易造成焊縫金屬夾渣。錳（Mn）元素對(duì)焊接性有何影響？ 錳的作用與硅相似，但脫氧能力比硅稍差一些。單獨(dú)用錳脫氧，生成的MnO密度較大（1511gcm3），也不易從溶池中浮出。在焊絲中含錳，除了脫氧作用外，還能和硫化合生成了硫化錳（MnS），并被除去（脫硫），故可降低由硫引起的熱裂紋的傾向。由于單獨(dú)用硅和錳脫氧，都難以除去脫氧的生成物。故目前多采用硅錳聯(lián)合脫氧，使生成的SiO2和MnO復(fù)合成硅酸鹽（MnOSiO2）。MnOSiO2的熔點(diǎn)低（約1270）且密度?。s36g / cm3），在熔池中能凝聚成大塊熔渣而浮出，達(dá)到良好的脫氧效果。 錳也是鋼材中的重要合金元素，也是重要的淬透性元素，它對(duì)焊縫金屬的韌性有很大影響。 當(dāng)Mn含量005時(shí)焊縫金屬的韌性很高； 當(dāng)Mn含量3后又很脆；當(dāng)Mn含量 = 0618時(shí)，焊縫金屬有較高的強(qiáng)度和韌性。硫（S）元素對(duì)焊接性有何影響？硫在鋼中常以硫化鐵的形式存在，并呈網(wǎng)狀分布在晶粒邊界，因而顯著地降低鋼的韌性。鐵加硫化鐵的共晶溫度較低（985），因此，在進(jìn)行熱加工時(shí)，由于加工開始溫度一般為11501200，而鐵和硫化鐵共晶已經(jīng)熔化，從而導(dǎo)致加工時(shí)開裂，這種現(xiàn)象就是所謂“硫的熱脆性”。硫的這種性質(zhì)使鋼在焊接時(shí)產(chǎn)生熱裂紋。因此，一般在鋼中對(duì)硫的含量都嚴(yán)格加以控制。普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼以及高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼的主要區(qū)別就在于硫、磷含量的多少。 前面提到，錳有脫硫作用，這是因?yàn)殄i可與硫形成高熔點(diǎn)（1600）的硫化錳（MnS），它呈粒狀分布于晶粒內(nèi)。在熱加工時(shí)，硫化錳有足夠的塑性，因而消除了硫的有害作用。因此鋼中保持一定的含錳量是有益的。磷（P）元素對(duì)焊接性