焊接成型(工程材料課件)

1、 焊接是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的焊接是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的 一種金屬連接方法。它不同于螺釘連接，一種金屬連接方法。它不同于螺釘連接， 鉚釘連接等機(jī)械連接方法，它是利用加鉚釘連接等機(jī)械連接方法，它是利用加 熱或加壓，使分離的兩部分金屬靠得足熱或加壓，使分離的兩部分金屬靠得足 夠近，原子互相擴(kuò)散，形成原子間的結(jié)夠近，原子互相擴(kuò)散，形成原子間的結(jié) 合。這就是焊接的實(shí)質(zhì)。合。這就是焊接的實(shí)質(zhì)。 利用局部加熱方法，把工件的焊接處加熱利用局部加熱方法，把工件的焊接處加熱 到熔化狀態(tài)，到熔化狀態(tài)，形成熔池，然后冷卻結(jié)晶，形成熔池，然后冷卻結(jié)晶， 形成焊縫，將兩部分金屬連接成為一個(gè)整形成焊縫，將兩部分金屬

2、連接成為一個(gè)整 體。這類僅靠加熱工件到熔化狀態(tài)實(shí)現(xiàn)焊體。這類僅靠加熱工件到熔化狀態(tài)實(shí)現(xiàn)焊 接的工藝方法，叫熔化焊。接的工藝方法，叫熔化焊。 氣焊氣焊 電弧焊：手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊電弧焊：手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊 氣體保護(hù)焊：氬弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、等離子弧焊、氣體保護(hù)焊：氬弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、等離子弧焊、 電渣焊、電子束焊、激光焊電渣焊、電子束焊、激光焊 在焊接過(guò)程中需要加壓的一類焊在焊接過(guò)程中需要加壓的一類焊 接方法稱為壓力焊。接方法稱為壓力焊。 電阻焊：點(diǎn)焊、縫焊、對(duì)焊電阻焊：點(diǎn)焊、縫焊、對(duì)焊 感應(yīng)焊：高頻焊、中頻焊、摩擦焊、爆炸焊、超聲波焊、感應(yīng)焊：高頻焊、中頻焊、摩擦焊、爆炸

3、焊、超聲波焊、 擴(kuò)散焊、冷壓焊擴(kuò)散焊、冷壓焊 利用熔點(diǎn)比母材低的填充金屬熔利用熔點(diǎn)比母材低的填充金屬熔 化之后，填充接頭間隙并與固態(tài)化之后，填充接頭間隙并與固態(tài) 的母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接的一種的母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接的一種 焊接方法。焊接方法。 軟釬焊：錫焊軟釬焊：錫焊 硬釬焊：銅焊、銀焊硬釬焊：銅焊、銀焊 焊接主要用于制造金屬結(jié)構(gòu)件，如：鍋焊接主要用于制造金屬結(jié)構(gòu)件，如：鍋 爐、壓力容器、管道、船舶、車輛、橋梁、爐、壓力容器、管道、船舶、車輛、橋梁、 飛機(jī)、火箭、起重機(jī)、海洋，冶金等結(jié)構(gòu)設(shè)飛機(jī)、火箭、起重機(jī)、海洋，冶金等結(jié)構(gòu)設(shè) 備等。備等。 它也用來(lái)制造機(jī)器零件部件和工具等，它也用來(lái)制造機(jī)器零件

4、部件和工具等， 如重型機(jī)械和冶金，鍛壓機(jī)械的機(jī)架與軸、如重型機(jī)械和冶金，鍛壓機(jī)械的機(jī)架與軸、 齒輪、鍛模、刀具等。幾乎所有工業(yè)部門都齒輪、鍛模、刀具等。幾乎所有工業(yè)部門都 需要焊接。世界上一些主要工業(yè)國(guó)家，每年需要焊接。世界上一些主要工業(yè)國(guó)家，每年 生產(chǎn)的焊接結(jié)構(gòu)約占鋼產(chǎn)量的生產(chǎn)的焊接結(jié)構(gòu)約占鋼產(chǎn)量的45。 1. 連接性能好連接性能好 焊縫具有良好的機(jī)械性能，能耐高壓，能耐焊縫具有良好的機(jī)械性能，能耐高壓，能耐 低溫，具有良好的密封性，導(dǎo)電性，耐腐蝕性和低溫，具有良好的密封性，導(dǎo)電性，耐腐蝕性和 耐磨性等。耐磨性等。 例如：例如：120萬(wàn)千瓦核電站鍋爐，外徑萬(wàn)千瓦核電站鍋爐，外徑6400毫米，

5、壁厚毫米，壁厚200毫米，高毫米，高1300 毫米，工作參數(shù)為毫米，工作參數(shù)為17.5Mpa，350。要求焊縫不能泄漏放射性物質(zhì)，。要求焊縫不能泄漏放射性物質(zhì)， 這只有采用焊接方法才能制造出來(lái)。這只有采用焊接方法才能制造出來(lái)。 2. 省料省工成本低省料省工成本低 采用焊接方法制造金屬結(jié)構(gòu)，一般比鉚接節(jié)采用焊接方法制造金屬結(jié)構(gòu)，一般比鉚接節(jié) 省金屬材料省金屬材料1020。焊接加工快，工時(shí)少，。焊接加工快，工時(shí)少， 生產(chǎn)周期短。生產(chǎn)周期短。 此外，還可采用焊接方法修復(fù)已磨損或損壞此外，還可采用焊接方法修復(fù)已磨損或損壞 的零件、部件，如汽缸、機(jī)座、軸，鍛模等，的零件、部件，如汽缸、機(jī)座、軸，鍛模等，

6、 可大量節(jié)省金屬材料和工時(shí)，有重大的經(jīng)濟(jì)可大量節(jié)省金屬材料和工時(shí)，有重大的經(jīng)濟(jì) 意義。意義。 采用焊接方法可以制成雙金屬結(jié)構(gòu)，采用焊接方法可以制成雙金屬結(jié)構(gòu)， 如不銹鋼或鈦襯里、堆焊鍛模、刀具等，可獲得優(yōu)如不銹鋼或鈦襯里、堆焊鍛模、刀具等，可獲得優(yōu) 良的使用性能，又能節(jié)省大量的昂貴合金材料。良的使用性能，又能節(jié)省大量的昂貴合金材料。 3. 重量輕重量輕 采用焊接方法制造橋梁、船舶車輛等運(yùn)輸工具采用焊接方法制造橋梁、船舶車輛等運(yùn)輸工具 可以減輕自重、提高運(yùn)輸能力，是非常有意義的?？梢詼p輕自重、提高運(yùn)輸能力，是非常有意義的。 4. 簡(jiǎn)化工藝簡(jiǎn)化工藝 可以采用焊接方法如以小拼大等制造重型、復(fù)雜可以采

7、用焊接方法如以小拼大等制造重型、復(fù)雜 的機(jī)器零件、部件，簡(jiǎn)化鑄造、鍛造工藝，簡(jiǎn)化切削的機(jī)器零件、部件，簡(jiǎn)化鑄造、鍛造工藝，簡(jiǎn)化切削 加工工藝。加工工藝。 如萬(wàn)噸水壓機(jī)的橫梁、立柱、工作缸、塔式齒輪等機(jī)器零件，如萬(wàn)噸水壓機(jī)的橫梁、立柱、工作缸、塔式齒輪等機(jī)器零件， 可采用焊接工藝來(lái)簡(jiǎn)化加工工藝?？刹捎煤附庸に噥?lái)簡(jiǎn)化加工工藝。 焊接的缺點(diǎn)焊接的缺點(diǎn) 1. 焊接結(jié)構(gòu)是不可拆卸的，要更換修理部分零件、部件不便。焊接結(jié)構(gòu)是不可拆卸的，要更換修理部分零件、部件不便。 2. 焊接接頭的組織和性能往往變壞。焊接接頭的組織和性能往往變壞。 3. 產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力和焊接變形，影響零件、部件與金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)

8、力和焊接變形，影響零件、部件與金屬結(jié)構(gòu) 的形狀，尺寸，增加工作時(shí)的應(yīng)力，降低承載能力的形狀，尺寸，增加工作時(shí)的應(yīng)力，降低承載能力。 4. 產(chǎn)生焊接缺陷，如裂紋，未焊透，夾渣，氣孔等，引起應(yīng)力產(chǎn)生焊接缺陷，如裂紋，未焊透，夾渣，氣孔等，引起應(yīng)力 集中，降低承載能力，縮短使用壽命，甚至造成斷裂。集中，降低承載能力，縮短使用壽命，甚至造成斷裂。 總之，有時(shí)總之，有時(shí)焊接質(zhì)量問(wèn)題會(huì)成為一個(gè)突焊接質(zhì)量問(wèn)題會(huì)成為一個(gè)突 出的問(wèn)題出的問(wèn)題。由于焊接接頭存在焊接缺陷，。由于焊接接頭存在焊接缺陷， 接頭性能下降，焊接接頭有殘余應(yīng)力，接頭性能下降，焊接接頭有殘余應(yīng)力， 使焊接接頭往往成為鍋爐應(yīng)力容器和橋使焊接接頭

9、往往成為鍋爐應(yīng)力容器和橋 梁船舶等重要結(jié)構(gòu)件的薄弱環(huán)節(jié)。梁船舶等重要結(jié)構(gòu)件的薄弱環(huán)節(jié)。 這是值得重視的一個(gè)問(wèn)題。這是值得重視的一個(gè)問(wèn)題。 1、熔焊冶金過(guò)程、熔焊冶金過(guò)程 熔化焊的冶金過(guò)程熔化焊的冶金過(guò)程 熱過(guò)程，冶金過(guò)程和結(jié)晶過(guò)程熱過(guò)程，冶金過(guò)程和結(jié)晶過(guò)程 從母材和焊條的加熱熔化，熔滴的產(chǎn)生和過(guò)渡，到從母材和焊條的加熱熔化，熔滴的產(chǎn)生和過(guò)渡，到 熔池的形成、停留和結(jié)晶，要發(fā)生一系列化學(xué)冶金反應(yīng)，熔池的形成、停留和結(jié)晶，要發(fā)生一系列化學(xué)冶金反應(yīng)， 影響焊縫的化學(xué)成分和性能。影響焊縫的化學(xué)成分和性能。 （1）空氣中的氮?dú)夂脱鯕?，在電弧高溫的作用下?huì)）空氣中的氮?dú)夂脱鯕?，在電弧高溫的作用下?huì) 發(fā)生分

10、解，成為氮原子和氧原子并與金屬發(fā)生反應(yīng)。發(fā)生分解，成為氮原子和氧原子并與金屬發(fā)生反應(yīng)。 Fe O FeO ； Mn O MnO； Si 2O SiO2； 2Cr 3O Cr2O3； 2Al 3O Al2O3； 例如，焊絲例如，焊絲H08含氧量為含氧量為0.010.02， 光焊絲焊接的焊縫金屬含氧量可達(dá)光焊絲焊接的焊縫金屬含氧量可達(dá)0.150.30。 焊絲焊絲H08含氮量為含氮量為0.03， 光焊絲焊接的焊縫金屬含氮量達(dá)光焊絲焊接的焊縫金屬含氮量達(dá)0.080.23。 焊縫金屬的含氧量大大增加。嚴(yán)重降低焊縫金屬的焊縫金屬的含氧量大大增加。嚴(yán)重降低焊縫金屬的 性能，強(qiáng)度、塑性和韌性都顯著下降。尤其是

11、低溫沖擊韌性性能，強(qiáng)度、塑性和韌性都顯著下降。尤其是低溫沖擊韌性 急劇下降，引起冷脆。氧還使焊縫中合金元素?zé)龘p，影響焊急劇下降，引起冷脆。氧還使焊縫中合金元素?zé)龘p，影響焊 縫的性能縫的性能 氫原子也能大量溶于金屬液體。如同氮一樣，在熔池氫原子也能大量溶于金屬液體。如同氮一樣，在熔池 結(jié)晶時(shí)，氫的溶解度也急劇下降，同樣要產(chǎn)生氣孔。結(jié)晶時(shí)，氫的溶解度也急劇下降，同樣要產(chǎn)生氣孔。 氫還要引起金屬脆化即氫脆、白點(diǎn)等和冷裂紋。氫還要引起金屬脆化即氫脆、白點(diǎn)等和冷裂紋。 焊縫中含氫量增加，其延伸率明顯下降。焊縫中含氫量增加，其延伸率明顯下降。 1 減少有害元素進(jìn)入減少有害元素進(jìn)入 熔池。熔池。 其措施是機(jī)

12、械保護(hù)其措施是機(jī)械保護(hù) 2 清除已進(jìn)入熔池的有害元清除已進(jìn)入熔池的有害元 素，增加合金元素。素，增加合金元素。 其措施是冶金處理其措施是冶金處理 藥皮形成熔渣保護(hù)和氣體保藥皮形成熔渣保護(hù)和氣體保 護(hù)護(hù) 殼渣保護(hù)殼渣保護(hù) 藥皮：藥皮： 穩(wěn)弧穩(wěn)弧 造渣造渣 添加合金添加合金 元素，元素， 減少燒損減少燒損 渣保護(hù)作用渣保護(hù)作用 氣體保護(hù)作用氣體保護(hù)作用 作電極傳導(dǎo)電流，產(chǎn)生電弧作電極傳導(dǎo)電流，產(chǎn)生電弧 作填充金屬（調(diào)整成分）作填充金屬（調(diào)整成分） 機(jī)械保護(hù)作用機(jī)械保護(hù)作用(氣體和熔渣氣體和熔渣) 冶金處理（熔渣）冶金處理（熔渣） 改善焊接工藝性（引弧容易燃燒穩(wěn)定）改善焊接工藝性（引弧容易燃燒穩(wěn)定）

13、 2 2、電焊條、電焊條 焊條的組成焊條的組成: : 焊芯的作用：焊芯的作用： 藥皮的作用：藥皮的作用： 專用焊接專用焊接 金屬絲金屬絲 由多種礦石粉由多種礦石粉 鐵合金配成鐵合金配成 碳鋼焊條碳鋼焊條 低合金鋼焊條低合金鋼焊條 不銹鋼焊條不銹鋼焊條 鑄鐵焊條鑄鐵焊條 堆焊焊條堆焊焊條 鎳和鎳合金焊條鎳和鎳合金焊條 銅和銅合金焊條銅和銅合金焊條 鋁和鋁合金焊條鋁和鋁合金焊條 酸性焊條（酸性焊條（SiO2、 、MnO等） 等） 堿性焊條（堿性焊條（CaO、FeO等）等） 焊條的種類、型號(hào)與牌號(hào)焊條的種類、型號(hào)與牌號(hào) 種種 類類 按用途分按用途分 按熔渣性質(zhì)分按熔渣性質(zhì)分 記?。河涀。?焊什么焊什

14、么 用什么焊條用什么焊條 記?。河涀。?焊條分酸堿性焊條分酸堿性 焊條的型號(hào)：焊條的型號(hào)： 碳鋼焊條碳鋼焊條 (GB5117-85): E 4 3 0 3 , E 5 0 1 5 , E 5 0 1 6 . 藥皮類型（酸、堿），電流種類藥皮類型（酸、堿），電流種類 焊接位置（平、橫、立、仰）焊接位置（平、橫、立、仰） 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 430 430 MPaMPa 焊條焊條 焊條牌號(hào)（結(jié)構(gòu)鋼焊條）：焊條牌號(hào)（結(jié)構(gòu)鋼焊條）： J422 ( E4303 ) , J507 (E5015) , J506 (E5016) 15為酸性焊條，為酸性焊條，67為堿性焊條為堿性焊條 機(jī)械性能好（韌性高，抗裂性好

15、）；機(jī)械性能好（韌性高，抗裂性好）； 焊接工藝性能差；（需用直流電）焊接工藝性能差；（需用直流電） 對(duì)油污、銹、水敏感性大；（需要清洗、烘干）對(duì)油污、銹、水敏感性大；（需要清洗、烘干） 排出有毒煙塵排出有毒煙塵 H F 。（需要通風(fēng)良好）。（需要通風(fēng)良好） 堿性焊條：堿性焊條： 酸性焊條與堿性焊條相反酸性焊條與堿性焊條相反 不繡鋼、耐熱鋼焊條不繡鋼、耐熱鋼焊條 按相同成分選擇焊條按相同成分選擇焊條 結(jié)構(gòu)鋼焊條結(jié)構(gòu)鋼焊條 按等強(qiáng)原則選相同強(qiáng)度等級(jí)焊條按等強(qiáng)原則選相同強(qiáng)度等級(jí)焊條 焊縫和母材具有焊縫和母材具有 相同水平的使用性能。相同水平的使用性能。 選用原則選用原則： 例：例：16 Mn ,抗拉

16、強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度520 Mpa , 可選用可選用E5003 (J502), E5015 (J507), E5016 (J506) 焊接熱循環(huán)：在焊接熱源作用下，焊接接頭上某點(diǎn)的溫度焊接熱循環(huán)：在焊接熱源作用下，焊接接頭上某點(diǎn)的溫度 隨時(shí)間變化?？v坐標(biāo)：溫度；橫坐標(biāo)：時(shí)間隨時(shí)間變化。縱坐標(biāo)：溫度；橫坐標(biāo)：時(shí)間 1熔合區(qū)熔合區(qū) 2過(guò)熱區(qū)過(guò)熱區(qū) 3正火區(qū)正火區(qū) 4部分相變區(qū)部分相變區(qū) 離離 焊焊 縫縫 越越 近近 溫溫 度度 越越 高，高， 反反 之之 越越 低低 熱循環(huán)的主要特點(diǎn)：加熱速度和冷卻速度都熱循環(huán)的主要特點(diǎn)：加熱速度和冷卻速度都 很快。對(duì)很快。對(duì)淬透性較好的鋼，淬透性較好的鋼，可能造成空氣中

17、可能造成空氣中 淬火，淬火，焊后產(chǎn)生馬氏體組織，焊后產(chǎn)生馬氏體組織，引起裂紋。引起裂紋。 熔池熔池 母材母材 焊縫與母材交界焊縫與母材交界 線：熔合線線：熔合線 熔合區(qū)熔合區(qū) 熱影響區(qū)熱影響區(qū) 焊縫焊縫的組織和性能的組織和性能 焊縫中晶體的結(jié)晶焊縫中晶體的結(jié)晶 方向指向熔池中心方向指向熔池中心 的柱狀晶體的柱狀晶體 熔池凝固就是一次熔池凝固就是一次 液態(tài)金屬結(jié)晶過(guò)程液態(tài)金屬結(jié)晶過(guò)程 容易產(chǎn)生結(jié)晶偏析容易產(chǎn)生結(jié)晶偏析 1焊縫區(qū)，焊縫區(qū)，2熔合區(qū)，熔合區(qū)，3熱影響區(qū)，熱影響區(qū)，4母材母材 B/H為焊縫成形系數(shù)，為焊縫成形系數(shù)，B：焊道寬度，：焊道寬度，H：計(jì)算厚度：計(jì)算厚度 寬焊縫：偏析聚集在上部

18、，可防止中心裂紋寬焊縫：偏析聚集在上部，可防止中心裂紋 窄焊縫：偏析沿中心線聚集，中心易產(chǎn)生裂紋窄焊縫：偏析沿中心線聚集，中心易產(chǎn)生裂紋 結(jié)論結(jié)論1 焊縫為鑄態(tài)組織，組織不好：晶粒粗大、焊縫為鑄態(tài)組織，組織不好：晶粒粗大、 成分偏析、組織不致密。成分偏析、組織不致密。 但是，熔池很小，冷卻快，又有焊條藥皮但是，熔池很小，冷卻快，又有焊條藥皮 所含金屬的補(bǔ)充，其成分優(yōu)于母材，硫磷含量所含金屬的補(bǔ)充，其成分優(yōu)于母材，硫磷含量 低，低，容易達(dá)到強(qiáng)度要求。容易達(dá)到強(qiáng)度要求。 部分相變區(qū)：晶部分相變區(qū)：晶 粒大小不均勻，性粒大小不均勻，性 能較差能較差 過(guò)熱過(guò)熱區(qū)：晶粒粗大性區(qū)：晶粒粗大性 能最差能最差

19、 熔合區(qū)：成分不均勻晶熔合區(qū)：成分不均勻晶 粒粗大，性能最差粒粗大，性能最差 熔合區(qū)和熱影響區(qū)的組織和性能熔合區(qū)和熱影響區(qū)的組織和性能 低碳鋼低碳鋼 正火正火區(qū)：晶粒細(xì)小性區(qū)：晶粒細(xì)小性 能優(yōu)于母材能優(yōu)于母材 焊接材料、焊接方法和焊接工藝均影響焊接 接頭組織和性能。 焊接工藝：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、 熱輸入等。 結(jié)論結(jié)論2 熔合區(qū)和過(guò)熱區(qū)是焊接接頭處力學(xué)性能最熔合區(qū)和過(guò)熱區(qū)是焊接接頭處力學(xué)性能最 差的部位。差的部位。 焊接過(guò)程中總會(huì)產(chǎn)生一定尺寸的熔合區(qū)和焊接過(guò)程中總會(huì)產(chǎn)生一定尺寸的熔合區(qū)和 過(guò)熱區(qū)，要采取措施改善組織和性能。過(guò)熱區(qū)，要采取措施改善組織和性能。 1、合理選擇焊接方法和焊接

20、參數(shù)，減小熱影響區(qū)、合理選擇焊接方法和焊接參數(shù)，減小熱影響區(qū) 2、加強(qiáng)對(duì)焊縫的保護(hù)合理：藥皮，氣體等、加強(qiáng)對(duì)焊縫的保護(hù)合理：藥皮，氣體等 3、焊后局部或整體熱處理、焊后局部或整體熱處理 焊接變形和殘余應(yīng)力的不利影響焊接變形和殘余應(yīng)力的不利影響 造成焊件的尺寸、形狀變化；造成焊件的尺寸、形狀變化； 矯正變形會(huì)使性能降低，成本增加；矯正變形會(huì)使性能降低，成本增加； 焊接應(yīng)力會(huì)降低承載能力；焊接應(yīng)力會(huì)降低承載能力； 引起焊接裂紋；引起焊接裂紋； 應(yīng)力衰減會(huì)產(chǎn)生變形。應(yīng)力衰減會(huì)產(chǎn)生變形。 當(dāng)金屬桿不受剛性約束時(shí)，當(dāng)金屬桿不受剛性約束時(shí)， 在均勻加熱和均勻冷卻過(guò)程在均勻加熱和均勻冷卻過(guò)程 中，可以完全自

21、由膨脹和收縮中，可以完全自由膨脹和收縮 冷卻后，桿件和加熱前長(zhǎng)度相冷卻后，桿件和加熱前長(zhǎng)度相 同，沒有殘留變形，也沒有內(nèi)同，沒有殘留變形，也沒有內(nèi) 應(yīng)力。應(yīng)力。 加熱時(shí)，桿件產(chǎn)生伸長(zhǎng)變形加熱時(shí)，桿件產(chǎn)生伸長(zhǎng)變形L 冷卻時(shí)，產(chǎn)生縮短變形冷卻時(shí)，產(chǎn)生縮短變形L； 當(dāng)桿件受到一定剛性約束時(shí)，加熱和冷卻當(dāng)桿件受到一定剛性約束時(shí)，加熱和冷卻 過(guò)程中過(guò)程中不能自由膨脹和自由收縮不能自由膨脹和自由收縮， 加熱時(shí)，不能從向自由膨脹那樣伸長(zhǎng)到加熱時(shí)，不能從向自由膨脹那樣伸長(zhǎng)到A 實(shí)際伸長(zhǎng)實(shí)際伸長(zhǎng)L2， 由于受到剛性約束阻礙產(chǎn)生壓縮變形由于受到剛性約束阻礙產(chǎn)生壓縮變形 L1，桿件內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力。，桿件內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力。

22、 冷卻后桿件不能自由收縮到位置冷卻后桿件不能自由收縮到位置B 實(shí)際縮短實(shí)際縮短L3，內(nèi)部產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，內(nèi)部產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力 以上模型假設(shè)：桿件不發(fā)生彎曲，它和剛性約以上模型假設(shè)：桿件不發(fā)生彎曲，它和剛性約 束之間沒有熱傳導(dǎo)，且剛性約束不產(chǎn)生變形。束之間沒有熱傳導(dǎo)，且剛性約束不產(chǎn)生變形。 焊前預(yù)熱及焊后熱處理；焊前預(yù)熱及焊后熱處理； 選擇合理的焊接次序；選擇合理的焊接次序； 剛性固定法；剛性固定法； 反變形法；反變形法； 錘擊焊縫法；錘擊焊縫法； 采用機(jī)械矯正和火焰矯正。采用機(jī)械矯正和火焰矯正。 減少焊接應(yīng)力與變形的工藝措施減少焊接應(yīng)力與變形的工藝措施 反反 變變 形形 剛剛 性性 固固 定定

23、法法 焊接順序焊接順序 用于塑性好，沒有用于塑性好，沒有 淬硬傾向的鋼淬硬傾向的鋼 用于塑性好的低碳鋼用于塑性好的低碳鋼 和普通合金鋼和普通合金鋼 機(jī)械矯正與火焰矯正機(jī)械矯正與火焰矯正 手工電弧焊手工電弧焊 埋弧自動(dòng)焊埋弧自動(dòng)焊 氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 電渣焊電渣焊 電阻焊電阻焊 釬焊釬焊 1 1、焊接電弧、焊接電弧 電弧的溫度電弧的溫度 陰極區(qū)陰極區(qū) 2100 ， 弧柱弧柱 57007700 ， 陽(yáng)極區(qū)陽(yáng)極區(qū) 2300 氣體電離氣體電離 電極發(fā)射電子電極發(fā)射電子 電弧區(qū)熱量電弧區(qū)熱量 陽(yáng)極占陽(yáng)極占43%, 陰極區(qū)占陰極區(qū)占36%, 弧弧 柱區(qū)占柱區(qū)占21%。 正接法正接法: 工件接正工件接正

24、極極, 焊條接負(fù)極焊條接負(fù)極 2、焊接過(guò)程、焊接過(guò)程 手工電弧焊 (3) 當(dāng)電弧向前移動(dòng)時(shí)當(dāng)電弧向前移動(dòng)時(shí), 熔池冷卻凝固而新的熔池不熔池冷卻凝固而新的熔池不 斷產(chǎn)生斷產(chǎn)生, 形成連續(xù)的焊縫。形成連續(xù)的焊縫。 (1)電弧在焊條與被焊件之電弧在焊條與被焊件之 間間 燃燒燃燒, 電弧熱使工件和焊電弧熱使工件和焊 條同時(shí)熔化成熔池條同時(shí)熔化成熔池; (2) 電弧使焊條的藥皮熔化電弧使焊條的藥皮熔化 或燃燒或燃燒, 產(chǎn)生熔渣和氣體產(chǎn)生熔渣和氣體, 對(duì)熔化金屬和熔池起保護(hù)對(duì)熔化金屬和熔池起保護(hù) 作用；作用； 3、手工電弧焊的特點(diǎn)、手工電弧焊的特點(diǎn) 手工電弧焊 手工電弧焊有何特點(diǎn)？使用哪種設(shè)備？手工電弧焊

25、有何特點(diǎn)？使用哪種設(shè)備？ 優(yōu)點(diǎn)： 設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。 缺點(diǎn)：生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不易保證。生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不易保證。 電焊機(jī)： 直流電焊機(jī)：直流電焊機(jī)： 交流電焊機(jī)：交流電焊機(jī)： 引弧容易，電弧穩(wěn)定，焊接質(zhì)量好引弧容易，電弧穩(wěn)定，焊接質(zhì)量好 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠，維修方便結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠，維修方便 1. 埋弧自動(dòng)焊的焊接過(guò)程埋弧自動(dòng)焊的焊接過(guò)程 自動(dòng)焊自動(dòng)焊焊接動(dòng)作由機(jī)械裝置自動(dòng)完成。焊接動(dòng)作由機(jī)械裝置自動(dòng)完成。 埋弧焊埋弧焊電弧在顆粒狀焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接。電弧在顆粒狀焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接。 焊車 焊絲焊絲 焊劑焊劑 埋弧自動(dòng)焊埋

26、弧自動(dòng)焊 自動(dòng)焊小車自動(dòng)焊小車 埋弧焊生產(chǎn)埋弧焊生產(chǎn) 生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高 （比手弧焊提高（比手弧焊提高5 51010倍）倍） 焊接質(zhì)量好焊接質(zhì)量好 （ 焊縫內(nèi)氣孔、夾渣少，焊縫美觀）焊縫內(nèi)氣孔、夾渣少，焊縫美觀） 成本低成本低 （省工、省時(shí)、省料）（省工、省時(shí)、省料） 勞動(dòng)條件好勞動(dòng)條件好 （無(wú)弧光（無(wú)弧光, ,、飛濺、飛濺, , 勞動(dòng)強(qiáng)度低）勞動(dòng)強(qiáng)度低） 適應(yīng)性差適應(yīng)性差 （平焊、長(zhǎng)直焊縫和較大直徑的環(huán)縫）平焊、長(zhǎng)直焊縫和較大直徑的環(huán)縫） 焊接設(shè)備復(fù)雜，焊前準(zhǔn)備工作嚴(yán)格焊接設(shè)備復(fù)雜，焊前準(zhǔn)備工作嚴(yán)格 應(yīng)用： 成批生產(chǎn)、中厚板結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)直焊縫和較大直成批生產(chǎn)、中厚板結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)直焊縫和較大直 徑的

27、環(huán)縫，如鍋爐、壓力容器、船舶等。徑的環(huán)縫，如鍋爐、壓力容器、船舶等。 特點(diǎn)： 壓力容器環(huán)縫和縱縫的埋弧自動(dòng)焊 縱縱 縫縫 環(huán)縫環(huán)縫 壓力容器壓力容器 焊接生產(chǎn)焊接生產(chǎn) 1、氬弧焊及其特點(diǎn)氬弧焊及其特點(diǎn) 保護(hù)氣體保護(hù)氣體 氬氣氬氣 CO2 氬弧焊氬弧焊 CO2氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 鎢極鎢極金屬極金屬極 焊接電流不能過(guò)大，只能焊焊接電流不能過(guò)大，只能焊4mm以下的以下的薄板薄板； 焊接鋼材板：直流正接法；焊接鋼材板：直流正接法； 焊鋁、鎂合金：直流反接法或交流電源。焊鋁、鎂合金：直流反接法或交流電源。 氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 鎢極熔點(diǎn)高，鎢極熔點(diǎn)高， 發(fā)射電子能力強(qiáng)發(fā)射電子能力強(qiáng) 直流正接直流正接

28、： 鎢極燒損小。鎢極燒損小。 直流反接直流反接 ： 鎢極燒損大，鎢極燒損大， 電弧不穩(wěn)，但有電弧不穩(wěn)，但有“陰極破碎陰極破碎” 作用（焊鋁時(shí)有利）。作用（焊鋁時(shí)有利）。 應(yīng) 用 氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 1、以連續(xù)送進(jìn)的金屬絲做、以連續(xù)送進(jìn)的金屬絲做 電極并填充焊縫；電極并填充焊縫； 2、焊接電流較大、焊接電流較大,生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)效率高， 適用焊接較厚的焊件；適用焊接較厚的焊件； （板厚為（板厚為825mm） 3、采用直流反接，電弧穩(wěn)定，焊鋁時(shí)有、采用直流反接，電弧穩(wěn)定，焊鋁時(shí)有“陰極陰極 破碎破碎”作用作用; 4、 可采用自動(dòng)焊或半自動(dòng)焊?？刹捎米詣?dòng)焊或半自動(dòng)焊。 氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 1)

29、保護(hù)效果好，電弧穩(wěn)定，焊接質(zhì)量好；保護(hù)效果好，電弧穩(wěn)定，焊接質(zhì)量好； 2) 電弧熱量集中，熱影響區(qū)小，焊后變形??；電弧熱量集中，熱影響區(qū)小，焊后變形??； 3) 可全方位焊接，便于觀察、易于自動(dòng)控制；可全方位焊接，便于觀察、易于自動(dòng)控制； 4) 氬氣成本高，一般情況下不采用。氬氣成本高，一般情況下不采用。 應(yīng)用： 用于焊接易氧化的有色金屬、用于焊接易氧化的有色金屬、 合金鋼和不銹鋼。合金鋼和不銹鋼。 2、 CO2氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 CO2氣體保護(hù)焊的焊接過(guò)程氣體保護(hù)焊的焊接過(guò)程 CO2 電弧 CO + O 使金屬氧化，使金屬氧化， 合金元素?zé)龘p，不合金元素?zé)龘p，不 能焊接有色金屬和能焊接有色金

30、屬和 合金鋼。合金鋼。 應(yīng)用： 用于用于低碳鋼、低合金鋼薄板低碳鋼、低合金鋼薄板的焊接。必須采用含的焊接。必須采用含 脫氧劑的焊絲脫氧劑的焊絲H08Mn2SiAH08Mn2SiA，直流反接。，直流反接。 氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 成本低成本低 （為埋弧焊和手弧焊的為埋弧焊和手弧焊的40%40%50%50%） 效率高效率高 （電流密度大，熔深大，焊接速度快）電流密度大，熔深大，焊接速度快） 焊接質(zhì)量好焊接質(zhì)量好 （有氣流冷卻，熱影響區(qū)小，變形?。ㄓ袣饬骼鋮s，熱影響區(qū)小，變形?。?采用氣體保護(hù)，能全位置焊接采用氣體保護(hù)，能全位置焊接 焊縫成形差，飛濺大焊縫成形差，飛濺大 設(shè)備使用維修不方便設(shè)備使用維

31、修不方便 氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 生產(chǎn)率高生產(chǎn)率高 （板厚（板厚 40mm的焊接一次焊成）的焊接一次焊成） 焊縫缺陷少焊縫缺陷少,焊接質(zhì)量好焊接質(zhì)量好 （不易產(chǎn)生氣孔、夾渣和裂紋不易產(chǎn)生氣孔、夾渣和裂紋） 成本低成本低 （省電和省熔劑）（省電和省熔劑） 焊件需正火熱處理焊件需正火熱處理 ( (熱影響區(qū)較大熱影響區(qū)較大, ,組織粗大組織粗大) ) 1. 電渣焊工藝過(guò)程電渣焊工藝過(guò)程2. 電渣焊的特點(diǎn)電渣焊的特點(diǎn) 電阻焊分為：點(diǎn)焊、縫焊、對(duì)焊。電阻焊分為：點(diǎn)焊、縫焊、對(duì)焊。 利用焊件接觸面的電阻熱，將焊件局部加熱到利用焊件接觸面的電阻熱，將焊件局部加熱到 塑性或熔化狀態(tài)，在壓力下形成接頭的焊接方法。

32、塑性或熔化狀態(tài)，在壓力下形成接頭的焊接方法。 閃光對(duì)焊閃光對(duì)焊電阻對(duì)焊電阻對(duì)焊縫焊縫焊點(diǎn)焊點(diǎn)焊 電阻焊特點(diǎn) 焊接電壓低，電流大，生產(chǎn)率高；焊接電壓低，電流大，生產(chǎn)率高； 不需要填充金屬，焊接變形小；不需要填充金屬，焊接變形??； 勞動(dòng)條件好，操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)勞動(dòng)條件好，操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 化生產(chǎn)；化生產(chǎn)； 焊接設(shè)備復(fù)雜，投資大；焊接設(shè)備復(fù)雜，投資大； 適用于大批量生產(chǎn)；適用于大批量生產(chǎn)； 對(duì)焊件厚度和接頭形式有一定限制。對(duì)焊件厚度和接頭形式有一定限制。 電阻焊 點(diǎn)焊過(guò)程點(diǎn)焊過(guò)程： 加壓加壓通電通電斷電斷電去除壓力去除壓力 形成熔核形成熔核凝固凝固 防止分流： 兩焊點(diǎn)間兩焊點(diǎn)間 應(yīng)有一定

33、距應(yīng)有一定距 離。離。 點(diǎn)焊接頭形式：點(diǎn)焊接頭形式： 分流現(xiàn)象分流現(xiàn)象 點(diǎn)焊主要適用于薄點(diǎn)焊主要適用于薄 板沖壓結(jié)構(gòu)和鋼筋構(gòu)件。板沖壓結(jié)構(gòu)和鋼筋構(gòu)件。 點(diǎn)焊的應(yīng)用 電阻焊 點(diǎn)焊過(guò)程點(diǎn)焊過(guò)程 手提點(diǎn)焊手提點(diǎn)焊 汽車點(diǎn)焊汽車點(diǎn)焊 電阻焊 電阻焊 縫焊：縫焊：與點(diǎn)焊相同，只是采用與點(diǎn)焊相同，只是采用 滾輪做電極，邊焊邊滾。滾輪做電極，邊焊邊滾。 特點(diǎn)特點(diǎn)：焊點(diǎn)互相重疊，分流現(xiàn)焊點(diǎn)互相重疊，分流現(xiàn) 象嚴(yán)重。焊件厚度象嚴(yán)重。焊件厚度3mm。 應(yīng)用應(yīng)用：有密封要求的薄壁結(jié)構(gòu)有密封要求的薄壁結(jié)構(gòu) 電阻對(duì)焊電阻對(duì)焊 端面加工要求高端面加工要求高 質(zhì)量不易保證。質(zhì)量不易保證。 閃光對(duì)焊閃光對(duì)焊 對(duì)端面加工要對(duì)端

34、面加工要 求低，質(zhì)量較高求低，質(zhì)量較高 用于重要零件的用于重要零件的 焊接焊接 電阻焊 對(duì)焊生產(chǎn)對(duì)焊生產(chǎn) 電阻焊 應(yīng)用：應(yīng)用： 桿狀零件的對(duì)接，如刀具、管子、鋼桿狀零件的對(duì)接，如刀具、管子、鋼 軌鋼筋、異種金屬。（端面形狀尺寸要相軌鋼筋、異種金屬。（端面形狀尺寸要相 同或相近）同或相近） 利用利用低熔點(diǎn)的釬料作填充金屬低熔點(diǎn)的釬料作填充金屬， 加熱熔化加熱熔化 后滲入固態(tài)焊件間的間隙內(nèi)，將焊件連接起來(lái)的后滲入固態(tài)焊件間的間隙內(nèi)，將焊件連接起來(lái)的 焊接方法。焊接方法。 接接 頭頭 形形 式式 將工件和釬料適當(dāng)加熱（烙鐵、火焰、將工件和釬料適當(dāng)加熱（烙鐵、火焰、 爐子、電阻、高頻加熱）；爐子、電阻

35、、高頻加熱）； 釬料熔化，借助毛細(xì)管的作用被吸入和釬料熔化，借助毛細(xì)管的作用被吸入和 充滿間隙；充滿間隙； 被焊金屬和釬料在間隙內(nèi)相互擴(kuò)散；被焊金屬和釬料在間隙內(nèi)相互擴(kuò)散； 凝固后，形成釬焊接頭。凝固后，形成釬焊接頭。 釬焊 種類種類 特點(diǎn)特點(diǎn) 軟釬焊 （錫、鉛釬料）（錫、鉛釬料） 硬釬焊 （銅基、銀基釬料）（銅基、銀基釬料） 釬料熔點(diǎn)釬料熔點(diǎn) 450 450 性能特點(diǎn)性能特點(diǎn) 接頭強(qiáng)度接頭強(qiáng)度 100MPa 工作溫度較低工作溫度較低 接頭強(qiáng)度接頭強(qiáng)度 200MPa 工作溫度較高工作溫度較高 應(yīng)用應(yīng)用 用于受力不大的儀用于受力不大的儀 表、導(dǎo)電元件的焊接。表、導(dǎo)電元件的焊接。 用于受力較大的構(gòu)

36、用于受力較大的構(gòu) 件、刀具、工具的焊接。件、刀具、工具的焊接。 加熱溫度低，變形也小。接頭光滑平整，加熱溫度低，變形也小。接頭光滑平整， 工件尺寸精確；工件尺寸精確； 釬焊接頭強(qiáng)度低；釬焊接頭強(qiáng)度低； 可焊接性能差異很大的異種金屬可焊接性能差異很大的異種金屬, , 對(duì)工件對(duì)工件 厚度無(wú)限制；厚度無(wú)限制； 可整體加熱，同時(shí)釬焊由多條焊縫組成的可整體加熱，同時(shí)釬焊由多條焊縫組成的 復(fù)雜形狀構(gòu)件，生產(chǎn)率高；復(fù)雜形狀構(gòu)件，生產(chǎn)率高； 釬焊設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)投資費(fèi)用少。釬焊設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)投資費(fèi)用少。 自動(dòng)焊接自動(dòng)焊接 焊接機(jī)械手焊接機(jī)械手 超聲波超聲波 焊機(jī)焊機(jī) 大型大型 氣割氣割 等離子切割機(jī)等離子切割機(jī)

37、 管子成形管子成形厚板切割厚板切割 1 1、金屬材料焊接性的概念、金屬材料焊接性的概念 指在一定的焊接工藝條件下，獲得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。優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。 金屬焊接性：金屬焊接性： 焊接性焊接性 形成焊接缺陷的敏感性（裂紋）形成焊接缺陷的敏感性（裂紋） 使用性能（機(jī)械性能）使用性能（機(jī)械性能） 影響焊接性的因素：影響焊接性的因素： 金屬材料本身性質(zhì)金屬材料本身性質(zhì) 焊接方法、焊接材料、焊接工藝焊接方法、焊接材料、焊接工藝 2 2、鋼的焊接性評(píng)價(jià)方法、鋼的焊接性評(píng)價(jià)方法（1 1）碳當(dāng)量法碳當(dāng)量法 CE 0.4%時(shí)，冷裂紋傾向不明顯時(shí)，冷裂紋傾向不明顯,

38、 焊接性良好；焊接性良好； CE 0.4%0.6%時(shí)，冷裂傾向明顯，焊接性較差；時(shí)，冷裂傾向明顯，焊接性較差； CE 0.6%時(shí)，冷裂傾向很強(qiáng)時(shí)，冷裂傾向很強(qiáng), 焊接性很差。焊接性很差。 碳、合金元素含量碳、合金元素含量 焊接性焊接性 碳當(dāng)量：碳當(dāng)量： CE =C+Mn/6+(Cr+Mo+ V) /5+ (Ni+Cu)/15 碳鋼及低碳鋼及低 合金鋼合金鋼 碳當(dāng)量越高，焊接性越差 碳當(dāng)量只考慮了鋼材化學(xué)成分對(duì)焊接性的影響，而碳當(dāng)量只考慮了鋼材化學(xué)成分對(duì)焊接性的影響，而 沒有考慮板厚即剛性拘束、焊縫含氫量等重要因素的沒有考慮板厚即剛性拘束、焊縫含氫量等重要因素的 影響。影響。 日本有人通過(guò)日本有

39、人通過(guò)200多種鋼大量的實(shí)際試驗(yàn)，得出多種鋼大量的實(shí)際試驗(yàn)，得出 鋼鋼 材焊接時(shí)冷裂紋敏感系數(shù)計(jì)算公式材焊接時(shí)冷裂紋敏感系數(shù)計(jì)算公式： PcCSi/30Mn/20Cu/20Ni/60Cr/20 Mo/15V 105Bh/600H/60（）（） 式中式中 h板厚，板厚，H焊縫金屬中擴(kuò)散氫含量（焊縫金屬中擴(kuò)散氫含量（cm3/100g） Pc公式的適用范圍如下：公式的適用范圍如下： C：0.070.22，Si：00.6，Mn：0.401.40 Cu：00.50， Ni：01.20，Cr：01.20， Mo：00.70， V：00.20，Nb：00.04， Ti：00.05，B：00.005， h：1

40、950mm， H：1.05.0 cm3/100g 用用Pc值判斷和對(duì)比鋼材在焊接時(shí)產(chǎn)生冷裂紋值判斷和對(duì)比鋼材在焊接時(shí)產(chǎn)生冷裂紋 的敏感性比碳當(dāng)量值更好。通過(guò)斜的敏感性比碳當(dāng)量值更好。通過(guò)斜Y型坡口型坡口 對(duì)接裂紋試驗(yàn)還得出了防止裂紋所要求的最對(duì)接裂紋試驗(yàn)還得出了防止裂紋所要求的最 低預(yù)熱溫度的公式：低預(yù)熱溫度的公式： Tp1440Pc392（） 1 1、碳鋼的焊接、碳鋼的焊接 CE 0.4% ，焊接性良好。無(wú)需保護(hù)措施，焊接性良好。無(wú)需保護(hù)措施， 各種焊接方法都能獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭。各種焊接方法都能獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭。 低碳鋼：低碳鋼： 中碳鋼：中碳鋼： CE 0.4%，冷裂傾向很強(qiáng)，焊接性較差。

41、，冷裂傾向很強(qiáng)，焊接性較差。 措施：焊前預(yù)熱措施：焊前預(yù)熱150250，焊后緩冷，焊后緩冷， 采用細(xì)采用細(xì)E5015焊條、小電流、開坡口、多層多道焊條、小電流、開坡口、多層多道 焊，降低焊縫的含碳量。焊，降低焊縫的含碳量。 焊接裂紋產(chǎn)生？焊接裂紋產(chǎn)生？ 內(nèi)部條件：碳當(dāng)量?jī)?nèi)部條件：碳當(dāng)量C CE E 外部條件：外部條件：環(huán)境溫度環(huán)境溫度 2 2、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接 焊接方法焊接方法: a.a.一般用手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊一般用手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊 b.b.板厚板厚 40mm40mm時(shí)，用電渣焊時(shí)，用電渣焊 c.c.批量大時(shí)，用批量大時(shí)，用COCO2 2氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊

42、1616Mn的焊接的焊接 C CE E= 0.4%= 0.4%焊接性良好，不需預(yù)熱焊接性良好，不需預(yù)熱 板厚板厚 323238mm38mm 環(huán)境溫度低時(shí)，需預(yù)熱環(huán)境溫度低時(shí)，需預(yù)熱 重要結(jié)構(gòu)（鍋爐、壓力容器）重要結(jié)構(gòu)（鍋爐、壓力容器） 焊后應(yīng)消除應(yīng)力退火焊后應(yīng)消除應(yīng)力退火 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼 不銹鋼的種類不銹鋼的種類 （Cr13Cr13型）型） （Cr18Ni9Cr18Ni9型）型） （Cr17Cr17型）型） 焊接性較差焊接性較差 （冷裂紋和淬硬脆化）（冷裂紋和淬硬脆化） 焊前預(yù)熱，焊后緩冷及熱處理，焊前預(yù)熱，焊后緩冷及熱處理， 采用

43、奧氏體不銹鋼焊條。采用奧氏體不銹鋼焊條。 焊接性良好焊接性良好 焊接性較差焊接性較差 （過(guò)熱區(qū)晶粒易粗大引起脆化和裂紋）（過(guò)熱區(qū)晶粒易粗大引起脆化和裂紋） 低溫預(yù)熱（低溫預(yù)熱（ 150 ） 減少高溫停留時(shí)間減少高溫停留時(shí)間 易產(chǎn)生白口組織和淬火組織易產(chǎn)生白口組織和淬火組織; ; 鑄鐵強(qiáng)度低、塑性差，易產(chǎn)生裂紋鑄鐵強(qiáng)度低、塑性差，易產(chǎn)生裂紋; ; 鑄鐵碳、硅含量高，易產(chǎn)生氣孔和夾渣缺陷鑄鐵碳、硅含量高，易產(chǎn)生氣孔和夾渣缺陷; ; 鑄鐵的焊接性鑄鐵的焊接性 鑄鐵碳含量高，雜質(zhì)多，塑性差，故焊接性差。鑄鐵碳含量高，雜質(zhì)多，塑性差，故焊接性差。 鑄鐵焊補(bǔ)的問(wèn)題：鑄鐵焊補(bǔ)的問(wèn)題： 鑄鐵的焊補(bǔ)：鑄鐵的焊補(bǔ)

44、： 熱焊、冷焊熱焊、冷焊 1 1、熱焊補(bǔ)、熱焊補(bǔ) 熱焊補(bǔ)熱焊補(bǔ) 鑄件預(yù)熱到鑄件預(yù)熱到600600700700進(jìn)行焊接，焊后緩冷。進(jìn)行焊接，焊后緩冷。 焊接方法：焊接方法： 氣焊、手工電弧焊（氣焊、手工電弧焊（鑄鐵焊條鑄鐵焊條） 焊補(bǔ)質(zhì)量好，焊補(bǔ)質(zhì)量好， 成本高，成本高，勞動(dòng)條件差，生產(chǎn)率低勞動(dòng)條件差，生產(chǎn)率低， 中等厚度鑄件及焊后要加工的復(fù)雜、重要中等厚度鑄件及焊后要加工的復(fù)雜、重要 的鑄件的鑄件, , 如：內(nèi)燃機(jī)缸蓋、氣缸體、機(jī)床如：內(nèi)燃機(jī)缸蓋、氣缸體、機(jī)床 床身等。床身等。 鑄鐵的焊補(bǔ) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 應(yīng)用：應(yīng)用： 2 2、冷焊補(bǔ)、冷焊補(bǔ) 鑄鐵的焊補(bǔ) 冷焊補(bǔ)冷焊補(bǔ) 鑄件一般不預(yù)熱或較低溫度預(yù)

45、熱。鑄件一般不預(yù)熱或較低溫度預(yù)熱。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：依靠焊條來(lái)調(diào)整焊縫的化學(xué)成分，以防止白依靠焊條來(lái)調(diào)整焊縫的化學(xué)成分，以防止白 口組織和裂紋?？诮M織和裂紋。 應(yīng)用：應(yīng)用： 鎳基焊條鎳基焊條 結(jié)構(gòu)鋼焊條結(jié)構(gòu)鋼焊條 補(bǔ)焊質(zhì)量好，成本高。補(bǔ)焊質(zhì)量好，成本高。 用于重要鑄鐵件加工表面焊補(bǔ)用于重要鑄鐵件加工表面焊補(bǔ) 焊補(bǔ)質(zhì)量低，用于非加工表面，焊補(bǔ)質(zhì)量低，用于非加工表面， （采用小直徑、小電流、短?。ú捎眯≈睆?、小電流、短弧） 工業(yè)純鋁工業(yè)純鋁 不能熱處理強(qiáng)化鋁合金不能熱處理強(qiáng)化鋁合金 熱處理強(qiáng)化鋁合金熱處理強(qiáng)化鋁合金 焊接性好焊接性好 分類分類 焊接性差焊接性差 接頭軟化接頭軟化 熱裂紋熱裂紋 問(wèn)題問(wèn)

46、題 氧化：形成氧化：形成AlAl2 2O O3 3，阻礙融合，阻礙融合 氣孔：鋁液大量溶解氫氣，結(jié)晶時(shí)形成氣孔氣孔：鋁液大量溶解氫氣，結(jié)晶時(shí)形成氣孔 焊接方法：電阻焊、釬焊、氬弧焊焊接方法：電阻焊、釬焊、氬弧焊 保護(hù)效果好，有保護(hù)效果好，有“陰陰 極破碎極破碎”作用作用 銅及銅合金焊接性能差。 問(wèn)題問(wèn)題 易變形：易變形：銅及多數(shù)銅合金線膨脹系數(shù)和收縮率大，銅及多數(shù)銅合金線膨脹系數(shù)和收縮率大， 再加上銅的導(dǎo)熱性強(qiáng)，使熱影響區(qū)寬，焊接變形比再加上銅的導(dǎo)熱性強(qiáng)，使熱影響區(qū)寬，焊接變形比 較嚴(yán)重。較嚴(yán)重。 難熔合：難熔合：銅及合金導(dǎo)熱性很強(qiáng)，焊接熱量很快傳導(dǎo)銅及合金導(dǎo)熱性很強(qiáng)，焊接熱量很快傳導(dǎo) 散失，

47、金屬難以熔化。填充金屬不易與母材熔合。散失，金屬難以熔化。填充金屬不易與母材熔合。 氣孔和氫脆氣孔和氫脆焊接方法：焊接方法：氬弧焊、氣焊、釬焊氬弧焊、氣焊、釬焊 手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊等。手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊等。 在滿足焊接件使用性能的前提下，應(yīng)盡量選在滿足焊接件使用性能的前提下，應(yīng)盡量選 用焊接性好的材料。如低碳鋼、低合金鋼。用焊接性好的材料。如低碳鋼、低合金鋼。 影響焊接性的因素：影響焊接性的因素： 金屬材料本身性質(zhì)金屬材料本身性質(zhì) 焊接方法、焊接材料、焊接工藝焊接方法、焊接材料、焊接工藝 焊接結(jié)構(gòu)選材原則：焊接結(jié)構(gòu)選材原則： 常用金屬材料的焊接性常用金屬材料的焊接性 焊接方法 合金材料

48、 氣 焊 手 工 電 弧 焊 埋 弧 焊 CO2 保 護(hù) 焊 氬 弧 焊 電 渣 焊 點(diǎn) 焊 縫 焊 對(duì) 焊 釬 焊 低碳鋼AAAAAAAAA 中碳鋼AABBAABAA 低合金鋼BAAAAAAAA 不銹鋼AABBABAAA 鑄鐵BBCCBBDB 鋁合金B(yǎng)CCDADAAC 1 1、便于焊接操作、便于焊接操作 點(diǎn)焊或縫焊點(diǎn)焊或縫焊手工電弧焊手工電弧焊 不合理不合理 合理 合理 2 2、焊縫要避開應(yīng)力較大和應(yīng)力集中部位、焊縫要避開應(yīng)力較大和應(yīng)力集中部位 無(wú)折邊封頭無(wú)折邊封頭 碟形封頭碟形封頭 3 3、焊縫應(yīng)避免密集交叉、焊縫應(yīng)避免密集交叉 壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定，不能采用十字焊縫，壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定，不能采

49、用十字焊縫， 而且焊縫與焊縫間要有一定距離而且焊縫與焊縫間要有一定距離 4 4、焊縫設(shè)置應(yīng)盡量對(duì)稱、焊縫設(shè)置應(yīng)盡量對(duì)稱 （最好能同時(shí)施焊）（最好能同時(shí)施焊） 5 5、盡量減少焊縫長(zhǎng)度和焊縫截面、盡量減少焊縫長(zhǎng)度和焊縫截面 （減少變形、成本，提高生產(chǎn)率）（減少變形、成本，提高生產(chǎn)率） 6 6、焊縫應(yīng)盡量設(shè)置在平焊位置、焊縫應(yīng)盡量設(shè)置在平焊位置 7 7、焊縫應(yīng)避開加工部位、焊縫應(yīng)避開加工部位 埋埋 弧弧 焊焊 氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 合理合理 不合理不合理 不合理不合理 合理合理 對(duì)接接頭、搭接接頭、角接接頭、對(duì)接接頭、搭接接頭、角接接頭、T T形接頭形接頭 受力簡(jiǎn)單、均勻，節(jié)省受力簡(jiǎn)單、均勻，節(jié)省

50、 材料；下料尺寸精度要求較材料；下料尺寸精度要求較 高；用于鍋爐、壓力容器受高；用于鍋爐、壓力容器受 力焊縫的焊接。力焊縫的焊接。 受力復(fù)雜，接頭產(chǎn)受力復(fù)雜，接頭產(chǎn) 生附加彎矩；下料尺寸生附加彎矩；下料尺寸 精度要求低；應(yīng)用于受精度要求低；應(yīng)用于受 力不大的行架結(jié)構(gòu)。力不大的行架結(jié)構(gòu)。 用于構(gòu)成直用于構(gòu)成直 角或一定角度連角或一定角度連 接的接頭。接的接頭。 接頭基本形式接頭基本形式： 2 2、坡口形式設(shè)計(jì)、坡口形式設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)名稱：液化氣鋼瓶結(jié)構(gòu)名稱：液化氣鋼瓶 組組 成：瓶體、瓶嘴成：瓶體、瓶嘴 材材 料：料：20鋼（或鋼（或16Mn) 壁壁 厚：厚：3mm 生產(chǎn)類型：大量生產(chǎn)生產(chǎn)類型：大量

51、生產(chǎn) 設(shè)計(jì)要點(diǎn)：瓶體要耐壓，必須絕對(duì)安全。材料的焊接設(shè)計(jì)要點(diǎn)：瓶體要耐壓，必須絕對(duì)安全。材料的焊接 性不存在問(wèn)題。關(guān)鍵技術(shù)是結(jié)構(gòu)的成形和性不存在問(wèn)題。關(guān)鍵技術(shù)是結(jié)構(gòu)的成形和 焊接。焊接。 1 1、確定焊縫位置、確定焊縫位置 2 2、焊接接頭設(shè)計(jì)、焊接接頭設(shè)計(jì) 焊縫多，工作量大，軸向焊焊縫多，工作量大，軸向焊 縫處于拉應(yīng)力最高位置縫處于拉應(yīng)力最高位置 合理合理 瓶體與瓶嘴的焊縫：角焊縫瓶體與瓶嘴的焊縫：角焊縫 （不開坡口）（不開坡口） 瓶體主環(huán)縫：襯環(huán)對(duì)接或縮口對(duì)接瓶體主環(huán)縫：襯環(huán)對(duì)接或縮口對(duì)接 （V V型坡口）型坡口） 3 3、焊接方法和焊接材料的選擇、焊接方法和焊接材料的選擇 瓶體環(huán)縫：瓶體環(huán)縫：埋弧自動(dòng)焊（生產(chǎn)率高、焊接質(zhì)量穩(wěn)定）埋弧自動(dòng)焊（生產(chǎn)率高、焊接質(zhì)量穩(wěn)定） 焊接材料采用焊接材料采用H08AH08A、H08MnA,H08MnA,配合配合HJ431HJ431 瓶嘴焊縫：瓶嘴焊縫：手工電弧焊手工電弧焊 焊條采用焊條采用E4303(20E4303(20鋼鋼) )，E5015(16Mn)E5