焊接成型機械制造基礎課件

1、 第4章 焊接成型焊接成型 chapter chapter 4 4 welding welding 我國我國2004年用鋼量為年用鋼量為3.12億億噸，占全球鋼產量的噸，占全球鋼產量的33%，其，其中中1.6億噸用于焊接結構，約占億噸用于焊接結構，約占用鋼量的用鋼量的51%。n 何為焊接何為焊接 用加熱、加壓等加熱、加壓等工藝措施，使兩分離表面產生原子間的結合與擴散作用，獲得不可拆卸接頭的材料成形方法。 從冶金角度分從冶金角度分: 液相焊接、固相焊接和固液焊接 熔化焊是典型的液相焊接：熔化焊是典型的液相焊接：電弧焊（手工電弧焊、埋弧 自動焊、氣體保護焊）、電渣焊、電子束焊、激光焊、等 離子弧焊

2、等； 壓力焊是典型的固相焊接壓力焊是典型的固相焊接:電阻焊、摩擦焊、冷壓焊、超 聲波焊、爆炸焊、高頻焊、擴散焊等； 釬焊是典型的固液焊接：釬焊是典型的固液焊接：軟釬焊、硬釬焊。n 焊接分類焊接分類n 焊接特點焊接特點 優(yōu)點：優(yōu)點：(1) 接頭力學性能好，使用性能好（牢固、密封性好)； (2) 某些零件只能采用焊接工藝；(3) 可化大為小、以小拼大；(4) 可實現(xiàn)異種金屬的連接；(5) 與鉚接相比，焊接制造的金屬結構重量輕，節(jié)約原材料，制造周期短，成本低。 缺點：缺點：(1) 接頭組織和性能與母材不同；(2) 焊接應力變形大；(3) 接頭易產生裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。n 焊接用處焊接用處 重型金

3、屬結構行業(yè) 汽車制造行業(yè) 船舶制造業(yè) 電子制造業(yè) n 本章內容本章內容4.1 熔焊熔焊 4.2 壓力焊4.3 釬焊4.4 焊接接頭4.5 金屬可焊性4.6 焊接結構的設計4.7 焊接新工藝4.1 熔化焊接熔化焊接 n 熔化焊三要素熔化焊三要素 “神舟”四號飛船成功返回渦輪噴氣發(fā)動機 利用局部加熱的手段，將工件的焊接處加熱到熔化狀態(tài)，形成熔池，然后冷卻結晶，形成焊縫的焊接方法。 熱源熱源 能量要集中，溫度要高。保證金屬快速熔化，減小熱影響區(qū)。滿足要求的有電弧、電渣熱、電子束和激光。 熔池的保護熔池的保護 可用渣保護、氣保護和渣-氣聯(lián)合保護。以防止氧化，并進行脫氧、脫硫和脫磷，給熔池過渡合金元素。

4、 填充金屬填充金屬 保證焊縫填滿及給焊縫帶入有益的合金元素，并達到力學性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊絲。4.1.1 焊條電弧焊焊條電弧焊 （手工電弧焊）（手工電弧焊）“神舟”四號飛船成功返回渦輪噴氣發(fā)動機n 原理與本質：原理與本質：藥皮：藥皮：不斷地分解、熔化生成氣體及熔渣，保護焊條端部、電弧、熔池及其附近區(qū)域，防止大氣對熔化金屬的有害污染。焊芯：焊芯：在電弧熱作用下不斷熔化，進入熔池，成為焊縫的填充金屬。 引弧引弧 形成熔池形成熔池 形成焊縫形成焊縫“神舟”四號飛船成功返回渦輪噴氣發(fā)動機n 焊接電弧焊接電弧 定義：定義： 電弧是指兩電極之間強烈而持久的氣體放電現(xiàn)象。電弧放電電壓最低，電

5、流最大，溫度最高，發(fā)光最強。將電弧放電用作焊接熱源，既安全，加熱效率也高。 電弧的三個區(qū)電弧的三個區(qū) 陰極區(qū)陰極區(qū) 2600 c 陽極區(qū)陽極區(qū) 6000-8000 c 弧柱區(qū)弧柱區(qū) 2400 c n 電弧的極性及選擇電弧的極性及選擇 由于電弧產生的熱量在陽極和陰極上有一定的差異，在使用直流電焊機焊接時，有兩種接線方法： 直流正接：直流正接：焊件接正極，焊條接負極（厚板、酸性焊條） 直流負接：直流負接：焊件接負極，焊條接正極（薄板、堿性低氫焊 條、低合金鋼和鋁合金）n 常用焊條電弧焊機簡介常用焊條電弧焊機簡介 （1）交流弧焊機：）交流弧焊機： （bx系列）動鐵（芯）式系列）動鐵（芯）式 動圈（繞

6、組）式動圈（繞組）式 抽頭式抽頭式（2）直流弧焊發(fā)電機（）直流弧焊發(fā)電機（ax系列）（已淘汰）系列）（已淘汰）（3）弧焊整流器）弧焊整流器 硅弧焊整流器（硅弧焊整流器（zxg系列）系列） 晶閘管式焊整流器（晶閘管式焊整流器（zx5系列）系列）（4）弧焊逆變器（）弧焊逆變器（zx7系列）系列）bx6交流弧焊機北京“時代”zx7逆變電弧焊機n 電焊條電焊條 是指在一定長度的金屬絲外表層均勻地涂敷一定厚度的具有特殊作用涂料的手工電弧焊焊接材料，簡稱為“焊條焊條”。電焊條的組成及作用電焊條的組成及作用焊條芯焊條芯藥皮藥皮藥皮的種類：藥皮的種類： 氧化鈦型；氧化鈦型；氧化鈦鈣型；氧化鈦鈣型； 鈦鐵礦型；

7、鈦鐵礦型；氧化鈦型；氧化鈦型；纖維素型；纖維素型； 低氫鉀型；低氫鉀型；低氫鈉型；低氫鈉型； 石墨型；石墨型； 鹽基型。鹽基型。電焊條電焊條焊條芯焊條芯藥皮藥皮焊縫的填充材料焊縫的填充材料 填充焊縫填充焊縫電極傳導電流電極傳導電流 導電導電機械保護機械保護的作用的作用冶金冶金的作用的作用穩(wěn)定電弧穩(wěn)定電弧的作用的作用 電焊條的分類電焊條的分類結構鋼焊條結構鋼焊條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ts按用途分：按用途分：j 5 0 7藥皮種類（低氫型）抗拉強度結構鋼焊條j 4

8、2 2藥皮種類（鈣鈦型）抗拉強度結構鋼焊條按熔渣的性質分：按熔渣的性質分：酸性焊條酸性焊條：堿性焊條堿性焊條：在熔渣中以酸性氧化物為主（tio2、sio2、fe2o3）在熔渣中以堿性氧化物為主（k2o、na2o、cao、 mno）(1) 酸性焊條酸性焊條 藥皮中含有大量的tio2、sio2等酸性造渣物及一定數(shù)量的碳酸鹽等，熔渣氧化性強，熔渣堿度系數(shù)小于1。 酸性焊條焊接工藝性好，電弧穩(wěn)定，可交、直流兩用，飛濺小、熔渣流動性和脫渣性好，熔渣多呈玻璃狀，較疏松、脫渣性能好，焊縫外表美觀焊縫外表美觀。 酸性焊條藥皮中含較多的二氧化硅、氧化鐵及氧化鈦，氧化性較強，焊縫金屬中的氧含量較高，合金元素燒損較

9、多，合金過渡系數(shù)較小，熔敷金屬中含氫量也較高，因而焊縫金屬塑焊縫金屬塑性和韌性較低性和韌性較低。(2) 堿性堿性(低氫型低氫型)焊條焊條 藥皮中含有大量的堿性造渣物(大理石、螢石等)，含有一定數(shù)量的脫氧劑和滲合金劑。堿性焊條主要靠碳酸鹽(如caco3等)分解出co2作保護氣體，弧柱氣氛中的氫分壓較低，螢石中的氟化鈣在高溫時與氫結合成氟化氫(hf)，降低焊縫中的含氫量，又稱低氫型焊條。 堿性渣中cao數(shù)量多，熔渣脫硫的能力強，熔敷金屬的抗熱裂紋的能力較強。而且，堿性焊條由于焊縫金屬中氧和氫含量低，非金屬夾雜物較少，具有較高的塑性和沖具有較高的塑性和沖擊韌性。擊韌性。 堿性焊條由于藥皮中含有較多的

10、螢石，電弧穩(wěn)定性差，一般多采用直流反接，只有當藥皮中含有較多量的穩(wěn)弧劑時，才可以交、直流兩用。 堿性焊條一般用于較重要的焊接結構，如承受動載荷或剛件較大的結構。 電焊條的選用原則電焊條的選用原則 1. 根據被焊工件的強度選用2. 根據被焊工件的化學成分選用3. 根據被焊工件工作條件和結構選用4. 根據實際生產狀況選用等強匹配的原則 等成分匹配的原則 等韌性匹配的原則 補充：焊條的選用原則補充：焊條的選用原則（酸性焊條（酸性焊條 v.s. 堿性焊條）堿性焊條）當接頭坡口表面難以清理干凈時，應采用氧化性強，對鐵銹、油污等不敏感的酸性焊條。在容器內部或通風條件較差的條件下，應選用焊接時析出有害氣體少

11、的酸性焊條。在母材中碳、硫、磷等元素含量較高時，且焊件形狀復雜、結構剛性大和厚度大時，選用抗裂性好的堿性焊條。當焊件承受振動或沖擊載荷時，除保證抗拉強度外，應選用塑性和韌性較好的堿性焊條。在酸性焊條和堿性焊條均能滿足性能要求的前提下，應盡量選用工藝性能較好的酸性焊條。4.1.2 埋弧自動焊埋弧自動焊 埋弧自動焊是用焊劑進行渣保護焊劑進行渣保護，焊絲為一電極在焊劑層下引燃電弧燃燒。因電弧在焊劑包圍下燃燒，所以熱效率高；焊絲為連續(xù)的盤狀焊絲，可連續(xù)饋電；焊接無飛濺，可實現(xiàn)大電流高速焊接，生產率高；金屬利用率，焊接質量好，勞動條件好。埋弧焊適于平直長焊埋弧焊適于平直長焊縫和環(huán)焊縫的焊接。縫和環(huán)焊縫的

12、焊接。n 焊接材料焊接材料 焊絲焊絲 鋼芯鋼芯( (與手工焊鋼芯同屬一個國家標準與手工焊鋼芯同屬一個國家標準) ) 根據化學成分和用途不同根據化學成分和用途不同: :碳素結構鋼碳素結構鋼合金結構鋼合金結構鋼高合金鋼高合金鋼各種有色金屬焊接的焊絲各種有色金屬焊接的焊絲堆焊焊絲。堆焊焊絲。 焊劑焊劑 在焊接時被加熱熔化形成熔渣，對熔化金屬起保護 和冶金作用，它是埋弧焊接過程中保證焊縫質量的重要 材料。 (1)(1) 保證電弧穩(wěn)定燃燒；保證電弧穩(wěn)定燃燒； (2) (2) 保證焊縫金屬得到所需的成分和性能；保證焊縫金屬得到所需的成分和性能； (3) (3) 減少焊縫中產生氣孔和裂紋的可能性；減少焊縫中

13、產生氣孔和裂紋的可能性； (4) (4) 有利成形和脫渣；有利成形和脫渣； (5) (5) 不易吸潮并有一定的顆粒度和強度；不易吸潮并有一定的顆粒度和強度； (6) (6) 焊接時無有害物質析出。焊接時無有害物質析出。 埋弧焊的應用埋弧焊的應用 埋弧焊主要用于壓力容器的環(huán)縫焊和直縫焊環(huán)縫焊和直縫焊，鍋爐冷卻壁的長直焊縫焊接，船舶和潛艇殼體的焊接，起重機械（行車）和冶金機械（高爐爐身）的焊接。4.1.3 氣體保護焊氣體保護焊 n 二氧化碳氣體保護焊二氧化碳氣體保護焊 以co2為保護氣體，用焊絲為電極引燃電弧，實現(xiàn)半自動焊或自動焊。焊接用co2純度要大于99.8%。 原理原理 co2氣體保護焊的特

14、點氣體保護焊的特點 （1）生產率高生產率高。比手工焊高15倍，不需更換焊條。 （2）成本低成本低。co2 氣體價格低。成本只有手工電弧焊及埋弧焊的40%50%。 （3）能耗低能耗低。與手工電弧焊相比，3毫米低碳鋼對接焊，相同焊縫長度耗電量少30%左右。 （4）適用面廣適用面廣。適用于各種位置的焊接。薄板可焊1毫米左右。最厚幾乎不受限制（采用多層焊）。 （5）抗銹能力強抗銹能力強。co2=co+o,原子態(tài)氧使電弧氣氛中自由態(tài)氧被氧化成不溶于金屬中的水蒸氣與羥基（oh），降低焊縫含氧量。 （6）明弧無渣明弧無渣。熔池便于監(jiān)控，有利于實現(xiàn)焊接過程機械化和自動化。 目前，co2電弧焊由于有氧化性，合金

15、元素易燒損，主要用于低碳鋼及低合金鋼等黑色金屬的焊接。對于不銹鋼，由于對焊縫金屬有增碳現(xiàn)象，影響抗晶間腐蝕性能。因此，只能用于對焊縫性能要求不高的不銹鋼焊件。 根據操作方式不同，co2焊可分為半自動及自動焊兩種。對于較長的直線焊縫以及規(guī)則的曲線焊縫，可采用自動焊。而對于不規(guī)則的或短焊縫，則宜采用半自動焊，這是生產中用的最多的操作方式。 co2氣體保護焊的特點氣體保護焊的特點 n 氬弧焊氬弧焊 定義：定義：用氬氣作為保護電弧熱源和焊縫區(qū)的氣體保護焊。 分類：分類：鎢極氬弧焊（tig焊） 熔化極氬弧焊 (mig焊和mag焊）(1) tig焊：以鎢釷合金和鎢鈰合金為陰極，利用鎢合金熔點以鎢釷合金和鎢

16、鈰合金為陰極，利用鎢合金熔點高，發(fā)射電子能力強，陰極產熱少，鎢極壽命長的特點，形高，發(fā)射電子能力強，陰極產熱少，鎢極壽命長的特點，形成不熔化極氬弧焊。成不熔化極氬弧焊。(2) 熔化極氬弧焊：利用金屬焊絲作為電極，焊絲自動送進并熔化。焊接電流比鎢極氬弧焊大，適合焊接3-25mm的中厚板材。 mig焊：焊：以惰性氣體ar或ar-he混合氣體作保護氣體時，稱作mig焊（metal inert gas are welding）。 mag焊：焊：用富氬混合氣體ar-o2 ar-co2 ar-co2-o2作保護氣體時，稱作mag焊（metal active gas are welding）。 氬弧焊的特點

17、及應用氬弧焊的特點及應用（1）機械保護效果很好，焊縫金屬純凈，焊接質量優(yōu)良，焊縫成 型美觀。（2）電弧穩(wěn)定，可實現(xiàn)單面焊雙面成型。（3）可全位置自動焊接。（4）氬氣貴，成本高。 氬弧焊主要用于易氧化的有色金屬和合金鋼的焊接。氬弧焊主要用于易氧化的有色金屬和合金鋼的焊接。如鋁、鈦和不銹鋼等。如鋁、鈦和不銹鋼等。n 本章內容本章內容4.1 熔焊 4.2 壓力焊壓力焊4.3 釬焊4.4 焊接接頭4.5 金屬可焊性4.6 焊接結構的設計4.7 焊接新工藝4.2 壓力焊壓力焊 n 壓力焊：壓力焊：通過加熱等手段使金屬達到塑性狀態(tài)，加壓使其產生塑性變形、再結晶和擴散等作用，使兩個分離面的原子接近到晶格距離

18、(0.3-0.5 nm)，形成金屬鍵，從而獲得不可拆卸接頭的一類焊接方法。n 熱源形式為：熱源形式為：電阻熱、高頻熱、摩擦熱等。n 力的形式為力的形式為：靜壓力、沖擊力（鍛壓力）和爆炸力等。n 壓力焊為：壓力焊為：冷壓焊、擴散焊和熱壓焊 n 電阻焊電阻焊 電阻焊是利用電阻熱為熱源，并在壓力下通過塑性變形和再結晶而實現(xiàn)焊接的?？煞譃?點焊、縫焊、凸點焊、縫焊、凸焊和對焊焊和對焊。 點焊：點焊：用圓柱電極壓緊工件，通電、保壓獲得焊點的 電阻焊方法。（1）點焊工藝參數(shù)）點焊工藝參數(shù) 點焊的工藝參數(shù)為：電流、壓力和時間。 大電流，短時間稱為強規(guī)范強規(guī)范。-薄板，導熱性好 小電流，長時間稱為弱規(guī)范弱規(guī)范

19、。-稍厚板，易淬火鋼（2 2）適用范圍）適用范圍 可以采用搭接接頭、不要求氣密性，厚度3 mm 沖 壓、軋制的薄板結構。（3 3）可焊接材料）可焊接材料 低碳鋼、淬火鋼、鍍鋅鋼板、不銹鋼、鋁合金和銅合 金等。（4 4）適用行業(yè)）適用行業(yè) 電子儀表、家用電器、建筑工程、交通運輸、航空、 航天工業(yè)。 縫焊：縫焊：連續(xù)的點焊過程，它是用連續(xù)轉動的盤狀電極代替 了柱狀電極，焊后獲得相互重疊的連續(xù)焊縫。l 縫焊分流嚴重，通常采用強規(guī)范焊接強規(guī)范焊接，焊接電流比點焊大1.52倍。 廣泛應用于厚度在1.5mm以下的各種鋼、高溫合金和鈦合金的焊接。l 主要用于低壓容器，如汽車、摩托車的油箱、氣體靜化器等的焊接

20、。 對焊：對焊：把兩焊件端部相對放置，利用焊接電流加熱，然后 加壓完成焊接的電阻焊方法。 （1 1）電阻對焊）電阻對焊 先將工件夾緊并加壓，然后通電使接觸面溫度達到塑性溫度。在壓力下塑變和再結晶形成固態(tài)焊接接頭。 電阻對焊要求對接處焊前嚴格清理，所焊截面積較小，一般用于鋼筋的對接焊。 （2 2）閃光對焊）閃光對焊 先通電，后接觸，因個別點接觸，個別點通過的電流密度很高，可使其瞬間熔化或汽化，形成液態(tài)過梁。由于過梁上存在電磁收縮力和電磁引力及斥力而使過梁爆破飛出，形成閃光。閃光一方面排除了氧化物和雜質，另一方面使對口處的溫度迅速升高。 閃光對焊主要閃光對焊主要用于鋼軌、錨鏈、管子等的焊接，也可用

21、用于鋼軌、錨鏈、管子等的焊接，也可用于異種金屬的焊接。于異種金屬的焊接。因接頭中無過熱區(qū)和鑄態(tài)組織，所以性因接頭中無過熱區(qū)和鑄態(tài)組織，所以性能高。能高。電 阻 對 焊閃 光 對 焊對焊示意圖對焊示意圖n 摩擦焊摩擦焊 利用工件表面相互摩擦所所產生的熱，使端面達到熱塑性狀態(tài)，然后迅速加壓，完成焊接。 特點特點 接頭焊接質量好 生產率高，成本低 以實現(xiàn)機械化和自動化生產 能焊接異種鋼和異種金屬 環(huán)境保護好 難焊非圓形橫斷面和薄壁管件、活性金屬、淬硬性好的鋼材、表面氧化膜不易破碎或有鍍膜、滲層及摩擦系數(shù)低的金屬很難焊接。 應用范圍應用范圍 凡是接頭部分具有緊湊回轉斷面，幾乎都可以采用摩擦焊的方法，代

22、替鍛造、鑄造和部分機械加工。 可以焊接大多數(shù)同種或異種金屬。 高溫強度高、塑性低、導熱性好的材料不容易焊接，如不銹鋼銅、硬質合金鋼等。 活性金屬（如鈦、鋯等）淬硬性好的鋼材，表面氧化膜不易破碎或有鍍膜、滲層及摩擦系數(shù)太?。ㄈ玷T鐵、黃銅等）的金屬很難焊接。n 本章內容本章內容4.1 熔焊 4.2 壓力焊4.3 釬焊釬焊4.4 焊接接頭4.5 金屬可焊性4.6 焊接結構的設計4.7 焊接新工藝4.3 釬焊釬焊 n 釬焊釬焊: 是利用熔點比焊件低的釬料利用熔點比焊件低的釬料作填充金屬，適當加熱后，釬料熔化而將處于固態(tài)的焊件連接起來釬料熔化而將處于固態(tài)的焊件連接起來的一種焊接方法。1. 硬釬焊硬釬焊

23、釬料熔點在釬料熔點在450以上以上，接頭強度較高，都在200mpa以上，屬于這類的釬料有銅基、銀基和鎳基等。2. 軟釬焊軟釬焊 釬料熔點為釬料熔點為450以下以下，接頭強度較低，一般不超過70mpa，所以只用于釬焊受力不大、工作溫度較低的工件。常用的釬料是錫鉛合金，所以通稱錫焊。 釬焊分類釬焊分類 釬劑釬劑 釬焊過程中，一般都需要使用釬劑。釬劑的作用是：清除被焊金屬表面的氧化膜及其它雜質，改善釬料流入間隙的性能（即潤濕性），保護釬料及焊件不被氧化，因此釬劑對釬焊質量影響很大。 軟釬焊時軟釬焊時，常用的釬劑為松香或氯化鋅溶液。常用的釬劑為松香或氯化鋅溶液。 硬釬焊時，硬釬焊時，釬劑種類較多，主要

24、由硼砂、硼酸、釬劑種類較多，主要由硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等組成，應根據釬料種類選擇應用。氟化物、氯化物等組成，應根據釬料種類選擇應用。 釬焊實例釬焊實例 軟釬焊 硬釬焊 n 本章內容本章內容4.1 熔焊 4.2 壓力焊4.3 釬焊4.4 焊接接頭焊接接頭4.5 金屬可焊性4.6 焊接結構的設計4.7 焊接新工藝4.4 焊接接頭焊接接頭 n 焊接接頭的組織和性質焊接接頭的組織和性質 焊接接頭的組成焊接接頭的組成 焊縫區(qū)焊縫區(qū)在焊接接頭橫截面上 測量的焊縫金屬的區(qū)域。 熔合區(qū)熔合區(qū)熔合線兩側一個很窄 的焊縫與熱影響區(qū)的過渡區(qū)。 熱影響區(qū)熱影響區(qū)受焊接熱循環(huán)的影響，焊縫附近的母材因熱作用 發(fā)生組

25、織性能變化的區(qū)域（過熱區(qū)、正火區(qū)、部分相變區(qū)）。圖 焊接接頭的組成示意圖 各區(qū)域組織和性能各區(qū)域組織和性能 焊縫區(qū)：焊縫區(qū)：呈柱狀晶形態(tài)；力學性能差。 熔合區(qū)：熔合區(qū)：組織不均勻；力學性能差，接頭最薄弱處； 熱影響區(qū)：熱影響區(qū)：過熱區(qū)，晶粒大，力學性能薄弱；相變重結晶區(qū)力學性能最好；不完全結晶區(qū)組織大小不一，力學性能下降。n 焊接接頭的缺陷（氣孔，裂紋，夾渣）焊接接頭的缺陷（氣孔，裂紋，夾渣） 裂紋裂紋 熱裂紋熱裂紋產生于焊縫金屬中； 冷裂紋冷裂紋產生于熱影響區(qū)或是熔合區(qū)。 氣孔氣孔 氮氣孔、氫氣孔和氮氣孔、氫氣孔和co氣孔。氣孔。 夾渣夾渣 焊后殘留在焊縫中的熔渣。焊后殘留在焊縫中的熔渣。n

26、 本章內容本章內容4.1 熔焊 4.2 壓力焊4.3 釬焊4.4 焊接接頭4.5 金屬可焊性金屬可焊性4.6 焊接結構的設計4.7 焊接新工藝4.5 金屬的焊接性能金屬的焊接性能 金屬材料的可焊性，是指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結構型式條件下，獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度，即金屬材料在一定的焊接工藝條件下，表現(xiàn)出“好焊”和“不好焊”的差別。n 金屬的可焊性金屬的可焊性 可焊性的定義可焊性的定義 可焊性的估算方法可焊性的估算方法 碳當量法碳當量法(碳鋼及低合金結構鋼的碳當量經驗公式碳鋼及低合金結構鋼的碳當量經驗公式):15)()(5)()()(6)()()(cuwniwvw

27、mowcrwmnwcwcew15)()(5)()()(6)()()(cuwniwvwmowcrwmnwcwcew c當量當量0.4%時：時：鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，可焊性良好。在一般的焊接工藝條件下，焊件不會產生裂縫；厚大工件或低溫下焊接時應考慮預熱。 c當量當量=0.4%-0.6%時：時：鋼材塑性下降，淬硬傾向明顯，可焊性較差。焊前工件需要適當預熱，焊后應注意緩冷，要采取一定的焊接工藝措施才能防止裂縫。 c當量當量0.6%時：時：鋼材塑性較低，淬硬傾向很強，可焊性不好。焊前工件必須預熱到較高溫度，焊接時要采取減少焊接應力和防止開裂的工藝措施，焊后要進行適當?shù)臒崽幚?，才能保證焊接接頭質量

28、。n 常用金屬的焊接常用金屬的焊接 碳鋼的焊接碳鋼的焊接 (1) 低碳鋼的焊接低碳鋼的焊接 低碳鋼含碳量不大于0.25%，塑性好，一般沒有淬硬傾向，對焊接熱過程不敏感，可焊性良好。焊這類鋼時，不需要采取特殊的工藝措施，通常在焊后也不需要進行熱處理（電渣焊除外）。(2) 中碳鋼的焊接中碳鋼的焊接 中碳鋼含碳量在0.25%0.6%之間，隨含碳量的增加，淬硬傾向愈發(fā)明顯，可焊性逐漸變差。焊接時主要問題是冷裂紋，應當焊前預熱，焊后緩冷；并采用小電流和多層多道焊等工藝措施。(3) 低合金鋼的焊接低合金鋼的焊接 低合金鋼焊接時，熱影響區(qū)可能產生淬硬組織，淬硬程度與鋼材的化學成分和強度級別有關。鋼中含碳及合

29、金碳及合金元素越多元素越多，鋼材強度級別越高，焊后熱影響區(qū)的淬硬傾向淬硬傾向也越大也越大。 焊接手段的選擇：焊接手段的選擇： 強度級別低的低合金鋼采用co2保護焊；大于500mpa 的高強度級的低合金鋼采用富氬混合氣體保護焊。 預熱情況的考慮：預熱情況的考慮： 工件厚度不大，焊件不需預熱； 工件厚度不大，焊接溫度低(-10)，焊件需要預熱； 工件厚度大( 40 mm)，工件預熱(100-150 )； 鑄鐵的焊接鑄鐵的焊接 熔合區(qū)易產生白口組織；易產生裂縫；易產生氣孔。常用的焊接手段：常用的焊接手段： 熱焊法熱焊法: 焊前將工件整體或局部預熱到600700，焊后緩慢 冷卻。 熱焊法可防止工件產生

30、白口組織和裂縫，焊補質量較好，焊后可以進行機械加工。但熱焊法成本較高，生產率低，焊工勞動條件差。 一般用于焊補形狀復雜焊后需要加工的重要鑄件，如床頭箱、汽缸體等。 (2) 冷焊法冷焊法: 焊補之前，工件不預熱或只進行400 以下低溫預熱的焊補方法通常稱為冷焊法冷焊法。 主要依靠焊條來調整焊縫化學成分以防止或減少白口組織和避免裂縫。冷焊方便靈活生產率高、成本低、勞動條件好。但焊接處切削加工性能較差。生產中多用于焊補要求不高的鑄件及怕高溫預熱引起變形的工件。 焊接時，應盡量采用小電流、短弧、窄焊縫、短焊道（每段不大于50 mm）并在焊后及時輕輕錘擊焊縫以松弛應力，防止焊后開裂。 銅的焊接銅的焊接

31、銅及銅合金的焊接比低碳鋼困難得多，其原因是：銅及銅合金的焊接比低碳鋼困難得多，其原因是： (1) 銅的導熱性很高（紫銅約為低碳鋼的8倍），焊接時熱量極易散失。 (2) 銅在液態(tài)易氧化，生成的cu2o與銅組成低熔點共晶分布在晶界形成薄弱環(huán)節(jié)；極易引起開裂。 (3) 銅在液態(tài)時吸氣性強，特別易吸氫，并生成氣孔。 (4) 銅的電阻極小，不適于電阻焊接。 (5) 銅合金中的合金元素有的比銅更易氧化，使焊接的困難增大。例如黃銅（銅鋅合金）中的鋅沸點很低，極易燒蝕蒸發(fā)并生成氧化鋅（zno）。 銅及合金銅及合金可用氬弧焊、氣焊、和釬焊等可用氬弧焊、氣焊、和釬焊等方法進行焊接。方法進行焊接。 鋁的焊接鋁的焊接 工業(yè)上用于焊接的主要是純鋁工業(yè)上用于焊接的主要是純鋁(熔點熔點658 )、鋁錳合金、鋁錳合金、鋁鎂合金及鑄鋁。鋁合金的焊接比較困難，焊接特點是：鋁鎂合金及鑄鋁。鋁合金的焊接比較困難，焊接特點是： (1) 鋁與氧的親和力很大，極易氧化生成氧化鋁；易使焊縫 夾渣。(2) 鋁的導熱系數(shù)大，要求使用大功率或能量集中的熱源，厚度較大時應考慮預熱。(3) 液態(tài)鋁能吸收大量的氫，溶池凝固時易生成氣孔。目前焊接鋁及鋁合金的目前焊接鋁及鋁合金的常用方法有氬弧焊、氣焊、點焊、常用方法有氬弧焊、氣焊、點焊、縫焊和釬焊?？p焊和釬焊。常用金屬的焊接方法列表常用金屬的焊接方法列表 n 本