第三節(jié) 常用金屬材料的焊接

1、第三節(jié)第三節(jié) 常用金屬材料的焊接常用金屬材料的焊接一、金屬材料的焊接性一、金屬材料的焊接性1、焊接性的概念 焊接性就是被焊金屬材料在一定的焊接條件下獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度。包括兩方面：（1）工藝性能：焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，尤其是出現(xiàn)各種裂紋的可能性。（2） 使用性能：焊接接頭對使用要求的適應性。 可焊性好：是用最簡單的最普遍的焊接工藝條件，便可以得到優(yōu)質的焊接接頭 ?？珊感圆睿阂锰厥狻碗s工藝條件下才得到優(yōu)質的焊接接頭。 影響金屬材料焊接性的主要因素是母材的化學成分。二、估算鋼材可焊性的方法碳對鋼的可焊性影響最顯著。 一般用碳當量法估算可焊性，即把影響焊接性能的元素對可焊性的影響折

2、算為碳的影響相當?shù)牧?。?jīng)驗公式為：1）C當量0.4%時，可焊性好。一般的焊接工藝條件下，不會產(chǎn)生裂紋。2）C當量=0.40.6%時，可焊性較差。焊前需采取適當?shù)墓に嚧胧Ｈ绾盖邦A熱，焊后緩冷。3）C當量0.6%時，可焊性差。焊接前后都需采取措施。如焊前預熱（較高溫度），焊后緩冷及熱處理。1556uiornCNVMCMCC當量%材料的碳當量是制訂焊接工藝規(guī)程和焊接規(guī)范的重要依據(jù)。(影響鋼鐵材料鑄造性能、可鍛性、可焊性的共同因素是什么？)三、碳鋼的焊接性三、碳鋼的焊接性1、低碳鋼的焊接低碳鋼的塑性好，一般沒有淬硬傾向，對焊接熱過程不敏感，焊接性良好。一般不需要采取特殊工藝措施，也不需要進行焊前（后

3、）熱處理。如是受力復雜重要結構，采用手弧焊時，應選用堿性焊條，如J426，J427或J507，等等。但有兩種情況例外：（1）在焊接厚度大于50mm的焊件需焊后去應力退火。（2）在低溫條件下焊接較大剛度結構鋼時，需焊前預熱。如在低于0的環(huán)境溫度下，應預熱至100-150。常用焊接方法有：手工電弧焊、埋弧自動焊、電渣焊、氣體保護焊和電阻焊等。2、中碳鋼的焊接隨著含碳量的增加，淬硬傾向明顯，冷裂傾向 大，焊接性變差。在實際生產(chǎn)中，常焊接各類中 碳鋼鑄件或鍛件。中碳鋼的焊接特點：（1）淬火區(qū)和部分淬火區(qū)易產(chǎn)生淬硬組織和冷裂紋。（2）焊縫金屬熱裂傾向較大防止措施：（1）焊前預熱，焊后緩冷。可減緩冷卻速度

4、，避免 產(chǎn)生淬硬組織及減少冷裂傾向；同時溫差減 少，可減小應力。如，45鋼焊接時，一般要預 熱至150-200左右。（2）選用抗裂性好的堿性焊條（手弧焊），也就是 低氫型焊條，如J507。（3）選用細焊條小電流、開坡口、多層焊工藝。防 止含C，S，P高的母材過多熔入焊縫，避免產(chǎn) 生熱裂紋。中碳鋼焊接方法有：手工電弧焊、電渣焊等。3、高碳鋼的焊接.高碳鋼焊接性差,一般只限于修補。作為例子,談談艦用船體鋼合金設計及焊接特點:艦用船體鋼強度級別要求高,但隨著鋼的強度級別的提高，鋼中合金元素增多，鋼的碳當量和裂紋敏感性也隨之大幅增加，這使得鋼的焊接變得十分困難。因此,如何兼顧高強度艦船用鋼的強度和焊接

5、性，已成為船體結構鋼設計的一個關鍵因素。因此,科研人員開發(fā)了新一代高強度易焊接艦船用鋼。 新一代船體鋼與傳統(tǒng)調質型高強度船體鋼(中碳鋼)完全不同，它是以低碳鐵素體鋼或超低碳貝氏體鋼為基礎發(fā)展起來的。該系列鋼合金設計具有如下特點：為了保證優(yōu)良的焊接性和良好的低溫韌性，鋼中碳含量明顯降低。加入Cu:Cu是該鋼中最主要的強化元素。通過時效處理析出細小彌散的-Cu顆粒，進行強化，彌補了低碳引起的強度損失。由于碳當量的降低，這類鋼的某些高強品種甚至可以實現(xiàn)0焊接不預熱，大大簡化了造船工藝，縮短了造船周期。該系列鋼在保證高強度、高韌性的前提下，具有很好的焊接性能，已經(jīng)用于航母、巡洋艦、驅逐艦等大型海軍裝備

6、的建造。 四、低合金結構鋼的焊接四、低合金結構鋼的焊接1、焊接特點：低合金結構鋼的含碳量都很低，加入了少量合金元素后，強度顯著提高，塑性韌性也好。其焊接性隨強度等級的提高而變差。（1）s=300400MPa的低合金結構鋼焊接性良好。a）常溫下焊接時，按焊接低碳鋼對待；b）在低溫下焊接或對大厚度、大剛度的結構鋼焊接時，應適當增大電流，減小焊速，選用堿性焊條，并進行預熱；c）對受壓容器的焊接，注意焊后退火，以消除應力。（2）s450MPa的低合金結構鋼的焊接性較差。a）焊前預熱b）焊時采用大電流、小焊速。c）焊后回火。d）烘干焊條或焊劑，認真清理焊件。五、鑄鐵的補焊五、鑄鐵的補焊 鑄鐵的焊接性很差，一般只對某些鑄造缺陷進行補焊。1、鑄鐵的補焊特點（1）易產(chǎn)生白口組織（2）易產(chǎn)生裂紋（3）易產(chǎn)生氣孔和夾渣2、補焊方法（1）熱焊補 焊前將焊件局部或整體預熱至600700并在焊接過程中保持，焊后緩慢冷卻。（2）冷焊補焊前不預熱或只預熱至400以下。 冷焊法主要依靠焊條的化學成分來防止產(chǎn)生白口組織和裂縫。六、不銹鋼焊接六、不銹鋼焊接奧氏體型不銹鋼：Cr，Ni元素含量較高，C含量低 焊接性良好，焊接時一般不需要采取工藝措施。焊條、焊絲和焊劑的選用應保證焊縫金屬與母材成分類型相同采用小電流、快速不擺動焊，焊后加大冷速接觸腐蝕介質的表面應最后施焊鐵素體型不銹鋼