最新-高碳鋼的焊接工藝性畢業(yè)設(shè)計(jì)-課件

高·碳鋼與鑄鐵材料的焊接SJ0902-喬維星高·碳鋼與鑄鐵材料的焊接SJ0902-喬維星1高碳鋼的焊接高碳鋼的定義及特點(diǎn)高碳鋼的性能高碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)典型的高碳鋼零件的工藝要點(diǎn)高碳鋼的應(yīng)用及推廣高碳鋼的焊接高碳鋼的定義及特點(diǎn)2一＼高碳鋼的定義及特點(diǎn)

非合金鋼中按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可分為低碳鋼(Wc＜0.25%)＼中碳鋼(0.25%＜Wc＜0.6%)＼和高碳鋼(Wc＞0.6%)。

非合金鋼是指以鐵為基礎(chǔ)，以碳為合金元素，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過1.4%的鋼，其他常存在元素因其含量少而不作為合金元素。因此其焊接性主要取決于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加其焊接性越差。因此，高碳鋼的焊接性很差，在實(shí)際中不用作焊接結(jié)構(gòu)，一般用作工具鋼和鑄鋼，用于要求高硬度高耐磨性的部件，零件和工具，所以高碳鋼的焊接大都為修復(fù)性焊接。一＼高碳鋼的定義及特點(diǎn)3二，高碳鋼的性能

１，由于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)更大，因此焊接時(shí)更容易產(chǎn)生裂紋。２，高碳鋼對(duì)淬火更加敏感，焊接時(shí)更容易產(chǎn)生脆硬的高碳馬氏體組織，所以脆硬傾向和冷裂紋傾向都很大。３高碳鋼的導(dǎo)熱性比較差，在高溫下晶粒長大快，且碳化物容易在晶界上集聚長大，使焊縫脆性增大，從而使接頭沖擊韌度降低，同時(shí)，在接頭中容易引起內(nèi)應(yīng)力也較大，更容易促使裂紋的產(chǎn)生。二，高碳鋼的性能4高碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)１焊接方法高碳鋼焊接主要是高硬度，高耐磨性部件，零件和工具的修復(fù)，所以主要的焊接方法是焊條電弧焊，釬焊和埋弧焊。

２焊接材料高碳鋼焊接一般不要求接頭與母材等強(qiáng)度。一般情況下選用去硫能力強(qiáng)，熔敷金屬擴(kuò)散氫含量低，韌性較好的低氫型焊條。在要求焊縫金屬與木材等強(qiáng)度時(shí)，選相應(yīng)級(jí)別的低氫型焊條；在不要求等強(qiáng)度時(shí)，選用強(qiáng)度級(jí)別低于母材的低氫型焊條，如焊接強(qiáng)度等級(jí)為490MPA選用E4315,E4316焊條，切不可選擇強(qiáng)度等級(jí)級(jí)別比母材搞的焊條。

高碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)5

如果焊接時(shí)木材不許預(yù)熱，為了防止熱影響區(qū)冷裂紋，可選用奧氏體不銹鋼焊條，以獲得塑性好，抗裂紋能力強(qiáng)的奧氏體組織焊縫金屬。用于焊接中碳鋼的奧氏體不銹焊條有E308-(A107),E308-16(A102),E309-15(A307)和E310-(A407)等等

３坡口制備

為了限制焊縫金屬中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)減少熔合比，所以一般采用Ｕ型或Ｖ型坡口，并注意將坡口及兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油污＼鐵銹等污物清理干凈。

４焊前熱處理高碳鋼零件一般經(jīng)過淬火＋回火熱處理，因此焊接前先行退火，以減少裂紋傾向。

如果焊接時(shí)木材不許預(yù)熱，為了防止熱影響區(qū)冷裂紋，可選用奧6

５預(yù)熱采用結(jié)構(gòu)鋼焊條焊接時(shí)，焊接前必須預(yù)熱，預(yù)熱和焊道間溫度控制在250~350℃

６起弧在坡口內(nèi)起弧，避免擦傷母材，注意起弧時(shí)填滿弧坑。

６層間處理多層多道焊時(shí)，第一道焊采用小直徑焊條，小電流焊接。一般將工件置于半立焊或使用焊條橫向擺動(dòng)，以使母材熱影響區(qū)的任何一點(diǎn)都在短時(shí)間內(nèi)多次受熱，以獲得預(yù)熱和保溫效果。

７焊中要求連續(xù)施焊整條焊縫，避免中斷

５預(yù)熱7８焊接環(huán)境盡量改善嚴(yán)寒的勞動(dòng)條件

９焊后處理焊后將工件立即放入爐中，在650℃保溫進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。

８焊接環(huán)境8四典型高碳鋼零件焊接工藝刀具釬焊在機(jī)加中使用的車刀，刨刀等很多刀具是由刀頭與刀體焊接而成的。刀頭一般是合金工具鋼，其中Wc=0.8%~1.4%,屬于高碳鋼;刀體一般由Wc=0.4%~0.6%的中碳鋼或低碳合金鋼(40Gr)制造。刀具在工具過程中承受巨大的應(yīng)力，尤其是受壓縮彎曲和沖擊，因此要求接頭強(qiáng)度高，質(zhì)量可靠。合金工具剛的高硬度和高強(qiáng)度是考期中的高碳來保證，因此，焊接時(shí)，保證其成分，組織和性能不受損壞，特別是要防止材料受高溫氧化脫碳。由于上述原因，合金工具剛一般采用釬焊，并采用銅基或銀基釬料。四典型高碳鋼零件焊接工藝9火焰釬焊刀具，應(yīng)用做光的銅釬料是黃銅，為了提高釬料的強(qiáng)度或是濕潤性，通常加入錳，鉬鋯等元素。也可以脫水硼砂與硼酸混合作釬劑。除此之外，還可以用電阻焊，感應(yīng)，爐中等?；鹧驸F焊刀具，應(yīng)用做光的銅釬料是黃銅，為了提高釬料的強(qiáng)度10高碳鋼的應(yīng)用及推廣普遍用于切削、鉆孔、車床、銑床等等需要硬度要求高的環(huán)境當(dāng)中。發(fā)展會(huì)將高碳鋼與合金元素結(jié)合應(yīng)用，將形成年優(yōu)質(zhì)的高碳鋼材料，同時(shí)也會(huì)將熱處理?xiàng)l件改善，制造跟多型號(hào)的產(chǎn)品。高碳鋼的應(yīng)用及推廣11鑄鐵鑄鐵的類型及性能灰鑄鐵的焊接球墨鑄鐵的焊接鑄鐵鑄鐵的類型及性能12１、鑄鐵的概要簡介

鑄鐵是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%的鐵碳合金。工業(yè)上常用主貼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3.0%~4.0%之間，是以Fe/c/Si為主要主城元素并含有較多的Mn/S/P/等雜志的多合金元素。１、鑄鐵的概要簡介13鑄鐵的類型與性能鑄鐵的種類及成分特點(diǎn)１、鑄鐵的類別鑄鐵種類很多，按用途分為工程結(jié)構(gòu)件鑄鐵與特殊鑄鐵，按碳的存在形式及石墨形態(tài)不同分為白口鑄鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛造鑄鐵和蠕墨鑄鐵共五大類。

２鑄鐵的組織及性能鑄鐵的性能與其內(nèi)部的組織密切相關(guān)。鑄鐵的鑄鐵的類型與性能鑄鐵的種類及成分特點(diǎn)14基體組織一般為鐵素體、珠光體、或二者的混合組織。由于鑄鐵中石墨的存在，使其具有優(yōu)良的鑄造性、切削加工性、減震性、耐磨性和的缺口的敏感性。基體組織一般為鐵素體、珠光體、或二者的混合組織。由于鑄鐵15灰鑄鐵的焊接灰鑄鐵的化學(xué)成分特點(diǎn)是碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，同時(shí)，硫、磷雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也高。這就增加了焊接接頭對(duì)冷卻速度及冷、熱類問的敏感性；灰鑄鐵的力學(xué)性能特點(diǎn)是強(qiáng)度特別低、基本無塑性?；诣T鐵的焊接灰鑄鐵的化學(xué)成分特點(diǎn)是碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，同16灰鑄鐵的焊接出現(xiàn)的常見問題１、焊接接頭白口及淬硬組織２、焊接冷裂紋３、焊接熱裂紋一、焊接接頭白口及淬硬組灰鑄鐵焊接時(shí)，由于熔池體積小，存在時(shí)間短，加之鑄鐵內(nèi)部的熱導(dǎo)作用，是的焊縫及近縫區(qū)的冷卻速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于逐漸在砂型中的冷卻速度因此，在焊接接頭的焊縫及半融化區(qū)將會(huì)產(chǎn)生大量的滲碳體，形成白口組織?；诣T鐵的焊接出現(xiàn)的常見問題17焊接接頭中白口組織區(qū)域主要是焊縫區(qū)、熔合區(qū)和奧氏體區(qū)。焊縫區(qū)焊縫區(qū)中當(dāng)焊縫為鑄鐵成分時(shí)，由于熔池冷卻速度快，碳來不及析出形成石墨，焊縫主要由共晶滲碳體、二次滲碳體和珠光體組成，即焊縫基本為白口鑄鐵組織。增大焊接熱輸入，焊縫會(huì)出現(xiàn)一定量的灰鑄鐵，但不能消除白口組織。熔合區(qū)焊接加熱時(shí)部分鑄鐵母材熔化變?yōu)橐后w，部分固態(tài)母材變?yōu)楦咛紛W氏體。冷卻時(shí)，液相鑄鐵將在共晶溫度區(qū)間轉(zhuǎn)變?yōu)楣簿B碳體＋奧氏體焊接接頭中白口組織區(qū)域主要是焊縫區(qū)、熔合區(qū)和奧氏體區(qū)。18等等，繼續(xù)快冷還會(huì)出現(xiàn)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的過程。奧氏體區(qū)由于加熱溫度超過共析線，鑄鐵的基體被完全奧氏體化，但碳在奧氏體的含量是不一樣的，加熱較高的部分碳的擴(kuò)散能力強(qiáng)，向奧氏體擴(kuò)散較多，因而奧氏體含量較高；加熱較低時(shí)的部分，石墨片中的碳擴(kuò)散能力降低。在隨后的冷卻過程中，冷卻速度過快時(shí)，奧氏體直接轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，冷卻速度慢時(shí)，奧氏體變?yōu)橹楣怏w類型組織。等等，繼續(xù)快冷還會(huì)出現(xiàn)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的過程。19防止措施很多鑄鐵件補(bǔ)焊后要求機(jī)械加工，但接頭中出現(xiàn)白口組織和馬氏體組織給機(jī)械加工帶來很大困難。常用方法有如下兩種

１、改變焊縫的化學(xué)成分２、減慢焊接冷卻速度防止措施20二、焊接冷裂紋

灰鑄鐵焊接接頭的裂紋主要是冷裂紋，其產(chǎn)生原因主要有一下幾個(gè)方面：１、灰鑄鐵本身強(qiáng)度低，基本無塑性，承受塑性變形基本為零，因此容易引起開裂２、焊接過程對(duì)焊件的局部加熱和冷卻，勢(shì)必使焊件產(chǎn)生焊接應(yīng)力。３、焊接接頭的白口組織和脆硬組織又硬又脆，不能產(chǎn)生塑性變形，在應(yīng)力作用時(shí)容易引起開裂。

二、焊接冷裂紋21防止灰鑄鐵冷裂紋的措施灰鑄鐵焊接冷裂紋的主要原因是焊接應(yīng)力，因此主要從降低應(yīng)力著手。１、預(yù)熱將焊件預(yù)熱550~700℃使溫差減小，降低焊接應(yīng)力２、焊接材料采用銅基或鎳基焊接材料，使焊縫成為塑性良好的非鐵合金，對(duì)冷裂紋不敏感。３、工藝措施用異質(zhì)焊接材料焊接灰鑄鐵時(shí)，常采用“短斷焊，短續(xù)焊”等工藝措施。防止灰鑄鐵冷裂紋的措施22熱裂紋熱裂紋23高·碳鋼與鑄鐵材料的焊接SJ0902-喬維星高·碳鋼與鑄鐵材料的焊接SJ0902-喬維星24高碳鋼的焊接高碳鋼的定義及特點(diǎn)高碳鋼的性能高碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)典型的高碳鋼零件的工藝要點(diǎn)高碳鋼的應(yīng)用及推廣高碳鋼的焊接高碳鋼的定義及特點(diǎn)25一＼高碳鋼的定義及特點(diǎn)

非合金鋼中按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可分為低碳鋼(Wc＜0.25%)＼中碳鋼(0.25%＜Wc＜0.6%)＼和高碳鋼(Wc＞0.6%)。

非合金鋼是指以鐵為基礎(chǔ)，以碳為合金元素，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過1.4%的鋼，其他常存在元素因其含量少而不作為合金元素。因此其焊接性主要取決于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加其焊接性越差。因此，高碳鋼的焊接性很差，在實(shí)際中不用作焊接結(jié)構(gòu)，一般用作工具鋼和鑄鋼，用于要求高硬度高耐磨性的部件，零件和工具，所以高碳鋼的焊接大都為修復(fù)性焊接。一＼高碳鋼的定義及特點(diǎn)26二，高碳鋼的性能

１，由于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)更大，因此焊接時(shí)更容易產(chǎn)生裂紋。２，高碳鋼對(duì)淬火更加敏感，焊接時(shí)更容易產(chǎn)生脆硬的高碳馬氏體組織，所以脆硬傾向和冷裂紋傾向都很大。３高碳鋼的導(dǎo)熱性比較差，在高溫下晶粒長大快，且碳化物容易在晶界上集聚長大，使焊縫脆性增大，從而使接頭沖擊韌度降低，同時(shí)，在接頭中容易引起內(nèi)應(yīng)力也較大，更容易促使裂紋的產(chǎn)生。二，高碳鋼的性能27高碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)１焊接方法高碳鋼焊接主要是高硬度，高耐磨性部件，零件和工具的修復(fù)，所以主要的焊接方法是焊條電弧焊，釬焊和埋弧焊。

２焊接材料高碳鋼焊接一般不要求接頭與母材等強(qiáng)度。一般情況下選用去硫能力強(qiáng)，熔敷金屬擴(kuò)散氫含量低，韌性較好的低氫型焊條。在要求焊縫金屬與木材等強(qiáng)度時(shí)，選相應(yīng)級(jí)別的低氫型焊條；在不要求等強(qiáng)度時(shí)，選用強(qiáng)度級(jí)別低于母材的低氫型焊條，如焊接強(qiáng)度等級(jí)為490MPA選用E4315,E4316焊條，切不可選擇強(qiáng)度等級(jí)級(jí)別比母材搞的焊條。

高碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)28

如果焊接時(shí)木材不許預(yù)熱，為了防止熱影響區(qū)冷裂紋，可選用奧氏體不銹鋼焊條，以獲得塑性好，抗裂紋能力強(qiáng)的奧氏體組織焊縫金屬。用于焊接中碳鋼的奧氏體不銹焊條有E308-(A107),E308-16(A102),E309-15(A307)和E310-(A407)等等

３坡口制備

為了限制焊縫金屬中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)減少熔合比，所以一般采用Ｕ型或Ｖ型坡口，并注意將坡口及兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油污＼鐵銹等污物清理干凈。

４焊前熱處理高碳鋼零件一般經(jīng)過淬火＋回火熱處理，因此焊接前先行退火，以減少裂紋傾向。

如果焊接時(shí)木材不許預(yù)熱，為了防止熱影響區(qū)冷裂紋，可選用奧29

５預(yù)熱采用結(jié)構(gòu)鋼焊條焊接時(shí)，焊接前必須預(yù)熱，預(yù)熱和焊道間溫度控制在250~350℃

６起弧在坡口內(nèi)起弧，避免擦傷母材，注意起弧時(shí)填滿弧坑。

６層間處理多層多道焊時(shí)，第一道焊采用小直徑焊條，小電流焊接。一般將工件置于半立焊或使用焊條橫向擺動(dòng)，以使母材熱影響區(qū)的任何一點(diǎn)都在短時(shí)間內(nèi)多次受熱，以獲得預(yù)熱和保溫效果。

７焊中要求連續(xù)施焊整條焊縫，避免中斷

５預(yù)熱30８焊接環(huán)境盡量改善嚴(yán)寒的勞動(dòng)條件

９焊后處理焊后將工件立即放入爐中，在650℃保溫進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。

８焊接環(huán)境31四典型高碳鋼零件焊接工藝刀具釬焊在機(jī)加中使用的車刀，刨刀等很多刀具是由刀頭與刀體焊接而成的。刀頭一般是合金工具鋼，其中Wc=0.8%~1.4%,屬于高碳鋼;刀體一般由Wc=0.4%~0.6%的中碳鋼或低碳合金鋼(40Gr)制造。刀具在工具過程中承受巨大的應(yīng)力，尤其是受壓縮彎曲和沖擊，因此要求接頭強(qiáng)度高，質(zhì)量可靠。合金工具剛的高硬度和高強(qiáng)度是考期中的高碳來保證，因此，焊接時(shí)，保證其成分，組織和性能不受損壞，特別是要防止材料受高溫氧化脫碳。由于上述原因，合金工具剛一般采用釬焊，并采用銅基或銀基釬料。四典型高碳鋼零件焊接工藝32火焰釬焊刀具，應(yīng)用做光的銅釬料是黃銅，為了提高釬料的強(qiáng)度或是濕潤性，通常加入錳，鉬鋯等元素。也可以脫水硼砂與硼酸混合作釬劑。除此之外，還可以用電阻焊，感應(yīng)，爐中等。火焰釬焊刀具，應(yīng)用做光的銅釬料是黃銅，為了提高釬料的強(qiáng)度33高碳鋼的應(yīng)用及推廣普遍用于切削、鉆孔、車床、銑床等等需要硬度要求高的環(huán)境當(dāng)中。發(fā)展會(huì)將高碳鋼與合金元素結(jié)合應(yīng)用，將形成年優(yōu)質(zhì)的高碳鋼材料，同時(shí)也會(huì)將熱處理?xiàng)l件改善，制造跟多型號(hào)的產(chǎn)品。高碳鋼的應(yīng)用及推廣34鑄鐵鑄鐵的類型及性能灰鑄鐵的焊接球墨鑄鐵的焊接鑄鐵鑄鐵的類型及性能35１、鑄鐵的概要簡介

鑄鐵是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%的鐵碳合金。工業(yè)上常用主貼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3.0%~4.0%之間，是以Fe/c/Si為主要主城元素并含有較多的Mn/S/P/等雜志的多合金元素。１、鑄鐵的概要簡介36鑄鐵的類型與性能鑄鐵的種類及成分特點(diǎn)１、鑄鐵的類別鑄鐵種類很多，按用途分為工程結(jié)構(gòu)件鑄鐵與特殊鑄鐵，按碳的存在形式及石墨形態(tài)不同分為白口鑄鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛造鑄鐵和蠕墨鑄鐵共五大類。

２鑄鐵的組織及性能鑄鐵的性能與其內(nèi)部的組織密切相關(guān)。鑄鐵的鑄鐵的類型與性能鑄鐵的種類及成分特點(diǎn)37基體組織一般為鐵素體、珠光體、或二者的混合組織。由于鑄鐵中石墨的存在，使其具有優(yōu)良的鑄造性、切削加工性、減震性、耐磨性和的缺口的敏感性?；w組織一般為鐵素體、珠光體、或二者的混合組織。由于鑄鐵38灰鑄鐵的焊接灰鑄鐵的化學(xué)成分特點(diǎn)是碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，同時(shí)，硫、磷雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也高。這就增加了焊接接頭對(duì)冷卻速度及冷、熱類問的敏感性；灰鑄鐵的力學(xué)性能特點(diǎn)是強(qiáng)度特別低、基本無塑性?；诣T鐵的焊接灰鑄鐵的化學(xué)成分特點(diǎn)是碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，同39灰鑄鐵的焊接出現(xiàn)的常見問題１、焊接接頭白口及淬硬組織２、焊接冷裂紋３、焊接熱裂紋一、焊接接頭白口及淬硬組灰鑄鐵焊接時(shí)，由于熔池體積小，存在時(shí)間短，加之鑄鐵內(nèi)部的熱導(dǎo)作用，是的焊縫及近縫區(qū)的冷卻速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于逐漸在砂型中的冷卻速度因此，在焊接接頭的焊縫及半融化區(qū)將會(huì)產(chǎn)生大量的滲碳體，形成白口組織。灰鑄鐵的焊接出現(xiàn)的常見問題40焊接接頭中白口組織區(qū)域主要是焊縫區(qū)、熔合區(qū)和奧氏體區(qū)。焊縫區(qū)焊縫區(qū)中當(dāng)焊縫為鑄鐵成分時(shí)，由于熔池冷卻速度快，碳來不及析出形成石墨，焊縫主要由共晶滲碳體、二次滲碳體和珠光體組成，即焊縫基本為白口鑄鐵組織。增大焊接熱輸入，焊縫會(huì)出現(xiàn)一定量的灰鑄鐵，但不能消除白口組織。熔合區(qū)焊接加熱時(shí)部分鑄鐵母材熔化變?yōu)橐后w，部分固態(tài)母材變?yōu)楦咛紛W氏體。冷卻時(shí)，液相鑄鐵將在共晶溫度區(qū)間轉(zhuǎn)變?yōu)楣簿B碳體＋奧氏體