材料成型工艺学4第四篇---焊接课件.ppt

第四篇第四篇 焊接焊接焊接焊接:是利用是利用加热加热或或加压力加压力等手段，使工件产生等手段，使工件产生 原子间结合的连接方法。原子间结合的连接方法。焊接是一种焊接是一种永久性连接永久性连接金属材料的工艺方法。金属材料的工艺方法。特点：特点：化大为小、拼小为大化大为小、拼小为大 铸铸-焊、锻焊、锻-焊复合工艺焊复合工艺 双金属构件双金属构件焊接方法：焊接方法：熔化焊、压力焊、钎焊熔化焊、压力焊、钎焊 第一章第一章 电弧焊电弧焊 1 1 焊接电弧焊接电弧 焊接电弧焊接电弧：在电极与工件之间的气体介质中长时间的在电极与工件之间的气体介质中长时间的放放 电现象电现象,即在局部气体介质中有大量电子流即在局部气体介质中有大量电子流 通过的导电现象。通过的导电现象。电极：电极：金属丝金属丝(熔化）熔化）钨丝（不熔化）钨丝（不熔化）碳棒碳棒 焊条焊条 焊接电弧的产生：焊接电弧的产生：短路、空载、燃弧短路、空载、燃弧 电弧的热量电弧的热量与与焊接电流焊接电流和和电弧电压电弧电压的乘积成正比。的乘积成正比。电电弧弧稳稳定定燃燃烧烧时时的的电电压压称称为为电电弧弧电电压压,电电弧弧长长度度越越大大,电弧电压也越高。（电弧电压也越高。（16 35V稳稳)(50 90V引引)直流电源极性：直流电源极性：正接、反接正接、反接 交流电源：交流电源：2 2 焊接接头组织与性能焊接接头组织与性能 一、焊接工件上温度的变化与分布一、焊接工件上温度的变化与分布 热循环热循环热处理热处理 二、焊接接头的组织与性能二、焊接接头的组织与性能 以低碳钢为例以低碳钢为例焊接接头：焊缝焊接接头：焊缝 +热影响区热影响区 热影响区热影响区：(HAZ)指焊缝两侧金属因指焊缝两侧金属因 焊接热作用而发生组焊接热作用而发生组 织和性能变化的区域。织和性能变化的区域。三三.改善焊接热影响区组织和性能的方法改善焊接热影响区组织和性能的方法 焊接热影响区的大小和组织性能变化的程度焊接热影响区的大小和组织性能变化的程度,决定于焊决定于焊接方法、焊接参数、接头形式和焊后冷却速度等因素。接方法、焊接参数、接头形式和焊后冷却速度等因素。选择焊接方法选择焊接方法 选择焊接参数（电流、电压、焊接速度）选择焊接参数（电流、电压、焊接速度）热处理热处理 (正火）正火）3 3 焊接应力与变形焊接应力与变形 焊接应力与变形产生的原因：焊接应力与变形产生的原因：不均匀加热不均匀加热 焊接应力的防止与消除焊接应力的防止与消除 危害：危害：构件承载能力构件承载能力 、应力腐蚀、应力腐蚀、裂纹、裂纹 防止：防止：合理的焊接次序合理的焊接次序 焊前预热焊前预热 采用小线能量焊接采用小线能量焊接(q(ql l=U*I/v)=U*I/v)消除：消除：焊后处理（去应力退火、水压试验）焊后处理（去应力退火、水压试验）焊接变形防止与矫正焊接变形防止与矫正 防止：防止：同应力同应力 结构设计：结构、焊缝对称结构设计：结构、焊缝对称 焊接次序：合理焊接次序：合理 反变形法反变形法 4 焊条电弧焊焊条电弧焊焊条电弧焊焊条电弧焊 (即手工电弧焊即手工电弧焊)：是利用焊条与工件间产生电弧热是利用焊条与工件间产生电弧热,将工件和焊将工件和焊条熔化而进行焊接的方法。条熔化而进行焊接的方法。焊条电弧焊特点：焊条电弧焊特点：可焊接各种焊缝可焊接各种焊缝；（室内、外，各种空间位置焊缝）；（室内、外，各种空间位置焊缝）设备简单设备简单,容易维护容易维护,焊钳小焊钳小,使用灵便；使用灵便；可焊接各种金属材料可焊接各种金属材料.一、焊条电弧焊的焊接过程一、焊条电弧焊的焊接过程 CO,CO2,H2 冶金冶金过程特点过程特点：（气、液、固相反应）（气、液、固相反应）温度高：温度高：合金元素合金元素烧损烧损 冷速大：冷速大：化学成分不均匀；气孔、化学成分不均匀；气孔、夹夹渣渣 措施：措施：造成有效的保造成有效的保护护；渗合金渗合金，保证焊缝的化学成分；，保证焊缝的化学成分；进进行脱氧、脱硫和脱磷行脱氧、脱硫和脱磷 （锰铁、硅铁，生（锰铁、硅铁，生 成复合氧化物熔渣）成复合氧化物熔渣）二、电焊条二、电焊条 组成：组成：焊芯焊芯+药皮药皮(涂料涂料)焊芯的作用：焊芯的作用：导电和填充金属导电和填充金属 药皮的作用：药皮的作用：保证焊接顺利进行（电弧稳定燃烧）；保证焊接顺利进行（电弧稳定燃烧）；防止空气对熔化金属的有害作用；防止空气对熔化金属的有害作用；保证焊缝的化学成分和力学性能。保证焊缝的化学成分和力学性能。1.焊芯焊芯 焊芯焊芯(埋弧焊时为焊丝埋弧焊时为焊丝)是组成焊缝金属的主要材料。是组成焊缝金属的主要材料。成分成分：符合国标（如表）：符合国标（如表）具有较低的具有较低的含碳量含碳量和一定的和一定的含锰量含锰量,含硅量含硅量 控制较严控制较严,硫、磷含量则应低。硫、磷含量则应低。直径：直径：即为即为焊条直径焊条直径（1.6 8mm)(3.2 5mm)3.3.焊条的种类和牌号焊条的种类和牌号 按化学成分分类：按化学成分分类：七大类七大类 碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条。铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条。牌号：牌号：字母字母 +|药皮类型和电源种类药皮类型和电源种类 焊条七大类焊条七大类 焊缝抗拉强度焊缝抗拉强度 如：如：（结）J422：J-结构钢（碳钢、低合金钢）焊条结构钢（碳钢、低合金钢）焊条 42-焊缝抗拉强度大于等于焊缝抗拉强度大于等于420MPa 2钛钙型，交、直流电源钛钙型，交、直流电源 J502:A :奥氏体焊条奥氏体焊条 （不锈钢焊条）（不锈钢焊条）药皮类型和电流种类编号：药皮类型和电流种类编号：型号：型号：国标国标GB/T5117-1995 碳钢焊条 GB/T5118-1995 低合金钢焊条 E 焊接位置焊接位置药皮类型和电源种类药皮类型和电源种类焊缝抗拉强度焊缝抗拉强度焊焊条条E4303E5015 酸碱性焊条比较：酸碱性焊条比较：酸性焊条酸性焊条 碱性焊条碱性焊条 保护气体保护气体 H2、CO,H2占占50%H2、CO、CO2,H2 碱性碱性(1-5)(1-5)碱性焊条：碱性焊条：熔渣中酸性氧化物熔渣中酸性氧化物 碱性碱性(6,7)(6,7)5 埋埋 弧弧 焊焊 一、埋弧焊的焊接过程一、埋弧焊的焊接过程 埋弧焊埋弧焊:熔剂层下电弧焊。熔剂层下电弧焊。自动焊自动焊：电弧移动、焊丝给送自动完成。电弧移动、焊丝给送自动完成。焊接过程：焊接过程：送丝送丝 移弧移弧 焊剂焊剂 熔池大熔池大：(20 cm3)熔渣泡：熔渣泡：(隔绝空气、隔绝空气、电弧热能损失电弧热能损失，弧光四射弧光四射）三、埋弧焊的焊丝与焊剂三、埋弧焊的焊丝与焊剂 作用：作用：焊丝的作用相当于焊芯焊丝的作用相当于焊芯,焊剂的作用相当于焊条药皮。焊剂的作用相当于焊条药皮。选用：选用：应合理选用焊丝和焊剂应合理选用焊丝和焊剂 焊剂：焊剂：按制造方法分按制造方法分:熔炼熔炼焊剂和焊剂和陶质陶质焊剂两大类。焊剂两大类。按化学成分分按化学成分分:高锰、中锰、低锰、无锰高锰、中锰、低锰、无锰 四、埋弧焊工艺四、埋弧焊工艺 焊前：焊前：下料、坡口、装配要仔细；焊缝两侧除污、锈。下料、坡口、装配要仔细；焊缝两侧除污、锈。焊接：焊接：直线焊缝：直线焊缝：板厚板厚20mm,双面焊双面焊 引弧板、引出板引弧板、引出板 焊剂垫、垫板焊剂垫、垫板 环形焊缝：环形焊缝：焊接筒体对接焊缝焊接筒体对接焊缝时时(图图4-18),工件以一定工件以一定的焊接速度旋转的焊接速度旋转,焊丝焊丝位置不动。为防止熔池位置不动。为防止熔池金属流失金属流失,焊丝位置应焊丝位置应逆旋转方向偏离焊件中逆旋转方向偏离焊件中心线一定距离心线一定距离a,其大小其大小视筒体直径与焊接速度视筒体直径与焊接速度等而定。等而定。6 气体保护焊气体保护焊 一、氩弧焊一、氩弧焊 氩弧焊：氩弧焊：以氩气作为保护气体的电弧焊。以氩气作为保护气体的电弧焊。1.不熔化极氩弧焊（钨极氩弧焊）不熔化极氩弧焊（钨极氩弧焊）不熔化极氩弧焊：以高熔点的铈钨棒作为电极。不熔化极氩弧焊：以高熔点的铈钨棒作为电极。焊接电流小，可焊板厚焊接电流小，可焊板厚 6mm 6mm 焊接钢材时，直流正接，减少钨极烧损；焊接钢材时，直流正接，减少钨极烧损；焊接铝、镁及其合金时，直流反接或交流，焊接铝、镁及其合金时，直流反接或交流，阴极（氧化物）破碎作用阴极（氧化物）破碎作用 2.熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊 熔化极氩弧焊：以连续送进的焊丝作为电极进行焊接。熔化极氩弧焊：以连续送进的焊丝作为电极进行焊接。焊接电流大，可焊板厚焊接电流大，可焊板厚 25mm 2.5mm特点：特点：除氩弧焊特点外，除氩弧焊特点外，能量集中、温度高、穿透力强；变形小、能量集中、温度高、穿透力强；变形小、生产率高生产率高 电弧稳定性好，焊箔材电弧稳定性好，焊箔材应用：应用：第二章第二章 其它常用焊接方法其它常用焊接方法 1 1 电阻焊电阻焊电阻焊电阻焊:利用电流通过焊件及其接触处所产生的利用电流通过焊件及其接触处所产生的电阻热电阻热,将焊件局部加热到将焊件局部加热到塑性状态塑性状态,然后在然后在压力压力下形下形 成焊接接头的焊接方法成焊接接头的焊接方法。特点：特点：生产率高生产率高 焊接变形小焊接变形小 不需另加焊接材料不需另加焊接材料 操作简便、劳动条件好操作简便、劳动条件好 设备复杂、耗电量大设备复杂、耗电量大 适用的接头形式、板厚受到限制适用的接头形式、板厚受到限制形式：形式：点焊、缝焊、对焊点焊、缝焊、对焊 一、点焊一、点焊点焊：点焊：利用柱状电极加压通电利用柱状电极加压通电,在搭接工件接触在搭接工件接触 面之间焊成一个个焊点的焊接方法面之间焊成一个个焊点的焊接方法 过程：过程：分流：分流：影响点焊质量的因素：影响点焊质量的因素：焊接电流焊接电流 通电时间通电时间 电极压力电极压力 工件表面清理情况工件表面清理情况 硬、软规范硬、软规范 大小合适接头形式：接头形式：搭接搭接应用：应用：4mm的薄板、的薄板、冲压结构及线材冲压结构及线材 二、缝焊二、缝焊缝焊：缝焊：用旋转的圆盘状滚动电极代替了柱状电极。用旋转的圆盘状滚动电极代替了柱状电极。过程过程：焊点：焊点：相互重叠相互重叠50%以上以上 分流：分流：要求大电流要求大电流 应用：应用：用于制造要求密封性用于制造要求密封性 的、板厚的、板厚3mm薄壁结薄壁结 构，如油箱、小型容构，如油箱、小型容 器和管道。器和管道。三、对焊三、对焊对焊：对焊：利用电阻热使两个工件在整个接触面上利用电阻热使两个工件在整个接触面上 焊接起来的一种方法焊接起来的一种方法,如图如图4-27所示。所示。方法：方法：电阻对焊电阻对焊和和闪光对焊。闪光对焊。(1)电阻对焊电阻对焊 焊接过程：焊接过程：工件装夹工件装夹 工件端面接触、压紧工件端面接触、压紧 工件加热（塑性）工件加热（塑性）焊接焊接 特点：特点：操作简单、接头光滑。焊接清理严操作简单、接头光滑。焊接清理严 格。端面易氧化，质量不保证。格。端面易氧化，质量不保证。应用：应用：焊接截面形状简单、直径（或边长）焊接截面形状简单、直径（或边长）20 mm 20 mm 和强度要求不高的工件。和强度要求不高的工件。预压力预压力通电通电顶锻力、断电顶锻力、断电(2)闪光对焊闪光对焊 过程：过程：工件接触工件接触 通电通电接触点金属熔化接触点金属熔化爆破爆破闪光（火花）闪光（火花）保持闪光保持闪光端面熔化端面熔化顶锻力、断电顶锻力、断电焊接焊接特点：特点：接头中夹渣少接头中夹渣少,质量好质量好,强度高强度高；金属损耗大，接头不光滑。金属损耗大，接头不光滑。应用：应用：重要工件的焊接。可焊相同金属件重要工件的焊接。可焊相同金属件,也可焊接也可焊接 一些异种金属一些异种金属(铝铝-铜、铝铜、铝-钢等钢等)。被焊工件直。被焊工件直 径可小到径可小到 0.01mm 的金属丝的金属丝,也可焊断面大到也可焊断面大到 20000mm2 的金属棒和型材。的金属棒和型材。不论哪种对焊，焊不论哪种对焊，焊件断面应尽量相同，圆件断面应尽量相同，圆棒直径、方钢边长和管棒直径、方钢边长和管子壁厚之差均不应超过子壁厚之差均不应超过15%。对焊主要用于对焊主要用于刀具、管子、钢筋、钢轨、锚链、链条等的焊接。刀具、管子、钢筋、钢轨、锚链、链条等的焊接。2 2 钎钎 焊焊钎焊：钎焊：利用利用熔点熔点比焊件低的比焊件低的钎料钎料作为填充金属作为填充金属,加加 热时钎料熔化而将焊件连结起来的焊接方法。热时钎料熔化而将焊件连结起来的焊接方法。钎焊的过程钎焊的过程：钎焊分类钎焊分类：据据钎料熔点钎料熔点，一、硬钎焊一、硬钎焊 钎料熔点钎料熔点在在450以上以上,接头强度接头强度在在200MPa以上。以上。钎料：钎料：铜基、铜基、银基银基和和镍基镍基钎料等。钎料等。应用：应用：用于受力较大的钢铁和铜合金构件的焊接用于受力较大的钢铁和铜合金构件的焊接 以及工具、刀具的焊接以及工具、刀具的焊接。二、软钎焊二、软钎焊 钎料熔点钎料熔点在在450以下以下,接头强度接头强度不超过不超过70MPa。常用的钎料常用的钎料：锡铅合金（低于：锡铅合金（低于230）,通称通称锡焊锡焊。应用应用：广泛用于焊接受力不大的常温下工作的仪表、：广泛用于焊接受力不大的常温下工作的仪表、导电元件以及钢铁、铜及铜合金等制造的构件。导电元件以及钢铁、铜及铜合金等制造的构件。接头形式：接头形式：采用板料采用板料搭接搭接和和套件镶接套件镶接 有较大的钎接面有较大的钎接面,以弥补钎以弥补钎料强度低的不足料强度低的不足,保证接头有一保证接头有一定的承载能力。定的承载能力。接头之间应有良好的配合和接头之间应有良好的配合和适当的间隙。适当的间隙。0.05 0.05 0.2mm.0.2mm.熔剂（钎剂）熔剂（钎剂）作用作用:清除被焊金属表面的氧化膜及其它杂质清除被焊金属表面的氧化膜及其它杂质,改善钎料流入间隙的性能改善钎料流入间隙的性能(即湿润性即湿润性),),保护钎料及焊件不被氧化。保护钎料及焊件不被氧化。软钎焊软钎焊的钎剂的钎剂:松香或氯化锌溶液。松香或氯化锌溶液。硬钎焊硬钎焊的钎剂的钎剂:硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等。硼砂、硼酸、氟化物、氯化物等。特点：特点：接头组织和力学性能变化小，变形小。接头组织和力学性能变化小，变形小。接头光滑平整，工件尺寸精确。接头光滑平整，工件尺寸精确。可焊异种、厚度差大的金属。可焊异种、厚度差大的金属。可同时焊多条焊缝，生产率高可同时焊多条焊缝，生产率高 设备简单设备简单 应用：应用：用于制造精密仪表、电气件、异种金属用于制造精密仪表、电气件、异种金属 件及复杂薄板结构件及复杂薄板结构 3 3 电电 渣渣 焊焊 电渣焊：电渣焊：利用电流通过利用电流通过熔渣熔渣所产生所产生 的的电阻热电阻热作为热源进行焊作为热源进行焊 接的方法。接的方法。电渣焊一般都是在垂直电渣焊一般都是在垂直立焊立焊位位置进行焊接置进行焊接焊接过程焊接过程：如图。如图。渣池温度：渣池温度：1700 2000 铜滑块：铜滑块：单丝、双丝、三丝焊接单丝、双丝、三丝焊接特点：特点：(1)可一次焊接很厚的工件，铸可一次焊接很厚的工件，铸 焊、锻焊组合结构焊、锻焊组合结构 (2)生产率高生产率高,成本低成本低 (3)焊缝金属比较纯净焊缝金属比较纯净 (4)焊接应力小、热影响区大、焊接应力小、热影响区大、晶粒粗大晶粒粗大焊接工艺：焊接工艺：焊前：清理端面、加工侧面形焊前：清理端面、加工侧面形“马马”焊接：引弧板、引入板、引出板焊接：引弧板、引入板、引出板 焊后：切掉焊后：切掉“马马”、热处理、热处理应用：应用：大型设备大型设备 4 真空电子束焊接真空电子束焊接焊接过程：焊接过程：如图。如图。真空室：真空度真空室：真空度10-4 10-5汞柱汞柱 电子枪：由电子枪：由加热灯丝加热灯丝、阴极、阴极、阳极阳极及及聚集装置聚集装置等组成等组成 电子束电子束：能量密度能量密度106 108W/cm2 比普通电弧大比普通电弧大1000倍倍 工件工件熔化熔化或或汽化汽化特点：特点：焊接质量高：焊接质量高：不氧化或氮化、无缺陷（弧不氧化或氮化、无缺陷（弧 坑、气孔、夹渣）坑、气孔、夹渣）热源能量高度集中：热源能量高度集中：焊缝深而窄、可焊任焊缝深而窄、可焊任 何难熔合金。何难熔合金。不开坡口、不另加填充金属、变形小、精度高。不开坡口、不另加填充金属、变形小、精度高。电子参数调节范围宽电子参数调节范围宽 设备复杂设备复杂应用：应用：微型电子线路组件、钼箔蜂窝结构、原子微型电子线路组件、钼箔蜂窝结构、原子 能燃料元件、导弹外壳能燃料元件、导弹外壳 5 激光激光焊接焊接激光：激光：波长均一、方向一致和强度很高的光束波长均一、方向一致和强度很高的光束激光器：激光器：固体：固体：红宝石等红宝石等 气体：气体：二氧化碳二氧化碳焊接过程：焊接过程：如图。如图。基本原理：基本原理：光能转变成热能光能转变成热能 工作方式：工作方式：脉冲点焊：脉冲点焊：焊焊0.5mm金属箔金属箔 直径直径 0.6mm金属线材金属线材 连续焊接：连续焊接：焊不锈钢、铝、焊不锈钢、铝、镍、钛及其合金镍、钛及其合金能量密度能量密度105 1013W/cm2特点：特点：点焊过程只有几毫秒，生产率高，焊件点焊过程只有几毫秒，生产率高，焊件 不易氧化，可在大气中进行焊接，不需不易氧化，可在大气中进行焊接，不需 要气体保护或真空环境。要气体保护或真空环境。能量、热量集中能量、热量集中,作用时间很短。热影作用时间很短。热影 响区极小响区极小,焊件不变形焊件不变形 激光束可用反射镜或偏转棱镜将其在任激光束可用反射镜或偏转棱镜将其在任 何方向上弯曲或聚焦何方向上弯曲或聚焦,可以用光导纤维可以用光导纤维 引到难以接近的部位。引到难以接近的部位。可焊绝缘材料、异种材料可焊绝缘材料、异种材料应用：应用：微型、精密、热敏感材料的焊件，如微电子微型、精密、热敏感材料的焊件，如微电子 元件。元件。第三章第三章 常用金属材料的焊接常用金属材料的焊接 1 1 金属材料的焊接性金属材料的焊接性一一.焊接性的概念焊接性的概念 焊接性焊接性:指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式条件下，获得优质焊接接工艺参数及结构形式条件下，获得优质焊接接 接头的难易程度。接头的难易程度。两个方面两个方面:工艺焊接性工艺焊接性 产生工艺缺陷的倾向产生工艺缺陷的倾向,尤其是出现各尤其是出现各 种裂纹的可能性；种裂纹的可能性；使用焊接性使用焊接性 指焊接接头的力学性能及其它特殊性指焊接接头的力学性能及其它特殊性 能能(如耐热、耐蚀性能等如耐热、耐蚀性能等)。焊接性可通过焊接性可通过估算估算和和试验试验方法来确定。方法来确定。二、焊接性的评定方法二、焊接性的评定方法 估算、试验估算、试验 可用可用碳当量法碳当量法来来估算估算被焊钢材的焊接性被焊钢材的焊接性 碳钢及低合金结构钢的碳当量经验公式碳钢及低合金结构钢的碳当量经验公式:碳当量碳当量 塑性塑性、钢材淬硬倾向、钢材淬硬倾向 焊接性焊接性 碳当量碳当量0.6%时时,焊接性不好。焊接性不好。2 2 碳钢的焊接碳钢的焊接 一一.低碳钢的焊接低碳钢的焊接 C 0.25%C 0.25%焊接性：焊接性：CC碳当量碳当量淬硬倾向淬硬倾向焊接性焊接性 工艺：工艺：不需要特殊工艺及热处理（不需要特殊工艺及热处理（50mm 焊接性焊接性(HAZ)3 3 合金结构钢的焊接合金结构钢的焊接 合金钢结构钢的分类：合金钢结构钢的分类：机械制造用合金结构钢：同中碳钢的焊接机械制造用合金结构钢：同中碳钢的焊接 低合金结构钢（低合金高强钢）：低合金结构钢（低合金高强钢）：低合金结构钢分级：低合金结构钢分级：按屈服强度分类。按屈服强度分类。强度级别强度级别合金元素含量合金元素含量碳当量碳当量 焊接性焊接性 焊接特点（焊接性）：焊接特点（焊接性）：(1)热影响区的淬硬倾向热影响区的淬硬倾向 强度级别强度级别碳、碳、合金元素含量合金元素含量淬硬倾向淬硬倾向 (2)焊接接头的裂纹倾向焊接接头的裂纹倾向 强度级别强度级别裂纹倾向裂纹倾向 热裂纹热裂纹 90%90%在焊缝在焊缝 冷裂纹冷裂纹 90%90%在在 HAZHAZ 冷裂纹的形成：冷裂纹的形成：氢氢在金属中，在金属中，溶解溶解扩散（聚集）扩散（聚集）微裂纹微裂纹 扩展扩展宏观裂纹宏观裂纹冷裂纹特征：冷裂纹特征：延迟延迟影响冷裂纹形成的因素：影响冷裂纹形成的因素：氢、淬硬组织、应力氢、淬硬组织、应力 90%的裂纹为冷裂纹的裂纹为冷裂纹冷冷 裂裂 纹纹工艺：工艺：对强度级别对强度级别较低较低的钢，与低碳钢焊接相同的钢，与低碳钢焊接相同对强度级别对强度级别较高较高的钢，工艺措施如下：的钢，工艺措施如下：预热：工件厚度、环境温度预热：工件厚度、环境温度 调整焊接规范控制热影响区的冷速调整焊接规范控制热影响区的冷速 焊后去应力处理、后热处理（消氢）焊后去应力处理、后热处理（消氢）焊接材料：焊接材料：低氢型焊条低氢型焊条“等强等强”严格烘干严格烘干方法：方法：电弧焊、电渣焊电弧焊、电渣焊 4 铸铁的焊补铸铁的焊补 含碳量含碳量、塑性、塑性 焊接性焊接性 焊补焊补一一.铸铁的焊接特点：铸铁的焊接特点：1.熔合区易产生白口组织熔合区易产生白口组织 2.易产生裂纹易产生裂纹 冷裂纹：铸铁强度低、塑性差冷裂纹：铸铁强度低、塑性差 焊缝及焊缝及HAZ 产生裂纹产生裂纹 热裂纹：当采用非铸铁焊条时，因母材热裂纹：当采用非铸铁焊条时，因母材S、P高高焊缝裂纹焊缝裂纹 3.易产生气孔易产生气孔 C、焊接时生成焊接时生成CO、CO2 气孔气孔 平焊平焊 二二.焊补方法：焊补方法：气焊、手工焊气焊、手工焊 1.热焊法热焊法 工艺：工艺：预热预热600700，焊后缓冷，焊后缓冷 特点：特点：产生白口、裂纹倾向产生白口、裂纹倾向 小，焊接质量好小，焊接质量好 焊后可机加工焊后可机加工 成本高、劳动条件差成本高、劳动条件差 方法：方法：气焊、手工焊气焊、手工焊 焊接材料：焊接材料：气焊：气焊：铸铁焊芯、焊剂（硼酸等）铸铁焊芯、焊剂（硼酸等）手工焊：铸铁芯铸铁焊条手工焊：铸铁芯铸铁焊条 应用：应用：需要加工的重要件需要加工的重要件 2.冷焊法冷焊法 工艺：工艺：不预热或不预热或400以下的低温预热。以下的低温预热。特点：特点：焊接质量不高，焊接处切削加工性能较差焊接质量不高，焊接处切削加工性能较差 生产率高、劳动条件好生产率高、劳动条件好 方法：方法：手工焊手工焊 焊接材料焊接材料：依靠焊条来调整焊缝的化学成分以防止：依靠焊条来调整焊缝的化学成分以防止 或减少白口组织和避免裂纹。或减少白口组织和避免裂纹。钢芯铸铁焊条：钢芯铸铁焊条：低碳钢焊缝、白口熔合区低碳钢焊缝、白口熔合区 高钒钢焊缝、抗裂性和加工性好高钒钢焊缝、抗裂性和加工性好 镍基铸铁焊条：镍基铸铁焊条：镍基合金焊缝、非白口熔合区镍基合金焊缝、非白口熔合区 抗裂性和加工性好抗裂性和加工性好 铜基铸铁焊条：铜基铸铁焊条：铜铁合金焊缝、抗裂性和加工性好铜铁合金焊缝、抗裂性和加工性好 5 非铁金属及合金的焊接非铁金属及合金的焊接一一.铜及铜合金的焊接铜及铜合金的焊接 焊接特点：焊接特点：1.1.导热系数大导热系数大需大功率、热量集中的热源需大功率、热量集中的热源 线胀系数大线胀系数大易产生应力、变形和裂纹易产生应力、变形和裂纹 2.2.易吸气：易吸气：气孔气孔(H)(H)3.3.易氧化：易氧化：(Cu(Cu2 2O+Cu)O+Cu)热裂热裂 4.4.合金元素烧损：合金元素烧损：ZnZn中毒（焊黄铜时）中毒（焊黄铜时）氧化铝夹渣（焊铝青铜时）氧化铝夹渣（焊铝青铜时）焊接方法：焊接方法：氩弧焊、气焊、钎焊氩弧焊、气焊、钎焊 焊接紫铜、青铜：焊接紫铜、青铜：氩弧焊：铜焊丝、溶剂氩弧焊：铜焊丝、溶剂 气焊：中性焰、焊丝及溶剂气焊：中性焰、焊丝及溶剂 同氩弧焊同氩弧焊 焊接黄铜：焊接黄铜：气焊：微氧化焰、含硅焊丝（形成氧化气焊：微氧化焰、含硅焊丝（形成氧化 硅薄膜）、溶剂硅薄膜）、溶剂二二.铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接 焊接特点：焊接特点：1.1.导热系数大导热系数大需大功率、热量集中的热源需大功率、热量集中的热源 线胀系数大线胀系数大易产生应力、变形和裂纹易产生应力、变形和裂纹 2.2.易吸气：易吸气：气孔气孔(H)(H)3.3.易氧化：易氧化：AlAl2 2O O3 3 阻碍金属熔合、夹渣阻碍金属熔合、夹渣 4.4.高温强度及塑性低：高温强度及塑性低：焊缝塌陷焊缝塌陷 垫板焊接垫板焊接 焊接方法：焊接方法：氩弧焊、气焊、点焊、缝焊和钎焊。氩弧焊、气焊、点焊、缝焊和钎焊。氩弧焊是焊接铝及铝合金较好的方法。氩弧焊是焊接铝及铝合金较好的方法。氩弧焊：氩弧焊：保护作用保护作用 阴极破碎作用阴极破碎作用 不用溶剂不用溶剂第四篇第四篇 复习题复习题(1)焊接电弧是怎样的一种现象？电弧中各区的温度焊接电弧是怎样的一种现象？电弧中各区的温度多高？用直流和交流电焊接效果一样吗？多高？用直流和交流电焊接效果一样吗？(2)何谓焊接热影响区？低碳钢焊接时热影响区又分何谓焊接热影响区？低碳钢焊接时热影响区又分为哪些区段？各区段对焊接接头性能有何影响？为哪些区段？各区段对焊接接头性能有何影响？减小热影响区的办法是什么？减小热影响区的办法是什么？(3)产生焊接应力与变形的原因是什么？在焊接过程产生焊接应力与变形的原因是什么？在焊接过程中和焊接以后，焊缝区纵向受力是否一样？中和焊接以后，焊缝区纵向受力是否一样？焊接焊接应力是否一定要消除？消除的办法有哪些？应力是否一定要消除？消除的办法有哪些？(4)焊接变形有哪些基本形式？焊前，为预防和减小焊接变形有哪些基本形式？焊前，为预防和减小焊接变形有哪些措施？焊接变形有哪些措施？(5)焊条药皮起什么作用？为什么药皮成分中一焊条药皮起什么作用？为什么药皮成分中一 般般 都有锰铁？在其它电弧焊中，用什么取代药皮的都有锰铁？在其它电弧焊中，用什么取代药皮的作用？作用？(6)钎焊和熔焊实质差别是什么？钎焊和熔焊实质差别是什么？钎焊的主要适用范钎焊的主要适用范围有哪些？围有哪些？(7)等离子弧与一般电弧有何异同？等离子弧切割与等离子弧与一般电弧有何异同？等离子弧切割与氧气切割的原理有什么不同？氧气切割的原理有什么不同？(8)为什么铜及铜合金的焊接比低碳钢的焊接困难得为什么铜及铜合金的焊接比低碳钢的焊接困难得多？多？(9)为防止高强度低合金结构钢焊后产生冷裂纹，应为防止高强度低合金结构钢焊后产生冷裂纹，应采取哪些措施？采取哪些措施？