第十三章焊接精选PPT.ppt

第十三章焊接第1页，此课件共64页哦焊接概述焊接概述焊接是现代工业生产中应用最广泛的一种连接金属的工艺方法。焊接是现代工业生产中应用最广泛的一种连接金属的工艺方法。一、焊接实质与分类一、焊接实质与分类焊接：焊接：通过加热、有时既加热、又加压，使填充金属与被焊通过加热、有时既加热、又加压，使填充金属与被焊金属相结合，从而形成一个整体工艺方法。金属相结合，从而形成一个整体工艺方法。分类：按特点分分类：按特点分1。熔化焊：熔化焊：利用局部加热的方法，使填充金属与被焊金利用局部加热的方法，使填充金属与被焊金属结合处加热成为熔化状态，形成熔池，冷却后，形成牢固属结合处加热成为熔化状态，形成熔池，冷却后，形成牢固接头的工艺方法。如接头的工艺方法。如手工电弧焊手工电弧焊、气焊、电渣焊。、气焊、电渣焊。2。压力焊：压力焊：焊接时通电加热，并施加一定压力，使两焊焊接时通电加热，并施加一定压力，使两焊件表面产生一定的很薄的金属熔化层，在压力下形成牢固件表面产生一定的很薄的金属熔化层，在压力下形成牢固接头工艺方法。电阻焊、摩擦焊、冷压焊、爆炸焊。接头工艺方法。电阻焊、摩擦焊、冷压焊、爆炸焊。第2页，此课件共64页哦3。钎焊：钎焊：对被焊件和填充金属加热，被焊件不熔化，对被焊件和填充金属加热，被焊件不熔化，钎料熔化，钎料（填充金属）与被焊金属连接处，形成钎料熔化，钎料（填充金属）与被焊金属连接处，形成相互扩散的焊缝。（锡焊、铜焊）相互扩散的焊缝。（锡焊、铜焊）二、焊接的特点二、焊接的特点 1。与铆接相比省材料、省工时，构件轻。与铆接相比省材料、省工时，构件轻。2。气密性、水密性好。气密性、水密性好。3。能化大为小，拼小成大。能化大为小，拼小成大。4。易于机械化，自动化，提高生产率。易于机械化，自动化，提高生产率。第3页，此课件共64页哦第一节第一节 焊接的基本原理焊接的基本原理3-1-1 电弧焊冶金过程特点电弧焊冶金过程特点3-1-2 焊接接头金属组织与性能焊接接头金属组织与性能第4页，此课件共64页哦第二节第二节 电弧焊冶金过程特点电弧焊冶金过程特点 一、熔化焊的焊接过程一、熔化焊的焊接过程 1、熔化焊分类熔化焊分类（根据焊接热源不同分类）（根据焊接热源不同分类）电弧焊（手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊）电弧焊（手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊）电渣焊、气焊、等离子焊电渣焊、气焊、等离子焊 等等。等等。2、电弧焊：电弧焊：在一定电流、电压作用下，使空气电离为产大量生光和热，在一定电流、电压作用下，使空气电离为产大量生光和热，利利 用局部加热的方法，使填充金属与被焊金属结合处加热成为熔化状态，形成熔用局部加热的方法，使填充金属与被焊金属结合处加热成为熔化状态，形成熔 池，冷却后，形成牢固接头的工艺方法。池，冷却后，形成牢固接头的工艺方法。（热量与电流、电压成正比）（热量与电流、电压成正比）二、电弧焊冶金特点二、电弧焊冶金特点 1、冶金反应：在高温下发生的一系列的化学反应。、冶金反应：在高温下发生的一系列的化学反应。2、烧损烧损:温度高于冶金温度温度高于冶金温度(可达可达2000)，Mn、Fe、Si、C元素元素 3、熔池体积小，冷却快，造成气孔，引起氢脆和冷裂缝。、熔池体积小，冷却快，造成气孔，引起氢脆和冷裂缝。三、防止措施三、防止措施 1、造气（、造气（CO2、氩气）。、氩气）。2、造渣。、造渣。3、添加合金元素。、添加合金元素。4、焊条烘干。、焊条烘干。5、工件表面进行清理如：油、锈。、工件表面进行清理如：油、锈。第5页，此课件共64页哦3-2-2 焊接接头金属组织与性能焊接接头金属组织与性能一、焊接接头上的温度变化及分布一、焊接接头上的温度变化及分布 焊缝附近的金属从室温加热到不同温度，后又冷却至室温，相焊缝附近的金属从室温加热到不同温度，后又冷却至室温，相当于不规范的热处理，因此组织、性能有较大改变。当于不规范的热处理，因此组织、性能有较大改变。0 20 40 60 80 100123440080012001600T（）t（s）1 32 4图5.1-1 焊缝区各点温度变化情况第6页，此课件共64页哦二、焊接接头金属的组织与性能变化二、焊接接头金属的组织与性能变化1。焊接接头焊接接头：是由焊缝、熔合区、和热影响区组成的金属是由焊缝、熔合区、和热影响区组成的金属2。焊缝金属的组织和性能焊缝金属的组织和性能：焊缝组织：焊缝组织：铸态组织，生成柱状晶，晶粒粗大，组织不致密，但铸态组织，生成柱状晶，晶粒粗大，组织不致密，但是，由于焊接熔池小，冷却快，以及焊条药皮、焊剂等发生的一系列是，由于焊接熔池小，冷却快，以及焊条药皮、焊剂等发生的一系列化学反应，使焊缝的化学成分优于母材。化学反应，使焊缝的化学成分优于母材。焊缝性能焊缝性能：机械性能提高，其力学性能不低于母材。机械性能提高，其力学性能不低于母材。3。焊接接头中的熔合区及热影响区组织和性能：焊接接头中的熔合区及热影响区组织和性能：焊缝附近金属受热发生变化的区域。焊缝附近金属受热发生变化的区域。A 熔合区熔合区：是一个很窄焊缝向热影响区过渡的区域。这部分的加热温是一个很窄焊缝向热影响区过渡的区域。这部分的加热温度处于液相线和固相线之间。冷却后这里的化学成分不均匀晶粒粗大，度处于液相线和固相线之间。冷却后这里的化学成分不均匀晶粒粗大，其力学性能是焊接接头中最差的。其力学性能是焊接接头中最差的。第7页，此课件共64页哦（1 1）过热区：过热区：过热区：过热区：在在在在11001100-1400-1400，高温晶粒急剧长大，冷却后即得，高温晶粒急剧长大，冷却后即得，高温晶粒急剧长大，冷却后即得，高温晶粒急剧长大，冷却后即得到粗晶组织，使该区金属的塑性及冲击韧性变得很低。到粗晶组织，使该区金属的塑性及冲击韧性变得很低。到粗晶组织，使该区金属的塑性及冲击韧性变得很低。到粗晶组织，使该区金属的塑性及冲击韧性变得很低。（2 2）正火区：正火区：正火区：正火区：温度在温度在温度在温度在AAc3c3-1100-11000 0，金属快冷，晶粒细化，将得到正火组，金属快冷，晶粒细化，将得到正火组，金属快冷，晶粒细化，将得到正火组，金属快冷，晶粒细化，将得到正火组织，机械性得到改善。织，机械性得到改善。织，机械性得到改善。织，机械性得到改善。（3）部分相变区：部分相变区：相当相当Ac1-Ac3之间，部分金属发生相变，之间，部分金属发生相变，P和部分和部分F发发生相变，转变为生相变，转变为A，晶粒大小不一，性能稍差。，晶粒大小不一，性能稍差。（4）再结晶区：再结晶区：加工硬化组织有此区。消除加工硬化采用再结晶退火。加工硬化组织有此区。消除加工硬化采用再结晶退火。三、改善方法三、改善方法 在焊接过程中，选择正确的焊接方法，合理的焊接工艺，在焊接过程中，选择正确的焊接方法，合理的焊接工艺，尽量减少热影响区，提高焊接速度，减小电流，热处理。尽量减少热影响区，提高焊接速度，减小电流，热处理。B 热影响区热影响区第8页，此课件共64页哦150013001100900700500300100熔化金属1.熔合区2.过热区3.正火区4.部分相变区%C0.77 2.11234温度(）低碳钢焊接接头的组织变化低碳钢焊接接头的组织变化第9页，此课件共64页哦第三节 常用焊接方法3-3-1 熔化焊熔化焊3-3-2 压力焊压力焊3-3-3 钎钎 焊焊第10页，此课件共64页哦3-3-1 熔化焊熔化焊常见的熔化焊有常见的熔化焊有电弧焊、气焊、电渣焊电弧焊、气焊、电渣焊等。其中等。其中电弧焊电弧焊又又包括包括手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊等。等。一、一、埋弧自动焊埋弧自动焊1。焊接过程：分为自动焊和半自动焊。焊接过程：分为自动焊和半自动焊。2。埋弧自动焊的特点及应用。埋弧自动焊的特点及应用（1）特点）特点 生产率高生产率高 焊接质量高而稳定焊接质量高而稳定 节省金属和电能节省金属和电能 劳动条件好，无弧光、烟雾，机械操作劳动条件好，无弧光、烟雾，机械操作 适应性差适应性差（2）应用：造船、车辆、容器等。）应用：造船、车辆、容器等。第11页，此课件共64页哦第12页，此课件共64页哦第13页，此课件共64页哦气袋焊剂a)焊剂垫铜垫b)焊剂-铜垫钢垫板c)钢垫板d)锁底对接图图 5.2-3第14页，此课件共64页哦图图5.2-4 环缝自动焊环缝自动焊第15页，此课件共64页哦二、二、二氧化碳气体保护焊二氧化碳气体保护焊1。焊接过程：用二氧化碳气体保护熔池。焊接过程：用二氧化碳气体保护熔池。常分为自动和半自动。常分为自动和半自动。2。特点及应用。特点及应用（1）特点）特点 生产率高生产率高 焊接质量好焊接质量好 成本低，二氧化碳价低成本低，二氧化碳价低 操作性能好操作性能好 飞溅大、烟雾大，易产生气孔，设备贵。飞溅大、烟雾大，易产生气孔，设备贵。（2）应用：）应用：适用机车、造船、机械化工等。适用机车、造船、机械化工等。第16页，此课件共64页哦第17页，此课件共64页哦三、三、氩弧焊氩弧焊1。焊接过程。焊接过程 2。氩弧焊特点及应用。氩弧焊特点及应用特点特点（1）保护作用好，适于有色金属，稀有金）保护作用好，适于有色金属，稀有金属。属。（2）热影响区小。）热影响区小。（3）操作性能好。）操作性能好。（4）氩成本高，设备贵。）氩成本高，设备贵。应用：应用：适于铝、铜、镁、钛、不锈钢、耐热适于铝、铜、镁、钛、不锈钢、耐热钢等。钢等。第18页，此课件共64页哦第19页，此课件共64页哦四、电渣焊四、电渣焊1。电渣焊电渣焊过程：是利用电流通过过程：是利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源来熔熔渣所产生的电阻热作为热源来熔化焊丝金属进行焊接。化焊丝金属进行焊接。2。特点及应用。特点及应用（1）焊件厚度大。）焊件厚度大。（2）焊缝质量好。）焊缝质量好。（3）经济效益好。）经济效益好。（4）热影响区大。）热影响区大。第20页，此课件共64页哦第21页，此课件共64页哦3-3-2 压力焊一、电阻焊一、电阻焊 电阻焊：电阻焊：是利用电流通过焊件与焊件接触处，产生电是利用电流通过焊件与焊件接触处，产生电阻热，将局部加热到塑性或半熔化状态，在压力下形成阻热，将局部加热到塑性或半熔化状态，在压力下形成接头。接头。电阻焊在焊接过程中产生的热量，可用焦耳电阻焊在焊接过程中产生的热量，可用焦耳-楞次定律计算：楞次定律计算：QI2Rt电阻焊根据接头形式不同可分为点焊、缝焊、对焊。电阻焊根据接头形式不同可分为点焊、缝焊、对焊。二、电阻焊的过程及工艺二、电阻焊的过程及工艺（1）点焊点焊：把清理好的薄板放在两电极之间，夹紧通电，把清理好的薄板放在两电极之间，夹紧通电，接触面产生电阻热，而使其熔化，在压力下使焊件在一接触面产生电阻热，而使其熔化，在压力下使焊件在一起。电极通水冷却。点焊质量与焊接电流、通电时间、起。电极通水冷却。点焊质量与焊接电流、通电时间、电极电压、工件清洁程度有关。相邻两点要有足够的距电极电压、工件清洁程度有关。相邻两点要有足够的距离。离。第22页，此课件共64页哦第23页，此课件共64页哦（2）缝焊缝焊 与点焊相似，称为重叠点焊，用旋转盘状电极，代替柱状电极，与点焊相似，称为重叠点焊，用旋转盘状电极，代替柱状电极，焊接时滚盘压紧工件并转动，继续通电，形成连续焊点，重叠焊接时滚盘压紧工件并转动，继续通电，形成连续焊点，重叠50%以以上，密封性能好，由于焊点近，电流是点焊上，密封性能好，由于焊点近，电流是点焊1.5-2倍。倍。P图图5.2-10 缝焊示意图缝焊示意图第24页，此课件共64页哦（3 3）对焊）对焊 电阻对焊电阻对焊：把工件加压，使焊件压紧，然后通电，产生：把工件加压，使焊件压紧，然后通电，产生电电 阻热，加热至塑性状态，断电加压，使工件焊阻热，加热至塑性状态，断电加压，使工件焊到一起，电阻对焊操作简便，接头光滑，接头要清理，适到一起，电阻对焊操作简便，接头光滑，接头要清理，适于要求不高的一些工件。于要求不高的一些工件。闪光对焊闪光对焊：工件夹好后通电，点接触，点熔化，在电：工件夹好后通电，点接触，点熔化，在电磁力作用下，液体金属发生爆炸，产生闪光，送进工件全磁力作用下，液体金属发生爆炸，产生闪光，送进工件全部熔化，断电加压使金属工件焊到一起。热影响区小，质部熔化，断电加压使金属工件焊到一起。热影响区小，质量好，适于直径小于量好，适于直径小于20mm20mm棒料。棒料。第25页，此课件共64页哦图图5.2-11 对焊示意图对焊示意图第26页，此课件共64页哦图图5.2-12 对焊接头型式对焊接头型式第27页，此课件共64页哦2。电阻焊特点及应用。电阻焊特点及应用（1）特点）特点 接头质量好，热影响区小。接头质量好，热影响区小。生产率高，易于机械自动化生产率高，易于机械自动化 不需填加金属和焊剂不需填加金属和焊剂 劳动条件好，焊接过程中无弧光，噪音小，烟尘和有害劳动条件好，焊接过程中无弧光，噪音小，烟尘和有害 气体少。气体少。电阻焊件结构简单，重量轻，气密性好，易于获得形状电阻焊件结构简单，重量轻，气密性好，易于获得形状 复杂的零件。复杂的零件。耗电量大，设备贵。耗电量大，设备贵。（2）应用）应用 点焊：主要用于厚度点焊：主要用于厚度4mm的薄板冲压结构、金属网及的薄板冲压结构、金属网及 钢筋等。钢筋等。缝焊：主要用于焊缝较规则、板厚缝焊：主要用于焊缝较规则、板厚3mm的密封结构。的密封结构。对焊：主要用于：制造封闭形零件。对焊：主要用于：制造封闭形零件。第28页，此课件共64页哦二、二、摩擦焊摩擦焊1。焊接过程：摩擦焊是利用金属工件接触面摩擦。焊接过程：摩擦焊是利用金属工件接触面摩擦产生产生 热热量，使工件端面达到塑性状态，加压使工件焊接在一起。量，使工件端面达到塑性状态，加压使工件焊接在一起。2。特点及应用。特点及应用特点特点:（1）接头质量好，组织致密。）接头质量好，组织致密。（2）生产率高。）生产率高。（3）焊接范围广。）焊接范围广。（4）设备简单，耗能少，劳动条件好。）设备简单，耗能少，劳动条件好。（5）刹车要敏感，）刹车要敏感，（6）形状受限。）形状受限。应用应用:适用于圆柱、管料等。适用于圆柱、管料等。第29页，此课件共64页哦第30页，此课件共64页哦第31页，此课件共64页哦3-3-3 钎焊 钎焊钎焊是利用熔点比焊件低的钎料作充填金属，适当加热，钎料熔是利用熔点比焊件低的钎料作充填金属，适当加热，钎料熔化，工件未熔化，充填接头间隙，把固态工件连接起来。化，工件未熔化，充填接头间隙，把固态工件连接起来。一、钎焊的种类一、钎焊的种类 按钎料熔点分为：按钎料熔点分为：1。软钎焊软钎焊：钎料熔点在钎料熔点在450以下，接头强度低于以下，接头强度低于70MPa，受力不大的低，受力不大的低温工作的工件。温工作的工件。2。硬钎焊硬钎焊：钎料熔点在钎料熔点在450以上，接头强度较高，工作温度较低以上，接头强度较高，工作温度较低的工件。的工件。二、钎焊的特点二、钎焊的特点1。热影响区小，温度低，变形小。热影响区小，温度低，变形小。2。适应性广。适应性广。3。生产率高。生产率高。4。设备简单。设备简单。5。强度有限，有色金属钎料成本高。强度有限，有色金属钎料成本高。第32页，此课件共64页哦图图 5.2-15 钎焊的接头形式钎焊的接头形式第33页，此课件共64页哦3-4-1 焊接应力与变形一、焊接应力与变形产生的原因一、焊接应力与变形产生的原因 在焊接过程中，对焊件进行局部的不均匀加热，将产生焊在焊接过程中，对焊件进行局部的不均匀加热，将产生焊接应力与变形。接应力与变形。图5.1-3 钢杆自由伸缩图5.1-4 钢杆膨胀受阻第34页，此课件共64页哦(-)(+)a)焊接过程中焊接过程中(-)(-)(+)b)冷却以后冷却以后图图5.1-5 平板对焊接时变形与应力的形成平板对焊接时变形与应力的形成第35页，此课件共64页哦二、焊接应力与变形的分类二、焊接应力与变形的分类1。焊接应力分类。焊接应力分类（1）按形成原因分）按形成原因分 热应力：热应力：加热不均加热不均 相变应力：相变产生体积变化相变应力：相变产生体积变化 收缩应力：熔池体积收缩受阻收缩应力：熔池体积收缩受阻（2）按位置分）按位置分 纵向应力纵向应力 横向应力横向应力2。焊件变形分类。焊件变形分类：收缩变形收缩变形 角变形角变形 弯曲变形弯曲变形 扭曲变形扭曲变形 波浪变形波浪变形 第36页，此课件共64页哦焊接变形的基本形式序序号号变形形式变形形式图图 例例变形特征变形特征产生原因产生原因1 1收缩变形收缩变形沿焊缝长度和宽度沿焊缝长度和宽度方向缩短方向缩短由焊缝纵向收缩由焊缝纵向收缩和横向收缩引起和横向收缩引起2 2角变形角变形工件沿焊缝两边产工件沿焊缝两边产生一定角度的变形生一定角度的变形因焊缝横截面形因焊缝横截面形状上、下不对称，状上、下不对称，由焊缝横向收缩由焊缝横向收缩不均匀引起不均匀引起3 3弯曲变形弯曲变形工件向焊缝一侧弯工件向焊缝一侧弯曲曲焊缝在结构上布焊缝在结构上布置不对称，由焊置不对称，由焊缝纵向收缩引起缝纵向收缩引起第37页，此课件共64页哦序序号号变变形形形形式式图例图例变形特征变形特征产生原因产生原因4 4扭扭曲曲变变形形工件沿纵向被扭工件沿纵向被扭转一定角度转一定角度焊缝布置不对称焊缝布置不对称或装配焊接顺序或装配焊接顺序不当，由焊缝纵不当，由焊缝纵向收缩和横向收向收缩和横向收缩引起缩引起5 5波波浪浪变变形形薄板边缘受压，薄板边缘受压，产生波浪性弯曲产生波浪性弯曲由焊缝纵向收缩由焊缝纵向收缩引起薄板产生失引起薄板产生失稳变形稳变形第38页，此课件共64页哦三、防止或减少焊接变形、应力的措施三、防止或减少焊接变形、应力的措施1。防止或减少焊接变形措施。防止或减少焊接变形措施（1）焊缝设计要合理）焊缝设计要合理合理选择焊缝尺寸合理选择焊缝尺寸,和连接形式。和连接形式。焊缝与焊缝的距离不得小于焊缝与焊缝的距离不得小于100。a)不开坡口不开坡口b)开坡口开坡口图图5.1-6 相同承载能力的十字接头相同承载能力的十字接头第39页，此课件共64页哦尽量减少焊缝。尽量减少焊缝。a)四块钢板焊接四块钢板焊接b)两根槽钢焊接两根槽钢焊接c)两个冲压件焊接两个冲压件焊接图图5.1-7 采用不同坯料的焊接结构采用不同坯料的焊接结构第40页，此课件共64页哦合理安排焊缝。合理安排焊缝。YX21Xa)焊缝不对称于焊缝不对称于X轴轴b)焊缝对焊缝对X、Y轴均对称轴均对称图5.1-8 焊缝的对称性对焊接变形的影响1-焊前结构件中心线焊前结构件中心线2-焊后结构曲线焊后结构曲线(有下挠有下挠)第41页，此课件共64页哦（2）采用合理工艺措施）采用合理工艺措施焊件尺寸要增加收缩余量焊件尺寸要增加收缩余量 反变形法反变形法刚性固定法刚性固定法a)焊前焊前b)焊后焊后图图5.1-9 钢板对接反变形钢板对接反变形a)焊前焊前b)焊后焊后图图5.1-10 丁字接头反变形丁字接头反变形第42页，此课件共64页哦选合理焊接次序选合理焊接次序 1 145236123456a)合理合理b)不合理不合理图图5.1-11 X型坡口焊接顺序型坡口焊接顺序第43页，此课件共64页哦12341234a)b)图图5.1-12 对称面梁的焊接顺序对称面梁的焊接顺序选合理焊接次序选合理焊接次序 2 第44页，此课件共64页哦112233图图5.1-14 按焊缝长短确定焊接顺序按焊缝长短确定焊接顺序选合理焊接次序选合理焊接次序3 第45页，此课件共64页哦 强制冷却法强制冷却法强制冷却法强制冷却法第46页，此课件共64页哦（3）、矫正焊缝）、矫正焊缝 火焰校正火焰校正 机械校正机械校正变形图图13-26 火焰矫正火焰矫正图图13-27 机械矫正机械矫正火焰矫正火焰矫正第47页，此课件共64页哦2。防止减少焊接应力的工艺措施。防止减少焊接应力的工艺措施 （1）锤击焊缝。）锤击焊缝。（2）加热减应区。）加热减应区。（3）焊前预热。）焊前预热。（4）焊后退火处理。）焊后退火处理。加热区加热区焊前焊前焊后焊后图图5.1-15 框架断口焊接框架断口焊接第48页，此课件共64页哦第五节 常用金属材料的焊接3-5-1 常用焊接材料常用焊接材料3-5-2 金属材料焊接性金属材料焊接性-3-5-3 钢的焊接钢的焊接第49页，此课件共64页哦3-5-1 常用焊接材料常用焊接材料一、一、焊条焊条 手工电弧焊焊条由手工电弧焊焊条由焊条芯焊条芯和和药皮药皮两部分组成。两部分组成。1。焊条芯：焊条芯：作用是导电、引弧、充填焊缝，其化学成分和夹作用是导电、引弧、充填焊缝，其化学成分和夹 杂将直接影响焊接质量杂将直接影响焊接质量。2。药皮：药皮：作用是稳弧、保护熔池、补加合金元素。作用是稳弧、保护熔池、补加合金元素。3。电焊条的分类电焊条的分类 按国标分十大类按国标分十大类：J-结构钢焊条结构钢焊条 R-耐热钢焊条耐热钢焊条 B-不锈钢焊不锈钢焊条条D-堆焊焊条堆焊焊条 N-镍及镍合金焊条镍及镍合金焊条 Z-铸铁焊条铸铁焊条 T-铜及铜合金铜及铜合金焊条焊条 W-低温焊条低温焊条 L-铝及铝合金焊条铝及铝合金焊条 TS-特殊焊条特殊焊条 按着药皮酸碱特性分为酸性和碱性焊条。按着药皮酸碱特性分为酸性和碱性焊条。酸性焊条氧化性强，烧损大，机械性差，工艺性能较好。酸性焊条氧化性强，烧损大，机械性差，工艺性能较好。碱性焊条脱氧、去氢、去硫，机械性好，工艺性能较差。碱性焊条脱氧、去氢、去硫，机械性好，工艺性能较差。第50页，此课件共64页哦二、焊丝和焊剂二、焊丝和焊剂三、焊接材料选择原则三、焊接材料选择原则1。依照结构和要求、成分、性能，选相近。依照结构和要求、成分、性能，选相近 焊条。焊条。2。依照车间设备及生产条件来选择。依照车间设备及生产条件来选择。3。选成本低，劳动条件好的焊接材料。选成本低，劳动条件好的焊接材料。第51页，此课件共64页哦3-5-2 金属材料焊接性一、焊接性概念一、焊接性概念 焊接性：焊接性：是指被焊金属材料在采用一定的焊接工是指被焊金属材料在采用一定的焊接工 艺条下，获得优质焊接接头的难易程度。艺条下，获得优质焊接接头的难易程度。评价焊接性：评价焊接性：（一）是工艺焊接性：接头裂纹倾向性，力学性能等。（一）是工艺焊接性：接头裂纹倾向性，力学性能等。（二）是使用焊接性：机械性能、耐热、耐腐蚀等。（二）是使用焊接性：机械性能、耐热、耐腐蚀等。二、焊接性的影响因素二、焊接性的影响因素1 1。焊接方法。焊接方法2 2。材料因素。材料因素3 3。工艺因素。工艺因素4 4。使用条件。使用条件。第52页，此课件共64页哦三、焊接性的评价方法三、焊接性的评价方法（一）、碳当量法（一）、碳当量法 C当当=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15%1。当。当C当当0.4%时，钢材塑性良好，淬硬倾向不明显，焊接性好，焊前不必预热；时，钢材塑性良好，淬硬倾向不明显，焊接性好，焊前不必预热；2.当当C当当=0.40.6%时，钢材的塑性下降时，钢材的塑性下降,淬硬倾向明显，焊接性较差，焊前需适当预热，淬硬倾向明显，焊接性较差，焊前需适当预热，焊后要缓冷焊后要缓冷,要采取一定焊接工艺措施才能防止裂纹；要采取一定焊接工艺措施才能防止裂纹；3.当当C当当0.6%时，钢材塑性较低，淬硬倾向较强，焊接性差，焊前焊件必须时，钢材塑性较低，淬硬倾向较强，焊接性差，焊前焊件必须预热到较高温度预热到较高温度,焊接时要采取减少焊接应力和防止开裂的工艺措施，焊后焊接时要采取减少焊接应力和防止开裂的工艺措施，焊后要进行适当的热处理，才能保证焊接质量。要进行适当的热处理，才能保证焊接质量。（二）冷裂纹敏感系数（二）冷裂纹敏感系数 Pc Pc=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B+h/600+H/60碳当量只考虑了化学成分的影响，没考虑板厚和含氢量的影响。碳当量只考虑了化学成分的影响，没考虑板厚和含氢量的影响。Pc各项均有一定范围。各项均有一定范围。通过斜通过斜V型坡口的试验时，要考虑最低预热温度型坡口的试验时，要考虑最低预热温度。Tp=1440Pc-293(C0)第53页，此课件共64页哦3-5-3 钢的焊接一、碳素钢的焊接一、碳素钢的焊接1。低碳钢的焊接：。低碳钢的焊接：C0.25%,塑性好塑性好,无淬硬倾向无淬硬倾向,焊接性焊接性好好,无需任何工艺措施。无需任何工艺措施。2。中碳钢的焊接；。中碳钢的焊接；C=0.25-0.6%,属于淬火钢。属于淬火钢。（1）特点）特点焊缝易形成气孔焊缝易形成气孔 焊缝及热影响区易产生裂纹。焊缝及热影响区易产生裂纹。（2）焊接工艺）焊接工艺减少基体熔化，小电流，细焊条，开坡口，多层焊。减少基体熔化，小电流，细焊条，开坡口，多层焊。降低焊条冷却速度。降低焊条冷却速度。采用低氢焊条采用低氢焊条 预热，缓冷。预热，缓冷。第54页，此课件共64页哦3。高碳钢的焊接。高碳钢的焊接 含碳量高，导热性差，淬硬倾向大，只能用于修补。含碳量高，导热性差，淬硬倾向大，只能用于修补。二、普通低合金结构钢二、普通低合金结构钢1。特点。特点（1）热影响区形成高硬度的淬硬组织。）热影响区形成高硬度的淬硬组织。（2）热影响区及焊缝产生冷裂纹）热影响区及焊缝产生冷裂纹2。工艺。工艺 （1）预热）预热（2）焊接规范）焊接规范 （3）焊后热处理）焊后热处理第55页，此课件共64页哦n n三、不锈钢的焊接三、不锈钢的焊接n n1 1、奥氏体不锈钢：良好的可焊性，适用于电弧、奥氏体不锈钢：良好的可焊性，适用于电弧、奥氏体不锈钢：良好的可焊性，适用于电弧、奥氏体不锈钢：良好的可焊性，适用于电弧 焊、氩弧焊、埋焊、氩弧焊、埋焊、氩弧焊、埋焊、氩弧焊、埋弧焊。弧焊。弧焊。弧焊。n n2 2、马氏体不锈钢：可焊性差，容易裂纹，焊前预热，焊后热处理。、马氏体不锈钢：可焊性差，容易裂纹，焊前预热，焊后热处理。、马氏体不锈钢：可焊性差，容易裂纹，焊前预热，焊后热处理。、马氏体不锈钢：可焊性差，容易裂纹，焊前预热，焊后热处理。n n3 3、铁素体不锈钢：容易脆化和裂纹通常在、铁素体不锈钢：容易脆化和裂纹通常在、铁素体不锈钢：容易脆化和裂纹通常在、铁素体不锈钢：容易脆化和裂纹通常在150150度以下预热减度以下预热减度以下预热减度以下预热减少线能量少线能量少线能量少线能量。n n四、铸铁的补焊四、铸铁的补焊n n1 1、热焊、热焊、热焊、热焊n n2 2、冷焊、冷焊、冷焊、冷焊n n五、非铁合金金属的焊接五、非铁合金金属的焊接n n1 1、铝及铝合金、铝及铝合金、铝及铝合金、铝及铝合金n n2 2、铜及铜合金、铜及铜合金、铜及铜合金、铜及铜合金n n3 3、钛及钛合金、钛及钛合金、钛及钛合金、钛及钛合金第56页，此课件共64页哦第六节第六节 焊接结构工艺性焊接结构工艺性3-6-1 焊接件材料的选择 3-6-2 焊接方法的选择 3-6-3 焊接结构、焊缝位置的设计原则第57页，此课件共64页哦3-6-1 焊接件材料的选择焊接件材料的选择1、在满足使用性能前提下，尽量选用焊接性能较好的材料。在满足使用性能前提下，尽量选用焊接性能较好的材料。2、特别是优选低碳钢作为焊接件特别是优选低碳钢作为焊接件3、尽可能选用低合金钢作为焊接件尽可能选用低合金钢作为焊接件（Q345Q345等）等）等）等）3-6-2 焊接方法的选择焊接方法的选择焊接方法的选择原则焊接方法的选择原则 (1)根据材料的焊接性、根据材料的焊接性、(2)焊件厚度、焊件厚度、(3)焊缝长短、焊缝长短、(4)生产批量及产品质量要求，生产批量及产品质量要求，在保证产品质量的前提下，优选常用焊接方法。在保证产品质量的前提下，优选常用焊接方法。第58页，此课件共64页哦3-6-3 焊接结构、焊缝位置的设计原则焊接结构、焊缝位置的设计原则设计原则设计原则不好的设计不好的设计改进后的设计改进后的设计焊缝位置应便于操作焊缝位置应便于操作焊缝位置应便于操作焊缝位置应便于操作1 1、手弧焊要考虑焊、手弧焊要考虑焊、手弧焊要考虑焊、手弧焊要考虑焊 条操作空间。条操作空间。条操作空间。条操作空间。2 2、自动焊应考虑接、自动焊应考虑接、自动焊应考虑接、自动焊应考虑接头处便于存放焊剂头处便于存放焊剂头处便于存放焊剂头处便于存放焊剂结构设计要从焊接结构、形状、接头形式等综合考虑。表结构设计要从焊接结构、形状、接头形式等综合考虑。表结构设计要从焊接结构、形状、接头形式等综合考虑。表结构设计要从焊接结构、形状、接头形式等综合考虑。表5 5、4-24-2第59页，此课件共64页哦设计原则设计原则设计原则设计原则不好的设计不好的设计不好的设计不好的设计改进后的设改进后的设改进后的设改进后的设计计3 3、点焊或缝焊应考虑、点焊或缝焊应考虑、点焊或缝焊应考虑、点焊或缝焊应考虑 电极伸入方便电极伸入方便电极伸入方便电极伸入方便4 4、焊缝位置布置应有、焊缝位置布置应有、焊缝位置布置应有、焊缝位置布置应有利于减少应力与变形利于减少应力与变形利于减少应力与变形利于减少应力与变形1.1.焊缝应避免过分密集焊缝应避免过分密集焊缝应避免过分密集焊缝应避免过分密集和交叉和交叉和交叉和交叉,焊缝之间的距离焊缝之间的距离焊缝之间的距离焊缝之间的距离一般要求大于三倍板厚一般要求大于三倍板厚一般要求大于三倍板厚一般要求大于三倍板厚最小不得小于最小不得小于最小不得小于最小不得小于100mm100mm。第60页，此课件共64页哦设计原则设计原则设计原则设计原则不好的设计不好的设计不好的设计不好的设计改进后的设计改进后的设计改进后的设计改进后的设计5 5、尽量减少焊缝数、尽量减少焊缝数、尽量减少焊缝数、尽量减少焊缝数量以及焊缝的长度量以及焊缝的长度量以及焊缝的长度量以及焊缝的长度(适适适适当采用型钢和冲压件当采用型钢和冲压件当采用型钢和冲压件当采用型钢和冲压件)6 6、.焊缝应尽量对称焊缝应尽量对称焊缝应尽量对称焊缝应尽量对称分布分布分布分布第61页，此课件共64页哦设计原则设计原则设计原则设计原则不好的设计不好的设计不好的设计不好的设计改进后的设计改进后的设计改进后的设计改进后的设计7.7.焊缝端部的锐焊缝端部的锐焊缝端部的锐焊缝端部的锐角处应去掉角处应去掉角处应去掉角处应去掉8.8.焊缝应尽量避焊缝应尽量避焊缝应尽量避焊缝应尽量避开最大应力或应力开最大应力或应力开最大应力或应力开最大应力或应力集中处集中处集中处集中处第62页，此课件共64页哦设计原则设计原则设计原则设计原则不好的设计不好的设计不好的设计不好的设计改进后的设计改进后的设计改进后的设计改进后的设计9.9.不同厚度焊接时，接头不同厚度焊接时，接头不同厚度焊接时，接头不同厚度焊接时，接头处应平滑过渡处应平滑过渡处应平滑过渡处应平滑过渡10.10.焊缝应避开加工表面焊缝应避开加工表面焊缝应避开加工表面焊缝应避开加工表面第63页，此课件共64页哦作业n nP231n n2、6、7、8、第64页，此课件共64页哦