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1、,第10章焊接,10.1焊接概述,10.2焊条电弧焊,10.3其他焊接方法及焊接新技术新工艺简介,10.4常用金属材料的焊接,10.5焊件的结构工艺性,1,第10章,常用金属材料的焊接性能及获得优质焊件的常用焊接方法和焊接工艺,本章重点内容,学习目的,了解常用焊接方法、原理、特点及应用 分析焊接冶金、热影响区和应力与变形对焊接接头质量的影响 掌握常用金属材料的焊接性能及获得优质焊件的常用焊接方法和焊接工艺,2,第10章,10.1焊接概述,焊接：通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用 填充材料，使工件达到结合的一种方法， 焊接方法：熔化焊、压力焊、钎焊等。,10.1焊接概述,第10章,10.1

2、.1焊接的特点 （1）节省材料，减轻质量； （2）简化复杂零件和大型零件的制造； （3）适应性好；可实现特殊结构的生产； （4）满足特殊连接要求，可实现不同材料的连接成型； （5）降低劳动强度，改善劳动条件； （6）焊后易产生焊接应力与变形，导致出现裂纹；,3,10.1.2 焊接方法分类,第10章,4,气门芯,第10 章,5,焊接分类图示,10.1.2 焊接方法分类,第 10章,6,热源 能量要集中，温度要高。以保证金属快速熔化，减小热影响区。满足要求的热源有电弧、等离子弧、电渣热、电子束和激光。 熔池的保护 可用渣保护、气保护和渣-气联合保护。以防止氧化，并进行脱氧、脱硫和脱磷，给熔池过渡合

3、金元素。 填充金属 保证焊缝填满及给焊缝带入有益的合金元素，并达到力学性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊丝。,熔化焊的三要素,10.1.2 焊接方法分类,第10章,7,10.1.2 焊接方法分类,第10章,8,是指在焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热）以完成焊接的方法。压焊时，通过施加足够的压力，使两工件接合表面紧密接触，并在焊接部位产生一定的塑性变形，通过原子扩散和再结晶形成焊接接头，将被焊件连接成一体。,压焊,是指采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料 同时加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态 钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接 焊件的方法,

4、钎焊,10.1.3金属材料的焊接性,焊接性:是指被焊金属在一定的焊接工艺条件下（焊接方法、材料、工艺参数、结构型式）获得优质焊接接头的难易程度。 焊接性是一个相对的概念：表现为：工艺条件相同时，材料经焊接后产生缺陷、裂纹等的倾向性大小。 材料对某种焊接工艺所表现出的可焊性，主要是指焊接接头在使用中的可靠性。,10.1.3金属材料的可焊性,第10章,9,1.焊接性概念,（1）碳当量法：即把影响焊接性能的元素对可焊性的影响折算为碳的影响相当的量。 经验公式为：,C当量0.4%时， 可焊性好，一般的焊接工艺条件下，不会产生裂纹。 C当量=0.40.6%时， 可焊性较差，焊前需采取适当的工艺措施。 C

5、当量0.6%时， 可焊性差，焊接前后需都需采取措施。,2.金属焊接性的评定,10.1.3金属材料的可焊性,第10章,10,碳当量计算值只表达了化学成分对焊接性的影响， 没有考虑到冷却速度对组织的影响。冷却速度快时， 容易产生淬硬组织，焊接性变差。,10.1.3金属材料的可焊性,第10章,11,碳当量值只能在一定范围内，对钢材概括地、相对地评价其焊接性，不能作为准确的评定指标。其原因是：,当两种钢材的碳当量值相等时，碳的质量分数较高 的钢材在施焊过程中容易产生淬硬组织，其裂纹倾向比 碳的质量分数较低的钢材大，焊接性较差。,焊接循环中的最高加热温度和在高温下停留时间等 参数对焊缝金属组织也有影响，

6、在碳当量值计算公式中 没有表示出来。,（2）焊接性试验方法,10.1.3金属材料的可焊性,第10章,12,热裂纹试验、冷裂纹试验、脆性试验、使用性能试验等。 其实施的方法分模拟、实焊、理论计算三大类。,最常用的是斜Y坡口裂纹试验、刚性固定对接裂纹试验、 可变拘束裂纹试验等。,10.1.4.焊接冶金过程与焊接质量,10.1.4 焊接冶金过程与焊接质量,第10章,13,1.焊接冶金过程的特点,电弧焊过程中，液态金属、熔渣和气体三者相互作用，其实质是金属再冶炼的过程,特点 焊接电弧和熔池的温度高，导致合金元素的烧损。 金属熔池体积小，高温时间短，导致化学成份不均匀，气体和杂质不及浮出，易产生气孔和夹

7、渣等缺陷。 氧、氮等元素与金属发生化学反应，残留在焊缝中，增加焊缝脆性。 油、锈和水份，高温下分解出氢原子，使焊缝金属中氢的含量增加, 导致焊接接头塑性、韧性急剧降低。,10.1.4 焊接冶金过程与焊接质量,第 10章,14,2.保证焊缝质量的措施,（1）在焊接过程中，对熔化金属进行机械保护，使之与空气隔开。保护方式有三种：气体保护、熔渣保护和气-渣联合保护。,（2）对焊接熔池进行冶金处理，主要通过在焊接材料 （焊条药皮、焊丝、焊剂）中加入一定量的脱氧剂（主 要是锰铁和硅铁）和一定量的合金元素，在焊接过程中 排除熔池中的FeO，同时补偿合金元素的烧损。,10.2焊条电弧焊,焊条电弧焊：是用手工

8、操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，利用焊条与焊件之间产生的电弧热，熔化焊件与焊条而进行焊接的。,10.2焊条电弧焊,第10章,15,10.2.1焊接设备幻灯片 16,10.2.2 焊接电弧幻灯片,10.2.3焊条电弧焊的操作过程幻灯片 19,焊接设备：视频,由于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定的差异，在使用直流电焊机焊接时，有两种接线方法： 直流正接：焊件接正极，焊条接负极（厚板、酸性焊条） 直流负接：焊件接负极，焊条接正极（薄板、碱性低氢焊 条、低合金钢和铝合金）,正接与反接,10.2焊条电弧焊,第10章,17,焊接电弧： 电弧是指两电极之间强烈而持久的气体放电现象。 电弧放电电压最低，电流最

9、大，温度最高，发光最强。 将电弧放电用作焊接热源，既安全，加热效率也高。 电弧的三个区 阴极区、阳极区和弧柱区 焊接电弧的温度和热量分布,焊接电弧,返回,10.2.2 焊接电弧,第10章,18,第10章,12,焊接过程：视 频,焊条电弧焊的操作分三个步骤：电弧引燃、焊条运动与 焊缝的连接以及收尾。,1.电弧引燃,将夹在焊钳上的焊条，擦划或敲击焊件，然后迅速提起 24 mm，在焊条端部与焊件之间形成了电弧，产生大量 的光和热，将工件局部加热到熔化状态形成熔池。焊条作为 一个电极，其端部在电弧的作用下不断被熔化，形成熔滴进 入熔池。,2.焊条运动,焊条有三个方向的运动：即朝着熔池的方向逐渐下移；

10、沿焊缝前进方向逐渐前移；在焊缝两侧作横向摆动。,10.2.3焊条电弧焊的操作过程,第10章,20,10.2.3焊条电弧焊的操作过程,第10章,21,焊条朝熔池的方向逐渐下移，主要用来维持所要求的电弧 长度，因此，焊条的下降速度应与熔化速度相适应。,焊条沿焊缝前进方向逐渐前移的速度（焊条移动速度）， 影响焊缝形成的质量。速度太快，电弧来不及熔化足够的 焊条和焊件金属，造成焊缝断面狭小、焊缝细长、焊接未 焊透和脱节现象；速度太慢，焊缝金属堆积过高或容易过 热和烧穿，以及容易产生夹渣等现象,焊条在焊缝两侧作横向摆动即运条方法，应根据接头 型式和间隙、焊缝位置、焊条直径与性能、焊接电流强度 等具体情况

11、合理选用。,10.2.3焊条电弧焊的操作过程,第10章,22,3. 焊缝的结尾和连接,4. 焊条的倾角,焊缝结尾不能有弧坑、裂纹和气孔；焊缝接头处密 合平整，不允许有脱节现象,焊条与焊接前进方向所成的角度,掌握好焊条的倾角，能有效的控制金属熔液和熔渣 的分离，防止熔渣超前和控制一定的熔深等。,焊条的构成及作用,组成：焊芯和药皮 作用：焊芯导电引弧，填充金属，形成焊缝。 药皮稳弧、造气、造渣、脱氧、合金、粘结等。 药皮必须含有造气剂和造渣剂。 药皮中还含有稳弧剂和合金化剂，脱氧剂、脱硫剂。,10.2.4焊条,第10章,23,10.2.4焊条,10.2.4焊条,第10章,24,种类： 结构钢焊条、

12、钼及铬钼耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、钛及钛合金焊条、铝及铝合金焊条、铜及铜合金焊条、特殊用途焊条。 酸性焊条和碱性焊条： 酸性焊条工艺性好，而碱性焊条工艺性差。 碱性焊条中有益元素多，能提高焊接接头的力学性能。 酸性焊条一般结构件的焊接。 碱性焊条用于焊接重要的钢结构或合金钢结构 。,焊条的种类,10.2.4焊条,第10章,25,焊条牌号,焊条牌号：通常用一个大写的汉语拼字母和三位数字表示,焊条抗拉强度（Kg/mm2）,J422表示：结构钢焊条，焊缝强度不低于420MPa， 药皮类型为氧化钛钙型,10.2.4焊条,第10章,26,等强度原则：低碳钢和普通低合金钢构件

13、，一般都要求焊缝金属与母材等强度， 因此可根据钢材强度等级来选用相应的焊条。 同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用。主要应考虑：焊接件的结构形状、钢板厚度、载荷性质和抗裂性能而定。 低碳钢与低合金结构钢焊接，可按某一种钢接头中强度较低的钢材来选用相应的焊条。 焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应选用相应的专用焊条。,电焊条的选用原则,10.2.4焊条,第10章,27,焊条的选用实例,某工字梁采用Q345钢焊接而成。母材的力学性能和化学成分如下：b=520MPa，s=350MPa，5=21%,，40C 时，k=30J/cm2，C=0.2%，Mn=1.6%，Si=0.6%，S0.05%，

14、P0.05%，梁受力大且受冲击载荷,工作温度：-2040C，试选用合适的焊条牌号。 分析Q345钢属低合金结构钢，根据焊条选用原则，应按等强度原则选用。梁受力大，且受冲击载荷，工作温度较抵，是较重要结构，要求抗裂性、低温冲击韧度好，应选用耐冲击较好的碱性焊条。 查阅焊接手册：J*1、J*5 均为酸性焊条，J*6、J*7为碱性焊条。 常见牌号有：J422、J426、J427、J502、J506、J507、J553、J556、J557、J606 J507的力学性能指示与母材接近。,10.2.4焊条,第10章,28,10.2.5 焊接接头组织与性能,10.2.5 焊接接头组织与性能,第10章,29,

15、焊接接头由焊缝区、熔合区和热影响区组成,焊缝区：焊缝是指焊件经焊接后所形成的结合部分加热时，焊缝区的温度在液相线以上，冷却为柱状树枝晶 ，晶粒粗大 且存在成分偏析 ，但由于合金化作用 ，焊缝金属的强度一般不低于母材金属 。,低碳钢焊接接头的组织,第10章,30,焊接接头组织与性能,热影响区 过热区 ：具有过热组织特征，焊接时温度范围接近固相 线，冷却后晶粒粗大，其塑性和冲击韧度很低 。 正火区 ：热影响区中具有正火组织的区域，温度在Ac3以 上，冷却后晶粒细化，力学性能得到改善。,10.2.5 焊接接头组织与性能,第10章,31,熔合区 焊接接头中焊缝向热影响区过渡的区域，焊接时，温度范围在液

16、相线与固相线之间。由部分铸态组织和晶粒粗大的过热组织所组成，虽然很窄，其性能往往是焊接接头中最差的，使焊接接头的强度、塑性和韧性都下降,再结晶区 此区域加热温度在450750。如果母材 焊前经过压力加工，即经过塑性变形，晶粒发生破碎现 象，那么在此温度区间，会再次变成完整的晶粒，形成 一个具有较细晶粒的再结晶区。在此区中，由于经过塑 性变形的母材组织发生了再结晶，原先塑性变形过程中 的加工硬化效应完全消失，因此强度降低，塑性稍有改 善。如果母材焊前未经过塑性变形，则焊后热影响区中 无再结晶区。,部分相变区：热影响区中部分组织发生相变的区域。 加热温度范围在AC1-AC3之间。冷却后晶粒不均匀，

17、 力学性能较差。,10.2.5 焊接接头组织与性能,第10章,32,设备简单通用，可用成本较低的交流或直流焊接电源。 灵活方便，几乎可用于各种位置、各种厚度和形状的焊接。 焊条品种齐全，可供焊接不同钢材时选用。 焊接质量主要决定于焊工的熟练程度和焊条的质量。 焊条药皮组成物质中的造气剂，分解产生的气体隔离空气，保护熔池的后半部及凝固后并处于高温的焊缝。 焊接时，焊工必须采取必要的防护措施，焊接效率低,10.2.6焊条电弧焊的特点,10.2.6焊条电弧焊的特点,第10章,33,10.3其他焊接方法及焊接新技术新工艺简介,10.3其他焊接方法及焊接新技术新工艺简介,第10章,34,气焊：利用可燃气

18、体在氧气中燃烧时所产生的热量，将母材焊接处熔化而实现连接的一种熔焊方法,可燃气体有乙炔、液化石油气等 。,特点与应用 气焊无需电源、费用低 、通用性强 生产率低，焊接变形大焊，焊接质量不易保证，应用不广。 主要用于薄钢板、铜及铜合金的焊接和铸铁的补焊。,10.3.1气焊,氧-乙炔火焰有三种 （1）中性焰 氧-乙炔体积混合比为11.2，适合焊接碳钢和非铁合金。 （2）碳性焰 氧-乙炔体积混合比小于1，适用于焊接高碳钢、铸铁和高速钢。 （3）氧化焰 氧-乙炔体积混合比大于1.2，适用于黄铜和青铜的钎焊。,埋弧焊 以焊丝为电极，电弧埋在焊剂层下燃烧进行焊接的方法称埋弧焊，如其引弧、焊丝送进、移动电弧

19、、收弧等由机械自动完成，则为埋弧自动焊。,10.3.2埋弧焊,特点与应用 生产率高、节省焊接材料，成本低 ；焊接质量好；劳动条件好。 适应性较差，焊前准备工作量大；焊接电流强度大，不适于3mm以下薄板；设备一次性投资较大。 埋弧焊适于成批生产中、厚板结构的长直缝与直径较大的环缝。,10.3.2埋弧焊,第10章,36,氩弧焊的特点及应用 机械保护效果很好，焊缝金属纯净，焊接质量优良，焊缝成型美观。 电弧稳定，可全位置自动焊接。氩气贵，成本高。 氩弧焊主要用于易氧化的有色金属和合金钢的焊接。如铝、钛和不锈钢等。,氩弧焊:使用氩气作为保护气体的气体保护焊, 分为熔化极氩弧焊和钨极氩弧焊。,1.氩弧焊

20、,10.3.3气体保护焊,10.3.3气体保护焊,第10章,38,2.CO2气体保护焊,CO2气体保护焊是利用CO2作为保护气体的气体保护焊，焊丝作电极引燃电弧，进行自动或半自动方式进行焊接。,焊件变形小，质量较高；成本低，操作简便，适用范围广； 焊接设备比较复杂 。 CO2气体保护焊主要用于低碳钢和低合金结构钢薄板的焊接,10.3.3气体保护焊,第10章,40,CO2气体保护焊的特点及应用,电渣焊：利用电流通过熔渣时产生的电阻热加热和熔化焊丝和母材来进行焊接的一种熔化焊方法。,电渣焊的特点与应用 可焊成很厚的焊缝；生产率高；焊缝较纯净，气体和杂质易浮出。 接头过热区大，接头金属组织粗大，焊后

21、应进行正火处理。 广泛用于锅炉制造，重型机械和石油化工等行业，如重型机床的机座、高压锅炉等,10.3.4电渣焊,10.3.4电渣焊,第10章,42,电阻焊为压力焊之一，是利用焊件接触处产生的电阻热，将连接处加热到塑性状态或局部熔化状态，再施加压力形成接头的焊接方法。,10.3.5电阻焊,10.3.5电阻焊,第10章,44,电阻焊通常分为点焊、缝焊和对焊三种,电阻焊特点 加热迅速，温度较低，焊接热影响区及变形小，易获得优质 接头；不需外加填充金属和焊剂；电阻对焊无弧光，噪声小， 烟尘、有害气体少，劳动条件好；焊件结构简单、重量轻、 气密性好，易于获得形状复杂的零件；易实现机械化、自动 化，生产率

22、高；焊接接头质量不稳定，焊机复杂，造价较高。,点焊,点焊是利用电流通过两圆柱形电极和搭接的两焊件产生电阻热，将焊件加热并局部熔化，然后在压力下熔核结晶，形成一个焊点的焊接方法。,点焊应用：适于低碳钢、不锈钢、铜合金、铝镁合金，厚度4mm以下的薄板冲压结构及钢筋的焊接。,10.3.5电阻焊,第10章,46,点焊的主要焊接参数是电极压力、焊接电流和通电时间。 压力过大、电流过小，会使热量少，焊点强度下降；压力 过小、电流过大，会使热量大而不稳定，易飞溅，烧穿。 点焊时会发生点焊分流现象，故焊点间距不宜过小。,缝焊,缝焊与点焊相似，采用滚盘作电极，边焊边滚，相邻两个焊点重叠一部分，形成一条有密封性的

23、焊缝。,缝焊应用： 适于板厚3mm以下，焊缝规则的密封薄板件的焊接。,10.3.5电阻焊,第10章,48,缝焊焊接分流现象较严重，故同等条件下焊接电流较大,对焊是利用电阻热将焊件断面对接焊合的一种电阻焊，可分为电阻对焊和闪光对焊。,对焊,电阻对焊先加预压，使两端面压紧，再通电加热，使待焊处达到塑性温度后，再断电加压顶锻，产生一定塑性变形而焊合。电阻对焊要求对接处焊前严格清理适于截面简单、直径小于20mm、强度要求不高的杆件，如钢筋的对接焊。,10.3.5电阻焊,第10章,50,闪光对焊两焊件不接触，先加电压，再移动焊件使之接触， 由于接触点少，其电流密度很大，接触点金属迅速达到熔 化、蒸发、爆

24、破，呈高温颗粒飞射出来，称为闪光；经多次 闪光加热后，端面均匀达到半熔化状态，同时多次闪光把端 面的氧化物也清除干净，于是断电加压顶锻，形成焊接接头 主要用于钢轨、锚链、管子等的焊接，也可用于异种金属的 焊接。,10.3.6摩擦焊 摩擦焊是利用工件金属焊接表面相互摩擦产生的热量，将金属局部加热到塑性状态，然后在压力下完成焊接的一种热压焊接方法。摩擦焊过程如图10-18所示，摩擦焊接头形式如图10-19所示。接头一般是等断面，也可为不等断面，但其中必须有一个为圆形。,图10-18 摩擦焊 10-19 摩擦焊接头形式,10.3.6摩擦焊,第10章,52,摩擦焊的优点：焊接质量稳定，焊件尺寸精度高，

25、接头废 品率低于电阻对焊和闪光对焊。生产率高，比闪光对焊高 56倍，适于焊接异种金属，如非合金钢、低合金钢与不 锈钢、高速钢之间的连接，铜-不锈钢、铜-铝、铝-钢、 钢-锆等金属之间的连接，如电力工业中的铜-铝过渡接头、 金属切削用的高速钢-结构钢刀具及电站锅炉蛇形管、阀门、 拖拉机轴瓦等。摩擦焊加工费用低，省电，焊件无需特殊 清理，易实现机械化和自动化，操作简单。焊接工作场地 无火花、弧光及有害气体。,10.3.6摩擦焊,第10章,53,摩擦焊的缺点：靠工件旋转实现，焊接非圆截面较困难。 盘状工件及薄壁管件，由于不易夹持也很难焊接。受焊机 主轴电机功率的限制，目前摩擦焊可焊接的最大截面为 2

26、0000mm 。摩擦焊机一次性投资费用大，适于大批量生产。,2,钎焊：采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料湿润母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接的焊接方法。,10.3.7钎焊,10.3.7钎焊,第10章,54,1.钎料与钎剂 钎料是形成钎焊接头的填充金属，钎焊接头的质量在很大程 度上取决于钎料。钎料应该具有合适的熔点、良好的润湿性 和填缝能力，能与母材相互扩散，还应具有一定的力学性能 和物理化学性能。 钎剂的作用是去除母材和钎料表面的氧化物和油污杂质， 保护钎料和母材接触面不被氧化，增加钎料的润湿性和毛 细流动性。钎剂的熔点

27、应低于钎料，钎剂残渣对母材和接 头的腐蚀性应较小。软钎焊常用的钎剂是松香或氯化锌溶液， 硬钎焊常用的钎剂是硼砂、硼酸和碱性氟化物的混合物,2.钎焊方法,软钎焊：钎料熔点低于450的钎焊，常用锡铅作钎料 硬钎焊：钎料熔点高于450的钎焊，常用黄铜和银基作钎料。,钎焊特点 焊接应力和变形较小 ；可焊接性能差别较大的异种金属。 接头外表美观整齐，设备简单，生产投资小。 钎焊接头的强度较低，耐热能力差。,钎焊用途主要用于焊接精密、微型、复杂、多焊缝、异种材料的焊件。如硬质合金刀具、钻探钻头、自行车车架、换热器、导管及各类容器。 微波波导、电子管和电子真空器件的制造中，钎焊甚至是唯一可能的连接方法,10

28、.3.7钎焊,第10章,56,2.爆炸焊 爆炸焊是利用炸药爆炸产生的冲击力造成工件的迅速碰撞， 实现连接工件的一种压焊方法。 主要用来生产复合材料。美国“阿波罗”登月宇宙飞船的燃 料箱用钛板制成，它与不锈钢管的联结采用了爆炸焊方法。,10.3.8焊接新技术介绍,第10章,57,10.3.8焊接新技术介绍,1.超声波焊接 超声波焊接是指利用超声波的高频振荡能对工件接头进行局部加热和表面清理，然后施加压力实现焊接的一种压焊方法。 适合于焊接厚度小于0.5mm的工件。广泛应用于无线电、仪表、精密机械及航空工业等部门。,4.扩散焊 扩散焊是指将工件在高温下加压，但不产生可见变形和相对移动的固态焊接方法

29、。 能焊接同种和异种金属材料，特别是不适于熔焊的材料。还可用于金属与非金属间的焊接，能用小件拼成力学性能均一和形状复杂的大件，以代替整体锻造和机械加工。,3.等离子弧焊 等离子弧焊是借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法。 广泛用于航空航天等尖端技术所用的铜合金、钛合金、合金钢等金属的焊接。,10.3.8焊接新技术介绍,第10章,58,5.激光焊 激光焊是指以聚焦的激光束轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。其特点是：能量密度高，焊接速度快；焊缝可极为窄小，变形很小；灵活性较大，并可实现一般焊接方法难以接近的接头或无法安置的接焊点及远距离焊接，多用于仪器、微电子工

30、业中超小型元件及空间技术中特种材料的焊接。此外，激光还可以用来切割各种金属与非金属材料。,6.电子束焊 电子束焊是指利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。能量利用率高，速度快，焊缝窄而深，焊接变形很小，焊缝金属纯净，焊接质量很高，但焊接设备复杂、造价高、使用与维护要求技术高。在原子能、航空航天等尖端技术部门应用日益广泛。,10.3.8焊接新技术介绍,第10章,59,碳素钢的焊接 低合金钢的焊接 不锈钢的焊接 铸铁的补焊 铜合金的焊接 铝合金的焊接,10.4常用金属材料的焊接,10.4常用金属材料的焊接,第10章,60,非合金钢的焊接,低碳钢（碳含量小于0

31、.25%） 塑性好，没有淬硬倾向，对焊接过程不敏感，焊接性好。 低碳钢焊接应用广泛，几乎可用各种焊接方法进行焊接。 除低温度环境外、一般不需要采取措施。,中碳钢（含碳量在0.25%0.60%之间） 焊接性较差。有一定的淬硬倾向，容易产生低塑性的淬硬组织和冷裂纹 焊接方法：手工电弧焊 选用抗裂性好的低氢型焊条，焊条焊前预热、焊后缓冷,高碳钢（含碳量大于0.60%） 淬硬和裂纹倾向更大，焊接性差。一般不用于制造焊接结构。 大多用手工电弧焊或气焊来补焊，焊前预热和焊后缓冷,10.4常用金属材料的焊接,第10章,61,低合金结构钢的焊接,低合金结构钢的焊接可按碳当量不同，参照碳素钢的焊接 。 碳当量0

32、.4%，存在淬硬和冷裂问题，其焊接性与中碳钢相当，焊接时需要采取一些工艺措施。,10.4常用金属材料的焊接,第10章,62,常用焊接方法：手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊和电渣焊,不锈钢的焊接,方法：焊条电弧焊、氩弧焊、埋弧电弧焊,10.4常用金属材料的焊接,第10章,63,铸铁的补焊,铸件的焊接特点： 熔合区易产生白口组织；易产生裂纹和气孔 焊接方法：热焊法、冷焊法 热焊法： 焊前预热到600700C、焊补后缓慢，焊缝质量好，焊后可进行切削加工 方法：气焊、焊条电弧焊 冷焊法： 焊前不预热或只预热到400C 生产率高、成本低焊后不能进行切削加工 用焊条电弧焊，尽量采用小电流、短弧、窄焊道。,1

33、0.4常用金属材料的焊接,第10章,64,铜合金的焊接特点： 散热快，易造成焊不透。焊前要预热，选用大电流或火焰。 液态铜易氧化，焊后开裂倾向大 。 液态铜易吸气，易产生气孔。 电阻小，不适于电阻焊。 铜合金焊接方法： 一般采用氩弧焊、气焊、焊条电弧焊、钎焊等。,有色金属的焊接,铝合金的焊接特点： 散热快，易造成焊不透。焊前要预热，选用大电流或火焰。 液态铝易氧化，易形成夹渣 液态铝易吸气，易形成气孔 铝合金焊接方法： 一般采用氩弧焊、气焊、电阻焊、钎焊等。,10.4常用金属材料的焊接,第10章,65,焊接接头 焊缝的空间位置 焊接参数的选择 焊接变形及预防措施 焊接材料和焊接方法的选择 焊缝

34、布置,10.5焊件的结构工艺性,10.5焊件的结构工艺性,第10章,66,1.焊接接头形式：常用有对接、搭接、角接和形接等,焊接接头选择：应根据结构的形状和焊接生产工艺而定。 对于钎焊、点焊和缝焊采用搭接；对焊采用对接；熔化焊可采用对接、搭接，角接和T形接对比选择。 压力容器一般采用对接，桁架结构一般采用搭接。,10.5.1焊接接头,10.5.1焊接接头,第10章,67,2.焊接接头坡口形式设计,开坡口的目的是为了使接头根部焊透，使焊缝成形美观。 坡口形式主要取决于板料厚度。 对接接头的基本坡口形式： I形坡口、Y形坡口、双Y形坡口、U形坡口、双U形坡口等 角接头基本坡口形式： I形坡口、错边

35、I形坡口、Y形坡口、V形坡口 T形接头基本坡口形式： I形坡口、V形坡口等,10.5.1焊接接头,第10章,69,10.5.2焊缝的空间位置,焊缝在空间位置的不同可分为平焊、立焊、横焊和仰焊,10.5.2焊缝的空间位置,第10章,70,焊接参数 焊接参数是焊接时为保证焊接质量而选定的诸物理量的总称 手工焊条的焊接参数有焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度等,焊条直径 对于一般焊接结构，焊条的直径可根据焊件厚度查表而得,焊接电流 影响焊接电流的主要因素是焊条直径d和焊缝位置 通常焊接电流I由以下经验公式而得： I=(30-50)d,10.5.3焊接参数的选择,10.5.3焊接参数的选择,第10

36、章,71,焊接变形 因焊接而产生的内应力称焊接应力，焊件因焊接而产生的变形称为焊接变形。,焊接变形的基本形式 弯曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形,工艺措施 采用合理的结构、反变形法、刚性固定法、焊接顺序变换法、焊前预热、焊后处理,10.5.4 焊接变形及预防措施,10.5.4 焊接变形及预防措施,第10章,72,焊接材料选择 选择焊接材料时，应尽量选用可焊性好的材料 尽量选用镇静钢 尽量采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等型材，以简化工艺过程,焊接方法的选择 根据材料的焊接性、焊件厚度、产品的接头形式、结构形式、生产率和现场拥有的设备条件，选择合适的焊接方法 选择原则如下： 焊接接头使用性能及质量要符合结构技术要求。 提高生产率，降低成本。,10.5.5焊接材料和焊接方法的选择,第10章,74,10.5.5焊接材料和焊接方法的选择,焊缝的布置应尽可能分散,10.5.6焊缝布置,10.5.6焊缝布置,第10章,75,焊缝的位置应尽可能对称布置,10.5.6焊缝布置,第10章,76,焊缝应尽量避开最大应力和应力集中的位置,10.5.6焊缝布置,第10章,77,焊缝应尽量避开或远离机械加工面,10.5.6焊缝布置,第10章,78,焊缝位置应便于施焊,手工电弧焊对操作空间的要求,10.5.6焊缝布置,第10章,79,电阻点焊和缝焊时的焊缝布置,10.5.6焊缝布置,第10章,80,