.,第二章熔化焊與熱切割基礎知識,工業純鐵,亞共析鋼,共析鋼,過共析鋼,亞共晶白口鑄鐵,共晶白口鑄鐵,過共晶白口鑄鐵,.,第一節焊接與熱切割基礎知識,焊接基本原理及分類：焊接是通過加熱或加壓或兩者兼用，可以用或不用填充材料，使焊件達到原子結合的一種加工方法。焊接的本質是使兩個分離的物體產生原子間結合，使之連接成一體的連接方法,零件,零件,零件,螺栓,零件,零件,零件,螺母,鉚釘,機械聯接,焊接,可拆卸聯接,永久連接,焊縫,.,焊接方法分類：,烙鐵釬接,高頻感應釬接,火焰釬接,電阻釬接,爐中釬接,鹽浴釬接,爆炸焊,冷壓焊,超聲波焊,氣壓焊,電阻焊,鍛焊,摩檫焊,對焊,滾焊,點焊,激光焊,氣電焊,電子束焊,電渣焊,等離子弧焊,鋁熱焊,電弧焊,氣焊,惰性氣體保護焊,活性氣體保護焊,自動埋弧焊,手工電弧焊,硬釬焊,軟釬焊,釬焊,壓力焊,熔化焊,焊接,.,切割方法分類：,切割方法,火焰切割,電弧切割,冷切割,氧乙炔氣割,液化石油氣切割,氫氧源切割,氧熔劑切割,等離子弧切割,碳弧氣割,激光切割,水射流切割,氣割,碳弧氣割,等離子弧切割,水射流切割,激光切割,.,焊接與切割技術的發展概況：,我國是最早應用焊接技術的國家之一。遠在戰國時期的一些金屬制品就已采用了焊接技術。在宋代科學家沈括所著的夢溪筆淡一書，就提到了焊接方法。在明代科學家宋應星所著的天工開物一書中，對鍛焊和釬焊技術作了詳細敘述。1892年出現氧氫混和氣焊（2000左右），由于溫度較低只用于薄板焊接。1895年發明了電石后又發現了乙炔和氧氣混和燃燒溫度高（3200），1903年被廣泛運用到金屬焊接上。20世紀初手工電弧焊問世。20年代后期電阻焊獲得應用。40年代后期埋弧焊；惰性氣體保護焊相繼獲得應用。50年代CO2氣電焊、電渣焊、摩擦焊、電子束焊、超聲波焊發展應用。60年代等離子弧焊、激光焊、光束焊相繼出現。近年來，太陽能焊機、冷壓焊機等新型焊機開始研制，焊接生產自動化及計算機在焊接切割生產中有很大發展。,.,公元前3000多年埃及出現了技術。公元前2000多年中國的殷朝采用制造兵器。公元前200年前，中國已經掌握了青銅的及鐵器的工藝。,鍛焊,鑄焊,釬焊,鍛焊,.,1881年：法國人阿爾薩斯(DeMeritens)發明了最早期的。,碳弧焊機,.,1888年：俄羅斯人發明。,金屬極電弧焊,.,1917年：第一次世界大戰期間使用修理了109艘從德國繳獲的船用發動機，并使用這些修理后的船只把50萬美國士兵運送到了法國。,電弧焊,.,大約1920年：第一艘使用制造的油輪波基普西（PoughkeepsieSocony）號在美國下水。,焊接方法,.,1930年：前蘇聯羅比諾夫發明了。,埋弧焊,.,氬弧焊焊縫,1941年：美國人馬里帝茲(Meredith)發明了（氦弧焊）。,氬弧焊焊縫,鎢極惰性氣體,保護電弧焊,.,1947年：前蘇聯Bopoe（沃羅舍維奇）發明。,電渣焊,.,1988年：焊接機器人開始在汽車生產線中大量應用。1993年：使用機器人控制CO2激光器成功的焊接了美國陸軍艾布拉姆斯(Abrams)型主戰坦克。,焊接機器人,.,1996年：以烏克蘭巴頓焊接研所洛博格維夫(B.K.Lebegev)院士為首的三十多人的研制小組，研究開發了。2001年：成功應用于臨床。,人體組織的焊接技術,人體組織焊接,.,焊接與切割的應用：焊接是一種應用范圍很廣的金屬加工方法。,造船,石油,電站,橋梁,冶金,航天,汽車,礦山機械,在世界主要的工業國家里每年鋼產量的45左右用于焊接結構。,在制造一輛小轎車時，需要焊接500012000個焊點，一艘30萬噸油輪要焊1000km長的焊縫，一架飛機的焊點多達2030萬個。,隨著工業的發展，被焊接的材料種類也愈來愈多，除了普通的材料外，還有如超高強鋼、活性金屬、難熔金屬以及各種非金屬的焊接。,由于各類產品日益向著高參數（高溫、高壓、高壽命）、大型化方向發展，焊接結構越來越復雜，焊接工作量越來越大，這對于焊接生產的質量，效率等提出了更高的要求。同時也推動了焊接技術的飛速發展，使它在工業生產中的應用更為廣闊。,.,隨著生產的發展，焊接技術的應用愈來與廣泛，與此同時，伴隨出現的各種不安全、不衛生的因素嚴重地威脅著焊工及其它生產人員的安全與健康。,學習焊接切割安全技術的必要性,為切實保護工人的安全與健康，國家經貿委于1999年發布的第13號主任令特種作業人員安全技術培訓考核管理辦法和國家標準GB530685特種作業人員安全技術考核管理規則中都明確規定：金屬焊接（氣割）作業是特種作業，直接從事特種作業者，稱特種作業人員。,特種作業人員，必須進行與工種相適應的、專門的安全技術理論學習和實際操作訓練，并經考核合格取得國家安全生產監督管理總局統一制作的安全技術操作證后方準獨立作業。,.,學習焊接切割安全技術的必要性,特種作業是指容易發生人員傷亡事故，對操作者本人、他人及周圍設施的安全有重大危害的作業。直接從事這些作業的人員，即特種作業人員的安全技術素質及行為對于安全狀況是至關重要的，許多重大、特大事故就是因為這些作業人員的違章造成的。鑒于特種作業人員在安全生產中的重要性，勞動法、礦山安全法、煤炭法等法律法規都對特種作業人員的培訓、考核、管理提出了要求。原勞動部曾發布了特種作業人員安全技術培訓考核管理規定（勞安字【1991】31號）、礦山特種作業人員安全操作資格考核規定（勞部發【1996】35號）等規章。特種作業人員的培訓、考核發證工作，已經成為安全生產監督管理的一項基本內容。,.,學習焊接切割安全技術的必要性,錳中毒的樹身斑點,職工在焊接切割工作過程中需要與各種易燃易爆氣體、壓力容器和電機電器接觸。焊接過程中會產生有毒氣體、有害粉塵、弧光輻射、高頻電磁場、噪聲和射線等。上述危害因素在一定條件下可能引起爆炸、火災、燙傷、急性中毒（錳中毒）、血液疾病、電光性眼炎和皮膚病等職業病癥。此外還可能危及設備、廠房和周圍人員安全，給國家和企業帶來不應有的損失。,.,學習焊接切割安全技術的必要性,學習焊接安全技術的目的在于使有關的管理人員、操作工人掌握焊接操作的基本原理，操作安全及防護的方法，嚴格執行國家標準焊接與切割安全（GB944888）及各項有關安全操作規程，保證安全生產以及遇到緊急情況時能及時做出適當處理，從而保護操作者自己和周圍人員及廠房設備不遭到損害。隨著焊接新技術的不斷出現,勞動保護的措施也要不斷的發展才能適應安全工作的需要.焊接安全技術研究的主要內容是防火、防爆、防觸電以及在塵毒、磁場、輻射等條件下如何保障工人的身心健康實現安全操作。焊接工人只有詳細地了解和掌握生產過程的特點和焊接工藝、工具及操作方法,才能深刻地理解和掌握焊接安全技術的措施，嚴格地執行安全規程和實施防護措施，從而保證安全生產，避免發生事故。,.,第二節金屬學及熱處理基本知識,金屬晶體結構的一搬知識：金屬：世界上的元素按性質分兩大類非金屬：,具有不透明、有光澤、有延展性、良好導電性和導熱性。常見金屬元素有鐵、鋁、鉻、鎳、鎢等。,特征與金屬相反。常見非金屬有碳、氧、氫、氮、硫、磷等。,.,晶體的特點,食鹽、水結成的冰都是晶體。固態金屬及合金也是晶體。松香、玻璃之類不是晶體，屬于非晶體。晶體與非晶的區別不在外形、而在內部的元子排列。在晶體中，原子按一定規律排列很整齊。而在非晶體中，原子則是散亂分布，至多有些局部的短程規則排列。由于晶體與非晶體中原子排列不同，因此性能也不相同。,食鹽晶體,水結成冰晶體,松香,玻璃,晶體的外觀,.,典型的金屬晶體結構,金屬的原子按一定方式有規則地排列成一定空間幾何形狀的結晶格子，稱為晶體。常見金屬晶格有體心立方晶格和面心立方晶格。,體心立方晶格：晶胞是一個正六方體，立方體的八個角上和立方體的中心各有一個原子。,面心立方晶格：晶胞是一個正六方體，立方體的八個角上和立方體的六個面的中心各有一個原子。,.,鐵屬于立方晶格，隨著溫度的變化，鐵可以由一種晶格轉變為另一重晶格。這種晶格的轉變，稱為同素異晶轉變。純鐵在常溫下是體心立方晶格（稱為Fe）；當溫度升高到910時，純鐵的晶格由體心立方晶格轉變為面心立方晶格（稱為Fe）；再升溫度到1390時，面心立方晶格又重新轉變為體心立方晶格（稱為Fe），然后一直保持到純鐵的熔化溫度。純鐵的這種特性非常重要,是鋼材所以能通過各種熱處理方法來改變其內部組織，從而改善性能的內在因素之一，也是焊接熱影響區中各個區域與母材相比，具有不同組織和性能的原因之一。,典型的金屬晶體結構,.,合金的組織和結構,合金的組織兩種或兩種以上的元素（其中至少一種是金屬元素），組合成的金屬，叫做合金。根據兩種元素相互作用的關系，以及形成晶體結構和顯微組織的特點可將合金的組織分為三類：（）固溶體固溶體是一種物質的原子均勻地溶解在另一種物質的晶格內，形成單相晶體晶結構。根據原子在晶格上分布的形式，固溶體可分為置換固溶體和間隙固溶體。,.,合金的組織和結構,（2）化合物兩種元素的原子按一定比例相結合，具有新的晶體結構，在晶格中各元素原子的相互位置是固定的，叫化合物。通常化合物具有較高的硬度，低的塑性，脆性也較大。,滲碳體晶格,.,合金的組織和結構,（3）機械混合物固溶體和化合物均為單相合金，若合金是由兩種不同的晶體結構彼此機械混和組成，稱為機械混合物。它往往比單一的固溶體合金有更高的強度、硬度和耐磨；塑性和壓力加工性能則較差。,工業上使用的大多數合金屬于機械混合物，如鋼、生鐵、鋁合金、黃銅、青銅等。,.,鐵碳合金的基本知識,鋼中常見的顯微組織（1）鐵素體（F）鐵素體是少量的碳和其它合金元素固溶于Fe中的固溶體。-鐵為體心立方晶格，碳原子以填隙狀態存在，合金元素以置換狀態存在。,其性能是強度、硬度很低，塑性、韌性好。顯微組織是明亮的多邊形晶粒。,填隙狀態,置換狀態,鐵素體顯微組織,.,鐵碳合金的基本知識,鋼中常見的顯微組織（2）滲碳體（Fe3C）滲碳體是鐵與碳的化合物，分子式是Fe3C。其性能與鐵素體相反，硬而脆，隨著鋼中含碳量的增加，鋼中滲碳體的量也增多，鋼的硬度、強度也增加，而塑性、韌性則下降。,滲碳體,二次滲碳體,三次滲碳體,.,鐵碳合金的基本知識,鐵碳合金的基本知識,珠光體,.,鐵碳合金的基本知識,鋼中常見的顯微組織（4）奧氏體（A）奧氏體是碳和其它合金元素在-Fe中的固溶體。奧氏體為面心立方晶格。,奧氏體,奧氏體的強度和硬度不高,塑性和韌性很好。另一特點無磁性。,.,鐵碳合金的基本知識,鋼中常見的顯微組織（5）馬氏體（M）馬氏體是碳在-Fe中的過飽和固溶體。一般可分為低碳馬氏體和高碳馬氏體。奧氏體轉變為馬氏體時體積要膨脹。高碳淬火馬氏體具有很高的硬度和強度，但很脆，延展性很低。低碳回火馬氏體則具有相當高的強度和良好的塑性和韌性相結合的特點。,馬氏體顯微組織,.,(a)低碳鋼中的板條馬氏體(X80)(b)高碳鋼中的針狀(片狀)馬氏體(X400),.,鐵碳合金的基本知識,鋼中常見的顯微組織（6）魏氏組織魏氏組織是一種過熱組織,是由彼此交叉的60的鐵素體針嵌入基體組織。碳鋼過熱，晶粒長大后，高溫下晶粒粗大的奧氏體以一定的速度冷卻時，很容易形成魏氏組織。粗大的魏氏組織使鋼材的塑性和韌性下降，使鋼變脆。,亞共析鋼中的魏氏組織鐵素體,過共析鋼中的魏氏組織滲碳體,.,有色金屬的基本知識,有色金屬除鋼鐵材料以外的各種金屬材料，又稱非鐵材料。有色金屬的特點強度高導電性好耐蝕性及導熱性好,.,有色金屬的基本知識,銅面心立方結構，密度8.9g/cm3，熔點1083。銅的分類（1）黃銅：由銅和鋅組成的合金。特點：耐磨性能高、強度高、硬度大、切削工藝好、耐化學腐蝕。,.,有色金屬的基本知識,白銅：銅鎳合金，呈銀白色。特點：與其他銅合金相比，其機械性能和物理性能較好，尤其是耐熱和耐腐蝕性能。青銅：除銅鋅和銅鎳合金外的所有銅合金的統稱。特點：熔點低、硬度大、可塑性強，適用于鑄造各種器具。,.,有色金屬的基本知識,鋁面心立方結構，密度2.27g/cm3,熔點661.特點：密度小塑性好易加工抗腐蝕性好,.,有色金屬的基本知識,鋁的分類：純鋁鋁合金：鑄造鋁、變形鋁、不能熱處理強化鋁合金、可熱處理強化鋁合金,.,熱處理,鋼的熱處理：將金屬加熱到一定溫度，并保持一定時間，然后以一定的冷卻速度冷卻到室溫，這個過程稱為熱處理。（一）淬火將鋼加熱到A1（對過共析鋼）或A3（對亞共析鋼）以上3070，在此溫度下保持一段時間，使鋼的組織全部變成奧氏體，然后快速冷卻（水冷或油冷），使奧氏體來不及分解和合金元素的擴散而形成馬氏體組織，稱為淬火。淬火后可以提高鋼的硬度及耐磨性。在焊接中碳鋼和某些合金鋼時，熱影響區中可能發生淬火現象而變脆，易形成冷裂紋，這是在焊接過程中要設法防止的。,.,熱處理,鋼的熱處理：（二）回火淬火后進行回火，可以在保持一定強度的基礎上恢復鋼的韌性。回火溫度在A1以下，按回火溫度的不同可分為低溫回火(150250)、中溫回火(350450)、高溫回火（500650）、低溫回火后得到回火馬氏體組織,硬度稍有降低,韌性有所提高。中溫回火后得到回火屈氏體組織,提高了鋼的韌性極限和屈服強度,同時也有較好的韌性。高溫回火后得到回火索氏體組織,可消除內應力,降低鋼的強度和硬度,提高鋼的塑性和韌性。鋼在淬火后再進行高溫回火,這一復合熱處理工藝稱為調質。調質能得到韌性和強度最好的配合,獲得良好的綜合力學性能。,.,熱處理,鋼的熱處理：（三）正火將鋼加熱到A3或Acm以上5070，保溫后，在空氣中冷卻，稱為正火。許多碳素鋼和低合金結構鋼經正火后，各項力學性能均較好，可以細化晶粒，常用來作為最終熱處理。對于焊接結構，經正火后，能改善焊接接頭性能，可消除粗晶組織及組織不均勻等。,.,熱處理,鋼的熱處理：（四）退火將鋼加熱到A3以上或A1左右一定范圍的溫度，保溫一段時間后，隨爐緩慢而均勻地冷卻，稱為退火。退火可降低硬度，使材料便切削加工，能消除內應力等。焊接結構焊接以后會產生焊接殘余應力，容易導致產生延遲裂紋，因此重要的焊接結構焊后應該進行消除應力退火處理。消處應力退火屬于低溫退火，加熱溫度在A1以下，一般采用600650，保溫一定時間，然后隨爐緩慢冷卻。亦稱焊后熱處理。,.,金屬材料的基本一般知識,一金屬材料的性能（一）金屬材料的物理化學性能1密度物質單位體積所具有的質量稱為密度，用符號表示。2導電性金屬傳導電流的能力叫做導電性。銀、銅、鋁導電性好。3導熱性金屬傳導熱量的性能稱為導熱性。一般來說導電好導熱也好。4熱膨脹性金屬受熱時體積發生脹大的現象稱為金屬的熱膨脹。5抗氧化性金屬材料在高溫時抵抗氧化性氣氛作用的能力稱為抗氧化性。6耐腐蝕性金屬材料抵抗各重介質（大氣、酸、堿、鹽等）侵蝕的能力稱為耐腐蝕性。,.,金屬材料的基本一般知識,（二）金屬材料的力學性能金屬材料受外部負荷時,從開始受力直至材料破壞的全部過程為耐腐蝕性.化工、熱力設備中許多部件是在腐蝕條件下長期工作的，所以選材時必須考慮鋼材的耐腐蝕性。1強度金屬材料的強度性能表示金屬材料對變形和斷裂的抗力，它用單位截面上所受的力（稱為應力）來表示。（1）屈服強度鋼材在拉伸過程中，當拉應力達到某一數值而不再增加時，其形變卻再繼續增加，這個拉應力值成為屈服強度。以Rel表示。（2）抗拉強度金屬材料在破壞前所承受的最大拉應力，以Rm表示。強度單位是MPa（兆帕）。,圓形拉伸試樣,拉伸曲線,.,金屬材料的基本一般知識,2塑性塑性是指金屬材料在外力作用下產生塑性變形的能力。表示金屬材料塑性性能有伸長率、斷面收縮率及冷彎角。（1）伸長率金屬材料受拉力作用破斷時，伸長量與原長度的百分比叫做伸長率，以A表示。A-100式中試樣的原標定長度，。試樣拉斷后標距部分的長度，。（2）斷面收縮率金屬材料受拉力作用破斷時，拉斷處橫截面縮小的面積與原始截面積的百分比叫做斷面收縮率，以Z表示。Z1-0100式中試樣拉斷后，拉斷處橫截面面積，。試樣標距部分原始的橫截面面積，。（3）冷彎角冷彎角也叫彎曲角，一般是用長條形試樣，根據不同的材質、板厚，按規定的彎曲半徑進行彎曲，在受拉面出現裂紋時試樣與原始平面的夾角，叫做冷彎角，以表示。,2,2,.,金屬材料的基本一般知識,3沖擊韌性沖擊韌性是衡量金屬材料抵抗動載荷或沖擊力的能力，沖擊試驗可以測定材料在突加載荷時對缺口敏感性，沖擊值是沖擊韌性的一個指標，以表示。kAk/F式中A沖擊吸收功，J；F試驗前試樣刻槽處的橫截面積，2。沖擊值，J24硬度金屬材料抵抗表面變形的能力。常用的硬度有布氏硬度HBW、洛氏硬度HRC、維氏硬度HV三種。,2,2,布氏硬度實驗原理圖,洛氏硬度實驗原理,.,（三）金屬材料的工藝性能金屬材料的工藝性能是指承受各種冷熱加工的力。1切削性能切削性是指金屬材料是否易于切削的性能。2鑄造性能金屬的鑄造性能主要是指金屬在液態時的流動性以及液態金屬在凝固過程中的收縮和偏析程度。3焊接性能焊接性是指材料在限定的施工條件下焊接成按規定設計要求的構件，并滿足預定服役要求的能力。焊接性受材料、焊接方法、構件類型及使用要求四個因素的影響。焊接性評定方法很多，其中廣泛使用的方法是碳當量法。常用碳當量的計算公式：CECMn6（CrMoV）5（NiCu）15當CE0.4時，鋼材的淬硬傾向不明顯，焊接性優良，焊接時不必預熱。當CE=0.40.6時，淬硬傾向逐漸明顯，需采取適當預熱措施。當CE0.6時，淬硬傾向強，較難焊接，需采取較高預熱溫度和嚴格工藝措施。,金屬材料的基本一般知識,.,鋼材和有色金屬的焊接性能,（三）鋼材的性能及焊接特點：1低碳鋼的焊接特點低碳鋼由于含碳量低，強度、硬度不高，塑性好，所以應用非常廣泛，焊接常用的低碳鋼有Q235、20號鋼、20g和20R等。其焊接具有下列特點：（1）淬硬傾向小，焊縫和近縫區不易產生冷裂紋，可制造各類大型構件及受壓容器。（2）焊前一般不預熱，但對大厚度結構或寒冷地區焊接時，需將焊件預熱至100150左右。（3）鎮靜鋼雜質很少，偏析很小，不易形成低熔點共晶，所以對熱烈紋不敏感。沸騰鋼中硫、磷等雜質較多，產生熱裂紋的可能性要大些。（4）如果工藝選擇不當，可能出現熱影響區晶粒長大現象，而且溫度越高，熱影響區在高溫停留時間越長，則晶粒長大越嚴重。（5）對焊接電源沒有特殊要求，可采用交、直流弧焊機進行全位置焊接，工藝簡單。,20g焊條電弧焊,.,鋼材的焊接性,2中碳鋼的焊接特點中碳鋼含碳量比低碳鋼高，強度較高，焊接性較差。常用的有35、45、55號鋼。中碳鋼焊條電弧焊及其鑄件焊補的主要特點如下：（1）熱影響區容易產生淬硬組織。含碳量越高，板厚越大，這種傾向也越大。如果焊接材料和工藝規范選用不當，容易產生冷裂紋。（2）由于基本金屬含碳量較高，所以焊縫的含碳量也較高，容易產生熱裂紋。（3）由于含碳量的增高,所以對氣孔的敏感性增加。因此對焊接材料的脫氧性，基本金屬的除油除銹，焊接材料的烘干等，要求更加嚴格。,45號鋼焊接脆斷,.,3高碳鋼的焊接特點高碳鋼由于含碳量高，焊接性能很差。其特點如下：（1）導熱性差，焊接區和未加熱部分之間產生顯著的溫差，當熔池急劇冷卻時，在焊縫中引起的內應力，很容易形成裂紋。（2）對淬火更加敏感，近縫區極易形成馬氏體組織。由于組織應力的作用，使近縫區產生冷裂紋。（3）由于焊接高溫的影響，晶粒長大快，碳化物容易在晶界上積聚、長大，是焊縫脆弱，焊接接頭強度低。（4）高碳鋼焊接時比中碳鋼更容易產生熱裂紋。,高碳鋼的堆焊修復,鋼材的焊接性,.,鋼材的焊接性,4普通低合金鋼的焊接特點普通低合金高強度鋼（簡稱普低鋼）。與碳素鋼相比，鋼中含有少量合金元素，如錳、硅、釩、鉬、鈦、鋁、鈮、銅、硼、磷、稀土等。鋼中有了一種或幾種這樣的元素后，使它具有強度高、韌性好等優點，由于加入的合金元素不多，故稱為低合金高強度鋼。常用鋼號有16Mn、16MnR、15MnVN等。其焊接特點如下：（1）熱影響區的淬硬傾向熱影響區淬硬傾向是普低鋼的重要特點之一。影響熱影響區淬硬程度的因素有：材料及結構形式，如鋼材的種類、板厚、接頭型式及焊縫尺寸等；工藝因素，如工藝方法、焊接規范、坡口附近的起焊溫度（環境溫度或預熱溫度）。（2）焊接接頭的裂紋焊接裂紋是危害性最大的焊接缺陷，冷裂紋、熱裂紋、再熱裂紋、層狀撕裂和應力腐蝕裂紋是焊接中常見的幾種形態。,.,鋼材的焊接性,（四）鑄鐵的分類及焊補特點：常用的鑄鐵含碳量在2.5%4.0%還含有少量的錳、硅、硫、磷等元素。按碳存在的狀態及形式的不同，分為白口鑄鐵、灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵及球墨鑄鐵等。主要是灰鐵焊補，其特點：（1）產生白口，使焊接區硬度升高，加工困難，焊補區呈白亮的片狀或線狀。（2）產生裂縫，包括焊縫開裂、焊件開裂或焊縫與基本金屬剝離。焊補鑄鐵常用的方法：焊條電弧焊、氣焊、釬焊、氣體保護焊和手工電渣焊等。按焊縫成分可分為鑄鐵型和非鑄鐵型焊縫，因而焊接材料可分為同質材料和異質材料。根據鑄件預熱的溫度，可分為熱焊（600700）、半熱焊（400）和冷焊。熱焊和半熱焊采用同質焊材，大電流連續焊或氣焊。冷焊要用異質焊材，小電流、斷續、分散焊、并采用焊后立即錘擊焊縫，消除焊接應力。可采用栽絲法防止焊縫剝離。,.,有色金屬的焊接性能,1鋁及鋁合金的分類（1）純鋁：純鋁按其純度分為高純度鋁、工業高純度鋁和工業純鋁三類。焊接主要是工業純鋁，工業純鋁的純度為99.798.8%，其牌號有L1、L2、L3、L4、L5、L6等六種。（2）鋁合金：往純鋁中加入合金元素就得到了鋁合金。根據鋁合金的加工工藝特點，可將它們分作形變鋁合金和鑄造鋁合金兩類，形變鋁合金塑性好，適宜于壓力加工。按用途可分為防銹鋁（LF）、硬鋁（LY）、超硬鋁（LC）和鍛鋁（LD）四種。焊接構應用最廣（AlMg或AlMn合金）。其焊接特點：（1）表面容易氧化，生成致密的氧化膜，影響焊接。（2）容易產生氣孔。（3）容易產生熱裂紋。鋁及鋁合金常用焊接方法：惰性氣體保護焊（MIG、TIG）、氣焊、電阻焊等。,.,2銅及銅合金的分類和焊接特點（1）純銅：純銅常被稱作紫銅。具有良好的導電性、導熱性和耐蝕性。純銅用字母“T”（銅）表示，如T1、T2、T3等。氧含量不大于0.01的純銅稱無氧銅，用“TU”（銅無）表示，如TU1、TU2等。（2）黃銅：以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。黃銅用“H”（黃）表示如H80、H70、H68等。（3）青銅：把除黃銅以外的銅合金稱作青銅。常用的有錫青銅、鋁青銅和鈹青銅等。青銅用“Q”（青）表示。銅及銅合金的焊接特點：（1）難熔合及易變形；（2）容易產生熱裂紋；（3）容易產生氣孔。主要采用的焊接方法：氣焊、惰性氣體保護焊、埋弧焊、釬焊等。銅及銅合金導熱性好，所以焊接前一般應預熱，并采用大線能量焊接。鎢極氬弧焊采用直流正接。氣焊時，紫銅采用中性焰或弱碳化焰，黃銅則采用弱氧化焰，防止鋅的蒸發。,有色金屬的焊接性能,.,第四節熔化焊工藝及其方法簡介,一焊條電弧焊用手工操縱焊條進行焊接工作的，有時也叫手工電弧焊。優點：適用于各種金屬材料、各種厚度、各種結構形狀的焊接。設備輕便、搬運靈活。可以在任何有電源的地方進行焊接作業。,.,手工電弧焊：,.,熔化焊工藝及其方法簡介,二碳弧氣刨利用碳極電弧的高溫，把金屬的局部加熱到融化狀態，同時用壓縮空氣的氣流把熔化金屬吹開，從而去除金屬的一種熱加工方法。廣泛應用于開坡口、去除硬面層、清理不規則多余金屬等。,.,熔化焊工藝及其方法簡介,三埋弧焊利用電弧作為熱源，電弧在一層顆粒狀的可熔化焊劑覆蓋下燃燒，電弧不外露。優點焊接生產率高。焊接質量好。勞動條件好。,.,熔化焊工藝及其方法簡介,缺點一般只適用于平焊位置，其他位置焊接需采用特殊措施以保證焊劑能覆蓋焊接區。不能直接觀察電弧與坡口的相對位置，若沒有焊縫跟蹤裝置，容易焊偏。電弧電場強度較大，電流100A時電弧不穩，因而不適于焊接厚度1mm的薄板。,.,熔化焊工藝及其方法簡介,適用范圍:適用于焊接中厚板結構的長焊縫。適用于壓力容器、橋梁、車輛、機械、冶金、核電站、海洋結構等制作部門。適用于基體金屬表面堆焊耐磨或耐腐蝕的合金層。適用于各種黑色金屬及某些有色金屬。,.,埋弧焊,.,熔化焊工藝及其方法簡介,四氬弧焊用氬氣作為電弧介質并保護電弧和焊接區的電弧焊。分類：鎢極氬弧焊和熔化極氬弧焊鎢極氬弧焊的優點：可以焊接幾乎所有金屬及其合金。可以焊接薄板及超薄板。可以進行全位置焊接。,.,熔化焊工藝及其方法簡介,鎢極氬弧焊的缺點：相對其他焊接方法，生產效率低。相對其他焊接方法，生產成本較高。熔化極氬弧焊通常采用惰性氣體氬、氦或它們混合氣體作為焊接區的保護氣體。由于焊絲表面沒有涂料層，可以大大提高電流，所以就提高了生產效率。尤其適用于大、中厚板的焊接。,.,氬弧焊,.,五二氧化碳氣體保護焊1、優點：焊接生產率高：比MMA高24倍焊接成本低：是MMA或SAW的4050%焊接變形小：尤適于薄板焊接焊接質量高：對鐵銹不敏感，焊縫含氫量低適用范圍廣：全位置焊接能力好，打底/填充/蓋面、厚/薄板均宜操作簡便：比MMA容易操作、適于自動焊（robot）綠色環保：CO2來自可再生資源2、“缺點”：飛濺較大；（這一缺陷目前已經解決）焊接設備較“復雜”；（用今天的眼光看，已不復雜）抗風能力差；（所有氣體保護焊的共同缺憾，但藥芯焊絲CO2焊無此問題）不能焊接有色金屬。,CO2焊的熔敷速度,.,.,熔化焊工藝及其方法簡介,熔化極混合氣體保護焊它是采用惰性氣體中加一定量的活性體，如ArCo2Ar+O2+Co2等作為保護氣體的一種熔化極保護電弧焊方法。特點：（1）穩定陰極斑點，提高電弧燃燒穩定性。(2)控制焊縫的冶金質量，減少焊接缺陷。,.,熔化焊工藝及其方法簡介,提高熔滴過渡的穩定性。增大電弧的熱功率。降低焊接成本。改善焊縫熔深形狀及外觀。混合氣體可以是兩種氣體也可以是多種氣體。熔化極混合氣體保護焊的操作和二氧化碳氣體保護焊基本一樣。,.,熔化焊工藝及其方法簡介,七堆焊與熱噴涂堆焊：為增大或恢復焊件尺寸，或使焊件表面獲得具有特殊性的熔敷金屬而進行的焊接。堆焊作為材料表面改性的一種經濟而快速的工藝方法，越來越廣泛地應用于各行各業的零件制造修復中。熱噴涂：利用熱源將噴涂材料加熱至熔化或半熔化狀態，并以一定的速度噴射沉積到經過預處理的基體表面形成涂層的方法。,.,熔化焊工藝及其方法簡介,熱噴涂技術可以在普通材料的表面制造一個特殊的工作表面，使其達到防腐蝕、耐磨、減摩、抗高溫、抗氧化、隔熱、絕緣、導電、防微波輻射等一系列功能，從而達到節約材料，節省能源的目的。,.,熔化焊工藝及其方法簡介,八等離子弧焊接等離子弧：自由電弧經過壓縮（機械壓縮、熱壓縮、磁壓縮）而成的。又稱壓縮電弧。等離子弧特點：能量集中，溫度高，再加上小孔效應，焊接中薄板時容易得到充分熔透，反面成形均勻的焊縫。電弧挺度好，弧長變化對焊縫成形的影響不大。適宜快速焊接薄板。,.,熔化焊工藝及其方法簡介,等離子弧的種類小孔型等離子弧焊：又稱穿孔、鎖孔或穿透等離子弧焊（只適用于薄板）。熔透性等離子弧焊：在焊接過程中只熔化工件而不產生小孔效應。（用于薄板加單面焊雙面成形及厚板的多層焊）。微束等離子弧焊：1530A以下的熔入型等離子焊接。（用于金屬薄萡的焊接）。,.,熔化焊工藝及其方法簡介,電子束焊與激光焊電子束焊：屬于高能束流焊接，它是利用加速和聚集的電子束轟擊置于真空或非真空的焊件所產生的熱能進行焊接的方法。激光焊：以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產生的熱量進行焊接的方法。,.,第五節壓焊及其工藝特點,壓焊：在加熱或不加熱條件下，通過對焊件施加壓力完成的焊接方法。又稱壓力焊。壓焊工藝簡介電阻焊：工件組合后通過電極壓力，利用電流通過接頭的接觸及鄰近區產生的電阻熱進行焊接的方法。（點焊、縫焊、凸焊、對焊、電渣壓焊）。,.,壓焊及其工藝特點,摩擦焊：利用焊件表面相互摩擦所產生的熱量，使端面達到熱塑狀態，然后迅速頂鍛而完成的焊接方法。擴散焊：將工件在高溫下加壓，但不產生可見變形和相對位移的固態焊接方法。使用這種方法時，結合面間可預置填充金屬。超聲波焊：利用超聲波的高頻振蕩能對焊件接頭進行局部加熱和表面清理，然后施加壓力而完成的一種焊接方法。,.,壓焊及其工藝特點,爆炸焊：利用炸藥爆炸產生的沖擊力造成焊件的迅速碰撞，實現連接焊件的一種焊