1、第三節第三節 常用鋼材的焊接常用鋼材的焊接l焊接性的概念焊接性的概念 碳鋼的焊接碳鋼的焊接 耐熱鋼和不銹鋼的焊接耐熱鋼和不銹鋼的焊接 有色金屬的焊接有色金屬的焊接 合金結構鋼的焊接合金結構鋼的焊接 鑄鐵的補焊鑄鐵的補焊 異種金屬的焊接異種金屬的焊接第三節第三節 常用鋼材的焊接常用鋼材的焊接一、焊接性的概念一、焊接性的概念 金屬材料的焊接性，是指被焊金屬在采用一定金屬材料的焊接性，是指被焊金屬在采用一定的的焊接方法焊接方法、焊接材料焊接材料、工藝參數工藝參數及及結構形式結構形式條件條件下，獲得優質焊接接頭的下，獲得優質焊接接頭的難易程度難易程度。 即金屬材料在一定的焊接工藝條件下，表現出即金屬材

2、料在一定的焊接工藝條件下，表現出易焊和難焊的差別。易焊和難焊的差別。 金屬材料的焊接性不是一成不變的金屬材料的焊接性不是一成不變的，同一種金屬材料，采，同一種金屬材料，采用不同的焊接方法、焊接材料及焊接工藝（包括預熱和熱處理用不同的焊接方法、焊接材料及焊接工藝（包括預熱和熱處理等），其焊接性可能有很大差別。等），其焊接性可能有很大差別。 例如，化學活潑性極強的鈦，焊接是比較困難的，曾一度例如，化學活潑性極強的鈦，焊接是比較困難的，曾一度認為鈦的焊接性很不好。但自氬弧焊的應用比較成熟以后，鈦認為鈦的焊接性很不好。但自氬弧焊的應用比較成熟以后，鈦及其合金的焊接結構已在航空等工業部門廣泛應用。及其合

3、金的焊接結構已在航空等工業部門廣泛應用。 由于新能源的發展，等離子弧焊接、真空電子束焊接、激由于新能源的發展，等離子弧焊接、真空電子束焊接、激光焊接等新的焊接方法相繼出現，使鎢、鉬、鉭、鈮、鋯等高光焊接等新的焊接方法相繼出現，使鎢、鉬、鉭、鈮、鋯等高熔點金屬及其合金的焊接都已成為可能。熔點金屬及其合金的焊接都已成為可能。焊接性包括兩個方面：焊接性包括兩個方面： 一是工藝焊接性一是工藝焊接性 主要是指焊接接頭產生工藝缺陷的傾向，尤其是出現各種裂主要是指焊接接頭產生工藝缺陷的傾向，尤其是出現各種裂紋的可能性；紋的可能性； 二是使用焊接性二是使用焊接性 主要是指焊接接頭在使用中的可靠性，包括焊接接頭

4、的力學主要是指焊接接頭在使用中的可靠性，包括焊接接頭的力學性能及其它特殊性能性能及其它特殊性能( (如耐熱、耐蝕性能等如耐熱、耐蝕性能等) )。 金屬材料這兩方面的焊接性可通過估算和試驗方法來確定。金屬材料這兩方面的焊接性可通過估算和試驗方法來確定。可焊性研究的工程意義：可焊性研究的工程意義： 根據目前的焊接技術水平，工業上應用的絕大多數金屬材根據目前的焊接技術水平，工業上應用的絕大多數金屬材料都是可焊的，只是焊接時的難易程度不同而已。料都是可焊的，只是焊接時的難易程度不同而已。 當采用新的材料制作焊接結構時，了解及評價新材料的焊當采用新的材料制作焊接結構時，了解及評價新材料的焊接性，是產品設

5、計、施工準備及正確制定焊接工藝的重要依據。接性，是產品設計、施工準備及正確制定焊接工藝的重要依據。二、鋼材焊接性的估算方法二、鋼材焊接性的估算方法 實際焊接結構所用的金屬材料絕大多數是鋼材。實際焊接結構所用的金屬材料絕大多數是鋼材。 影響鋼材焊接性的主要因素是化學成分。影響鋼材焊接性的主要因素是化學成分。 各種化學元素對焊縫組織性能、夾雜物的分布以及對焊接各種化學元素對焊縫組織性能、夾雜物的分布以及對焊接熱影響區的淬硬程度等的影響不同，對產生裂紋傾向的影響也熱影響區的淬硬程度等的影響不同，對產生裂紋傾向的影響也不同。不同。 在各種元素中，碳的影響最為明顯，其它元素的影響可折在各種元素中，碳的影

6、響最為明顯，其它元素的影響可折合成碳的影響。合成碳的影響。 因此可用碳當量法來估算被焊鋼材的焊接性。硫、磷對鋼因此可用碳當量法來估算被焊鋼材的焊接性。硫、磷對鋼材的焊接性能影響也很大，在各種合格鋼材中，硫、磷含量都材的焊接性能影響也很大，在各種合格鋼材中，硫、磷含量都受到嚴格限制。受到嚴格限制。碳鋼及低合金結構鋼的碳當量經驗公式為：碳鋼及低合金結構鋼的碳當量經驗公式為： 式中式中(C)、(Mn)、(Cr)、(Mo)、(V)、(Ni)、(Cu)為為鋼中相應元素的質量百分數。鋼中相應元素的質量百分數。根據經驗：根據經驗： (C)(C)當量當量0.40.60.6碳鋼及低合金結構鋼的碳當量經驗公式為：

7、碳鋼及低合金結構鋼的碳當量經驗公式為： 式中式中(C)、(Mn)、(Cr)、(Mo)、(V)、(Ni)、(Cu)為為鋼中相應元素的質量百分數。鋼中相應元素的質量百分數。根據經驗：根據經驗： (C)(C)當量當量0.40.60.6時時碳鋼及低合金結構鋼的碳當量經驗公式為：碳鋼及低合金結構鋼的碳當量經驗公式為： 式中式中(C)、(Mn)、(Cr)、(Mo)、(V)、(Ni)、(Cu)為為鋼中相應元素的質量百分數。鋼中相應元素的質量百分數。根據經驗：根據經驗： (C)(C)當量當量0.40.60.6時時，鋼材塑性較低，淬硬傾向很強，焊，鋼材塑性較低，淬硬傾向很強，焊接性不好。焊前工件必須預熱到較高溫

8、度，焊接時要采取減接性不好。焊前工件必須預熱到較高溫度，焊接時要采取減少焊接應力和防止開裂的工藝措施，焊后要進行適當的熱處少焊接應力和防止開裂的工藝措施，焊后要進行適當的熱處理，才能保證焊接接頭質量。理，才能保證焊接接頭質量。 利用碳當量法估算鋼材焊接性是粗略的，因為鋼利用碳當量法估算鋼材焊接性是粗略的，因為鋼材的焊接性還受材的焊接性還受結構剛度結構剛度、焊后應力條件焊后應力條件、環境溫度環境溫度等因素等因素的影響。的影響。 例如，當鋼板厚度增加時，結構剛度增大，焊后例如，當鋼板厚度增加時，結構剛度增大，焊后殘余應力也較大，焊縫中心部位處于三向拉應力狀態，殘余應力也較大，焊縫中心部位處于三向拉

9、應力狀態，因此表現出焊接性下降。因此表現出焊接性下降。 在實際工作中確定材料焊接性時，除初步估算外，在實際工作中確定材料焊接性時，除初步估算外，還應根據實際情況進行抗裂試驗及焊接接頭使用焊接還應根據實際情況進行抗裂試驗及焊接接頭使用焊接性的試驗，為制定合理的工藝規程提供依據。性的試驗，為制定合理的工藝規程提供依據。三、小型抗裂試驗法三、小型抗裂試驗法 小型抗裂試驗法所用試樣的尺寸較小，應小型抗裂試驗法所用試樣的尺寸較小，應用簡便，能定性評定不同拘束形式的接頭產生用簡便，能定性評定不同拘束形式的接頭產生裂紋的傾向。裂紋的傾向。常用的試驗方法常用的試驗方法：剛性固定對接試驗法：剛性固定對接試驗法

10、斜斜Y Y形坡口試驗法形坡口試驗法( (小鐵研法小鐵研法) ) 十字接頭試驗法等十字接頭試驗法等剛性固定對接試驗法剛性固定對接試驗法 先加工出一個厚度大于先加工出一個厚度大于40 mm40 mm的方的方形剛性底板，邊長由焊接方法確定形剛性底板，邊長由焊接方法確定( (焊焊條電弧焊時為條電弧焊時為300 mm300 mm，埋弧焊時為，埋弧焊時為400 400 mm)mm)。 再將待試焊接性的鋼材按實際產再將待試焊接性的鋼材按實際產品厚度加工出兩塊長方形試板，按規品厚度加工出兩塊長方形試板，按規定開出坡口后，如圖將試板焊在剛性定開出坡口后，如圖將試板焊在剛性底板上：底板上：試板厚度試板厚度12 m

11、m12 mm時，取焊腳時，取焊腳k=k=；試板厚度試板厚度12 mm12 mm時，焊腳足取為時，焊腳足取為12 mm12 mm。剛性固定對接試驗法剛性固定對接試驗法 待周圍固定焊縫冷卻到常溫以后，待周圍固定焊縫冷卻到常溫以后，按實際產品的焊接工藝進行單層焊或多按實際產品的焊接工藝進行單層焊或多層焊。層焊。 焊完后在室溫下放置焊完后在室溫下放置24 h24 h：先檢查焊縫及熱影響區有無表面裂紋；先檢查焊縫及熱影響區有無表面裂紋；再從垂直焊縫方向切取厚度為再從垂直焊縫方向切取厚度為15 mm15 mm的金相磨片的金相磨片兩塊，進行低倍放大檢驗是否存在內裂紋。兩塊，進行低倍放大檢驗是否存在內裂紋。

12、從采用一般焊接工藝焊后檢驗有無裂紋或從采用一般焊接工藝焊后檢驗有無裂紋或裂紋的多少，即可初步評定試板材料的焊接性。裂紋的多少，即可初步評定試板材料的焊接性。 而后調整工藝而后調整工藝( (如預熱、緩冷等如預熱、緩冷等) )再焊接試再焊接試板，直至不產生裂紋為止。板，直至不產生裂紋為止。 最后參考抗裂試驗制訂合理的焊接參數。最后參考抗裂試驗制訂合理的焊接參數。常用鋼材的焊接常用鋼材的焊接碳鋼的焊接碳鋼的焊接一、低碳鋼的焊接一、低碳鋼的焊接 低碳鋼含碳量低碳鋼含碳量0.250.25，其塑性好，一般沒有淬硬傾向，其塑性好，一般沒有淬硬傾向，對焊接過程不敏感，焊接性好。焊這類鋼時，不需要采取特殊對焊接

13、過程不敏感，焊接性好。焊這類鋼時，不需要采取特殊的工藝措施，通常在焊后也不需進行熱處理的工藝措施，通常在焊后也不需進行熱處理( (電渣焊除外電渣焊除外) )。 厚度大于厚度大于 50 mm50 mm的低碳鋼結構，常用大電流多層焊，焊后的低碳鋼結構，常用大電流多層焊，焊后應進行消除內應力退火。應進行消除內應力退火。 低溫環境下焊接剛度較大的結構時，由于焊件各部分溫差較大，低溫環境下焊接剛度較大的結構時，由于焊件各部分溫差較大，變形又受到限制，焊接過程容易產生較大的內應力，有可能導變形又受到限制，焊接過程容易產生較大的內應力，有可能導致結構件開裂，因此應進行焊前預熱。致結構件開裂，因此應進行焊前預

14、熱。 低碳鋼可以用各種焊接方法進行焊接。低碳鋼可以用各種焊接方法進行焊接。 應用最廣泛的：應用最廣泛的：焊條電弧焊、埋弧焊、電渣焊、氣體保護焊焊條電弧焊、埋弧焊、電渣焊、氣體保護焊和電阻焊等和電阻焊等。 熔焊法熔焊法焊接結構鋼時，焊接材料及工藝的選擇主要焊接結構鋼時，焊接材料及工藝的選擇主要應保證應保證焊接接頭與工件材料等強度。焊接接頭與工件材料等強度。 焊條電弧焊焊條電弧焊焊接一般低碳鋼結構，可選用焊接一般低碳鋼結構，可選用E4313(J421)E4313(J421)、E4303(J422)E4303(J422)、E4320(J424)E4320(J424)焊條。焊條。 焊接動載荷結構、復雜

15、結構或厚板結構時，應選用焊接動載荷結構、復雜結構或厚板結構時，應選用E4316(J426)E4316(J426)、E4315(J427)E4315(J427)或或E5015(J507)E5015(J507)焊條。焊條。 埋弧焊埋弧焊時，一般采用時，一般采用H08AH08A或或H08MnAH08MnA焊絲配焊劑焊絲配焊劑431431進行焊接。進行焊接。二、中、高碳鋼的焊接二、中、高碳鋼的焊接 中碳鋼含碳量在中碳鋼含碳量在0.250.250.60.6之間。隨著含碳量的增加，之間。隨著含碳量的增加，淬硬傾向越加明顯，焊接性逐漸變差。實際生產中，主要是焊接淬硬傾向越加明顯，焊接性逐漸變差。實際生產中，

16、主要是焊接各種中碳鋼的鑄件與鍛件。各種中碳鋼的鑄件與鍛件。 中碳鋼的焊接特點：中碳鋼的焊接特點： (1) (1) 熱影響區易產生淬硬組織和冷裂紋。熱影響區易產生淬硬組織和冷裂紋。 中碳鋼屬淬火鋼，熱影響區金屬被加熱超過淬火溫度區段時，受工中碳鋼屬淬火鋼，熱影響區金屬被加熱超過淬火溫度區段時，受工件低溫部分的迅速冷卻作用，勢必出現馬氏體等淬硬組織。件低溫部分的迅速冷卻作用，勢必出現馬氏體等淬硬組織。 當焊件剛性較大或工藝不當時，就會在淬火區產生冷裂紋，即焊接當焊件剛性較大或工藝不當時，就會在淬火區產生冷裂紋，即焊接接頭焊后冷卻到相變溫度以下或冷卻到室溫后產生裂紋。接頭焊后冷卻到相變溫度以下或冷卻

17、到室溫后產生裂紋。 (2) (2) 焊縫金屬產生熱裂紋傾向較大。焊縫金屬產生熱裂紋傾向較大。二、中、高碳鋼的焊接二、中、高碳鋼的焊接中碳鋼的焊接特點：中碳鋼的焊接特點： (1) (1) 熱影響區易產生淬硬組織和冷裂紋。熱影響區易產生淬硬組織和冷裂紋。 (2) (2) 焊縫金屬產生熱裂紋傾向較大。焊縫金屬產生熱裂紋傾向較大。 焊接中碳鋼時，因工件基體材料含碳量與硫、磷雜質焊接中碳鋼時，因工件基體材料含碳量與硫、磷雜質含量遠遠高于焊芯，基體材料熔化后進入熔池，使焊縫金含量遠遠高于焊芯，基體材料熔化后進入熔池，使焊縫金屬含碳量增加，塑性下降，加上硫、磷等雜質的存在，焊屬含碳量增加，塑性下降，加上硫、

18、磷等雜質的存在，焊縫及熔合區在相變前就可能因內應力而產生裂紋。縫及熔合區在相變前就可能因內應力而產生裂紋。經驗表明，用焊條電弧焊焊接碳素鋼，在焊縫中含碳量超經驗表明，用焊條電弧焊焊接碳素鋼，在焊縫中含碳量超過過0.20%時，就有可能產生熱裂紋；當含碳量超過時，就有可能產生熱裂紋；當含碳量超過0.4%時，時，熱裂紋很難避免。熱裂紋很難避免。 焊接前：焊接前： 焊接中碳鋼構件，焊前必須進行預熱，使焊接時工件各部焊接中碳鋼構件，焊前必須進行預熱，使焊接時工件各部分的溫差小，以減小焊接應力，同時減慢熱影響區的冷卻速度，分的溫差小，以減小焊接應力，同時減慢熱影響區的冷卻速度，避免產生淬硬組織：避免產生淬

19、硬組織： 一般情況下，一般情況下，3535鋼和鋼和4545鋼的預熱溫度可選為鋼的預熱溫度可選為150150250250。結構剛度較大或鋼材含碳量更高時，預熱溫度應再提高些。結構剛度較大或鋼材含碳量更高時，預熱溫度應再提高些。焊接后：最好焊接后立刻熱處理。焊接后：最好焊接后立刻熱處理。 由于中碳鋼主要用于制造各類機器零件，焊縫一般有一定由于中碳鋼主要用于制造各類機器零件，焊縫一般有一定的厚度，但長度不大：的厚度，但長度不大： 焊接中碳鋼多采用焊條電弧焊。焊接中碳鋼多采用焊條電弧焊。 厚件可考慮采用電渣焊，但焊后要進行相應的熱處理。厚件可考慮采用電渣焊，但焊后要進行相應的熱處理。焊條選擇焊條選擇

20、焊接中碳鋼焊件，應選用抗裂能力較強的低氫型焊條：焊接中碳鋼焊件，應選用抗裂能力較強的低氫型焊條： 要求焊縫與工件材料等強度時要求焊縫與工件材料等強度時，可根據鋼材強度選用，可根據鋼材強度選用E5016(J506)E5016(J506)、E5015(J507)E5015(J507)、E6016E6016D1(J606)D1(J606)、E6015E6015D1(J607)D1(J607)焊條。焊條。 若若不要求等強度時不要求等強度時，可選用，可選用E4315 (J427)E4315 (J427)型強度低些的型強度低些的焊條，以提高焊縫的塑性。焊條，以提高焊縫的塑性。 不論用哪種焊條焊接中碳鋼件，

21、均應選用細焊條、小電不論用哪種焊條焊接中碳鋼件，均應選用細焊條、小電流，開坡口進行多層焊，以防止工件材料過多地熔人焊縫，流，開坡口進行多層焊，以防止工件材料過多地熔人焊縫，同時減小焊接熱影響區的寬度。同時減小焊接熱影響區的寬度。高碳鋼的焊接：高碳鋼的焊接：特點：特點： 高碳鋼的焊接特點與中碳鋼基本相似。由于含碳量更高，焊高碳鋼的焊接特點與中碳鋼基本相似。由于含碳量更高，焊接性變得更差。接性變得更差。工藝：工藝： 進行焊接時，應采用更高的預熱溫度、更嚴格的工藝措施。進行焊接時，應采用更高的預熱溫度、更嚴格的工藝措施。應用：應用： 實際上，高碳鋼的焊接一般只限采用焊條電弧焊進行修補工實際上，高碳鋼

22、的焊接一般只限采用焊條電弧焊進行修補工作。作。高碳鋼的焊接高碳鋼的焊接 1 1 高碳鋼的成分特點與焊接性高碳鋼的成分特點與焊接性 高碳鋼中碳的質量分數高碳鋼中碳的質量分數wcwc0.6%0.6%，焊接性很差，焊接性很差，在實際中不用作焊接結構，一般是用作在實際中不用作焊接結構，一般是用作工具鋼和工具鋼和鑄鋼鑄鋼，用于要求高硬度和高耐磨性的部件、零件，用于要求高硬度和高耐磨性的部件、零件和工具，所以高碳鋼的焊接大多為和工具，所以高碳鋼的焊接大多為修復性焊接修復性焊接。1 1 高碳鋼的成分特點與焊接性高碳鋼的成分特點與焊接性1 1）由于碳的質量分數更大，因此焊接時比中碳鋼更容易產）由于碳的質量分數

23、更大，因此焊接時比中碳鋼更容易產生熱裂紋；生熱裂紋；2 2）高碳鋼對淬火更加敏感，焊接時熱影響區極易產生脆硬）高碳鋼對淬火更加敏感，焊接時熱影響區極易產生脆硬的高碳馬氏體組織，所以淬硬傾向和冷裂紋傾向都很大；的高碳馬氏體組織，所以淬硬傾向和冷裂紋傾向都很大；3 3）高碳鋼導熱性比低碳鋼差，在焊接高溫下）高碳鋼導熱性比低碳鋼差，在焊接高溫下晶粒長大快晶粒長大快，且碳化物容易在晶界上集聚、長大，使且碳化物容易在晶界上集聚、長大，使焊縫脆性增大焊縫脆性增大，從，從而使接頭強度降低；同時在接頭中引起的內應力也較大，而使接頭強度降低；同時在接頭中引起的內應力也較大，更容易促使裂紋的產生。更容易促使裂紋的

24、產生。2 2高碳鋼的焊接工藝要點高碳鋼的焊接工藝要點1 1）焊接方法）焊接方法高碳鋼焊接主要是高硬度、高耐磨性部件、零件和工具的焊高碳鋼焊接主要是高硬度、高耐磨性部件、零件和工具的焊接與修復，所以主要的焊接方法是接與修復，所以主要的焊接方法是焊條電弧焊和釬焊焊條電弧焊和釬焊。2 2）焊接材料）焊接材料高碳鋼焊接一般不要求接頭與母材等強度。焊接材料根據鋼高碳鋼焊接一般不要求接頭與母材等強度。焊接材料根據鋼中碳的質量分數、結構特點和使用條件來選擇。中碳的質量分數、結構特點和使用條件來選擇。2 2高碳鋼的焊接工藝要點高碳鋼的焊接工藝要點2 2）焊接材料）焊接材料高碳鋼的抗拉強度一般在高碳鋼的抗拉強度

25、一般在675MPa675MPa以上，當要求接頭強度較以上，當要求接頭強度較高時可選擇高時可選擇E7015-D2E7015-D2（J707J707）或）或E6015-D2E6015-D2（J607J607）焊條；）焊條；強度要求不高時可選擇強度要求不高時可選擇E5015E5015（J507J507）或）或E5016E5016（J506J506）焊）焊條；條；或者選擇與以上焊條強度等級相當的或者選擇與以上焊條強度等級相當的低氫型低合金鋼焊條低氫型低合金鋼焊條；必要時可選用必要時可選用奧氏體不銹鋼焊條奧氏體不銹鋼焊條，牌號與中碳鋼所選焊條相，牌號與中碳鋼所選焊條相同。同。2 2高碳鋼的焊接工藝要點高

26、碳鋼的焊接工藝要點3 3）施焊工藝要點）施焊工藝要點1 1）高碳鋼零件一般經過淬火）高碳鋼零件一般經過淬火+ +回火的熱處理，因此焊接之前回火的熱處理，因此焊接之前要先行要先行退火退火，以減小裂紋傾向。，以減小裂紋傾向。2 2）采用結構鋼焊條焊接時，焊前必須預熱，）采用結構鋼焊條焊接時，焊前必須預熱，預熱預熱和和道間溫道間溫度度控制在控制在250250350350以上。以上。3 3）采取與中碳鋼相同的焊接工藝措施，如減小熔合比、小）采取與中碳鋼相同的焊接工藝措施，如減小熔合比、小電流、低焊速焊接，整個工件應連續施焊完成，并采取措施電流、低焊速焊接，整個工件應連續施焊完成，并采取措施減小內應力。

27、減小內應力。4 4）焊后將焊件立即放入爐中，在）焊后將焊件立即放入爐中，在650650保溫，進行保溫，進行消除應力消除應力熱處理熱處理。耐熱鋼和不銹鋼的焊接耐熱鋼和不銹鋼的焊接 珠光體耐熱鋼珠光體耐熱鋼 ：以以Cr，Mo為基礎的低、中合金鋼為基礎的低、中合金鋼碳當量數值約為碳當量數值約為0.45%0.90%，焊接性較差，焊接性較差焊條電弧焊：選用與母材成分相近的焊條，預熱溫焊條電弧焊：選用與母材成分相近的焊條，預熱溫度度150400，焊后應及時進行高溫回火處理。，焊后應及時進行高溫回火處理。 低溫鋼：低溫鋼：含含Ni量較高的量較高的5Ni，9 Ni鋼等鋼等焊前不需預熱焊前不需預熱焊條成分要與母

28、材匹配焊條成分要與母材匹配焊接線能量輸入要小焊接線能量輸入要小焊后回火注意避開焊后回火注意避開“回火脆性區回火脆性區” 耐蝕鋼：耐蝕鋼：除除P含量較高的鋼以外，其它耐蝕鋼焊接性較好，含量較高的鋼以外，其它耐蝕鋼焊接性較好，不需預熱或焊后熱處理等。不需預熱或焊后熱處理等。選擇與母材相匹配的耐蝕焊條。選擇與母材相匹配的耐蝕焊條。 奧氏體型不銹鋼：奧氏體型不銹鋼：Cr，Ni元素含量較高，元素含量較高，C含量低含量低 焊接性良好，焊接時一般不需要采取工藝措施焊接性良好，焊接時一般不需要采取工藝措施 。焊條、焊絲和焊劑的選用應保證焊縫金屬與母材成焊條、焊絲和焊劑的選用應保證焊縫金屬與母材成分類型相同分類

29、型相同 采用小電流、快速不擺動焊，焊后加大冷速采用小電流、快速不擺動焊，焊后加大冷速接觸腐蝕介質的表面應最后施焊接觸腐蝕介質的表面應最后施焊 鐵素體型不銹鋼鐵素體型不銹鋼 熱影響區中的鐵素體晶粒易過熱粗化熱影響區中的鐵素體晶粒易過熱粗化焊前預熱溫度應在焊前預熱溫度應在150以下以下采用小電流、快速焊等工藝，以降低晶粒粗大傾向。采用小電流、快速焊等工藝，以降低晶粒粗大傾向。 馬氏體型不銹鋼：馬氏體型不銹鋼： 焊后淬硬傾向大，易出現冷裂紋焊后淬硬傾向大，易出現冷裂紋焊前預熱溫度焊前預熱溫度200400焊后要進行熱處理，否則應選用奧氏體不銹鋼焊條焊后要進行熱處理，否則應選用奧氏體不銹鋼焊條 有色金屬

30、的焊接有色金屬的焊接1 銅及銅合金的焊接銅及銅合金的焊接 銅及銅合金的焊接比低碳鋼困難得多，其原因是：銅及銅合金的焊接比低碳鋼困難得多，其原因是： 銅的導熱性很高（紫銅約為低碳鋼的銅的導熱性很高（紫銅約為低碳鋼的8 8倍），焊接時熱倍），焊接時熱量極易散失。因此，焊前工件要預熱，焊接時要選用較量極易散失。因此，焊前工件要預熱，焊接時要選用較大電流或火焰，否則容易造成焊不透缺陷。大電流或火焰，否則容易造成焊不透缺陷。 銅在液態易氧化，生成的銅在液態易氧化，生成的CuCu2 2O O與銅組成低熔點共晶，分與銅組成低熔點共晶，分布在晶界形成薄弱環節；又因銅的膨脹系數大，凝固時布在晶界形成薄弱環節；又

31、因銅的膨脹系數大，凝固時收縮率也大，容易產生較大的焊接應力。因此，焊接過收縮率也大，容易產生較大的焊接應力。因此，焊接過程中極易引起開裂。程中極易引起開裂。 銅在液態時吸氣性強，特別容易吸氫。凝固時氣體從熔銅在液態時吸氣性強，特別容易吸氫。凝固時氣體從熔液中析出，來不及逸出就會生成氣孔。液中析出，來不及逸出就會生成氣孔。 銅的電阻極小，不適于電阻焊接。銅的電阻極小，不適于電阻焊接。 銅合金中的合金元素有的比銅更易氧化，使焊接的困難銅合金中的合金元素有的比銅更易氧化，使焊接的困難增大。例如黃銅（銅鋅合金）中的鋅沸點很低，極易燒增大。例如黃銅（銅鋅合金）中的鋅沸點很低，極易燒蝕蒸發并生成氧化鋅（蝕

32、蒸發并生成氧化鋅（ZnOZnO）。改變接頭化學成分、降）。改變接頭化學成分、降低接頭性能，而且形成氧化鋅煙霧易引起焊工中毒。鋁低接頭性能，而且形成氧化鋅煙霧易引起焊工中毒。鋁青銅中的鋁，焊接時易生成難熔的氧化鋁，增大熔渣粘青銅中的鋁，焊接時易生成難熔的氧化鋁，增大熔渣粘度，生成氣孔和夾渣。度，生成氣孔和夾渣。 銅及銅合金銅及銅合金可用氬弧焊、氣焊、碳弧焊、釬焊等可用氬弧焊、氣焊、碳弧焊、釬焊等方法進行焊接。方法進行焊接。 采用氬弧焊是保證紫銅和青銅焊接質量的有效方采用氬弧焊是保證紫銅和青銅焊接質量的有效方法。法。2 鋁及鋁合金的焊接鋁及鋁合金的焊接 工業上用于焊接的主要是純鋁（熔點工業上用于焊

33、接的主要是純鋁（熔點658658）、鋁）、鋁錳合金、鋁鎂合金及鑄鋁。鋁及鋁合金的焊接也比較錳合金、鋁鎂合金及鑄鋁。鋁及鋁合金的焊接也比較困難，其焊接特點是：困難，其焊接特點是： 鋁與氧的親和力很大，極易氧化生成氧化鋁（鋁與氧的親和力很大，極易氧化生成氧化鋁（AlAl2 2O O3 3）。氧）。氧化鋁組織致密，熔點高達化鋁組織致密，熔點高達20502050，它覆蓋在金屬表面，能，它覆蓋在金屬表面，能阻礙金屬熔合。此外，氧化鋁密度大，易使焊縫夾渣。阻礙金屬熔合。此外，氧化鋁密度大，易使焊縫夾渣。 鋁的導熱系數較大，要求使用大功率或能量集中的熱源，鋁的導熱系數較大，要求使用大功率或能量集中的熱源，厚

34、度較大時應考慮預熱。鋁的膨脹系數也較大，易產生焊厚度較大時應考慮預熱。鋁的膨脹系數也較大，易產生焊接應力與變形，并可能導致裂縫的產生。接應力與變形，并可能導致裂縫的產生。 液態鋁能吸收大量的氫，鋁在固態時又幾乎不溶解氫，液態鋁能吸收大量的氫，鋁在固態時又幾乎不溶解氫，因此在溶池凝固時易生成氣孔。因此在溶池凝固時易生成氣孔。 鋁在高溫時強度及塑性很低，焊接時常由于不能支持熔鋁在高溫時強度及塑性很低，焊接時常由于不能支持熔池金屬而引起焊縫塌陷，因此常需采用墊板。池金屬而引起焊縫塌陷，因此常需采用墊板。 目前焊接鋁及鋁合金的目前焊接鋁及鋁合金的常用方法有氬弧焊、氣常用方法有氬弧焊、氣焊、點焊、縫焊和

35、釬焊。焊、點焊、縫焊和釬焊。 不論采用哪種焊接方法焊接鋁及鋁合金，焊前不論采用哪種焊接方法焊接鋁及鋁合金，焊前必須徹底清理焊件的焊接部位和焊絲表面的氧化膜必須徹底清理焊件的焊接部位和焊絲表面的氧化膜與油污，清理質量的好壞將直接影響焊縫性能。與油污，清理質量的好壞將直接影響焊縫性能。合金結構鋼的焊接合金結構鋼的焊接 合金結構鋼分類：合金結構鋼分類：機械制造用合金結構鋼機械制造用合金結構鋼低合金結構鋼低合金結構鋼 用于機械制造的合金結構鋼零件用于機械制造的合金結構鋼零件( (包括調質鋼、滲碳鋼包括調質鋼、滲碳鋼) )，一般都采用軋制或鍛造的坯料，焊接結構較少。一般都采用軋制或鍛造的坯料，焊接結構較

36、少。 如需焊接，因其焊接性與中碳鋼相似，所以其焊接工藝措如需焊接，因其焊接性與中碳鋼相似，所以其焊接工藝措施與中碳鋼基本相同。施與中碳鋼基本相同。 焊接結構中，用得最多的是低合金結構鋼，焊接結構中，用得最多的是低合金結構鋼，又稱低合金高強鋼。其焊接特點如下：又稱低合金高強鋼。其焊接特點如下：(1) (1) 熱影響區的淬硬傾向熱影響區的淬硬傾向 低合金結構鋼焊接時，熱影響區可能產生淬硬組織，淬硬低合金結構鋼焊接時，熱影響區可能產生淬硬組織，淬硬程度與鋼材的化學成分和強度級別有關。鋼中含碳及合金元素程度與鋼材的化學成分和強度級別有關。鋼中含碳及合金元素越多，鋼材強度級別越高，則焊后熱影響區的淬硬傾

37、向越大。越多，鋼材強度級別越高，則焊后熱影響區的淬硬傾向越大。 如如300 MPa300 MPa級的級的09Mn209Mn2、09Mn2Si09Mn2Si等鋼材的淬硬傾向很小，其焊接性與一等鋼材的淬硬傾向很小，其焊接性與一般低碳鋼基本一樣。般低碳鋼基本一樣。 350 MPa350 MPa級的級的 Q345(Q345(即即16Mn)16Mn)鋼淬硬傾向也不大，但當實際含碳量接近鋼淬硬傾向也不大，但當實際含碳量接近允許上限或焊接參數不當時，過熱區也完全可能出現馬氏體等淬硬組織。允許上限或焊接參數不當時，過熱區也完全可能出現馬氏體等淬硬組織。 強度級別較大的低合金鋼，淬硬傾向增加，熱影響區容易強度級

38、別較大的低合金鋼，淬硬傾向增加，熱影響區容易產生馬氏體組織，硬度明顯增高，塑性和韌度則下降。產生馬氏體組織，硬度明顯增高，塑性和韌度則下降。 焊接結構中，用得最多的是低合金結構鋼，焊接結構中，用得最多的是低合金結構鋼，又稱低合金高強鋼。其焊接特點如下：又稱低合金高強鋼。其焊接特點如下：(2) (2) 焊接接頭的裂紋傾向焊接接頭的裂紋傾向 隨著鋼材強度級別的提高，產生冷裂紋的傾向也加劇。影隨著鋼材強度級別的提高，產生冷裂紋的傾向也加劇。影響冷裂紋的因素主要有三個方面：響冷裂紋的因素主要有三個方面： 焊縫及熱影響區的含氫量；焊縫及熱影響區的含氫量； 熱影響區的淬硬程度；熱影響區的淬硬程度； 焊接接

39、頭的應力大小。焊接接頭的應力大小。 對于熱裂紋，由于我國低合金結構鋼系統其含碳量低，且對于熱裂紋，由于我國低合金結構鋼系統其含碳量低，且大部分含有一定的錳，對脫硫有利。因此產生熱裂紋的傾向不大部分含有一定的錳，對脫硫有利。因此產生熱裂紋的傾向不大。大。 根據低合金結構鋼的焊接特點，生產中可分別采取以下措根據低合金結構鋼的焊接特點，生產中可分別采取以下措施進行焊接。施進行焊接。對于強度級別較低的鋼材：對于強度級別較低的鋼材： 在常溫下焊接時與對待低碳鋼基本一樣。在常溫下焊接時與對待低碳鋼基本一樣。 在低溫或在大剛度、大厚度構件上進行小焊腳、短焊縫焊在低溫或在大剛度、大厚度構件上進行小焊腳、短焊縫

40、焊接時，應防止出現淬硬組織，要適當增大焊接電流、減慢焊接接時，應防止出現淬硬組織，要適當增大焊接電流、減慢焊接速度、選用抗裂性強的低氫型焊條。必要時需采用預熱措施。速度、選用抗裂性強的低氫型焊條。必要時需采用預熱措施。 對鍋爐、受壓容器等重要構件，當厚度大于對鍋爐、受壓容器等重要構件，當厚度大于20 mm20 mm時，焊時，焊后必須進行退火處理，以消除應力。后必須進行退火處理，以消除應力。對于強度級別高的低合金結構鋼件：對于強度級別高的低合金結構鋼件： 焊前一般均需預熱。焊前一般均需預熱。 焊接時，應調整焊接參數，以控制熱影響的冷卻速度不宜焊接時，應調整焊接參數，以控制熱影響的冷卻速度不宜過快

41、。過快。 焊后還應進行熱處理以消除內應力。不能立即熱處理時，焊后還應進行熱處理以消除內應力。不能立即熱處理時，可先進行消氫處理，即焊后立即將工件加熱到可先進行消氫處理，即焊后立即將工件加熱到200200350350，保，保溫溫2 26 h6 h，以加速氫擴散逸出，防止產生因氫引起的冷裂紋。，以加速氫擴散逸出，防止產生因氫引起的冷裂紋。鑄鐵的補焊鑄鐵的補焊 鑄鐵含碳量高，組織不均勻，塑性很低，鑄鐵含碳量高，組織不均勻，塑性很低，屬于焊接性很差的材料。因此不應用鑄鐵設計屬于焊接性很差的材料。因此不應用鑄鐵設計和制造焊接構件。和制造焊接構件。 但鑄鐵件常出現鑄造缺陷，鑄鐵零件在使但鑄鐵件常出現鑄造缺

42、陷，鑄鐵零件在使用過程中有時會發生局部損壞或斷裂，用焊接用過程中有時會發生局部損壞或斷裂，用焊接手段將其修復，經濟效益是很大的。手段將其修復，經濟效益是很大的。 所以，鑄鐵的焊接主要是焊補工作所以，鑄鐵的焊接主要是焊補工作。鑄鐵的焊接特點：鑄鐵的焊接特點： (1) (1) 熔合區易產生白口組織。熔合區易產生白口組織。 由于焊接時為局部加熱，焊后鑄鐵件上的焊補區冷卻速度遠比鑄造由于焊接時為局部加熱，焊后鑄鐵件上的焊補區冷卻速度遠比鑄造成形時快得多，因此很容易形成白口組織，其硬度很高，焊后很難進行成形時快得多，因此很容易形成白口組織，其硬度很高，焊后很難進行機械加工。機械加工。 (2) (2) 易

43、產生裂紋。易產生裂紋。 鑄鐵強度低，塑性差。當焊接應力較大時，就會在焊縫及熱影響區鑄鐵強度低，塑性差。當焊接應力較大時，就會在焊縫及熱影響區內產生裂紋，甚至使焊縫整體斷裂。內產生裂紋，甚至使焊縫整體斷裂。 當采用非鑄鐵組織的焊條或焊絲冷焊鑄鐵件時，鑄鐵因碳及硫、磷當采用非鑄鐵組織的焊條或焊絲冷焊鑄鐵件時，鑄鐵因碳及硫、磷雜質含量高，基體材料過多熔入焊縫中，易產生裂紋。雜質含量高，基體材料過多熔入焊縫中，易產生裂紋。 (3) (3) 易產生氣孔。易產生氣孔。 鑄鐵含碳量高，焊接時易生成鑄鐵含碳量高，焊接時易生成 COCO和和 COCO2 2氣體，鑄鐵凝固中由液態轉氣體，鑄鐵凝固中由液態轉變為固態

44、所經過的時間很短，熔池中的氣體來不及逸出而形成氣孔。變為固態所經過的時間很短，熔池中的氣體來不及逸出而形成氣孔。 (4) (4) 鑄鐵的流動性好。鑄鐵的流動性好。 立焊時熔池金屬容易流失，所以一般只應進行平焊。立焊時熔池金屬容易流失，所以一般只應進行平焊。 根據鑄鐵的焊接特點，采用根據鑄鐵的焊接特點，采用氣焊氣焊、焊條電弧焊焊條電弧焊( (個別大件個別大件可采用電渣焊可采用電渣焊) )進行焊補較為適宜。進行焊補較為適宜。 按焊前是否預熱，鑄鐵的補焊可分為按焊前是否預熱，鑄鐵的補焊可分為熱焊法熱焊法和和冷焊法冷焊法兩大兩大類。類。 (1) (1) 熱焊法熱焊法 焊前將工件整體或局部預熱到焊前將工

45、件整體或局部預熱到600600700700，焊補后緩慢冷卻。焊補后緩慢冷卻。優點：優點： 熱焊法能防止工件產生白口組織和裂紋，焊補質量較好，熱焊法能防止工件產生白口組織和裂紋，焊補質量較好，焊后可進行機械加工。焊后可進行機械加工。缺點：缺點： 熱焊法成本較高，生產率低，焊工勞動條件差。熱焊法成本較高，生產率低，焊工勞動條件差。應用：應用： 一般用于焊補形狀復雜、焊后需進行加工的重要鑄件。如一般用于焊補形狀復雜、焊后需進行加工的重要鑄件。如床頭箱、汽缸體等。床頭箱、汽缸體等。焊接方法：焊接方法： 用氣焊進行鑄鐵熱焊比較方便。氣焊火焰還可用氣焊進行鑄鐵熱焊比較方便。氣焊火焰還可以用于預熱工件和焊后

46、緩冷。以用于預熱工件和焊后緩冷。填充金屬：填充金屬： 應使用專制的鑄鐵棒，并配以應使用專制的鑄鐵棒，并配以 CJ201CJ201氣焊焊劑，氣焊焊劑，以保證焊接質量。以保證焊接質量。 也可用鑄鐵焊條進行焊條電弧焊焊補，藥皮成也可用鑄鐵焊條進行焊條電弧焊焊補，藥皮成分主要是石墨、硅鐵、碳酸鈣等，以補充焊補處碳分主要是石墨、硅鐵、碳酸鈣等，以補充焊補處碳和硅的燒損，并造渣清除雜質。和硅的燒損，并造渣清除雜質。 (2) (2) 冷焊法冷焊法 焊補前工件不預熱或只進行焊補前工件不預熱或只進行 400400以下的以下的低溫預熱。焊補時主要依靠焊條來調整焊縫的化學成分以防止低溫預熱。焊補時主要依靠焊條來調整

47、焊縫的化學成分以防止或減少白口組織和避免裂紋。或減少白口組織和避免裂紋。優點：優點： 冷焊法方便、靈活、生產率高、成本低，勞動條件好。冷焊法方便、靈活、生產率高、成本低，勞動條件好。缺點：缺點： 焊接處切削加工性能較差。焊接處切削加工性能較差。應用：應用： 生產中多用于焊補要求不高的鑄件以及不允許高溫預熱引生產中多用于焊補要求不高的鑄件以及不允許高溫預熱引起變形的鑄件。起變形的鑄件。工藝：工藝： 焊接時，應盡量采用小電流、短弧、窄焊縫、短焊道焊接時，應盡量采用小電流、短弧、窄焊縫、短焊道( (每每段不大于段不大于50 mm50 mm），并在焊后及時錘擊焊縫以松弛應力，防止），并在焊后及時錘擊焊縫以松弛應力，防止焊后開裂。焊后開裂。焊接方法：焊接方法： 冷焊法一般采用焊條電弧焊進行焊補。冷焊法一般采用焊條電弧焊進行焊補。焊條選擇：焊條選擇： 根據鑄鐵性能、焊后對切削加工的要求及鑄件的重要性等根據鑄鐵性能、焊后對切削加工的要求及鑄件的重要性等