1、工程材料及熱加工基礎,第十一章 焊接,11.1 焊接工程理論基礎,本章重點：焊接過程基礎理論、金屬的可焊性，各種焊接工藝的特點、應用，常用金屬材料焊接方法的選擇。,11.3 常用金屬材料的焊接,11.2 常用的焊接方法,11.5 焊接新技術,11.4焊接結構工藝性,熔化焊 氣焊、電弧焊、電渣焊等； 壓力焊 電阻焊、冷壓焊； 釬焊 軟釬焊、硬釬焊。,焊接 通過加熱或加壓，使焊件達到原子 結合的一種加工方法。,焊接的種類：,概 述,焊接的特點與應用,重量輕，節約金屬,與鉚接相比，可節省金屬l0%20%，與鑄件相比可節省30%50%。另外，采用焊接方法可制造雙金屬結構，節省大量的貴重金屬及合金。 簡

2、化大型或復雜結構的制造，如萬噸水壓機的立柱的制造、大型鍋爐的制造、汽車車身的制造等。,優點：,概 述,焊接的特點與應用,焊接接頭力學性能高，能耐高溫高壓、能耐低溫，具有良好的密封性、導電性、耐腐蝕性、耐磨性。 適應性廣 易于實現機械化和自動化,優點：,概 述,焊接的特點與應用,結構不可拆卸 焊接接頭的組織、性能不均勻 產生殘余應力和變形 易產生焊接缺陷（氣孔、裂紋、夾渣）,缺點：,概 述,應用：,金屬結構件自行車三角架、鋼窗、鍋爐、 壓力容器、管道、船舶、車輛等； 機器部件軸、齒輪、刀具等。,概 述,11.1 焊接工程理論基礎, 焊接冶金過程和電焊條, 焊接接頭的組織和性能, 焊接變形和焊接應

3、力, 焊接電弧與弧焊機, 焊接缺陷和質量檢驗,電弧是兩電極之間持久而強烈的氣體放電現象，其宏觀表現是發出強光，釋放大量熱量。 電弧焊是利用電弧作為熱源使分離的焊件金屬局部加熱熔化，形成熔池，凝固后焊件彼此焊合在一起的焊接方法。,11.1.1 焊接電弧,11.1 焊接工程理論基礎,1.電弧的引燃,兩電極接觸 短路而產生高溫 金屬熔化 金屬蒸氣 兩電極間距離(24mm) 陰極金屬表面發射大量電子 陽極表面金屬在電場、高溫作用下發生電離 弧柱區，高速運動的電子與原子、分子間相互碰撞產生大量熱量并導致原子分子的電離。同時部分離子與電子間還會復合成原子或分子，并放出光。,11.1 焊接工程理論基礎,陰極

4、區為電子發射區；陽極區為正離子區，并接受電子；弧柱區為氣體電離區。,電弧的溫度,陰極區 2100 ， 弧柱 57007700 ， 陽極區 2300 ,氣體電離 電極發射電子,電弧區熱量,陽極占43%, 陰極區占36%, 弧柱區占21%。,正接法: 工件接正極, 焊條接負極,11.1 焊接工程理論基礎,2.電弧各區域,電壓低、電流大、溫度高、能量密度大。 當電極材料都為鋼時，陽極溫度為2600K，陰極溫度為2400K，弧柱溫度為60008000K。 正因為兩極溫度不同，可以利用不同的接法來調整對工件的加熱。當焊接厚板或要求熔深較大時，工件接正極，焊條接負極正接法。反之采用反接法。,電弧放電的特點

5、,11.1 焊接工程理論基礎,11.1 焊接工程理論基礎,普通電阻,5mm電弧,2mm電弧,非線性； 與電離程度有關； 與電弧長度有關。,3.焊接電弧的靜特性,11.1 焊接工程理論基礎,4. 焊接電源,空載電壓(5090V)； 限制短路電流； 保證電弧穩定。,交流 酸性焊條 直流 堿性焊條 交直流 多種類焊條,種類:,11.1 焊接工程理論基礎,11.1.2 焊接冶金過程,11.1 焊接工程理論基礎,1.焊接的冶金過程 電弧焊時，工件和焊條受到高溫電弧作用而熔化形成熔池，熔池中的液體金屬與周圍的熔渣及空氣接觸，產生復雜、激烈的化學反應稱為冶金過程。焊縫的形成，實質是一次金屬的再熔煉過程。,1

6、1.1.2 焊接冶金過程,O2 2O 發生氧化反應，焊縫性能降低； N2 2N 高溫熔入液態金屬，冷卻后形成氣孔; H2O 2H+O 形成氣孔，產生氫脆。,空氣中的O2、N2、H2O在電弧的作用下：,11.1 焊接工程理論基礎,2 .焊接冶金特點,11.1 焊接工程理論基礎,(1)熔池溫度高，金屬強烈的燒損和蒸發。同時 周圍又被冷金屬包圍，常使焊件產生應力、變形和開裂。 (2)金屬的熔池體積很小（約23cm3）周圍是冷金屬，所以熔池處于液態的時間很短（10s左右）,各種冶金反應進行的不充分。化學成分不均勻，且氣體和雜質來不及浮出，易產生氣孔夾雜等缺陷。,11.1.2 焊接冶金過程,保證焊縫質量

7、措施：,減少有害元素進入熔池,消除已進入熔池的有害元素，降低焊縫中氧、硫、磷的含量，增加金屬元素。,11.1 焊接工程理論基礎,11.1.3 焊接接頭的組織和性能,1焊縫區（熔化區） 2熔合區（半熔化區） 3熱影響區 4母材,1、低碳鋼焊接接頭的組成：,低碳鋼焊接接頭的組織,11.1 焊接工程理論基礎, 焊縫的組織和性能,鑄態組織，性能可以達到要求。熔化焊時，焊縫處于熔化狀態，然后凝固結晶，是一個鑄造組織。為粗大的柱狀晶，成分不均勻、焊縫中心區容易偏析低熔點的含硫磷的夾雜。雖然焊縫金屬為粗大的柱狀晶，成分偏析，組織不致密，但如果焊接過程中嚴格控制化學成分，減少碳、硫、磷等雜質的含量和通過滲入有

8、益的合金元素(如錳、硅)可使焊縫金屬的力學性能不低于母材金屬。,11.1 焊接工程理論基礎, 熔合區的組織和性能,成分不均勻，組織粗大，機械性能很低。加熱溫度介于液、固兩相線之間，加熱時金屬處于半熔化狀態。其成分不均勻，組織粗大，塑性、韌性極差，是焊接接頭中性能最差的區域。因此盡管熔合區很窄(僅0.1-1mm)，但仍在很大程度上決定著焊接接頭的性能，是接頭裂紋和脆性破壞的發源地。,11.1 焊接工程理論基礎,過熱區（1100 至固相線）： 組織粗大，機械性能很低。過熱區金屬的塑、韌性很低，尤其是沖擊韌性較低，是熱影響區中性能最差的區域。, 熱影響區的組織和性能,11.1 焊接工程理論基礎,正火

9、區（Ac31100）： 晶粒細小，機械性能高。正火區是焊接熱影響區內相當于受到正火熱處理的那一部分區域。低碳鋼此溫度下，母材金屬中形成細小的奧氏體組織，冷卻后獲得細小面均勻的鐵素體加珠光體組織。因此正火區的力學性能高于未經正火處理的母材。, 熱影響區的組織和性能,11.1 焊接工程理論基礎,部分相變區（Ac1Ac3）： 晶粒不均勻，機械性能低。該區僅部分組織發生相變，冷卻后晶粒大小不均勻，力學性能比母材要差。, 熱影響區的組織和性能,11.1 焊接工程理論基礎,熔合區、過熱區是焊接接頭中性能最差的薄弱的部位，對焊接接頭組織和性能的不利影響最顯著，往往是焊接結構破壞的發源地，易產生裂紋和局部脆性

10、破壞。,11.1 焊接工程理論基礎,2、影響焊接接頭性能的因素,焊接材料（焊條、焊絲、焊劑） 直接影響焊縫的成分和性能。 焊接工藝（焊接電流、電壓、速度） 在保證焊接質量的前提下，采用小電流、快速焊，可減少熱影響區的寬度。,11.1 焊接工程理論基礎,2、影響焊接接頭性能的因素,焊接方法（熱源不同、保護效果不同）,11.1 焊接工程理論基礎,0.81.2,2、影響焊接接頭性能的因素,焊后熱處理（正火后細化晶粒） 碳素鋼和低合金鋼焊后進行正火處理，可細化接頭各區域組織，改善焊接接頭力學性能。,11.1 焊接工程理論基礎,11.1.4 焊接變形和焊接應力,造成焊件的尺寸、形狀變化； 矯正變形會使性

11、能降低，成本增加； 焊接應力會降低承載能力； 引起焊接裂紋； 應力衰減會產生變形。,1、焊接變形和殘余應力的不利影響,11.1 焊接工程理論基礎,2、焊接變形和殘余應力產生原因,在焊接過程中，對焊件進行局部的不均勻加熱和冷卻，會產生焊接應力和變形。下圖為平板對接焊縫的應力和變形過程示意圖.,11.1 焊接工程理論基礎,3、焊接變形的基本形式,11.1 焊接工程理論基礎,3、焊接變形的基本形式,11.1 焊接工程理論基礎,焊前預熱及焊后熱處理； 選擇合理的焊接順序； 錘擊焊縫法； 反變形法； 剛性固定法； 采用機械矯正和火焰矯正。,4、減少焊接應力與變形的工藝措施,11.1 焊接工程理論基礎,焊

12、前預熱及焊后熱處理： 是減小焊接應力最有效的措施。焊前將焊件預熱到400以下，然后進行焊接。預熱的目的是減小焊縫區金屬與周圍金屬的溫差，使各部分膨脹與收縮量較均勻，從而減小焊接應力，同時還能使焊接變形減小。,4、減少焊接應力與變形的工藝措施,11.1 焊接工程理論基礎,焊前預熱及焊后熱處理： 焊后熱處理采用去應力退火工藝，可以消除大部分焊接應力，主要通過金屬高溫時強度下降和蠕變現象松弛焊接應力。一般通過去應力退火可消除焊接應力的80%90%。,4、減少焊接應力與變形的工藝措施,11.1 焊接工程理論基礎,加熱減應區： 加熱減應區實際上是部分預熱所謂減應區是妨礙焊縫變形的區域，減應區受熱后伸長，

13、減少對焊接部位的拘束，冷卻時，焊縫與減應區同時可以比較自由的收縮,使焊接應力與變形降低。,4、減少焊接應力與變形的工藝措施,11.1 焊接工程理論基礎,加熱減應區：,4、減少焊接應力與變形的工藝措施,11.1 焊接工程理論基礎,選擇合理的焊接順序： 先焊收縮量大的焊縫，減少焊接殘余應力。 拼焊時，先焊錯開的短焊縫，后焊直通的長焊縫。,4、減少焊接應力與變形的工藝措施,11.1 焊接工程理論基礎,選擇合理的焊接順序：,11.1 焊接工程理論基礎,選擇合理的焊接順序：,11.1 焊接工程理論基礎,小電流，快速焊： 采用小電流，快速焊，以減小熱量輸入，可減小殘余應力。另外，對厚大焊件采用多層多道焊，

14、也可減小焊接應力。,11.1 焊接工程理論基礎,錘擊焊縫法： 每焊一道焊縫后，當焊縫仍處于高溫時對焊縫進行均勻適度的錘擊使縫焊金屬在高溫塑性較好時得以延伸，補償部分收縮，從而減小應力和變形。焊后拉伸工件可使焊縫伸長，徹底消除殘余應力、適合于塑性好的材料。振動可使應力得到部分釋放。,4、減少焊接應力與變形的工藝措施,11.1 焊接工程理論基礎,焊接變形的防止與矯正： 合理地選擇焊縫的尺寸和形式，焊縫的截面和長度盡可能小，減少不必要的焊縫，焊縫的布置和坡口型式盡可能對稱，這樣，加熱少，變形小。采用能量集中的熱源，對稱焊、分段焊、多層多道焊 。,4、減少焊接應力與變形的工藝措施,11.1 焊接工程理

15、論基礎,11.1 焊接工程理論基礎,11.1 焊接工程理論基礎,跳焊法,逐步退焊法,反變形法： 在焊接前根據經驗，判斷結構在焊接可能產生的變形大小和方向，然后在裝配時預先使接頭產生一個方向相反、數值相等的反變形，以抵消結構的正常變形。,4、減少焊接應力與變形的工藝措施,11.1 焊接工程理論基礎,反變形法：,4、減少焊接應力與變形的工藝措施,11.1 焊接工程理論基礎,剛性固定法： 采用工裝夾具或定位焊固定等方式來控制焊接變形，能有效防止角變形和波浪變形。,4、減少焊接應力與變形的工藝措施,11.1 焊接工程理論基礎,剛性固定法,11.1 焊接工程理論基礎,用于塑性好，沒有淬硬傾向的鋼 。,用

16、于塑性好的低碳鋼和普通合金鋼 。,機械矯正與火焰矯正,11.1 焊接工程理論基礎,8.1.5 焊接質量檢驗,（1）外觀缺陷：焊縫外形尺寸不合要 求、焊瘤、咬邊、未焊透等； （2）內部缺陷：氣孔、夾渣、裂縫等。 其中以條狀夾渣、未焊透、裂縫 和氣孔的危害最大。,1、焊接接頭缺陷分析,11.1 焊接工程理論基礎,11.1 焊接工程理論基礎,11.1 焊接工程理論基礎,11.1.5 焊接質量檢驗,（1）過程： 焊接質量檢驗包括焊前檢驗，焊接生產 過程中的檢驗及焊后成品檢驗。 （2）方法： 破壞性檢驗和非破壞性檢驗兩類。,2、焊接質量檢驗,11.1 焊接工程理論基礎,11.1.5 焊接質量檢驗,非破壞

17、性檢驗有外觀檢驗、磁粉檢驗、著色檢驗、超聲波檢驗、X射線檢驗、密封性檢驗和水壓試驗等。 破壞性檢驗有機械性能試驗、化學分析與金相組織檢驗等。 各種檢驗方法都有其適用范圍，應根據焊接結構的技術要求，選擇經濟而有可靠的焊接檢驗方法。,11.1 焊接工程理論基礎,11.2 常用的焊接方法,11.2 常用的焊接方法, 手工電弧焊 埋弧自動焊 氣體保護焊 電渣焊 電阻焊 釬焊,11.2.1 手工電弧焊,1、焊接過程,(3) 當電弧向前移動時, 熔池冷卻凝固而新的熔池不斷產生, 形成連續的焊縫。,(1) 電弧在焊條與被焊件之間 燃燒, 電弧熱使工件和焊條同時熔化成熔池;,(2) 電弧使焊條的藥皮熔化或燃燒

18、, 產生熔渣和氣體, 對熔化金屬和熔池起保護作用；,11.2 常用的焊接方法,2、手工電弧焊的特點,優點：,設備簡單，操作靈活，適應性強。,缺點：,生產效率低，勞動強度大，質量不易保證。,電焊機：,直流電焊機：引弧容易，電弧穩定，焊接質量好 交流電焊機：結構簡單，使用可靠，維修方便 正接法厚板 反接法薄板，有色金屬,11.2 常用的焊接方法,作電極傳導電流，產生電弧 作填充金屬（調整成分）,3、電焊條,焊條的組成: 手工電弧焊的焊條由焊芯和藥皮兩部分組成。,焊芯的作用：,專用焊接金屬絲,由多種礦石粉鐵合金配成,11.2 常用的焊接方法,機械保護作用(產生氣體和形成熔渣，使熔池金屬與大氣隔離)

19、冶金處理（熔渣，保證焊縫金屬脫氧、脫硫、脫磷等） 改善焊接工藝性（引弧燃燒穩定）,3、電焊條,藥皮的作用：,11.2 常用的焊接方法,碳鋼焊條 低合金鋼焊條 不銹鋼焊條 鑄鐵焊條 堆焊焊條 鎳和鎳合金焊條 銅和銅合金焊條 鋁和鋁合金焊條,酸性焊條（SiO2、MnO等） 堿性焊條（CaCO3、CaF2等）, 焊條的種類,種類,按用途分,按熔渣性質分,11.2 常用的焊接方法,4、堿性焊條和酸性焊條的特性,酸性焊條 熔渣以酸性氧化物為主，生成氣體主要為H2和CO，各占50左右，凈化焊縫能力差，焊縫含氫量高，韌性較差。但酸性焊條電弧穩定，焊縫成形良好，使用方便，一般用于焊接不受沖擊作用的焊接結構。普

20、通低碳鋼,11.2 常用的焊接方法,4、堿性焊條和酸性焊條的特性,熔渣以堿性氧化物和螢石為主，生成氣體主要為CO2和CO，氫含量小于5，還原性強，凈化焊縫能力強，合金元素過渡效果好，焊縫含氫量低、韌性好。堿性焊條一般用于焊接重要結構，采用直流電源。但價格高，工藝性差，焊縫成形較差，焊前烘干，焊時保持通風良好。,堿性焊條：,11.2 常用的焊接方法, 焊條的型號：,碳鋼焊條 (GB5117-95): E 4 3 0 3 , E 5 0 1 5 , E 5 0 1 6 .,藥皮類型（酸、堿），電流種類,焊接位置（平、橫、立、仰）,抗拉強度 430 MPa,焊條, 焊條牌號（結構鋼焊條）： J422

21、 ( E4303 ) , J507 (E5015) , J506 (E5016),11.2 常用的焊接方法,5、焊條的選用,焊縫和母材具有相同水平的使用性能。,原則：,例：16 Mn ,抗拉強度520 Mpa , 可選用E5003 (J502), E5015 (J507), E5016 (J506),不銹鋼、耐熱鋼焊條 按相同成分選擇焊條 結構鋼焊條 按等強原則選相同強度等級焊條,11.2 常用的焊接方法,11.2.2 埋弧自動焊,11.2 常用的焊接方法,1. 埋弧自動焊的焊接過程,自動焊焊接動作由機械裝置自動完成。 埋弧焊電弧在顆粒狀焊劑層下燃燒進行焊接。,焊車,焊絲,焊劑,11.2 常用

22、的焊接方法,自動焊小車,埋弧焊生產,11.2 常用的焊接方法,2. 埋弧自動焊的特點與應用,生產效率高 （比手弧焊提高510倍） 焊接質量好 （ 焊縫內氣孔、夾渣少，焊縫美觀） 成本低 （省工、省時、省料） 勞動條件好 （無弧光,、飛濺, 勞動強度低） 適應性差 （平焊、長直焊縫和較大直徑的環縫） 焊接設備復雜，焊前準備工作嚴格,應用：,成批生產、中厚板結構的長直焊縫和較大直徑的環縫，如鍋爐、壓力容器、船舶等。,特點：,11.2 常用的焊接方法,壓力容器環縫和縱縫的埋弧自動焊,縱縫,環縫,壓力容器焊接生產,11.2 常用的焊接方法,11.2.3 氣體保護焊,保護氣體,氬氣 CO2,氬弧焊,CO

23、2氣體保護焊,11.2 常用的焊接方法,1、氬弧焊,鎢極,金屬極,11.2 常用的焊接方法, 鎢極氬弧焊,焊接電流不能過大，只能焊4mm以下的薄板； 焊接鋼材板：直流正接法； 焊鋁、鎂合金：直流反接法或交流電源。,鎢極熔點高， 發射電子能力強,直流正接 ： 鎢極燒損小。 直流反接 ： 鎢極燒損大,電弧不穩，但有“陰極破碎”作用（焊鋁時有利）。,應用,11.2 常用的焊接方法, 熔化極氬弧焊,1、以連續送進的金屬絲做 電極并填充焊縫； 2、焊接電流較大,生產效率高， 適用較厚（825mm）的焊件； 3、采用直流反接，電弧穩定，焊鋁時有“陰極 破碎”作用; 4、 可采用自動焊或半自動焊。,11.2

24、 常用的焊接方法, 氬弧焊特點,1) 保護效果好，電弧穩定，焊接質量好； 2) 電弧熱量集中，熱影響區小，焊后變形小； 3) 可全方位焊接，便于觀察、易于自動控制； 4) 氬氣成本高，一般情況下不采用。,用于焊接易氧化的有色金屬、合金鋼和不銹鋼。,應用,11.2 常用的焊接方法,2、 CO2氣體保護焊, CO2氣體保護焊的焊接過程,CO2,電弧,CO + O,使金屬氧化，合金元素燒損，不能焊接有色金屬和合金鋼。,用于低碳鋼、低合金鋼薄板的焊接。必須采用含脫氧劑的焊絲H08Mn2SiA，直流反接。,應用,11.2 常用的焊接方法, CO2氣體保護焊的特點,成本低 （為埋弧焊和手弧焊的40%50%

25、） 效率高 （電流密度大，熔深大，焊接速度快） 焊接質量好 （有氣流冷卻，熱影響區小，變形小） 采用氣體保護，能全位置焊接 焊縫成形差，飛濺大 設備使用維修不方便,11.2 常用的焊接方法,氬弧焊,CO2氣體保護焊,11.2 常用的焊接方法,11.2.4 電渣焊,利用電流通過液體溶渣所產生的電阻熱熔化焊件和焊絲進行焊接的方法。 分為絲極電渣焊、板極電渣焊和熔嘴電渣焊等。,11.2 常用的焊接方法,1電渣焊的工藝過程 焊前將焊件垂直放置，使焊縫直立，在接觸連接面之間預留2040mm的間隙。連接面兩側裝有水冷銅滑塊，在工件的底部加裝引弧板，在頂部加裝引出板。這樣，在焊接前先在焊接部位形成一個封閉的

26、空間。 焊接時，電弧熔化焊劑和焊絲，形成渣池和熔池。渣池密度小，浮在熔池上面。渣池形成后，迅速將焊絲插入渣池中，并降低焊接電壓，使電弧熄火，開始電渣焊。電流流經熔渣時產生大量的熱，溫度高達2000，將焊絲和和焊件邊緣熔化，隨著焊絲的不斷送進，熔池上升熔池底部的金屬冷卻結晶形成焊縫。,11.2 常用的焊接方法,生產率高（板厚 40mm的焊接一次焊成） 焊縫缺陷少,焊接質量好（不易產生氣孔、夾渣和裂紋） 成本低（省電和省熔劑） 焊件需正火熱處理 (熱影響區較大,組織粗大),2. 電渣焊的特點,11.2 常用的焊接方法,11.2.5 電阻焊,電阻焊分類：點焊、縫焊、對焊。,是利用焊件接觸面的電阻熱，

27、將焊件局部加熱到塑性或熔化狀態，在壓力下形成接頭的焊接方法。,閃光對焊,電阻對焊,縫焊,點焊,11.2 常用的焊接方法,電阻焊特點,焊接電壓低，電流大，生產率高； 不需要填充金屬，焊接變形小； 勞動條件好，操作簡單，易于實現自動化生產； 焊接設備復雜，投資大； 適用于大批量生產； 對焊件厚度和接頭形式有一定限制。,11.2 常用的焊接方法,點焊過程：,加壓,通電,斷電,去除壓力,形成熔核,凝固,1、點焊,點焊接頭形式：,11.2 常用的焊接方法,點焊主要適用于薄板沖壓結構和鋼筋構件。,點焊的應用,點焊過程,手提點焊,11.2 常用的焊接方法,汽車點焊,防止分流： 兩焊點間應有一定距離。,分流現

28、象,11.2 常用的焊接方法,2、縫焊,與點焊相同，只是采用滾輪做電極，邊焊邊滾。,特點：焊點互相重疊，分流現 象嚴重。焊件厚度3mm。,應用：有密封要求的薄壁結構,11.2 常用的焊接方法,11.2 常用的焊接方法,3、對焊,電阻對焊：端面加工要求高，質量不易保證。,閃光對焊：對端面加工要求低，質量較高，用于重要零件的焊接。,桿狀零件的對接，如刀具、管子、鋼軌、鋼筋、異種金屬。（端面形狀尺寸要相同或相近）,應用：,11.2 常用的焊接方法,對焊生產,11.2 常用的焊接方法,11.2.6 釬焊,是利用低熔點的釬料作填充金屬， 加熱熔化后滲入固態焊件間的間隙內，將焊件連接起來的焊接方法。,接頭

29、形式,11.2 常用的焊接方法,1、焊接過程,將工件和釬料適當加熱（烙鐵、火焰、爐子、電阻、高頻加熱）； 釬料熔化，借助毛細管的作用被吸入和充滿間隙； 被焊金屬和釬料在間隙內相互擴散； 凝固后，形成釬焊接頭。,11.2 常用的焊接方法,2、釬焊分類,11.2 常用的焊接方法,3、釬焊特點,加熱溫度低，變形也小。接頭光滑平整，工件尺寸精確； 釬焊接頭強度低； 可焊接性能差異很大的異種金屬, 對工件厚度無限制； 可整體加熱，同時釬焊由多條焊縫組成的復雜形狀構件，生產率高； 釬焊設備簡單，生產投資費用少。,11.2 常用的焊接方法, 金屬材料的焊接性 碳素鋼和普低鋼的焊接 不銹鋼的焊接 鑄鐵的焊補

30、鋁及鋁合金的焊接,11.3 常用金屬材料的焊接,11.3.1 金屬材料的焊接性,1、焊接性的概念,金屬焊接性是指在一定的焊接工藝條件下，獲得優質焊接接頭的難易程度。,影響焊接性的因素：,形成焊接缺陷的敏感性（裂紋） 使用性能（機械性能）,金屬材料本身性質 焊接方法、焊接材料、焊接工藝,11.3 常用金屬材料的焊接,2、鋼的焊接性評價方法碳當量,CE 0.4%時，冷裂紋傾向不明顯, 焊接性良好； CE 0.4%0.6%時，冷裂傾向明顯，焊接性較差； CE 0.6%時，冷裂傾向很強, 焊接性很差。,碳、合金元素含量,焊接性,碳當量：,CE =C+Mn/6+(Cr+Mo+ V) /5+ (Ni+Cu

31、)/15,碳鋼及低合金鋼,碳當量越高，焊接性越差,11.3 常用金屬材料的焊接,11.3.2 碳素鋼和普通低合金鋼的焊接,1、碳鋼的焊接,CE 0.4% ，焊接性良好。各種焊接方法都能獲得優質焊接接頭。,低碳鋼：,中碳鋼：,CE 0.4%，冷裂傾向很強，焊接性較差。 焊前預熱150250，焊后緩冷。 采用細E5015焊條、小電流、開坡口、多層多道焊，降低焊縫的含碳量。,焊接裂紋產生？,內部條件：碳當量CE 外部條件：環境溫度,11.3 常用金屬材料的焊接,2、低合金結構鋼的焊接,焊接方法:,a.一般用手工電弧焊、埋弧自動焊 b.板厚 40mm時，用電渣焊 c.批量大時，用CO2氣體保護焊,16

32、Mn的焊接:,CE= 0.4%焊接性良好，不需預熱,板厚 3238mm,環境溫度低時，需預熱,重要結構（鍋爐、壓力容器）焊后應消除應力退火,11.3 常用金屬材料的焊接,11.3.3 不銹鋼的焊接,馬氏體不銹鋼 奧氏體不銹鋼 鐵素體不銹鋼,不銹鋼的種類,（Cr13型） （Cr18Ni9型） （Cr17型）,焊接性較差（冷裂紋和淬硬脆化）,焊前預熱，焊后緩冷及熱處理，采用奧氏體不銹鋼焊條。,焊接性良好,焊接性較差（過熱晶粒引起脆化和裂紋）,低溫預熱（ 150 ）減少高溫停留時間,11.3 常用金屬材料的焊接,11.3.4 鑄鐵的焊補,易產生白口組織和淬火組織; 鑄鐵強度低、塑性差，易產生裂紋; 鑄鐵碳、硅含量高，易產生氣孔和夾渣缺陷.,鑄鐵的焊接性,鑄鐵碳含量高，雜質多，塑性差，故焊接性差。,鑄鐵補焊的問題：,鑄鐵的補焊方法： 熱焊、冷焊,11.3 常用金屬材料的焊接,1、熱焊, 鑄件預熱到600700進行焊接，焊后緩冷。,焊接方法： 氣焊、手工電弧焊（鑄鐵焊條）,補焊質量好，成本高，勞動條件差，生產率低。,中等厚度鑄件及焊后要加工的復雜、重要的鑄件, 如：內燃機缸蓋、氣缸體、機床床身等。,特點：,應用：,11.3 常用金屬材料的焊接,2、冷焊, 鑄件一般不預熱或較低溫度預熱。,特點：