常用金属材料的焊接及工艺.ppt

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1、第四节常用金属材料的焊接一、金属材料的焊接性1、焊接性的概念是指被焊金属在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。焊接性是一个相对的概念。如：Al、Ti2、焊接性的评定指标材料经焊接后焊接接头产生缺陷的倾向性大小，如裂纹，（工艺焊接性）；焊接接头在使用中的可靠性，包括焊接接头的力学性能和其它特殊性能，（使用焊接性）。焊接性通常通过抗裂性试验、力学性能试验等确定。3、钢材焊接性的评定方法钢材焊接性的影响因素：（1）材料的化学成分：Wc↑→焊接性↓接头淬硬程度是引起焊接裂纹的原因。（2）焊接方法，焊接材料，焊件结构间接判断法：

2、用碳当量评价钢的焊接性碳当量的定义：指把钢中合金元素（包括碳）的含量按其作用换算成碳的相当含量。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。焊接学会推荐的碳钢和低合金高强钢CE计算公式为：根据经验分析：1）C当量＜0.4%时，焊接性好。一般的焊接工艺条件下，不会产生裂纹;厚大件或在低温焊接时需预热；2）C当量=0.4～0.6%时，塑性降低，淬硬倾向逐渐明显，焊接性较差。需焊前预热，采取工艺措施；3）C当量＞0.6%时，塑性差，淬硬倾向大，焊接性差。焊接前、中、后需都需采取措施。练习：试比较下列钢材的焊接性09Mn2Cu的碳当

3、量为：09MnV的碳当量为：14MnMoV的碳当量为：Ceq值越大，焊接性差；且工件板厚越厚，焊接性差。1、碳钢的焊接低碳钢的焊接1）焊接性：焊接性良好——Wc<0.25%，CE<0.4%，一般不会产生淬硬、冷裂倾向。2）焊接工艺：一般不需要预热，不需要特殊的焊接工艺措施，焊后也不需要进行热处理；对于在低温焊接时或厚大件（>50mm）需预热或焊后热处理。二、常用钢材的焊接手工电弧焊时，根据母材强度等级一般选用酸性焊条E4303(J422)、E4320(J424)等；承受动载荷、结构复杂的厚大焊件，选用抗裂性好的碱性焊条E4351(J

4、427)、E4316(J426)等。埋弧焊时，一般选用焊丝H08A或H08MnA配合焊剂HJ431。2）中碳钢焊接的主要特点（存在问题）：中碳钢的焊接：焊接性较差1）焊接性：Wc=0.25～0.6%C当量≥0.4～0.6%可焊性较差，随C↑，由中变差。1）“HAZ”区产生淬硬组织M及冷裂纹；2）焊缝金属易产生热裂纹。防止裂纹（冷裂、热裂）工艺措施：1）选用抗裂性能好的低H型焊条J506、J507等2）焊前预热；↓应力、↓冷速Wc<0.45%预热150～250℃；C、件厚↑,预热250～350℃。2、低合金结构钢的焊接焊接结构中，用得

5、最多的是低合金结构钢。主要用于建筑结构和工程结构，如压力容器、锅炉、桥梁、船舶、车辆和起重机械等。(1)焊接主要问题如下:①热影响区有淬硬倾向:淬硬程度与钢材的化学成分和强度级别有关。普低钢以热轧或正火状态供应，按σs分六级：300、350、400低等级（强度）普低钢或低合金钢450、500、550高等级（强度）普低钢或低合金钢1、300、350、400低等级（强度）焊接特点：C当量<0.4%焊接性良好。300级与Q235A(A3)几乎无差别。16Mn（Q345为350级）可与低碳钢同等对待。等级↑，“HAZ”区淬硬倾向↑，但只要规

6、范得当（低H型焊条、预热150～250℃、板厚>20mm焊后热处理）仍可得良好的质量。2、450、500、550高等级（强度）焊接特点：C当量=0.40～0.50%焊接性稍差。淬硬倾向增加，热影响区容易产生马氏体组织，硬度明显增高，塑性和韧度则下降。2、低合金结构钢的焊接强度级别高，易出现冷裂纹；级别↑，裂纹加剧。影响冷裂纹的因素三方面：焊缝及“HAZ”的含H量；（重要因素）“HAZ”的淬硬程度；接头处残余应力大小。（又称延迟裂纹）②焊接接头的裂纹倾向：2、低合金结构钢的焊接(1)焊接主要问题如下:①热影响区有淬硬倾向:(2)低合金

7、结构钢焊接生产中采取的措施：1.强度级别低，一般和低碳钢一样；2.对锅炉、压力容器等重要构件，当厚度大于20mm时，焊后必须进行退火处理，以消除应力。3.强度级别高，焊前一般均需预热；焊接时，应调整焊接参数，以控制热影响区的冷却速度。焊后还应进行热处理以消除内应力。2、低合金结构钢的焊接三、铸铁件的焊补为修补铸件的缺陷而进行的焊接称为补焊。1、铸铁的焊接特点1）接头易产生白口组织及淬硬组织：局部加热，冷速快3）铸铁含碳量高，焊接时易生成CO2和CO气体，产生气孔。2）易产生裂缝：铸铁强度低，塑性差；杂质含量高4）流动性好，液体易流失

8、，只适用平焊。1）热焊法焊前将工件局部或整体预热到600～700℃，焊后缓慢冷却。特点是：焊补质量好，但生产率低，成本高，劳动条件差，一般用于重要铸件。铸铁的焊补一般采用气焊和手工电弧焊2、铸铁的补焊工艺2）冷焊法焊前工件不预热或只进