常用金属材料的焊接一、碳钢的焊接 1. 低碳钢的焊接 焊接性良好, 焊接性良好,CE<0.4 焊接方法、 焊接方法、工艺与焊接材料选择酸性焊条E4303(J422)、 )、E4320 焊条电弧焊 :酸性焊条 ( )、 J424) 承受动载荷、结构复杂的厚大焊件, (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E4315(J427)、 )、E4316 选用抗裂性好的碱性焊条 ( )、 (J426)等 ) 埋弧焊:焊丝H08A或H08MnA配合焊剂 配合焊剂HJ431。 埋弧焊:焊丝 或 配合焊剂 。 电渣焊:焊后应进行正火处理。 电渣焊:焊后应进行正火处理。 板厚大于50mm,在低于 ℃的环境温度焊接时, 板厚大于 ,在低于0℃的环境温度焊接时, 应预热100~150℃。 应预热 ~ ℃
2. 中、高碳钢的焊接焊接性差: 焊接性差:CE>0.4% ,热影响区组织淬硬倾 向增大, 向增大,较易出现裂纹和气孔 焊接工艺要点: 焊接工艺要点:– 预热:35、45钢,焊前应预热 预热: 、 钢 焊前应预热150~250℃ ℃ – 焊后热处理 – 冶金保护 ,焊接中碳钢采用 焊接中碳钢采用J507焊条。 焊条。 焊接中碳钢采用 焊条 –开坡口并采用细焊条,小电流,多层焊等 开坡口并采用细焊条, 开坡口并采用细焊条 小电流,
焊接方法、 焊接方法、工艺与焊接材料选择–高碳钢一般只用于破损工件的焊补 ,通常采用焊条 高碳钢一般只用于破损工件的焊补 电弧焊或气焊 –无法预热,应选用奥氏体不锈钢焊条 无法预热, 无法预热
二、低合金结构钢的焊接碳钢基础上加入总量不超过5%的合金元素, 碳钢基础上加入总量不超过 %的合金元素, 以提高强度并保证一定塑韧性, 以提高强度并保证一定塑韧性,或使钢具有某 些特殊性能。 些特殊性能。 强度用钢 –热轧及正火钢:σs =294~490MPa 热轧及正火钢: 热轧及正火钢 –低碳调质钢:σs =441~980MPa 低碳调质钢: 低碳调质钢 –中碳调质钢:σs =880~1176MPa 中碳调质钢: 中碳调质钢 – 强度级别较低的普低钢的焊接近于低碳钢; 强度级别较低的普低钢的焊接近于低碳钢; 级别高的普低钢焊接冷裂倾向大、焊接性差, 级别高的普低钢焊接冷裂倾向大、焊接性差, 一般要预热,见表3- 。 一般要预热,见表 -9。 特殊性能钢 –低温钢 低温钢 –耐热钢 耐热钢 –耐蚀钢 耐蚀钢
1.强度用钢焊接
2.专用钢焊接为基础的低、 珠光体耐热钢 :以Cr,Mo为基础的低、中合金钢 , 为基础的低 –碳当量数值约为 碳当量数值约为0.45%~0.90%,焊接性较差 碳当量数值约为 , –焊条电弧焊:选用与母材成分相近的焊条,预热温 焊条电弧焊: 焊条电弧焊 选用与母材
成分相近的焊条, 度150~400℃,焊后应及时进行高温回火处理。 ℃ 焊后应及时进行高温回火处理。
低温钢: 量较高的5Ni, 低温钢:含Ni量较高的 ,9 Ni钢等 量较高的 钢等–焊前不需预热 焊前不需预热 –焊条成分要与母材匹配 焊条成分要与母材匹配 –焊接线能量输入要小 焊接线能量输入要小 –焊后回火注意避开“回火脆性区” 焊后回火注意避开“ 焊后回火注意避开 回火脆性区”
耐蚀钢: 耐蚀钢:–除P含量较高的钢以外,其它耐蚀钢焊接性较好, 除 含量较高的钢以外 其它耐蚀钢焊接性较好, 含量较高的钢以外, 不需预热或焊后热处理等。 不需预热或焊后热处理等。 –选择与母材相匹配的耐蚀焊条。 选择与母材相匹配的耐蚀焊条。 选择与母材相匹配的耐蚀焊条
三、不锈钢焊接 Stainless Steel奥氏体型不锈钢: , 元素含量较高 含量低 元素含量较高, 奥氏体型不锈钢:Cr,Ni元素含量较高,C含量低– 焊接性良好,焊接时一般不需要采取工艺措施 。 焊接性良好, –焊条、焊丝和焊剂的选用应保证焊缝金属与母材成 焊条、 焊条 分类型相同 –采用小电流、快速不摆动焊,焊后加大冷速 采用小电流、 采用小电流 快速不摆动焊, –接触腐蚀介质的表面应最后施焊 接触腐蚀介质的表面应最后施焊
铁素体型不锈钢– 热影响区中的铁素体晶粒易过热粗化 –焊前预热温度应在 ℃以下 焊前预热温度应在150℃ 焊前预热温度应在 –采用小电流、快速焊等工艺,以降低晶粒粗大倾向。 采用小电流、 采用小电流 快速焊等工艺,以降低晶粒粗大倾向。
马氏体型不锈钢: 马氏体型不锈钢:– 焊后淬硬倾向大,易出现冷裂纹 焊后淬硬倾向大, –焊前预热温度 焊前预热温度200~400℃ 焊前预热温度 ℃ –焊后要进行热处理,否则应选用奥氏体不锈钢焊条 焊后要进行热处理, 焊后要进行热处理
四、铸铁的焊补焊接接头易生成白口组织和淬硬组织,难以机加工; 焊接接头易生成白口组织和淬硬组织,难以机加工; 焊接接头易出现裂纹。 焊接接头易出现裂纹。
1. 不预热焊法工艺:焊前工件不预热(或局部预热至 工艺:焊前工件不预热(或局部预热至300~400℃,也 ~ ℃ 称半热焊,焊后缓冷)。 称半热焊,焊后缓冷)。 焊补方法:焊条电弧焊。 焊补方法:焊条电弧焊。 焊条选择依据:保证焊缝中碳、 焊条选择依据:保证焊缝中碳、硅含量合适而不致生成 白口组织或使焊缝组织为塑性好的非铸铁型组织, 白口组织或使焊缝组织为塑性好的非铸铁型组织, 并保证焊后工件的加工性能和使用性能。 并保证焊后工件的加工性能和使用性能
。 镍基铸铁焊条主要用于重要铸铁件 纯铁芯和低碳钢芯铸铁焊条适于非加工面或刚度 小的小型薄壁件的焊补 特点:生产率高,劳动条件好, 特点:生产率高,劳动条件好,工件焊补成本低
2. 热焊法工艺:把工件预热至 工艺:把工件预热至600~700℃,并在此温度下 ℃ 施焊,焊后缓冷或在600~700℃保温消除应力。 施焊,焊后缓冷或在 ℃保温消除应力。 焊补方法:焊条电弧焊和气焊。 焊补方法:焊条电弧焊和气焊。 焊条电弧焊:适于中等厚度以上(>10mm)的 焊条电弧焊:适于中等厚度以上(> (> ) 铸铁件,选用铁基铸铁焊条或低碳钢芯铸铁焊条。 铸铁件,选用铁基铸铁焊条或低碳钢芯铸铁焊条。 气焊:适于10mm以下薄件为防止烧穿,选用铁 以下薄件为防止烧穿, 气焊:适于 以下薄件为防止烧穿 基铸铁焊丝并配合焊剂使用。 基铸铁焊丝并配合焊剂使用。
特点:热焊法劳动条件差, 特点:热焊法劳动条件差,一般用于焊补后还需 机械加工的复杂、重要铸铁件, 机械加工的复杂、重要铸铁件,
五、非铁金属的焊接1. 铝及铝合金的焊接 铝及铝合金的焊接性–极易氧化 极易氧化 –易生成气孔 易生成气孔 –熔融状态难控制 熔融状态难控制
焊接方法–氩弧焊:“阴极破碎”作用可解决氧化问题,惰性 氩弧焊: 阴极破碎”作用可解决氧化问题, 氩弧焊 气体保护等措施可以解决气孔问题。 气体保护等措施可以解决气孔问题。 –电阻焊、钎焊: 电阻焊、 电阻焊 钎焊: –气焊:焊接质量要求不高的工业纯铝和防锈铝合金 气焊: 气焊 2mm以下薄板 2mm以下薄板 –焊前要严格清洗焊件、焊丝,并一定要干燥后再焊 焊前要严格清洗焊件、 焊前要严格清洗焊件 焊丝,
2.铜及铜合金的焊接 2.铜及铜合金的焊接铜及铜合金的焊接性–难熔合及易变形 难熔合及易变形 –热裂纹倾向大 热裂纹倾向大 –易产生气孔 易产生气孔
焊接工艺特点: 焊接工艺特点:–强热源设备和焊前预热(150~550℃) 强热源设备和焊前预热(150~550℃) 强热源设备和焊前预热 –加入脱氧剂,控制氢来源,降低熔池冷速等防止裂 加入脱氧剂, 加入脱氧剂 控制氢来源, 纹、气孔缺陷 –焊后采用退火处理以消除应力 焊后采用退火处理以消除应力
焊接方法: 焊接方法:–氩弧焊:工件厚度<3mm,TIG焊;>12mm,MIG焊;、 氩弧焊:工件厚度<3mm,TIG焊 氩弧焊 厚度 12mm,MIG焊 –气焊黄铜采用弱氧化焰,其他均采用中性焰 气焊黄铜采用弱氧化焰, 气焊黄铜采用弱氧化焰 –埋弧焊:中、厚板长焊缝的焊接 埋弧焊: 埋弧焊 –钎焊: 钎焊: 钎焊
3. 钛及
钛合金的焊接钛及钛合金的焊接性–化学性质非常活泼,极易出现多种焊接缺 化学性质非常活泼, 化学性质非常活泼 陷 –极易吸收各种气体,使焊缝出现气孔 极易吸收各种气体, 极易吸收各种气体
焊接方法:氩弧焊, 焊接方法:氩弧焊,此外还可采用等离 子弧焊、真空电子束焊和钎焊等 子弧焊、真空电子束焊和钎焊等
作业: 作业: 1、名词解释:金属的焊接性; 、名词解释:金属的焊接性 碳当量。 碳当量。 2、下列金属材料焊接时主要 、 问题是什么? 问题是什么?常用什么焊接方 法和焊接材料? 法和焊接材料? 普通低合金钢,中碳钢, 普通低合金钢,中碳钢,珠 光体耐热钢,奥氏体不锈钢。 光体耐热钢,奥氏体不锈钢。