1第8讲金属焊接性能及焊接结构设计

1、 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础机械制造基机械制造基础础金工教研室制造科学与工程学院2004年春季学期第八第八讲讲：金：金属焊属焊接性能及接性能及焊焊接接结构设计结构设计 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础第八第八讲讲：金：金属焊属焊接性能及接性能及焊焊接接结构设计结构设计 简略了解其它焊接方法 电阻焊、摩擦焊、钎焊、电渣焊 真空电子束焊接、激光焊接 常见金属材料的焊接工艺特点 金属材料的焊接性 碳钢 合金结构钢 铸铁 非铁金属及其合金 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础电电阻阻焊焊 电阻热 q=i2rt 特点 生产率高、焊接变形小 操作简便、易实现自动（汽车

2、外壳焊接） 设备复杂、耗电量大 接头形式、工件厚度受到限制 点焊、缝焊、对焊电电阻阻焊焊演示演示 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础点点焊焊 局部高温焊合 分流现象 焊点的分布最小距离限制 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础点点焊焊的接的接头头形式形式 硬规范 软规范 电极压力 表面清洗 接头形式 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础缝焊缝焊 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础对焊对焊 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础对焊对焊接接头头形式形式 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础问题问题 铜及铜合金可以采用电阻焊吗？ 2004 金工教研

3、室机械制造基机械制造基础础摩擦摩擦焊焊摩擦摩擦焊焊演示演示 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础摩擦摩擦焊焊的接的接头头形式形式 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础钎焊钎焊 焊接过程示意图毛细管作用 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础钎焊钎焊 硬钎焊 450以上、接头强度200mpa以上 自行车架、工具、刀具 软钎焊 450以下、接头强度70mpa以下 仪表、导电元件、各种低载荷构件 加热方式 烙铁、火焰、电阻、感应钎焊钎焊演示演示 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础钎焊钎焊的常的常见见接接头头形式形式 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础钎焊钎焊

4、接接头头的比的比较较 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础使用片使用片状状或或丝状丝状的的钎钎科以保科以保证证正确流入接正确流入接缝缝的方法的方法 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础电电渣渣焊焊电电渣渣焊焊演示演示 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础真真空空电电子束子束焊焊接接真真空空电电子束子束焊焊接演示接演示 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础激光激光焊焊接接激光激光焊焊接和接和切割演示切割演示 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础选择焊选择焊接方法接方法 自行车车架 钢窗 家用液化气罐主缝 自行车圈 电子线路板 锅炉壳体 钢轨对接 不锈钢储罐

5、硬钎焊（盐浴）硬钎焊、对焊、电弧焊缝焊缝焊外边、闪光对焊软钎焊埋弧焊、电渣焊闪光对焊等离子弧焊接、氩弧焊 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础金金属属材料的材料的焊焊接性接性 焊接性概念 设定相同（焊接方法、材料、参数、结构） 易焊、难焊：获得优质焊接接头的难易程度 焊接性并非一定 焊接方法、焊接材料、焊接工艺 评定方法 工艺焊接性：出现工艺缺陷的倾向 使用焊接性：使用中的可靠性（力学、特殊性能要求） 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础钢钢材材焊焊接性的估算接性的估算 碳当量计算公式 计算结果 0.6% ：焊接性不好 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础小型抗裂小型抗

6、裂实验实验法法 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础碳钢焊碳钢焊接接 低碳钢（c% 应力、变形开裂 焊条电弧焊、埋弧焊、电渣焊、气体保护焊电阻焊 保证焊接接头与母材等强度 焊条：e4313(j421) e4303(j422) e4315(j427)等 埋弧焊丝/焊剂：h08a(h08mna) / 431 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础碳钢焊接碳钢焊接 中碳钢：c% （0.25% 0.6%） 焊接性变差、淬硬倾向变大 工艺特点： 容易开裂：冷裂纹、热裂纹 必须预热，减小工件各个部分的温差 细焊条、小电流、开坡口多层焊接 焊条电弧焊、电渣焊（厚件） 选择抗裂能力较强的低氢型焊

7、条、等强度 焊条：e5016(j506)、 e6015d1(j607) 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础合金合金钢焊钢焊接接 合金结构钢焊接件较少 工艺与中碳钢近似 低合金结构钢焊接工艺特点 热影响区的淬硬倾向：合金含量大小 焊接接头的裂纹倾向： 冷裂纹倾向大小：含氢量、淬硬程度、应力 热裂纹倾向不大（我国合金都含mn） 强度级别决定工艺 低：同低碳钢 低温大厚度高刚度构件：大电流、慢速、低氢焊条、退火 高：焊前预热、焊后先消氢处理，再退火处理 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础铸铁补焊铸铁补焊 铸铁焊接性很差，只能进行补焊 焊接特点 焊缝易形成白口、难以切削加工 易开裂

8、、易产生气孔 流动性好，只能进行平焊 热焊法（600700）： 防止开裂，补焊后可切削加工 冷焊法（450以下） 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础非非铁铁金金属属及其合金的及其合金的焊焊接接 铜及铜合金 困难 导热性太好，容易焊不透 易氧化、易开裂、易形成气孔 电阻很小，难以采用电阻焊 铜合金比纯铜更难焊接 氩弧焊（紫铜、青铜） 气焊（黄铜）、碳弧焊、钎焊 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础非非铁铁金金属属及其合金的及其合金的焊焊接接 铝及铝合金 也比较困难 极易氧化、al2o3阻碍金属熔和、易夹渣 导热性较好，需预热、使用大功率热源 容易产生气孔（易吸收h2） 高温下强

9、度塑性很低，焊缝塌陷 氩弧焊、气焊、点焊、缝焊、钎焊 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础选择焊选择焊接方法接方法圆圆筒低筒低压压容器容器 q235钢板20mm批量生产 埋弧自动焊 20钢板2mm批量生产 缝焊 45钢板6mm单件生产 焊条电弧焊 紫铜板4mm单件生产 氩弧焊 铝合金板20mm单件生产 氩弧焊 不锈钢板10mm小批生产 氩弧焊 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础问题问题 如图铸件补焊后还是开裂，怎么样补焊才能既不开裂，又能切削加工？ 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础焊焊接接结构设计结构设计 焊接结构件材料的选择 应选碳当量小于0.4的金属材料 优选

10、强度等级低的低合金结构钢 优选镇静钢（脱氧完全） 异种金属间焊接 以焊接性较差的金属材料设计焊接工艺 各种金属材料的焊接性能可查表 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础合理合理选选用型材用型材减减少少焊缝数焊缝数量量 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础焊焊接接接接头设计头设计 分散布置焊缝 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础对称对称布置布置焊缝焊缝 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础对称对称布置布置焊缝焊缝 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础对称对称布置布置焊缝焊缝 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础避避开应开应力集中的位置力集中的位置

11、 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础避避开应开应力集中的位置力集中的位置 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础避避开应开应力集中的位置力集中的位置 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础避避开开机械加工位置机械加工位置 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础便于便于电电弧弧焊焊的的设计设计 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础便于便于电电弧弧焊焊的的设计设计 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础便于便于电电弧弧焊焊的的设计设计 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础便于埋弧便于埋弧焊焊的的设计设计 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础

12、便于点便于点焊焊及及缝焊缝焊的的设计设计 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础其他布置原其他布置原则则 尽可能平焊 避免仰焊 减少横焊 一次装配，尽可能完成大部分焊接 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础焊条电焊条电弧弧焊焊接接头头形式形式 对接接头 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础焊条电焊条电弧弧焊焊接接头头形式形式 t型接头 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础焊条电焊条电弧弧焊焊接接头头形式形式 角接接头 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础焊条电焊条电弧弧焊焊接接头头形式形式 搭接接头 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础接接头过头过渡形式渡形式 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础接接头过头过渡形式渡形式 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础电电渣渣焊焊接接头头形式形式 2004 金工教研室机械制造基机械制造基础础如如图图三三个焊个焊件件 这三个焊件结构设计都有问题 20