第4章焊接成形ppt课件

1、第第4 4章章 金属的焊金属的焊接成形接成形 资料之间衔接的方式有：机械衔接、物资料之间衔接的方式有：机械衔接、物理化学衔接、冶金衔接。理化学衔接、冶金衔接。 1 1、焊接、焊接 经过加热或加压经过加热或加压或两者并用或两者并用使原子使原子分散与结合，从而构成一个整体。分散与结合，从而构成一个整体。 2 2、分类、分类 按原理为三类：按原理为三类： 1 1熔化焊熔化焊 2 2压力焊压力焊 3 3钎焊钎焊 1 1熔化焊：利用部分加热的方法，把工件结合熔化焊：利用部分加热的方法，把工件结合处加热为熔化态，构成熔池，冷却结晶，构成结实接头处加热为熔化态，构成熔池，冷却结晶，构成结实接头。熔化焊熔化焊

2、气焊气焊电弧焊电弧焊手工电弧焊（焊条电弧焊）手工电弧焊（焊条电弧焊）埋弧自动焊埋弧自动焊埋弧半自动焊埋弧半自动焊铝热焊铝热焊电渣焊电渣焊气体保护焊气体保护焊氩弧焊氩弧焊COCO2 2气体保护焊气体保护焊等离子焊等离子焊电子束焊电子束焊激光焊激光焊 2 2压力焊：焊接时不论加热与否，都要施加一压力焊：焊接时不论加热与否，都要施加一定压力，使两焊件产生一定塑性变形，在压力下构成结定压力，使两焊件产生一定塑性变形，在压力下构成结实接头。实接头。压力焊压力焊锻焊锻焊气压焊气压焊电阻焊电阻焊点焊点焊缝焊缝焊对焊对焊摩擦焊摩擦焊冷压焊冷压焊超声波焊超声波焊爆炸焊爆炸焊 3 3钎焊：对被焊工件和填充金属加钎

3、焊：对被焊工件和填充金属加热，焊件热，焊件母材母材不熔化，填充资料不熔化，填充资料钎料钎料熔化，填充于被焊金属衔接处，靠原子分熔化，填充于被焊金属衔接处，靠原子分散构成接头。散构成接头。钎焊钎焊烙铁烙铁钎焊钎焊火焰火焰钎焊钎焊盐浴钎焊盐浴钎焊感应钎焊感应钎焊 3 3、焊接的特点、焊接的特点 1 1与铆接相比节与铆接相比节, ,省资料和工时，构件轻；省资料和工时，构件轻； 2 2气密性，水密性好；例金山化工厂，气密性，水密性好；例金山化工厂，3 3万万m3m3气罐几十个大气压，六层楼高。气罐几十个大气压，六层楼高。 3 3可化大为小，拼小成大；万吨水压机立柱；可化大为小，拼小成大；万吨水压机立柱

4、；3 3万吨油轮焊缝达万吨油轮焊缝达10001000多公里，相当于北京多公里，相当于北京上海上海的间隔。的间隔。 4 4易于实现机械化，自动化操作，提高消费易于实现机械化，自动化操作，提高消费率。率。 因此焊接工艺在造船业、汽车制造业、机械因此焊接工艺在造船业、汽车制造业、机械行业以及飞行器制造业中，已成为一种重要的技行业以及飞行器制造业中，已成为一种重要的技术被广泛利用。术被广泛利用。 4.1 4.1 焊接工艺根底焊接工艺根底 4.1.1 4.1.1 焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能 1 1、焊接热循环、焊接热循环 焊接接头由焊缝区和周边热影响焊接接头由焊缝区和周边热影响区组成。区组

5、成。 焊接接头附近的金属由室温加热焊接接头附近的金属由室温加热到不同的温度后，又冷却至室温，相到不同的温度后，又冷却至室温，相当于不同程度的热处置，因此组织性当于不同程度的热处置，因此组织性能大大不同。能大大不同。 下面以低碳钢下面以低碳钢C=0.25%C=0.25%为例来为例来阐明焊缝及附近阐明焊缝及附近热影响区热影响区金属组金属组织变化。织变化。 图图4-14-1 2、焊缝的组织和性能 3 3、热影响区的组织与性能、热影响区的组织与性能 1 1熔合区：熔合区：半熔化区半熔化区相当于相当于ACACAEAE线间线间液液- -固相线之间固相线之间，熔化的金属凝固，熔化的金属凝固后生成铸态组织，未

6、熔化金属因加热温度过后生成铸态组织，未熔化金属因加热温度过高构成金属过热粗晶，这个区虽很小，但晶高构成金属过热粗晶，这个区虽很小，但晶粒严重粗大，粒严重粗大，、kk低，是断裂发源地。是低，是断裂发源地。是性能最差区之一。性能最差区之一。 2 2过热区：温度在固相线以下过热区：温度在固相线以下(1100 (1100 )左右。过热区晶粒严重粗大，力学性能差，左右。过热区晶粒严重粗大，力学性能差，是焊接接头的薄弱区域。是焊接接头的薄弱区域。 3 3正火区：正火区：AC3-1100AC3-1100，金属发生再结晶，金属发生再结晶，晶粒细化，冷却后得到均匀细小的晶粒细化，冷却后得到均匀细小的P+FP+F

7、组织组织正火正火组织组织，其性能优于母材，力学性能好。，其性能优于母材，力学性能好。 4 4部分相变区：相当部分相变区：相当AC1AC3AC1AC3之间，部分之间，部分金属发生相变，金属发生相变，P P 和部分和部分 F F 发生相变成为发生相变成为A A，使，使晶粒细化；但还有部分晶粒细化；但还有部分 F F 没有来得及转变，冷却没有来得及转变，冷却后呵斥晶粒大小不一，性能较差。后呵斥晶粒大小不一，性能较差。 可见，焊接接头中熔合区和过热区是力学性可见，焊接接头中熔合区和过热区是力学性能最差的区域。能最差的区域。 4.1.2 4.1.2 焊接应力、变形与裂纹焊接应力、变形与裂纹 1 1、焊接

8、应力的产生、焊接应力的产生 焊接过程中部分不均匀加热，使焊缝及焊接过程中部分不均匀加热，使焊缝及附近金属体积膨胀，沿焊缝方向伸长，而远附近金属体积膨胀，沿焊缝方向伸长，而远处冷金属要妨碍伸长，使焊缝及周围金属受处冷金属要妨碍伸长，使焊缝及周围金属受压，产生塑性变形。压，产生塑性变形。 塑性变形的出现会使应力释放。塑性变形的出现会使应力释放。 冷却后，焊缝要冷却收缩，远离焊缝的冷却后，焊缝要冷却收缩，远离焊缝的金属又妨碍收缩，使焊缝及周围金属受拉应金属又妨碍收缩，使焊缝及周围金属受拉应力力焊接应力。而远离焊缝区那么受压应焊接应力。而远离焊缝区那么受压应力。力。 图图4-44-4 2 2、焊接变形

9、、焊接变形 当焊接应力超越了相应温度下的屈服当焊接应力超越了相应温度下的屈服极限时极限时焊焊ss，焊件就产生了变，焊件就产生了变形形焊接变形。焊接变形。 焊接变形分为焊接变形分为5 5种：种： p118 p118 图图4-64-6 1 1收缩变形；收缩变形； 2 2角变形；角变形； 3 3弯曲变形；弯曲变形； 4 4扭曲变形；扭曲变形； 5 5波浪变形。波浪变形。 3 3、减少焊接变形的措施、减少焊接变形的措施 1 1焊接前焊接前 1 1焊件尺寸增设收缩余量；焊件尺寸增设收缩余量； 2 2反变形法；反变形法； p118 p118 图图4-74-7 3 3刚性固定法。刚性固定法。 p119 p1

10、19 图图4-84-8 2 2焊接中焊接中 1 1合理安排焊接顺序：合理安排焊接顺序： p119 p119 图图4-9 4-9 2 2先焊收缩量大的焊缝；先焊收缩量大的焊缝； p118 p118 图图4-114-11 3 3先焊受力大焊缝；先焊受力大焊缝； 4 4先焊短缝；先焊短缝； 5 5锤击焊缝锤击焊缝碾压碾压。 4 4、焊接变形的矫正、焊接变形的矫正 p120 p120 图图4-104-10 1 1机械矫正法；机械矫正法； 2 2火焰矫正法。火焰矫正法。 5 5、减少和消除焊接应力的措施、减少和消除焊接应力的措施 1 1焊接资料；焊接资料； 2 2焊接构造；焊接构造； 3 3焊接工艺。焊

11、接工艺。 4.2. 4.2. 常用熔化焊方法常用熔化焊方法 4.2.1 4.2.1 焊条电弧焊焊条电弧焊 电弧焊电弧焊利用电极构成的电弧，使被利用电极构成的电弧，使被焊工件的部分加热到熔化形状而焊接的方法。焊工件的部分加热到熔化形状而焊接的方法。 电弧焊冶金特点：电弧焊冶金特点： 1 1温度高于冶金温度，在电极区温度高于冶金温度，在电极区2400-2400-2600K2600K，会使元素烧损。，会使元素烧损。 2 2熔池体积小，冷却快，冶金不充分，熔池体积小，冷却快，冶金不充分，气体夹杂来不及上浮。气体夹杂来不及上浮。 1 1、焊接过程、焊接过程 电弧在焊条与被焊工件之间熄灭。电弧在焊条与被焊

12、工件之间熄灭。 工件和焊芯同时熔化，成为熔池；工件和焊芯同时熔化，成为熔池； 药皮熔化后与液态金属发生物理化学反响药皮熔化后与液态金属发生物理化学反响冶金反响冶金反响，所，所构成的熔渣不断从熔池中向上浮起；构成的熔渣不断从熔池中向上浮起； 药皮熄灭产生大量药皮熄灭产生大量CO2CO2、COCO、H2H2等维护气体，围绕在电弧周等维护气体，围绕在电弧周围，熔渣和气体能防止空气中氧和氮的侵入，起维护液态金属的围，熔渣和气体能防止空气中氧和氮的侵入，起维护液态金属的作用。作用。 电弧向前挪动时，工件和焊条金属不断熔化构成新的熔池。原电弧向前挪动时，工件和焊条金属不断熔化构成新的熔池。原熔池那么不断冷

13、却凝固，构成延续的焊缝。覆盖在焊缝外表的熔熔池那么不断冷却凝固，构成延续的焊缝。覆盖在焊缝外表的熔渣凝固成为固态渣壳。这层熔渣和渣壳对焊缝的质量和减缓金属渣凝固成为固态渣壳。这层熔渣和渣壳对焊缝的质量和减缓金属的冷却速度有着重要的作用。的冷却速度有着重要的作用。 2 2、焊接电弧、焊接电弧 电弧是一种气体导电弧是一种气体导电景象。电景象。通常空气并不导电，通常空气并不导电，在一定在一定电场作用下，可使气电场作用下，可使气体分解体分解为带电粒子，这些带为带电粒子，这些带电粒子电粒子在电场作用下作定向在电场作用下作定向运动，运动，以高速向正极运动，以高速向正极运动，产生了产生了剧烈的光和热，这就剧

14、烈的光和热，这就是电是电弧，电弧的热量与电弧，电弧的热量与电流流I I、电、电压压V V成正比，成正比，I I越大，越大，那么粒子那么粒子的作用速度快，产生的作用速度快，产生的总热的总热量就高。量就高。 普通，电弧热量在阳极区产生较多，普通，电弧热量在阳极区产生较多，而阴极区由于放出大量电子时，耗费了一而阴极区由于放出大量电子时，耗费了一定的能量，所以，产生的热量相对少一些，定的能量，所以，产生的热量相对少一些，由于这个热量的差别，使得焊接时有两种由于这个热量的差别，使得焊接时有两种接线方法。接线方法。交流电弧焊时，正负极恣意接。交流电弧焊时，正负极恣意接。直流电弧焊时，分为正接法和反接法。直

15、流电弧焊时，分为正接法和反接法。 3 3、电焊条、电焊条 焊芯焊芯导电、填充焊缝金属的作用；导电、填充焊缝金属的作用； 药皮药皮熔渣隔离空气、使焊缝金属脱氧去熔渣隔离空气、使焊缝金属脱氧去硫并补充有益元素、稳定电弧，从而使焊缝具有硫并补充有益元素、稳定电弧，从而使焊缝具有一定的化学成分和力学性能。一定的化学成分和力学性能。 焊芯焊芯焊丝焊丝 是组成焊缝金属的主要是组成焊缝金属的主要资料。其化学成分及质量将直接影响焊缝质量。资料。其化学成分及质量将直接影响焊缝质量。因此国家规范对其作了相应规定。因此国家规范对其作了相应规定。 假设被焊件是不锈钢、合金构造钢，那么应假设被焊件是不锈钢、合金构造钢，

16、那么应选用合金钢焊条或焊丝。选用合金钢焊条或焊丝。 按成分和用途分为九大类。按成分和用途分为九大类。p125p125 焊条的选用原那么焊条的选用原那么 使焊缝和母材具有一样的运用性能：使焊缝和母材具有一样的运用性能： 低碳钢和普通低合金钢构件，选择一样强低碳钢和普通低合金钢构件，选择一样强度等级的焊条，但要留意到，如度等级的焊条，但要留意到，如Q235Q235给出的是给出的是ss，而焊条给出的是，而焊条给出的是b b 目的；目的； 同一强度等级的酸性和碱性焊条的选择，同一强度等级的酸性和碱性焊条的选择，应根据焊件的性能和特点。通常，塑性、韧性要应根据焊件的性能和特点。通常，塑性、韧性要求高的用

17、碱性焊条；而受力简单，母材质量较好求高的用碱性焊条；而受力简单，母材质量较好时可选用酸性焊条；时可选用酸性焊条； 低碳钢与低合金钢焊接低碳钢与低合金钢焊接异种钢接头异种钢接头，可按其中强度较低的资料选用焊条。可按其中强度较低的资料选用焊条。 铸钢的焊接，普通需预热处置，再焊接；铸钢的焊接，普通需预热处置，再焊接； 焊接特殊性能钢，要选用特殊的公用焊条。焊接特殊性能钢，要选用特殊的公用焊条。 4.2.2 4.2.2埋弧自动焊埋弧自动焊 前述的电弧焊的三前述的电弧焊的三个动作个动作引弧、送进焊条引弧、送进焊条和挪动电弧和挪动电弧都靠机器自都靠机器自动完成动完成自动焊，只需自动焊，只需一部分动作靠机

18、器完成，一部分动作靠机器完成，而还有一部分靠焊工辅助而还有一部分靠焊工辅助完成完成半自动焊。半自动焊。 p126p126 为了提高质量、消为了提高质量、消费率、改善劳动条件，焊费率、改善劳动条件，焊接向自动化半自动化方向接向自动化半自动化方向开展。开展。 1 1、焊接过程：埋弧焊时，电弧被焊剂所包围。、焊接过程：埋弧焊时，电弧被焊剂所包围。引弧、送丝、送进焊条都由电焊机自动完成。引弧、送丝、送进焊条都由电焊机自动完成。 2 2、埋孤焊的特点及运用：、埋孤焊的特点及运用： 消费率高，电流达消费率高，电流达1000A1000A以上，是手工的以上，是手工的5-5-1010倍，焊深达倍，焊深达 20m

19、m20mm。 焊接质量好而稳定。维护熔池好，参数稳定。焊接质量好而稳定。维护熔池好，参数稳定。 节省金属和电能，节省金属和电能，12mm12mm不用开坡口。不用开坡口。 劳动条件好，无弧光，烟雾，机械操作。劳动条件好，无弧光，烟雾，机械操作。 埋弧焊主要用于伏焊焊接厚度较大的长平直埋弧焊主要用于伏焊焊接厚度较大的长平直焊缝和大直径环形焊缝。广泛用于造船、容器、锅焊缝和大直径环形焊缝。广泛用于造船、容器、锅炉的制造。炉的制造。 4.2.3 4.2.3 气体维护焊气体维护焊 1 1、二氧化碳气体维护、二氧化碳气体维护焊焊 1)1)焊接过程：用二氧焊接过程：用二氧化碳气体作为维护气体的化碳气体作为维

20、护气体的电弧焊。它用焊丝作电极，电弧焊。它用焊丝作电极，靠焊丝和工件之间产生的靠焊丝和工件之间产生的电弧熔化工件与焊丝，熔电弧熔化工件与焊丝，熔池凝固后成为焊缝。池凝固后成为焊缝。 p129p129图图4-224-22 2) 2) 特点：特点： 消费率高，自动送进，电流密度大，是手工的消费率高，自动送进，电流密度大，是手工的1 13 3倍。倍。 焊接质量好，脱焊接质量好，脱S S好，热影响区小、变形倾向小。好，热影响区小、变形倾向小。 本钱低，本钱低，CO2CO2价低，是埋弧焊的价低，是埋弧焊的40-50%40-50%。 操作性能好，明弧焊接。适宜各种位置的焊接。操作性能好，明弧焊接。适宜各种

21、位置的焊接。 飞贱大，烟雾大，易产生气孔，设备贵。飞贱大，烟雾大，易产生气孔，设备贵。 3)3)运用：运用： 主要用于低碳钢、低合金钢。主要用于低碳钢、低合金钢。 在机车，造船、汽车、机械等行业有较广的运用。在机车，造船、汽车、机械等行业有较广的运用。 2 2、氩弧焊、氩弧焊 1)1)焊接过程：焊接过程： 用惰性气体氩气作为维护熔池的维用惰性气体氩气作为维护熔池的维护气体，防止有害气体侵入，氩气不和护气体，防止有害气体侵入，氩气不和金属反响，焊接质量好，分为熔化极和金属反响，焊接质量好，分为熔化极和不熔化极氩弧焊。不熔化极氩弧焊。 p128p128钨极氩弧焊钨极氩弧焊 不熔化极不熔化极；熔化极

22、氩弧焊。熔化极氩弧焊。 2) 2) 氩弧焊特点及运用：氩弧焊特点及运用： 1 1维护作用好，适于有色金属、稀有金属。维护作用好，适于有色金属、稀有金属。 2 2热影响区小，变形小。热影响区小，变形小。 3 3操作性能好，明弧，稳定性好，各种位置焊接。操作性能好，明弧，稳定性好，各种位置焊接。 4 4ArAr本钱高，设备贵。本钱高，设备贵。 适于适于AlAl、CuCu、MgMg、TiTi等及不锈钢、耐热钢的焊接。等及不锈钢、耐热钢的焊接。 4.2.4 4.2.4电渣焊电渣焊 1 1电渣焊电渣焊过程过程 是利用电流是利用电流经过熔渣所产生经过熔渣所产生的电阻热作为热的电阻热作为热源来熔化金属进源来

23、熔化金属进展焊接的。展焊接的。 P130P1302 2特点特点 焊厚件，消费率高。焊厚件，消费率高。 质量好，维护好。质量好，维护好。 本钱低，经济效益好。本钱低，经济效益好。 热影响区大。热影响区大。 焊后冷速慢，焊接应力小。焊后冷速慢，焊接应力小。3 3运用运用 运用于重型及大型设备的制造中。运用于重型及大型设备的制造中。 4.3 4.3 压力焊与钎焊压力焊与钎焊 4.3.1 4.3.1 电阻焊电阻焊 是利用电流经过焊件及接触处产生电阻是利用电流经过焊件及接触处产生电阻热，将部分加热到塑性或半熔化形状，在压热，将部分加热到塑性或半熔化形状，在压力下构成接头。力下构成接头。 电阻焊接根据接头

24、方式不同，分为：电阻焊接根据接头方式不同，分为： 点焊；点焊； 缝焊；缝焊； 对焊；对焊； 1 1点焊点焊 把清理好薄板放在两把清理好薄板放在两极之间，夹紧通电，接触极之间，夹紧通电，接触面产生电阻热，使其熔化，面产生电阻热，使其熔化，在压力下使焊件焊在一同，在压力下使焊件焊在一同，电极通水冷却。电极通水冷却。 图图4-28 4-28 p134p134 点焊质量与焊接电流、点焊质量与焊接电流、通电时间、电极电压、工通电时间、电极电压、工件清洁程度有关。件清洁程度有关。 相邻两点要有足够的相邻两点要有足够的间隔间隔以尽量减少分流以尽量减少分流。 2 2缝焊缝焊滚焊滚焊 与点焊类似，称为重与点焊类

25、似，称为重叠点焊。用旋转盘状电极，叠点焊。用旋转盘状电极，替代柱状电极。焊接时，替代柱状电极。焊接时，滚盘压紧工件，并转动，滚盘压紧工件，并转动，断续通电，构成延续点，断续通电，构成延续点，重叠重叠50%50%以上，密封性能好，以上，密封性能好，由于焊点近，电流是点焊由于焊点近，电流是点焊的的1.51.52 2倍。倍。 图图4-30 p1344-30 p134 3 3对焊对焊 电阻对焊：把工电阻对焊：把工件加压，使焊件压紧，然件加压，使焊件压紧，然后通电，产生电阻热，加后通电，产生电阻热，加热到塑性形状，断电加压，热到塑性形状，断电加压，使工件焊到一同，电阻对使工件焊到一同，电阻对焊操作简便，

26、接头光滑，焊操作简便，接头光滑，焊前接头要清理。焊前接头要清理。 适于强度要求不高的适于强度要求不高的一些工件。一些工件。 图图4-31 p4-31 p 2. 2.电阻焊特点及运用电阻焊特点及运用 1 1特点特点 接头质量好，热影响区小。接头质量好，热影响区小。 消费率高，易于机械化，自动化。消费率高，易于机械化，自动化。 不需填加金属和熔剂。不需填加金属和熔剂。 劳动条件好，无弧光。噪音，适于劳动条件好，无弧光。噪音，适于异种资料焊接异种资料焊接 焊件构造简单，分量轻。焊件构造简单，分量轻。 电耗量大，设备贵，厚度一定限制。电耗量大，设备贵，厚度一定限制。 2 2运用运用 点焊、凸焊适用于点

27、焊、凸焊适用于4mm4mm薄板，用于汽车，飞薄板，用于汽车，飞机，日用品等。机，日用品等。 缝焊适用于缝焊适用于3mm3mm薄板，用于密封构造，油箱、薄板，用于密封构造，油箱、消音器，管道等。消音器，管道等。 对焊；适用于棒料、型材对接，如自行车圈、对焊；适用于棒料、型材对接，如自行车圈、圆环链等。圆环链等。 4.3.2 4.3.2 摩擦焊摩擦焊 利用金属工件接触面摩擦产生热量，使任务端利用金属工件接触面摩擦产生热量，使任务端面到达塑性形状，加压，使工件焊接到一同。面到达塑性形状，加压，使工件焊接到一同。 1 1焊接过程：如图示。焊接过程：如图示。 P P 图图4-334-33 2 2特点及运

28、用特点及运用 接头质量好，接头质量好，组织致密。组织致密。 消费率高，机消费率高，机械化，不填加焊接资械化，不填加焊接资料。料。 可焊接金属范围可焊接金属范围广，如异种金属焊接。广，如异种金属焊接。 设备简单，耗能设备简单，耗能少，劳动条件好。少，劳动条件好。 适用于圆柱管件对适用于圆柱管件对接，汽车，仪表。接，汽车，仪表。 4.3.3 4.3.3 钎焊钎焊 1.1.钎焊过程钎焊过程 是利用熔点低的是利用熔点低的比焊件比焊件钎料作填充金属，用钎料作填充金属，用钎剂去除氧化膜，适当加热使钎料熔化钎剂去除氧化膜，适当加热使钎料熔化但工件不熔但工件不熔化化，充填接头，把固态工件衔接在一同。，充填接头

29、，把固态工件衔接在一同。 2.2.钎焊的分类钎焊的分类 1 1软钎焊：钎料熔点软钎焊：钎料熔点450450以下，接头强度低于以下，接头强度低于70 Mpa,70 Mpa,受力不大的低温度任务的工件。例如锡焊，用受力不大的低温度任务的工件。例如锡焊，用于电器元件、仪表、生活器具。于电器元件、仪表、生活器具。 2 2硬钎焊：钎料熔点在硬钎焊：钎料熔点在450450以上，接头强度以上，接头强度200 Mpa,200 Mpa,任务温度较高工件，如铜焊，银焊，镍焊。任务温度较高工件，如铜焊，银焊，镍焊。用于刀具、电器、自行车架。用于刀具、电器、自行车架。 3. 3.钎焊的特点：钎焊的特点：1 1温度低，

30、变形小，接头尺寸精细。温度低，变形小，接头尺寸精细。2 2顺应性广，适于异种资料焊接。顺应性广，适于异种资料焊接。3 3消费率高，整体加热。消费率高，整体加热。4 4设备简单。设备简单。5 5强度有限，有色金属钎料本钱高。强度有限，有色金属钎料本钱高。 4.4 4.4 常用金属资料的焊接常用金属资料的焊接 焊接性焊接性(weldability)(weldability)是指被焊金属资是指被焊金属资料在采用一定的焊接工艺条件下，获得优质焊料在采用一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。接接头的难易程度。 即：金属资料对焊接加工的顺应性。即：金属资料对焊接加工的顺应性。 金属资料的焊接性

31、不是金属资料本身的属金属资料的焊接性不是金属资料本身的属性，本质上是其物理、化学性能和力学性能在性，本质上是其物理、化学性能和力学性能在焊接过程中的综合反映。焊接过程中的综合反映。 4.4.1 4.4.1 碳钢碳钢(carbon steel)(carbon steel)的焊接的焊接 碳钢的焊接性主要决议于其含碳量。碳钢的焊接性主要决议于其含碳量。 1 1、低碳钢的焊接：、低碳钢的焊接： C C0.25%0.25%，塑性好，淬硬倾向小，焊接，塑性好，淬硬倾向小，焊接性好，无需采用特别的工艺措施。性好，无需采用特别的工艺措施。 2 2、中碳钢的焊接、中碳钢的焊接 C=0.25C=0.250.6%0

32、.6%，淬硬倾向变大，焊接性，淬硬倾向变大，焊接性较差。较差。 易出现的问题：易出现的问题： 焊缝易产生热裂纹。焊缝易产生热裂纹。 焊接热影响区易产生淬硬组织和冷裂焊接热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹。纹。 焊接工艺：焊接工艺： 焊前需预热焊前需预热150250150250、焊后缓冷。、焊后缓冷。 减少基体熔化时间，小电流，细焊条，开减少基体熔化时间，小电流，细焊条，开坡口，多层焊。坡口，多层焊。 采用碱性低氢焊条，提高焊缝塑性。采用碱性低氢焊条，提高焊缝塑性。 3 3、高碳钢的焊接、高碳钢的焊接 高碳钢焊接性能更差，导热性差，淬硬倾向大，高碳钢焊接性能更差，导热性差，淬硬倾向大，只能用于修补。

33、只能用于修补。 必要时必需采用更高的预热温度、更严厉的工必要时必需采用更高的预热温度、更严厉的工艺措施。并坚持焊后缓慢冷却和热处置。艺措施。并坚持焊后缓慢冷却和热处置。 4.4.2 4.4.2合金构造钢的焊接合金构造钢的焊接 1 1普通低合金构造钢普通低合金构造钢 焊接特点：焊接特点： 热影响区易构成淬硬组织，脆性添加。热影响区易构成淬硬组织，脆性添加。、akak。 热影响区易产生冷裂纹：对氢敏感、热影响区易产生冷裂纹：对氢敏感、淬硬程度以及接头的内应力较大。淬硬程度以及接头的内应力较大。 工艺措施：工艺措施： bb400MPa400MPa和低和低C C钢一样，不用复钢一样，不用复杂工艺。如杂

34、工艺。如16Mn16Mn。 强度高的低合金钢普通需焊前预热；强度高的低合金钢普通需焊前预热；焊中控制焊接参数，以使冷速不会过快；焊焊中控制焊接参数，以使冷速不会过快；焊后热处置或消氢处置。后热处置或消氢处置。消氢处置即焊后立消氢处置即焊后立刻将焊件加热到刻将焊件加热到200-350200-350，保温，保温2626小时，小时，以加速氢分散逸出，防止产生因氢引起的冷以加速氢分散逸出，防止产生因氢引起的冷裂纹。裂纹。 2 2不锈钢不锈钢stainless steelstainless steel 奥氏体型不锈钢奥氏体型不锈钢如如1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti，运用广泛。含碳，运用广泛。含

35、碳量低，塑性好，焊接性良好。需采用与母材成分接近的焊条。量低，塑性好，焊接性良好。需采用与母材成分接近的焊条。 马氏体型不锈钢，焊接性较差。焊接时，因空冷条件马氏体型不锈钢，焊接性较差。焊接时，因空冷条件下焊缝就可转变为马氏体组织，所以焊后淬硬倾向大，易出下焊缝就可转变为马氏体组织，所以焊后淬硬倾向大，易出现冷裂纹。因此，焊前预热温度现冷裂纹。因此，焊前预热温度200200400400，焊后要进展，焊后要进展热处置。假设不能实施预热或热处置，应选用奥氏体不锈钢热处置。假设不能实施预热或热处置，应选用奥氏体不锈钢焊条。焊条。 铁素体型不锈钢铁素体型不锈钢如如1Cr171Cr17。焊接时，热影响区

36、中的。焊接时，热影响区中的铁素体晶粒容易过热粗化，使焊接接头的塑、韧性急剧下降，铁素体晶粒容易过热粗化，使焊接接头的塑、韧性急剧下降，甚至开裂。因此应进展焊前预热并小电流、大焊速焊接。甚至开裂。因此应进展焊前预热并小电流、大焊速焊接。 目前，不锈钢的焊接的常用方法是焊条电弧焊和氩弧焊。目前，不锈钢的焊接的常用方法是焊条电弧焊和氩弧焊。并实施焊前预热，焊接时采用小电流，快速焊等工艺措施。并实施焊前预热，焊接时采用小电流，快速焊等工艺措施。 4.4.3 4.4.3 铸铁铸铁cast iron cast iron 的补焊的补焊 铸铁中铸铁中C C，SiSi，MnMn，S S，P P的含量比碳的含量比

37、碳钢高，塑性极低，焊接性能差，不能作钢高，塑性极低，焊接性能差，不能作为焊接构造。但对铸铁件的部分缺陷为焊接构造。但对铸铁件的部分缺陷如裂纹、气孔及在运用过程中出现的如裂纹、气孔及在运用过程中出现的部分损坏或断裂等部分损坏或断裂等进展焊补进展焊补补焊补焊很有经济价值。很有经济价值。 铸铁焊补的主要问题有：铸铁焊补的主要问题有： 熔合区易生成白口组织，其中的熔合区易生成白口组织，其中的Fe3CFe3C硬度高，脆性大，难以切削加工；硬度高，脆性大，难以切削加工； 焊接接头易出现裂纹；焊接接头易出现裂纹； 易产生气孔、夹杂等缺陷。易产生气孔、夹杂等缺陷。 根据焊前能否预热温度，将铸铁焊补分为冷焊根据

38、焊前能否预热温度，将铸铁焊补分为冷焊法和热焊法两种。法和热焊法两种。 1 1热焊法热焊法 焊前把工件预热至焊前把工件预热至60O60O700700，并在此温度，并在此温度下施焊，焊后缓冷或在下施焊，焊后缓冷或在600600700700保温，消除应保温，消除应力。力。 常用的焊补方法是焊条电弧焊或气焊：常用的焊补方法是焊条电弧焊或气焊： 焊条电弧焊适于中等厚度以上焊条电弧焊适于中等厚度以上10mm10mm的铸的铸铁件，选用铁基铸铁焊条或低碳钢芯铸铁焊条。铁件，选用铁基铸铁焊条或低碳钢芯铸铁焊条。 10mm10mm以下薄件为防止烧穿，采用气焊，用气焊以下薄件为防止烧穿，采用气焊，用气焊火焰预热和缓

39、冷焊件，选用铁基铸铁焊丝并配合焊火焰预热和缓冷焊件，选用铁基铸铁焊丝并配合焊剂运用。剂运用。 2 2冷焊法冷焊法 焊前工件不预热焊前工件不预热或部分预热至或部分预热至300300400400，焊后缓冷。，焊后缓冷。 常用的方法是焊条电弧焊。常用的方法是焊条电弧焊。 4.4.4 4.4.4 非铁金属的焊接非铁金属的焊接 铝合金的外表有一层致密的氧化膜，铝合金的外表有一层致密的氧化膜，其熔点高于铝合金本身，因此铝合金是其熔点高于铝合金本身，因此铝合金是难焊接金属。难焊接金属。 采用氩弧焊，利用其采用氩弧焊，利用其“阴极破碎阴极破碎作用，去除氧化铝膜，使焊接得以实现。作用，去除氧化铝膜，使焊接得以实

40、现。 通常：通常： 8mm8mm以下板厚的铝合金采用钨极以下板厚的铝合金采用钨极不不熔化极熔化极氩弧焊；氩弧焊； 8mm8mm以上板厚的铝合金那么采用熔化以上板厚的铝合金那么采用熔化极氩弧焊。极氩弧焊。 “ “阴极破碎阴极破碎作用作用氩弧焊时采氩弧焊时采用反接法用反接法工件接负极工件接负极，氩气电离后，氩气电离后，由于氩正离子的质量较大，在电场力的由于氩正离子的质量较大，在电场力的加速下撞击工件外表，使氧化膜外表破加速下撞击工件外表，使氧化膜外表破碎并去除。碎并去除。 铝合金还可以采用电阻焊和钎焊。铝合金还可以采用电阻焊和钎焊。 4.5 4.5 焊接构造设计焊接构造设计 4.5.1 4.5.1 焊接件资料的选择焊接件资料的选择 在满足运用性能前提下，尽量选用焊接性能在满足运用性能前提下，尽量选用焊接性能较好的资料，尽量选较好的资料，尽量选C C0.4%0.4%碳钢，碳钢，C C当当0.4%0.4%