常用金属材料的焊接工艺

焊接成形工艺第一章电弧焊第二章其他常用焊接方法第三章常用金属材料的焊接第四章焊接结构设计§1.1焊接电弧焊接电弧：是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。一般情况下，电弧热量在阳极区产生的较多，约占总热量的43%，阴极约36%，弧柱约21%。温度：用钢焊条焊钢材时阳极区—2600K

阴极区—2400K

电弧中心—6000~8000K使用直流电源焊接时有正接、反接两种：正接：正极接工件—工件温度可稍高一些。反接：负极接工件，工件温度可稍低一些。交流焊机、无正反接特点，温度均为2500K。焊机的空载电压就是焊接时引弧电压，一般为50~90V，电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。电弧长度越大，电弧电压也越高，一般为16~35V§1.2焊接接头的组织与性能一、焊接工件上温度的变化与分布各点处由常温—较高温度—常温固态液态固态温度变化如4-3图

二、焊接接头组织与性能以低碳钢为例图4-4中，⒈焊缝焊缝的结晶是从熔池底壁开始向中心成长。焊缝两侧工件方向冷却较快，故形成的柱状的铸态组织，由铁素体和少量的珠光体组成，熔池中部最后结晶，低熔点的硫磷杂质和氧化铁等易偏析物集中在焊缝中心，将影响焊缝的力学性能。

由于电弧吹力和保护气体吹动，熔池底壁柱状晶体成长受到干扰，柱状晶体呈倾斜状，晶粒有所细化。由于焊接材料的渗合金作用，焊缝金属性能可能不低于母材金属的性能。⒉焊接热影响区、熔合区、过热区、正火区、部分相变区等。⑴熔合区处于液相线、固相线之间，所以也称半熔化区。因温度过高而成为过热粗晶，强度、塑性和韧性都下降。此处接头断面变化，易引起应力集中。此区很大程度上决定着焊接接头的性能。

⑵过热区被加热到Ac3以上100～200°C至固相线温度区间。奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，故塑性、韧性降低，对易淬火钢，此区脆性更大⑶正火区被加热到Ac1到Ac3以上100～200°C区间。在此区温度范围内，加热时发生重结晶，转变为细小的奥氏体晶粒，冷却后为均匀而细小的铁素体和珠光体，其力学性能优于母材。⑷部分相变区相当于加热到Ac1～Ac3温度区间。珠光体和部分铁素体发生重结晶，转变成细小奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变，但晶粒有长大趋势。冷却后晶粒大小不均，因而其力学性能比正火区稍差。

焊接热影响区的大小和组织、性能变化的程度，决定于焊接方法、焊接参数、接头形式和焊后冷却速度等因素。增加焊接速度或减少焊接电流都能减少焊接热影响区。

三、、改改善善焊焊接接热热影影响响区区组组织织和和性性能能的的方方法法焊接接热热影影响响区区在在电电弧弧焊焊焊焊接接接接头头中中是是不不可可避避免免的的。。用焊焊条条电电弧弧焊焊或或埋埋弧弧焊焊方方法法焊焊接接一一般般低低碳碳钢钢结结构构时时，，热热影影响响区区较较窄窄，，危危害害性性较较小小，，焊焊后后不不进进行行热热处处理理即即可可使使用用。。但对对重重要要的的碳碳钢钢构构件件、、合合金金钢钢构构件件、、电电渣渣焊焊焊焊接接的的构构件件为为消消除除热热影影响响区区影影响响，，一一般般采采用用焊焊后后正正火火处处理理。。对焊焊后后不不能能进进行行热热处处理理金金属属材材料料或或构构件件，，则则只只能能在在正正确确选选择择焊焊接接方方法法与与焊焊接接工工艺艺上上来来减减少少焊焊接接热热影影响响区区的的范范围围。。§1.3焊接接应应力力与与变变形形焊接接过过程程中中，，焊焊缝缝被被加加热热处处于于液液态态，，相相邻邻的的金金属属加加热热到到很很高高的的温温度度，，然然后后再再快快速速冷冷却却下下来来，，各各点点处处温温度度不不同同，，冷冷却却速速度度也也不不相相同同，，在在热热胀胀冷冷缩缩和和塑塑性性变变形形的的影影响响下下，，必必将将产产生生内内应应力力、、变变形形或或裂裂纹纹。。焊缝缝是是靠靠一一个个移移动动的的点点热热源源加加热热，，然然后后逐逐次次冷冷却却下下来来形形成成的的，，因因此此应应力力的的形形成成、、大大小小和和分分布布状状况况较较复复杂杂。。焊接应力力的存在在将影响响焊接构构件的使使用性能能，承载载能力大大为降低低，对于于接触腐腐蚀性介介质的焊焊件，应应力腐蚀蚀现象加加剧，减减少使用用期限。。假定整条条焊缝同同时形成成，则应应力分布布如图4-5对于承受受重载的的重要构构件、压压力容器器等，焊焊接应力力的防止止和消除除：①选择塑性性好的材材料。②避免焊缝缝密集交交叉，焊焊缝过长长，截面面过大。。③合理的焊焊接次序序。图4-6a为正确。。④焊前前预热，，可减小小温差，，减少焊焊接应力力较为效效。⑤采用用小能量量焊接方方法，或或焊后立立即捶击击。⑥需较较彻底地地消除焊焊接应力力时，焊焊后去应应力退火火。⑦采用用水压试试验或振振动法消消除焊接接应力。。焊接变形形：由焊焊接应力力引起。。变形种类类：图4-7收缩变形形角角变形弯弯曲曲变形扭扭曲曲变形波波浪浪变形焊件产生生变形主主要由焊焊接应力力引起的的，预防防焊接应应力的措措施对防防止焊接接变形有有时是有有效的。。当对焊件件的变形形有较高高的限定定时：结构设计计中应采采用：对对称结构构或大刚刚度结构构、焊缝缝对称分分布结构构。施焊中：：采用反反变形措措施或刚刚性夹持持方法（（刚性夹夹持不适适于淬硬硬性较大大的钢结结构和铸铸铁件件）焊接应力力过大的的严重后后果是焊焊件（工工件）产产生裂纹纹，危害害极大，，对重要要工件焊焊后应探探伤。焊接裂纹纹与：焊接材料料的成分分（如硫硫、磷含含量高））有关；；和焊缝金金属的结结晶特点点（结晶晶区间要要小）有有关；含氢量的的多少有有关。所以焊接接中应：：合理选选材、采采取措施施减少应应力、选选用合理理的焊接接工艺、、焊接参参数（如：采采用碱性性焊条、、小能量量焊接、、预热、、合理的的焊接接次序等等§1.4焊条电弧弧焊焊条电弧弧焊（即即手工电电弧焊））适于高高强度钢钢、铸钢钢、铸铁铁、和非非铁合金金，其焊焊接接头头可与工工件的强强度相近近，是焊焊接生产产中应用用最广泛泛的焊接接方法。。一、焊条条电弧焊焊的焊接接过程电弧在工工件和焊焊条之间间燃烧，，产生高高温，电电弧热使使工件、、焊芯同同时熔化化，形成成熔池。。同时药药皮熔化化和分解解。药皮熔化化→进入熔熔池发生生反应→→形成熔熔渣→保护熔化化金属。。药皮分解解→CO2,CO,H2等气体→围绕在在电弧周周围→保护熔化化金属。。焊缝质量量有很多多因数决决定，如如母材金属和焊焊条质量量、焊前前的清理理程度、、焊时电弧弧的稳定定情况、、焊接参参数、焊接操作作技术、、焊后冷冷却速度度、以及及焊后热处处理等。。二、电焊焊条⒈焊芯起导电和和填充焊焊缝作用用，直径径最小为为1.6，最大为为8。常用φ3.2~φ5。⒉焊条药药皮主要作用用：提高高电弧稳稳定性；；防止空空气对熔熔化金属属的有害害作用；；对溶池池脱氧，，加入合合金元素素，以保保证焊缝金属的的化学成成分和力力学性能能。⒊焊条的的种类、、型号和和牌号焊条有七七大类：：碳钢焊焊条、低低合金钢钢焊条、、不锈钢钢焊条、、堆焊焊焊条、铸铸铁焊条条、铜焊焊条、铝铝焊条焊条的型型号、牌牌号型号牌号号关系东东工机机械零件件设计手手册P682表8-39碳钢焊条条焊条型号牌号药皮类型焊接电源焊接位置用途E4303J422钛钙型交流或直流全位置焊接用于较重要的低碳钢及强度等级较低的低合金钢，如09Mn2等。J422GM适于海上平台、船舶、工程机械等表面装饰焊缝的焊接J422Fe适于较重要的低碳钢结构焊接E5016J506低氢钾型交流或直流全位置焊接用于中碳钢和低合金钢的焊接如：16Mn，9Mn2Si。摘自GB5117-85第3、4位组合表表示焊接接电流种种类、药药皮类型型表示抗拉拉强度Kgf/mm2E4303第3位表示焊焊接位置置表示焊条例：J422——牌号（焊接接行业中焊焊条代号））药皮类型、、电流种类类、1—5酸性、6、7碱性抗拉强度420MPa结构钢焊条条。注意：#焊条型号是是国家标准准中的焊条条代号#焊条牌号是是焊接行业业的焊条代代号，注意意型号和牌牌号的对应应关系#按熔渣性质质，焊条可可分为两类类：酸性焊条：：药皮熔渣渣中的酸性性氧化物较较多，适于于各种电源，成本本低，但焊焊缝的塑性性、韧性差差，操作性好，，渗合金作作用弱不宜宜焊接受动动载荷和要求高高强度的重重要结构件件碱性焊条：：熔渣中碱碱性氧化物物多，一般般采用直流流电源。焊缝塑塑性、韧性性好，抗冲冲击能力强强，价格较高，，操作性差差，故只适适于焊接重重要结构件。⒋焊条选用用原则选用焊条通通常是根据据焊件化学学成分、力力学性能、、抗裂性、、耐腐蚀性性、以及耐耐高温性能能等要求选选用相应的的焊条种类类。(1)低碳钢、普普通低合金金钢构件焊缝与母材材等强度。。注意：钢材材按屈服强强度定等级级，结构钢钢焊条的等等级是指焊焊缝金属抗抗拉强度最最低保证值值。(2)同一强度等等级酸碱性性焊条的选选用碱性焊条：：要求塑性性好、冲击击韧性高、、抗裂性好好、低温性性好。酸性焊条：：受力不复复杂，母材材质量较好好，尽量选选用较便宜宜的酸性焊焊条。(3)低碳碳钢钢与与低低合合金金钢钢焊焊接接，，按按接接头头中中强强度度较较低低者者选选焊焊条条。。(4)铸钢钢易易裂裂一一般般应应选选碱碱性性，，且且采采用用适适当当工工艺艺，，如如预预热热。。(5)特殊殊性性能能要要求求钢钢，，选选相相应应焊焊条条，，以以保保证证焊焊缝缝主主要要化化学学成成分分、、性性能能与与母母材材相相同同。。§1.5埋弧弧焊焊一、、埋埋弧弧焊焊的的焊焊接接过过程程焊丝丝不不断断地地被被送送丝丝机机构构送送入入电弧弧区区，，并并保保持持选选定定的的弧弧长长。。焊接接时时焊焊机机移移动动或或工工件件移移动动，，焊剂剂从从漏漏斗斗中中不不断断流流出出洒洒在在被焊焊部部位位，，电电弧弧在在焊焊剂剂下下燃燃烧，，熔熔化化后后形形成成熔熔渣渣覆覆盖盖在在焊缝缝表表面面。。电弧弧燃燃烧烧后后，，工工件件和和焊焊丝丝形形成成较较大大体体积积的的熔熔池池，，熔熔池池金金属属被被电弧弧气气体体排排挤挤向向后后堆堆积积形形成成焊焊缝缝。。由由于于高高温温焊焊剂剂被被熔熔化化成成熔熔渣，，与与熔熔池池金金属属发发生生物物理理化化学学作作用用。。部部分分焊焊剂剂被被蒸蒸发发形形成成气气体，，将将电电弧弧周周围围熔熔渣渣排排开开，，形形成成一一个个封封闭闭的的熔熔渣渣泡泡。。它它具具有有一定定粘粘度度，，能能承承受受一一定定压压力力，，保保护护熔熔池池，，不不与与空空气气接接触触，，又又防止止了了金金属属飞飞溅溅。。焊焊丝丝上上没没有有涂涂料料，，允允许许提提高高电电流流密密度度，，电电流密密度度增增加加，，电电弧弧吹吹力力也也增增加加，，同同时时热热量量也也增增加加，，熔熔池池深深度度大，，熔熔池池体体积积也也大大。。二、、埋埋弧弧焊焊特特点点P140生产产率率高高电电流流大大可可使使生生产产率率提提高高；；更更换换焊焊丝丝的的时时间间较较节节约约。。焊接接质质量量高高而而稳稳定定电电弧弧区区保保护护严严密密，，熔熔池池保保持持液液态态时时间间较较长长，，冶冶金金过过程程进进行行较较完完善善焊焊接接参参数数能能自自动动控控制制。。节省省金金属属材材料料因因熔熔池池较较大大，，20～25mm以下下的的工工件件可可不不开开坡坡口口进进行行焊焊接接。。改善善了了劳劳动动条条件件看看不不见见弧弧光光，，烟烟雾雾很很少少，，可可改改善善了了劳劳动动条条件件看看不不见见弧弧光光，，烟烟雾雾很很少少，，可可进进行行自自动动焊焊接接。。设备备费费用用较较贵贵，，工工艺艺装装备备较较复复杂杂。。只只适适于于焊焊接接长长的的直直线线焊焊缝缝，，较较大大直直径径环环形形和和纵纵向向焊焊缝缝。。厚厚板板为为主主，，薄薄板板焊焊接接受受到到限限制制。。三、、焊焊丝丝与与焊焊剂剂埋弧弧焊焊剂剂可可分分为为熔熔炼炼焊焊丝丝和和陶陶质质焊焊剂剂两两大大类类。。熔熔炼炼焊焊剂剂又又可可分分为为高高锰锰、、中中锰锰低低锰锰和和无无锰锰几几种种。。大大批批大大量量常常用用熔熔炼炼焊焊剂剂。四、、埋埋弧弧焊焊工工艺艺要求求：：下下料料、、坡坡口口加加工工要要求求较较严严，，以以保保证证组组装装间间隙隙均均匀匀，，焊焊前前将将焊焊缝缝两两侧侧50~60mm内一一切切污污垢垢和和铁铁锈锈除除掉掉，，以以免免产产生生气气孔孔。。一般般在在平平焊焊位位置置焊焊接接。。对对20mm以下下工工件件可可单单面面焊焊，，如如有有要要求求可可双双面面焊焊。。对20mm以上上工工件件可可双双面面焊焊，，或或开开坡坡口口单单面面焊焊。。焊焊缝缝两两头头应应加加引引弧弧板板和和引引出出板板，，焊焊后后去去除除。。为保保持持焊焊缝缝成成型型和和防防止止烧烧穿穿，，焊焊接接时时要要用用焊焊剂剂垫垫。。§1.6气体保护焊一、氩弧焊★氩弧焊以氩气气作保护气体体的电弧焊，，焊接质量较较高。按所用的电极极不同，氩弧弧焊可分为不不熔化极氩弧弧焊和熔化极极氩弧焊两种种。1.不熔化极氩弧弧焊：铈钨棒作电电极，只适于厚度6mm以下工件。焊焊接3mm以下薄件时，常用卷卷边直接焊接接。焊接较厚厚工件时，需添加加填充金属。。焊接钢材时时，多用直流正接接以减少钨极极的烧损。焊焊接铝、镁及其合合金时则希望望用直流反接接或交流电源。2.熔化极氩弧焊焊：以连续送送进的焊丝作作为电极进行焊接接。此时可用用较大电流焊焊接厚度25mm以下工件。★对氩气要求求纯度99.7％以上，焊前前必须把接头头表面清理干干净。。★特点：1.适于各种合金金钢、易氧化化的非铁合金金及镐、钼等等稀有金属。2.电弧稳定，飞飞溅小，表面面没有熔渣，，成型美观。。3.明弧可见，易易于操作，易易实现全位置置自动焊接。。4.热影响区窄，，因而工件变变形小。目前主要用于于：焊接铝、镁、、钛及其合金金，也用于焊焊接不锈钢、耐热热钢、一些些重要低合金金钢二、二氧化碳碳气体保护焊焊★以CO2作为保护气体体的电弧焊。。焊丝作电极，焊丝的的送进靠送丝丝机构实现。。★特点1.成本低CO2的价格低。2.生产率高焊焊丝的送送进是机械化化或自动化；；电流密度大，，电弧热量集集中，故焊接速度较较快；焊后无无渣壳，节约了清理时时间。3.操作性能好明明弧焊接接，易于观察察。适于各种位置置的焊接。4.质量较好焊焊接热影影响区较小，，变形和产生生裂纹的倾向向小。5.飞溅较严重，，焊缝不够光光滑，易有气气孔。主要用于30mm以下低碳钢、、部分低合金金钢焊件，尤尤其适宜薄板板。第一章电弧弧焊第二章其其他常用焊接接方法第三章常常用金属材料料的焊接第四章焊焊接结构设计计一、点焊焊接时电极压压紧工件，接接通电流，电电阻热使局部金属熔熔化形成熔核核，断电后继继续保持压力或加大大压力，使熔熔核凝固形成成焊点。分流现象：一一个点焊好后后，焊另一个个点，有一部分电流流流经已焊好好的点处，称为分流流现象。焊接质量的主主要因素有焊焊接电流、通通电时间、电极压压力及工件表表面清理情况况等。工件越厚，焊焊件导电性越越好分流现象象越严重影响焊接接质量。所以以点焊有焊点点间最小距离限制。。第一节电电阻焊点焊焊接规范范有硬规范和和软规范。硬硬规范指在较较短时间内通以大大电流的规范范，生产率高高，焊件变变变形小适合焊接导导热性能较好好的金属。软软规范是指在在较长的时间内通通以较小的电电流。生产率率较低，适合合焊接有淬硬倾向向的金属。电极压力应选选择适当，压压力大时，可可消除熔核凝凝固时可能产生的的缩松缩孔，，但电极和工工件间的接触触电阻减小，影响响电阻热。工件表面状态态对焊接质量量影响很大，，可对工件进进行酸洗、喷砂或或打磨处理。。点焊主要适于于厚度为4mm以下的薄板板、冲压结构构以及线材的焊焊接。每次焊焊一个或多个个点。二、缝焊缝焊和点焊过过程相似，只只是用旋转的的圆盘状滚动电电极代替柱柱状电极。盘盘状电极压紧焊件件并滚动，同同时也带动焊焊件向前移动配配合断续通电电，形成连续续重叠的焊缝。。焊点相互重重叠50％以上，密封性好主要要用于要求密密封性好的薄薄壁结构。缝焊焊只适用于3mm以下的薄壁结构。三、对焊1.电阻对焊将两个工件装装夹在对焊机机的电机钳口口中，使两个个工件的端面面接触，并压压紧，然后通通电，产生电电阻热加热到到塑性状态，，再施以较大大的力，并同同时断电，使使接头在高温温下产生一定定的塑性变形形而焊接起来来。对焊接头头较光滑，对对焊前应认真真清理端面，，否则易发生生连接不牢现现象。此外，，高温端面易易氧化，质量量不易保证。。电阻对焊一一般只用于焊焊接截面形状状简单，直径径或边长小小于20mm强度要求不高高的工件。2.闪光对焊将两工件稍加加清理后夹在在电极钳口内内，轻微接触触，因工件表表面不平，使使某些点接触触，通以电流流，接触点的的金属被迅速速加热熔化，，甚至蒸发，，液体金属发发生爆破，形形成闪光，保保持一定时间间，迅速对焊焊件施加顶锻锻力，并切断断电源焊件在在压力作用下下产生塑性变变形而焊在一一起。对焊质质量好，强度度高，闪光火化化以玷污其他他设备与环境境。接头处焊焊后有毛刺需需清理。闪光光对焊常用于于重要工件的的焊接，可焊焊相同金属，，也可焊异种种金属，被焊焊工件小到0.01mm的金属丝，也也可焊端面大大到20000mm2的金属棒和金金属型材。焊焊件断面应尽尽量相同，圆圆棒直径、方方钢边长和管管子壁厚之差差均不应超过过25％。对焊主要要用于刀具、、管子、钢筋筋、钢轨、锚锚链等的焊接接第二节摩摩擦焊摩擦焊是利用用工件之间相相互摩擦产生生的热量，同同时加压而进进行焊接的方方法。方法是是对工件施以以压力并转动动工件，产生生热量，骤然然停止转动工工件并加大压压力，使两焊焊件产生塑性性变形而焊接接起来。摩擦焊接头质质量好而且稳稳定，可焊同同种金属，也也可焊异种金金属，生产率率高，电能消消耗少，一次次性投资大。。摩擦焊广泛泛用于圆形工工件、棒料及及管件类焊接接。实心焊件件的直径为2mm～100mm，管类焊件外外径最大可达达150mm。第三节钎钎焊钎焊是利用熔熔点比焊件的的钎料作为填填充金属，加加热时钎料熔熔化而将焊件件连接起来的的焊接方法。。一、硬钎焊钎料熔点在450℃以上，接头强强度在200Mpa以上。钎料有铜铜基、银基和和镍基等。主主要用于受力力较大的钢铁和铜铜合金的焊件件，如自行车车架、带锯锯锯条等以及工具具、刀具的焊焊接。二、软钎焊钎料熔点在450℃以下，接头强强度较低，一一般不超过70MPa。只用于焊接接受力不大、、工作温度较较低的工件。。常用的钎料是是锡铅合金，，所以通常称称锡焊。常用用的焊剂为松香或氯氯化锌溶液，，加热方法有有烙铁加热、、火焰加热电阻加加热、感应加加热、炉内加加热等。主要要用于制造精密密仪表表、电电器部部件异异种金金属构构件复复杂薄薄板构构件等等。钎焊一一般不不适于于钢结结构件件、重重载动动载零零件的的焊接接。第四节节电电渣渣焊★电渣焊焊：是是利用用电流流通过过熔渣渣所产产生的的电阻阻热作作为热热源进进行焊焊接的的方法法。电电渣焊焊一般般都是是在直直立位位置焊焊接，，两个个工件件接头头相距距25～35mm，固态态溶剂剂熔化化后形形成的的渣池池具有有较大大的电电阻，，当电电流通通过时时产生生大量量的电电阻热热，使使渣池池温度度保持持在1700～2000℃℃焊接时时焊丝丝不断断被送送进并并被熔熔化，，熔池池和渣渣池逐逐渐上上升，，冷却却块也也同时时配合合上升升，从从而使使立焊焊缝由由下向向上顺顺次形形成。。★电渣焊焊通常常都是是在垂垂直位位置立立焊，，单丝丝不摆摆动可焊厚厚度40~60mm，单丝丝摆动动可焊焊厚度度为60～150mm，三丝丝摆动动可焊焊450mm工件★特点：：1)可一次次焊很很厚的的工件件；2)生产率率高，，成本本低，，工件件不需需要开开坡口口；3)焊缝金金属比比较纯纯净，，电渣渣焊的的熔池池保护护严密密，保持液液态的的时间间较长长冶金金过程程较完完善，，熔池池中的气体体和杂杂质有有充分分时间间浮出出；4)焊接后后冷却却速度度较慢慢，焊焊接应应力较较小，，相应应晶粒粗大大。一一般要要焊后后热处处理，，如正正火处处理。。★另外还还有真真空电电子束束焊接接，激激光焊焊接，，见p154～155第一章章电电弧焊焊第二章章其其他他常用用焊接接方法法第三章章常常用用金属属材料料的焊焊接第四章章焊焊接接结构构设计计一、焊焊接性性的概概念★金属材材料的的焊接接性是是指被被焊金金属在在采用用一定定的焊焊接方方法，，焊接接材料料、工工艺参参数及及结构构形式式条件件下获获得优优质焊焊接接接头的的难易易程度度。★焊接性性不是是一成成不变变的，，同一一种金金属材材料，，采用用不同同的焊焊接方方法，，焊接接材料料及焊焊接工工艺，，焊接接性可可有很很大差差别。。★焊接性性包括括两个个方面面：一一是工工艺焊焊接性性，二二是使使用焊焊接性性（接头头使用用中的的可靠靠性））§3.1金属材材料的的焊接接性二、钢钢材焊焊接性性的估估算方方法★影响钢钢材焊焊接性性的主主要因因素是是化学学成分分，碳碳的影影响最最为明显显，其其它元元素影影响可可折合合成碳碳的影影响。。计计算公公式见P157w(c)当量＝w(c)+w(Mn)/6+(w(Cr)+w(Mo)+w(v)]/5+[W(ni)+w(Cu)]/15(％)式中各各元素素符号号为钢钢中相相应元元素的的质量量百分分数★根据经经验w(c)当量＜0.4％时，，钢材材塑性性良好好，淬淬硬倾倾向不不明显显，焊焊接性性良好好。一一般焊接接工艺艺条件件下，，焊件件不会会产生生裂纹纹。。但厚厚大工工件或在在低温温下焊焊接时时,应考虑虑预热热。w(c)当量＝0.4％～0.6％时，，钢材材塑性性下降降，淬淬硬倾倾向明明显，，焊接接性能能相对较较差差。。焊焊前前工工件件需需要要适适当当预预热热，，焊焊后后要要缓缓冷冷。。要要采取取一一定定的的工工艺艺措措施施才才能能防防止止裂裂纹纹。。w(c)＞0.6％时时，，钢钢材材塑塑性性较较低低，，淬淬硬硬倾倾向向明明显显，，焊焊接接性性不不好好，，焊焊前前必须须预预热热到到较较高高的的温温度度，，焊焊接接时时要要采采取取减减少少焊焊接接应应力和和防防止止开开裂裂的的工工艺艺措措施施，，焊焊后后要要进进行行适适当当的的热热处理理。。注意意:当量量法法估估算算是是粗粗略略的的，，因因为为钢钢材材的的焊焊接接性性还还受受结结构构刚度度、、焊焊后后应应力力条条件件、、环环境境温温度度等等因因数数影影响响，，实实际际工作作中中根根据据实实际际情情况况进进行行抗抗裂裂试试验验及及焊焊接接接接头头使使用用焊接接性性的的试试验验。。三、、小小型型抗抗裂裂试试验验法法焊完后后在室室温下下放置置24小时，，先检检查焊焊缝及及热影影响区区有无无表面面裂纹纹，再再从垂垂直焊焊缝方方向切切取厚厚度为为15mm的金相相磨片片两块块，进进行低低倍放放大检检查是是否存存在内内裂纹纹。可可初步步评定定材料料的焊焊接性性。而而后调调整工工艺(如预热热、缓缓冷等等)再焊接接试板板，直直至不不产生生裂纹纹。一、低碳碳钢的的焊接接低碳钢钢的含含碳量量≤0.25％，其其塑性性好。。一般般没有有淬硬硬倾向向，对对焊接接过程程不敏敏感，，焊接接性好好。不不需要要采取取特殊殊的工工艺措措施，，除电电渣焊焊外，，通常常在焊焊后不不需要要进行行热处处理。。厚度＞＞50mm的低碳碳钢结结构，，常用用大电电流多多层焊焊，焊焊后应应进行行消除除内应应力退退火。。低温温下焊焊接刚刚度较较大的的结构构时，，应焊焊前预预热。。低碳钢钢应用用最广广泛的的是焊焊条电电弧焊焊、埋埋弧焊焊、电电渣焊焊、气气体保保护焊焊和电电阻焊焊等。。§3.2碳钢的的焊接接采用熔熔焊法法焊接接钢结结构时时，焊焊接材材料及及工艺艺的选选择主主要应保保证焊焊接接接头与与工件件材料料等强强度。。焊条条电弧弧焊焊焊接一一般低碳碳钢结结构，，可选选用E4313（J421）、E4303（J422）、E4320（J424）焊条条焊接动动载荷荷结构构、复复杂结结构、、或厚厚板结结构时时，应应选用用E4316（J426）、E4315（J427）、E5015（J507）焊条条埋弧焊焊时，，一般般采用用H08A或H08MnA焊丝配配焊剂剂431进行焊接接二、中中、高高碳钢钢的焊焊接中碳钢钢含碳碳量在在0.25％～0.6％之间间。随随着含含碳量量的增增加，，淬硬硬倾向向越加加明显显，焊焊接性性逐渐渐变差差，生生产中中主要要焊接接各种种中碳碳钢的的铸件件和锻锻件。。中碳钢钢的焊焊接特特点：：1.热影响响区易易产生生淬硬硬组织织和冷冷裂纹纹；中碳钢钢属淬淬火钢钢，热热影响响区金金属被被加热热超过过淬火火温度度区段段时，，受工工件低低温部部分的的迅速速冷却却作用用，出出现马马氏体体等淬淬硬组组织。。2.焊缝金金属产产生热热裂倾倾向大大；工件材材料中中的含含C、S、P量远远远高于于焊芯芯，工工件材材料熔熔化后后进入入熔池池使焊焊缝金金属含含碳量量增加加，塑塑性下下降。。再加加上S、P等杂质质存在在焊缝缝及熔熔合区区在相相变前前可能能因内内应力力而产产生裂裂纹，，因此此，焊焊前必必须预预热，，同时时减慢慢热影影响区区的冷冷却速速度以以免产产生淬淬硬组组织中碳钢钢多用用焊条条电弧弧焊。。厚件件可采采用电电渣焊焊，焊焊后进进行热热处理理。焊条应应采用用抗裂裂性能能较好好的低低氢焊焊条。。要求求焊缝缝和工工件材材料等等强度度时，，可可选用用E5016(J506)、E5015(J507)、E6016-D1(J606)、E6015(J607)焊条，，不要要求等等强度度时，，可选选用E4315（J427）型强强度低低些的的焊条条以提提高焊焊缝的的塑性性。无论用用那种种焊条条，均均应选选用细细焊条条、小小电流流，开开坡口口进进行多多层焊焊，以以防止止工件件材料料过多多地进进入焊焊缝，，同时时也可可减小小焊接接热影影响区区的宽宽度。。高碳钢钢焊接接特点点与中中碳钢钢相似似，由由于含含碳量量更高高，焊焊接性性变得得更差差，预预热的的温度度更高高，工工艺措措施更更严格格实际际上，，高碳碳钢的的焊接接只限限于用用焊条条电弧弧焊进进行修修补工工作。。§3.3合金钢钢的焊焊接合金结结构钢钢分为为机械械制造造用合合金结结构钢钢和低低合金金结构钢两两大类类。机械制制造用用合金金结构构钢用用于焊焊接结结构较较少。。如需需焊接，焊焊接工工艺措措施与与中碳碳钢基基本相相同。。低合金金结构构钢焊焊接特特点如如下:1.热影响响区的的淬硬硬倾向向钢中含含碳量量及合合金元元素越越多，，钢材材强度度级别别越高高则焊焊后热热影响响区的的淬硬硬倾向向越大大。强强度级级别较较大的的低合合金钢钢淬硬硬倾向向增加加，热热影响响区易易产生生马氏氏体组组织，，硬度度明显显增高高，塑塑性韧韧性则则下降降。2.焊接接接头的的裂纹纹倾向向随着钢钢材强强度级级别提提高产产生冷冷裂纹纹的倾倾向也也加剧剧。影影响冷冷裂纹纹的因因素主主要由由三方方面：：焊缝缝和热热影响响区的的含氢氢量；；热影影响区区的含含氢量量；焊焊接接接头的的应力力大小小。我国低低合金金钢产产生热热裂纹纹的倾倾向不不大。。根据低低合金金钢的的焊接接特点点，生生产中中采取取以下下措施施进行行焊接接：1.对于强强度级级别较较低的的钢材材在常温温下与与对待待低碳碳钢一一样。。在低温温或大大刚度度、大大厚度度结构构进行行小焊焊脚、、短焊焊缝焊焊接时时应防防止淬淬硬组组织，，要适适当增增大电电流减减慢焊焊接速速度、、选用用抗裂裂性强强的低低氢焊焊条，，必要要时需需预热热。对锅炉炉、受受压容容器等等重要要构件件，当当厚度度大于于20mm时，焊焊后必必须退退火，，以消消除应应力。。2.对于强强度级级别较较高的的低合合金钢钢构件件，焊焊前一一般均均需预预热，，焊接接时，，应调调整焊焊接参参数以以控制制热影影响区区的冷冷却速速度不不宜过过快快。焊焊后应应进行行热处处理，，以消消除内内应力力。不不能立立即热热处理理时时，可可先进进行消消氢处处理，，防止止因氢氢引起起的冷冷裂。。§3.4铸铁的补焊焊铸铁的焊接接主要是补补焊，有热热焊预热到到600～700℃，冷焊预热热在400℃以下。第一章电电弧焊第二章其其他常用用焊接方法法第三章常常用金属属材料的焊焊接第四章焊焊接结构构设计在满足工作作性能要求求的前提下下，首先要要考虑焊接接性较好的的材料。低碳钢和含含碳量小于于0.4％的低合金金钢都有良良好的焊接接性，设计计中应尽量量选用；含碳量大于于0.4％和碳当量量大于0.4％的合金钢钢，焊接性性不好，设设计时一般般不宜选用用。若必须须选用，应应在设计中中和生产中中采取必要要的措施。。强度级别较较低的低合合金结构钢钢，焊接性性能与低碳碳钢基本相相同，而强强度明显提提高，应优优先选用。。强度级别较较高的低合合金结构钢钢，焊接性性能稍差些些，设计强强度要求高高的重要结结构可以选选用。镇静钢脱氧氧完全，组组织致密，，质量较高高，可选作作重要的焊焊接结构。。沸腾钢含氧氧量较多组组织成分不不均匀，焊焊接时易产产生裂纹。。承受动载载荷、在严严寒下工作作的重要构构件等情况况不宜选用用。异种金属焊焊接时，必必须特别注注意它们的的焊接性及及其差异。。一般要求求接头强度度不低于被被焊钢材中中的强度较较低者。设计焊接结结构时多用用型材，以以降低重量量，减少焊焊缝，简化化工艺。还还可以选用用铸钢件、、锻件或冲冲压件来焊焊接。§4.1焊接结构件件材料选择择§4.2焊接接头的的工艺设计计一、焊缝的的布置1.焊缝布置应应尽量分散散.两条焊缝的的间距一般般要求大于于三倍板厚厚2.焊缝的位置置应尽可能能对称布置置。焊后不不会发生明明显的变形形。3.焊缝应尽量量避开最大大应力断面面和应力集集中位置4.焊缝应尽量量避开机械械加工面图4-41焊缝远离机机械加工表表面的设计计5.焊缝位置应应便于操作作此外，焊缝缝应尽量放放在平焊位位置，尽可可能避免仰仰焊缝，减少横横焊焊缝，，尽量使全全部焊接部部件，至少少是主要部件能能在焊接前前一次装配配点固。二、接头形形式的选择择与设计接头形式图4-45焊条电弧焊焊接头形式式2.坡口形式气焊，焊条条电弧焊，，气体保护护焊常用的的几种焊缝缝坡口形形式与尺寸寸见图4-45。焊条电弧弧焊对接焊焊接时,板厚为1～6mm时，一般可可不开坡口口（即I型坡口）直直接焊成成。3.接头过渡形形式4.其它焊接方方法的接头头与坡口形形式埋弧焊：接接头形式与与焊条电弧弧焊基本相相同，板厚厚小于12mm时可不开坡坡口(即I型坡口)，板厚小于于24mm时按GB986-88《《埋弧焊焊缝缝坡口的基基本形式和和尺寸》选定电渣焊：两两工件之间间的间隙一一般应取25～35mm。气焊：一般般采用对接接接头和角角接接头。。9、静夜四无邻邻，荒居旧业业贫。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。13:13:1913:13:1913:1312/29/20221:13:19PM11、以我独沈久久，愧君相见见频。。12月-2213:13:1913:13Dec-2229-Dec-2212、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。13:13:1913:13:1913:13Thursday,December29,202213、乍见翻翻疑梦，，相悲各各问年。。。12月-2212月-22