焊工工艺与技能训练(高级)教案

经典word整理文档，仅参考，转Word此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！学习领域焊接材料——铸铁、有色金属掌握了手工电弧焊的基本技能操作,对焊接参数及焊接工艺有了正确审批签字1教学过程为适应不同铸铁焊接的需要，铸铁焊条的种类很多，根据国家标准(GB10044-88）的规定，铸铁焊条的分类见表7-1。表7-1铁基焊条镍基焊条其他焊条3）在字母“EZ”后用熔敷金属主要化学元素符号或金属类型代号表示，见表1—12教学过程常用铸铁焊条的主要用途以及使用时应注意的问题列于表7—3，以(l）铸铁焊丝型号3教学过程再细分时用数字表示,并以短划“—”与前面化学元素符号分开。举例（铸铁焊丝的选用00600～700C,0②不预热焊是焊前工件不预热或局部预热，焊后缓冷。焊缝可加工,其硬度、强度及颜色与母材基本相同。铸铁气焊时，由于硅易氧化而生成高熔点的酸性氧化物SiO，其粘24教学过程）铝及铝合金焊条GB/T3670—1995）的规定,铜及铜合金焊条是根据熔敷金属的化学成分来分类并表示的。同样生产中使用铜焊条不多，因此这里也不做介绍。1)铝及铝合金焊丝型号GB10858—89）的规定,该标准适用于惰性气体保护焊、等离子弧焊、气焊等焊接方法的铝及铝合金焊丝.铝及铝合金焊丝是根据化学成分来分类并确定型号的，见表7-65教学过程型号的具体编制方法为：2）铝及铝合金焊丝的选用一常用铝及铝合金焊丝的用途见表7—7。如果没有现成的焊丝，可以用相应牌号的板材切成条或用铝合金铸件7-8和7-9还列举了同种母材及异种母材组合焊接时可采用的焊丝。焊丝表面每隔一定距离有打印表示牌号的代号或相应的颜色,如表7—10所示。每根直焊丝表面至少打印一个代号，涂色应涂在端面或距端面小于30mm处。2）铜及铜合金焊丝的选用一般来说铜及铜合金气焊或氢弧焊应选用相同成分的焊丝但在焊接黄铜时，为了抑制锌的蒸发,可选用含硅量高的黄铜或硅青铜焊丝，以解决锌蒸发所带来的不利影响.6教学过程由于金属材料品种繁多，各种金属材料相互组合时会产生各自不同的特点,因此，焊接材料没有统一的规定，一般都是根据异种金属的种类来确定，这里不一一介绍,具体焊接材料选择，请看第八章异种金属焊接部分。7学习领域工件准备—-铸铁、有色金属的坡口制备掌握了手工电弧焊的基本技能操作,对焊接参数及焊接工艺有了正确审批签字8教学过程学习目标：能够进行铸铁、有色金属、异种金属工件的坡口准备。一、铸铁根据缺陷的性质，用扁铲、砂轮等在缺陷处加工坡口，缺陷的性质、形状和焊补方法不同，加工坡口的尺寸也不相同。1）热焊时，小而浅的缺陷开坡口时要予以扩大，面积须大于8cm，铲出的型槽形状应当圆滑，如图7—1所示.为保证焊接后的几何形状,不使熔融金属外流，可在铸件待补L处简单造型，如图7—2,图7—3所示。造型应牢固可靠，以免焊接过程中脱落.焊前用气体火焰将焊补处的油污连同造型材料中的水分除掉。9教学过程2）冷焊时,坡口的形状及尺寸如图7—4，图7-5所示。3,应在离裂纹端部3~5mm处钻止裂孔5~8mm7—6所示:开深坡口时，由于缺陷体积大，焊接层数多，焊接应力也会很大，容易引起焊缝与母材剥离，因此常采用栽螺钉法，即在母材上钻孔攻螺7-7所示焊接时先绕螺钉焊接,再焊螺钉之间。由于螺钉承担了部分焊接应力,防止了焊缝剥离。铝和铝合金可以分为纯铝、变形铝合金及铸造铝合金；其中变形铝10教学过程合金又分为防锈全硬铝、超硬铝和锻铝。焊接中应用较多的是纯铝和防锈铝合金。（铝及铝合金的焊前准备0其间隙为1~3mm。板厚大于8mm时，也可以开X形坡口或U形坡口,坡口角度约为60～70.铝及铝合金TIG焊的坡口形式见表7﹣12。002）焊前清理焊前清理的目的是清除工件和焊丝表面的油污、脏物和氧化膜.铝的氧化膜非常致密、不导电、熔点高(2050,氧化膜还会吸附水分，使焊缝生成气孔。因此，为保证焊接质量，焊前必须严格清理焊件表面的氧化膜。清理的方法主要有：②化学清洗法化学清洗效率高,质量稳定，适用于清洗焊丝及尺寸不大、成批生产的工件。化学清洗法见表7-13。工件和焊丝经过清理后，在存放过程中会重新产生氧化膜。特别是在潮湿环境以及在被酸、碱等蒸气污染的环境中,氧化膜生成更快，因此,一般应在清理后4h内施焊.在干燥的空气中，一般存放时间不超过24h。清理后存放时间过长,需要重新清理。11教学过程（l)铜及铜合金的分类铜及铜合金通常可以分为四大类：紫钢、黄铜、青铜和白铜12教学过程0333324l3)装配焊件根据焊接方法、接头形式和坡口尺寸,留出装配间隙的方法有两种（图7—9l2a或a。可按下式估算：l213教学过程根据上述经验公式计算出的数据还需经过试验,调整到合适的程度。4）垫板焊接熔池中铜液的流动性很好，为防止铜液从坡口背面流失，保证焊缝成型.特别是在焊接厚板及要求单面焊双面成型时,接头背面需采用垫板.垫板有永久垫板和可拆垫板两种，常用的可拆垫板有：紫铜垫、钠垫、石棉垫、粘结软垫（陶质粘结软垫和玻璃纤软垫）等.永久垫板是用与焊件同种材料做成，焊后永久地留在焊件上，仅适用于要求不高或使用条件允许的结构。由于异种金属之间性能上的差别很大，所以焊接异种金属比焊接同种金属困难的多.（熔点不同14教学过程（3）导热性和比热容不同当导热性和比热容相差很大时,会使焊缝的结晶条件变坏，晶粒粗化严重。1）直接焊接法异种金属焊接时，确定坡口角度的主要依据除母材厚度之外,还有母材在焊缝中的熔合比。一般来说，坡口角度越大,熔合比越小；反之，坡口角度越小，熔合比越大。异种金属焊接时，为了减小熔化的母材对焊缝的稀释作用，原则上希望熔合比越小越好,所以一般开较大的坡口。15教学过程3异种金属焊接时也常于金属A和金属B之间采用金属C做中间过渡段，然后将中间过渡段C分别与、B焊接起来。坡口形式应根据金属、金属B和中间过渡段C的具体情况决定。4先将金属A和金属B用特殊的焊接方法预先焊接成双金属接头A和金属B和双金属接头分别用普通焊接方法进行焊接。5复合钢板合钢板）的坡口一般都开在基层上，坡口形却口图7—11所示。（2）预热16学习领域工件准备--铸铁、有色金属的坡口制备审批签字17教学过程学习目标：能够进行铸铁、有色金属、异种金属工件的坡口准备。一、铸铁铸铁是碳的质量分数为～6.67％的铁碳合金。工业中常用的铸铁的碳的质量分数为2～～5％,以及少量的锰、硫、磷等元素.特种铸铁中含有一定的铬、铝等。铸铁按碳存在的形式和状态不同，主要可分为白铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁等。准备坡口18教学过程2）冷焊时,坡口的形状及尺寸如图7—4，图7-5所示。3,部3～5mm处钻止裂孔5～8mm7-6所示：4容易引起焊缝与母材剥离,因此常采用栽螺钉法，即在母材上钻孔攻螺纹,拧入钢质螺钉，如图7-7所示焊接时先绕螺钉焊接，再焊螺钉之间。由于螺钉承担了部分焊接应力，防止了焊缝剥离。）焊前预热19教学过程铝和铝合金可以分为纯铝、变形铝合金及铸造铝合金；其中变形铝合金又分为防锈全硬铝、超硬铝和锻铝。焊接中应用较多的是纯铝和防锈铝合金。（铝及铝合金的焊前准备1）下料及加工坡口按照所规定的坡口尺寸进行加工，加工采用机械刨削方法.用等离子切下料后，也要采用刨削坡口后能焊接。因为在坡口上进行化学清洗时，坡口上如果有裂纹和刀痕,已存清洗液,影响焊接质量。所以注意加工表面不能造成裂纹和明显的刀痕。可开单面V形坡口,坡口角度约为60～70,钝边小于或等于3mm00020教学过程工件和焊丝经过清理后，在存放过程中会重新产生氧化膜。特别是在潮湿环境以及在被酸、碱等蒸气污染的环境中,氧化膜生成更快，因此清理后存放时间应越短越好.4h内施焊.在干燥的空气中，一般存放时间不超过24h.清理后存放时间过长,需要重新清理.）铜及铜合金的焊前准备1）接头形式及坡口准备由于铜及铜合金具有导热率高和液态流动性好的特性，因止其接头形式的设计和选择与钢相比有些特殊要求。21教学过程(NaOH)10％的水溶液在30～40C033324lcm）的混合溶液中进行清洗，然后用碱水冲洗，再用水冲净，热风吹322教学过程3）装配焊件根据焊接方法、接头形式和坡口尺寸，留出装配间隙的方法有两种（图7—9l2a或a。可按下式估算：l223教学过程由于异种金属之间性能上的差别很大，所以焊接异种金属比焊接同种金属困难的多。对两种不同的金属进行直接焊接时，存在的主要困难有：）熔点不同当两种被焊金属的熔化温度相差很大时,其中一种金属在焊接时已经熔化，而另一种金属还处于固态,焊接接头难以焊合。）线膨胀系数不同（3）导热性和比热容不同（冶金上的相容性24教学过程1）直接焊接法异种金属焊接时，确定坡口角度的主要依据除母材厚度之外，还有母材在焊缝中的熔合比。一般来说，坡口角度越大，熔合比越小；反之，坡口角度越小,熔合比越大。异种金属焊接时,为了减小熔化的母材对焊缝的稀释作用，原则上希望熔合比越小越好，所以一般开较大的坡口。25学习领域设备准备——埋弧焊机、钨极氩弧焊机能够进行埋弧焊机和钨极氩弧焊机的调试审批签字26教学过程学习目标：能够进行埋弧焊机和钨极氩弧焊机的调试一、埋弧焊机调试（电源参数测试2）测试引弧操作是否有效和可靠。选项测试在焊机运行中可进行多次试验.5）在运行中观察焊剂的铺撒和回收情况.（4）试焊上述各项检查如有与技术参数不一致，或发生故障,要进行排除或27教学过程氩弧焊机的调节主要是对电源参数调整、控制系统的功能及其精度、供气系统完好性焊枪的发热情况等进行调试2。钨极氢弧焊机的调试方法1）测试恒流特性选择任意一个电流值进行焊接。在不同弧长的情况下，观察电压表、电流表，从表显示的数据判断电压及电流的变化。匀。（3）氩弧焊枪使用试验28学习领域焊接—焊接接头试验审批签字29教学过程力学性能试验是用来测定焊接材料、焊缝金属和焊接接头在各种条件下的强度、塑性和韧性。首先应当焊制产品试板,从中取出拉伸、弯曲、冲击等试样进行试验，以确定焊接工艺参数是否合适，焊接接头的性能是否符合设计的要求.焊接接头拉伸试验是以国家标准(GB2651-1989）为依据进行的，该标准适用于熔焊和压焊的对接接头.）试件制备30教学过程4）试样应采用机械加工或磨削方法制备，要注意防止表面应变硬化或材料过热。在受试长度∫范围内，表面不应有横向刀痕或划痕。除焊缝余高，使其与母材原始表面齐平。棒材接头选用图8-4do=（10士02mm；∫=L+2D;D和h由试验机结构来定;r=4。Smin31教学过程911个；管接头剖条拉伸试样不少于2个。焊接接头常温拉伸试验的合格标准是焊接接头的抗拉强度不低于母材抗拉强度规定值的下限。异种钢焊接接头的抗拉强度步抗拉强度规定值下限较低一侧的母材规定值进行评定.（试验目的该标准规定了金属材料焊接接头的横向正弯及背弯试验、横向侧弯试验、纵向正弯和背弯试验以及管材的压扁试验，用以检验接头拉伸面上的塑性及显示缺陷。（试件制备1）试件的类型焊接接头的弯曲试样按试样的长度与焊缝的相对位置可分为横向弯曲试样和纵向弯曲试样.按弯曲试样受拉面在焊缝中的位置可分为正弯、背弯和侧弯。①横弯试样焊缝轴线与试样纵轴垂直时的弯曲。②纵弯试样焊缝轴线与试样纵轴平行时的弯曲。③正弯试样试样受拉面为焊缝正面的弯曲。双面不对称焊缝，正弯试样的受拉面为焊缝最大宽度面；双面对称焊缝，先焊面为正面。④背弯试样试样受拉面为焊缝背面的弯曲.32教学过程②每个试样均应打印标记,以识别它在被截试件中的准确位置。③试样应采用机械加工或磨削方法制备，要注意防止表面应变硬化或材料过热.在受试长度∫范围内，表面不应有横向刀痕或划痕。当原接头试件的厚度超过40nun时，则可从接头不同厚度区取若干试样以取代接头全厚度的单个试样。但是，每个试样的宽度b在20～40mm范围内，这些试样应覆盖接头的全厚度（见。649)，并标明在接头厚度中的位置.纵弯试样尺寸试样尺寸如表8—2、图8—7所示。33教学过程如果接头厚度超过20mm时或试验机功率不够时,可在试样受压面一④支撑辊之间的距离∫不应大于。⑤当弯曲角（图8-8）达到使用标准中规定的数值时，试验便告完成.试验后检查试样拉伸面上出现的裂纹或焊接缺陷的尺寸和位置。（3）评定标准34教学过程试样弯曲到表8—315mm3mm的纵向裂纹或缺陷,则评为不合格.试样的棱角开裂不计，但确因焊接缺陷引起的棱角开裂的长度应进行评定。GB2650—1989该标准适用于熔悍和压焊对接接头。试验目的（试样制备35教学过程3）试样标记不应影响支座对试样的支撑，也不得使缺口附近产生加15mm以内，但不得标在支撑面上。4）缺口处若发现有肉眼可见的气孔、夹渣、裂纹等缺陷时，则不能用该试样进行试验。36教学过程异种钢焊接接头的冲击试验按抗拉强度较低一侧母材的冲击功规定（试件制备1,应在垂直于焊缝轴线方向的相应区段截取，截取的样坯应包括焊接接头的所有区域.达到Ra1。6um.维氏硬度测定时，试样表面粗糙度至少要为Ra0.8um.对厚度小于3mm的焊接接头，允许在其表面测定硬度。3）根据所用标准和技术条件要求，可分别选用布氏、洛氏或维氏硬度计进行测定.遇有测点处出现焊接缺陷时，则该点试样结果无效。5）试样数量规定为:焊接接头硬度试验试样不少于1个。（3）评定标准根据给定的技术文件和材料允许的硬度范围进行评定.37教学过程（试件的形状和尺寸试件的形状和尺寸如图8—13所示.试件的厚度不作限制，常用厚度为9~38mm，一般最好用被试材料原厚度。坡口表面加工）试件数量（试件的焊接38教学过程入，以保证试件间隙，焊完结束焊缝后拆除塞片.3．试验方法在焊接试验焊缝之前要把在焊接拘束焊缝时所附着的飞溅物清除干净,并去除水滴、油、锈等。为此，首先可用适当的加热方法清除表面水滴、油脂.待充分冷却后，用钢丝刷或砂纸打磨坡口除锈，最后用丙酮洗净.焊接试验焊缝，试验所用焊条原则上采用与试验钢材相匹配的焊条.焊前对焊条要严格进行烘于。焊接用4mm直径的焊条，焊接电流为160～180A，电弧电压为22～26，焊接速度为150mm/min.（3）焊道的选择）焊接操作手工焊接当采用手工焊时，试验焊缝按图8—14所示方法焊接.即在坡口外引弧，收弧也须离开坡口。28-15所示进行。引弧和收弧均在试验坡口内进行。39教学过程40教学过程41学习领域焊接—铸铁焊接能够进行灰铸铁的焊补。审批签字42教学过程学习目标能够进行灰铸铁的焊补.铸铁是工业上广泛应用的一种金属材料.但由于铸件在生产中往往产生铸造缺陷，如砂眼、缩孔、裂纹等，以及在使用过程中常出现裂纹等缺陷。因此,铸铁的焊补就成为很普遍、很重要的问题，铸铁的焊接应用很少。一、铸铁的分类、牌号及特性1.白铸铁白铸铁中的碳几乎全部以渗碳体(FeC,断口呈白亮色，性质硬而脆，无法进行机械加工。它主要是用来制造一些耐磨件，应用很少，并且很少进行焊接。2。灰铸铁常用灰铸铁的化学成分为：C=2.6％～3.6%，Si=1％～3.0%，Mn=0.4%~1。2％，S〈0。15％，P≤3%.根据国家标准（GB5612—85)的规定，我国灰铸铁的牌号用“灰铁”二字汉语拼音的第一个大写字母“HT”和一组数字表示，其数字表示抗拉强度值，例如，HT100中HT100”表示抗拉强度为100Mpa。表8-4列出了灰铸铁的牌号力学性能及应用范围。43教学过程3.可锻铸铁可锻铸铁是先将铁水浇铸成白铸铁，然后经高温长时间的石墨化退火，使游离渗碳体发生分解，形成团絮状石墨。由于团絮状石墨对铸铁基体的隔裂和引起应力集中的作用比灰铸铁小得多，因此可锻铸铁具有较高的强度和塑性,并有一定的塑性变形能力,因而得名可锻铸铁，实际上可锻铸铁并不能锻造.球墨铸铁是指碳以球状石墨存在的铸铁.它是通过将灰铸铁原材料熔化后，加入球化剂进行球化处理后得到的。由于球状石墨对金属基体的损坏、减小有效承载面积以及引起应力集中等危害作用均比片状石墨的灰铸铁小得多，因此球墨铸铁具有比灰铸铁高的强度、塑性和韧性，并保持灰铸铁具有的耐磨、减振等特性。球墨铸铁牌号是用“球铁”二字的汉语拼音的第一字母“”表示，字母后面有两组教字,前一组数字表示该球铁的抗拉强度值，后面一组数字表示伸长率值.例如,球墨铸铁牌号为QT400—17时，其中“”为球墨铸铁代号,“400”表示抗拉强度为400Mpa“17”表示伸长率为17%。常用的球墨铸铁的牌号、力学性能和用途见表8—6。44教学过程抗磨球墨铸铁的代号为KMQT,耐蚀球墨铸铁为SQT,耐热球墨铸铁为RQT。牌号中的合金元素用国际化学元素符号表示，混合稀土元素符号R”表示。在牌号中常规碳硅、锰、硫、磷元系，一般不标注。合金元素的质量分数大于或等于1%时，用整数表示；质量分数小于时,一般不标注。例如,耐蚀球墨铸铁SQTAI5Si5A15”表示Al的质量分数为5Si5”表示Si的质量分数为5%.灰铸铁属于焊接性比较差的材料，在焊补时，主要存在以下问题：（焊接接头容易产生白铸铁组织1）降低冷却速度可采用气焊或对工件进行焊前预热，焊后缓冷.对大型铸件缺陷采用铸铁芯焊条不预热电弧焊等。以降低冷却速度，避免白铸铁组织。2）改变焊缝的化学成分为得到铸铁焊缝，可在焊缝中加入促进石墨化元素，如碳、硅、铝、钛、镍、铜等，并减少阻碍石墨化元素，如硼、柿、镁、钒、铬、硫等,可避免焊缝生成白铸铁组织.此外，还可以采用非铸铁型焊接材料，如镍基焊条、高钒焊条、铜钢焊条等进行焊补，得到非铸铁组织焊缝.并采用小电流、浅熔深的焊接工艺,减少铸铁母材的,并减小半熔化区白铸铁层的宽度。采用钎焊法焊接时母材不熔化，因此不产生白铸铁组织。45教学过程铸铁焊接裂纹一般为冷裂纹,产生温度在400C以下,产生部位为焊缝或热影响区。当采用非铸铁型材料焊接时，焊缝也会产生热裂纹。防止裂纹的措施主要有：焊件温度分布均匀,减小焊接应力，防止裂纹产生。46教学过程灰铸铁的焊接主要应根据铸件大小、厚薄、复杂程度以及焊补处的缺陷情况、刚度大小、焊后的要求（如是否要求加工、致密性、强度、颜色等）来选择。灰铸铁的焊接方法见a、热焊法焊接时,因冷却速度慢,温度分布均匀,有利于防止白铸铁组织，减小应力,也有利于防止裂纹.热焊法可得到铸铁组织焊缝,加工性好，焊缝强度、硬度、颜色与母材相同.但工艺复杂、生产周期长、成本高、焊接时劳动条件差，一般用于焊后需要加工，要求颜色一致，焊补处刚性较,大易产生裂纹及结构复杂的铸件.b、半热焊由于预热温度低，冷却速度快，所以要求焊接材料石墨化能力更强，才能使焊缝得到灰铸铁组织。半热焊对于改善劳动条件，简化焊接工艺都是有利的。但对刚度较大部位的焊补,由于400℃以下铸铁的47教学过程②焊接操作为使药皮中的石墨充分熔化，焊接电弧要适当拉长，但也不宜过长,防止保护不良及合金元素的烧损.从缺陷中心引弧，电弧逐渐移向边缘。缺陷较小时应连续焊补。缺陷较大时，应逐层堆焊，直至填满缺陷。在焊接过程中应始终保持预热温度。焊后一定要采取保温缓冷措施。一般常采用覆盖保温材料的方法.对于重要的铸件,最好进行消除0铸铁芯焊条不预热焊接方法于8cm,,深度大于7mm，角度为20～30.坡口周围用耐火砖、石墨块或0048教学过程铸铁电弧冷焊采用非铸铁型焊接材料时，不仅要根据焊补要求正确选择焊接材料，而且要特别注意掌握焊补工艺特点。异质焊接材料电弧冷焊的着眼点仍然是防止裂纹，减弱白铸铁组织和淬硬组织的产生。为此，焊接工艺上要注意做到:①焊补时应采用细焊条、小电流、快速焊，以减少铸铁母材在焊缝中的熔合比,降低焊缝中碳、硫的质量分数。同时减小了焊接热输入,减小焊接应力，防止裂纹。由于电流小热影响区窄，使半熔化区的白铸铁组织层变薄，有利于加工.10~15mm左右长度后,立即用小锤迅速锤击焊缝，待焊缝冷却到不烫手（大约50～60℃）时，再焊下一道,以减小焊接应力,防止裂纹。③坡口较大时,应采用多层焊，后层焊缝对前层焊缝和热影响区有热处理作用，可使接头平均硬度降低。但多层焊时焊缝收缩应力较大，易图8—19焊缝强度要求高时，可采用栽螺钉法，以提高接头强度。,较小电流熔深浅,焊后锤击消应力,（2）气焊3400铁在焊接时产生白铸铁组织和裂纹都有利，因此很适于铸件焊补，焊补后可以得到铸铁焊缝,易于切削加工。但是，气焊与电弧焊相比，其生产率低，成本高，焊工的劳动强度大,焊件变形也比较大。所以一般常用于中小铸件的焊补。对刚度大的部位或薄壁件焊补，可采用热焊.焊前将工件整体或局部预热至600~700进行不预热焊。一般部位可直接采用不预热气焊。49教学过程1）钎焊铸铁焊补除用熔化焊外，还可以采用气焊火焰钎焊，母材不熔化，接头不会产生白铸铁组织。一般用于对强度要求不高，颜色可不一致，仅要求切削加工的铸铁焊补。22小电流、低电压的短路过渡形式,母材熔深浅，焊道窄，并且由于气流的2因此，细丝CO焊有利于减少裂纹和半熔化区白铸铁组织，多层焊时效2可比焊条电弧冷焊长些；焊后锤击；待焊缝冷至50～60C，0再焊下一道的冷焊工艺。手工电渣焊电渣焊热源温度较低,加热冷却缓慢,因而能获得加工性能好，与母材性能、颜色一致的焊缝。由于电源功率大,可采用1～3个电极同时电渣焊接，因而适用于大型铸件的大型缺陷或巨大缺陷的焊补.石墨电极可采用Φ30～40mm的电炉废电极.填充金属采用铸铁件加工下来的铁屑，经300～400℃加热除油。焊剂可采用HJ230或HJ130焊补前需造型并将缺陷处及型模预热到300～600℃焊补时渣池深度一般控制在40~50mm。电极与型底距离为15～20mm。焊接电流一般为1000～1500A.焊后应盖上干砂，缓冷10~15h时后拆型。50教学过程（由于球墨铸铁机械性能高,故对焊接接头的机械性能要求也高.2。球墨铸铁的焊补方法一般可采用EZCQ球墨铸铁焊条焊补,焊前工件应一预热500～700C。焊后根据对基体组织的要求，可进行正火或退火处理。球墨铸铁冷焊时主要采用EZNiFe一1、EZNiFeCu等焊条焊补，主要用于非加工面的焊补，焊补工艺同灰铸铁。气焊51学习领域审批签字52教学过程工业纯铝是指用工业方法大规模生产的纯铝，其纯度（质量分数）为99.7％~98，工业纯铝中还含有铁、硅等少量杂质。工业纯铝的牌0023）铝合金53教学过程54教学过程防锈铝好，所以称为防锈铝,还具有高的塑性和比纯铝高的强度，抛光性好，能8—10和表8-11一般防锈铝常用在焊接件、冲压件、各种骨架、中强度零件及装饰62）硬铝是含有铜、镁、锰等元素的变形铝合金。具有高的强度和硬度，可以通过热处理强化，但耐腐蚀性差。非热处理强化铝合金，如铝镁合金、铝锰合金等，其强度中等，塑性和耐腐蚀性较好,焊接性好，广泛用来作为焊接结构材料.热处理强化铝合金的焊接性较差，焊接时容易出现裂纹，在焊接结构中应用很少。铸造铝合金的焊接性也较好，所以可以对铝铸件缺陷进行焊补.2.铝及其合金的焊接性铝及铝合金具有熔点低、导热性好、热膨胀系数大、易氧化、高温强度低等特点，因而给焊接带来一定困难，铝及铝合金焊接时存在的主要困难是：铝和氧的化学结合力很强，常温下表面就能被氧化而在表面生成致密的氧化膜（AlO,）氧化膜的熔点可达2050℃而纯铝只有660℃在2355教学过程液态铝及合金溶解氢的能力强，在焊接高温下熔池会溶入大量的氢，加上铝的导热性好，熔池很快凝固，气体来不及析出而形成氢气孔。因此，焊接时应加强保护。）热裂纹（塌陷铝和铝合金熔点低，高温强度低,而且熔化时没有显著的颜色变化,因此焊接时,常因温度过高无法察觉而导致塌陷.为了防止塌陷，可在焊件坡口下面放置垫板，并控制好焊接工艺参数。铝及铝合金焊接时，由于热影响区受热而发生软化，强度降低而使焊接接头和母材不能达到等强度。为了减小不等强，焊接时可采用小线能量焊接，或焊后进行热处理。56教学过程1)焊前准备及焊后清理焊前准备的目的主要是清除焊件及焊丝表面的油污和氧化膜、加垫板和预热。焊后清理的目的是清除留在焊缝及邻近区域残存的焊渣.这些焊渣在空气、水分的参与下会腐蚀焊件,因此焊后必须及时清理干净。2）焊接材料焊接铝及铝合金的焊接材料见第七章第一节有关部分。其中（铝硅焊丝）是一种通用焊丝，主要成分为A1＋Si5％，用这种焊丝焊接时，能产生较多的低熔共晶，抗热裂性能好,并能保证一2HS331(定量的镁，抗热裂性能好,并可补偿焊接时镁的烧损。3）焊接工艺钨极氩弧焊焊前应检查阴极破碎作用，即引燃电弧后，电弧在工件上面垂直不动,熔化点周围呈乳白色，即有阴极破碎作用。焊接操作时采用左向焊法。焊接时钨极不要触及熔池,以免钨极熔化，造成夹钨.焊接结束时，注意填满弧坑，防止弧坑裂纹.57教学过程室外焊接时，应注意在焊接区周围采取防风措施.二、铜及其合金的焊接黄铜是铜和锌的合金，它的颜色随含锌量的增加由黄红色变成淡黄,锌合金基础上加入一种或数种其他合金元素（如硅、铝、铅、锡、锰等）的黄铜,称为特殊黄铜。工业上使用黄铜的锌的质量分数均在50％以下。常用铜和铜合金的化学成分和应用范围及其性能分别见表8—16及表8-17.青铜是人类历史上最早应用的一种合金，我国劳动人民早在公元前58教学过程两千年的夏和商朝就开始使用铜锡合金（青铜）来制造铜鼎、武器和铜镜等。所谓青铜，最早是指铜——锡合金，颜色呈青灰色,现在青铜实际上是除铜一锌、铜一镍合金以外所有铜基合金的统称，如锡青铜、铝青铜、敏青铜和硅青铜等。白铜是铜一镍合金,铁、锌、铝等元素的合金，就称为锰白铜、铁白铜、锌白铜、铝白铜等.白铜的牌号中，普通白铜用“白”的汉语拼音“B"加镍含量表示。特殊白铜，则用“B"加元素符号再加镍含量和合金元素含量来表示。工业中根据铜一镍合金的性能特点和用途不同，把白铜分为耐蚀结构用白铜和电工用白铜.结构用白铜的力学性能和耐腐蚀性较好,用于制造精密机械、化工机械和船舶零件.电工白铜具有特殊的热电性能，用于制造精密电工侧量仪器、变阻器和热电祸等。紫铜的焊接性比较差，焊接时容易发生下列问题：出来，在焊缝中形成氢气孔。另一方面，铜氧化后生成的Cu0在熔池中223）热裂纹由于铜的线胀系数和收缩率较大,而且导热性好热影响59教学过程区较宽，使得焊接应力较大.另外,在熔池结晶过程中，晶界易形成低熔点的氧化亚铜—铜的共晶物.同时母材金属中的铋、铅等低熔点杂质也易在晶界上形成偏析。综上原因，焊缝容易形成热裂纹.4由于铜是单向组织,因此焊后焊缝的晶粒粗大，再加上晶界存在低熔点的氧化亚铜—铜的脆性共晶物，因此造成焊缝的力学性能一般低于基本金属，尤其是焊接接头的塑性和韧性，降低得更为显著。黄铜焊接时除了具有紫铜焊接时所存在的问题以外，还有一个问题，就是锌的蒸发。锌的熔点为420℃,燃点为906℃,所以在焊接过程中，锌极易蒸发,在焊接区形成锌的白色烟雾。锌的蒸发不但改变了焊缝的化学成分，降低焊接接头的力学性能而且使操作发生困难,锌是有毒气体，直接影响焊工的身体健康。青铜的焊接主要用于焊补铸件的缺陷和损坏的机件。由于青铜的导热性接近钢，所以其焊接性比紫铜和黄铜都好。焊接时出现的主要问题是：1)青铜的凝固温度范围大，使得低熔点的锡产生偏析,使焊缝质量降低,而且削弱了晶间结合力，甚至可能引起裂纹。2）铝青铜焊接时的主要困难是铝的氧化。难熔的三氧化二铝薄膜覆盖在熔池表面，阻碍填充金属和熔池的结合，严重时产生夹渣。3）青铜收缩率比钢大50％左右，所以焊接应力大,刚性较大的焊件焊后易开裂。焊接方法的选择铜及其合金的焊接方法很多,熔焊是应用最广泛、最容易实现的一类工艺方法.除了传统的气焊、碳弧焊、焊条电弧焊和埋弧焊以外，近年来迅速发展起来的钨极和熔化极氢气保护电弧焊、等离子焊和电子束焊等已应用于铜及其合金的焊接。表8—18为铜及其合金熔焊方法的选择.其中应用最广泛的方法是钨极氢弧焊和熔化极氢弧焊。（2）焊接工艺1）气焊焊前应做好焊丝和焊件的清理工作，一般用钢丝刷或砂纸打光，以除去60教学过程表面的油污和吸附的气体.焊接前也应清理焊丝和焊件表面。在焊较厚大的焊件时应预热到400～500C,厚度超过15mm时，应预热到550℃左右.0③青铜的气焊锡青铜气焊时,一般须将焊件预热到350～450C，由0于锡青铜在高温时有脆性，所以焊接时不允许有冲击，焊后也不能立即搬动，以防焊件开裂.气焊时严格采用中性焰。焊丝可与母材相同,但最好采用比母材含锡高1％～2％的焊丝，以补充焊接时烧损。所用焊粉与焊紫铜相同。铝青铜气焊时,采用与母材相同的焊丝，常用的气焊粉是CJ401，它可以有效地破坏氧化铝膜.铝青铜焊前应预热到500～600℃2）钨极氢弧焊钨极氢弧焊（即TIG焊具有引弧稳定、能量集中、保护效果好、操作灵活、热影响区小、焊件变形小等优点，因此它已逐渐代替气焊、焊条电弧焊和碳弧焊，而成为熔焊方法中应用最广泛的一种，特别适合中、薄板和小件的焊接.61教学过程②黄铜的钨极氢弧焊黄铜TIG焊时，可采用HS221(HS222(铁黄铜焊丝）或HS224（硅黄铜焊丝）等。电源采用直流正接，也可以采用交流。交流电焊接时，锌的蒸发量较小。黄铜手工钨极氨弧焊焊接工艺规范参数见表8-20。（1）钛及钛合金的分类钛及钛合金按生产工艺可分为变形钛合金、铸造钛合金和粉末钛合金;按性能和用途可分为结构钛合金、耐热钛合金、耐蚀钛合金和低温钛合金等。我国现行标准按钛合金退火状态的室温平衡组织分为：a钛合金、B62教学过程（钛及钛合金的性能韧性和焊接性,在航空航天工业中得到应用。TiNb合金是一种超导材料，TiNi合金是一种记忆功能材料，TiFe合金可作为储氢材料，因此钛合金还是重要的功能材料.常用钛及钛合金的室温力学性能见表8-24.（裂纹由于钛及钛合金中硫、磷、碳等杂质很少，低熔点共晶物很难在晶界出现，有效结晶温度区间窄,而且焊缝金属凝固时收缩量小，如焊丝质量好、杂质少时则很少出现热裂纹.63教学过程气孔是钛及钛合金焊接时最常见的焊接缺陷。原则上气孔可以分为两类，即焊缝中部气孔和熔合线气孔。气孔导致焊接接头疲劳强度的降低。预防气孔的措施是严格进行焊接材料及焊件表面处理和改进焊接方法和工艺。）焊接方法除此以外,近年来压焊、钎焊、真空电子束焊等也获得了应用。钛及钛合金焊接目前应用最广泛的方法是钨极氩弧焊.（2）焊接材料钨极氩弧焊时的氩气纯度应≥99.99%。电极采用钵钨极。填充丝一般可采用同质材料，为改善接头塑性，可用比母材合金化程度稍低的焊TC4时可用TC3,焊丝中氧、氢、氮、碳的含量应比母材低得多，一般只有母材的一半左右。（3）焊前准备①焊丝不允许有裂纹、夹层,临焊前最好进行真空热处理、酸洗，至少也要进行机械清理。3的水溶液，酸洗后用净水冲洗、烘干。酸洗到焊接的时间一般不应超过2h,否则要放到洁净、干燥的环境中储存，储存时间不超过120h。64教学过程（氩气保护装置喷嘴加拖罩对于厚度大于0。5mm的焊件来说，喷嘴已不足以保护焊缝和近缝区高温金属，需加拖罩，为便于操作，拖罩和喷嘴一般做成一体，如图8—22所示.氩气从拖罩中喷出，用以保护焊接高温区域，拖罩的尺寸可根据焊缝形状、焊件尺寸和操作方法确定.65教学过程背面保护焊件背面采用充氩保护装置。焊缝和近缝区颜色是保护效果的标志,表面颜色一般应符合表8—26的规定.其中银白色表示保护效果最好。手工钨极氩弧焊常用的焊接工艺参数见表8-27。（焊后热处理焊后热处理的目的在于消除应力、稳定组织和获得最佳的物理——化学性能。真空热处理可以降低氢含量和防止工件表面氧化。根据合金成分、原始状态和结构使用要求可分别进行退火、时效处理或淬火一时效处理.由于钛及钛合金活性极强，在高于540℃温度大气介质中热处理时，表面生成较厚的氧化层,使硬度增加、塑性降低，为此需进行酸洗，酸洗液可用（3％）+HNO（35％）水溶液，为防酸洗时增氢应控制酸洗3温度，一般应在40℃以下。66学习领域审批签字67教学过程图中横坐标为铬（Cr）当量，即把焊缝金属中某些合金元素的含量折算成铬的相当含量，其计算公式为:68教学过程采用E309—（A307）焊条此焊条的铬镍当量相当于图8—23中的d40f～d线段上求得焊缝的位置在j点，则焊缝为含2％铁素体的奥氏体＋铁素体双相组织。（3）采用E310—15(A407）焊条此焊条的铬镍当量相当于图8-23中的e点，如果母材的熔合比为30％~40％时，在f~e线段上求得焊缝的位置在k点和l点，则焊缝为单相奥氏体组织。69教学过程350～400C,在珠光母材熔合线附近，发生碳扩散现象.因为珠光体钢含碳量较高、合金元素（指碳化物形成元素）含量较少,而奥氏体不锈钢焊缝则相反，因而在珠光体钢母材熔合线两侧产生碳和碳化物形成元素的浓度差。当焊接接头在焊后热处理或高温条件下工作时,碳从珠光体钢母材向奥氏体不锈钢焊缝扩散。结果在靠近熔合线珠光体钢一侧形成脱碳层而软化,在奥氏体不锈钢焊缝金属一侧形成增碳层而硬化。脱碳层和增碳层的宽度，随温度的增高和高温停留时间的加长而增大。焊后焊接接头尽量不进行热处理。（4）提高奥氏体填充材料中的含镍量。这类异种钢焊接接头中会产生较大的热应力，其原因是奥氏体钢母材和焊缝金属的线膨胀系数比珠光体钢母材大1.5倍左右,而热导率却只有珠光体钢的1/2左右。因此在焊接时，受到迅速加热和冷却,必然产生很大的热应力。同时异种钢焊接接头在交变温度条件下工作时，容易形70教学过程焊接异种钢时，选择焊接方法的着眼点是应该尽量减小熔合比,特别是要尽量减少珠光体钢的熔化量，以便抑制熔化的珠光体钢母材对奥氏体焊缝金的稀释作用.异种钢焊接常用的各种，接方法可得到的熔合比范围如图8—24所示。由图8—24可见，带极埋弧堆焊和不熔化极气体保护焊熔合比最小，是焊接异种钢常用的焊接方法；熔化极气体保护焊（常用钨极氩弧焊）的熔合比能在一个相当宽的范围内变