机械工程材料与热处理 第2版 课件 10.2 焊接

焊接成型基础焊接：是通过加热或加压或两者兼用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子（分子）间结合的一种方法第一节概述熔化焊将待焊处母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法压力焊焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法称为压焊。钎焊钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材金属熔点低的金属（称为钎料），将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔化温度，利用液态钎料填充接头间隙并与固态母材通过扩散实现连接焊件的方法。焊接方法分类主要焊接方法压力焊摩擦焊超声波焊爆炸焊扩散焊高频焊钎焊软钎焊硬钎焊熔化焊电弧焊电渣焊等离子弧焊电子束焊激光焊手弧焊气体保护焊埋弧焊电阻焊焊接的特点

焊接与铆接等其他加工方法相比，具有减轻结构重量，节省材料；生产效率高，易实现机械化和自动化；接头密封性好，力学性能高；工作过程中无噪音等优点。其不足之处是会引起焊接接头组织、性能的变化，同时焊件还会产生较大的应力和变形。

焊接的应用

焊接主要用于制造各种金属构件，如建筑结构、船体、车辆、锅炉及各种压力容器。此外，焊接也常用于制造机械零件，如重型机械的机架、底座、箱体、轴、齿轮等。手工电弧焊

手工电弧焊是熔焊一种,是利用电弧产生的热量来熔化焊条和部分工件，从而使两块金属连成一体的手工操作的焊接方法。由于它使用的设备简单，操作灵活方便，能够适应各种条件下的焊接，因此成为熔焊中应用最广泛的一种焊接方法。但焊条电弧焊要求操作者技术水平较高，生产率较低，劳动条件较差。（一）焊接过程

手工电弧焊是利用焊条与工件间产生的电弧热，将工件熔化而进行焊接的。焊接时,焊工手握夹着焊条的焊钳进行焊接,

在电弧高热的作用下，被焊金属局部熔化，在电弧的吹力作用下，被焊金属上形成了凹坑。这个凹坑称为熔池。焊条作为一个电极,其端部在电弧的作用下不断被熔化,形成熔滴，焊条金属熔滴借重力和电弧气体吹力的作用逐渐过渡到熔池当中,随着电弧的向前移动,熔池尾部液态金属逐步冷却结晶,最终形成焊缝。电弧热还使焊条的药皮熔化或燃烧。药皮燃烧后与液体金属起物理化学作用，所形成的熔渣和气体可防止空气中氧、氮的侵入，其保护熔化金属的作用。

焊接时,先将焊条与焊件瞬时接触,发生短路.强大的短路电流流经少数几个接触点,致使接触点处温度急剧升高并熔化,甚至部分发生蒸发。当焊条迅速提起时，焊条头温度已升得很高，在两电极间的电场作用下，产生了热电子发射。飞速的电子撞击焊条端头与焊件间的空气，使之电离成正离子和负离子。电子和负离子流向正极，正离子流向负极。这些带电质点的定向运动形成了焊接电弧。动画：电弧的形成62（二）焊接电弧

1、电弧的产生焊接电弧分三个区域，阴极区，阳极区和弧柱区。各区域的热量是不同的。阴极区：热量约占电弧总热量的36％；

阳极区：热量约占电弧总热量的43％；

弧柱区：热量约占电弧总热量的21％。2、电弧的组成及热量分布

用碳钢焊条焊接钢时，阳极区约为2600K

，阴极区约为2400K

，弧柱的温度约为（6000～8000）K（2)交流电源焊接时，不存在正、反接问题。3、电弧的极性及应用（1)直流电源焊接

正接法：焊件接电源正极，焊条接负极。

反接法：焊件接电源负极，焊条接正极。

选择极性时，主要根据焊条的性质与焊件的厚度。正接时，工件上热量较大，可保证有较大的熔深,用于厚件焊接；反接法用于薄板和有色金属焊接。（三）手工电弧焊设备

１）直流弧焊机

直流弧焊机分焊接发电机和弧焊整流器两部分。

（１）焊接发电机

焊接发电机由交流电动机和直流电焊发电机同轴组装而成。采用焊接发电机焊接时电弧稳定，能适应各种焊条，但结构复杂，噪音大，成本高。焊接发电机适用于小电流焊接。（2）弧焊整流器

弧焊整流器是一种将交流电通过整流器转换为直流电的直流弧焊机。弧焊整流器没有旋转部分，结构简单，噪音小，维修容易，使用已趋普遍。２）交流弧焊机

它是符合焊接要求的降压变压器。工作原理如图所示，通过改变次级线圈抽头的接法和可动铁芯的位置，对焊接电流进行调节。交流弧焊机结构简单，制造方便，成本低廉，节省电能，使用可靠，维修方便。缺点是电弧不够稳定。交流弧焊机是一种常用的焊条电弧焊设备。

３）焊钳和面罩

焊钳是用来夹持焊条和传递电流的。面罩是用来保护眼睛和面部，以避免弧光伤害。

（四）电焊条（简称焊条）（1）电焊条的组成及其作用

手工焊焊条由焊芯和涂料（药皮）组成。焊芯焊芯是焊条中被药皮包覆的金属芯。它起导电和填充

焊缝的作用。焊芯用由特殊冶炼的焊条钢拉拔制成。焊芯牌号：H+材料牌号（H08，H08Mn2Si）药皮药皮是压涂在焊芯表面的涂料层。它起稳弧、造气、

造渣、脱氧、渗合金等作用。药皮必须含有造气剂和造渣剂。还应含有稳弧剂和合金化剂，以及脱氧剂、脱硫剂和去氢剂等。（2）电焊条的分类根据药皮的性质及其作用，焊条分为：酸性焊条和碱性焊条。酸性焊条：药皮熔渣中的酸性氧化物比碱性氧化物多。具有良好的工艺性能，交直流电源均可使用，但焊缝的力学性能，尤其是塑性、韧度，不如用碱性焊条焊接的焊缝好，故用于一般结构件的焊接。碱性焊条：工艺性能差，要求用直流电源施焊，但焊接质量好，用于重要的结构件及焊接性较差金属的焊接。电焊条的分类（用途）碳钢焊条低合金钢焊条不锈钢焊条堆焊焊条铸铁焊条镍及镍合金焊条铜及铜合金焊条铝及铝合金焊条特殊用途焊条（3）焊条的型号与牌号

E4315表示焊条第三位数字表示焊条的焊接位置“0”和“1”表示全位置焊接“2”表示平焊，平角焊“4”表示向下立焊第三位和第四位数字，表示焊接电流种类和药皮类型表示焊条药皮为低氢钠型（15），并可采用直流反接焊接第一位和第二位数字表示熔敷金属抗拉强度最小值σb≥430MPa一种焊条型号有不同工艺性能的几种牌号如J427和J427Ni，同属于E4315焊条型号。最后一位数字：1～5为酸性焊条，使用交流或直流电源均可，6～7为碱性焊条，只能用直流电源。（4）电焊条的选用原则等强度原则：低碳钢和普通低合金钢构件，一般都要求焊缝金属与母材等强度，因此可根据钢材强度等级来选用相应的焊条。同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用主要应考虑：焊接件的结构形状、钢板厚度、载荷性质和抗裂性能而定。低碳钢与低合金结构钢焊接，可按某一种钢接头中强度较低的钢材来选用相应的焊条。焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应选用相应的专用焊条。（五）手弧焊工艺

1）接头形式及坡口根据焊接的结构形状、厚度及工作条件，可选择不同的接头类型及坡口。焊接接头类型分为焊件开坡口的目的在于保证焊透，增加接头强度对钢板厚度在6mm以下的双面焊，因手工焊的溶深可达4mm，故可不开坡口，即I形坡口。对厚度在6mm以上的钢板，可采用Y形、X形和U形坡口（2）焊缝的空间位置

施焊时焊缝在空间的位置平焊操作容易，劳动条件好，生产率高，质量易于保证，应尽量将焊缝放在平焊位置上施焊。进行立焊、横焊和仰焊时，由于重力作用，被熔化的金属向下滴落而造成施焊困难，应尽量避免，若确需采用这些焊接位置时，则应选用直径较小的焊条、较小的电流及短的电弧等措施进行焊接（3）焊接工艺参数焊接时影响焊缝形状、大小、质量和生产率的各种工艺因素的总称。主要是焊条直径、焊接电流、焊接速度焊条直径

由工件厚度、焊缝位置和接头形式等因素确定；

选用较大直径的焊条，能提高生产率；但如用过大直径的焊条，会造成未焊透和焊缝成形不良。一般情况下，焊件厚度＜4mm时，焊条直径约等于焊件厚度；≥4mm时，焊条直径为（4～6）mm。仰焊时，焊条直径一般不超过4mm。

焊接电流一般焊接电流主要由焊条直径和焊缝位置确定电流太大，焊条熔化过快，金属飞溅加剧，可能烧穿焊件；电流过小，电弧不稳定，造成焊不透，生产率降低。焊接速度即单位时间内完成的焊缝长度，直接关系到焊接的生产率。焊接速度的快慢一般不作规定，由焊工自行掌握。一般原则是在保证焊接质量的前提下寻求高的生产率。

埋弧自动焊

埋弧焊是指电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。埋弧自动焊是埋弧焊的一种自动化焊接方法。埋弧焊的工艺焊前准备板厚小于14mm时，可不开坡口；板厚为14～22mm时，应开Y型坡口；板厚为22～50mm时，可开双Y型或U型坡口。

Y型和双Y型坡口的角度为50°～60°。

焊缝间隙应均匀，焊直缝时，应安装引弧板和熄弧板，以防止起弧和熄弧时产生的气孔、夹杂、缩孔、缩松等缺陷进入工件焊缝之中埋弧焊的特点及应用

埋弧自动焊因电弧在焊剂包围下燃烧，所以热效率高；焊丝为连续的盘状焊丝，可连续馈电；焊接无飞溅，可实现大电流高速焊接，生产率高；金属利用率，焊接质量好，劳动条件好。埋弧焊适于成批生产中平直长焊缝和较大直径环缝的平焊。因此，被广泛用于大型容器和钢结构焊接生产中。67动画：钨极氩弧焊氩弧焊以氩气作为保护气体的电弧焊。分溶化极氩弧焊和不熔化极氩弧焊气体保护焊

焊接时，钨棒并不熔化，只起产生电弧的作用。因为钨棒所能通过的电流密度有限，所以只适用于焊接厚度为6mm以下的簿件熔化极氩弧焊以焊丝为一电极（正极），工件为另一电极（负极），焊丝熔滴通常呈很细颗粒的“喷射过渡”进入熔池，所用电流比较大，生产率高。焊接板厚8mm以上的铝容器时，熔化极氩弧焊通常采用直流反接。氩弧焊的特点及应用机械保护效果很好，焊缝金属纯净，焊接质量优良，焊缝成型美观。氩气贵，成本高。氩弧焊主要用于易氧化的有色金属和合金钢的焊接。如铝、钛和不锈钢等。二氧化碳气体保护焊（简称CO2焊）

以CO2为保护气体，用焊丝为电极引燃电弧，实现半自动焊或自动焊。

CO2气体密度大，高温体积膨胀大，保护效果好。但CO2在高温下易分解为CO和O，导致合金元素的氧化，熔池金属的飞溅和CO气孔。焊接用CO2纯度要大于99.8%。CO2焊时的飞溅

CO2+Fe=FeO+CO↑FeO进入熔池和熔滴，与熔池和熔滴中的碳反应：

FeO+C=Fe+CO生成的CO在熔池和熔滴内体积急剧膨胀而爆破，导致飞溅。防止飞溅的措施CO2焊常用H08Mn2SiA焊丝来进行脱氧，合金化。采用短路过渡和细颗粒过渡。为使电弧稳定，飞溅少，CO2焊采用直流反接。采用含硅、锰、钛、铝的焊丝，防止铁的氧化。采用药芯焊丝。CO2焊的特点及应用CO2焊成本低，生产率高，焊缝质量较好，主要用于低碳钢和低合金结构钢薄板的焊接。电流通过焊件接头处的接触面及其临近区域产生的电阻热，将焊件加热到塑性状态或局部熔化状态，同时施加机械压力进行焊接的一种加工方法，因此属于压力焊电阻焊的主要优点是生产率高、焊接变形较小、劳动条件好，而且操作简易和便于实行机械化、自动化。但设备费用高、耗电量大，接头型式和工件厚度受到限制。因此，电阻焊主要应用于大批量生产棒料的对接和薄板的搭接。

电阻焊电阻焊可分为点焊、缝焊、对焊。点焊电阻点焊是指将焊件装配成搭接接头，并压紧在两极间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊接方法。由于焊接处熔化的金属不与外界空气接触，所以焊接强度高，工件表面光滑，变形较小。电阻点焊主要用于板厚小于4mm的薄板结构，特殊情况可达10mm。电阻点焊广泛用于制造汽车车箱、飞机外壳和仪表等轻型结构。

施压—通电—断电—松开先施压，后通电，是为了避免电极与工件之间产生电火花烧坏电极和工件。先断电，后松开，是为了使焊点在压力下结晶，以免焊点缩松。点焊的质量

主要与焊接电流、通电时间、电极压力和工件表面的清洁程度等因素有关。焊接电流太小、通电时间太短、电极压力不足、特别是接头表面没有清理干净，都有可能焊接不牢。焊接电流过大、通电时间过长，都会使焊点熔化过大；过大的电极压力，会将工件外表面压陷点焊接头形式缝焊缝焊的电极是一对旋转的圆盘，叠合的工件在圆盘间通电，并随圆盘的转动而送进，于是就能得到连续的焊缝，将工件焊合，焊接过程与点焊相同缝焊一般只适用于焊接3mm以下的密封性容器焊接，如油箱、烟道焊接等。

（1）电阻对焊

先施加顶锻压力，使工件接头紧密接触。然后通电，利用电阻热使工件接触面上的金属迅速升温到高度塑性状态；接着断电，同时增大顶锻压力，在塑性变形中使焊件焊合成一起。电阻对焊要求对接处焊前严格清理，所焊截面积较小，一般用于钢筋的对接焊。对焊

（2）闪光对焊闪光对焊是两焊件先不接触，接通电源，再移动焊件使之接触。由于工件表面不平，接触点少，其电流密度很大，接触点金属迅速达到熔化、蒸发、爆破，以火化形式从接触处飞射出来，形成“闪光”，闪光一方面排除了氧化物和杂质，另一方面使对口处的温度迅速升高。经多次闪光加热后，端面达到均匀半熔化状态，此时断电并迅速对焊件加压顶锻，形成焊接接头。闪光对焊主要用于钢轨、锚链、管子等的焊接，也可用于异种金属的焊接。因接头中无过热区和铸态组织，所以性能高。钎焊

钎焊是将熔点低的金属材料作钎料和工件共同加热到高于钎料熔点，在工件不熔化的情况下，使钎料熔化后填满被焊工件连接处的间隙，并与被焊工件相互扩散而形成接头的焊接方法。钎焊按钎料熔点分为软钎焊和硬钎焊两大类。2、硬钎焊钎料熔点在450℃以上，接头强度较高，都在200MPa以上，属于这类的钎料有铜基、银基和镍基等。主要用于受力较大的钢铁和铜合金构件以及刀具的焊接。1、软钎焊钎料熔点为450℃以下，接头强度较低，一般不超过70MPa，所以只用于钎焊受力不大、工作温度较低的工件，如电子线路的焊接。常用的钎料是锡铅合金，所以通称锡焊。钎焊工艺方法

钎焊机件的接头形式都采用板料搭接和管套件镶接。这样的接头之间有较大的结合面，以弥补钎料的强度不足，保证接头有足够的承载能力。接头之间还应有良好的配合，控制适当大小的间隙。间隙太大，不仅浪费钎料，而且会降低焊缝的强度。如果间隙太小，则会影响钎料熔液渗入，可能使结合面不能全部焊合。钎焊的特点及其应用钎焊与熔焊相比，优点是加热温度低，接头组织和力学性能变化小，工件变形小；能焊接同种金属或不同种金属；设备简单，易实现自动化；焊接过程简单，生产效率高；钎焊接头强度低，常用搭接接头来提高承载能力。钎焊主要用于精密仪表、电气零部件、异种金属构件、复杂薄板构件及硬质合金刀具的焊接。焊接应力与变形产生的原因

焊接过程中工件局部的不均匀加热和冷却是产生焊接应力与变形的根本原因。焊接过程的加热和冷却受到周围冷金属的拘束，不能自由膨胀和收缩。在焊接结构中，焊接应力与变形既同时存在，又相互制约。要使焊接应力减小，应允许被焊工件有适当的变形。一般，当焊接结构刚度较小或被焊工件材料塑性较大时，焊接变形较大，焊接应力较小；相反，焊接变形较小，焊接应力较大。焊接应力与变形及其防止措施

一、焊接变形的基本形式焊件焊后的变形形式主要有：收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形等。收缩变形

由于焊缝的纵向（沿焊缝方向）和横向（垂直于焊缝方向）收缩，引起焊缝的纵向收缩和横向收缩。角变形V形坡口对接焊，由于焊缝截面形状上下不对称，造成焊缝上下横向收缩量不均匀而引起角变形。弯曲变形T形梁焊接后，由于焊缝布置不对称，焊缝多的一面收缩量大，引起弯曲变形。扭曲变形

工字梁焊接时，由于焊接顺序和焊接方向不合理引起扭曲变形，又称螺旋形变形。波浪形变形

由于焊缝收缩时薄板局部引起较大的压应力而失去稳定，焊后使构件呈波浪形。这种变形容易发生在薄板焊接中。二、焊接变形与应力的危害

工件焊接后产生变形和应力对结构的制造和使用会产生不利影响。产生焊接变形，可能使焊接结构尺寸不合要求，组装困难，间隙大小不一致等，从而影响焊件质量。焊接残余应力会增加工件工作时的内应力，降低承载能力；还会引起裂纹，甚至造成脆断，应力的存在会诱发应力腐蚀裂纹。残余应力是一种不稳定状态，在一定条件下会衰减而产生一定的变形，使构件尺寸不稳定，所以减少和防止焊接变形和应力是十分必要的。三、预防焊接变形的工艺措施

1、采用反变形方法通过试验或计算，预先确定焊后可能发生变形的大小和方向，将工件安装在相反方向位置上2、加裕量法根据经验在工件下料尺寸上加一定裕量，通常为0.1%～0.2%，以弥补焊后的收缩变形。3、刚性固定法当焊件刚性较小时，采用焊前刚性固定组装焊接，限制产生焊接变形，但这样会产生较大的焊接应力。采用定位焊组装也可防止焊接变形。4、选择合理的焊接顺序采取合理的焊接顺序，使焊缝能够自由地收缩，以减少应力（图a）。而图b因先焊焊缝1导致对焊缝2的拘束度增加，而增大残余应力。

5、强制冷却法使焊缝处热量迅速散走，减小金属受热面，以减少焊接变形。6、焊前预热，焊后处理

预热可以减小焊件各部分温差，降低焊后冷却速度，减小残余应力。在允许的条件下，焊后进行去应力退火或用锤子均匀迅速的敲击焊缝，使之得到延伸，均可有效的减小残余应力，从而减小焊接变形。机械矫正法严重的焊接变形应消除，常采用机械矫正法，通常只适于塑性好的低碳钢和普通低合金钢。四、焊接变形的矫正

常用的方法有：机械矫正法和火焰矫正法73火焰矫正法利用氧－乙炔焰对焊件适当部分加热，利用加热时的压缩塑性变形和冷却时的收缩变形来矫正原来的变形。适用于低碳钢和没有淬硬倾向的普通低合金钢。常用金属材料的焊接

一、金属材料的焊接性

1、焊接性概念

焊接性反映金属材料在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。

它包括两方面内容：

接合性能：即在一定的焊接工艺条件下，形成焊接缺陷的敏感性。使用性能：即在一定的焊接工艺条件下，焊接接头对使用要求的适应性。

2、金属焊接性的评定金属焊接性的主要影响因素是化学成分。钢的焊接性取决于碳及合金元素的含量，其中碳含量影响最大。把钢中合金元素（包括碳）的含量按其作用换算成碳的相当含量，为碳当量，用符号CE。表示，它可作为评定钢材焊接性的一种参考指标，见下面公式根据经验：

CE＜0.4%时，钢材塑性良好，淬硬倾向不明显，可焊性良好。在一般的焊接工艺条件下，焊件不会产生裂缝，但对厚大工件或低温下焊接时应考虑预热。

CE=0.4%～0.6%时，钢材塑性下降，淬硬倾向明显，可焊性较差。焊前工件需要适当预热，焊后应注意缓冷，要采取一定的焊接工艺措施才能防止裂缝。

CE＞0.6%时，钢材塑性较低，淬硬倾向很强，可焊性不好。焊前工件必须预热到较高温度，焊接时要采取减少焊接应力和防止开裂的工艺措施，焊后要进行适当的热处理，才能保证焊接接头质量。二、碳素结构钢和低合金高强度结构钢的焊接1、低碳钢的焊接

低碳钢含碳量不大于0.25%，塑性好，一般没有淬硬倾向，对焊接热过程不敏感，可焊性良好。焊这类钢时，不需要采取特殊的工艺措施，通常在焊后也不需要进行热处理（电渣焊除外）。2、中碳钢的焊接

中碳钢含碳量在0.25%～0.6%之间，随含碳量的增加，淬硬倾向愈发明显，可焊性逐渐变差。在实际生产当中，主要是焊接各种中碳钢的铸钢件与锻件。热影响区易产生淬硬组织和冷裂缝

中碳钢属于易淬火钢，热影响区被加热超过淬火温度的区段时，受工件低温部分的迅速冷却作用，将出现马氏体等淬硬组织。如焊件刚性较大或工艺不恰当时，就会在淬火区产生冷裂缝，即焊接接头焊后冷却到相变温度以下或冷却到常温后产生裂缝。焊缝金属热裂缝倾向较大

焊接中碳钢时，因母材含碳量与硫、磷杂质远远高于焊条钢芯，母材熔化后进入熔池，使焊缝金属含碳量增加塑性下降，加上硫、磷低熔点杂质的存在，焊缝及熔合区在相变前就可能因内应力而产生裂缝。因此，焊接中碳钢构件，焊前必须进行预热，使焊接时工件各部分的温差减小，以减小焊接应力，同时减慢热影响区的冷却速度，避免产生淬硬组织。中碳钢的焊接特点：特点：热影响区的淬硬倾向

低合金钢焊接时，热影响区可能产生淬硬组织，淬硬程度与钢材的化学成分和强度级别有关。钢中含碳及合金元素越多，钢材强度级别越高，焊后热影响区的淬硬倾向也越大。强度级别大于450MPa级的低合金钢，淬硬倾向增加，热影响区容易产生马氏体组织，形成淬火区，硬度明显增加，塑性、韧性则下降。3、低合金高强度结构钢的焊接焊接接头的裂缝倾向

不同环境温度的预热要求：工件厚度/mm：16以下，不低于-10℃不预热,-10℃以下预热100～150℃

工件厚度/mm：16-24，不低于-5℃不预热,-5℃以下预热100～150℃

工件厚度/mm：24-40，不低于0℃不预热,0℃以下预热100～150℃

工件厚度/mm：40以上，均应预热100～150℃三、不锈钢的焊接

在所用的不锈钢材料中，奥氏体不锈钢应用最广。奥氏体不锈钢焊接性良好，一般采用快速焊，收弧时注意填满弧坑，焊接电流比焊低碳钢时要降低20％左右。四、铸铁的焊补

铸铁的焊接特点：

熔合区易产生白口组织；易产生裂缝；易产生气孔针对铸铁的焊接缺陷进行焊接修补，一般采用焊条电弧焊、气焊来修补，按焊前是否预热分为热焊和冷焊两类。1、热焊

热焊法是焊前将工件整体或局部预热到600～700℃，焊后缓慢冷却。热焊法可防止工件产生白口组织和裂缝，焊补质量较好，焊后可以进行机械加工。但热焊法成本较高，生产率低，焊工劳动条件差。一般用于焊补形状复杂焊后需要加工的重要铸件，如床头箱、汽缸体等。2、冷焊

焊补之前，工件不预热或只进行400℃以下低温预热的焊补方法通常称为冷焊法，主要依靠焊条来调整焊缝化学成分以防止或减少白口组织和避免裂缝。冷焊法方便灵活生产率高、成本低、劳动条件好。但焊接处切削加工性能较差。生产中多用于焊补要求不高的铸件以及怕高温预热引起变形的工件。焊接时，应尽量采用小电流、短弧、窄焊缝、短焊道（每段不大于50mm）并在焊后及时轻轻锤击焊缝以松弛应力，防止焊后开裂。

工业上用于焊接的主要是纯铝（熔点658℃）、铝锰合金、铝镁合金及铸铝。铝及铝合金的焊接也比较困难，其焊接特点是：铝与氧的亲和力很大，极易氧化生成氧化铝（Al2O3）。氧化铝组织致密，熔点高达2050℃，它覆盖在金属表面，能阻碍金属熔合。此外，氧化铝密度大，易使焊缝夹渣。铝的导热系数较大，要求使用大功率或能量集中的热源，厚度较大时应考虑预热。铝的膨胀系数也较大，易产生焊接应力与变形，并可能导致裂缝的产生。五、非铁金属焊接

1、铝及其铝合金的焊接

液态铝能吸收大量的氢，铝在固态时又几乎不溶解氢，因此在溶池凝固时易生成气孔。铝在高温时强度及塑性很低，焊接时常由于不能支持熔池金属而引起焊缝塌陷，因此常需采用垫板。

目前焊接铝及铝合金的常用方法有氩弧焊、气焊、点焊、缝焊和钎焊。不论采用哪种焊接方法焊接铝及铝合金，焊前必须彻底清理焊件的焊接部位和焊丝表面的氧化膜与油污，清理质量的好坏将直接影响焊缝性能。

铜及铜合金的焊接比低碳钢困难得多，且焊接性能较差，易产生未焊透、不熔合、夹渣、热裂、气孔、变形大等缺陷。其原因是

：铜的导热性很高（紫铜约为低碳钢的8倍），焊接时热量极易散失。因此，焊前工件要预热，焊接时要选用较大电流或火焰，否则容易造成焊不透缺陷。铜在液态易氧化，生成的Cu2O与铜组成低熔点共晶，分布在晶界形成薄弱环节；又因铜的膨胀系数大，凝固时收缩率也大，容易产生较大的焊接应力。因此，焊接过程中极易引起开裂。2、铜及其铜合金的焊接

铜在液态时吸气性强，特别容易吸氢。凝固时气体从熔液中析出，来不及逸出就会生成气孔。铜的电阻极小，不适于电阻焊接。铜合金中的合金元素有的比铜更易氧化，使焊接的困难增大。例如黄铜（铜锌合金）中的锌沸点很低，极易烧蚀蒸发并生成氧化锌（ZnO）。改变接头化学成分、降低接头性能，而且形成氧化锌烟雾易引起焊工中毒。铝青铜中的铝，焊接时易生成难熔的氧化铝，增大熔渣粘度，生成气孔和夹渣。

铜及铜合金可用氩弧焊、气焊、碳弧焊、钎焊等方法进行焊接。采用氩弧焊是保证紫铜和青铜焊接质量的有效方法。焊接结构工艺性一般包括焊接结构材料的选择、焊缝布置和焊接接头工艺设计。焊接结构工艺性一、焊接结构材料的选择原则：尽量选用可焊性好的材料:优先选用低碳钢和普通低合金钢。因这类钢淬硬倾向小，塑性高，焊接工艺简单。尽量选用镇静钢。镇静钢含气量低，特别是含H2和O2量低，可防止气孔和裂纹等缺陷。尽量采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等型材，以简化工艺过程。二、焊缝的布置1、焊缝应尽可能分散，避免过分集中和交叉，以便减小焊接热影响区，防止粗大组织的出现。2、焊缝应尽可能避开最大应力和应力集中的位置，以防止焊接应力与外加应力相互叠加，造成过大的应力和开裂。3、焊缝的位置应尽可能对称分布，以抵消焊接变形。4、焊缝布置应便于焊接操作，焊缝位置应使焊条易到位，焊剂易保持，电极易安放。5、尽量减少焊缝长度和数量，从而减少焊接加热次