《工程材料与成形技术基础》课件-第十章 焊接与胶接成形

第十章焊接与胶接成形焊接概述Summarization焊接的实质:通过加热或加压（或两者并用），用或不用填充金属，使焊件形成原子间结合的一种连接方法。不可拆卸的连接。焊接方法的分类Classification熔焊方法常以热源的种类命名，气焊（气体火焰为热源）电弧焊（电弧为热源）电渣焊（熔渣电阻热为热源）激光焊（激光束为热源）电子束焊（电子束为热源）等离子弧焊（压缩电弧为热源）。

钎焊:利用熔点比母材低的填充金属熔化以后,填充接头间隙并与固态的母材相互扩散实现连接的一种方法.压力焊：如电阻焊:焊接过程中需要加压的一类焊接方法.焊接的特点及应用焊接生产的特点：优点是：连接性能好；省工省料成本低；重量轻；可简化工艺。缺点是：不可拆卸；焊接接头组织和性能要变坏；要产生焊接应力、变形和缺陷。焊接生产的应用制造金属结构机器零部件和工具修补

2-1冶金连接成形基础一、焊接熔池的化学冶金1.熔焊过程中杂质的溶入及其有害作用氧化（高温下氧和氮分解）Fe+O→FeOC+O→COSi+2O→SiO2

Mn+O→MnO2Cr+3O→Cr2O3

氧化使焊缝金属中的合金元素烧损;而焊缝金属中的氧使焊缝金属的强度、塑性和韧性均下降.如图所示.氮能以原子的形式溶于金属中,如图所示.当熔池结晶时,氮的溶解度急剧下降,来不及逸出金属表面的氮气便成为气孔,还会形成Fe4N化合物,分布在晶界和固溶体内.氮使焊缝金属的强度和硬度增加而塑性和韧性下降.

氢如同氮一样,除产生气孔外,还要引起氢脆和冷裂纹.如图所示.氢原子的溶解和析出氮的溶解和析出2.对熔化金属的保护和冶金处理

对焊接区采取机械保护，如采用焊条药皮,防止空气污染熔化金属,焊前还要严格清理.对熔池采用冶金处理，清除已经进入熔池中的有害杂质，增添合金元素,在焊条药皮中加铁合金.脱氧反应Mn+FeO→Fe+MnOSi+2FeO→2Fe+SiO2

脱硫反应Mn+FeS→Fe+MnMnO+FeS→FeO+MnSCaO+FeS→FeO+CaMgO+FeS→FeO+MgS3.焊接熔池化学冶金的特点温度高,金属元素发生强烈的蒸发和烧损冷却快,熔池金属在焊接过程中温度变化很快，各种化学冶金反应难以充分进行二、焊接接头的组织和性能

MicrostructureandPropertiesofWeldingJoint.由焊缝区、熔合区和热影响区组成.1.焊缝(1)焊接热循环WeldThermalCircle

在焊接热源作用下，焊件上某点的温度随时间变化的过程。特点：加热速度、冷却速度很快(>100/s)温度不均匀对焊接质量起重要影响的参数是：最高加热温度

在过热温度（>1100度）的停留时间

冷却速度：t8/5

⑵焊缝weldbead在焊接接头横截面上测量的焊缝金属的区域，即焊缝表面和熔合线所包围的区域。结晶过程特点：冷却速度快，过热，运动状态下结晶，非均质形核偏析一次结晶二次结晶结晶从熔池底部许多半个晶粒开始垂直底部向中心生长，呈树状枝晶。组织：铸态组织，粗大柱状晶焊缝组织是从液态结晶的铸态组织,存在着各种铸造缺陷,但由于冷却快,通过渗合金等还可以满足使用要求.

焊缝结晶过程要产生偏析，宏观偏析与焊缝成形系数有关（即焊道的宽度与厚度之比）。成形系数小，形成中心线偏析。2.热影响区heat-affectzone受焊接热循环的影响，焊缝附近的母材组织或性能发生变化的区域为焊接热影响区。如图所示。

过热区OverheatedZone1100℃～固相线，魏氏组织,为热影响区中机械性能最差的部位.正火区NormalizedZoneAc3～1100℃，正火组织,冷却后晶粒细小,机械性能较好.部分相变区PartialPhase-changeZoneAc1～Ac3之间，晶粒大小不一，组织不均匀,性能较差.易淬火钢：由于焊后冷却快,会产生淬硬组织.它的热影响区分为淬火区和部分淬火区.3.熔合区bond焊缝与热影响区的过渡区，位于熔合线两侧，也叫半熔化区。温度处于固相线和液相线之间成份不均匀,组织粗大,粗大的过热组织和粗大的淬硬组织.是焊接接头中性能最差的.影响焊接接头性能的因素

FactorstoInfluencePropertiesofWeldingJoint

焊接材料焊条和焊丝等（熔化后形成焊缝金属组成部分，影响焊缝化学成分

weldingmaterials焊接方法weldingmethod不同焊接方法的热源，温度高低不同、且机械保护也不同。焊接工艺焊接电流、电弧电压、焊接速度和线能量等的总称为工艺参数

weldingtechnology

工艺参数→接头输入热量的大小→焊接热循环→热影响区大小→组织粗细→焊缝性能线能量E=IU/V三、焊接应力和变形1.焊接应力和变形的形成和危害.焊接应力增加结构工作时的应力,降低承载能力;焊接变形影响组装质量,矫正变形增加成本,还要降低塑性.2、产生原因如图1-38所示.金属材料如果整体均匀加热和冷却,能完全自由膨胀和收缩,则在加热过程中产生变形,不产生应力;冷却后,恢复到原来的形状和尺寸,没有残余变形,也没有残余应力.如图1-38a所示.

如果在加热和冷却过程中,完全不能膨胀和收缩,这时有焊接残余应力而没有残余变形.

由于焊接是局部加热,在加热和冷却过程中,有一定的刚性约束,如图1-38b所示,加热时金属受压应力,产生塑性压缩变形;在冷却过程中,如图所示,不能完全自由收缩,也能收缩一些,因此,金属受拉应力并保存下来,这就是焊接残余应力.现以钢板对焊为例说明焊接残余应力的产生过程,如图1-39所示.(a)为加热时,(b)为冷却时的情况.图1-40为焊接变形及产生原因2.减少和消除焊接应力的措施

设计措施：尽量减少焊缝数量及尺寸避免焊缝过分集中与交叉,如图所示采用刚性较小的接头形式在拉应力区域，避免几何不连续性工艺措施：合理选择焊接顺序和方向(先横后纵)从设计和工艺二个方面考虑锤击焊缝法预热法加热“减应区”热处理法降低焊缝拘束度小线能量焊接3.控制和矫正焊接变形的措施防止变形：焊前组装时采用反变形法刚性固定法能量集中的焊接方法预热、锤击、散热选择合理的装配焊接顺序

矫正机械矫正法火焰矫正法四、金属焊接性

WeldabilityofMetal

1.金属焊接性的概念金属材料对焊接加工的适应性。在一定焊接条件下，获得优质焊接接头的难易程度。决定于金属材料本身性质和加工条件。包括二方面的内容:结合性能：指某种材料在给定的焊接工艺条件下，形成完整而无缺陷的焊接接头的能力。使用性能：指在给定的焊接工艺条件下，焊接接头或整体结构满足使用要求的能力。2.金属焊接性的间接评价

碳当量

把钢中合金元素（包括碳）的含量按其对焊接性影响程度换算成碳的相当含量，其总和叫碳当量。CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(%)

经验表明当CE＜0.4％时,焊接性良好,一般不需预热;CE=0.4～0.6％时,焊接性较差,一般需要预热和采取其它工艺措施;CE＞0.6时,焊接性差,需采取较高的预热温度和其它严格的工艺措施.评价金属焊接性的二个参数冷裂纹敏感系数除化学成分外，板厚（刚性约束）、焊缝含氢量等也对焊接性有影响。Pe=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B+h/600+H/60(%)防止裂纹要求的最低预热温度:Tp=1440Pc-392(℃)作业:1、什么是焊接热影响区？低碳钢焊接热影响区分哪几个区？

2、碱性电焊条和酸性电焊条的性能有什么不同？为什么？第二节常用焊接方法

FusionWeldingandBrazingWelding一、焊条电弧焊电弧(ElectricArc)燃烧，加热熔化母材（BaseMetal）和焊条（CoveredElectrod）熔滴(Droplet)的产生和过渡熔池(FusedBath)的形成、停留和结晶药皮(Coating)燃烧、熔化，成为熔渣(Slag)，保护熔池。熔池和熔渣凝固，形成焊缝和渣壳。1.焊接电弧焊接电弧的产生焊接电弧的结构阴极区NegativePolarityZone：电子供应区。电弧热的36%阳极区AnodeRegion：受电子轰击区域。电弧热的43%弧柱区ArcColume：电弧热的21%左右。2．焊条及其选择(1)焊条组成和作用

焊芯作为电极传导电流，熔化后作为填充金属与母材形成焊缝。药皮改善焊接工艺性，如药皮中含有稳弧剂，使电弧易于引燃和保持燃烧稳定。对焊接区起保护作用，药皮中含有造渣剂、造气剂等起有益的冶金化学作用，药皮中含有脱氧剂、合金剂、稀渣剂等电焊条的组成(2)焊条分类

按用途不同分为十大类：结构钢焊条，钼和铬钼耐热钢焊条，低温钢焊条，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，特殊用途焊条等。

结构钢焊条按药皮性质不同可分为:酸性焊条：药皮中含有多量酸性氧化物（如SiO2，MnO2等）碱性焊条：药皮中含有多量碱性氧化物（如CaO等）和萤石（CaF2）。由于碱性焊条药皮中不含有机物，药皮产生的保护气氛中氢含量极少，所以又称为低氢焊条。

(3)焊条型号与牌号

焊条型号是国家标准中规定的焊条代号。标准规定，焊条型号由字母“E”和四位数字组成

焊条牌号是焊条生产行业统一的焊条代号。焊条牌号前的字母表示焊条类别，“×××”代表数字，前二位数字代表焊缝金属抗拉强度，末尾数字表示焊条的药皮类型和焊接电流种类如J422、J507等.(4)焊条的选择

原则：应使焊缝金属与母材具有相同的使用性能“等强”原则：低、中碳钢或低合金钢的结构件,如16Mn的σb为520MPa,应选用J506、J507等.“同成分”原则：特殊性能钢（不锈钢、耐热钢等）和有色金属等,根据母材的化学成份,选择相同成分的焊条.酸性焊条和碱性焊条的选择碱性焊条焊缝金属力学性能好、抗裂性好.碱性焊条焊接工艺性差.碱性焊条对水油绣的敏感性碱性焊条有毒烟尘多焊条类型选定后，还要根据焊件厚度等条件，确定焊条标称直径。作业：

1、说明电焊条的组成及作用？

2、下列焊条型号或牌号的含义是什么？

E4303,E5015,J422,J507二、埋弧焊

SubmergedArcWelding

设备和焊接材料的选用设备焊车、控制箱和焊接电源焊接材料选用根据母材金属的化学成分和力学性能，选择焊丝，再根据焊丝选配相应的焊剂。2.埋弧焊的焊接过程和工艺焊接过程

焊缝形成过程

3.埋弧焊特点及其应用生产率高，节省焊接材料。焊接质量好。劳动条件好。不适用于立焊、横焊、仰焊和不规则形状焊缝。另外，焊前的准备工作量较大，对焊件坡口加工、接缝装配均匀性等要求较高。不适于焊接3mm以下厚度的薄板。难以焊接Al、Ti等氧化性极强金属及合金。设备费用一次性投资较大。三、气体保护焊

GasShieldedArcWelding用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊优点：电弧、熔池可见性好无需焊后清理缺点：防风措施1.惰性气体保护焊（1）保护气体和电极材料在惰性气体中燃烧的电弧热量损失较少。Ar：成本低，电弧燃烧非常稳定，熔滴很容易呈稳定的轴向射流过渡，飞溅极小。He：电弧燃烧温度高，焊速较快，但飞溅大，成本高。

钨极氩弧焊（TIG焊）钍钨极或铈钨极电极不熔化焊接电流不能太大，易焊薄板熔化极氩弧焊（MIG焊）焊丝做电极电流大，母材熔深大，生产率高，易焊中厚板（2）电源种类和极性工件为负极，利用“阴极破碎”作用消除氧化膜钨极氩弧焊，除铝合金、镁合金以外其它金属焊接以直流正接为好，交流电源次之2.CO2焊Carbon-DioxideArcWelding

焊接过程

原理、设备、焊接材料特点及应用为了稳定电弧，减少飞溅，CO2焊采用直流反接

四、电渣焊

利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热熔化母材和填充金属进行焊接丝极电渣焊板极电渣焊熔嘴电渣焊

五、钎焊

钎焊过程

熔化钎料的填缝过程

钎料组分与母材相互扩散过程

1．硬钎焊Brazing使用熔点高于450℃的钎料

焊件接头强度高，工作温度高

用于受力较大的钢铁件、工具及铝、铜合金件，如钎焊刀具、自行车架等

2．软钎焊Soldering使用熔点低于450℃的钎料

焊件接头强度低，工作温度低

用于电子线路元件的连接等

常用焊接方法的特点及适用范围

第二节-2

压焊和钎焊一、电阻焊

将焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。1．点焊

SpotWelding焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属形成焊点的电阻焊方法点焊过程：

点焊分流现象：焊接新焊点时，有一部分电流会流经已焊好焊点，使焊接电流发生变化，影响点焊质量。点距：两相邻焊点间的中心距。焊件厚度越大，导电性越强，点距要越大。焊点直径：要尽量大应用：薄板冲压件及钢筋焊接。点焊工件常用厚度范围是0.05~6mm。2.缝焊SeamWelding焊件装配成搭接接头并置于两滚轮电极之间，滚轮加压焊件并转动，连续或断续送电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法。密封性好，但分流现象严重

应用：焊接3mm以下薄板、有密封要求的较规则焊缝，如油箱、小型容器和烟道等结构产品。

3.对焊ButtWelding将焊件装配成对接接头进行的电阻焊方法

(1)电阻对焊

UpsetButtWelding将焊件装配成对接接头，使其端面紧密接触，利用电阻热加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻力完成焊接的方法。焊前接头端面要平滑、清洁(焊前加工、清理要求较高.

一般用于截面简单、直径小于20mm和强度要求不高的棒材和线材。

(2)闪光对焊FlashButtWelding

焊接过程如4-15(b)图所示

加紧、对正→通电→移动、接触→闪光并连续闪光、端面呈半熔化→断电、顶锻形成接头.特点：接头强度较高，承载能力强。在焊口周围有大量毛刺，结合面处有较小凸起；焊件需留较大余量；焊接时火花飞溅，需隔离防护；焊后需清理接头处的毛刺。应用：适用于承受较大载荷零件或重要零件的焊接。二、摩擦焊

将焊件连接表面相互压紧并使之按一定轨迹相对运动,利用连接表面上生成的摩擦热作为热源将焊件端面加热到塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种压焊方法。

按焊件相对运动的轨迹不同，摩擦焊又分为旋转式摩擦焊和轨道式摩擦焊两种。

优点：接头组织致密，焊接质量好且稳定。

焊前接头不需特殊清理，焊接时不需焊接材料，焊接时间短，生产成本低。

能焊接异种金属材料

应用：主要用于旋转焊件的压焊，非圆截面的焊接比较困难。

摩擦焊焊件的最大截面不超过0.02m2

三、钎焊

Brazing，Soldering钎焊过程熔化钎料的填缝过程

钎料组分与母材相互扩散过程利用熔点比母材低的填充金属熔化以后，填充接头间隙并与固态的母材相互扩散实现连接的一种焊接方法。钎剂的作用有:去除氧化膜和油污等杂质保护母材接触面和钎料不受氧化增加钎料的润湿性和毛细流动性1．硬钎焊Brazing使用熔点高于450℃的钎料

焊件接头强度高，工作温度高

用于受力较大的钢铁件、工具及铝、铜合金件，如钎焊刀具、自行车架等常用钎剂为硼砂、硼酸、氯化物等

2．软钎焊Soldering使用熔点低于450℃的钎料

焊件接头强度低，工作温度低

用于电子线路元件的连接等

常用钎剂为松香、氯化锌溶液钎焊和熔焊、压焊的区别用低熔点的钎料作为填充金属，钎焊时，钎料熔化、母材不熔化。钎焊接头强度低，工作温度低，但焊接变形小，焊件尺寸精确。钎焊可以焊接异种金属，还可以焊接异种材料。可以焊接其它焊接方法难以焊接的特殊结构，如蜂窝结构。可以采用整体加热，一次焊成整个结构的全部焊缝。生产率高，易于实现焊接机械化自动化。常用焊接方法的特点及适用范围

作业：

1、说明点焊、缝焊和对焊的应用？

2、钎焊与熔焊相比有何根本区别？钎剂的作用是什么？对钎料有什么要求？第二节-3现代焊接与热切割

技术

一、等离子弧焊接与切割

等离子弧是经过压缩的高能量密度的电弧。特点：高温（可达24000～50000K）高速（可数倍于声速）高能量密度（可达105～106W/cm2）

1.等离子弧的产生

气体电离形成电弧。在机械压缩、热压缩和电磁压缩的共同作用下，弧柱直径被压缩到很细的范围内，弧柱内的气体电离度很高，当压缩作用与电弧的热扩散达到平衡时，便成为稳定的等离子弧。机械压缩:电弧被强迫通过喷嘴的小孔通道，弧柱截面减小。热压缩:当往喷嘴内通入一定压力和流量的气体（如氩气、氮气等）后，电弧会进一步受到压缩。电磁压缩:电弧中定向运动的电子、离子流在自身磁场作用下，使弧柱进一步受到压缩。

2.等离子弧焊

特点：等离子弧的能量密度大，弧柱温度高，弧流流速大，穿透能力较强，厚度12mm以下的焊件可不开坡口，一次焊透，实现单面焊双面成形。

焊接电流小到0.1A时，等离子弧仍能稳定燃烧，并保持良好的挺直度和方向性。钨极缩于喷嘴内，焊接时可避免钨污染。焊接速度快，生产率高，焊接热影响区小，焊接变形也小。

焊接设备较复杂，气体消耗量大，不宜在室外焊接。小孔形等离子弧焊不适于手工操作，灵活性比钨极氩弧焊差。

3.等离子弧切割

利用高温、高速、高能量密度的等离子焰流冲力大的特点，将被切割材料局部加热熔化并随即吹除，从而形成较整齐的割口。可以切割不锈钢、铸铁、铝、铜、钛、镍、钼、钨及其合金以及非金属材料等。割口窄，切割面的质量较好，切割速度快，切割厚度可达150～200mm。

二、电子束焊

利用高速、集中的电子束轰击焊件表面所产生的热量进行焊接的一种熔焊方法。按焊件所处工作室的真空度不同，可分为高真空型、低真空型和非真空型等三种基本类型。

特点：电子束的能量密度很高（约为电弧焊的5000～10000倍），穿透能力强，焊接速度快，焊缝深宽比大（可达50:1）。电子束可控性好，焊接工艺参数调节范围宽且稳定，适应性强。由于在高真空下进行焊接，无有害气体和金属电极污染，保证了焊缝金属的高纯度，焊接质量很好。焊接设备复杂，价格高，使用维护技术要求高，焊件尺寸受真空室限制，对接头装配质量要求严格，并需要注意防护Ｘ射线。

三、激光焊接与切割

1.激光焊利用聚焦的激光束轰击焊件所产生的热量进行焊接的一种熔焊方法。

特点焊接速度快、能量密度高、灵活性大。可在大气中焊接，不需要真空环境或气体保护。非接触焊接，整个焊接过程进行得很快，焊接热影响区和焊接变形很小，特别适合于精密结构件和热敏感器件的焊接。可以借助偏转棱镜或通过光导纤维引导到难以接近的部位进行焊接；也可以通过透明材料的壁进行焊接；还可以对绝缘导体直接焊接，而不必清除绝缘层。易实现异种金属的焊接，也可用于非金属材料的焊接。缺点是设备复杂、投资大、功率较小，可焊接的厚度受到一定的限制。2.激光切割

利用激光束的热能实现切割的一种热切割方法。

激光气化切割：利用激光束使材料局部在极短时间内被加热到沸点以上，并以蒸气形式逸出，形成割口。一般多用于极薄金属材料的切割。

激光熔化切割：利用激光束将材料局部迅速加热到熔化状态，并借喷射惰性气体将熔化物吹掉，形成割口。主要用于非金属材料的切割，如纸、布、木材、塑料、橡胶、岩石、混凝土等，也可用于切割不锈钢和易氧化的钛、铝及其合金等金属材料

激光燃烧切割：利用激光束将金属材料迅速加热到燃点，喷射纯氧使金属连续燃烧，氧化物被氧气流吹走，形成割口。主要用于金属材料的切割，如碳钢、钛钢、不锈钢、双面涂塑钢板以及非铁合金等。

特点：具有速度快、割缝窄、热影响区小、切割表面光洁等优点。第三节常用金属材料的焊接一、碳钢的焊接1.低碳钢的焊接焊接性良好，CE<0.4焊接方法、工艺与焊接材料选择焊条电弧焊：酸性焊条E4303（J422）、E4320（J424）等

；承受动载荷、结构复杂的厚大焊件，选用抗裂性好的碱性焊条E4315（J427）、E4316（J426）等

埋弧焊：焊丝H08A或H08MnA配合焊剂HJ431。电渣焊：焊后应进行正火处理。板厚大于50mm，在低于0℃的环境温度焊接时，应预热100～150℃。

2.中、高碳钢的焊接焊接性差：CE>0.4%，热影响区组织淬硬倾向增大，较易出现裂纹和气孔焊接工艺要点：预热：35、45钢，焊前应预热150~250℃

焊后热处理冶金保护,焊接中碳钢采用J507焊条。开坡口并采用细焊条，小电流，多层焊等

焊接方法、工艺与焊接材料选择高碳钢一般只用于破损工件的焊补，通常采用焊条电弧焊或气焊

无法预热，应选用奥氏体不锈钢焊条

二、低合金结构钢的焊接

碳钢基础上加入总量不超过5％的合金元素，以提高强度并保证一定塑韧性，或使钢具有某些特殊性能。强度用钢热轧及正火钢：

s=294~490MPa低碳调质钢：

s=441~980MPa中碳调质钢：

s=880~1176MPa强度级别较低的普低钢的焊接近于低碳钢；级别高的普低钢焊接冷裂倾向大、焊接性差，一般要预热，见表3－9。特殊性能钢低温钢耐热钢耐蚀钢

1．强度用钢焊接

2．专用钢焊接

珠光体耐热钢：以Cr，Mo为基础的低、中合金钢碳当量数值约为0.45%~0.90%，焊接性较差焊条电弧焊：选用与母材成分相近的焊条，预热温度150~400℃，焊后应及时进行高温回火处理。低温钢：含Ni量较高的5Ni，9Ni钢等焊前不需预热焊条成分要与母材匹配焊接线能量输入要小焊后回火注意避开“回火脆性区”耐蚀钢：除P含量较高的钢以外，其它耐蚀钢焊接性较好，不需预热或焊后热处理等。选择与母材相匹配的耐蚀焊条。

三、不锈钢焊接StainlessSteel

奥氏体型不锈钢：Cr，Ni元素含量较高，C含量低焊接性良好，焊接时一般不需要采取工艺措施。焊条、焊丝和焊剂的选用应保证焊缝金属与母材成分类型相同

采用小电流、快速不摆动焊，焊后加大冷速接触腐蚀介质的表面应最后施焊

铁素体型不锈钢热影响区中的铁素体晶粒易过热粗化焊前预热温度应在150℃以下采用小电流、快速焊等工艺，以降低晶粒粗大倾向。

马氏体型不锈钢：焊后淬硬倾向大，易出现冷裂纹焊前预热温度200~400℃焊后要进行热处理，否则应选用奥氏体不锈钢焊条

四、铸铁的焊补焊接接头易生成白口组织和淬硬组织，难以机加工；焊接接头易出现裂纹。

1.不预热焊法工艺：焊前工件不预热（或局部预热至300～400℃，也称半热焊，焊后缓冷）。焊补方法：焊条电弧焊。焊条选择依据：保证焊缝中碳、硅含量合适而不致生成白口组织或使焊缝组织为塑性好的非铸铁型组织，并保证焊后工件的加工性能和使用性能。

镍基铸铁焊条主要用于重要铸铁件

纯铁芯和低碳钢芯铸铁焊条适于非加工面或刚度小的小型薄壁件的焊补

特点：生产率高，劳动条件好，工件焊补成本低

2.热焊法工艺：把工件预热至600~700℃，并在此温度下施焊，焊后缓冷或在600~700℃保温消除应力。焊补方法：焊条电弧焊和气焊。焊条电弧焊：适于中等厚度以上（＞10mm）的铸铁件，选用铁基铸铁焊条或低碳钢芯铸铁焊条。气焊：适于10mm以下薄件为防止烧穿，选用铁基铸铁焊丝并配合焊剂使用。特点：热焊法劳动条件差，一般用于焊补后还需机械加工的复杂、重要铸铁件，五、非铁金属的焊接1.铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接性极易氧化易生成气孔熔融状态难控制焊接方法氩弧焊：“阴极破碎”作用可解决氧化问题，惰性气体保护等措施可以解决气孔问题。电阻焊、钎焊：气焊：焊接质量要求不高的工业纯铝和防锈铝合金2mm以下薄板焊前要严格清洗焊件、焊丝，并一定要干燥后再焊2.铜及铜合金的焊接铜及铜合金的焊接性难熔合及易变形热裂纹倾向大

易产生气孔

焊接工艺特点：强热源设备和焊前预热（150~550℃）

加入脱氧剂，控制氢来源，降低熔池冷速等防止裂纹、气孔缺陷

焊后采用退火处理以消除应力

焊接方法：氩弧焊：工件厚度<3mm，TIG焊；>12mm，MIG焊；、气焊黄铜采用弱氧化焰，其他均采用中性焰埋弧焊：中、厚板长焊缝的焊接钎焊：3.钛及钛合金的焊接钛及钛合金的焊接性化学性质非常活泼，极易出现多种焊接缺陷

极易吸收各种气体，使焊缝出现气孔

焊接方法：氩弧焊，此外还可采用等离子弧焊、真空电子束焊和钎焊等作业：

1、名词解释：金属的焊接性;碳当量。

2、下列金属材料焊接时主要问题是什么？常用什么焊接方法和焊接材料？普通低合金钢，中碳钢，珠光体耐热钢，奥氏体不锈钢。第四节焊接结构工艺设计一、焊接结构生产工艺过程概述备料→装配→焊接→焊接变形矫正→质量检验→表面处理二、焊接结构工艺设计1.焊缝布置WeldArrangement焊缝应尽量处于平焊位置

焊缝要布置在便于施焊的位置

焊缝布置要有利于减少焊接应力与变形尽量减少焊缝数量及长度，缩小不必要的焊缝截面尺寸焊缝布置应避免密集或交叉

焊缝布置应尽量对称焊缝布置应避开机械加工表面焊缝布置应尽量避开最大应力位置或应力集中位置2．焊接方法的选择要根据焊件的结构形状及材质、焊接质量要求、生产批量和现场设备等，在综合分析焊件质量、经济性和工艺可能性之后，确定最适宜的焊接方法。

焊接接头使用性能及质量要符合结构技术要求提高生产率，降低成本焊接现场设备条件及工艺可能性3．焊接接头设计WeldingJointDesign

(1)焊接接头形式及选择焊接接头形式对接ButtJoint搭接LapJoint角接CornerJointT形接TJoint焊接接头形式选择依据：根据工作条件所确定的接头形式、坡口形式和尺寸、焊缝尺寸等设计要求：保证接头满足使用要求焊接的难易与变形程度：焊接易于实现，变形能够控制焊接成本：经济性施工条件：技术人员设备等条件熔焊：对接、搭接、角接、T接、端接压焊：对焊－对接、点焊和缝焊－搭接钎焊：搭接(2)坡口形式设计

WeldingGrooveStyleDesign

目的：使接头根部焊透使焊缝成型美观使焊缝金属达到所需的化学成分。常用加工方法：气割切削加工（车或刨）碳弧气刨等坡口基本形式：I、V、X、U选择依据：板材厚度坡口加工方法

焊接工艺性考虑焊接方法、焊接位置、接头类型、变形大小、熔透要求、经济性等

焊接材料的选择优先选择可焊性好的低碳、低合金钢.否则就要采取相应的工艺措施三、焊件结构工艺性设计实例

低压贮气罐，壁厚8mm，压力1.0MPa，温度为常温，介质为压缩空气，大批量生产。选择母材材料：短管选用优质碳素结构钢10，其它选用塑性和焊接性好的普通碳素结构钢Q235-A。设计焊缝位置及焊接接头、坡口形式：

筒节的纵焊缝和筒节与封头相连处的两条环焊缝均采用对接Ⅰ形坡口双面焊法兰与短管焊合采用不开坡口角焊缝法兰管座