常用金属材料焊接的基础知识培训.ppt

扈成林 常用金属材料的焊接 一、常用金属材料焊接的基础知识二、钢的焊接性三、碳素钢的焊接四、普低钢（16Mn）的焊接五、珠光体耐热钢（15CrMo）的焊接六 、不锈钢（1Cr18Ni9Ti）的焊接七、铸铁的焊接八、铝及铝合金的焊接九、铜及铜合金的焊接 一、常用金属材料焊接的基础知识 常用金属材料包括： 碳素钢、普通低合金钢、耐热钢、不锈钢、铸铁、铝及合金、铜及合金。 由于不同金属材料，其化学成分、使用性能、工作条件、淬硬倾向各不相同，因而在焊接过程中采取各不相同的工艺措施，避免裂纹、气孔等缺陷。 这就要求合理地选择焊接方法、正确地选用焊接材料、采取必要的预热、后热及焊后热处理等工艺方法来减少和防止这些缺陷。 1、预热、后热及焊后热处理 2、热、冷裂纹及气孔 3、焊条的选用原则 4、手工堆焊和补焊 焊接接头 预热 后热 铁碳合金相图 焊后热处理 焊后热处理 焊后热处理的考虑范围: 母材金属强度等级较高，产生延迟裂纹倾向较大的普通低合金钢；处在低温下工作的压力容器及其他焊接结构，特别是在脆性转变温度以下使用的压力容器；承受交变载荷工作，有疲劳强度要求的构件；大型受压容器；有应 力腐蚀和焊后要求几何尺寸稳定的焊接结构。 临界点 裂纹 裂纹是焊接结构最危险的缺陷，不仅使产品报废， 而且能引起严重的事故。 热裂纹 焊接过程中，焊缝 和热影响区金属冷却到 固相线附近高温区产生 的裂纹称热裂纹。 热裂纹绝大多数产 生在焊缝金属中，露出 焊缝外表面的裂纹端面 有明显的氧化色彩。 热裂纹发生在晶界上， 一般为沿晶裂纹。 热裂纹产生的原因 影响热裂纹产生的因数 硫、碳、硅因数 防止热裂纹的措施 冷裂纹 冷裂纹产生的原因 防止冷裂纹的措施 气孔 气孔形成的原因 1、铁锈和水分 高温作用水蒸气和铁反应产生氢气，氢以原子或离子进入熔池，扩散到熔池金属中，冷却时，随着溶解度急剧下降析出，未能及时从金属中逸出，便形成氢气孔。 2、冶金的作用 在焊接中，碳被氧化生成CO，CO不溶于液体金属，大部以气泡形式从金属中逸出，随着冷却降温金属液体黏度增大，来不及逸出的CO气体便形成气孔。 3、保护的影响 由于保护不好，空气进入，形成N2气孔。 另外：焊条种类、电源极性、电弧长短、焊接速度、焊接方法都对气孔的形成有影响。 碱性焊条对铁锈水分敏感性大，所以烘干要到位。 直流反接比正接产生气孔的倾向小。 电弧长度过长，保护变差，空气侵入。 焊接电流偏小或焊接速度过快，熔池存在时间短，气体来不及逸出。 埋弧焊时，过高的电弧电压也易产生气孔。 防止气孔产生的措施 1、焊前清理， 焊缝两侧20~30毫米除锈、去污。 2、使用焊条按规定进行烘干，焊丝不得生锈。 3、加强熔池保护，焊剂或保护气体不得中断，采 用短弧焊接。 4、正确选择工艺参数，运条速度不得太快，对导 热快，散热面积大的焊件，环境温度低时，应 进行预热。 5、选用含碳量较低及脱氧能力强的焊条，并采用 直流反接。 焊条的选用原则-1 考虑焊件的力学性能、化学成分 低碳钢、中碳钢、低合金钢按其强度等级选用相应强度的焊条。结构刚性 大、受力情况复杂时，应选用比钢材强度低一级的焊条。即保证强度又得到满 意的塑性，避免因刚性太大撕裂焊缝。焊后要进行回火处理的焊件，应防止焊 缝强度过低和焊缝中所需合金元素含量达不到要求。 合金结构钢的焊接，选用焊条时一般仍以强度为依据。 耐热钢、不锈钢的焊接，从保证焊接接头的特殊性出发，要求焊缝金属的 主要合金成分与母材相近或相同。 酸、碱性焊条选择，强度确定以后，根据焊接结构、钢材厚度（刚性）、 载荷情况（静动）和钢材抗裂性及焊接电源等综合考虑。一般来说，对于塑性、 冲击韧性和抗裂性能要求较高，低温条件下工作的焊缝都应选用碱性焊条；当 受某种条件限制而无法清理低碳钢焊件坡口处的铁锈、油污和氧化皮等脏物时， 应选用对铁锈、油污和氧化皮敏感性小，抗气孔性能较强的酸性焊条。 异种钢的焊接，如低碳钢与低合金钢，不同强度等级的低合金钢焊接，一 般选用与较低强度等级钢材相匹配的焊条。 焊条的选用原则-2 考虑焊件的工作条件及使用性能 对于工作环境有特定要求的焊件，应选用相应的焊条，如低温 焊条，水下焊条等。 珠光体耐热钢一般选用与钢材化学成分相近的焊条，或根据焊 件的工作温度来选取。 考虑简化工艺，提高生产率，降低成本 薄板焊接或点焊宜采用E4313焊条，焊件不易烧穿且易引弧。