机械工艺制造基础课程焊接改进.ppt

3.4 金属材料的焊接性3.4.1 金属材料的可焊性 1、可焊性的概念： 可焊性是指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式的条件下，获得优质接头的难易程度。 ①工艺可焊性：焊接接头产生工艺缺陷的倾向。 ②使用可焊性：焊接接头在使用中的可靠性。 2、估算钢材可焊性的方法： ①碳当量：C当量=C+Mn/6 +(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 C当量0.4%时,可焊性好； C当量=0.4-0.6%时,可焊性较好； C当量0.6%时，可焊性差。 第一节 金属材料的焊接性 （2）冷裂纹敏感系数： Pc＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B+h/600+H/60 (%) 防止裂纹要求的最低预热温度公式 Tp=1440Pc – 392 (℃) 第二节 碳钢的焊接 一、低碳钢的焊接： 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）。 低碳钢工件用手工电弧焊时一般采用J422或J427焊条，埋弧自动焊时一般用H08A或H08MnA+焊剂431。 二、中、高碳钢的焊接： 中碳钢：C：0.25~0.6。 （1）热影响区易产生淬硬组织和冷裂缝： 第二节 碳钢的焊接 中碳钢属于易淬火钢，热影响区易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。(2)焊缝金属热裂缝倾向较大： 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。 第二节 碳钢的焊接 因此，焊接中碳钢构件，焊前必须进行预热，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。 高碳钢焊接性能更差，一般只是进行修复。工艺措施更严格。 第三节 合金结构钢的焊接 焊接结构中，用得最多的是低合金结构钢。 普通低合金钢在我国一般按屈服强度分等级，主要用于制造压力容器、锅炉、桥梁、船舶、车辆、起重机等。 普通低合金钢一般采用手工电弧焊和埋弧自动焊，此外，厚板可用电渣焊，也可采用气体保护焊，强度级别较低的可以用CO2气体保护焊，屈服强度大于500MPa的高强钢，宜用富氩混合气体保护焊(例如Ar 80% + CO2 20%)。 第三节 合金结构钢的焊接 其焊接特点： （1）热影响区的淬硬倾向： （2）焊接接头的裂缝倾向：延迟裂缝 强度越高，焊接性能降低。 第四节 不锈钢的焊接 不锈钢按空冷后室温组织不同可分为马氏体型不锈钢(如crl3型)，铁素体型不锈钢(如c r17型)和奥氏体铬镍不锈钢(如crl8Ni9型和Cr 25Ni 20型)。 奥氏体不锈钢，如18—8型不锈钢，焊按性良好，焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施，通常采用手工电弧焊和钨极氩弧焊，也可采用埋弧自动焊。选用化学成分类型相同的焊条。使焊缝化学成分与母材化学成分具有相同的类型。 第四节 不锈钢的焊接 马氏体不锈钢焊接性较差，其主要问题是焊接接头冷裂纹和淬硬脆化。焊接时要采取防止冷裂纹的一系列措施。 铁素体不锈钢焊接的主要问题是过热区晶粒长大引起脆化和裂纹。因此，要采取较低温度预热，一般不超过150度。这主要是为了防止过热脆化，减少在高温停留时间。 第四节 不锈钢的焊接 马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的焊接方法也是手工电弧焊(采用铬不锈钢焊条)和氩弧焊。 工程上有时需要把不锈钢和低碳钢或普通低合金钢焊按起来，通常采用手工电弧焊。但焊条选择要注意，不能用焊1crl8Ni 9T1的A132(奥132)，也不能用焊A 3钢的J 422(结422)。应选用属于25—13型的A 307(奥307)焊条。用A 307焊条焊接1Crl8Ni 9T5和Q235—A(A 3)钢，焊缝金属的组织是奥氏体和少量(3—5％)铁素体，这样就不会产生焊接裂纹。 第五节 有色金属的焊接 一、铜及铜合金的焊接 铜及铜合金的焊接比低碳钢困难得多，其原因是： ① 铜的导热性很高 ，因此，焊前工件要预热，焊接时要选用较大电流或火焰 。 ② 铜在液态易氧化，容易产生较大的焊接应力。 ③ 铜在液态时吸气性强，特别容易吸氢。 ④ 铜的电阻极小，不适于电阻焊接。 ⑤ 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。 第五节 有色金属的焊接 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。 气焊紫铜及青铜时应采用严格的中性焰。 黄