第三章常用金属材料.ppt

二、其它焊接方法 第一节 金属材料的焊接性 第二节 碳钢的焊接 第三节 合金结构钢的焊接 第四节 铸铁的补焊 第五节 非铁金属及其合金的焊接 第一节 金属材料的焊接性 第二节 碳钢的焊接 第三节 合金结构钢的焊接 第四节 铸铁的补焊 第五节非铁金属及其合金的焊接 * * Fundamental of Mechanical Machining Technology 机械加工基础 第三章 常用金属材料的焊接 一、焊接性的概念 金属材料的焊接性，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条件下，获得优质焊接接头的难易程度。 即金属材料在一定的焊接工艺条件下，表现出易焊和难焊的差别。 焊接性包括两个方面： 一、工艺焊接性 主要是指焊接接头产生工艺缺陷的倾向，尤其是出现各种裂纹的可能性； 二、使用焊接性 主要是指焊接接头在使用中的可靠性，包括焊接接头的力学性能及其它特殊性能(如耐热、耐蚀性能等)。 金属材料这两方面的焊接性可通过估算和试验方法来确定。 二、钢材焊接性的估算方法 用碳当量法来估算被焊钢材的焊接性。 （1）ω(C)当量0.4％时，钢材塑性良好，淬硬倾向不明显，焊接性良好。厚大工件或在低温下焊接时，应考虑预热。 （2） ω(C)当量=0.4％～0.6％钢材塑性下降，淬硬倾向明显，焊接性能相对较差。焊前工件需要适当预热，焊后应注意缓冷。 （3）ω(C)当量0.6％钢材塑性较低，淬硬倾向很强，焊接性不好。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。 一、低碳钢的焊接 低碳钢含碳量≤0.25％，其塑性好，一般没有淬硬倾向，对焊接过程不敏感，焊接性好。 厚度大于 50 mm的低碳钢结构，常用大电流多层焊，焊后应进行消除内应力退火。应进行焊前预热。 低碳钢可以用各种焊接方法进行焊接。应用广泛有焊条电弧焊、埋弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等。 二、中、高碳钢的焊接 中碳钢含碳量在0.25％～0.6％之间。随着含碳量的增加，淬硬倾向越加明显，焊接性逐渐变差。实际生产中，主要是焊接各种中碳钢的铸件与锻件。 焊接特点： (1) 热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹。 (2) 焊缝金属产生热裂纹倾向较大。 焊接前必须预热，焊接后进行相应的热处理。 应用：主要用于制造各类机器零件，焊缝一般有一定的厚度，但长度不大。 方法：多采用焊条电弧焊。 用于机械制造的合金结构钢零件(包括调质钢、渗碳钢)，一般都采用轧制或锻造的坯料，焊接结构较少。 如需焊接，因其焊接性与中碳钢相似，所以其焊接工艺措施与中碳钢基本相同。 焊接结构中，用得最多的是低合金结构钢，又称低合金高强钢。其焊接特点如下： (1) 热影响区的淬硬倾向 低合金结构钢焊接时，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，则焊后热影响区的淬硬倾向越大，硬度明显增高，塑性和韧度则下降。 (2) 焊接接头的裂纹倾向 随着钢材强度级别的提高，产生冷裂纹的倾向也加剧，产生热裂纹的倾向不大。 铸铁含碳量高，组织不均匀，塑性很低，属于焊接性很差的材料。不应用铸铁设计和制造焊接构件。 铸铁的焊接特点： (1) 熔合区易产生白口组织。 (2) 易产生裂纹。 (3) 易产生气孔 (4) 铸铁的流动性好，立焊时金属容易流失。 按焊前是否预热，铸铁的焊补可分为热焊法和冷焊法两大类。 (1) 热焊法 焊前将工件整体或局部预热到600～700℃，焊补后缓慢冷却。 优点： 热焊法能防止工件产生白口组织和裂纹，焊补质量较好，焊后可进行机械加工。 缺点： 热焊法成本较高，生产率低，焊工劳动条件差。 应用： 一般用于焊补形状复杂、焊后需进行加工的重要铸件。如床头箱、汽缸体等。 焊接方法： 用气焊进行铸铁热焊比较方便。气焊火焰还可以用于预热工件和焊后缓冷。 填充金属： 应使用专制的铸铁棒，并配气焊焊剂，以保证焊接质量。 也可用铸铁焊条进行焊条电弧焊焊补，药皮成分主要是石墨、硅铁、碳酸钙等，以补充焊补处碳和硅的烧损，并造渣清除杂质。 (2) 冷焊法 焊补前工件不预热或只进行 400℃以下的低温预热。焊补时主要依靠焊条来调整焊缝的化学成分以防止或减少白口组织和避免裂纹。 优点： 冷焊法方便、灵活、生产率高、成本低，劳动条件好。 缺点： 焊接处切削加