常用金屬材料的焊接

《常用金屬材料的焊接》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。

1、第五單元常用金屬材料的焊接【學習目標】　本單元主要講解常用金屬材料的焊接工藝等基礎知識，要求通過本單元的學習，理解碳鋼的焊接特點與焊接工藝；理解合金結構鋼的焊接特點與焊接工藝；了解不銹鋼和耐熱鋼的焊接特點與焊接工藝；了解鑄鐵的焊接特點與焊接工藝；了解鋁及鋁合金、銅及銅合金的焊接特點與焊接工藝。綜合知識模塊一　碳素鋼的焊接碳素鋼是以Fe為基礎，以少量C為合金元素的鐵碳合金，可以簡稱為碳鋼。碳鋼有不同的分類方法，按含C量可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼；按品質分可分為普通碳素鋼、優(yōu)質碳素鋼和高級優(yōu)質碳素結構鋼；按用途可分為結構鋼和工具

2、鋼；根據某些行業(yè)特殊要求及用途，有一些專業(yè)用鋼，比如：壓力容器用碳鋼、鍋爐用碳鋼、船用碳素結構。碳鋼的焊接性主要取決于碳含量。隨著碳含量的增加，焊接性逐漸變差。碳鋼中的Mn和Si對焊接性也有影響，隨著它們含量的增加，焊接性變差，但不及碳作用強烈。把鋼中合金元素的含量按其作用換算成碳的相當含量，就叫做碳當量。它可作為評定鋼材焊接性的一種參考指標。這樣，就可以把C、Mn和Si對焊接性的影響匯合成一個適用于碳素鋼的碳當量Ceq經驗公式：Ceq值增加，產生冷裂紋的敏感性增大，焊接性變差。通常，當Ceq值小于0.4%時，鋼材的淬硬傾向不

3、大，焊接性良好，不需預熱。Ceq值在0.4%～0.6%之間時，鋼材的淬硬傾向大，冷裂紋的敏感性將增大，焊接性一般，焊接時需要采取一些工藝措施，如預熱等。Ceq值大于0.6%時，焊接性變得很差。碳鋼中的雜質(如S、P、Ｏ、N)和一些微量元素(如Cr、Mo、V、Cu)等對焊接接頭的裂紋敏感性和力學性能都有重大影響。實際上，焊接性的好壞不只取決于合金元素的含量，還取決于焊接接頭冷卻速度。尤其中、高碳鋼在某種焊接熱循環(huán)的作用下，冷卻速度較快，碳鋼可能在焊縫和熱影響區(qū)中形成馬氏體組織，馬氏體量越多，硬度越高，焊接性越差，產生裂紋傾向越大

4、，因此，焊接時控制冷卻速度也成為至關重要的問題。采用預熱、控制層間溫度和后熱，或使用大焊接熱輸入，都能降低焊接接頭冷卻速度，從而控制組織和硬度，減小冷裂紋的可能性。金屬熔焊基礎與材料焊接第五單元　常用金屬材料的焊接　　除上述影響碳鋼焊接性的諸多因素以外，母材焊前熱處理狀態(tài)對焊接性影響也是碳鋼焊接時不容忽視的問題。低碳鋼的焊接1.低碳鋼的焊接特點低碳鋼碳含量較低，Mn、Si含量又少，所以，通常情況下不會因焊接而引起嚴重硬化組織或淬火組織。這種鋼材的塑性和沖擊韌度優(yōu)良，焊成的接頭塑性和沖擊韌度也很好，焊接時，一般不需預熱、控制層間

5、溫度和后熱，焊后也不必采用熱處理改善組織。可以說，整個焊接過程中不需要特殊的工藝措施，其焊接性優(yōu)良。但在少數情況下，低碳鋼的焊接性也會不好，焊接時出現(xiàn)困難，例如：低碳鋼母材成分不合格，S、P、O等雜質含量過高，焊接方法選擇不當等?？傊吞间撌亲钊菀缀附拥匿摲N，但有時也會出現(xiàn)某種問題。許多焊接方法都適用于低碳鋼焊接，并能獲得良好的焊接接頭。目前，焊條電弧焊、二氧化碳氣體保護焊、氬弧焊、埋弧焊、電渣焊、氣焊、電阻焊等都是焊接低碳鋼的成熟焊接方法。2.焊接方法和焊接材料的選擇(1)焊條電弧焊焊接低碳鋼時大多采用焊條電弧焊，低碳鋼選

6、用焊條的主要原則是等強度原則，大多使用E43××系列的焊條，因為低碳鋼通常的抗拉強度平均值為417.5MPa，而E43××系列焊條熔敷金屬的抗拉強度不小于420MPa，在力學性能上正好與之匹配。這一系列焊條有多種型號，商品牌號更多，可根據具體母材、受載情況等加以選用，比較重要的結構或受載情況復雜的結構，盡量選用低氫型焊條，表5-1為幾種情況的舉例。其他鋼材選用焊條請參照JB/T4709—2007等行業(yè)標準或國家標準。(2)二氧化碳氣體保護焊　近年來，二氧化碳氣體保護焊用來焊接低碳鋼也很普遍。二氧化碳氣體保護焊用焊絲可分為實心焊

7、絲和藥芯焊絲兩大類，低碳鋼選用焊絲的主要原則也是等強度原則，舉例見表5-1。其他請參照GB/T8110—1995《氣體保護焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》等國家標準。焊接用的CO2氣體純度應不低于99.5％。(3)埋弧焊　低碳鋼的焊接采用埋弧焊的也很多，尤其是中、厚度鋼板。低碳鋼埋弧焊一般選用實芯焊絲H08A或H08MnA等，它們與高錳高硅低氟熔煉焊劑HJ430、HJ431或HJ433配合，應用甚廣。燒結焊劑應用也日益廣泛，有的燒結焊劑附加鐵粉，可以在襯墊上單面焊雙面成形，焊縫美觀，效率甚高。幾種低碳鋼埋弧焊常用焊接材料的選用舉例，見

8、表5-1。(4)手工TIG焊　在比較重要的結構中，低碳鋼管對焊時，一般要求焊接接頭必須是全焊透結構。許多工廠采用手工TIG焊封底，焊條電弧焊填充和蓋面的方法或全部采用手工TIG焊焊接。低碳鋼TIG焊用焊絲盡量選用專用焊絲以減少化學成分的變化，保證焊縫一定的力學性能，20、20