常用金属材料的焊接.ppt
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1、 金属材料的焊接金属材料的焊接n n碳钢的焊接碳钢的焊接碳钢的焊接碳钢的焊接n n耐热钢和不锈钢的焊接耐热钢和不锈钢的焊接耐热钢和不锈钢的焊接耐热钢和不锈钢的焊接n n有色金属的焊接有色金属的焊接有色金属的焊接有色金属的焊接n n合金结构钢的焊接合金结构钢的焊接合金结构钢的焊接合金结构钢的焊接n n铸铁的补焊铸铁的补焊铸铁的补焊铸铁的补焊n n异种金属的焊接异种金属的焊接异种金属的焊接异种金属的焊接碳钢的焊接碳钢的焊接一、低碳钢的焊接一、低碳钢的焊接 低碳钢含碳量低碳钢含碳量0.250.25,其塑性好,一般没有淬硬倾向,其塑性好,一般没有淬硬倾向,对焊接过程不敏感,焊接性好。焊这类钢时,不需要
2、采取特殊对焊接过程不敏感,焊接性好。焊这类钢时,不需要采取特殊的工艺措施,通常在焊后也不需进行热处理的工艺措施,通常在焊后也不需进行热处理(电渣焊除外电渣焊除外)。厚度大于厚度大于 50 mm50 mm的低碳钢结构,常用大电流多层焊,焊后的低碳钢结构,常用大电流多层焊,焊后应进行消除内应力退火。低温环境下焊接刚度较大的结构时,应进行消除内应力退火。低温环境下焊接刚度较大的结构时,由于焊件各部分温差较大,变形又受到限制,焊接过程容易产由于焊件各部分温差较大,变形又受到限制,焊接过程容易产生较大的内应力,有可能导致结构件开裂,因此应进行焊前预生较大的内应力,有可能导致结构件开裂,因此应进行焊前预热
3、。热。低碳钢可以用各种焊接方法进行焊接。低碳钢可以用各种焊接方法进行焊接。应用最广泛的:应用最广泛的:焊条电弧焊、埋弧焊、电渣焊、气体保护焊焊条电弧焊、埋弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等和电阻焊等。熔焊法熔焊法焊接结构钢时,焊接材料及工艺的选择主要应保证焊接结构钢时,焊接材料及工艺的选择主要应保证焊接接头与工件材料等强度。焊接接头与工件材料等强度。焊条电弧焊焊条电弧焊焊接一般低碳钢结构,可选用焊接一般低碳钢结构,可选用E4313(J421)E4313(J421)、E4303(J422)E4303(J422)、E4320(J424)E4320(J424)焊条。焊条。焊接动载荷结构、复杂结构或厚
4、板结构时,应选用焊接动载荷结构、复杂结构或厚板结构时,应选用E4316(J426)E4316(J426)、E4315(J427)E4315(J427)或或E5015(J507)E5015(J507)焊条。焊条。埋弧焊埋弧焊时,一般采用时,一般采用H08AH08A或或H08MnAH08MnA焊丝配焊剂焊丝配焊剂431431进行焊接。进行焊接。二、中、高碳钢的焊接二、中、高碳钢的焊接 中碳钢含碳量在中碳钢含碳量在0.250.250.60.6之间。随着含碳量的增加,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
5、各种中碳钢的铸件与锻件。各种中碳钢的铸件与锻件。中碳钢的焊接特点:中碳钢的焊接特点:(1)(1)热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹。热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹。中碳钢属淬火钢,热影响区金属被加热超过淬火温度区段时,受工中碳钢属淬火钢,热影响区金属被加热超过淬火温度区段时,受工件低温部分的迅速冷却作用,势必出现马氏体等淬硬组织。件低温部分的迅速冷却作用,势必出现马氏体等淬硬组织。当焊件刚性较大或工艺不当时,就会在淬火区产生冷裂纹,即焊接当焊件刚性较大或工艺不当时,就会在淬火区产生冷裂纹,即焊接接头焊后冷却到相变温度以下或冷却到室温后产生裂纹。接头焊后冷却到相变温度以下或冷却到室温后产生裂纹。(2
6、)(2)焊缝金属产生热裂纹倾向较大。焊缝金属产生热裂纹倾向较大。二、中、高碳钢的焊接二、中、高碳钢的焊接 中碳钢含碳量在中碳钢含碳量在0.250.250.60.6之间。随着含碳量的增加,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。各种中碳钢的铸件与锻件。中碳钢的焊接特点:中碳钢的焊接特点:(1)(1)热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹。热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹。(2)(2)焊缝金属产生热裂纹倾向较大。焊缝金属产生热裂纹倾向较大。焊接中碳钢时,因工件基体材料含碳量与硫、磷杂质含量
7、远远高于焊接中碳钢时,因工件基体材料含碳量与硫、磷杂质含量远远高于焊芯,基体材料熔化后进入熔池,使焊缝金属含碳量增加,塑性下降,焊芯,基体材料熔化后进入熔池,使焊缝金属含碳量增加,塑性下降,加上硫、磷等杂质的存在,焊缝及熔合区在相变前就可能因内应力而产加上硫、磷等杂质的存在,焊缝及熔合区在相变前就可能因内应力而产生裂纹。生裂纹。焊接前:焊接前:焊接中碳钢构件,焊前必须进行预热,使焊接时工件各部焊接中碳钢构件,焊前必须进行预热,使焊接时工件各部分的温差小,以减小焊接应力,同时减慢热影响区的冷却速度,分的温差小,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:避免产生淬硬组织:一般情
8、况下,一般情况下,3535钢和钢和4545钢的预热温度可选为钢的预热温度可选为150150250250。结构刚度较大或钢材含碳量更高时,预热温度应再提高些。结构刚度较大或钢材含碳量更高时,预热温度应再提高些。焊接后:焊接后:由于中碳钢主要用于制造各类机器零件,焊缝一般有一定由于中碳钢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:的厚度,但长度不大:焊接中碳钢多采用焊条电弧焊。焊接中碳钢多采用焊条电弧焊。厚件可考虑采用电渣焊,但焊后要进行相应的热处理。厚件可考虑采用电渣焊,但焊后要进行相应的热处理。焊条选择焊条选择 焊接中碳钢焊件,应选用抗裂能力较强的低氢型焊条:焊接中碳钢焊件,应
9、选用抗裂能力较强的低氢型焊条:要求焊缝与工件材料等强度时要求焊缝与工件材料等强度时,可根据钢材强度选用,可根据钢材强度选用E5016(J506)E5016(J506)、E5015(J507)E5015(J507)、E6016E6016D1(J606)D1(J606)、E6015E6015D1(J607)D1(J607)焊条。焊条。若若不要求等强度时不要求等强度时,可选用,可选用E4315(J427)E4315(J427)型强度低些的型强度低些的焊条,以提高焊缝的塑性。焊条,以提高焊缝的塑性。不论用哪种焊条焊接中碳钢件,均应选用细焊条、小电不论用哪种焊条焊接中碳钢件,均应选用细焊条、小电流,开坡
10、口进行多层焊,以防止工件材料过多地熔入焊缝,流,开坡口进行多层焊,以防止工件材料过多地熔入焊缝,同时减小焊接热影响区的宽度。同时减小焊接热影响区的宽度。高碳钢的焊接:高碳钢的焊接:特点:特点:高碳钢的焊接特点与中碳钢基本相似。由于含碳量更高,焊高碳钢的焊接特点与中碳钢基本相似。由于含碳量更高,焊接性变得更差。接性变得更差。工艺:工艺:进行焊接时,应采用更高的预热温度、更严格的工艺措施。进行焊接时,应采用更高的预热温度、更严格的工艺措施。应用:应用:实际上,高碳钢的焊接一般只限采用焊条电弧焊进行修补工实际上,高碳钢的焊接一般只限采用焊条电弧焊进行修补工作。作。耐热钢和不锈钢的焊接耐热钢和不锈钢的
11、焊接n n珠光体耐热钢珠光体耐热钢珠光体耐热钢珠光体耐热钢 :以以以以CrCr,MoMo为基础的低、中合金钢为基础的低、中合金钢为基础的低、中合金钢为基础的低、中合金钢n n碳当量数值约为碳当量数值约为碳当量数值约为碳当量数值约为0.45%0.90%0.45%0.90%,焊接性较差,焊接性较差,焊接性较差,焊接性较差n n焊条电弧焊:选用与母材成分相近的焊条,预热温焊条电弧焊:选用与母材成分相近的焊条,预热温焊条电弧焊:选用与母材成分相近的焊条,预热温焊条电弧焊:选用与母材成分相近的焊条,预热温度度度度150400150400,焊后应及时进行高温回火处理。,焊后应及时进行高温回火处理。,焊后应
12、及时进行高温回火处理。,焊后应及时进行高温回火处理。n n低温钢:低温钢:低温钢:低温钢:含含含含NiNi量较高的量较高的量较高的量较高的5Ni5Ni,9 Ni9 Ni钢等钢等钢等钢等n n焊前不需预热焊前不需预热焊前不需预热焊前不需预热n n焊条成分要与母材匹配焊条成分要与母材匹配焊条成分要与母材匹配焊条成分要与母材匹配n n焊接线能量输入要小焊接线能量输入要小焊接线能量输入要小焊接线能量输入要小n n焊后回火注意避开焊后回火注意避开焊后回火注意避开焊后回火注意避开“回火脆性区回火脆性区回火脆性区回火脆性区”n n耐蚀钢:耐蚀钢:耐蚀钢:耐蚀钢:n n除除除除P P含量较高的钢以外,其它耐蚀
13、钢焊接性较好,含量较高的钢以外,其它耐蚀钢焊接性较好,含量较高的钢以外,其它耐蚀钢焊接性较好,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。不需预热或焊后热处理等。不需预热或焊后热处理等。不需预热或焊后热处理等。n n选择与母材相匹配的耐蚀焊条。选择与母材相匹配的耐蚀焊条。选择与母材相匹配的耐蚀焊条。选择与母材相匹配的耐蚀焊条。n n奥氏体型不锈钢:奥氏体型不锈钢:奥氏体型不锈钢:奥氏体型不锈钢:CrCr,NiNi元素含量较高,元素含量较高,元素含量较高,元素含量较高,C C含量低含量低含量低含量低n n焊接性良好,焊接时一般不需要采取工艺措施焊接性良好,焊接时一般不需要采取
14、工艺措施焊接性良好,焊接时一般不需要采取工艺措施焊接性良好,焊接时一般不需要采取工艺措施 。n n焊条、焊丝和焊剂的选用应保证焊缝金属与母材成焊条、焊丝和焊剂的选用应保证焊缝金属与母材成焊条、焊丝和焊剂的选用应保证焊缝金属与母材成焊条、焊丝和焊剂的选用应保证焊缝金属与母材成分类型相同分类型相同分类型相同分类型相同 n n采用小电流、快速不摆动焊,焊后加大冷速采用小电流、快速不摆动焊,焊后加大冷速采用小电流、快速不摆动焊,焊后加大冷速采用小电流、快速不摆动焊,焊后加大冷速n n接触腐蚀介质的表面应最后施焊接触腐蚀介质的表面应最后施焊接触腐蚀介质的表面应最后施焊接触腐蚀介质的表面应最后施焊 n n
15、铁素体型不锈钢铁素体型不锈钢铁素体型不锈钢铁素体型不锈钢n n热影响区中的铁素体晶粒易过热粗化热影响区中的铁素体晶粒易过热粗化热影响区中的铁素体晶粒易过热粗化热影响区中的铁素体晶粒易过热粗化n n焊前预热温度应在焊前预热温度应在焊前预热温度应在焊前预热温度应在150150以下以下以下以下n n采用小电流、快速焊等工艺,以降低晶粒粗大倾向。采用小电流、快速焊等工艺,以降低晶粒粗大倾向。采用小电流、快速焊等工艺,以降低晶粒粗大倾向。采用小电流、快速焊等工艺,以降低晶粒粗大倾向。n n马氏体型不锈钢:马氏体型不锈钢:马氏体型不锈钢:马氏体型不锈钢:n n焊后淬硬倾向大,易出现冷裂纹焊后淬硬倾向大,易
16、出现冷裂纹焊后淬硬倾向大,易出现冷裂纹焊后淬硬倾向大,易出现冷裂纹n n焊前预热温度焊前预热温度焊前预热温度焊前预热温度200400200400n n焊后要进行热处理,否则应选用奥氏体不锈钢焊条焊后要进行热处理,否则应选用奥氏体不锈钢焊条焊后要进行热处理,否则应选用奥氏体不锈钢焊条焊后要进行热处理,否则应选用奥氏体不锈钢焊条 有色金属的焊接有色金属的焊接1 铜及铜合金的焊接铜及铜合金的焊接 铜及铜合金的焊接比低碳钢困难得多,其原因是:铜及铜合金的焊接比低碳钢困难得多,其原因是:铜的导热性很高(紫铜约为低碳钢的铜的导热性很高(紫铜约为低碳钢的8 8倍),焊接时热倍),焊接时热量极易散失。因此,焊
17、前工件要预热,焊接时要选用较量极易散失。因此,焊前工件要预热,焊接时要选用较大电流或火焰,否则容易造成焊不透缺陷。大电流或火焰,否则容易造成焊不透缺陷。铜在液态易氧化,生成的铜在液态易氧化,生成的Cu2OCu2O与铜组成低熔点共晶,分与铜组成低熔点共晶,分布在晶界形成薄弱环节;又因铜的膨胀系数大,凝固时布在晶界形成薄弱环节;又因铜的膨胀系数大,凝固时收缩率也大,容易产生较大的焊接应力。因此,焊接过收缩率也大,容易产生较大的焊接应力。因此,焊接过程中极易引起开裂。程中极易引起开裂。铜在液态时吸气性强,特别容易吸氢。凝固时气体从熔铜在液态时吸气性强,特别容易吸氢。凝固时气体从熔液中析出,来不及逸出
18、就会生成气孔。液中析出,来不及逸出就会生成气孔。铜的电阻极小,不适于电阻焊接。铜的电阻极小,不适于电阻焊接。铜合金中的合金元素有的比铜更易氧化,使焊接的困难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。例如黄铜(铜锌合金)中的锌沸点很低,极易烧增大。例如黄铜(铜锌合金)中的锌沸点很低,极易烧蚀蒸发并生成氧化锌(蚀蒸发并生成氧化锌(ZnOZnO)。改变接头化学成分、降)。改变接头化学成分、降低接头性能,而且形成氧化锌烟雾易引起焊工中毒。铝低接头性能,而且形成氧化锌烟雾易引起焊工中毒。铝青铜中的铝,焊接时易生成难熔的氧化铝,增大熔渣粘青铜中的铝,焊接时易生成难熔的氧化铝,增大熔渣粘度,生成
19、气孔和夹渣。度,生成气孔和夹渣。铜及铜合金铜及铜合金可用氩弧焊、气焊、碳弧焊、钎焊等可用氩弧焊、气焊、碳弧焊、钎焊等方法进行焊接。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采用氩弧焊是保证紫铜和青铜焊接质量的有效方法。法。2 铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接 工业上用于焊接的主要是纯铝(熔点工业上用于焊接的主要是纯铝(熔点658658)、铝)、铝锰合金、铝镁合金及铸铝。铝及铝合金的焊接也比较锰合金、铝镁合金及铸铝。铝及铝合金的焊接也比较困难,其焊接特点是:困难,其焊接特点是:铝与氧的亲和力很大,极易氧化生成氧化铝(铝与氧的亲和力很大,极易氧化生成氧化铝(Al2O3Al2O3)。氧
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