材料加工工藝第三章焊接技術(shù)

第三章

焊接技術(shù)□機(jī)械連接：螺栓-螺母連接，鉚接口

膠

接

：用有機(jī)膠粘劑或無機(jī)膠粘劑膠連口焊接

：火焰焊、電弧焊、摩擦焊、高頻焊、釬

焊等廣泛應(yīng)用于：飛機(jī)、汽車、船舶、火箭、房屋、橋梁、電站、工業(yè)設(shè)備、輸油管線等領(lǐng)域。上述連接材料可以是金屬、無機(jī)材料和塑料。其中，焊接應(yīng)用最為廣泛，主要介紹焊接，特別是金屬的焊接。3.1

材料連接方法材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

2焊接是指采用適當(dāng)?shù)氖侄问箖蓚€(gè)分離的固態(tài)物質(zhì)產(chǎn)生原子(分子)間結(jié)合而連接成一體的加工方法。被連接的

兩個(gè)物體可以是各種金屬或非金屬，也可以是一種金屬

與一種非金屬。金屬的焊接使被連接材料表面原子達(dá)到晶格間距，形成金屬鍵的連接方式，具有穩(wěn)定的形狀(包括剛度和強(qiáng)度)。分類：熔化焊接、壓力焊接、釬焊材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

33.2

材料焊接3.2.1

焊接方法定義

口

熔化焊接

：使被連接兩個(gè)被焊金屬工件連接表面局部加熱熔化為液

體，然后冷卻結(jié)晶相互成一體的方法。電弧焊、熔渣電阻焊(電渣

焊)、電子束焊、激光焊、氣焊、埋弧焊、氬弧焊等?！?/p>

壓力焊接

(固相焊接):利用摩擦、擴(kuò)散和加壓等手段，使兩個(gè)連

接表面原子相互接近到晶格距離，工件整體在固態(tài)的條件下實(shí)現(xiàn)連接的方法。變形焊、摩擦焊、爆炸焊、擴(kuò)散焊、高頻焊、電阻對焊、

閃光對焊等。釬焊：利用某些熔點(diǎn)低于被連接構(gòu)件材料的釬料金屬(連接媒介物)加

熱熔化，在未熔的焊件連接界面上鋪展?jié)櫇?，與母體相互擴(kuò)散然后冷卻結(jié)晶形成結(jié)合的方法?；鹧驸F焊、浸漬釬焊、電阻釬焊、感應(yīng)釬焊、爐中釬焊、電弧釬焊。材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))可用于焊接大部分黑色金

屬和有色金屬工件，具有

設(shè)備簡單，操作靈活，成

本低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。(1)氧一乙炔火焰焊(氣焊)3.2.2

熔化焊接材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

5Gas

controlvalves

--Welding

torchWeldingtipFlame(a)(b)AcetyleneTorch

headOxygen

UnionGasregulatorsHoses氣焊焊炬及工作示意圖Oxygen

cylinderCombustiblegas

cylindernut

Mixer(c)Tip6手工電弧焊是焊條和工件分別作為兩個(gè)電極由焊工手工

操作焊條進(jìn)行焊接的方法，也稱為焊條電弧焊。具有設(shè)備簡單，操作靈活，成本低等優(yōu)點(diǎn)，且焊接性好，對焊接接頭的裝配尺寸無特殊要求，可在各種條件下進(jìn)行各種位置的焊接，是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的焊接方法。主要應(yīng)用于單件小批量生產(chǎn)中焊接碳素鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼等。焊接厚度一般在3～20

mm之間。不適合焊接一些活潑金屬、難熔金屬及低熔點(diǎn)金屬。(2)手工電弧焊材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

7Weldingmachineacor

depower

source

and

controlsElectrode

holderElectrodeArcWorkWorkcableElectrode

cable焊條和工件之間通過瞬時(shí)短路引燃電弧，

電弧熱使焊件和焊條端部同時(shí)熔化，熔滴與熔化的母材形成熔池。焊條藥皮：熔化形成熔渣覆蓋于熔池表面并產(chǎn)生大量保護(hù)氣體，實(shí)現(xiàn)氣體-熔渣聯(lián)

合保護(hù)，同時(shí)在高溫下熔渣與熔池液態(tài)金

屬之間發(fā)生冶金反應(yīng)，并具有穩(wěn)定電弧的

作用。隨焊條的移動(dòng)，熔池冷卻、結(jié)晶，

形成連續(xù)的焊縫，熔渣凝固成渣殼。材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

8手工電弧焊電弧埋在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。如果其引弧、焊絲送進(jìn)、

移動(dòng)電弧、收弧等動(dòng)作由機(jī)械自動(dòng)完成，則為自動(dòng)埋弧焊。用埋弧焊(熔劑層下焊接)的焊接方法焊接時(shí)，送絲機(jī)構(gòu)將焊絲自動(dòng)送入電弧區(qū)，并保證選定的弧長，電弧在顆粒狀熔劑(焊劑)層下燃燒。焊機(jī)帶著焊絲相對工件均勻移動(dòng)，焊劑從漏斗中不斷流出覆蓋在被焊部位，防止熔池接觸空氣。生產(chǎn)率高、焊縫質(zhì)量高外形美觀、節(jié)約材料、改善勞動(dòng)條件，設(shè)備費(fèi)用較貴、只適合長直焊縫和環(huán)形焊縫(3)埋弧焊材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

9Electrode-wire

reelFluxhopper0Unfused.fluxRecoveryubeContacttubeVoltage-pickupleads(optional)Electrode

cableGroundWeldbacking大口徑鋼管焊接視頻材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

10Voltageand

current

contrelWire-feed

motorlWorkpiece用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)

的電弧焊接。保護(hù)氣體

主要由Ar

、He

、CO?

、

N?

等。常用CO?

氣體保

護(hù)焊和氬弧焊兩大類。Feed

controlControl

systemGas

outWorkpiece

Gun

controlGupWire

ShieldinggassourceGas

inVoltagecontrol(4)氣體保護(hù)焊Wire-feed

110Vdrive

motor

supplyContactor

control0。000099Weldingmachine材料工藝使用高純度氬氣作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)

焊。按所用電極的不

同，氬弧焊分為不融

化極氬弧焊和融化極

氬弧焊。Inert-gassupplyac

or

dc

welderwatersupplyFillerrod\DrainWorkpieceFootpedal(optional)氬弧焊材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))Cooling:Torchmetal12氬弧焊材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

13采用CO?或CO?+Ar

混合氣

體作為保護(hù)氣，同時(shí)采用內(nèi)

部裝有焊劑的藥芯焊絲，藥

芯的成分和焊條藥皮類似

，

可實(shí)現(xiàn)氣體-溶渣聯(lián)合保護(hù)。特點(diǎn)：飛濺少，電弧穩(wěn)定，

焊縫成形美觀；焊絲熔敷速

度快，生產(chǎn)率高；調(diào)整焊劑

成分，可焊接多種材料；抗氣孔能力較強(qiáng)。但藥芯焊絲

制造較困難，且容易變潮，

使用前應(yīng)烘烤。艸.

mpltep

ppdde焊接材料：碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等藥芯焊絲氣體保護(hù)焊材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

14電渣焊是利用電流通過熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源進(jìn)行

焊接的一種熔焊方法。圖3-28

電渣焊的基本過程1—導(dǎo)電嘴；2—焊絲；3—冷卻滑塊；4—焊縫；5—熔池；6—渣池；7—焊件；8—引出板；9—熔滴；10—引弧板Wire-feeddrive.Oscillation(optional)Molten

slagMoltenweld

poolRetainingshoeWaterinWaterout(5)電渣焊ElectrodeleadConsumableguidetubeWorkWorkpiece(ground)leadPowersourceWire

reel基礎(chǔ)(焊接技術(shù))Controlpanel15等離子弧焊實(shí)際上是一種具有壓縮效應(yīng)的鎢極氬弧焊，因此，

等離子弧焊除了具有氬弧焊的優(yōu)點(diǎn)以外，還有以下特點(diǎn)：①

等離子弧能量密度大，弧柱溫度高，穿透力強(qiáng)，可焊接厚

度10~12

mm

的鋼材而不開坡口(鎢極氬弧焊只能是<3mm),

一次焊透，雙面成形。②

焊縫的高度和寬度均勻一致，焊縫表面光潔，質(zhì)量高。③當(dāng)電流很小時(shí)(如0.1A),電弧也能穩(wěn)定燃燒，并保持良好的挺直度和方向性。故可焊接很薄的箔材。但其設(shè)備較復(fù)雜，氣體消耗量大，只適合室內(nèi)焊接。(6)等離子弧焊材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

16FIGURE

27.15

Two

types

of

plasma-arc

welding

processes:(a)transferred,(b)nontransferred.Deep

and

narrow

welds

can

be

made

by

this

process

at

high

welding

speeds.等離子弧焊材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

17(a)

(b)利用加速和聚焦的電子束轟擊置于真空或非真空中的焊件所產(chǎn)生的熱能進(jìn)行焊接的方法一電子束焊。

分為高真空電子束焊、低真空電子束焊、非真空電

子束焊。①

電子束能量密度大；②

在真空環(huán)境下焊接，金屬不與氣相作用，金屬不

會(huì)被氧化、氮化，接頭強(qiáng)度高；3

焊接適應(yīng)性強(qiáng)。(7)電子束焊和激光焊材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

18激光焊：

利用聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱

量將焊件熔化，進(jìn)行焊接的方法?！碳す饪赏ㄟ^光導(dǎo)纖維、棱鏡等方法彎曲傳輸，適用于微型零部件及其他焊接方法難以達(dá)到的部位的焊接，還能通過透明材料進(jìn)行焊接。√

能量密度高，可實(shí)現(xiàn)高速焊接，熱影響區(qū)和焊接變形都很小，焊件尺寸精度高，特別適

用于熱敏感材料?！碳す獠皇茈姶艌龅挠绊懀划a(chǎn)生X射線，無需真空保護(hù)，可以用于大型結(jié)構(gòu)的焊接?！?/p>

可直接焊接絕緣導(dǎo)體，能焊接物理性能差別較大的異種材料焊接設(shè)備復(fù)雜，能量轉(zhuǎn)化率低，輸出功率較小，焊件厚度受到一定限制，并且對激光束吸收率低的材料和低沸點(diǎn)材料不宜采用材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

19材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

201.焊絲的加熱和熔化特性熔化主要是陰極區(qū)和陽極區(qū)所產(chǎn)生的熱量，弧柱區(qū)所產(chǎn)生的熱量次要。電流：增大電流，熔化量增大。電壓：電弧電壓較大時(shí)，對焊絲熔化速度影響較小；電弧電壓較小時(shí)，反而增大焊絲熔化速度。氣體介質(zhì)：影響焊絲熔化速度。2.熔滴上的作用力1)表面張力；2)熔滴重力；3)電磁力和斑點(diǎn)壓力；4)等離子流力；5)爆破力材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

21熔化焊的熔滴過渡過程3.熔滴過渡形式可分為三種形式：自由過渡，接觸過渡，渣壁過渡。其中：滴狀過渡和噴射過渡為自由過渡形式。短路過渡為接觸過渡形式。渣壁過渡發(fā)生在焊條手工焊和埋弧焊時(shí)的熔滴過渡形式4.熔滴過渡的飛濺焊接過程中焊絲并沒有全部過渡到焊縫，其中一部分以飛濺，

蒸發(fā)和氧化等損失。飛濺降低生產(chǎn)效率，影響焊接質(zhì)量和使勞動(dòng)條件變差。熔化焊的熔滴過渡過程材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

22作業(yè)：1)舉例分析焊條外涂層(藥皮)在焊接過程中的作用。2)簡述埋弧焊，

CO2氣體保護(hù)焊和激光焊接的工藝特點(diǎn)。單號材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

23在真空或保護(hù)氣氛中，在一定溫度和壓力下保持較長時(shí)間，

使焊件接觸面之間的原子相互擴(kuò)散而形成接頭的焊接方法。①焊接溫度低②可焊接各種金屬及合金③可焊接厚度差別很大的焊件■

單件生產(chǎn)率低■

焊前對焊件表面的加工清理和裝配精度要求十分嚴(yán)格在航空工業(yè)中，用擴(kuò)散焊制成的鈦制品可以代替多種制品、

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴耐熱合金與陶瓷的焊接。機(jī)械制造工業(yè)中，將硬質(zhì)合金刀片鑲嵌到重型刀具上等。一何種工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

24(8)擴(kuò)散焊擴(kuò)散焊視頻材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

25利用焊件接觸產(chǎn)生的電阻熱或摩擦熱，加熱到塑性狀態(tài)或局部熔化，施加壓力形成焊接點(diǎn)。分為：

點(diǎn)焊；縫焊(滾焊);

對焊；摩擦焊①焊接電壓很低(幾伏至十幾伏),焊接電流較大(幾千至幾萬安培),生產(chǎn)率高，焊接變形小；②不需填充金屬和焊劑，操作簡單、易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；③焊接過程中無弧光、煙塵、有害氣體少、噪聲小，操作環(huán)境好④設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格昂貴材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

263.2.3壓力焊接主要適用于厚度小于4mm

的沖壓件、軋制薄板的大批量生產(chǎn)，

如金屬網(wǎng)、蒙皮、汽車駕駛室、車廂、電器儀表、飛機(jī)的制造。

可焊接低碳鋼、合金鋼、銅合金、鋁鎂合金等材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

27ElectrodesWeldnuggetLap

jointCurrentoff.

PressurereleasedpressureonElectrodeIndentationSheetseparation冷卻水圖3-34

點(diǎn)焊示意圖1

—

電極；2

—

焊點(diǎn)；3

—

焊件；4

—

變壓器Heat-affcctedzoneElectrode(1)點(diǎn)焊PressureappliedElectrodetipWeldnugget(a)(b)Currenton冷卻水toua材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

28點(diǎn)焊視頻主要用于制造有密封要求的低壓容器，如油箱、氣體凈化器和管道等。可焊接低碳鋼、不銹鋼、耐熱鋼、鋁合金等材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

29Electrodewheels(b)(d)(a)(c)材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

30利用焊件端面的電阻熱，使斷面達(dá)到熱塑性狀態(tài)，施加

頂壓力實(shí)現(xiàn)焊接?？煞譃殡娮鑼负烷W光對焊。圖3-37電阻對焊示意圖1—固定電極；2—可移動(dòng)電極；3—焊件；4—變壓器(3)對焊31(4)摩擦焊利用焊件接觸端面相互摩擦產(chǎn)生的熱量，使端面達(dá)到熱塑性狀態(tài)，然后迅速施加頂鍛力，實(shí)

現(xiàn)焊接的一種固相

壓焊方法。圖3-40

摩擦焊示意圖1-電動(dòng)機(jī)；2—離合器；3—制動(dòng)器；4-主軸；5—回轉(zhuǎn)夾具；6—焊件；7—非回轉(zhuǎn)夾具；8—軸向加壓油缸圖3-41

摩擦焊接頭的形式桿-管管-管桿-桿管-管管-板摩擦焊視頻材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

33采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作為釬料，將焊件和釬料加熱，只使釬

料熔化而焊件不熔化，利用液態(tài)釬料填充間隙、浸潤母材并與母材相

互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接的方法。釬料的液相線溫度高于450℃而低于母材金屬的熔點(diǎn)時(shí)，稱為硬釬焊；低于450℃時(shí)，稱為軟釬焊。1焊炬釬焊；2爐中釬焊；3感應(yīng)加熱釬焊；4電阻加熱

釬焊；5浸漬釬焊；6紅外加熱釬焊；7擴(kuò)散釬焊；釬焊過程可分為釬料的浸潤、鋪展和連接三個(gè)階段1烙鐵釬焊；2浸漬釬焊；3電阻釬焊3.2.4釬焊材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

34軟釬焊硬釬焊口釬焊接頭的強(qiáng)度一般比較低，耐熱能力較差?？阝F焊可以用于焊接碳鋼、不銹鋼、高溫合金、

鋁、銅等金屬材料，還可以連接異種金屬、金屬與非金屬。□適于焊接受載不大或常溫下工作的接頭，對于

精密的、微型的以及復(fù)雜的多釬縫的焊件尤其

適用。材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

35釬焊接頭形式硬釬焊材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

36軟釬焊(d)

(e)

(0)(a)

(b)

(c)(i)(j)(g)(h)刀具釬焊材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

37釬焊視頻烙鐵

釬焊3.3.1.焊接冶金過程焊接冶金過程的實(shí)質(zhì)與普通冶金(煉鋼)過程相同，都是液態(tài)金屬、

溶渣和氣體三者相互作用，金屬再冶煉過程。具有以下特點(diǎn)：◆焊接冶金溫度高，相界大，反應(yīng)速度塊，但電弧中有空氣侵入時(shí)，液態(tài)金屬會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的氧化、氮化形成氧化物、氮化物等有害雜質(zhì)，還有大量金屬蒸發(fā)，而空氣中的水分以及工件和焊接材料中的油、銹、水在電弧高溫下分解出的氫原子可溶入液態(tài)金屬中，導(dǎo)致接頭塑性和韌度降低，以至產(chǎn)生裂紋；◆焊接熔池小(約2～3cm3)、

處于液態(tài)的時(shí)間短(10s),

冷卻塊，

使各種冶金反應(yīng)難以達(dá)到平衡狀態(tài)，焊接中化學(xué)成分不均勻，且熔池中氣體、氧化物等來不及浮出，容易形成氣孔、夾渣等缺陷，

甚

至產(chǎn)生裂紋。3.3金屬焊接成形理論基礎(chǔ)>焊接過程中，對熔化金屬進(jìn)行保護(hù)，使之與空氣隔開。保護(hù)方式有三種：氣體保護(hù)、熔渣保護(hù)、氣一渣聯(lián)合保護(hù)。>對焊接熔池進(jìn)行冶金處理，主要通過焊接材料中加入一定的脫氧劑和一定量的合金元素，在焊接過程中排除熔池中的FeO,同時(shí)補(bǔ)償合金元素的燒損。熔池保護(hù)措施材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

39口

焊縫金屬：由母材和焊條熔化后形成的熔池冷卻結(jié)晶而成；口

熔合區(qū)：該區(qū)受熱溫度處于液相線與固相線之間，是焊縫金

屬到母材金屬的過渡區(qū)域，寬度只有0.1～1mm。

冷卻后，組織為部分鑄態(tài)組織和部分過熱組織。焊接熱影響區(qū)：

(1)過熱區(qū)：晶粒粗大的過熱組織；(2)

正火區(qū)：相當(dāng)于進(jìn)行了正火處理；(3)部分相變區(qū)：部分

發(fā)生正火，部分為原始組織；(4)再結(jié)晶區(qū)根據(jù)焊接熱影響區(qū)的組織和寬度，可以間接判斷焊縫的質(zhì)量。一般焊接熱影響區(qū)寬度愈小，焊接街頭的力學(xué)性能愈好。熱影響區(qū)的大小和組織性能變化的程度取決于焊接方法、焊接規(guī)范、接頭形式等因素。材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

40焊接接頭的組織與性能低碳鋼焊縫的組織變化材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

41Wo/%變形形式示

意

圖產(chǎn)

生

原

因收縮變形由焊接后焊縫的縱向(沿焊縫長度方向)和橫向(沿焊縫寬度方向)收縮引起角變形由于焊縫橫截面形狀上下不對稱，焊縫橫向收縮不均引起彎曲變形T形梁焊接時(shí)，焊縫布置不對稱，由焊縫縱向收縮引起扭曲變形工字梁焊接時(shí)，由于焊接順序和焊接方向不合理引起結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)扭曲波浪形變形薄板焊接時(shí)，焊接應(yīng)力使薄板局部失穩(wěn)而引起焊接后焊件內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力和焊件產(chǎn)生的變形，是在焊接過程中對焊件的不均勻加熱和冷卻引起的。表3-1

常見焊接變形的基本形式3.3.2焊接應(yīng)力和變形減小和預(yù)防焊接應(yīng)力的措施□選擇合理的焊接順序口采用小電流，快速焊□

焊前預(yù)熱或焊后熱處理□

加熱減應(yīng)區(qū)口捶擊或碾壓焊縫□

焊后拉伸或振動(dòng)工件材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

43口盡可能減少不必要的焊縫口合理安排焊縫位置□采用能量集中的熱源、對稱焊、分段焊、和多

層多道焊等可減小焊接變形□合理選擇焊縫尺寸和形式

口預(yù)先反變形口剛性固定法

①機(jī)械矯正法散熱法

②火焰加熱矯正法材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

44預(yù)防和矯正焊接變形的措施缺陷名

稱示

意

圖特

征產(chǎn)

生

原

因外

觀

缺

陷焊縫外形尺寸

不符合要求①焊縫高低不平②焊縫寬度不均③焊縫余高過大或過小焊條施焊角度不合適或運(yùn)條速度不均勻；焊接電流過大或過小；坡口角度

不當(dāng)或裝配間隙不均勻咬邊在焊縫和母材的交界處產(chǎn)生溝槽和凹陷焊條角度和擺動(dòng)不正確；焊接電流太大、電弧過長焊瘤焊接時(shí)，熔化金屬流淌到焊

縫區(qū)之外的母材上所形成的金屬瘤焊接電流太大、電弧過長、焊接速度

太慢；焊接位置和運(yùn)條不當(dāng)未焊透焊接接頭的根部未完全

熔透焊接電流太小、焊接速度太快；坡口角度太小<間隙過窄、鈍邊太厚內(nèi)

部

缺

陷氣孔焊接時(shí)，熔池中的過飽和

氫、氮以及冶金反應(yīng)產(chǎn)生的

CO,在熔池凝固時(shí)未能逸出，在焊縫中形成空穴焊接材料不清潔；電弧太長，保護(hù)效

果差；焊接規(guī)范不恰當(dāng)，冷速太快；焊

前清理不當(dāng)裂紋熱裂紋：沿晶開裂，具有氧

化色澤，多在焊縫上，焊后立

即開裂熱裂紋：母材硫、磷含量高；焊縫冷

速太快，焊接應(yīng)力大；焊接材料選擇

不當(dāng)冷裂紋：穿晶開裂，具有金

屬光澤，多在熱影響區(qū)，有延時(shí)性，可發(fā)生在焊后任何時(shí)刻冷裂紋：母材淬硬傾向大；焊縫含氫

量高；焊接殘余應(yīng)力較大夾渣焊后殘留在焊縫中的非金屬夾雜物焊道間的熔渣未清理干凈；焊接電流太小、焊接速度太快；操作不當(dāng)3.3.3金屬焊接性能：常見焊接缺陷及產(chǎn)生原因

45焊接質(zhì)量檢驗(yàn)1.焊前檢驗(yàn)；2.生產(chǎn)過程中的檢驗(yàn)；3.成品檢驗(yàn)外觀檢驗(yàn)；磁粉檢驗(yàn)；著色檢驗(yàn)；超聲波探傷；射線探傷；致密性檢驗(yàn)①水壓檢驗(yàn)；②氣壓檢驗(yàn)；

③煤油檢驗(yàn)檢驗(yàn)方法材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))46作業(yè)：1)說明電弧焊，氣焊，電阻焊，電渣焊和摩擦焊所

用熱源，并分析它們的加熱特點(diǎn)。2)結(jié)合Fe-C相圖，分析低碳鋼(0.2C%)熱影響區(qū)的金相組織變化和對其力學(xué)性能性能的影響。材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))473

.4金屬焊接成形工藝設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4.1

焊接材料碳素鋼：

低碳鋼和中高碳鋼合金結(jié)構(gòu)鋼：用的最多是低碳低合金結(jié)構(gòu)鋼鑄鐵：

主要用于鑄件表面的焊補(bǔ)非鐵合金：銅及銅合金鋁及鋁合金鈦及鈦合金材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))48□Wce<0.4%時(shí)，焊接性能良好；Wcr=0.4~0.6%時(shí)，工件焊前要預(yù)熱，焊后要緩冷；

WcE

>0.6%時(shí)，焊前必須預(yù)熱焊后要適當(dāng)熱處理。口

焊接性的(以碳當(dāng)量)估算方法：3.4.2碳素鋼的焊接性能材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

49低碳鋼(低碳低合金鋼)不需采取預(yù)熱措施；焊接中碳鋼時(shí)焊前必須預(yù)熱，并選用低氫型焊條，用小電流、細(xì)焊條、開坡口進(jìn)行多層焊；高碳鋼預(yù)熱的溫度更高、工藝更嚴(yán)格

。焊接方法焊接材料應(yīng)用情況焊條電弧焊E4303(J422),E4315(J427)焊接強(qiáng)度等級低低碳鋼構(gòu)件E5016(J506),E5015(J507)焊接強(qiáng)度等級高低碳鋼構(gòu)件，低溫工作構(gòu)件埋弧焊H08,H08A,HJ430,HJ431一般結(jié)構(gòu)件H08MnA,HJ431重要結(jié)構(gòu)件電渣焊H10Mn2,H08Mn2Si,HJ431,HJ360大厚度結(jié)構(gòu)件CO2保護(hù)焊H08Mn2Si,H08Mn2SiA不規(guī)則焊縫結(jié)構(gòu)件3.4.3低碳鋼(低合金鋼)的焊接性能材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

503.4.4低碳鋼(低合金鋼)焊接工藝參數(shù)選擇

口焊條電弧焊參數(shù)的選擇，考慮焊接過程的穩(wěn)定、焊縫成形

良好、防止焊接缺陷。

厚度較大，環(huán)境溫度低，

開裂傾向大時(shí)，須對焊件預(yù)熱，

溫度100～150℃;口

埋弧焊根據(jù)強(qiáng)度等級不同，選擇相應(yīng)的焊條和焊劑；多層電弧焊時(shí)，第一道焊縫因母材溶入較多，含碳量若處于上限，容易開裂，輸入的熱量要小或用電弧焊打底口電渣焊根據(jù)強(qiáng)度等級不同，選擇相應(yīng)的焊條和焊劑；焊接厚度一般較大，

其熔池大，冷卻慢，組織粗大，有過熱現(xiàn)

象，降低焊縫強(qiáng)度和韌性，焊后一般須正火加回火處理；口

CO?保護(hù)焊可以使焊縫具有足夠的力學(xué)性能和抗晶間裂紋

和氣孔的能力，采用含Mn

和Si的焊條，電流大但電壓要

低，否則降低焊縫性能材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))51□

焊縫布置□接頭形式和坡口形式

口焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)被焊接材料強(qiáng)度等級，獲得相應(yīng)強(qiáng)度

的焊縫，連接零件組成結(jié)構(gòu)；控制焊接應(yīng)力和

應(yīng)變，防止產(chǎn)生超過允許的變形和開裂3.4.5焊件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

52平焊操作方便，易于保證焊接質(zhì)量，生產(chǎn)率高，應(yīng)盡可

能地應(yīng)用。其他位置施焊，金屬液因重力作用容易下流，施

焊困難。應(yīng)盡量避免若確需采用這些位置時(shí)，應(yīng)采取一定的

焊接措施。1.焊縫布置應(yīng)盡量分散，不宜過長，間距應(yīng)大于板厚3倍，且不小于100mm2.焊縫的位置應(yīng)盡量對稱布置，否則會(huì)由于焊縫不在中心引起彎曲變形。3.焊縫的布置不得交叉。4.應(yīng)盡量減少構(gòu)件或焊接接頭部件的應(yīng)力集中，避免尖角焊縫。5.焊縫應(yīng)避開最大應(yīng)力和應(yīng)力集中的部件。6

.焊縫設(shè)計(jì)應(yīng)遠(yuǎn)離加工表面。7.焊縫布置應(yīng)滿足焊接時(shí)運(yùn)條角度的需要。材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

53焊縫位置b)V形坡口接頭形式和坡口形式a)對接

b)

搭接c)角接

d)

丁字接a)I

形

坡

口d)U

形

坡

口c)X

形

坡

口焊接接頭形式：常見的焊接接頭形式有對接、搭接、角接和T形接頭。這四種接頭形式中，對接接頭節(jié)省材料，容易保證質(zhì)量，應(yīng)

力分布均勻，應(yīng)用最廣泛，但焊前準(zhǔn)備及裝配質(zhì)量要求較高；搭接接頭兩焊件不在同一平面上，浪費(fèi)金屬且受力時(shí)將產(chǎn)生

附加應(yīng)力，適于薄板焊件焊件；角接接頭在構(gòu)成直角連接時(shí)采用，

一般只起連接作用而不承受工作載荷；T

形接頭是結(jié)構(gòu)非直線連接中應(yīng)用最廣泛的連接形式。在構(gòu)件焊接時(shí)具體采用哪種形式焊接接頭，主要根據(jù)焊件結(jié)

構(gòu)形狀、使用要求、焊件厚度進(jìn)行選擇；另外還應(yīng)考慮坡口加

工難易程度，焊接方法的種類等其它因素的要求。材料工藝基礎(chǔ)(焊接技術(shù))

55根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要，在焊件待焊部位加工并裝配成一定幾何形狀的溝槽稱為坡口。各種溝槽形式參見GB/T3375-94。焊條電弧焊：焊接在6mm

以下對接焊縫時(shí)，用I型坡口；6-26mm

時(shí)，常開單