焊工工艺学 教学课件 作者 许莹 11 2.DOCVIP

课 题 §11-2 碳素钢的焊接 课 型 讲授新课 分（ ）课时完成 课 堂 记 事 月 日 节 教具 班 级 教 学 目 标 掌握低碳钢、中碳钢的焊接性及焊接工艺要点 了解高碳钢的焊接性及焊接工艺 教学重点 教学难点 低碳钢、中碳钢的焊接性及焊接工艺要点 时间安排 教 学 内 容 及 步 骤 教 学 提 示 〖组织教学〗 〖复习导入〗 提问：影响金属焊接性的主要因素有哪些？ 〖讲授新课〗 第二节 碳素钢的焊接 碳钢的焊接性主要取决于碳含量的高低，随着含碳量的增加，其焊接性逐渐变差。 一、低碳钢的焊接 低碳钢含碳量及合金元素少，淬硬倾向小，是焊接性最好的金属材料。一般情况下不需要采取特殊的工艺措施，就可获得较满意的焊接质量。但是电渣焊后的接头，为了细化晶粒，要进行正火或正火加回火处理。 二、中碳钢的焊接 1．中碳钢的焊接性 碳的质量分数在0.25％～0.6％的碳素钢称为中碳钢。中碳钢随含碳量的增加，其焊接性逐渐变差，出现的主要问题就是热裂纹和冷裂纹。 (1)焊缝金属易产生热裂纹 (2)热影响区易产生冷裂纹 随含碳量增加，中碳钢不但产生裂纹倾向性增大，而且也会产生气孔和接头脆性。 2．中碳钢焊接工艺 中碳钢焊接时，焊条电弧焊是最常用的焊接方法。 (1)焊条选择 尽量采用相应强度级别的碱性低氢型焊条，以增强焊缝的抗裂性。 根据中碳钢的焊接、焊补经验，还可采取先在坡口表面堆焊一层过渡焊缝再进行焊接的方法，防裂效果较好。堆焊过渡焊缝的焊条通常选用含碳量很低、强度低、塑性好的纯铁焊条(wC≤0.03％)。 (2)坡口制备 将坡口两侧油、锈等污物清理干净，一般开成U形或V形，以减少焊件熔入量。 (3) 预热 大多数情况下，焊接中碳钢需要预热和一定的层间温度。通常35号钢、45号钢预热温度为150~250℃，含碳量更高或刚度更大时，可提高到250~400℃. （4）焊接电源 一般选用直流反接，减小熔深，降低裂纹倾向和气孔的敏感性。 （5）焊后后热或热处理 焊件焊后放在石棉灰中或放在炉中缓冷，对含碳量高、较厚和刚性大的焊件，焊后则应立即作600～650℃的消除应力回火处理。 三、高碳钢的焊接 碳的质量分数0.60％的碳素钢称为高碳钢。由于碳含量很高，淬硬倾向和裂纹敏感性更大，因此高碳钢焊接性很差，它们的焊接也大多为补焊。焊接方法多为焊条电弧焊和气焊。 高碳钢焊接工艺要点如下： 高碳钢零件要经退火后方可施焊，减少裂纹倾向。 高碳钢焊接时，通常选用低氢型焊条。若不要求焊缝与母材等强度，可选用E5016（J506）、E5015（J507）等焊条；若要求焊缝与母材等强度或相近，可选用含碳量比母材低的，而合金元素较多的焊条，如低合金高强度钢焊条。如不能进行焊前预热和焊后回火时，也可选用E3019-16（A302）、E309-15（A307）等奥氏体不锈钢焊条焊接。 (3)采用结构钢焊条，焊前必须预热，预热温度和层间温度应在350℃以上。 (4)尽量减少熔合比，最好开坡口多层焊接，采用小电流、低焊速，焊接过程要连续(中间不停止)。 (5)焊后焊件应保温，并立即送入炉中进行消除应力的高温回火，之后再根据需要作相应的热处理。 四、中碳钢焊接实例 轴与法兰盘插入式连接的角接焊件，法兰盘为Q235钢(直径为160 mm，厚20mm)，轴(直径为108mm)为35钢，属于中碳钢，其化学成分为C：0.32％～0.40%；Si：0.17％～0.37％；Mn：0.50％～0.80％；P：≤0.035％；S：≤0.035％；Ni：≤0.25％；Cr：≤0.25％；Cu：≤0.25％。 焊前预热温度为150～250℃；采用碱性焊条E5015，焊条使用前经350～450℃烘干，并保温2 h；第一层焊道焊接时，采用小电流、慢焊速，同时注意对母材的熔透深度，避免产主夹渣及未熔合等缺陷；焊后采用绝热材料保温缓冷；焊后立即进行600～650℃的消除应力回火处理。 〖课堂练习〗 书后习题 〖课堂总结〗 掌握低碳钢、中碳钢的焊接性及焊接工艺要点 了解高碳钢的焊接性及焊接工艺 〖布置作业〗 点评、记分 仔细分析焊接性 首先正确工艺分析