模块一中碳钢的焊接.PPT

学习目标 知识目标： 1、焊接性的概念、影响因素及判断方法； 2、中碳钢的焊接工艺。 能力目标： 1、掌握焊接性的概念、影响因素及判断方法； 2、掌握中碳钢的焊接工艺； 3、掌握中碳钢焊接的操作要点与操作方法。 任务描述 金属材料焊接质量的好坏常常取决于焊接方法、焊接材料（焊条、焊丝、焊剂保护气体等）、焊接工艺等的选择。 本任务主要内容包括焊接性的概念、影响焊接性的因素、焊接性的间接判断法、中碳钢焊接工艺。 任务分析 在学习过程中，先通过焊接性的学习，掌握焊接性的概念、影响因素及判断方法。再通过分析中碳钢的焊接性，掌握其焊接工艺。最后，通过35钢轴和法兰的焊接操作训练，巩固所学知识。 必备知识 一、焊接性的概念 金属的焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性。它包括两方面的内容： 1、 接合性能即在一定的焊接工艺条件下，一定的金属形成焊接缺陷的敏感性。 2、使用性能即在一定的焊接工艺条件下，一定金属的焊接接头对使用要求的适应性。 提问：焊接性用什么衡量？ 必备知识 二、影响焊接性的因素 金属材料焊接性的好坏主要决定于材料的化学成分，而且与结构的复杂程度、刚性、焊接方法、采用的焊接材料、焊接工艺条件及结构的使用条件也有密切关系。 1、材料因素 包括焊件本身和使用的焊接材料：焊条、焊丝、焊剂、保护气体等； 2、工艺因素 同一焊件采用不同的焊接工艺方法和工艺措施时，表现的焊接性也不同。 3、结构因素 焊接接头的结构设计直接影响应力状态， 4．使用环境 焊接结构的使用环境是多种多样的，有高温、低温下工作，腐蚀介质中工作及在静载或动载条件下工作等。 三、焊接性的间接判断方法 判断焊接性最简便的方法是碳当量鉴定法。所谓碳当量是指把钢中合金元素(包括碳)的含量按其所起作用换算成碳的相当含量，可作为评定钢材焊接性的一个参考指标。 国际焊接协会推荐的估算碳钢和低合金钢的碳当量公式。 根据经验：当CE0.4％时，钢材的淬硬倾向不明显，焊接性优良，焊接时不必预热；当CE=0.4％～0.6％时，钢材的淬硬倾向逐渐明显，需要采取适当预热和控制线能量等工艺措施；当CE0.6％时，淬硬倾向更强，属于较难焊的材料，需采取较高的预热温度和严格的工艺措施。 四、中碳钢的焊接工艺 1、焊接性 中碳钢含碳量比低碳钢高，强度较高，焊接性较差。常用的有35、45、55号钢。 2、焊接特点 （1）热影响区容易产生淬硬组织。 （2） 由于基本金属含碳量较高，所以焊缝的含碳量也较高，容易产生热裂纹。 （3） 由于含碳量的增高，对气孔的敏感性增加。 焊接中碳钢时，通常应采取下列措施： 1）尽量采用碱性焊条； 2）预热 3）焊接工艺上的措施 （1）焊接坡口尽量开成U形，以减少焊件熔入量。 （2）焊接第一层焊缝时，尽量采用小电流、慢焊速，以减小焊件熔入焊缝金属中的比例(减小熔合比)，防止热裂纹。但应注意将母材熔透，避免产生夹渣及未熔合等缺陷。 （3）采用碱性焊条施焊时，焊前焊条要烘干。烘干温度为350～450℃，保温时间2h。 （4）采用锤击焊缝的方法，以减小焊接残余应力，细化晶粒。 （5）焊后尽可能缓冷。焊件焊后放在石棉灰中，或在炉中缓冷。 （6）焊后热处理。对含碳量高，厚度大和刚性大的焊件，焊后作600～650℃的消除应力回火处理。 操作训练 1．操作要点 采取预热、焊后缓冷、焊后热处理等工艺措施。 2．焊前准备 （1）电弧焊机 ZX5--400型弧焊整流器。 （2）焊条 E5015，直径为3.2mm及4.0mm，焊条使用前经450烘干并保温2h。 （3）焊件 轴(直径为108mm，材料35)、法兰盘(直径为160mm、厚20mm，材料Q235)。 3．操作要领 焊件为轴与法兰盘插人式连接的角焊缝，轴的材质为35钢，属于中碳钢。经计算该轴的碳当量在0.48％～0.61％之间，其焊接性较差，因此需采取预热、焊后缓冷及焊后回火处理等工艺措施。 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，避免产生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。 4．技能训练 1）操作过程： (1) 焊前清理铁锈等污物。 (2) 装配后定位焊。定位焊缝长50mm(避免出现裂纹)，对称焊接两处。 (3) 将焊件置于水平位置，进行预热之后焊接，每焊完一道焊道待其缓冷后清除熔渣。 (4) 焊接时，将焊缝沿周长分成4～6段，采用分段对称跳焊法。第一层选用直径3.2mm的焊条，焊接电流为100～120A，其余各层选用直径4.0mm的焊条，焊接电流为