第12章 焊接.ppt

二、 等离子弧切割 2.等离子弧的能量特性 三、碳弧气刨 重 点 看懂焊缝布置原则的图，能够指出哪种是合适的，哪种是不合适的，并给出理由或依据。 特点及应用： ①工件加热温度低，组织和力学性能变化小，变形小；接头光滑平整，工件尺寸精确； ②可以焊接性能差异很大的异种金属，对工件厚度的差别没有严格的限制； ③复杂形状构件，生产率高（可同时焊接上千条焊缝）； ④设备简单，投资少； ⑤接头强度尤其是动载强度低，耐热性差，且焊前清理及组装要求较高。 第四节 常用金属材料的焊接 一、金属材料的焊接性 1.焊接性的定义 从原则上讲，各种金属都能进行焊接，但金属本身固有的基本性能，还不能直接表明它在焊接时会出现什么问题以及焊接后接头性能是否满足使用要求。所以，金属材料对焊接加工的适应性采用焊接性来衡量。 定义：被焊金属在采用一定的焊接方式、焊接材料、工艺参数及结构形式条件下，获得优质焊接接头的难易程度。包括工艺焊接性和使用焊接性。 分类：直接试验法、间接评估法。 直接试验法－斜Y形坡口焊接裂缝法等 选择适宜的焊接材料 确定合理的焊接工艺参数 为新结构材料的研制提供依据 间接评估法－碳当量法 CE＝C＋Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15 CE（0.4%）值越小，钢材的淬硬倾向越小，冷裂敏感性也越小，焊接性越好。 2.焊接性的定义 二、碳钢的焊接 低碳钢：CE0.4%，塑性好，没有淬硬倾向，对焊接过程不敏感，焊接性能好。各种焊接方法都能获得优质焊接接头。 中碳钢： CE0.4%，冷裂倾向很强，焊接性较差。需进行 焊前预热150℃∽250℃，焊后缓冷。同时，采用细E5015焊条、小电流、开坡口、多层多道焊，降低焊缝的含碳量。 防止焊接裂纹产生： 内部条件：↓碳当量CE 外部条件：↑环境温度 三、低合金结构钢的焊接 焊接方法： ① 一般用手工电弧焊、埋弧自动焊； ② 板厚40mm时，用电渣焊； ③ 批量大时，用CO2气体保护焊。 16Mn的焊接： CE=0.4%，焊接性良好，不需预热； 当板厚32∽38mm时： 环境温度低时，需预热； 重要结构（锅炉、压力容器）焊后 应进行消除应力退火。 四、不锈钢的焊接 马氏体不锈钢（Cr13型） ： ① 焊接性较差（易产生冷裂纹和淬硬脆化），需焊前预热，焊后缓冷及热处理； ② 采用奥氏体不锈钢焊条； 奥氏体不锈钢（Cr18Ni9Ti型） ： 焊接性良好； 铁素体不锈钢（Cr17型） ： 焊接性较差（过热晶粒引起脆化和裂纹），焊前需低温预热（150℃，并减少高温停留时间）。 五、铸铁的焊补 铸铁的焊接性： 铸铁碳含量高，杂质多，塑性差，故焊接性差。 铸铁焊补的问题： ① 易产生白口组织和淬火组织； ② 铸铁强度低、塑性差，易产生裂纹； ③ 铸铁碳、硅含量高，易产生气孔和夹渣缺陷。 铸铁的焊补方法： 热焊、冷焊 热焊： 工艺：铸件预热到600℃-700℃进行焊接，焊后缓冷； 方法：气焊、手工电弧焊（铸铁焊条）； 特点：焊补质量好，成本高，劳动条件差，生产率低； 应用：中等厚度铸件及焊后要加工的复杂、重要的铸件，如内燃机缸盖、汽缸盖、机床床身等。 冷焊： 工艺：铸件一般不预热或较低温度预热； 特点：依靠焊条来调整焊缝的化学成分，以防止白口组织和裂纹； 应用：镍基焊条→焊补质量好，成本高，用于重要铸铁件加工表面焊补 结构钢焊条→焊补质量低，用于非加工表面（采用小直径、 小电流、短弧焊补） 六、铝及铝合金的焊接 分类： 工 业 纯 铝 不能热处理强化的铝合金 热处理强化的铝合金→ 易产生的问题： ① 氧化——形成Al2O3，阻碍融合； ② 气孔——铝液大量溶解氢气； 焊接性好 焊接性能差（接头易软化、产生热裂纹） 焊接方法： 电阻焊、钎焊、氩弧焊 第五节 焊接结构设计 一、焊接结构材料的选择 选用原则： ① 在满足使用性能要求的前提下，首先选择焊接性较好的材料，如低碳钢和低合金钢； ② 尽量选择同一种材料焊接。异种材料的焊接，接头强度不低于被焊钢材中强度较低者，焊接工艺措施按保证焊接性较差的材料进行。 ③ 尽量选择型材（工字钢、角钢、槽钢等）。可以降低结构质量，较少焊缝数量，简化焊缝工艺，增加结构件的刚性和强度。 二、焊接方法的选择 原则——质量和效率 产品特点 结构类产品——用电弧焊