《機(jī)械制造基礎(chǔ)》-第八章 焊接_第1頁(yè)
《機(jī)械制造基礎(chǔ)》-第八章 焊接_第2頁(yè)
《機(jī)械制造基礎(chǔ)》-第八章 焊接_第3頁(yè)
《機(jī)械制造基礎(chǔ)》-第八章 焊接_第4頁(yè)
《機(jī)械制造基礎(chǔ)》-第八章 焊接_第5頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

一、焊接實(shí)質(zhì)通過(guò)加熱或加壓或既加熱又加熱使原子擴(kuò)散與結(jié)合,從而形成一個(gè)整體。二、焊接分類(lèi)

1、熔化焊:利用局部加熱的方法,把工件結(jié)合處加熱為熔化態(tài),形成熔池,冷卻結(jié)晶,形成牢固接頭。電弧焊、氣焊、電渣焊。

2、壓力焊:焊接時(shí)不管加熱與否,都要施加一定壓力,使兩焊件產(chǎn)生一定塑性變形,在壓力下形成牢固接頭。電阻焊、摩擦焊、冷壓焊、爆炸焊。

3、釬焊:對(duì)被焊件和充填金屬加熱,焊件不熔化,釬料熔化,填充與被焊金屬連接處。原子擴(kuò)散形成接頭。錫焊、銅焊。第一節(jié)概述三、焊接的特點(diǎn)

1、與鉚接相比省材料、工時(shí),構(gòu)件輕。

2、氣密性、水密性好。

3、能化大為小,拼小成大。

4、易于機(jī)械化,自動(dòng)化,提高生產(chǎn)率。四、焊接應(yīng)用一、焊接電弧

焊接電弧是在焊條與工件之間的介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。直流電焊時(shí),電弧陽(yáng)極區(qū)熱量占43%,陰極區(qū)占36%,弧柱區(qū)占21%。用結(jié)構(gòu)鋼焊條焊接鋼材時(shí),陽(yáng)極區(qū)溫度可達(dá)2600K,陰極區(qū)溫度可達(dá)2400K,弧柱區(qū)可達(dá)6000~8000K(如圖4-1)。正接法:

工件接正極,焊條接負(fù)極;反接法:

工件接負(fù)極,焊條接正極。交流電弧焊時(shí),兩極溫度都在2500K左右。第二節(jié)焊條電弧焊

二、焊條電弧焊設(shè)備及工具

包括焊接機(jī)、焊鉗、焊接電纜、焊條、焊件等。

(1)交流弧焊機(jī):電源220/380V,工作電壓30-50V,電流范圍較大,如BX-500,額定電流500A(2)直流弧焊機(jī):工作電壓20-30V,如AX-320(3)焊鉗:夾持焊條,傳導(dǎo)電流(4)焊接電纜:連接焊條、焊接件、焊接機(jī),傳導(dǎo)焊接電流,外表必須絕緣(5)面罩:遮擋飛濺的金屬和弧光,保護(hù)面部和眼睛(6)其他:包括手錘、鋼絲刷等

三、焊條

1、焊條組成包括藥皮、焊芯、焊條夾持部分等

(1)焊芯1)作用導(dǎo)電、引弧、充填焊縫,其化學(xué)成分和夾雜將直接影響焊接質(zhì)量。

2)焊條直徑即焊芯直徑,最小的為0.4mm,最大的為9mm,以直徑為3.2~5mm的應(yīng)用最廣。

3)結(jié)構(gòu)鋼焊條直徑從1.6~8mm,共八種規(guī)格,即1.6、2.0、2.5、3.2、4.0、5.0、6.0,8mm結(jié)構(gòu)鋼焊條長(zhǎng)度在200~550mm之間。(2)焊條的藥皮

1)藥皮的作用①容易引弧和提高電弧的穩(wěn)定性②脫氧、造氣、造渣包圍和覆蓋熔池,保護(hù)焊縫③提供合金元素滲入焊縫,保證焊縫的機(jī)械性能和焊接工藝性能

2)藥皮的組成大理石、石英沙、硅鐵、純堿、木屑2、焊條類(lèi)型1)按用途分十大類(lèi):J-結(jié)構(gòu)鋼焊條R-耐熱鋼焊條B-不銹鋼焊條D-堆焊焊條N-鎳及鎳合金焊條Z-鑄鐵焊條T-銅及銅合金焊條W-低溫焊條L-鋁及鋁合金焊條TS-特殊焊條,如結(jié)構(gòu)鋼焊條的牌號(hào):J422,“結(jié)”表示結(jié)構(gòu)鋼焊條,“42”表示焊縫金屬抗拉強(qiáng)度最低值的1/10(即420MPa),最后的“2”表示藥皮類(lèi)型為鈦鈣型,屬于酸性焊條,交直流電兩用

2)按熔渣的性質(zhì)分為酸性和堿性焊條

酸性焊條藥皮中主要含有SiO2、TiO2、MnO等,熔渣呈酸性,焊縫中氧、氮含量較高,脫硫能力差,且氫含量較多,焊縫塑性、韌性差,易產(chǎn)生裂紋。酸性焊條穩(wěn)弧性好,焊接操作工藝性好,價(jià)格較低,交直流兩用,應(yīng)用廣泛。堿性焊條藥皮中含有較多的CaO、FeO、MnO、Na2O等,熔渣呈堿性,屬低氫焊條,焊縫抗裂性好

3、焊條的選用原則

根據(jù)焊件化學(xué)成分、機(jī)械性能、抗裂性、耐腐蝕性以及高溫性能等要求選用

①對(duì)低碳鋼和普通低合金鋼結(jié)構(gòu),一般按鋼材強(qiáng)度等級(jí)來(lái)選用相應(yīng)焊條。應(yīng)注意兩者強(qiáng)度等級(jí)的區(qū)別。

②同一等級(jí)的酸性焊條或堿性焊條的選用,主要考慮焊接件的結(jié)構(gòu)形狀(簡(jiǎn)單或復(fù)雜)、鋼板厚度載荷性質(zhì)(動(dòng)載或靜載)和鋼材的抗裂性能而定。③

低碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接,按強(qiáng)度較低的鋼材選用相應(yīng)的焊條。④鑄鐵因含碳量高等原因,一般選用堿性焊條并配以適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?。⑤焊接不銹鋼或耐熱鋼等特殊性能要求的鋼材,應(yīng)選用相應(yīng)的專(zhuān)用焊條。

常用的焊接接頭有對(duì)接接頭、T形接頭、角接接頭、搭接接頭,根據(jù)焊件的結(jié)構(gòu)形狀、厚度和使用條件確定1、接頭形式

四、焊條電弧焊工藝2、坡口形式當(dāng)焊件厚度較大時(shí),為保證焊透,接頭處應(yīng)根據(jù)工件厚度加工出各種坡口常用的坡口形式為I形坡口、V形坡口、X形坡口、U形坡口和K形坡口等。(1)對(duì)接接頭坡口(2)角接接頭坡口(3)T接接頭坡口V形和U形坡口單面焊,焊條容易到位,但焊后變形較大,焊條消耗量也大。X形和雙U形坡口受熱均勻,變形小,焊條消耗較少,但必須雙面施焊,有時(shí)受焊件結(jié)構(gòu)所限制。因此,坡口形式的選擇主要根據(jù)板厚和熔透要求,同時(shí)應(yīng)考慮坡口加工經(jīng)濟(jì)性和焊接工藝性。通常,要求焊透的重要受力焊縫應(yīng)盡量采用雙面焊,以利于保證質(zhì)量。3、焊縫空間位置

根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)件的位置需要,焊縫空間位置包括平焊、立焊、橫焊、仰焊

(1)焊條直徑的選擇

①焊件的厚度厚度較大的焊件應(yīng)選用直徑較大的焊條;反之,薄件應(yīng)選用小直徑的焊條。②焊件的位置平焊縫用的焊條焊條直徑應(yīng)比其它位置大一些;立焊時(shí)焊條直徑最大不應(yīng)超過(guò)5mm;仰焊、橫焊時(shí)焊條最大直徑不應(yīng)超過(guò)4mm;這樣可減少熔化金屬的下淌。

4、焊接工藝參數(shù)的選擇

③焊接層數(shù)在多層焊時(shí)為了防止根部焊不透,對(duì)多層焊的第一層焊道,應(yīng)采用直徑較小的焊條進(jìn)行焊接,以后各層可根據(jù)焊件厚度選用較大直徑的焊條。在焊接低碳鋼及16錳等普通低合金鋼,中、厚鋼板的多層焊縫時(shí),每層焊縫厚度過(guò)大時(shí),對(duì)焊縫接頭將產(chǎn)生不利影響,每層厚度最好不大于4~5mm。一般情況進(jìn)行平焊時(shí),焊件厚度與焊條直徑選用關(guān)系見(jiàn)表

焊件厚度(mm)≤1.5233~4~56~12≥13焊條直徑(mm)1.522.53.23.2~44~55~6焊接電流(A)25~4040~6550~80100~130160~220200~270260~300

(2)焊接電流的選擇

焊接電流是影響接頭質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率的主要因素之一,必須選用得當(dāng)。電流過(guò)大,會(huì)使焊條芯過(guò)熱,藥皮脫落,會(huì)造成焊縫咬邊、燒穿、焊瘤等缺陷,同時(shí)金屬組織也會(huì)因過(guò)熱而發(fā)生變化;若電流過(guò)小,則容易造成未焊透、夾渣等缺陷,焊接時(shí)決定焊接電流的依據(jù)很多,如焊條類(lèi)型、焊條直徑、焊件厚度、接頭形式、焊縫位置和層數(shù)等,但主要是焊條直徑和焊縫位置

①焊接電流與焊條直徑的關(guān)系焊條直徑愈大,熔化焊條所需要的電弧熱能就愈多,故焊接電流應(yīng)相應(yīng)增大.焊接電流與焊條直徑的關(guān)系見(jiàn)表

②焊接電流與焊縫位置的關(guān)系焊接平焊縫時(shí),由于運(yùn)條和控制熔池中的熔化金屬比較容易,因此可選用較大的電流進(jìn)行焊接。但其它位置時(shí),為了避免熔化金屬?gòu)娜鄢刂辛鞒?要熔池小些,焊接電流相應(yīng)要小些;一般約小于10~20%,使用堿性焊條時(shí),焊條通常要比酸性焊條小些。五、焊條電弧焊操作方法(1)電弧的引燃和控制直擊法:將焊條的末端直擊焊縫,接觸短路,迅速抬起,產(chǎn)生電弧劃擦法:將焊條的末端在焊件上劃過(guò),接觸短路,迅速抬起,產(chǎn)生電弧焊條與焊件保持2~4mm的距離(2)焊條的運(yùn)作焊條向下送進(jìn)焊條沿焊接方向移動(dòng)

焊條的橫向擺動(dòng)

手工電弧焊操作實(shí)例

中厚板對(duì)接平焊,單面焊雙面成形。焊件材料是Q235,尺寸為12×250×300。1、技術(shù)要求(1)60°V形坡口;(2)焊接材料為E4315;(3)裝配鈍邊高度為1mm;(4)裝配間隙為3~4mm;(5)采用與焊接件相同牌號(hào)焊條進(jìn)行定位焊,并在焊接件反面兩端點(diǎn)焊,焊點(diǎn)長(zhǎng)度為10~15mm;(6)預(yù)置反變形量為3°或4°;(7)裝配錯(cuò)邊量≤1.4mm。(8)焊接工藝參數(shù)的選擇,見(jiàn)表4-5。焊接層次焊條直徑(mm)焊接電流(A)打底焊(1)3.290~120填充焊(2、3、4)4140~170蓋面焊(5)140~160

第三節(jié)氣焊與氣割

氣焊是利用氧氣和可燃?xì)怏w混合燃燒所產(chǎn)生的熱量,使焊件和焊絲熔化而進(jìn)行的焊接方法。氣焊主要是采用氧-乙炔火焰。火焰溫度比電弧溫度低,生產(chǎn)率低,因此不如電弧焊廣泛。但氣焊也有它的優(yōu)點(diǎn),例如,對(duì)焊件輸入熱量調(diào)節(jié)方便,熔池溫度、形狀及焊縫尺寸等容易控制,設(shè)備簡(jiǎn)單,操作靈活方便,特別適合薄件和鑄鐵焊補(bǔ)等。一、氧-乙炔焰氧-乙炔焰是乙炔和氧混合后燃燒產(chǎn)生的火焰。氧-乙炔焰的外型溫度分布取決于氧和乙炔的體積比。調(diào)節(jié)比值,可獲得中性焰、碳化焰、氧化焰。中性焰是應(yīng)用最廣泛的一種火焰,常用于低碳鋼、中碳鋼、不銹鋼、紫銅、鋁及鋁合金等金屬的焊接。碳化焰常用于鑄鐵、高碳鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金等材料的焊接。氧化焰焊接黃銅及鍍鋅薄鋼板時(shí),能使熔池表面形成一層氧化薄膜,可防止鋅的蒸發(fā)。二、氣焊設(shè)備及工具氣焊設(shè)備及工具包括氧氣瓶、減壓瓶、乙炔發(fā)生器或乙炔瓶、回火防止器或火焰止回器、膠管及焊矩等1-焊絲2-焊矩3-乙炔膠管4-回火防止器5-氧氣膠管6-減壓器7-氧氣瓶8-乙炔發(fā)生器9-過(guò)濾器10-焊件1.氧氣瓶:氧氣瓶是貯存和運(yùn)輸氧氣的高壓容器,為特制的無(wú)縫鋼瓶。瓶色為天藍(lán)色并有黑色“氧氣”字樣。容積一般為40L,氧氣壓力為14.7MPa,貯存量約為6m3。在使用時(shí)應(yīng)注意不允許沾染油脂、撞擊或受熱過(guò)高,以防爆炸。2.減壓器:減壓器用來(lái)顯示氧氣瓶?jī)?nèi)氣體的壓力,并將瓶?jī)?nèi)高壓氣體調(diào)節(jié)成工作需要的低壓氣體,同時(shí)保持輸入氣體的壓力和流量穩(wěn)定不變。3.乙炔發(fā)生器:乙炔發(fā)生器是利用電石和水相互作用而制取乙炔的設(shè)備。4.乙炔瓶:乙炔瓶是貯存和運(yùn)輸乙炔的容器,外觀漆成白色,并有紅色“乙炔不可近火”字樣。容積一般為30L,工作壓力為1.47Mpa,可貯存4500L乙炔。乙炔瓶必須注意安全使用,嚴(yán)禁震動(dòng)、撞擊、泄露。必須直立(這點(diǎn)與其他氣瓶不同,使用時(shí)應(yīng)予注意),瓶體溫度不得超過(guò)40℃,瓶?jī)?nèi)氣體不得用完,剩余氣體壓力不低于0.098MPa。4.回火防止器:正常工作時(shí),乙炔發(fā)生器產(chǎn)生的乙炔氣進(jìn)入止回閥,經(jīng)水清洗后,從乙炔出口管送往焊矩?;鼗饡r(shí),高溫高壓的燃燒氣體經(jīng)乙炔出口管倒流入回火防止器筒內(nèi),將水下壓,關(guān)閉止回閥,切斷乙炔氣源。同時(shí)推開(kāi)安全閥,燃燒氣體排入大氣,防止火焰回?zé)烈胰舶l(fā)生器而造成事故。5.焊矩(焊槍?zhuān)汉妇厥寡鯕馀c乙炔均勻的混合,并能調(diào)節(jié)其混合比例,以形成適合焊接要求穩(wěn)定燃燒的火焰。焊矩的外形如圖4-17所示,打開(kāi)焊矩的氧氣與乙炔閥門(mén),兩種氣體便進(jìn)入混合室內(nèi)均勻的混合,從焊嘴噴出,點(diǎn)火燃燒。焊嘴可根據(jù)不同焊件而調(diào)換,一般焊矩備有5種大小不同的焊嘴。1-混合室2-噴射室3、8-調(diào)節(jié)閥4、7-管道5、6-管接頭9-焊嘴彎管10-焊嘴三、氣焊基本操作1.點(diǎn)火:點(diǎn)火前應(yīng)先用氧氣吹除氣道中灰塵、雜質(zhì),再微開(kāi)氧氣閥門(mén),后打開(kāi)乙炔閥門(mén),最后點(diǎn)火。這時(shí)的火焰是碳化焰。2.調(diào)節(jié)火焰:點(diǎn)火后,逐漸打開(kāi)氧氣閥門(mén),將碳化焰調(diào)整為中性焰,同時(shí),按需要把火焰大小調(diào)整為合適狀態(tài)。3.滅火:滅火時(shí),先關(guān)乙炔閥門(mén),后關(guān)氧氣閥門(mén)。4.回火:焊接中若出現(xiàn)回火現(xiàn)象,首先應(yīng)迅速關(guān)閉乙炔閥門(mén),再關(guān)氧氣閥門(mén),回火熄滅后,用氧氣吹除氣道中煙灰,再點(diǎn)火使用。5.施焊:施焊時(shí),左手握焊絲,右手握焊矩,沿焊縫向左或向右進(jìn)行焊接。正常焊接時(shí),焊嘴與焊件的夾角保持在30°~50°范圍內(nèi)。

四、氣割

1、氣割原理及氣割條件:氣割是用預(yù)熱火焰把金屬表面加熱到燃點(diǎn),然后打開(kāi)切割氧氣,使金屬氧化燃燒放出巨熱,同時(shí),將燃燒生成的氧化熔渣從切口吹掉,從而實(shí)現(xiàn)金屬切割的工藝。

2、氣割設(shè)備及工具:氣割設(shè)備與氣焊設(shè)備基本上相同,但割矩與焊矩不同,割矩與焊矩相比,多一個(gè)切割氧氣的開(kāi)關(guān)及通道。割嘴中間部分為氧氣通道,其四周呈環(huán)狀或梅花狀孔,并同心布置成預(yù)熱火焰的噴口。

1-割嘴主體2-割嘴螺母3-高壓氧氣開(kāi)關(guān)

1、焊接原理將焊條電弧焊的操作動(dòng)作由機(jī)械化自動(dòng)化來(lái)完成電弧在焊劑層下燃燒的一種熔焊方法焊接電源兩極分別接在導(dǎo)電嘴和工件上熔劑由漏斗管流出,覆蓋在工件上焊絲經(jīng)送絲輪和導(dǎo)電嘴送進(jìn)入焊接電弧區(qū)焊絲末端在焊劑下與工件之間產(chǎn)生電弧電弧熱使焊絲、工件、熔劑熔化,形成熔池第四節(jié)其他焊接方法一、埋弧自動(dòng)焊埋弧自動(dòng)焊2、焊接的特點(diǎn)及應(yīng)用(1)特點(diǎn)☆生產(chǎn)率高☆焊接質(zhì)量高而穩(wěn)定☆節(jié)省金屬和電能☆勞動(dòng)條件好,無(wú)弧光、煙霧,機(jī)械操作☆適應(yīng)性差(2)應(yīng)用造船、車(chē)輛、容器等。二、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊

1、焊接原理分為自動(dòng)和半自動(dòng),用二氧化碳?xì)怏w從噴嘴噴出保護(hù)熔池利用電弧熱熔化金屬焊絲由送絲輪經(jīng)導(dǎo)電嘴送進(jìn)

CO2氣體保護(hù)焊2、特點(diǎn)及應(yīng)用(1)特點(diǎn)☆生產(chǎn)率高☆焊接質(zhì)量好☆成本低,二氧化碳價(jià)低☆操作性能好☆飛濺大、煙霧大,易產(chǎn)生氣孔,設(shè)備貴(2)應(yīng)用適用機(jī)車(chē)、造船、機(jī)械化工等

三、氬弧焊

1、氬弧焊原理

(1)非熔化極氬弧焊(鎢極氬弧焊)

常用鎢棒電極,焊接時(shí)鎢棒僅有少量損耗。焊接電流不能過(guò)大,只能焊4mm以下的薄板。焊鋼材板:直流正接法;焊鋁、鎂合金:直流反接法或交流電源(交流電可減少鎢極損耗)。

(2)熔化極氬弧焊以連續(xù)送進(jìn)的金屬絲做電極并填充焊縫,可采用自動(dòng)焊或半自動(dòng)焊,可選較大的焊接電流,適用板材厚在25mm以下的焊件。氬弧焊2、氬弧焊特點(diǎn)及應(yīng)用(1)保護(hù)作用好,適于有色金屬,稀有金屬(2)熱影響區(qū)?。?)操作性能好(4)氬成本高,設(shè)備貴適用于鋁、銅、鎂、鈦、不銹鋼、耐熱鋼等

四、電渣焊

1、電渣焊原理是利用電流通過(guò)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱作為熱源來(lái)熔化金屬進(jìn)行焊接。

2、電渣焊特點(diǎn)及應(yīng)用

①生產(chǎn)率高:適用于焊40mm以上厚度的結(jié)構(gòu)焊接,且一次焊成②焊縫缺陷少:不易產(chǎn)生氣孔、夾渣和裂紋等缺陷.③成本低:省電和省熔劑;④焊件需正火熱處理1、電阻焊原理

利用電流通過(guò)焊件及接觸處,產(chǎn)生電阻熱,將局部加熱到塑性或半熔化狀態(tài),在壓力下形成接頭。電阻焊根據(jù)接頭形式不同可分為點(diǎn)焊、縫焊、對(duì)焊。(1)點(diǎn)焊:把清理好的薄板放在兩電極之間,夾緊通電,接觸面產(chǎn)生電阻熱,而使其熔化,在壓力下使焊件在一起。電極通水冷卻。點(diǎn)焊質(zhì)量與焊接電流、通電時(shí)間、電極電壓、工件清潔程度有關(guān)。相鄰兩點(diǎn)要有足夠的距離。五、電阻焊點(diǎn)焊(2)縫焊與點(diǎn)焊相似,稱(chēng)為重疊點(diǎn)焊,用旋轉(zhuǎn)盤(pán)狀電極,代替柱狀電極,焊接時(shí)滾盤(pán)壓緊工件并轉(zhuǎn)動(dòng),繼續(xù)通電,形成連續(xù)焊點(diǎn),重疊50%以上,密封性能好,由于焊點(diǎn)近,電流是點(diǎn)焊1.5-2倍。P~(3)對(duì)焊☆電阻對(duì)焊:把工件加壓,使焊件壓緊,然后通電,產(chǎn)生電阻熱,加熱至塑性狀態(tài),斷電加壓,使工件焊到一起,電阻對(duì)焊操作簡(jiǎn)便,接頭光滑,接頭要清理,適于要求不高的一些工件?!铋W光對(duì)焊:工件夾好后通電,點(diǎn)接觸,點(diǎn)熔化,在電磁力作用下,液體金屬發(fā)生爆炸,產(chǎn)生閃光,送進(jìn)工件全部熔化,斷電加壓使金屬工件焊到一起。熱影響區(qū)小,質(zhì)量好,適于直徑小于20mm棒料。對(duì)焊示意圖2、電阻焊特點(diǎn)及應(yīng)用(1)特點(diǎn)☆接頭質(zhì)量好,熱影響區(qū)小?!钌a(chǎn)率高,易于機(jī)械自動(dòng)化☆不需填加金屬和焊劑☆勞動(dòng)條件好,焊接過(guò)程中無(wú)弧光,噪音小,煙塵和有害氣體少?!铍娮韬讣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,重量輕,氣密性好,易于獲得形狀復(fù)雜的零件?!詈碾娏看?,設(shè)備貴。(2)應(yīng)用★點(diǎn)焊主要用于厚度〈4mm的薄板沖壓結(jié)構(gòu)、金屬網(wǎng)及鋼筋等?!锟p焊主要用于焊縫較規(guī)則、板厚〈3mm的密封結(jié)構(gòu)?!飳?duì)焊:主要用于:制造封閉形零件。第五節(jié)常用金屬材料焊接知識(shí)

一.金屬材料的焊接性

焊接性是指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式下,獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。即金屬材料在一定的焊接工藝條件下,表現(xiàn)出“好焊”和“不好焊”的差別。材料的焊接性不是一成不變的,同一種金屬材料,采用不同的焊接方法、焊接材料與焊接工藝(包括預(yù)熱和熱處理等),其焊接性可能有很大的差別,如鈦及其合金的焊接。焊接性包括兩個(gè)方面:一是工藝焊接性,主要指焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向,尤其是出現(xiàn)各種裂紋的可能性;二是使用焊接性,主要指焊接接頭在使用中的可靠性,包括焊接接頭的機(jī)械性能及其它特殊性能(如耐熱、耐蝕性能等)。

各種鋼材的焊接性常用碳當(dāng)量CE(%)表示:

CE=wC+wMn/6+(wCr+wMo+wV)/5+(wNi+wCu)/15式中各項(xiàng)均為該元素在鋼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

CE

<0.4%時(shí),鋼材塑性良好,淬硬傾向不明顯,焊接性良好;

CE

=0.4%~0.6%時(shí),鋼材塑性下降,淬硬傾向明顯,焊接性較差;

CE

>0.6%時(shí),鋼材塑性較低,淬硬傾向很強(qiáng),焊接性不好。二.常用金屬材料的焊接

1.

碳鋼的焊接

低碳鋼的含碳量少,焊接性良好。焊接過(guò)程中不需要任何特殊的工藝措施,幾乎所有的焊接方法都能獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭。

中碳鋼隨著碳含量的增加焊接性變差。應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行預(yù)熱(CE

<0.45%時(shí),150℃~250℃,CE

>0.45%時(shí),150℃~250℃),并采用選用抗裂性能好的低氫型焊條,采用細(xì)焊條、小電流開(kāi)坡口多層焊、焊后緩冷和去應(yīng)力退火等工藝。

高碳鋼的焊接型很差,一般只對(duì)高碳鋼工件進(jìn)行焊補(bǔ),而不進(jìn)行結(jié)構(gòu)焊接。2.

低合金鋼的焊接低合金鋼的CE

<0.4%時(shí),焊接性良好。在室溫下的焊接性與低碳鋼接近。當(dāng)?shù)秃辖痄摰腃E=0.4%~0.6%時(shí),焊接性較差,焊前一般需預(yù)熱,焊接時(shí)工藝措施要求嚴(yán)格,選用低氫焊條及焊后進(jìn)行退火處理,以避免產(chǎn)生裂紋和變形。3、鑄鐵的補(bǔ)焊(1)鑄鐵的焊接性

鑄鐵碳、硅含量高,塑性很差,屬于焊接性很差的材料?;静豢紤]作為焊接結(jié)構(gòu)件,只是對(duì)鑄造生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的一些鑄造缺陷或在使用過(guò)程中鑄件產(chǎn)生的局部破損進(jìn)行焊補(bǔ)和修復(fù)。鑄鐵件的焊補(bǔ)和修復(fù)常用手弧焊和氣焊,焊補(bǔ)方法分為熱補(bǔ)焊和冷補(bǔ)焊。

鑄件在焊接時(shí)易產(chǎn)生以下問(wèn)題:①熔合區(qū)易產(chǎn)生白口組織和淬火組織;②鑄鐵因強(qiáng)度低、塑性差,焊接時(shí)極易產(chǎn)生裂紋;③鑄鐵因碳、硅含量高,焊接時(shí)極易產(chǎn)生CO、CO2

和熔渣,易產(chǎn)生氣孔和夾渣缺陷;④鑄鐵熔化后,流動(dòng)性好,只適合平焊.(2)熱補(bǔ)焊

熱補(bǔ)焊是鑄件焊前預(yù)熱到600℃~700℃,焊后緩冷的方法。熱焊法成本較高,勞動(dòng)條件差,生產(chǎn)率低,一般用于焊補(bǔ)需要切削加工的形狀復(fù)雜的鑄件和重要鑄件,如內(nèi)燃機(jī)缸蓋和氣缸體等。(3)冷補(bǔ)焊

冷補(bǔ)焊是鑄件不預(yù)熱或預(yù)熱溫度在400℃以下的焊接方法,主要用于焊補(bǔ)質(zhì)量要求不高的鑄件。焊接時(shí)采用細(xì)焊條小電流、短弧分段焊接工藝,焊后隨即輕輕錘擊焊縫以松弛應(yīng)力防止裂紋。4、非鐵金屬的焊接

非鐵金屬的焊接性較差,因?yàn)椋孩偃菀籽趸谖鼩庑源螈蹖?dǎo)熱系數(shù)大④線(xiàn)膨脹系數(shù)大

鋁合金的焊接常用氬弧焊、氣焊、點(diǎn)焊、縫焊和釬焊。其中,以氬弧焊質(zhì)量最好。銅合金的焊接常用氬弧焊、氣焊、手弧焊和釬焊。同樣,也是以氬弧焊質(zhì)量最好。焊芯為紫銅和磷青銅焊絲,焊紫銅和錫青銅的熔劑為硼砂和硼酸,焊接鋁青銅時(shí)熔劑為氯化物和氟化物。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要從焊接結(jié)構(gòu)、形狀、接頭形式等綜合考慮設(shè)計(jì)原則不好的設(shè)計(jì)改進(jìn)后的設(shè)計(jì)焊縫位置應(yīng)便于操作1.手弧焊要考慮焊條操作空間2.自動(dòng)焊應(yīng)考慮接頭處便于存放焊劑第六節(jié)焊接結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)原則不好的設(shè)計(jì)改進(jìn)后的設(shè)計(jì)3.點(diǎn)焊或縫焊應(yīng)考慮電極伸入方便焊縫位置布置應(yīng)有利于減少應(yīng)力與變形1.焊縫應(yīng)避免過(guò)分密集和交叉設(shè)計(jì)原則不好的設(shè)計(jì)改進(jìn)后的設(shè)計(jì)2.盡量減少焊縫數(shù)量(適當(dāng)采用型鋼和沖壓件)3.焊縫應(yīng)盡量對(duì)稱(chēng)分布設(shè)計(jì)原則不好的設(shè)計(jì)改進(jìn)后的設(shè)計(jì)4.焊縫端部的銳角處應(yīng)去掉5.焊縫應(yīng)盡量避開(kāi)最大應(yīng)力或應(yīng)力集中處設(shè)計(jì)原則不好的設(shè)計(jì)改進(jìn)后的設(shè)計(jì)6.不同厚度焊接時(shí),接頭處應(yīng)平滑過(guò)渡7.焊縫應(yīng)避開(kāi)加工表面一、焊接變形產(chǎn)生的原因在焊接過(guò)程中,對(duì)焊件進(jìn)行局部的不均勻加熱,將產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形。

第七節(jié)焊接變形二、焊件變形分類(lèi)☆收縮變形☆角變形☆彎曲變形☆扭曲變形☆波浪變形

焊接變形的基本形式序號(hào)變形形式圖例變形特征產(chǎn)生原因1收縮變形沿焊縫長(zhǎng)度和寬度方向縮短由焊縫縱向收縮和橫向收縮引起2角變形工件沿焊縫兩邊產(chǎn)生一定角度的變形因焊縫橫截面形狀上、下不對(duì)

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