第八章 金属焊接成型(三-常用金属的焊接)

§8.4 常用金属材料的焊接一.金属的焊接性能1. 金属焊接性能的概念 金属的焊接性能是指在一定焊接工艺条件下 (焊接方法，焊接材料，工艺参数及结构形式) 金属能获得优质焊接接头的能力。形成优质接头，不出 工艺性能 现工艺缺陷的能力 焊接性能 使用性能 在使用条件下安全工 作的能力

2. 影响金属焊接性能的因素 金属的焊接性能与其化学成分、组织结构有关 金属的焊接性能与焊接时的工艺条件有关 3. 金属焊接性能的评定 国际焊接学会推荐的碳当量法：

Mn Cr+Mo+V Ni+Cu C当量 = C + 6 + + ( %) 15 5CE

CE < 0.4 —— 可焊性良好; CE = 0.4 ~0.6 —— 可焊性中等; CE > 0.6 —— 可焊性差;

二.常用金属材料的焊接1.钢的焊接 低碳钢(CE<0.25%) 低碳钢的焊接性能是最好的, 用任何一种焊 接方法和用最普通的焊接工艺都能获得优质的焊 接接头。 低碳钢可以焊接各种大、中、小型结构件。 工艺措施： *低温时焊接厚度大，刚性大的结构件时，应预 热，否则易出裂纹； *重要结构件应作热处理，消除焊接应力；

中碳钢(CE≈0.25%~0.6%) 中碳钢的可焊性为中等, 焊缝区易产生热裂 纹，热影响区则易产生淬硬组织( 马氏体 )导致 产生冷裂，根据具体的焊接件结构尺寸，要选择 适当的焊接方法和焊接工艺。 中碳钢的焊接主要是在铸造、锻造毛坯的组 合件及补焊中应用。 工艺措施： *焊前预热，焊后缓冷； *选用碱性焊条； *焊接采用小电流，多层焊工艺，焊件开坡口；

高碳钢(CE>0.6%) 高碳钢的焊接特点与中碳钢的焊接基本相同,但 其焊接性能差，焊接时必须使用特殊的焊接工艺 和焊后热处理。 高碳钢一般不用来制造焊接结构件，通常用 于铸造、锻造毛坯缺陷的修补工作。 低合金结构钢 低合金 结构钢 低合金低强度钢(强度级别≤400MPa) 低合金高强度钢(强度级别≥400MPa)

低合金低强度钢( CE<0.4%)焊接与低碳钢相似 低合金高强度钢(CE >0.4%)焊接与中碳钢相似

不锈钢(特殊性能的合金钢) 焊接特点 *碳含量不高而合金元素(尤其是Cr)含量高， 焊接时容易发生晶界腐蚀； *耐热，导热率小，线膨胀系数大，焊接时容 易出现热裂纹； 焊接工艺措施 *小电流(比焊接低碳钢时低20%),快速焊， 强制冷却； *焊接电弧短，减少加热范围； *大焊缝多层焊时，应等前一层冷至60℃以下， 再焊后一层；

2. 铸铁的焊接 由于铸铁的焊接性能差(焊缝组织为白口 组织；焊缝易产生裂纹、气孔；熔池金属易流 失；),因此不能用焊接的方法来生产结构件, 只能进行工件的局部修补工作。 焊接方法 *热焊法 焊补前将铸件全部或局部预

热到600~700℃, 并在焊接过程中保持一定的温度, 且焊后缓冷。 *冷焊法 焊补前对铸件预热到400℃以下进行焊接。

3.常用有色金属的焊接 (1)铜及铜合金的焊接 焊接特点 *难熔合 —— 主要是导热系数大； *易变形 —— 热影响区宽； *易产生裂纹 —— 高温下容易氧化，生成Cu2O; *易产生气孔 —— 吸气严重(主要H2); 焊接方法 紫铜和青铜：一般用氩弧焊；黄铜：气焊； 工艺措施 采用有脱氧作用的焊丝；焊前清理焊件和焊 丝；焊前预热，焊后热处理。

(2)铝及铝合金的焊接 焊接特点 *易氧化 —— 容易生成Al2O3 ,形成夹渣; *易产生气孔 —— 吸气严重(主要H2); *易产生裂纹 —— 高温时强度低，塑性差； *操作困难 —— 从固态转为液态时无塑性过程 焊接方法 质量要求高的焊件：氩弧焊； 一般件：气焊； 工艺措施 焊前、焊后清理； 厚度较大的零件，焊前 应预热。