《材料成型技术》PPT课件.ppt

4.3 常用金属材料的焊接,4.3.1 材料的焊接性 焊接性是材料在限定的施工条件下焊成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。 1.材料焊接性的影响因素: （1）材料的化学成分： 1）在FeC合金中，随含C量的增加， 焊接性下降； 2）非铁合金的焊接性一般均较差。,（2）焊接方法:,同种材料采用不同的焊接方法，材料的焊接性差别很大。采用埋弧焊、等离子弧焊、激光焊等方法时，焊接性较好。 例如：焊接难熔金属，异种材料时，若采用手工电弧焊、气体保护焊等较困难，但采用等离子弧焊、激光焊等可获得良好的接头。 （3）焊接材料: 指焊条、焊丝、焊剂和气体等。 例如：选用碱性焊条， 焊缝力学性能比选用酸性焊条要高。,（4）焊接结构类型: 焊件结构越复杂或板厚越大，焊接性就越差。 （5）服役要求（使用要求）: 焊接使用要求不高时，焊接性好些。 2.焊接性的评价: （1）估算法： 1）碳当量法：即把钢中合金元素（包括碳）的含量按其作用换算成碳的相当含量，作为评价钢材焊接性的一种参考指标。,国际焊接学会推荐的公式：,式中 碳当量（）； （）、（） 碳、锰等相应成分的质量分数（）。,A U T S,CE值愈大，焊接性愈差。 CE0.4% 时，焊接性能良好。 淬硬、冷裂倾向不大，不需特殊的工艺措施。 CE=0.4%0.6% 时，焊接性能较差。 淬硬、冷裂倾向明显，需一定的工艺措施。 （焊前预热、焊后缓冷） CE0.6% 时，焊接性能很差。 淬硬、冷裂倾向严重，需严格的工艺措施。 （焊前较高温度的预热，焊后缓冷并进行去应力退火）,2）冷裂纹敏感系数法PW,考虑了板厚、焊缝氢量的影响。,式中 Pw_冷裂纹敏感系数； (C)、(Mn)等_碳、锰等相应成分的 质量分数(%)；,H_100克焊缝金属中扩散氢的含量(Ml)； h _材料板厚(mm)。 防止裂纹要求的最低预热温度Tp： Tp=1440Pw-392（） Pw值越大（反映材料焊接性差）， 预热温度Tp越高。 （2）焊接性试验： 即评定母材焊接性的试验。 如焊接裂纹试验接头、力学性能试验、 接头耐腐蚀性能试验等。,常用金属材料的焊接性能,（续表）,4.3.2 常用金属材料的焊接,1.碳钢的焊接 低碳钢的焊接 低碳钢的.，焊接性良好 应用： 一般的工程结构和强度要求不高的机器零件 中碳钢的焊接： 中碳钢的一般为.， 焊接性较差，焊接接头易产生淬硬组织和裂纹,改善焊接性的措施：,预热和后热； 选用低氢型焊条或碱度较多的焊剂； 使用小电流、低速焊和多层焊； 焊后应当立即进行热处理。 高碳钢的焊接： 高碳钢的.，焊接性更差。 措施：采用更高的预热温度和更严格的工艺措施。 应用：工具、模具的修补。,低合金钢结构,强度级别低的低合金钢的焊接 当S=295390Mpa，CE0.4%时， 焊接性较好。 强度级别较高的低合金钢的焊接： 当S=440540Mpa，CE：0.40.6%时，焊接性较差。 采取措施： 预热和后热 采用碱性焊条碱度较高的焊剂 焊后需进行去应力退火或高温回火,耐热钢的焊接：,焊接性一般均较差 措施： 焊前清理； 预热和后热； 选用低氢型焊条或碱度较高的焊剂； 焊后热处理。,.不锈钢的焊接：,焊接性一般均较差。 措施： 采用高纯焊接材料； 选用高碱度焊剂或低氢型焊条； 焊接时须采用热量集中的焊法、小的热输入、低的层间温度，以减少热影响区的受热程度； 焊后热处理。,铸铁的焊接：,焊接时易产生裂纹、白口及淬硬组织，故焊接性较差。需采取一定的工艺措施。 常用的焊接方法有： 异质焊缝冷焊： 即选用焊缝为非铸铁型组织的焊条；以防止出现白口组织和裂纹。 常用焊条电弧焊，通常不预热。 应用：纯镍铸铁焊条仅用于机床导轨面； 碳钢铸铁焊条只能用于焊补铸铁件的非加工面。,同质焊缝热焊：,即选用焊缝为铸铁型的焊条或焊丝，焊前将铸件整体或局部预热至550650，且焊时温度不低于400。 常用焊条电弧焊和气焊，焊后需去应力退火。 优点：有效地防止白口、淬硬组织及裂纹，接头切削加工性好。 缺点：成本高，生产效率低，劳动条件差。 应用：用于形状复杂、刚性大且焊后需切削加工的重要铸件。,非铁金属的焊接,铝及铝合金 工业纯铝和非热处理强化的变形铝合金， 焊接性较好。 可热处理强化变形铝合金和铸造铝合金， 焊接性较差。 焊接的主要困难： 极易生成熔点高、密度大的氧化物使焊缝产生未熔合或夹渣缺陷； 易产生内应力、变形和裂纹；,易使焊缝产生气孔； 所含的低沸点合金元素焊接时极易蒸发、烧损； 铝的热导率和热容量大，焊接时热损失大等。 焊接时注意事项： 尽量选用能量集中的强热源； 焊丝成分一般应与母材相同或相近； 焊前清理焊丝和焊件； 板厚较大或气温较低时需预热。,铜及铜合金:,焊接性较差。 主要困难: 易引起热裂纹； 易生成气孔； 易引起内应力、变形和裂纹； 易产生未熔合、未焊透等缺陷。 注意事项: 熔焊时焊丝成分一般应于母材成分相近； 焊接热输入宜大，必要时进行去应力退火。,