异种金属的焊接.ppt

异种金属的焊接 * 引： 所谓异种金属的焊接，是指各种母材的物理常数和金属组织 等性质各不相同的金属之间的焊接。 异种金属的焊接主要包括三种情况： 异种钢焊接 异种有色金属焊接 钢与有色金属焊接 1.异种金属材料焊接接头的特点 1）化学成分不的不均匀性 2）组织的不均匀性（舍弗勒组织图、稀释率） 3）性能的不均匀性 4）应力场分布的不均匀性 2.异种钢焊缝金属的化学成分和金相组织的控制 3.异种金属的焊接方法和焊接材料 (1)焊接方法 1)熔焊 稀释率影响很大. 焊条电弧焊的稀释率可高达30％； 熔化极气体保护焊约在10—50％范围，其中 喷射过渡的稀释率最大，而短路过渡最小； 　埋弧焊熔深较大，其稀释率在10—75％变动; 若采用带状电极就可以降低。 在异种金属熔焊中，经常采用减少稀释的方法 是堆焊过渡层(又叫隔离层)法。 2)压焊 　　大多数压焊方法是对母材加热至塑性状态或不加热，在一定压力下完成焊接的，一般个存在稀释问题。其中冷压焊、超声波焊、扩散焊等方法在接头处温度低，一般也不发生金属间化合物，这对异种金属焊接很有利。如闪光对焊、摩擦焊等，其结合面焊接时发生熔化，但在顶锻阶段便把局部熔化的金属或金属间化合物挤压出去了。只有电阻点焊和缝焊的焊缝上有熔核存在。 压焊最大缺点是对焊接接头有一定要求。 例如，电阻点焊、缝焊、超声波焊等必须采用搭接接头；摩擦焊时工件之间要产生相对高速旋转，至少有一个工件能转动：爆炸焊只适用于较大面积的连接等。压焊的应用范围受到很大限制. 3)钎焊 是异种金属常用的焊接方法。钎料与母材之间就是异种金属的焊接。其特点是两母材都不熔化，熔化的是熔点比母材低。 4)熔焊—钎焊 这是一种为了解决异种 金属间没有相溶性或易生成金属间化合物时采取的一种焊接技术。实质是在一个异种金属接头上对最难焊接的金属采取钎焊，易焊接的金属采取熔焊。简易的作法是先钎焊，后熔焊。 (2)焊接材料 焊接材料的选择原则： 4.异种钢的焊接要点 1）接头的设计应有助于焊缝稀释率的减小，应避免在某些 焊缝中产生应力集中。 2）焊接电流、焊条直径、焊接速度、焊条摆动方法及焊接层 数的选择，应以减小母材金属的熔化和提高焊缝的堆积量为主 要原则。 3）焊接淬硬钢时，必须进行预热。 4）焊接复杂结构时，先分件组装焊接，再整体拼装，有助于 减小刚度及焊接残余应力。 5.低碳钢与低合金钢的焊接 一、焊接性 低合金钢时在碳钢的基础上，加入少量或微量的合金元素（合金元素的 质量分数不超过3%），使碳钢的组织发生变化，从而获得较高的屈服 强度和较好的冲击韧度。但是随着合金元素的增加，强度等级提高，碳 当量随之增加，钢的淬硬性增加，焊接变差。 低碳钢具有最优良的焊接性。因此，低碳钢和低合金钢焊接时的焊接性 仅决定于低合金钢本省的焊接性。 对于这两种异种钢焊接时的焊前准备、焊接工艺和焊后热处理等工艺措 施，根据低合金钢来拟定。 二、焊前准备 强度等级500MPa级别的低合金钢，气割后可以直接施焊。 超过500MPa级别的低合金钢，气割后有微裂纹，必须用砂轮打磨，才能焊接。 强度等级更高或厚度较大的钢材，为防止裂纹产生，可采用与焊接时相同的预热参数进行预热。 三、焊接工艺 1）装配和定位焊 不允许强制定位，定位焊缝长度20-100mm。 2）预热和层间温度 根据低合金钢选用预热温度；强度等级超过500MPa的低合金钢与低碳钢焊接需预热；可仅对低合金钢预热，也可与低碳钢定位后预热；预热温度不低于100oC,预热宽度100mm左右。层间温度 等于或略高于预热温度。 3）焊接材料 要求焊缝金属及接头的强度大于低碳钢的强度，塑性和韧性不低于低合金钢。即：强度、塑性和韧性都不能低于被焊钢材中的最低值。 4）焊接热输入 为了减小淬硬倾向和消除冷裂纹，使氢溢出，可采用较大的热输入（线能量）。即在电弧电压不变的情况下，采用较大的焊接电流和较慢的焊接速度。 5）焊后热处理 根据低合金钢决定是否需要焊后热处理。 对于强度等级大于500MPa、具有延迟裂纹倾向的低合金钢来说，焊后应及时进行高温回火，使氢扩散析出。 6.珠光体耐热钢与低合金钢的焊接 一、焊接性 主要问题：焊接接头的热影响区或熔合区容易产生冷裂纹。 应对措施： ①选择合理的结构形式；（避免焊接接头应力过于集中，减少T形和十字 接头的焊接结构） ②严格控制氢的来源；（严格清理、清洗焊丝，烘干焊剂和焊条，选择低 氢型焊条，彻底清理坡口两侧15mm内的油污、铁锈和油漆） ③正确选择焊接焊接参数（焊前预热，采