14-金属材料的焊接分析.ppt

主要内容： 一、金属材料的焊接性 二、常用金属材料的焊接 （1）焊接性的概念 一定焊接技术条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属材料对焊接加工的适应性称为金属材料的焊接性(Weldability)。 评价可焊性包括两个方面的内容： 工艺焊接性：接头产生缺陷，尤其是裂纹的倾向或敏感性； 使用焊接性：接头在使用中的可靠性。如：如焊接接头的力学性能、耐蚀、耐热、导电、导磁等方面性能的持久性。一般情况下，合金的含碳量越高，其焊接性就会越差。 焊接性的影响因素： 金属材料的焊接性与母材的化学成分、厚度、焊接方法及其他技术条件密切相关。 同一种金属材料采用不同的焊接方法、焊接材料、技术参数及焊接结构形式，其焊接性都有较大差别。 （2）焊接性的评定 1）碳当量法 概念：碳当量是把钢中的合金元素（包括碳）的含量，按其作用换算成碳的相对含量。 计算公式： 式中： 、 等——碳、锰等相应成分的质量分数（%） 碳当量三个等级的划分： 根据材料化学成分计算出碳当量，从而对焊接性作出评价。 （4）奥氏体不锈钢的焊接 晶界腐蚀 晶界在450～850℃范围内析出碳化铬(Cr23C6)，铬含量下降而使焊接接头失去耐蚀性能。 1)选择超低碳焊条，减少焊缝金属的含碳量，减少和避免形成铬的碳化物，从而降低晶界腐蚀倾向； 2）采用小电流、快速焊、强制冷却等工艺措施（减小焊接区在450～850℃范围内的时间）。 3)两种方式的焊后热处理：固溶化处理、稳定化处理。 热裂纹 奥氏体不锈钢由于本身导热系数小，线膨胀系数大，焊接条件下会形成较大拉应力，同时晶界处可能会形成低熔点共晶，导致焊接时容易出现热裂纹。 严格控制硫、磷含量； 采用小电流、快速焊、焊条不横向摆动等措施，以减少母材向熔池的过渡。 不锈钢 （5）铸铁的补焊 补充知识点： ①对于中碳钢，因母材含碳量及硫、磷杂质远远高于焊条钢芯，母材熔化后进入熔池，使焊缝金属含碳量增加、塑性下降，加上硫、磷等低熔点杂质的存在，焊缝及熔合区在相变前就可能因为内应力而产生裂缝。因此应尽量防止母材金属过多地溶入焊缝。 ②在保证焊接质量的前提下，增加焊接速度、减小焊接电流都能减小焊接热影响区（焊后正火处理可以改善热影响区的组织性能） 补充知识点： ③冷裂纹：焊接接头焊后冷却到相变温度以下或冷却到常温后产生裂缝。 ④热脆（热裂纹）：硫和铁成FeS，FeS又与铁形成熔点仅为985℃的共晶体（Fe+FeS），沿晶界分布，当钢的含硫量较多，则在800～1200 ℃进行压力加工时，由于共晶体熔化，会使钢的各个晶体分离，从而引起钢的破裂。 铜及铜合金的焊接特点 1）导热性强（纯铜的热导率约为低碳钢的8倍），因此要求强热源，否则容易产生焊不透等缺陷。对于厚而大工件焊前需预热。 2）膨胀系数大，液固转变时的收缩也大。因此焊接时易产生较大的焊接应力，变形和裂纹倾向大。 3）液态时易氧化生成Cu2O，结晶时和铜形成低熔点的共晶体，也是产生裂纹的原因之一。 4）液态时吸气性强，特别容易吸收氢，若凝固时析出不充分容易生成气孔。 5）铜的电阻极小，故不适于采用电阻焊。 铜及铜合金的焊接工艺 1）气焊 气焊时一般依工件厚度不同，开I形、V形、X形坡口。2）焊条电弧焊 焊条电弧焊应先开坡口并清理污物。一般采用低氢型焊条。 3）氩弧焊（氩弧焊是铜及铜合金焊接的首选方案） 可有效地保护熔池不被氧化和熔入气体，得到优良的焊接接头，工件变形小，若板厚小于3mm，可开I形坡口；板厚在3mm-10mm时开V形坡口；板厚大于10mm时开X形坡口。焊前应清理除去焊件坡口边缘焊丝表面的氧化膜。焊接时要合理地选择焊接工艺规范，焊接速度要高；焊接电流选择与板厚、工件结构、预热温度等因素有关。焊后要进行热处理。 紫铜与青铜： 氩弧焊配合铜溶剂（氩弧无冶金作用）； 气焊焊丝熔剂与氩弧焊相同（接头性能较差） 黄铜： 主要采用气焊，轻微氧化焰（氧化膜防止锌的蒸发）； 一般不采用电弧焊焊接黄铜。 铜及铜合金的焊接工艺 * 第三节 各种材料的焊接 * * 第三节 各种材料的焊接 * 一、金属材料的焊接 1.金属材料的焊接性（可焊性） 当 0.4%时，钢材塑性良好，淬硬倾向不明显，焊接性良好。在一般的焊接技术条件下，焊接接头不会产生裂纹，但对厚大件或在低温下焊接应考虑预热。 当 =0.4～0.6%时，钢材的塑性下降,淬硬倾向逐渐增加，焊接性较差，焊前需适当预热，焊后要缓冷,要采取一定焊接工艺措施才能防止裂纹； 当 0.6%时，钢材塑性较低，淬硬倾向和冷裂倾向较强，焊接性更差，焊前焊件必须预热到较高温度,焊接时要采取减少焊接应力和防止开裂的工艺措施，焊后要进行适当的热处理，才能保证焊接质量。 2）冷裂纹敏感系数法