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永济电机厂高级技工学校 第三节　　常用金属材料的一般知识 一、金属材料的性能 　　金属材料的性能通常包括物理性能、化学性能、力学性能和工艺性能等。 　1、理化性能包括：密度、导电性、导热性、热膨胀性、抗氧化性、耐腐蚀性等。 　2、力学性能包括：强度、塑性、硬度和韧性 　3、工艺性能包括：切削性能、铸造性能、焊接性能。 二、钢材和有色金属的分类、编号及性能 　（一）、钢的分类： 　　钢和铁是黑色金属的两大类，都是以铁和碳为主要原素的合金。含碳量在2.11 %以下的铁碳合金称为钢，含碳量2.11 %～6.67 %的铁碳合金称为铸铁。 　　钢中除铁、碳以外还含有少量其他元素，如硅、锰、硫、磷等，硅锰是炼钢时作为脱氧剂加入的，称为常存元素，硫磷是由炼钢原料带入的，称为杂质元素。 　1、按化学成分分类 　（1）碳素钢：按含碳量多少可分为： 　　　　低碳钢：含碳量小于0.25% 　　　　中碳钢：含碳量为0.25 % ～0.60% 　　　　高碳钢：含碳量大于0.60% 　（2）合金钢：除含有碳素钢所含的元素外，尚还有其他一些元素，如铬、镍、钛、钼、钨、钒、硼等。 2、按用途分类 　（1）结构钢 　（2）工具钢 　（3）特殊用途钢　如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、磁钢等。 3、按品质分类 　（1）普通钢　含硫不超过0.045～0.050%，含磷不超过0.045 % 　（2）优质钢　含硫不超过0.030～0.035%，含磷不超过0.035 % 　（3）高级优质钢　含硫不超过0.020～0.030％，含磷不超过0.025～0.030％。 2、钢材的性能及焊接特点 　（1）低碳钢　强度硬度不高塑性好应用广泛，焊接常用的低碳钢有Q235、20号钢、20ｇ、20R。 　　焊接特点：不易产生冷裂纹、焊前不需要预热、镇静钢对热裂纹不敏感、沸腾钢产生热裂纹的可能性大些、焊接工艺简单、对焊接电源无特殊要求、交直流焊机可进行全方位焊接。 　（2）中碳钢　强度较高焊接性较差，常用的有35、45、55号钢。 　　焊接特点：易产生冷裂纹和热裂纹，由于含碳量高对气孔的敏感性增加。 　（3）高碳钢　由于含碳量高，焊接性能很差。 焊接特点：更容易产生裂纹，焊缝脆弱，焊接接头强度降低。 　3、有色金属及合金的分类及焊接特点 　（1）铝及铝合金 　纯铝分为高纯铝、工业高纯铝和工业纯铝三类。 常用的工业纯铝纯度为99.7～98.8％，牌号为L1、L2、L3、L4、L5、L6。 　 铝合金：纯铝中加入合金元素就得到铝合金。根据加工工艺，分为形变铝合金和铸造铝合金。形变铝合金塑性好，适宜压力加工。形变铝合金分为防锈铝（LF）、硬铝（LY）、超硬铝（LC）、锻铝（LD）。铸造铝合金按加入合金元素不同，分为铝硅系（Al-Si）铝铜系（Al-Cu）铝镁系（Al-Mg）铝锌系（Al-Zn）四种。焊接结构中应用最广泛的是防锈铝（Al-Mg或Al-Mn合金）。铝及铝合金的焊机特点： 　a.表面易氧化，生成致密的氧化膜，影响焊接 　b.容易产生气孔 　c.容易产生热裂纹 　铝及铝合金焊接主要采用氩弧焊、气焊、电阻焊等，氩弧焊应用最为广泛。 　（2）铜及合金的分类和焊接特点 　纯铜常被称作紫铜，具有良好的导电性、导热性、耐蚀性。 　黄铜　以锌为主要元素的铜合金称为黄铜，如H80、H70、H68等 　青铜　以前把铜和锡的合金称作青铜，现在把除黄铜以外的铜合金称作青铜。常用的有锡青铜、铝青铜、铍青铜等。 　铜和铜合金的焊接特点： 　ａ.难熔合及易变性； 　ｂ.容易产生热裂纹； 　ｃ.容易产生气孔。 　铜及铜合金焊接主要采用气焊、惰性气体保护焊、埋弧焊、钎焊等。 第四节　焊接工艺基础知识 一、焊接位置种类 　　根据GB/T3375《焊接术语》的规定，焊接位置可用焊缝倾角和焊缝转角来表示。有平焊、立焊、横焊、和仰焊等。 二、焊缝形式及形状尺寸 　1、焊缝形式分为：对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝、和端焊缝。 　2、形状尺寸包括：焊缝宽度、余高、熔深、焊缝厚度、焊脚、焊缝形成系数、熔合比。 三、焊接工艺参数及其对焊缝形状的影响 　　焊接时，为了保证焊接质量而选定的各项参数（例如焊接电压、电弧电流、焊接速度、线能量等）的总称叫焊接工艺参数。所谓线能量是指熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝上的能量焦耳/厘米或焦耳/毫米，也称热输入。 　1、焊接电流 增大焊接电流，则焊缝厚度和余高都增加，而焊缝宽度则几乎不变 　2、电弧电压 当其他条件不变时，电弧电压增加，焊缝宽度显著增加而焊缝宽度和余高略有减少 　3、焊接速度 焊接速度对焊缝厚度和宽度有明显影响，当焊接速度增加时，焊缝厚度和宽度大为下降。 　　从焊接生产率考虑，焊接速度愈快愈好，但当焊缝厚度要求一定时，为提高焊接速度，就得进一步提高焊接电流