金属焊接性及碳钢的焊接培训课件课件.ppt

2、气孔：焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴称为气孔。 气孔有时以单个出现，有时以成堆的形式聚集在局部区域，其形状有球形、条虫形等。 3、夹渣：焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣。 夹渣的形状较复杂，一般呈线状、长条状、颗粒状及其它形式。夹渣主要发生在坡口边缘和每层焊道之间非圆滑过渡的部位，在焊道形状发生突变或存在深沟的部位也容易产生夹渣。 在横焊、立焊或仰焊时产生的夹渣比平焊时多。 4、未熔合和未焊透：在焊缝金属和母材之间或焊道金属与焊道之间未完全熔化的部分称为未熔合。未熔合常出现在坡口的侧壁、多层焊的层间及焊缝的根部。 未焊透是指母材金属之间应该熔合而未焊上的部分。该缺陷一般出现在单面焊的坡口根部及双面焊的坡口钝边。未焊透易造成较大的应力集中，往往从其末端产生裂纹。 第二节 碳钢的焊接 一、概述 碳钢是以铁为基础，碳为合金元素，碳的质量分数一般在1.0%以下，且具有较好的力学性能和工艺性能的碳素钢。 按含碳量不同，碳钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢；按用途不同，碳钢可分为结构钢和工具钢。 碳钢的焊接性主要取决于碳含量的高低。随含碳量的增加，焊接性逐渐变差。 名 称 Wc(%) 典型硬度 典型用途 焊 接 性 低碳钢 ≤0.15 60HBS 特殊板材和型材薄板、带材、丝材 优 0.15-0.25 90HBS 结构用型材、板材和棒材 良 中碳钢 0.25-0.60 25HRC 机器部件和工具 中（通常需预热和后热，用低氢焊接） 高碳钢 ≥0.60 40HRC 弹簧、模具、钢轨 劣（必须低氢焊接、预热和后热） 碳钢焊接性与碳含量的关系 二、低碳钢的焊接 1、低碳钢的焊接特点： a、可装配成各种不同的接头，适合各种不同位置的施焊，且焊接工艺和技术简单，容易掌握； b、焊前一般不需预热； c、塑性好，焊接接头产生裂纹的倾向小，适合制造各类大型结构件和受压容器； d、不需使用特殊和复杂设备，对焊接电源（交流直流）和焊接材料（酸性碱性）无特殊要求。 2、低碳钢的焊接工艺： 低碳钢几乎可采用所有的焊接方法进行焊接，并都能保证焊接接头的良好质量。其中，焊条电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊用得最多。 焊条电弧焊:焊条电弧焊时，关键是选择电焊条。焊条的选用原则主要是根据母材的强度等级及焊接结构的工作条件来确定。 焊接 方法 焊接材料 应用情况 焊条电弧焊 E4303(J422)、E4315(J427) 焊接强度等级较低的低碳钢或一般的低碳钢结构 E5016(J506)、E5015(J507) 焊接强度等级较高的低碳钢、重要的低碳钢结构或在低温下工作的结构 埋弧焊 H08、H08A、HJ430、HJ431 焊接一般的结构件 H08MnA、HJ431 焊接重要的低碳钢结构件 CO2气体保护焊 H08Mn2Si、H08Mn2SiA 焊接低碳钢所用焊接材料 当母材的厚度较大或周围环境温度较低时，由于焊缝金属及热影响区的冷却速度很快，有可能出现裂纹，此时需要对焊件进行适当预热。 如：在寒冷地区室外焊接、温度小于或等于0℃的情况下需要预热；直径大于或等于φ3000mm、且壁厚大于或等于50mm的情况下，以及壁厚大于或等于90mm的产品的第一层焊道的焊接，焊前都应进行预热。预热温度一般为80-150℃。 对于焊接受压件，当壁厚大于或等于20mm时，应考虑采用焊后热处理或相应的消除应力措施；壁厚大于30mm时，必须进行焊后热处理，温度为600-650℃；壁厚大于200mm时，待焊至工件厚度的1/2时，应进行一次中间热处理后，再继续焊接。中间热处理温度为550-600℃，焊后热处理温度为600-650℃。 埋弧焊：与焊条电弧焊相比，埋弧焊可以采用较大的热输入，生产效率较高，熔池也较大。生产中，采用埋弧焊焊接较厚工件时，可以用一道或多道焊来完成。多层埋弧焊焊第一道焊缝时，母材的熔入比例大，若母材的含碳量较高时，焊缝金属的含碳量就会升高，并在第一道埋弧焊处容易形成不利的O形焊缝断面，易产生热裂纹。故多层埋弧焊焊接厚板时，要求在坡口根部第一道焊缝时采用的热输入要小些，如采用焊条电弧焊打底的埋弧焊就可避免上述情况。 CO2气体保护焊：为使焊缝金属具有足够的力学性能和良好的抗裂纹及气孔的能力，低碳钢采用CO2气体保护焊时可采用含Mn和Si的焊丝如H08Mn2Si、H08Mn2SiA等。 起保护作用的CO2气体质量也很重要。若在CO2气体中N和H的含量过高，焊接时即使焊缝保护良好、Mn和Si的数量也足够，仍可能在焊缝中出现气孔。 CO2气体保护焊时，为使电弧燃烧稳定，应采用较高的电流密度，但电弧电压不能过高，否则焊接时易出现飞溅及电弧燃烧不稳。 3、低碳钢零件焊接举例： 油田输油管线材质为20无缝钢管，其外径为φ60mm、壁厚3.5mm，采用