第8章异种金属的焊接案例.ppt

例： 16Mn钢与0Crl8Ni11Ti钢的焊接 采用焊条电弧焊进行16Mn+0Crl8Ni11Ti异种钢的焊接，两金属母材厚度δ均为l2mm，焊接工艺要点如下： （1）接头及坡口形式 如图所示： （2）清理坡口 将坡口及其边缘彻底清理干净，使之露出金属光泽。 （3）堆焊过渡层 选用Ni112（焊缝主要成分wNi＞92％）镍基合金焊条在16Mn钢母材金属的坡口上堆焊过渡层，堆焊层厚度为3.2mm。 （4）焊满坡口 选用E318-16（A212）焊条将整个坡口填满。焊每道焊缝时，注意及时清理焊渣，为防止过热，各道焊缝应交叉进行焊接。 （5）背面焊缝 正面坡口焊满后，对焊缝背面进行彻底清根，并选用上述同样焊条进行封底焊接，注意保证正、反面，焊缝形状尺寸。 8.2.4 不锈复合钢的焊接 不锈复合钢板是由较厚的珠光体钢（基体）和较薄的不锈钢（复层）复合轧制而成的双金属板。基体多为碳钢或低合金钢，复层多为奥氏体不锈钢，如1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr23Ni28Mo3Cu3Ti等，主要满足耐蚀性能要求。复层通常是在容器里层，厚度一般只占复合钢板总厚度的10%-20%。 不锈 复合 钢的 焊接 性分析 焊缝容 易产生 结晶裂纹 热影响区 易产生 液化裂纹 稀释率的影响 结晶区间的影响 复合钢焊接时，奥氏体钢热影响区 由于受焊接热循环影响，低熔点 杂质或共晶液化，在焊接应力作 用下产生液化裂纹。 表8.3 不锈复合钢焊接材料的选用 复层 钢的 焊接 工艺 要点 坡口形 式和焊 接顺序 工艺 要点 焊后 热处理 对于复合钢板接头设计和坡口形式，薄件可采用I形坡口，较厚的复合钢板可采用V形、U形、X形、V和U复合坡口。一般尽可能采用X形坡口双面焊。 复合钢的焊接顺序：先焊基层，再焊过渡层，最后焊复层，同时考虑过渡层的焊接特点，尽量减少复层一侧的焊接量。 首先必须保证复合钢工件装配的质量，一般对接接头间隙约1.5~2mm，保证不错边。先焊基层，第一道基层焊缝不应熔透到复层金属，基层焊完后，用碳弧气刨、铲削或磨削法清理焊根，经X射线探伤合格后，才能焊接过渡层。 在不锈复合钢的焊接接头中，不进行复层的固溶处理，一般也不进行消应力热处理。但是，在极厚的复合钢的焊接中，往往要求中间退火和消应力热处理。 8.3 钢与有色金属的焊接 知识目标： 1.了解钢与有色金属的焊接特点； 2.熟悉钢与铝及铝合金的焊特点； 3.熟悉钢与铜及铜合金的焊特点。 能力目标： 能够根据钢与有色金属的性能特点正确分析其焊接性，并合理选择焊接方法及工艺参数对其焊接。 8.3.1 钢与有色金属的焊接性特点 焊接 裂纹 生成脆性 化合物 焊缝中 的气孔 钢与有色金属的熔点、导热系数、线膨胀系数、力学性能都有很大的差别。焊接时低熔点的母材先熔化，而高熔点的母材仍处在固体加热状态，二者难以熔合。 钢与有色金属焊接时，由于Al、Cu、Ti等在Fe中的溶解度不同，接头处除形成固溶体外，还会形成脆性化合物，影响接头性能。 钢与钛、镍及其合金焊接时，焊缝中很容易产生气孔。这是因为Ti、Ni基体在高温下易吸收、溶解较多的H、O、N，熔池凝固结晶时这些气体来不及析出，就会形成气孔。 表8.4 有色金属与钢焊接常出现的问题、产生原因及防止措施 8.3.2 钢与铝及铝合金的焊接 焊接性 分析 钢与铝及其合金焊接时，由于Fe在固态Al中的溶解度极小，室温下，Fe几乎不溶于Al，所以冷却过程中会产生FeAl3，并且随着Fe含量的增加，还会出现Fe2Al、Fe2Al7、Fe2Al5、FeAl2等脆性金属间化合物，降低接头的塑韧性，甚至会引起焊接裂纹。 焊接工 艺要点 焊接方法 和焊接材料 焊前准备 焊接工艺 及参数 钢与铝及其合金熔焊一般采用氩弧焊、 电子束焊等方法。此外，采用摩擦焊、 超声波焊、扩散焊和冷压焊等压焊方法 焊前必须彻底清理待焊工件表面，消除 氧化物薄膜。对铝件的表面处理可以用 15%-20%NaOH或KOH溶液浸蚀，浸蚀后用 清水冲洗，然后在20%的HNO3水溶液中 钝化，冲洗和干燥之后，放在干净的 环境中待焊。 钢与铝及其合金氩弧焊时，电弧要指向铝及其合金一侧的焊丝上 采用摩擦焊时，应尽量缩短接头的加热时间并施加较大的挤压力 采用冷压焊焊接钢与铝及其合金，有两种焊接工艺，一种是在Al+Al3Fe的共晶温度以上焊接；另一种工艺是先在钢件上涂敷Cu、Ag或Zn，然后再进行冷压焊。 第8章 异种金属的焊接 图8-1 几种异种金属焊接结构 （a）不锈钢与低碳钢的焊接 （b）耐热钢与低碳钢的焊接 （c）不锈钢与黄铜的焊接