工程材料及成形工艺 第3版 课件 11章 焊接.ppt

11.4.4不锈钢的焊接不锈钢具有良好的耐酸、耐热及耐腐蚀等性能，在生产中应用广泛。应用最为广泛的奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，可采用手弧焊、氩弧焊和埋弧焊进行焊接，焊接时，一般不需要采取特殊的工艺措施。需要指出的是，奥氏体不锈钢焊接时存在的主要问题是焊缝的热裂倾向及焊接接头的晶间腐蚀倾向，为防止其发生，应按母材金属类型选择不锈钢焊条，采用小电流、短弧、焊条不摆动、快速焊等工艺，尽量避免过热；对耐蚀性要求高的重要结构，焊后还要进行高温固溶处理，以提高其耐蚀性。马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的焊接性较差，应采取严格的工艺措施，如焊前预热、采用细焊条、小电流焊接、焊后去应力退火等。11.4.5铸铁的焊接铸铁焊接性差，主要用于焊补，即修复铸件缺陷或损坏的部位。根据焊前是否预热，焊补工艺分为热焊和冷焊两种。1．热焊焊前将焊件整体或局部加热到600～700℃，用气焊或手工电弧焊进行焊补，焊补过程中焊件保持预热温度，焊后缓冷或去应力退火，质量稳定，易机械加工。但此法需要加热设备，成本高，劳动条件差，生产率低，一般用于小型、中等厚度（10mm）的铸铁件和焊后需要加工的复杂、重要的铸铁零件，如机床导轨和汽车的气缸。采用气焊焊补时，使用铸铁焊芯并配气焊熔剂；手弧焊焊补时，采用铸铁芯、镍基铸铁焊条或钢芯石墨化焊条。2．冷焊焊前不预热或低温预热（400℃以下），易出现白口组织，但其生产率高，成本低。冷焊法采用手弧焊进行，常用焊条有：铜基铸铁焊条、高钒铸铁焊条、钢芯铸铁焊条、镍基铸铁焊条。11.4.6非铁金属的焊接1.铝及铝合金的焊接铝及铝合金的焊接比较困难，主要因为：①铝极易氧化形成高熔点的氧化铝，阻碍金属的熔合;②铝的导热系数较大，焊接时热量散失快;③铝的高温强度低，焊接应力较大，易使焊件变形开裂;④铝及铝合金液态溶氢量大，凝固时易形成气孔。可用氩弧焊、气焊、电阻焊、钎焊等方法进行焊接。2.铜及铜合金的焊接铜及铜合金的焊接性较差，主要表现在:①容易出现不熔合和焊不透的现象;②易形成气孔;③易产生较大的焊接应力而变形甚至开裂;④易引起焊接裂纹。铜及铜合金可采用氩弧焊、气焊、埋弧焊、等离子弧焊等方法进行焊接。紫铜和青铜采用氩弧焊焊接时质量最好，黄铜常用气焊进行焊接，埋弧焊适用于焊接厚度较大的紫铜板。 11.5.1焊接材料的选择焊接结构选材的总原则是在满足使用性能前提下，选用焊接性好的材料。应优先选用含碳量小、焊接性好的低碳钢及低合金钢。碳当量大于0.4%的碳钢和合金钢，焊接性稍差，一般不宜选用。镇静钢脱氧完全，组织致密，可用作重要焊接结构。对于用异质钢材或异质金属拼焊的复合构件，需要保证焊缝与低强度金属等强度；工艺上应按焊接性较差的高强度金属设计。另外，工程上应尽量采用工字钢、槽钢、角钢、钢管等型材制作焊接结构，以减少焊缝，简化工艺。11.5焊接结构工艺设计11.5.2焊接方法的选择制造焊接结构，必须根据各种焊接方法的特点和适用范围、结构材料的焊接性、焊件厚度、焊缝长短、生产批量和现场条件等综合考虑，选择适宜的焊接方法。基本原则是：在保证产品质量的前提下，优先选用常用的焊接方法；生产批量较大时，要考虑提高生产率和降低成本等。例如，一般低碳钢焊件虽然可以采用多种焊接方法，但对于薄板结构，采用CO2气体保护焊和电阻焊生产率较高；对于中等厚度（10～20mm）的板件，则用手工电弧焊、埋弧自动焊、CO2气体保护焊均可，应视焊件的结构特点、生产批量和现场条件决定；对于厚板大型结构可选电渣焊。再如，焊接合金结构钢、不锈钢等重要结构时，为确保质量，应优先选用气体保护焊；焊接铝合金，则以氩弧焊为好，但如现场无氩弧焊焊机，则应考虑气焊。11.5.3接头工艺设计1．焊接接头型式的选择常用的接头型式有对接接头、角接接头、T形接头和搭接接头四种。2．焊件坡口型式设计当板厚较大（超过6㎜）时，为保证焊透，接头边缘要加工出坡口。当焊接零件厚度差超出一定范围，应采用过渡段。角接接头和T形接头应力分布复杂，承载能力比对接接头低。对接接头应力分布均匀，接头质量易于保证，适用于重要的受力焊缝。搭接接头不需开坡口，焊前准备和装配工作比对接接头简便，适用于受力不太大的平面连接。手弧焊接头及坡口型式a）对接接头b）角接接头c）T形接头d）搭接接头11.5.4焊缝的布置合理地布置焊缝位置对焊接结构质量及劳动生产率有很大影响。在考虑焊缝布置位置时，应注意下列设计原则：1.焊缝布置应便于焊接操作和检验。2.焊缝应对称分布。对梁、柱类结构效果明显。a、b、c不合理d、e、f合理a变形大b变形较小c变形小a、b、c不合理d、e、f合理