常用金属焊接与焊接件结构工艺性

3.3常用金属的焊接13.3常用金属的焊接焊接性指材料对焊接加工的适应性，即在一定焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。是焊接结构设计、确定焊接方法、制定焊接工艺的重要依据。2焊接性①工艺焊接性：②使用焊接性：焊接接头产生工艺缺陷的倾向。尤其指出现各种裂纹的可能性焊接接头在使用中的可靠性。包括力学性能及其它特殊性能3.3常用金属的焊接金属焊接性的影响因素：工件本身的化学成分与性质；焊接方法；焊接材料（焊条、焊剂等）；工艺参数。33.3常用金属的焊接焊接性评定方法模拟，实焊，理论计算3类。碳当量法----间接方法。根据合金元素对材料淬硬性的影响程度，预测焊接时可能产生裂纹和硬化的可能性。碳及其它合金元素含量越多，淬硬、冷裂的可能性越大。4碳当量：碳及合金元素均折算成碳的相当含量，总和之后为碳当量。查成分表后，代入上式计算，取成分上限。3.3常用金属的焊接111=()()6515cMnCrMoVNiCuc当量53.3常用金属的焊接碳当量越高，焊接性越差。当CE＜0.4%时，淬硬冷裂不明显，焊接性优良。一般不预热。当CE=(0.4~0.6)%时,淬硬冷裂渐增，焊接性较差。适当预热；采取一定的焊接工艺措施。当CE＞0.6%时，淬硬冷裂倾向增大，焊接性很差。需预热到较高温度；采取严格的工艺措施；焊后热处理。6钢的焊接低碳钢：含碳量≤0.25%；中碳钢：0.25%＜含碳量＜0.6%；高碳钢：含碳量≥0.6%。3.3常用金属的焊接7低碳钢焊接Wc＜0.25%，焊接性最好.可采用任何焊接方法，最常用焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊和电阻焊.可采用最普通焊接工艺，重要结构焊后去应力退火.应用最广，如Q235、10、15、20等.3.3常用金属的焊接8中碳钢焊接Wc0.25%～0.60%焊接性较差，易裂，Wc↑，焊接性↓最常用焊条电弧焊（碱性焊条）焊前预热（150~250℃），焊后缓冷，消除应力退火焊件多为锻件和铸钢件，或进行补焊3.3常用金属的焊接9高碳钢焊接Wc＞0.60%焊接性很差，裂纹倾向很大通常仅用焊条电弧焊或气焊进行补焊注意焊前预热（250~350℃），严格焊接工艺，焊后缓冷，消除应力退火不用于焊接结构件，大多是补焊修理损坏件3.3常用金属的焊接10低合金结构钢焊接强度级别≤400MPa，如Q295、Q345，WCE0.4%，焊接性良好，基本同低碳钢。强度级别≥450MPa，WCE0.4%，如Q420、Q460，焊接性较差，基本同中碳钢。常用焊条电弧焊和埋弧焊（碱性焊条和碱性焊剂），以及气体保护焊，也可采用电渣焊。3.3常用金属的焊接11不锈钢焊接奥氏体不锈钢，铁素体不锈钢，马氏体不锈钢。奥氏体不锈钢焊接性最好，应用最广常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9等，一般不需特殊工艺措施。常采用焊条电弧焊和氩弧焊，也可埋弧焊、等离子弧焊等，按等成分原则用不锈钢焊条（丝），焊后热处理。3.3常用金属的焊接12问题焊接接头的晶间腐蚀焊接接头的热裂纹铸铁的补焊铸铁的含碳量高，杂质多，塑性低，焊接性很差，不用于制造焊接结构件，只是对铸件局部损坏和铸造缺陷处进行焊补修复。(1)易形成硬而脆的白口组织，焊后难以切削加工(2)易产生裂纹(3)易产生气孔(4)只宜平焊采用电弧焊或气焊，用于灰铸铁与球墨铸铁件3.3常用金属的焊接13铸铁热焊焊前加热至600～700℃，焊中保持400℃以上，连续补焊，焊后缓冷；中小型薄壁件常用气焊，壁厚较大件常用焊条电弧焊（用同质焊条或焊丝）；补焊质量好，焊后切削加工性好，但劳动条件差，成本高，生产效率低；仅用于焊后要求切削加工或形状复杂的重要铸铁件，如机床导轨、主轴箱、汽缸体等。3.3常用金属的焊接14铸铁冷焊焊前一般不预热，焊后及时锤击焊缝，松弛焊接应力；用焊条电弧焊，应选好焊条；焊接热应力较大，焊后切削加工性较差；简便，劳动条件好，成本较低，生产效率高。3.3常用金属的焊接15铜合金的焊接焊接性较差：(1)导热快，使母材及焊条难以熔化；难焊透、熔合（散热快），焊前须预热(2)易产生热裂纹（低熔点共晶），极易形成CuO2,分布于晶界产生热裂纹；(3)易产生气孔（液态易吸气），焊前清理焊件表面(4)应力变形大（线胀系数大）(5)黄铜产生锌蒸发，造成锌损失与毒气紫铜和青铜用氩弧焊，微氧化焰气焊用于黄铜，还可采用焊条电弧焊、埋弧焊、等离子弧焊、钎焊等，不宜用电阻焊3.3常用金属的焊接16铝合金的焊接用于焊接的主要是工业纯铝和防锈铝合金，焊接性较差：(1)易氧化（Al2O3薄膜），形成夹杂；(2)易形成气孔（液态铝吸气量大）；(3)应力、变形大，易裂（线胀系数大）；(4)易烧穿、塌陷（颜色变化不显著，强度低）最常用氩弧焊，其次是电阻焊，气焊用于质量要求不高的薄件。3.3常用金属的焊接17钛合金的焊接(1)化学活性大；(2)热物理性能特殊；(3)接头冷裂纹倾向大；(4)易产生氢气孔；主要用钨极氩弧焊。焊前要机械清理，酸洗，用清水洗净。3.3常用金属的焊接183.4焊接件的结构工艺性193.4焊接件的结构工艺性20焊接接头和坡口选择焊缝布置焊接符号3.4焊接件的结构工艺性21接头形式焊接接头和坡口选择3.4焊接件的结构工艺性221.对接接头两工件端面相对平行的接头称为对接接头。这种接头能承受较大的载荷，是焊接结构中最常用的一种接头型式，接头上应力分布比较均匀，容易保证焊接质量，但对焊前准备和装配质量要求相对较高。2.角接接头两工件端面间构成大于30°，小于135°夹角的接头称为角接接头。角接接头便于组装、能获得美观的外形、但焊缝的承载能力不高，所以通常只起连接作用，不能用来传递工作载荷，一般多用于箱形构件等不重要的焊接结构中。3.4焊接件的结构工艺性233.搭接接头两工件重叠放置或两工件表面之间的夹角不大于30°构成的端部接头称为搭接接头。搭接接头便于组装，常用于对焊前准备和装配要求简单的结构，但焊缝受剪切力作用，应力分布不均，承载能力较低，且结构重量大，在结构设计中应尽量避免采用塔接接头。4.T型接头一工件端面与另一工件表面构成直角或近似直角的接称为T型接头。这种接头承受动载荷的能力较强，在船体结构中约有70%的焊缝都采用T型接头。另外也常应用于机床焊接的结构中。3.4焊接件的结构工艺性24坡口形式选择焊条电弧焊＞6mm厚钢板对接，开坡口；Y、U型坡口单面焊，易施焊，但角变形大；双Y、双U型坡口两面焊，变形小，尽量选用，但须两面可施焊；U、双U型坡口根部宽，易焊透，成本高，用于重要厚板结构；埋弧焊厚度＞24mm时开V、X型坡口；为保证质量，焊件两侧板厚尽量相近，厚度差超过规定值时，应作过渡形式。3.4焊接件的结构工艺性25焊缝布置(1)便于施焊3.4焊接件的结构工艺性26(2)焊缝尽量分散，避免密集交叉3.4焊接件的结构工艺性27(3)减小应力变形，焊缝尽量对称分布3.4焊接件的结构工艺性28(4)避开最大应力和应力集中位置应力集中部3.4焊接件的结构工艺性2929(5)远离机加工面(6)焊缝转角应平滑过渡3.4焊接件的结构工艺性30焊缝符号基本符号指引线辅助符号补充符号焊缝尺寸3.4焊接件的结构工艺性311、焊缝基本符号表示焊缝横截面形状的符号（摘录GB/T324－1988)3.4焊接件的结构工艺性322、指引线指引线一般由带有箭头的箭头线和两条基准线（一条为细实线，另一条为虚线）两部分组成。3.4焊接件的结构工艺性333、辅助符号表示焊缝表面形状特征的符号称为辅助符号3.4焊接件的结构工艺性344、补充符号是为了补充说明焊缝的某种特征而采用的符号3.4焊接件的结构工艺性355、焊缝尺寸符号课后习题36