常用金属材料的焊接.

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1、常用金属材料的焊接.学习目的：理解常用金属的焊接性；理解常用金属的焊接特性；掌握常用金属的焊接工艺和措施；教学重点：焊接措施教学难点：焊接工艺教学学时：48学时第一节 金属的焊接性概述一、金属焊接性1.概念：金属焊接性就是金属与否能适应焊接加工而形成完整的、具有一定使用性能的焊接接头的特性。 涉及：一焊接工艺性；二焊接使用性。如果某种金属采用简朴的焊接工艺就可获得优质焊接接头并且具有良好的使用性能或满足技术条件的规定，就称其焊接性好；如果只有采用特殊的焊接工艺才干不出缺陷，或者焊接热过程会使接头热影响区性能明显变坏以至不能满足使用规定，则称其焊接性差。2.影响焊接性的因素1）材料因素 2）设计

2、因素3）工艺因素4）使用因素二、碳当量及其计算措施1碳当量钢材中的多种元素，碳对淬硬及冷裂影响较明显，因此有人将钢材中多种元素的作用按照相称于若干含碳量折合并迭加起来，求得所谓的“碳当量”(Ceq)，以Ceq值的大小估价冷裂纹倾向的大小，觉得Ceq值越小，钢材的焊接性能越好。碳当量公式没有考虑元素之间的交互作用，也没有考虑板厚、构造拘束度、焊接工艺、含氢量等因素的影响。因而用碳当量评价焊接性是比较粗略的，使用时应注意条件。2.钢的碳当量计算措施CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15x100%第二节 低合金高强度构造钢的焊接一、焊接准备1.焊接前，接头清洁规定在坡口两侧

3、30mm范畴内，将影响焊缝质量的毛刺、油污、水锈脏物、氧化皮清洁干净。2.当施工环境温度低于0或钢材的碳当量不小于0.41%，及构造刚性过大，物件较厚时应采用焊前预热措施，预热温度为80100，预热范畴为板厚的5倍，但不不不小于100mm。3.工件厚度不小于6mm时，为保证焊接强度，在板材的对接边沿应采用开切V形或X形坡口，坡口角度为60钝边p为01mm，装配间隙b为01mm；当板厚差4mm时，应对较厚板材的对接边沿进行削斜解决。4.焊前应对CO2焊机送丝顺畅状况和气体流量作认真检查。5. 若使用瓶装气体应作排水提纯解决，且应检查气体压力，若低于9.810：5PQ（10kgf/mm）应停止使用

4、。6.根据不同的焊接工件和焊接位置调节好范畴，一般的焊接规范可以用如下公式：V=0.04I+16 （容许误差1.5V）二、焊接材料1. CO2气体纯度规定99.5%；含水量不超过0.1%；含碳量不超过0.1%。2.焊丝牌号：低碳钢及高强度低合金钢重要构造焊接选用H08Mn2SiA。低碳钢及一般构造焊接选用H08MnSi。焊丝表面镀铜不容许有锈点存在。三、焊接规范板厚mm 焊丝直径mm 焊接规范电流A 电压V 气体流量l/min 1 0.8 6080 1617 1012 3 1.0120150 1820 1012 6 1.0140160 2122 101210 1.2180200 2324 14

5、1820 1.2210240 2528 18201020 1.2100120 2022 1418(合用于立、横、仰焊)320 1.2140170 2124 1418(合用于立向下角焊及立向上角焊)如使用药芯焊丝，焊接时间可参照此规范。四、操作要点1.垂直或倾斜位置开坡口的接头必须从下到上焊接，对不开坡口的薄板对接和立角焊可采用向下焊接；平、横、仰对接接头可采用左向焊接法。2.室外作业在风速不小于1m/s时，应采用防风措施。3.必须根据被焊工件构造，选择合理的焊接顺序。4.对接两端应设立尺寸合适的引弧和熄弧板。5.应常常清理软管内的污物及喷嘴的飞溅。6.有坡口的板缝，特别是厚板的多道焊缝，焊丝摆

6、动时在坡口两侧应稍作停留，锯齿形运条每层厚度不不小于4mm，以使焊缝熔合良好。7.根据焊丝直径对的选择焊丝导电阻，还是伸出长度一般控制在10倍焊丝直径范畴以内。8.送丝软管焊接时必须拉顺，不能盘曲，送丝软管半径不不不小于150mm。施焊前应将送气软管内残存的不纯气体派出。9.导电咀磨损后孔径增大，引起焊接不稳定，需重新更换导电咀。五、焊接程序1.焊接板缝，有纵横交叉的焊缝应先焊端焊缝后焊边焊缝。2.接缝长度超过1m以上，应采用分中对称焊法或逐渐退焊法。3.物架上对接与角接焊缝同步存在时，应先焊板的对接缝，后焊物架的对接缝较后焊物架与板的角接焊缝。4.凡对称物件应从中央向首尾方向开始焊接并左、右

7、方向对称进行焊接。5.若工件上、平、立、角焊同步存在时，应先焊立角焊，后焊平角焊；先焊短缝焊，后焊长缝焊6.工件焊缝质量不好，应在部件时就进行反复修改合格，不得留在整体安装焊接时进行。六、焊缝质量规定1.重要构造对接焊缝按多种设计规定技术进行一定数量的X光或超声波缝内部检查，并按设计规定级别评估。2.外表焊缝检查，所有构造焊缝所有进行检查，其焊缝外表质量规定：焊缝直线度，任何部位在100mm内直线度2mm；焊缝应过渡光顺，不能突变90过渡角度；焊缝高下差在长度25mm,其高下差应1.5mm；角焊缝K值公差为工件板厚4mm时，0.9KOKKO+1；工件板厚4mm时，0.9KOKKO+2。（为设计

8、焊脚尺寸）焊缝咬边：当板厚6mm,d0.3mm,局部0.5mm；当板厚6mm，d0.5mm(d为咬边深度) 焊缝不容许低于工件表面及尚未熔合的缺陷存在；多道焊缝表面堆叠相交处下凹深度应1mm；所有焊接缺陷容许进行修补，修补后应打磨光顺。工件物材为铸钢件时，焊后必须通过550退火解决，以消除应力；3.焊接构造容许进行火工校正。第三节 低合金耐热钢的焊接一、概述在高温条件下，具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。低、中合金耐热钢是以Cr、Mo为重要合金元素的，铬的质量分数在0.512.5之间，钼的质量分数为0.5或1，室温组织以珠光体为主，因此又称为珠光体耐热钢。珠光体耐热

9、钢具有良好的抗氧化性和热强性，还具有一定的抗硫和氢腐蚀的能力，同步具有较好的冷热加工性能。重要应用于在600如下工作的动力、石油化工等工业设备中。二、低合金耐热钢的焊接1热影响区淬硬性及冷裂纹低合金耐热钢的重要合金元素是Cr和Mo，能明显提高钢的淬硬性。如果在焊接时冷却速度过快，则在焊缝及热影响区形成对冷裂纹敏感的马氏体和上贝氏体等组织。2消除应力裂纹倾向低合金耐热钢中的Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素属于强碳化物元素，若构造拘束度较大，那么在消除应力解决或高温下长期使用时，在热影响区的粗晶区容易浮现消除应力裂纹。消除应力裂纹一般在500700敏感温度范畴内形成，并且出目前残存应力较高的部位，

10、如接头咬边、未焊透等应力集中处，这些部位在加热过程中，残存应力释放，蠕变变形较大，更容易浮现裂纹。3热影响区的软化低合金耐热钢焊接接头热影响区存在软化问题，其软化区的金相组织特性是铁素体加上少量碳化物，在粗视磨片上观测到一条明显的“白带”，其硬度明显下降。软化区的存在对室温性能没有什么不利的影响，但在高温长期静载拉伸条件下，接头往往在软化区发生破坏。4回火脆性Cr-Mo耐热钢及焊接接头在350500温度区间长期运营过程中发生脆变的现象称为回火脆性。焊缝金属回火脆化的敏感性比母材大，这是由于焊接材料中的杂质难以控制。三、低合金耐热钢的焊接工艺低、中合金耐热钢一般在预热状态下焊接（定位焊同样需要预

11、热），焊后大多要进行高温回火解决。多层焊时应保持道间温度不低于预热温度。焊接过程中尽量避免中断，不得以中断焊接时，应采用缓冷措施；重新施焊的焊件仍需预热，焊接完毕应将焊件保持在预热温度以上数小时，然后再缓慢冷却。（1）焊接措施 常采用的熔焊措施有焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊和电渣焊,但常以焊条电弧焊为主，埋弧焊和气体保护焊的应用也越来越多。（2）焊前准备 焊前准备的内容重要涉及下料、坡口加工、热切割边沿和坡口面的清理以及焊接材料的预解决。一般的低合金耐热钢工件，可以采用多种热切割下料。为避免厚板热切割边沿的开裂，应采用下列工艺措施：对于所有厚度的2.25Cr-Mo、3Cr-

12、1Mo型钢和15mm以上的1.25Cr-0.5Mo钢板，热切割前应将割口边沿预热150以上。对于15mm如下的2.25Cr-Mo钢板，热切割前应预热100以上。热切割边沿应作机械加工并用磁粉探伤检查与否存在表面裂纹。（3）焊接材料选择焊接材料的选择原则是保证焊缝金属的合金成分、强度性能与母材基本一致。若两者成分相差很大，则焊接接头在长期高温条件下工作时，会因成分不均匀而导致合金元素扩散，使焊接接头的高温性能不稳定；焊缝强度不能选得过高，以免使焊缝塑性变差，甚至产生冷裂纹。焊接材料中碳的质量分数应略低于母材，其wc0.12，但不得低于0.07，否则会导致焊缝金属的冲击韧度、热强性等减少。焊接材料

13、在使用前应作合适的预解决。埋弧焊丝用光焊丝，表面要清理干净。镀铜焊丝应将表面积尘和污垢仔细清理。焊条和焊剂要妥善保管，在使用前，应严格按工艺规程的规定进行烘干。（4）预热和焊后热解决低合金耐热钢预热温度范畴一般80150，局部预热时，必须保证预热宽度不小于焊件壁厚的4倍，且不能少于150。对于低合金耐热钢来说，焊后热解决的目的不仅是消除焊接残存应力，更重要的是改善组织，提高接头的综合性能。低合金耐热钢焊后一般作高温回火解决，回火参数重要是加热温度和保温时间。回火温度的范畴在580760。四、低合金耐热钢的焊接局部预热时，必须保证预热宽度不小于焊件壁厚的4倍，且不能少于150。对于低合金耐热钢来

14、说，焊后热解决的目的不仅是消除焊接残存应力，更重要的是改善组织，提高接头的综合性能。低合金耐热钢焊后一般作高温回火解决，回火参数重要是加热温度和保温时间。回火温度的范畴在580760。1. 焊前准备选用单面V形坡口，用机械措施加工，应严格控制根部间隙和坡口钝边尺寸，以保证打底焊缝彻底熔透。低合金耐热钢预热温度范畴一般80150。2.焊条电弧焊应采用短弧焊接，且热输入量不适宜过大。若采用长弧焊接，不仅会浮现电弧燃烧不稳定、熔深浅、熔化金属飞溅大及合金元素烧损加剧等问题，并且容易产生咬边、未焊透等缺陷，同步空气中的N2、O2等有害气体易进入熔池，在焊缝中形成气孔缺陷。焊接时焊条可作小月牙形运条，在

15、坡口两侧要停留0.51S,焊接层间必须彻底清理焊渣,发既有气孔等焊接缺陷时,用手提砂轮将焊接缺陷除掉收弧时必须将弧坑填满，以免产生弧坑裂纹。各层间的接头应错开，不得有重叠。第四节 不锈钢的焊接一、概念1. 不锈钢的分类定义：不锈钢是指主加元素铬含量能使钢处在钝化状态，又具有不锈特性的钢。按组织分：奥氏体不锈钢 、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体-奥氏体双相钢、沉淀硬化不锈钢。2.不锈钢的组织和性能（1）奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢以铁基合金为基本，在此基本上随着不同的用途，发展成一系列的奥氏体钢。成分：高铬不锈钢+适量的Ni 825%典型钢种：18-8钢 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti2

16、5-20钢 2Cr25Ni20Si2 4Cr25Ni2025-35钢 0Cr21Ni32 4Cr25Ni35 4Cr25Ni35Nb（2）铁素体不锈钢 具有足够的铬，或铬加某些铁素体形成元素。（3）马氏体不锈钢基本上是铁、铬、碳合金，室温下是铁素体相的马氏体不锈钢，高温下是可以转变为奥氏体，淬火时形成马氏体组织。3.不锈钢的物理性能和力学性能（1）不锈钢的物理性能1）磁性2）密度3）线膨胀系数4）比电阻5）热导率（2）不锈钢的力学性能奥氏体不锈钢常温下具有低的屈强比，伸长率、断面收缩率和冲击吸取功俊很高，高的冷加工硬化性。铁素体不锈钢常温下冲击韧性低伸长率低，断面收缩率与奥氏体不锈钢相似。马氏

17、体不锈钢退火状态下硬度低，可淬火硬化。（3）不锈钢的耐腐蚀性能1）均匀腐蚀是指接触腐蚀介质的金属表面所有产生腐蚀的现象。2）晶间腐蚀 奥氏体不锈钢焊接接头中也许会产生焊缝的晶间腐蚀、热影响区敏化区晶间腐蚀和热影响区过热区（熔合区）的“刀蚀”。二、奥氏体不锈钢的焊接1. 奥氏体不锈钢的焊接性奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，如焊接材料和焊接工艺选择不当会浮现晶间腐蚀和热裂纹。（一）晶间腐蚀 奥氏体不锈钢焊接接头中也许会产生焊缝的晶间腐蚀、热影响区敏化区晶间腐蚀和热影响区过热区（熔合区）的“刀蚀”。避免措施：1）控制碳量2）添加稳定化合金元素3）使焊缝形成双相组织4）进行固溶解决和稳定化热解决5）采用

18、合理的焊接工艺（2）热裂纹奥氏体不锈钢具有较高的焊接热裂纹敏感性。焊缝结晶裂纹和HAZ液化裂纹。25-20型奥氏体钢焊接热裂倾向较大，另一方面是18-8钢。奥氏体钢焊接热裂倾向尚未有十分有效的解决措施。避免措施：1）使焊缝形成双相组织2）控制化学成分3）采用合理的焊接工艺2.奥氏体不锈钢的焊接（1）奥氏体不锈钢焊接材料的选择常用的焊接措施有焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护焊等，选择焊接材料按“等成分原则”。（2）工艺要点1）合理选择较合适的焊接措施由于导热系数小，线胀系数大，自由状态下焊接易产生变形，应选焊接能量集中的措施，以机械化迅速焊为好。2）必须控制焊接参数，避免接头产生过热现象奥氏体钢导热

19、系数小，热量不易散失。在同样电流下比构造钢时得到较大的熔深，焊接所用焊接电流和焊接线能量比焊接碳钢要小20%左右。应避免交叉焊缝，不应预热，快冷却，保持较低的层间温度。3）接头设计要合理例如：坡口角度 同质焊接材料，60异质焊接材料，由于金属流动更为粘滞，坡口角度要增大到80，60 时很容易发生熔合不良现象。4）尽量控制焊接工艺稳定以保证焊缝金属成分稳定由于焊缝性能对化学成分的变动有较大的敏感性，为 保证焊缝成分稳定，必须保证熔合比稳定。5）控制焊缝成形。表面成形与否光整，与否有易产生应力集中之处，均会影响到接头的工作性能。6）保护焊件的工作表面应处在正常状态随处任意引弧导致弧击，铁锤敲击，打

20、冲眼等都是腐蚀本源；控制焊缝施焊程序，保证面向介质的焊缝在较后施焊，这样可以避免面对介质的焊缝在较后施焊，以避免面对介质的焊缝极其HAZ发生敏化。三、铁素体不锈钢的焊接1.焊接特点高铬不锈钢焊接时，加热到950以上冷却到室温时，会产生严重的脆化，随着着晶粒长大引起晶间腐蚀，减少乃腐蚀性。同步铁素体自身的塑性、韧性均较低，在焊接应力作用下裂纹倾向也较大。2.焊接工艺一般采用焊条电弧焊、钨极氩弧焊及熔化极氩弧焊。1.焊缝成分的拟定（事实上是焊接材料选择问题）同质焊材：焊缝金属呈粗大的铁素体钢组织，引起粗晶脆化，室温下韧性低，易产生裂纹。应尽量限制杂质含量，提高其纯度，同步进行合理的合金化。异质焊缝

21、：A焊接材料（在不适宜进行预热或焊后热解决的状况下），焊后不可进行退火解决，因F钢退火温度范畴（787843），正好处在A钢敏化温度区间，容易产生晶间腐蚀及脆化。2.预热温度F钢具有高温脆性。加热至9501000以上后急冷至室温，塑性和缺口韧性明显减少，称高温脆性。若重新加热750850恢复塑性产生因素：C，N化合物在晶界和晶内位错上析出，C，N减少高温脆化减少。为避免高温脆化，预热温度要低些，一般T0=150，若C增长，T02003003.焊后热解决F钢也有晶间腐蚀倾向，焊后事实上常在750850退火解决。四、马氏体不锈钢的焊接1.焊接特点具有较大的晶粒长大倾向，冷却速度大时易产生粗大的马氏

22、体，冷却速度小时易浮现粗大的铁素体和碳化物。2.焊接工艺（1）焊接材料可选用和基本金属相近的马氏体不锈钢焊条。（2）预热及层间温度预热温度一般选在150400（根据含碳量增长而提高）。（3）焊接一般选用较大的焊接电流，低焊速，运条时横向摆动，避免产生裂纹。（4）焊后热解决目的：一是减少焊缝及热影响区的硬度，改善其塑性和韧性；二是减少或消除焊接残存应力，清除接头中的扩散氢，避免延迟裂纹的产生。五、不锈钢复合钢板的焊接1.焊接材料一般选用高铬镍奥氏体焊条或采用不锈钢药芯焊丝。2.焊前准备坡口宜用刨削加工，一般开在基层一侧，多采用Y形坡口。3.焊接工艺过渡层的焊接尽量采用小电流，焊条摆动幅度小，熔深

23、要浅。离复层12mm时，改用复层焊条焊接，采用小电流、块焊速、多道焊，焊条不做横向摆动。第五节 铸铁的焊接一、概述铸铁是含碳量不小于2.11的铁碳合金。按碳在铸铁中存在的状态及形式的不同，可将铸铁分为：白口铸铁：碳绝大部分以在铁素体状态存在，断口亮白色，铁素体硬而脆，机制较少应用。灰 铸 铁：石墨片状存在可锻铸铁：团絮状球墨铸铁：圆球状蠕墨铸铁：蠕虫状二、铸铁的石墨化及其受化学成分的影响1.铸铁的石墨化过程铸铁中的碳除少量固溶于基体中外，重要以化合态的渗碳体（Fe3C）和游离态的石墨（G）两种形式存在。石墨是碳的单质态之一，其强度、塑性和韧性都几乎为零。渗碳体是亚稳相，在一定条件下将发生分解：

24、Fe3C3Fe +C，形成游离态石墨。因此，铁碳合金事实上存在两个相图，即Fe-Fe3C相图和Fe-G相图，这两个相图几乎重叠，只是E、C、S点的成分和温度稍有变化。根据条件不同，铁碳合金可所有或部分按其中一种相图结晶。2.铸铁化学成分对石墨化的影响化学成分的影响 铸铁中的碳和硅是强烈增进石墨化的元素，3%的硅相称于1%碳的作用。碳、硅含量过低，易浮现白口组织，力学性能和锻造性能变差；碳、硅含量过高，会使石墨数量多且粗大，基体内铁素体量增多，减少铸件的性能和质量。磷虽然可增进石墨化，但其含量高时易在晶界上形成硬而脆的磷共晶，减少铸铁的强度，只有耐磨铸铁中磷含量偏高（达0.3%以上）。此外，铝、

25、铜、镍、钴等元素对石墨化也有增进作用，而硫、锰、铬、钨、钼、钒等元素则阻碍石墨化。三、焊接材料见“铸铁焊条电弧焊常用焊条”四、灰铸铁的焊接1.灰铸铁的焊接性（1）焊接接头易浮现白口组织（2）焊接接头易浮现淬硬组织（3）焊接接头易浮现冷裂纹和热裂纹2.灰铸铁的焊条电弧冷焊接技术灰铸铁电弧冷焊接是指焊前被焊接铸铁件不预热的焊条电弧焊。特点：效率高、成本低、劳动条件好。（1）灰铸铁同质焊缝焊条电弧冷焊易浮现的问题：1）铸铁型焊缝的焊接熔池及其HAZ冷却速度不久，易产生白口及马氏体。2）焊件上的温度场很不均匀，使焊缝产生较高的拉应力，而灰铸铁的焊缝强度较低，基本无塑性，焊后很容易产生冷裂纹。解决措施：

26、1）提高焊缝石墨化的能力。冷焊条件下焊缝中W(C)=4.0%5.5%,Si=3.5%4.5%,C+Si=7.510%，比较合适。2）焊缝中加入Ca、Ba、Al等，这些微量元素的加入，可形成高熔点的硫化物、氧化物等，成为石墨形核的异质核心，加速焊缝石墨化过程。3）为了避免焊接接头上浮现白口及淬硬组织，采用大的焊接热输入工艺，即采用大电流、持续焊工艺来减少焊缝冷却速度。4）过去电弧冷焊灰铸铁，受老式观念束缚，始终使焊缝也成为灰铸铁，但灰铸铁石墨为片状，片状石墨的尖端是高应力集中区，加以铸铁焊缝强度低，无塑性，又采用大电流持续工艺，工件局部受热较严重，焊缝应力状态较严重，很易形成冷裂纹。近期，通过冶

27、金解决，变化焊缝石墨的形态，甚至使石墨成为球状，并控制基体为铁素体+珠光体，使焊缝的抗冷裂能力获得提高。（2）灰铸铁异质焊缝的电弧冷焊铸铁型焊缝电弧冷焊存在诸多局限性：1）焊缝强度低、塑性差，焊补较大刚度缺陷时易浮现裂纹。2）焊缝为铸铁型，由于冷速快，焊缝易浮现白口。3）由于工艺规定采用大电流、持续焊，对于薄壁件缺陷的焊补有困难。镍基铸铁焊条所用焊芯有纯镍焊芯、镍铁焊芯W(Ni)=55%,余为Fe、镍铜焊芯W(Ni)=70%,余为Cu三种，所有镍基铸铁焊条均采用石墨型药皮，也就是说，药皮中具有较多的石墨。铜基铸铁焊条的特点：1）（在常温下铁在Cu中的溶解度很小）焊缝中的Cu与Fe是以机械混合物

28、形式存在，焊缝以Cu为基本，在其中机械地混合着少量钢或铸铁的高硬度组织。第一层焊缝时，铸铁中的C较多地熔入焊缝中，由于Cu不溶解C，也不与C形成碳化物，C所有与焊条及母材熔化后的Fe结合，在焊缝快冷状况下，形成M、Fe3C等高硬度组织。2） 整个焊缝还是有较高的塑性，有较好的抗裂性。3）Cu是弱石墨化元素，并且其扩散能力较弱，焊缝接头上白口区较宽。4）焊接接头加工性不良（焊缝的Cu基很软，M、Fe3C很硬）。5）Cu钢焊条所焊焊缝顔色与母材差别较大。4.灰铸铁的气焊技术气焊时应注意如下几点：（1）采用中性焰补焊。（2）火焰的焊芯距熔池表面10mm，使火焰始终盖住熔池。（3）焊丝端头插入熔池底部

29、进行搅拌，使气体从熔池中逸出，避免产气愤孔。（4）使焊缝高出母材23mm，焊后焊区加热使其缓冷。五、球墨铸铁的焊接1. 球墨铸铁的焊接性特点：（1）白口化倾向及淬硬性倾向比灰铸铁大。（2）提高对焊接接头的力学性能规定。（3）焊接性比灰铸铁要好。多采用热焊法，并进行焊后热解决。2. 球墨铸铁的焊条电弧焊技术（1）采用同质焊缝时焊条选用低碳钢芯球墨铸铁焊条（Z238），焊前预热至500，焊后缓冷；焊接时采用大电流、持续焊工艺，焊接电流按焊条直径的3060倍选用。（2）采用异质焊缝时焊条选用铁镍铸铁焊条（Z408），工艺与焊接灰铸铁相似，对厚度较大的铸铁件较好预热100200，采用较小的焊接电流。3

30、.球墨铸铁的气焊技术球墨铸铁的气焊用火焰性质及溶剂与灰铸铁气焊相似，采用中性焰及CJ201溶剂。第六节 铝及其合金的焊接一、铝及其合金的种类和性能1.概述与低碳钢相比较，具有密度小，电阻率小，线膨胀系数大(约为低碳钢线膨胀系数的2倍)，导热系数大(铝及其合金熔合区的冷却速度为高强钢熔合区冷却速度的(47)倍)、良好的耐蚀性、较高的比强度，优秀的低温韧性，但强度低。抗拉强度一般不超过100MPa，热解决后能达到400 MPa。2.铝及铝合金的分类根据铝合金的化学成分和制造工艺可分为变形铝合金和锻造铝合金两大类。在变形铝合金中又可分为非热解决强化铝合金和可热解决强化铝合金。非热解决强化铝台金通过加

31、工硬化、固溶强化来提高力学性能。3.工业纯铝纯铝的强度低，抗拉强度仅为80100MPa，塑性好，伸长率大，具有良好的耐蚀性和焊接性。4.变形铝合金非热解决强化变形铝合金重要有防锈铝合金；热解决强化变形铝合金重要有硬铝、超硬铝及锻铝合金等。5.锻造铝合金为使锻造铝合金具有一定的强度、良好的耐蚀性及锻造工艺性，合金中加入数量较多的硅、铜、镁、锌及锰等元素。有铝-硅系、铝-铜系、铝镁系、铝-锌系等四类合金。二、铝及铝合金的焊接性1.氧化能力强2.导热性和导电性高3.裂纹倾向性大4.容易形成气孔5.高温下强度和塑性低6.合金元素的蒸发和烧损7.焊接接头与母材强度不等8.固态液态转变时无色泽变化三、铝及

32、铝合金的焊接材料选用1.焊丝选用的焊丝对焊接接头的物理性能和化学成分有较大的影响。一般选用与母材化学成分相似的同质焊丝，或可从母材金属上截取窄条代用。常用的是铝硅合金焊丝SAlSi1。2.焊条使用前应经150烘干12h。3.铝溶剂（1）铝溶剂的作用1）溶解和清除氧化膜，形成熔渣，保护熔化金属不被继续氧化。2）排除熔池中的气体、氧化物及其她夹杂物。3）改善熔池金属的流动性，使焊缝形成良好。（2）铝溶剂的构成铝溶剂由碱金属的氯化物与氟化物混合粉末配制而成。常用CJ401溶剂。焊接铝镁合金时，不适宜采用品有氯化钠、氟化钠的溶剂。四、铝及铝合金焊件和焊丝表面的清洗铝及铝合金焊前，必须先清除油污，再清除

33、氧化膜。1.清洗油污一般采用汽油或丙酮、醋酸乙酯、松香水、四氯化碳等溶剂擦洗油污。2.清除氧化膜有机械清理和化学浸洗两种措施（1）机械清理用不锈钢丝轮、铜丝轮或刮刀清理。合用于焊缝质量规定不高、焊件尺寸大、不易用化学措施清理的焊件。（2）化学浸洗效率高，质量稳定，合用于中小型尺寸并成批生产的零件。五、铝及铝合金的钨极手工氩弧焊长处：保护效果好、电弧稳定、热量集中、焊缝成形美观及质量好。1.焊接接头和坡口形状尺寸表3-39。2.钨极手工氩弧焊电流一般采用交流电源。3.焊接规范的选择根据焊件厚度来选择焊接电流和相应的钨极直径。钨极伸出喷嘴的长度为34mm，喷嘴到焊件表面的距离为814mm，焊丝直径

34、一般为35mm。4.操作技术（1）焊接方向一般采用左向焊法（2）焊前检查检查焊件清洗状况，焊机、氩气皮管和冷却水系统与否正常。（3）焊丝、焊枪与焊件之间的相对位置规定焊枪运营平稳，送丝均匀，保持电弧稳定燃烧。（4）引弧采用高频或脉冲两种措施。（5）焊枪运营措施1）等速运营2）断续运营3）横向摆动4）纵向摆动（6）送丝措施断续点滴法和持续推送法（7）收弧一般采用引出板将弧坑引出焊件；中断或不能安引出板的，可采用添加焊丝填满弧坑或采用电流衰减法。六、铝及铝合金的钨极自动氩弧焊长处：生产率高，熔透深度大，焊缝平直美观，焊件质量可靠。1.焊件规范焊件电流比手工氩弧焊大，采用短弧焊件，电弧长度为36mm

35、，喷嘴口径和氩气流量比手工氩弧焊大，钨极伸出喷嘴长度为48mm，喷嘴到焊件表面距离为1014mm，焊丝直径为24mm，送丝速度根据焊件电流、熔池温度、焊缝成形选择，焊件速度根据焊件厚度和熔池温度而定。2.操作技术（1）引弧应用引弧器和应用钨棒引弧两种措施。（2）焊接1）对接缝自动焊有填充焊丝和不加填充焊丝两种2）环缝自动焊焊前必须进行对称定位焊，定位焊点规定熔透均匀，焊接受尾时，应使环缝重叠一定长度（2540mm）。七、铝及铝合金的熔化极氩弧焊1.焊接电源当选用细丝焊接时，一般采用平特性电源。粗丝时采用下降外特性电源。2.电弧特性熔滴过渡形式一般采用射滴和短路相混合的过渡形式，也称亚射流过渡。

36、3.焊接规范焊丝直径一定期，焊接电流尽量偏大，以达到亚射流过渡。焊接速度较高，以减小变形和提高生产率。焊丝伸出长度为1325mm。八、铝及铝合金的气焊合用于薄板（0.52.0mm）构件的焊接和铝铸件的补焊。1.焊前预热小件不预热。厚度不小于5mm及构造复杂的焊件，根据板厚和焊件构造形状，一般预热至200250。2.火焰的性质和能率一般采用氧乙炔焰，并选用中性焰或轻微碳化焰。焊嘴大小根据焊件厚度、坡口形式、焊接位置及焊工的技术水平而定。3.操作措施一般采用左向焊法；厚度不小于5mm时采用右向焊法。焊炬的运动形式有两种：一种是保持焊炬一定的高度，沿焊接方向移动；另一种是在焊炬向前移动时还做周期的上

37、下挑动。焊丝与焊炬的夹角为80100度。焊后进行清洗。九、铝及铝合金的焊条电弧焊一般只有在无气焊、氩弧焊场合或氩弧焊和气焊炬难以到位的场合，对板厚不小于2mm的状况下采用。操作时注意一下几点：（1）焊条使用前150烘干12小时。（2）板厚不不小于6mm可不开坡口，板厚612mm时开V形坡口，板厚不小于12mm时开X形坡口。（3）采用直流电源焊接，焊条接正极。（4）迅速焊接。第七节 铜及铜合金的焊接一、铜及铜合金的种类和性能常用的铜及铜合金有四种：纯铜，黄铜，青铜和白铜。1.纯铜纯铜是(Cu)不低于99.5 的工业纯铜，具有良好的导电性、导热性，良好的常温和低温塑性，以及对海水等的耐腐蚀性，纯铜

38、中的杂志如氧、硫、铋等都不同限度地减少纯铜的优良性能，增长材料的冷脆性和接头中浮现热裂纹的倾向。2.黄铜黄铜系铜和锌构成的二元合金，黄铜与纯铜强度、硬度和耐腐蚀能力都高，且具有一定塑性，能较好承受热加工和冷加工，(Zn)在 30 40 的黄铜具有相与少量的相，因而提高了强度、塑性、耐蚀性、但对焊接性不利。3.青铜铜合金不以锌或镍为重要元素，而加入锡、铝、硅等其她元素时，称为青铜，分别为锡青铜、铝青铜、硅青铜。4.白铜白铜是铜和镍的合金，具有较好的综合力学性能，易于焊接，不需预热。二、铜及铜合金的焊接性1.焊缝成形能力差（1）导热性强（2）流动性大2.焊缝和热影响区裂纹倾向大产生裂纹因素：（1）

39、铜的氧化（2）低熔点杂质（3）焊接应力和变形大3.气孔倾向严重产气愤孔的因素：（1）氢引起的扩散性气孔（2）氧的反映气孔（3）铜的自身特性4.接头性能下降因素:（1）合金元素的蒸发和烧损（2）焊缝及热影响区晶粒变粗（3）杂质和合金元素的渗入三、铜及铜合金焊接材料的选用1. 气体保护焊用焊丝铜薄板和中板焊接，使用气保焊逐渐取代气焊、焊条电弧焊，电极一般采用钍钨极(EWTh-2)。焊接纯铜，一般选用品有(Si) 0.5，(P) 0.15或(Ti) 0.3 0.5脱氧剂的无氧铜焊丝，如HSCu。焊接一般黄铜，采用无氧铜加脱氧剂的锡青铜焊丝，如HSCuSn。对高强度黄铜则采用青铜加脱氧剂的硅青铜焊丝或

40、铝青铜焊丝，如：HSCuAl、HSCuSi等。保护气体则选用氩气(Ar)或Ar+He(Ar+He混合比50/50或30/70)，采用Ar+He混合气体的较大长处是可以改善焊缝金属的润湿性，提高焊接质量。由于氦气保护时输入热量比氩气保护时大，故可减少预热温度。 2. 埋弧焊用焊丝与焊剂埋弧焊的特点是电热效率高，对熔池的保护效果好。大、中厚度铜焊件的焊接工艺与钢基本相似，可选用高硅高锰焊剂HJ431，但也许发生合金元素向焊缝过渡，对接头性能规定高的焊件宜选用HJ260、HJ150。焊丝则选用纯铜焊丝、青铜焊丝、焊接纯铜和黄铜。3.焊条焊条电弧焊用焊条分为纯铜、青铜两类，由于黄铜中的锌容易蒸发，因而

41、很少采用焊条电弧焊。纯铜焊条型号ECu为低氢型药皮，用于焊接脱氧或无氧铜构造件，在大气及海水中具有良好的耐腐蚀性。四、焊前准备1.焊前清理焊前对焊丝和焊件坡口两侧30mm范畴内的油脂、水分、金属氧化物进行清除。2.坡口形式采用对接接头、端接接头。五、纯铜的焊件技术焊接纯铜的措施有气焊、手工碳弧焊、手工电弧焊和手工氩弧焊等措施，大型构造也可采用自动焊。1.纯铜的气焊焊接纯铜较常用的是对接接头，搭接接头和丁字接头尽量少采用。气焊可采用两种焊丝，一种是具有脱氧元素的焊丝，如丝201、202；另一种是一般的纯铜丝和母材的切条，采用气剂301作助熔剂。气焊纯铜时应采用中性焰。2.纯铜的手工电弧焊在手工电

42、弧焊时采用纯铜焊条铜107，焊芯为纯铜（T2、T3）。焊前应清理焊接处边沿。焊件厚度不小于4毫米时，焊前必须预热，预热温度一般在400500左右。用铜107焊条焊接，电源应采用直流反接。焊接时应当用短弧，焊条不适宜作横向摆动。焊条作往复的直线运动，可以改善焊缝的成形。长焊缝应采用逐渐退焊法。焊接速度应尽量快些。多层焊时，必须彻底清除层间的熔渣。焊接应在通风良好的场合进行，以避免铜中毒现象。焊后应用平头锤敲击焊缝，消除应力和改善焊缝质量。3.纯铜的手工氩弧焊在纯铜手工氩弧焊时，采用的焊丝有丝201(特制纯铜焊丝)和丝202，也采用纯铜丝，如T2。焊前应对工件焊接边沿和焊丝表面的氧化膜、油等脏物都

43、必须清理干净，避免产气愤孔、夹渣等缺陷。清理的措施有机械清理法和化学清理法。对接接头板厚不不小于3毫米时，不开坡口；板厚为310毫米时， 开V型坡口，坡口角度为6070； 板厚不小于10毫米时，开X型坡口，坡口角度为6070；为避免未焊透，一般不留钝边。根据板厚和坡口尺寸，对接接头的装配间隙在0.51.5毫米范畴内选用。纯铜手工氩弧焊，一般是采用直流正接，即钨极接负极。为了消除气孔，保证焊缝根部可靠的熔合和焊透，必须提高焊接速度，减少氩气消耗量，并预热焊件。板厚不不小于3毫米时，预热温度为150300；板厚不小于3毫米时，预热温度为350500。预热温度不适宜过高，否则使焊接接头的机械性能减少

44、。尚有纯铜的碳弧焊，碳弧焊使用的电极有碳精电极和石墨电极。纯铜碳弧焊所用的焊丝和气焊时同样，也可用母材剪条，可用气焊纯铜的助熔剂，如气剂301等。六、黄铜的焊件技术黄铜焊接的措施有：气焊、碳弧焊、手工电弧焊和氩弧焊。1.黄铜的气焊由于气焊火焰的温度低，焊接时黄铜中锌的蒸发比采用电焊时少，因此在黄铜焊接中，气焊是较常用的措施。黄铜气焊采用的焊丝有：丝221、丝222和丝224等，这些焊丝中具有硅、锡、铁等元素，可以避免和减少熔池中锌的蒸发和烧损，有助于保证焊缝的性能和避免气孔产生。气焊黄铜常用的熔剂有固体粉末和气体熔剂两类，气体熔剂由硼酸甲脂及甲醇构成；熔剂如气剂301。2.黄铜的手工电弧焊焊接

45、黄铜除了用铜227及铜237外，也可以采用自制的焊条。黄铜电弧焊时，应采用直流电源正接法，焊条接负极。焊前焊件表面应作仔细清理。坡口角度一般不应不不小于6070，为改善焊缝成形，焊件要预热150250。操作时应当用短弧焊接，不作横向和前后摆动，只作直线移动，焊速要高。与海水、氨气等腐蚀介质接触的黄铜焊件，焊后必须退火，以消除焊接应力。3.黄铜的手工氩弧焊黄铜手工氩弧焊可以采用原则黄铜焊丝：丝221、丝222和丝224， 也可以采用与母材相似成分的材料作填充材料。焊接可以用直流正接，也可以用交流。用交流焊接时，锌的蒸发比直流正接时轻。一般焊前不用预热，只有板厚相差比较大时才预热。焊接速度应尽量快

46、。焊件在焊后应加热300400进行退火解决，消除焊接应力，以避免焊件在使用过程中裂缝。七、青铜的焊接技术1.锡青铜的焊接工艺（1）锡青铜气焊采用中性焰，火焰能率与碳钢气焊时基本相似。火焰的焰心与焊件表面的距离为710mm。焊后可采用焊缝锤击或退火解决，以消除内应力。（2）锡青铜焊条电弧焊采用T227焊条或专用焊条，焊前对铸件进行100200预热。操作工艺与纯铜相似。（3）锡青铜氩弧焊钨极氩弧焊采用直流正接，钨极烧损小，熔深大；采用直流反接时，可获得稳定的熔滴过渡和较高的焊丝熔化速度。锡青铜的导热性比黄铜稍大，焊接时采用较大的焊接电流和较低的焊接速度。2.铝青铜的焊接工艺（1）铝青铜的焊条电弧焊

47、焊条牌号为T237，采用直流反接，短弧焊接。只限于水平位置焊接，焊条不适宜做横向摆动，采用大电流。（2）铝青铜氩弧焊采用交流电源焊接，对于厚大的焊件需要150300预热。第八节 堆焊一、堆焊的特点堆焊是用焊接工艺在零件表面熔敷一层耐磨、耐热、耐腐蚀等特殊性能合金层的技术。堆焊目的：修复（恢复尺寸，延长使用寿命）；制造特殊表面性能的新零件。二、堆焊金属表面磨损的类型1.磨料磨损当硬质颗粒或表面粗糙物体（一般称为磨料如岩石、矿石、砂子、硬金属屑或颗粒、砂布、砂轮等）在压力的作用下，对金属表面进行显微切削，即产生了磨料磨损。2.冲击磨损金属受外来物体的冲击作用而引起的磨损称冲击磨损。一般和磨料磨损同

48、步浮现。冲击按金属表面所受应力的大小及导致损坏的状况分为三类：轻度冲击、中度冲击、重度冲击。3.金属间摩擦磨损是指金属与金属之间相对运动时，由于两接触面凹凸不平，引起表面金属变形，局部高温焊合而扯破式转移结合到另一表面的一种表面破坏形式。如轴、轴承、刀具、模具、制动轮、阀门密封面。4.腐蚀磨损金属受周边介质作用而引起的损坏称为腐蚀，涉及：化学腐蚀和电化腐蚀。5.气蚀磨损发生在零件与液体接触并在相对运动的条件下。三、堆焊合金材料及其选用堆焊合金材料分为：铁基、镍基、钴基、铜基及碳化钨等类型。1.堆焊合金材料的种类（1）低合金钢合金含量不不小于5，可分为珠光体和马氏体两类。（2）高铬马氏体钢含铬量

49、13左右，含碳量0.10.2。（3）铬镍奥氏体钢（4）高锰钢含碳量0.71.2、含锰1014。（5）热磨具钢和高速钢（6）碳化钨型（7）钴基、镍基合金2.堆焊金属材料的选用（1）堆焊金属应满足使用条件（2）堆焊金属应经济合理（3）堆焊金属的焊接性好四、堆焊工艺及堆焊材料形状1.堆焊工艺及特点多种熔熔焊都可以用于堆焊。2.焊接金属的形状常用的金属形状有：条状、丝状、带状、粉粒状及块状。五、焊条电弧堆焊1.焊条电弧堆焊的工艺要点（1）对的选用堆焊金属（2）减少熔深（3）避免堆焊层产生裂纹或剥落2.焊条电弧堆焊技术（1）根据不同规定选用焊条（2）焊前清理表面（3）焊条中心沿前一道焊缝边沿进行，且熔化

50、前一道焊缝的1/3-1/2宽度。（4）多层堆焊时第二层方向与第一层垂直（5）焊缝收尾不应有过深的弧坑3.热锻模的堆焊技术堆焊时要选用耐冷热疲劳性能优良的堆焊金属，如D337，D397焊条。焊前预热，焊后进行退火。4.高锰钢按如下规定进行（1）焊件不预热，焊接时迅速冷却。（2）温度不能高，采用短焊道、分散焊。（3）采用小电流，迅速焊。（4）每层堆焊后应立即锤击5.高速钢刀具的堆焊技术（1）焊前用汽油或四氯化碳清洗。（2）堆焊焊条经350高温烘干1-2小时。（3）焊前300-500预热。（4）严格保持短弧焊。（5）焊后立即炉内退火或在热的石棉灰中缓冷。6.耐高温腐蚀和磨损合金的堆焊技术（1）工作温

51、度低于450的铬不锈钢堆焊金属，采用D517焊条。（2）工作温度在450-580的奥氏体不锈钢堆焊采用D547。D547Mo焊条。（3）工作温度在650如下的钴基硬质合金堆焊，采用D812焊条。六、埋弧堆焊技术1.特点及应用范畴（1）与一般埋弧焊没有区别（2）无飞溅及电弧辐射。（3）需要预热、缓冷措施。（4）重要用于水平位置堆焊。2.堆焊用焊接材料焊丝、带极、焊剂。3.埋弧堆焊参数多采用直流反接电源，电弧电压30-35V，焊丝伸出长度去焊丝直径的8倍左右。4.埋弧堆焊的类型（1）单丝埋弧堆焊（2）多丝埋弧堆焊（3）带极埋弧堆焊选择上德教育的优势：1、培训工种享有政府补贴，苏州市城乡劳动者职业技

52、能培训定点单位；2、业余时间上课学习，不担误工作时间；3、名师教学，学以致用，押题精确，一次性通过率高；4、零基本起学，学会为止；5、给学员提供更好的服务态度。苏州上德教育提供专业培训考证服务：苏州考安监局特种作业操作证IC卡（电工作业：安装，维修，值班，实验电工，仪表电工，低压电工，高压电工指（高压运营，进网作业），焊工：电焊，气焊，氩弧焊，二氧化碳保护焊（二保焊），手工电弧焊，埋弧焊，电阻焊，电渣焊。高空作业：登高架设作业，高处安装、维护、拆除作业。空调制冷：制冷安装维修）苏州考建设厅特殊工种项目（建筑电工、建筑焊工、司索信号工、架子工、塔吊司机、塔吊装拆工、施工升降机司机、施工升降机装拆

53、工、物料提高机司机、物料提高机司机装拆工、高处作业吊篮安装拆卸工、建筑混凝土操作工、桩机操作工、建筑施工现场场内机动车司机（叉车、装载机、翻斗车、推土机、挖掘机、压路机、平地机、沥青机）苏州考人社局资格证技工（钳工（装配、机修）、焊工、维修电工、冷作钣金工、砌筑工、混凝土工、钢筋工、架子工、防水工、绿化工、抹灰工、油漆工、木工、管工、园林园艺师、智能楼宇管理师、面点师、育婴师）苏州考公共营养师（公共营养师3级公共营养师2级）苏州考心理征询师（心理征询师3级心理征询师2级）苏州考人力资源管理师（人力资源管理师3级人力资源管理师2级）苏州考物流师（助理物流师3级物流师2级）、苏州考造价员、苏州考安全员、苏州考八大员（土建施工员、设备安装施工员、市政工程施工员、装饰装修施工员（新增）、土建质量员、设备安装质量员、市政工程质量员、机械员、材料员、资料员、劳务员（新增）、实验员、城建档案管理员）苏州考助理工程师、苏州考中级工程师、苏州考高档工程师、您给我们信任，我们给您惊喜！