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1、4.3 常用金属材料的焊接,4.3.1 材料的焊接性 焊接性是材料在限定的施工条件下焊成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。1.材料焊接性的影响因素:（1）材料的化学成分：1）在FeC合金中，随含C量的增加，焊接性下降；2）非铁合金的焊接性一般均较差。,（2）焊接方法:,同种材料采用不同的焊接方法，材料的焊接性差别很大。采用埋弧焊、等离子弧焊、激光焊等方法时，焊接性较好。例如：焊接难熔金属，异种材料时，若采用手工电弧焊、气体保护焊等较困难，但采用等离子弧焊、激光焊等可获得良好的接头。（3）焊接材料:指焊条、焊丝、焊剂和气体等。例如：选用碱性焊条，焊缝力学性能比选用酸性焊条要高。,（
2、4）焊接结构类型:焊件结构越复杂或板厚越大，焊接性就越差。（5）服役要求（使用要求）:焊接使用要求不高时，焊接性好些。2.焊接性的评价:（1）估算法：1）碳当量法：即把钢中合金元素（包括碳）的含量按其作用换算成碳的相当含量，作为评价钢材焊接性的一种参考指标。,国际焊接学会推荐的公式：,式中 碳当量（）；（）、（）碳、锰等相应成分的质量分数（）。,A U T S,CE值愈大，焊接性愈差。CE0.4%时，焊接性能良好。淬硬、冷裂倾向不大，不需特殊的工艺措施。CE=0.4%0.6%时，焊接性能较差。淬硬、冷裂倾向明显，需一定的工艺措施。（焊前预热、焊后缓冷）CE0.6%时，焊接性能很差。淬硬、冷裂倾
3、向严重，需严格的工艺措施。（焊前较高温度的预热，焊后缓冷并进行去应力退火）,2）冷裂纹敏感系数法PW,考虑了板厚、焊缝氢量的影响。,式中 Pw_冷裂纹敏感系数；(C)、(Mn)等_碳、锰等相应成分的 质量分数(%)；,H_100克焊缝金属中扩散氢的含量(Ml)；h _材料板厚(mm)。防止裂纹要求的最低预热温度Tp：Tp=1440Pw-392（）Pw值越大（反映材料焊接性差），预热温度Tp越高。（2）焊接性试验：即评定母材焊接性的试验。如焊接裂纹试验接头、力学性能试验、接头耐腐蚀性能试验等。,常用金属材料的焊接性能,（续表）,4.3.2 常用金属材料的焊接,1.碳钢的焊接低碳钢的焊接 低碳钢的
4、.，焊接性良好应用：一般的工程结构和强度要求不高的机器零件中碳钢的焊接：中碳钢的一般为.，焊接性较差，焊接接头易产生淬硬组织和裂纹,改善焊接性的措施：,预热和后热；选用低氢型焊条或碱度较多的焊剂；使用小电流、低速焊和多层焊；焊后应当立即进行热处理。高碳钢的焊接：高碳钢的.，焊接性更差。措施：采用更高的预热温度和更严格的工艺措施。应用：工具、模具的修补。,低合金钢结构,强度级别低的低合金钢的焊接当S=295390Mpa，CE0.4%时，焊接性较好。强度级别较高的低合金钢的焊接：当S=440540Mpa，CE：0.40.6%时，焊接性较差。采取措施：预热和后热采用碱性焊条碱度较高的焊剂 焊后需进行
5、去应力退火或高温回火,耐热钢的焊接：,焊接性一般均较差措施：焊前清理；预热和后热；选用低氢型焊条或碱度较高的焊剂；焊后热处理。,.不锈钢的焊接：,焊接性一般均较差。措施：采用高纯焊接材料；选用高碱度焊剂或低氢型焊条；焊接时须采用热量集中的焊法、小的热输入、低的层间温度，以减少热影响区的受热程度；焊后热处理。,铸铁的焊接：,焊接时易产生裂纹、白口及淬硬组织，故焊接性较差。需采取一定的工艺措施。常用的焊接方法有：异质焊缝冷焊：即选用焊缝为非铸铁型组织的焊条；以防止出现白口组织和裂纹。常用焊条电弧焊，通常不预热。应用：纯镍铸铁焊条仅用于机床导轨面；碳钢铸铁焊条只能用于焊补铸铁件的非加工面。,同质焊缝
6、热焊：,即选用焊缝为铸铁型的焊条或焊丝，焊前将铸件整体或局部预热至550650，且焊时温度不低于400。常用焊条电弧焊和气焊，焊后需去应力退火。优点：有效地防止白口、淬硬组织及裂纹，接头切削加工性好。缺点：成本高，生产效率低，劳动条件差。应用：用于形状复杂、刚性大且焊后需切削加工的重要铸件。,非铁金属的焊接,铝及铝合金工业纯铝和非热处理强化的变形铝合金，焊接性较好。可热处理强化变形铝合金和铸造铝合金，焊接性较差。焊接的主要困难：极易生成熔点高、密度大的氧化物使焊缝产生未熔合或夹渣缺陷；易产生内应力、变形和裂纹；,易使焊缝产生气孔；所含的低沸点合金元素焊接时极易蒸发、烧损；铝的热导率和热容量大，焊接时热损失大等。焊接时注意事项：尽量选用能量集中的强热源；焊丝成分一般应与母材相同或相近；焊前清理焊丝和焊件；板厚较大或气温较低时需预热。,铜及铜合金:,焊接性较差。主要困难:易引起热裂纹；易生成气孔；易引起内应力、变形和裂纹；易产生未熔合、未焊透等缺陷。注意事项:熔焊时焊丝成分一般应于母材成分相近；焊接热输入宜大，必要时进行去应力退火。,
