常用的焊接方法

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1、第二节：常用熔焊方法  4焊接质量及其控制──焊接质量首先应保证焊接接头的质量4.1焊接接头的金属组织与性能焊接接头是由相互联系，而在组织和性能上又有区别的两部分所组成，即焊缝区和焊接热影响区。4.1.1焊缝金属：由熔池冷却凝固后形成4.1.1.1组织和性能：熔池冷凝后为铸态组织，在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。结晶示意图如图5-2-6：5-2-6焊缝金属结晶示意图（a）正在结晶（b）结晶结束焊缝金属的性能一般不低于母材的性能（因其化学成分控制严格，且可通过渗合金调整焊缝化学成分），但易产生裂纹。4.1.2焊接热影响区：指焊缝两侧

2、因焊接热作用而发生组织性能变化的区域。低碳钢的热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区（如图6-2-7）图6-2-7低碳钢焊接接头组织变化示意图4.1.2.1熔合区，又称半熔化区，是焊缝与母材的交界区。加热温度：1490～1530℃（固、液相线之间）组织：（未熔化但因过热而长大的）粗晶组织和（部分新结晶的）铸态组织。特点：该区很窄，组织不均匀，强度下降，塑性很差，是产生裂纹及局部脆断的发源地。4.1.2.2过热区：紧靠熔合区加热温度：1100℃～1490℃（1100℃～固相线）组织：粗大的过热组织。特点：宽度为1～3mm，塑性和韧性下降。焊接刚度大的结构时，该

3、区易产生裂纹。4.1.2.3正火区：紧靠着过热区加热温度：850℃～1100℃（AC3至1100℃）组织：均匀细小的铁素体和珠光体组织（近似于正火组织）特点：宽度约1.2～4.0mm，力学性能优于母材。4.1.2.4部分相变区：加热温度：AC1～AC3之间组织：F+P（F粗、细不均）---{相变的F，变细小未相变的F，变粗大特点：部分组织发生相变，晶粒不均匀，力学性能差。在热影响区中，熔合区和过热区的性能最差，产生裂纹和局部破坏的倾向也最大，是焊接接头中机械性能最差的薄弱部位，热影响区宽度愈窄愈好──因宽度↑→焊缝V冷↓→晶粒粗大，变形↑4.1.3影响焊接接头性能的

4、因素──主要为影响热影响区的因素（1）焊接材料{温度高低热量是否集中保护措施如何（2）焊接方法棗（3）焊接工艺（4）焊后热处理（5）接头形式、工件厚度、施工环境等4.1.4提高焊接接头质量的措施：（1）合理的选用焊接方法和焊接规范棗减少热影响区的影响焊接方法：优先采用手工电弧焊、气保焊、埋弧焊等，少用气焊和电渣焊等焊接规范：小直径焊条（或焊丝）、小电流、快速焊、多层焊等。（2）焊前预热、焊后热处理棗细化晶粒，清除硬化组织（3）加强对焊缝金属的保护。4.2焊接应力与变形：4.2.1焊接变形和残余应力的不利影响：焊接变形{1.影响工件形状、尺寸精度2.影响组装质量3.增

5、大制造成本———矫正变形费工、费时4.降低承载能力———变形产生了附加应力　焊接应力{1.降低承载能力2.引起焊接裂纹，甚至脆断3.在腐蚀介质中，产生应力腐蚀裂纹4.引起变形4.2.2焊接变形和应力的产生原因：根本原因：对焊件进行的不均匀加热和冷却，如图6-2-8　焊接应力{焊接加热时，焊缝区受压力应力（因膨胀受阻，用符号“-”表示）          远离焊缝区手拉应力（用符号“+”表示）焊后冷却时，焊缝受拉应力（因收缩受阻），远离焊缝区受压应力焊接变形：当焊接应力超过金属σs时，焊件将产生变形焊接应力和焊接变形总是同时存在，不会单独存在，当母材塑性较好，结构刚度

6、较小时，焊接变形较大而应力较小；反之，则应力较大而变形较小。4.2.3焊接变形的控制和矫正：4.2.3.1焊接变形的基本形式，如图6-2-9如图6-2-9常见的焊接残余变形的类型1、2---纵向收缩量3---横向收缩量4、5---角变形量f---挠度（1）收缩变形：即焊件沿焊缝的纵向和横向尺寸减少，是由于焊缝区的纵向和横向收缩引起的。如图5-2-9a（2）角变形：即相连接的构件间的角度发生改变，一般是由于焊缝区的横向收缩在焊件厚度上分布不均匀引起的。如图5-2-9b（3）弯曲变形：即焊件产生弯曲。通常是由焊缝区的纵向或横向收缩引起的。如图5-2-9c（4）扭曲变形：

7、即焊件沿轴线方向发生扭转，与角焊缝引起的角度形沿焊接方向逐渐增大有关。如图5-2-9d（5）失稳变形（波浪变形）：一般是由沿板面方向的压应力作用引起的。如图5-2-9e4.2.3.2控制焊接变形的措施（1）设计措施（详见焊接结构设计）尽量减少焊缝的数量和尺寸，合理选用焊缝的截面形状，合理安排焊缝位置──尽量使焊缝对称或接近于构件截面的中性轴（以减少弯曲变形）。如图6-2-10图6-2-10焊缝位置安排（2）工艺措施①反变形法：即焊前使构件产生与焊接残余变形方向相反的变形，使焊后变形相互抵消。如图6-2-11图6-2-11反变形法示例a)预置反变形b）塑性预弯反变