金属材料焊接教学课件作者王现荣2.ppt

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1、第2章碳素钢的焊接2.1认识碳素钢2.2低碳钢的焊接2.3中碳钢的焊接2.4高碳钢的焊接返回2.1认识碳素钢一、碳素钢材分类碳素钢的种类多，分类方法一也多。1.按钢中的碳含量分类①低碳钢ωC<0.25%。②中碳钢0.25%≤0.60%。③高碳钢ωC>0.60%。2.按钢的用途分类(1)碳素结构钢主要用于制造机械零件和工程结构，一般属于低、中碳钢。下一页返回2.1认识碳素钢(2)碳素工具钢主要用于制造各种加工工具，如刃具、量具和模具，般属于高碳钢。3.按钢的质量等级分类其主要是根据钢中S,P等杂质元素的含量分，可分为如下几类(1)普通质量碳素钢ωS≤0.

2、045%，ωP≤0.045%(2)优质碳素钢ωS≤0.040%，ωp≤0.040%(3)高级优质碳素钢ωS≤0.030%，ωP≤0.030%4.按冶炼方法分按冶炼方法可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。其中，转炉钢又可分为氧气转炉钢和碱性空气转炉钢。上一页下一页返回2.1认识碳素钢5.按钢材脱氧程度的不同分按钢材脱氧程度的不同可分为沸腾钢、半镇静钢和镇静钢。二、碳素钢的牌号、性能及应用1.普通碳素结构钢普通碳素结构钢含碳量较低，有害杂质和非金属夹杂物较多，但因易于冶炼，价格低、工艺性好，性能基本能满足一般工程构件的要求，因而在工程上用量很大，这种钢一般不用热

3、处理或热处理较简单，可直接切削加工后使用。普通碳素结构钢一般在热轧空冷状态下使用。普通碳素结构钢以屈服强度表示钢的牌号，冠以字母“Q;，有Q195、Q215、Q235、Q255及Q275几种，以钢中的杂质元素S、P含量的高低来划分质量等级。上一页下一页返回2.1认识碳素钢GB700-88对普通碳素结构钢牌号表示如图2-1所示。2.优质碳素结构钢优质碳素结构钢主要用于制造各种机械零件，要求能满足机械零件承受动载荷的要求，一般这类钢都要经过热处理，以提高其机械性能。优质碳素结构钢中S、P的含量较低，杂质一也少，按含碳量范围可分为以下三种。(1)低碳钢塑性、

4、韧性、焊接性好，主要用于轧制薄板、钢带、型钢、钢丝等，其中08F用于冲压件，15、20、20Mn用做渗碳钢，可制造表层硬度高，心部强度要求不高的渗碳件。上一页下一页返回2.1认识碳素钢(2)中碳钢(0.25%≤ωC≤0.60%)强度比低碳钢高，塑性韧性比低碳钢低，经过调质处理后可用于制造轴类零件，其中45钢应用最)’一。(3)高碳钢(ωC>0.60%)有较高的强度、硬度和耐磨性，多用于生产易磨损件和弹簧等。优质碳素结构钢的牌号以两位数表示含碳量的万分数，钢中含锰量较高(ωMn0.8%~1.2%)时，则在数字后加Mn。3.专门用途碳素结构钢与焊接关系密切

5、的专门用途碳素结构钢的化学成分见表2-1。上一页返回2.2低碳钢的焊接一、低碳钢的成分特点与焊接性低碳钢中碳的质量分数较低，硅、锰含量又较少，强度不高，塑韧性好。通常情况下，不会因焊接而引起严重的硬化组织和淬火组织，焊接接头的塑性和冲击韧度一也很好，焊接性良好。焊接时一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必进行热处理。但在以下情况时，低碳钢焊接时也会出现问题。(1)低碳钢母材成分不合格当含碳量过高(接近上限)，硫、磷含量过高，焊接时也可能出现裂纹。(3)采用旧冶炼方法生产的低碳转炉钢这种钢的氮含量高，杂质较多，冷脆性和时效敏感性大，焊接接头质量低，

6、焊接性较差。下一页返回2.2低碳钢的焊接(3)低碳沸腾钢此类钢脱氧不完全，硫、磷等杂质局部偏析较大，时效敏感性、冷脆敏感性和热裂纹倾向较大，因而一般不宜用作承受动载或严寒(-20℃)工作的重要焊接结构。(4)焊接方法选择不当当采用大线能量焊接时，容易使焊接热影响区的粗晶区晶粒过于粗大，从而降低接头的冲击性能。二、低碳钢的焊接工艺1.焊接方法低碳钢焊接性良好，几乎可以选择所有的焊接方法，并能保证焊接接头的良好质量。例如，焊条电弧焊、埋弧焊、氢弧焊、二氧化碳气体保护焊、药芯二氧化碳气体保护焊、电渣焊、等离子弧焊、电阻焊、摩擦焊和钎焊等。上一页下一页返回2.

7、2低碳钢的焊接2.焊接材料低碳钢焊接时选择焊接材料应遵循等强匹配的原则，一也就是根据母材强度等级及工作条件来选择焊接材料。表2-3列出了焊接低碳钢常用的焊接材料。3.低碳钢施焊工艺要点低碳钢焊接一般不需要特殊的工艺措施。但在对工件厚度较大或环境温度较低的低碳钢结构进行焊接时，会因冷速加快而导致接头裂纹倾向增加。因此，在寒冷冬天焊接刚性大的结构时，应当引起注意，焊缝有可能产生裂纹，焊接时应采取相应的工艺措施。①焊前预热，焊接时保持道间温度。预热温度可根据实践经验和试验结果确定，不同产品的预热温度有所不同，见表2-4。上一页下一页返回2.2低碳钢的焊接②采

8、用低氢或超低氢型焊接材料，使用前经过350℃~400℃烘干1h。③定位焊时加大电流，减慢焊速，