钢材焊接工艺常识

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1、机械制造基础金工教研室制造科学与工程学院2005年春季学期第四讲：焊接工艺常识©2004金工教研室机械制造基础第四讲：焊接工艺常识焊接工艺永久性连接起源于一次世界大战后（凡尔赛公约）现代工业的基础工艺造船、航空、锅炉、化工、机械、汽车基本焊接方法电弧焊：属于熔化焊其他焊接方法：压力焊、钎焊©2004金工教研室机械制造基础本讲内容一、电弧焊工艺常识二、焊条电弧焊三、特种焊接工艺方法四、金属材料的焊接性五、焊接结构设计六、连接技术©2004金工教研室机械制造基础一、电弧焊工艺常识1、焊接电弧气体介质中导电现象©2004金工教研室机械制造基础焊接电弧的热量热量来

2、源于阳极43％阴极36％弧柱21％热量扩散65％～85％加热熔化金属其余散失在电弧周围飞溅的金属液©2004金工教研室机械制造基础2、正接和反接温度：阳极：2600K阴极：2400K电弧中心：6000K－8000K直流焊接正接法：工件温度高反接法交流焊接：两极温度均为2500K引弧电压：50－90V电弧电压：16－35V©2004金工教研室机械制造基础3、焊接接头的组织与性能焊接工件上温度的变化与分布©2004金工教研室机械制造基础焊接接头组织低碳钢焊缝焊接热影响区©2004金工教研室机械制造基础4、焊缝从熔池底向中心凝固各个方向凝固速度不同柱状铸态组织铁

3、素体＋少量珠光体杂质集中在焊缝中心，影响焊缝质量©2004金工教研室机械制造基础焊缝的热影响区1－融合区0.1~1mm，关键2－过热区脆性比融合区更大3－正火区力学性能优于母材4－部分相变区比正火区稍差不同焊接方法热影响区宽度不同焊后正火改善接头性能©2004金工教研室机械制造基础5、焊接应力与变形极不平衡的热循环过程应力分布规律先冷受压，后冷受拉©2004金工教研室机械制造基础消除焊接应力提高母材塑性避免焊缝交叉避免焊缝过宽过长合理焊接顺序先焊短焊缝后焊长焊缝预热焊件、振动焊缝焊后退火©2004金工教研室机械制造基础焊接变形收缩变形角变形弯曲变形扭曲变形

4、波浪变形©2004金工教研室机械制造基础防止焊接变形减小焊接应力提高结构刚度对称焊缝分布焊前反变形©2004金工教研室机械制造基础防止焊接变形合理焊接操作平衡温度分布利用变形©2004金工教研室机械制造基础防止焊接变形焊后校正©2004金工教研室机械制造基础二、焊条电弧焊焊条电弧焊过程药皮燃烧：电弧周围气体：CO2、CO、H2熔池中熔渣，冷却形成渣壳保护熔池中的熔化金属©2004金工教研室机械制造基础1、电焊条焊芯导电和填充焊缝焊接用钢丝低碳钢、合金结构钢、不锈钢药皮焊接过程顺利进行焊缝化学成分、力学性能©2004金工教研室机械制造基础焊条药皮作用提高电弧

5、燃烧的稳定性防止空气对熔化金属的有害作用对熔池脱氧、加入合金元素保证焊缝金属的化学成分和力学性能稳弧、造气、造渣、脱氧、合金、稀渣、粘接原料种类原料名称作用稳弧剂碳酸钾、碳酸钠、长石、大理石、钛白粉、钠水玻璃、钾水玻璃改善引弧性能、提高电弧燃烧的稳定性造气剂淀粉、木屑、纤维素、大理石造成一定量的气体，隔绝空气，保护焊接熔滴与熔池造渣剂大理石、长石、萤石、菱苦石、锰矿、钛铁矿、粘土、钛白粉、金红石造成具有一定物理化学性能的熔渣，保护焊缝，碱性渣中的CaO可脱硫、磷©2004金工教研室机械制造基础焊条药皮的作用©2004金工教研室机械制造基础焊条种类按化学成分

6、分成七大类碳钢、低合金钢、不锈钢、堆焊、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金焊条型号E4303：E碳钢焊条43：焊缝抗拉43kgf/mm20：(0/1)全位置焊接、(2)平焊、(4)向下立焊03：3、4为组合表示焊接电流种类和药皮类型，03为钛钙型药皮、交流或直流©2004金工教研室机械制造基础焊条种类焊条牌号J422、J507J：结构钢焊条（奥氏体不锈钢A、铸铁Z）42：抗拉强度等级MPa（50、55、60、70、80）2：药皮和电流种类©2004金工教研室机械制造基础焊条种类按熔渣性质酸性焊条酸性氧化物比碱性氧化物多适合各种电源、易操作、电弧稳定、成本低焊缝塑

7、性韧性差、不宜用于重要构件碱性焊条焊缝塑性韧性好、抗冲击能力强要求直流电源、操作性差、电弧不够稳定、价格高，适于重要构件©2004金工教研室机械制造基础焊条选用原则选择依据：根据焊件化学成分、力学性能、抗裂性、耐腐蚀耐高温性能结构形状、受力情况、焊接设备条件低碳钢和低合金钢构件：根据强度（两构件强度较低者为准）酸性/碱性：根据重要性铸铁：碱性焊条和适当工艺（预热）不锈钢和耐热钢：特殊、专用焊条©2004金工教研室机械制造基础2、埋弧焊埋弧焊演示©2004金工教研室机械制造基础埋弧焊特点大电流（1000A）、生产率高焊接质量高且稳定节约金属热量集中、可无坡口

8、、无焊条头、飞溅少改善劳动条件无弧光、烟雾自动化程度高工艺装备复杂