常用金属材料的焊接分析.ppt

金属材料的焊接碳钢的焊接低碳钢可以用各种焊接方法进行焊接。

应用最广泛的：焊条电弧焊、埋弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等。

熔焊法焊接结构钢时，焊接材料及工艺的选择主要应保证焊接接头与工件材料等强度。

焊条电弧焊焊接一般低碳钢结构，可选用E4313(J421)、E4303(J422)、E4320(J424)焊条。
焊接动载荷结构、复杂结构或厚板结构时，应选用E4316(J426)、E4315(J427)或E5015(J507)焊条。

埋弧焊时，一般采用H08A或H08MnA焊丝配焊剂431进行焊接。二、中、高碳钢的焊接
中碳钢含碳量在0.25％～0.6％之间。随着含碳量的增加，淬硬倾向越加明显，焊接性逐渐变差。实际生产中，主要是焊接各种中碳钢的铸件与锻件。

中碳钢的焊接特点：
(1)热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹。
中碳钢属淬火钢，热影响区金属被加热超过淬火温度区段时，受工件低温部分的迅速冷却作用，势必出现马氏体等淬硬组织。
当焊件刚性较大或工艺不当时，就会在淬火区产生冷裂纹，即焊接接头焊后冷却到相变温度以下或冷却到室温后产生裂纹。

(2)焊缝金属产生热裂纹倾向较大。二、中、高碳钢的焊接
中碳钢含碳量在0.25％～0.6％之间。随着含碳量的增加，淬硬倾向越加明显，焊接性逐渐变差。实际生产中，主要是焊接各种中碳钢的铸件与锻件。

中碳钢的焊接特点：
(1)热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹。
(2)焊缝金属产生热裂纹倾向较大。
焊接中碳钢时，因工件基体材料含碳量与硫、磷杂质含量远远高于焊芯，基体材料熔化后进入熔池，使焊缝金属含碳量增加，塑性下降，加上硫、磷等杂质的存在，焊缝及熔合区在相变前就可能因内应力而产生裂纹。焊接前：
焊接中碳钢构件，焊前必须进行预热，使焊接时工件各部分的温差小，以减小焊接应力，同时减慢热影响区的冷却速度，避免产生淬硬组织：
一般情况下，35钢和45钢的预热温度可选为150～250℃。结构刚度较大或钢材含碳量更高时，预热温度应再提高些。

焊接后：
由于中碳钢主要用于制造各类机器零件，焊缝一般有一定的厚度，但长度不大：
焊接中碳钢多采用焊条电弧焊。
厚件可考虑采用电渣焊，但焊后要进行相应的热处理。焊条选择
焊接中碳钢焊件，应选用抗裂能力较强的低氢型焊条：
要求焊缝与工件材料等强度时，可根据钢材强度选用E5016(J506)、E5015(J507)、E6016－D1(J606)、E6015－D1(J607)焊条。
若不要求等强度时，可选用E4315(J427)型强度低些的焊条，以提高焊缝的塑性。

不论用哪种焊条焊接中碳钢件，均应选用细焊条、小电流，开坡口进行多层焊，以防止工件材料过多地熔入焊缝，同时减小焊接热影响区的宽度。高碳钢的焊接：
特点：
高碳钢的焊接特点与中碳钢基本相似。由于含碳量更高，焊接性变得更差。

工艺：
进行焊接时，应采用更高的预热温度、更严格的工艺措施。

应用：
实际上，高碳钢的焊接一般只限采用焊条电弧焊进行修补工作。耐热钢和不锈钢的焊接奥氏体型不锈钢：Cr，Ni元素含量较高，C含量低
焊接性良好，焊接时一般不需要采取工艺措施。
焊条、焊丝和焊剂的选用应保证焊缝金属与母材成分类型相同
采用小电流、快速不摆动焊，焊后加大冷速
接触腐蚀介质的表面应最后施焊
铁素体型不锈钢
热影响区中的铁素体晶粒易过热粗化
焊前预热温度应在150℃以下
采用小电流、快速焊等工艺，以降低晶粒粗大倾向。
马氏体型不锈钢：
焊后淬硬倾向大，易出现冷裂纹
焊前预热温度200~400℃
焊后要进行热处理，否则应选用奥氏体不锈钢焊条合金结构钢的焊接焊接结构中，用得最多的是低合金结构钢，又称低合金高强钢。其焊接特点如下：

(1)热影响区的淬硬倾向

低合金结构钢焊接时，热影响区可能产生淬硬组织，淬硬程度与钢材的化学成分和强度级别有关。钢中含碳及合金元素越多，钢材强度级别越高，则焊后热影响区的淬硬倾向越大。

如300MPa级的09Mn2、09Mn2Si等钢材的淬硬倾向很小，其焊接性与一般低碳钢基本一样。
350MPa级的Q345(即16Mn)钢淬硬倾向也不大，但当实际含碳量接近允许上限或焊接参数不当时，过热区也完全可能出现马氏体等淬硬组织。

强度级别较大的低合金钢，淬硬倾向增加，热影响区容易产生马氏体组织，硬度明显增高，塑性和韧度则下降。焊接结构中，用得最多的是低合金结构钢，又称低合金高强钢。其焊接特点如下：

(2)焊接接头的裂纹倾向

随着钢材强度级别的提高，产生冷裂纹的倾向也加剧。影响冷裂纹的因素主要有三个方面：

焊缝及热影响区的含氢量；
热影响区的淬硬程度；
焊接接头的应力大小。

对于热裂纹，由于我国低合金结构钢系统其含碳量低，且大部分含有一定的锰，对脱硫有利。因此产生热裂纹的倾向不大。根据低合