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1、h目录1.异种钢的焊接-21.1异种钢焊接接头的焊接性-22焊接工艺的确定- 52.1 焊接材料的选择- 52.2 焊接方法的选择-62.3焊接方法介绍-63材料焊接性分析-104焊接工及参数选择-114.1 手工电弧焊-114.2 埋弧焊-125焊接工艺流程-135.1钢材的矫正-13 5.2放样，划线与号料-135.3下料-135.4装配焊接-146焊接质量检验-167本课题研究的意义及目的-20参考文献-21hh1. 异种钢焊接1.1 异种钢焊接接头的焊接性1.主要物理性能 由于两种材料的熔点密度导热性都不同，线膨胀系数晶格参数也有所差异，因此在焊接这两种金属时对选择可行的焊接方法，合理
2、的焊接工艺有较大的影响。异种材料电磁性相差较大时，则使焊接电弧不稳定，焊缝成形不好甚至形成不了焊缝。2.异种钢的焊接性 焊接异种钢通常要比焊接同种钢困难。因为，除了金属本身的物理化学性能对焊接性的影响之外，两种钢的差异会在更大程度上影响它们的焊接性。(1)物理性能的差异：两种材料物理性能的差异主要是指熔化温度、线膨胀系数、热导率和比电阻等的差异，将影响焊接的热循环过程、结晶条件，降低焊接接头的质量。当异种材料热物理性能的较大差异会使熔化情况不一致时，就会给焊接造成一定的困难；线膨胀系数相差较大时，会造成接头较大的焊接残余应力和变形，易使焊缝和热影响区产生裂纹。异种材料电磁性相差较大时，则使焊接
3、电弧不稳定，焊缝成形不好甚至形成不了焊缝。(2)结晶化学性能的差异：结晶化学性能的差异主要是指晶格的类型、晶格参数、原子半径原子的最外层电子结构等的差异，也就是通常所说的“冶金学上的不相容性”两种被焊金属在冶金学上是否相容，取决于他们在液态和固态时的互溶性以及这两种材料在焊接过程中是否产生金属间化合物（脆性相）。hh研究表明能够形成连续固溶体的一种材料具有良好的焊接性，有限的溶解度有时会形成金属间化合物或使饱和固溶体的剩余成分析出，从而降低接头的性能。这时因为焊接互溶性有限的两种金属或合金时，能否防止裂纹的产生主要取决于结晶条件材料的相变性质以及状态。(3)材料的表面状态：材料的表面状态是很复
4、杂的，表面氧化层（氧化膜）、结晶表面层情况、吸附的氧离子和空气分子、水、油污、杂质等的状态，都直接影响到异种材料的焊接性。此外，焊接一种材料时，必定会产生一层成分、组织及性能与母材不同的过渡层，过渡层的性能会给焊接接头的整体性能带来重大的影响；过大的融合比，会增加焊缝的稀释率，使过渡层更加明显；焊缝金属与母材的化学成分相差越大，熔池内金属越不容易充分混合，过渡层越明显，熔池内金属液态存在的时间越长，越容易混合均匀。焊接异种材料时需要采取相应的焊接工艺措施来控制过渡层，来保证接头的性能4。3.异种金属焊接接头特点 异种金属材料焊接接头和同种金属焊接接头的本质差异和特点，在于熔敷金属两侧焊接热影响
5、区和母材有如下诸方面的不均匀性。(1)化学成分的不均匀性：由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成分有明显的差别。随着焊缝形状、母材厚度、焊条药皮或焊剂、保护气体种类的不同，焊接熔池的行为也不一样。因而。母材的融化量也随之而不同。熔敷金属与母材融化区得化学成分由于相互稀释也将发生变化。由此可见，异种金属焊接接头各区域化学成分的不均匀程度，不仅取决于母材和填充金属材料各自的原始成分，同时也随焊接工艺而变化。例如异种金属施焊是所用的焊接电流要尽量小，熔深要浅则受稀释的影响就小。(2)组织的不均匀性：由于焊接热循环的作用，焊接接头各区域的组织也不同，而且，往往在局部的地方相当复杂的组织结构。金属焊接接头中焊
6、缝区的组织结构，组织的不均匀性，决定于母材填充材料的化学成分，同时也与焊接方法、焊道层次、焊接工艺以及焊后热处理过程有关。(3)性能的不均匀性：焊接接头各区域化学成分和组织的差异，带来了焊接接头力学性能的不同，焊接接头各区域的强度、硬度、塑形、韧性都有很大的差别，有时在35各晶粒的范围内，显微镜硬度出现成倍的变化。在焊缝两侧的热影响区，其冲击值甚至有几倍只差。高温下的蠕变极限和持久强度也会因成分和组织的不同，相差极为悬殊。物理性能对焊接接头影响最大的因素有热膨胀系数和热导率，它们的差异决定着焊接接头在高温下的使用性能。hh(4)应力场分布的不均匀性：这是因为接头各区域具有不同的塑形决定的；另外
7、，材料导热性的差异，将引起焊接热循环温度场的变化，也是残余应力分布不均匀的因素之一。由于异种金属焊接接头各区域热膨胀系数不同，接头在正常使用条件下，因温度循环而出现在界面上的附加热应力，其分布也不均匀，甚至还会出现应力高峰，从而成为焊接接头断裂的重要原因。总之，对于异种金属焊接接头来说，成分、组织、性能和应力场得不均匀性，是其表现的主要特征5。4.异种金属焊接接头金相组织特点： 焊接过程中，焊接接头各部分经过了不同的热循环，因而所得组织各异。组织的不同，导致机械性能的变化。对焊接接头进行金相组织分析，是对接头机械性能鉴定的不可缺少的环节。 焊接接头的金相分析包括宏观和显微分析两个方面。宏观分析
8、的内容为：观察与分析焊缝成形，焊缝金属结晶方向和宏观缺陷等。显微分析是借助于放大100被以上的光学金相显微镜或电子显微镜进行观察，分析焊缝的结晶形态，焊接热影响区金属的组织变化，焊接接头的微观缺陷等。 焊接接头由焊缝金属、熔合区、焊接热影响区组成。焊缝金属的结晶形态与焊接热影响区得组织变化，不仅与焊接热循环有关，也和所用的焊接材料和被焊接材料偶密切关系5。(1)焊缝金属由熔池冷却凝固后形成组织和性能，熔池凝胡为铸态组织，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。焊缝金属的性能一般不低于母材的性能，但易产生裂纹。当结晶速度及温度梯度不变时，随着金属溶质浓度的提高浓度过冷
9、增加，从而使金属的结晶形态由平面晶变为胞状晶胞状树枝晶，树枝状晶及等轴晶。当合金成分一定时，结晶速度越快，浓度过冷越大，结晶形态由平面晶发展到胞状晶、树枝状晶、最后为等轴晶。焊缝的结晶形态除了受被焊金属成分的影响外，还与焊接速度、焊接电流、板厚和接头形式等工艺因素有关。(2)熔合区紧邻焊缝的母材与焊缝交界处的金属称为熔合区或半熔化区。焊接时，该区金属处于局部熔化状态，加热温度在固液相温度区间。在一般熔化焊的情况下，此区仅有23个晶粒的宽度甚至在显微镜下也难以辨认。但是，它对焊接接头的强度、塑性都有很大影响。hh熔合区组织由（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。该区很窄，
10、组织并不均匀，强度下降，塑性很差，是产生裂纹及局部脆断的发源地。 (3)焊接热影响区由于焊接热影响区受热的瞬时性，即升温速度快、高温停留时间短及冷却速度快，使得与扩散有关的过程都难于进行，从而影响到组织转变的过程及进行的程度，由此出现了等温过程和热处理过程的组织转变明显不同的特点。焊接加热组织转变向高温推移，它是由奥氏体化过程的性质决定的，当钢中含有碳化物形成元素时，由于它们的扩散速度慢，而且本身还阻止碳的扩散因而明显减慢了奥氏化得进程，促使转变温度升得更高。奥氏体均质化程度降低、部分晶粒严重长大。焊接冷却过程组织转变向低温推移、可形成非平衡组织，这也是因为奥氏体向铁素体和珠光体转变是由扩散过
11、程控制的结果。马氏体转变临界冷速发生变化。焊接热影响区的各部分组织与性能决定于母材的成分、状态以及该处所受的焊接热循环、应力、应变。材料有没有重结晶对还接热循环反应不同。因此，形成焊接热影响区也不同6。5.影响异种钢焊接的主要因素：(1)异种金属的熔点相差越大，越难进行焊接;(2)异种金属的线膨胀率越大，越难进行焊接；(3)异种金属的热导率和比热相差越大，越难进行焊接；(4)异种金属的电磁性相差越大，越难进行焊接；(5)异种金属的氧化性越强，越难进行焊接；(6)异种金属之间形成金属间化合物越多，越难进行焊接；(7)异种金属焊接时焊缝和母材不易达到等强7。综上所诉，焊接异种金属及其合金时，只有合理选用焊接方法和填充材料，并合理的制定焊接工艺和采取特殊的措施，才能获得优质的焊接接头。hh2 焊接工艺的确定2.1.焊接材料的选择选择焊接材料的一般原则(1)保证焊接接头的使用性能，即保证焊缝金属与基本金属具有良好的机械性能和综合性能。(2)保证焊缝金属具有一定的致密性（没有气孔、夹杂或有单个小气孔与夹杂，但数量在单位长度内不超过额定值）。(3)焊接接头应该具有良好的工艺性能，即在接头区内不出现热裂纹
