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1、湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 第十三章第十三章常用金属材料的常用金属材料的焊接接湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 问题：零件零件零件零件结结构材料不同，其构材料不同，其构材料不同，其构材料不同，其焊焊接性不同。接性不同。接性不同。接性不同。为为了保了保了保了保 证焊证焊接接接
2、接质质量，那又如何来考量，那又如何来考量，那又如何来考量，那又如何来考虑虑其其其其焊焊接技接技接技接技术术呢呢呢呢？要解决要解决这一一问题，请注意以下三个要点：注意以下三个要点： 1 1）确定零件）确定零件）确定零件）确定零件结结构材构材构材构材料，正确配用料，正确配用料，正确配用料，正确配用焊焊材材材材2 2）分析材料）分析材料）分析材料）分析材料焊焊接接接接特点和缺陷特点和缺陷特点和缺陷特点和缺陷倾倾向向向向3 3）制定）制定）制定）制定焊焊接工接工接工接工艺艺方案，方案，方案，方案，规规范操作技范操作技范操作技范操作技术术湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Departm
3、ent of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 一、低碳钢焊接uu低碳低碳钢焊钢焊接性很好。一般的接性很好。一般的焊焊接方法都可以采用。接方法都可以采用。uu母材大都母材大都选选用用 Q235Q235钢钢。uu根据不同根据不同焊焊接方法配接方法配选焊选焊条、条、焊丝焊丝或或焊剂焊剂。uu焊焊接工接工接工接工艺艺与技与技与技与技术术：1 1 1 1、清除接口油、清除接口油、清除接口油、清除接口油污污、水分，、水分，、水分，、水分，烘干烘干烘干烘干焊焊条、条、焊剂焊剂。22、对对于厚度大的零件，于厚度大的零件，为为防止
4、防止裂裂裂裂纹倾纹倾向，建向，建向，建向，建议议采用采用采用采用焊焊前前前前预热预热，不宜快冷。，不宜快冷。，不宜快冷。，不宜快冷。 预热预热温度温度温度温度为为100100100100150150150150。湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 汽汽车冲冲焊结构采用低碳构采用低碳钢，主要用，主要用点点焊和和MIGMIG焊等等焊接方法，接方法，焊接性好。一般从效率上接性好。一般从效率上考考虑较多。生多。生产线上多数用机器人操作。上多数用机
5、器人操作。焊接机器人焊接机器人湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 中碳中碳中碳中碳钢钢又称又称又称又称调质钢调质钢，含，含，含，含碳量碳量碳量碳量为为0.6 0.6 ，主，主，主，主要用作要用作要用作要用作轴轴、杆、杆、杆、杆、轮轮及重及重及重及重载载零件。零件。零件。零件。 高碳高碳高碳高碳钢钢的含碳量的含碳量的含碳量的含碳量0.6 0.6 ，一般作，一般作，一般作，一般作为为高硬度、高耐高硬度、高耐高硬度、高耐高硬度、高耐磨件的材料。
6、磨件的材料。磨件的材料。磨件的材料。二、中、高碳钢焊接 它它它它们们的共同特点是的共同特点是的共同特点是的共同特点是焊焊接性不好。接性不好。接性不好。接性不好。 表表表表现现在什么地方呢？大家来在什么地方呢？大家来在什么地方呢？大家来在什么地方呢？大家来讨论讨论一下。一下。一下。一下。湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 中、高碳钢焊接中的主要问题是易在热影响区内形成硬脆的马氏体组织，冷、热裂纹敏感性强烈，也容易产生气孔和出现软化点。 怎么
7、办？1 1）清除接口油清除接口油清除接口油清除接口油污污、水分，烘、水分，烘、水分，烘、水分，烘干干干干焊焊条、条、焊剂焊剂，减少外界，减少外界氢氢的侵入。的侵入。2 2）焊焊前前前前预热预热，控制冷却速度，控制冷却速度，控制冷却速度，控制冷却速度，抑制，抑制，抑制，抑制马马氏体相氏体相氏体相氏体相变变。3 3）采用低）采用低）采用低）采用低氢焊氢焊条条条条 。减小。减小。减小。减小线线能能能能量量量量输输入。入。入。入。4)4)4)4)焊焊后后后后缓缓冷或后冷或后冷或后冷或后热热等。等。等。等。湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials
8、 Department of Materials EngineeringEngineering uu合金合金结结构构钢钢中含有中含有较较多的合金元素，碳当量大，多的合金元素，碳当量大，焊焊接性不好接性不好接性不好接性不好。焊焊接中的主要接中的主要接中的主要接中的主要问题问题依然是冷、依然是冷、依然是冷、依然是冷、热热裂裂裂裂纹纹敏感性和敏感性和敏感性和敏感性和热热影响区性能的脆化。影响区性能的脆化。影响区性能的脆化。影响区性能的脆化。uu合金合金结结构构钢钢的的焊焊接工接工艺艺要点建要点建议为议为： 1 1、减少、减少、减少、减少焊焊接材料中的合金成分含量，控制含碳接材料中的合金成分含量，控制
9、含碳接材料中的合金成分含量，控制含碳接材料中的合金成分含量，控制含碳量量量量在最低范在最低范在最低范在最低范围围内内内内 ，只要求力学性能与母材匹配。，只要求力学性能与母材匹配。，只要求力学性能与母材匹配。，只要求力学性能与母材匹配。 2 2）焊焊前前前前预热预热，控制冷却速度，抑制，控制冷却速度，抑制，控制冷却速度，抑制，控制冷却速度，抑制马马氏体相氏体相氏体相氏体相变变。 3 3）保持一定的）保持一定的）保持一定的）保持一定的焊焊接接接接层间层间温度。温度。温度。温度。焊焊后后后后缓缓冷。冷。冷。冷。4444）及）及）及）及时时回火回火回火回火热处热处理，消除内理，消除内理，消除内理，消除
10、内应应力，减小力，减小力，减小力，减小脆性。脆性。脆性。脆性。三、合金三、合金结构构钢的的焊接接湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 对对不不锈钢锈钢与耐与耐热钢热钢的的焊焊接，不接，不仅仅有力学性能要求有力学性能要求，还还要有物理化学性能的要求，比如耐腐要有物理化学性能的要求，比如耐腐蚀蚀或高温抗或高温抗氧化性等。氧化性等。四、不四、不锈钢与耐与耐热钢的的焊接接 不不锈钢锈钢与耐与耐热钢热钢中主要合金成分是高中主要合金成分是高CrCr、高
11、、高NiNi。 焊焊接接时时会遇到什么麻会遇到什么麻烦烦呢？呢？ 主要主要主要主要问题还问题还是冷、是冷、是冷、是冷、热热裂裂裂裂纹纹敏感性、敏感性、敏感性、敏感性、热热影响区性能脆影响区性能脆影响区性能脆影响区性能脆化以及晶化以及晶化以及晶化以及晶间间腐腐蚀蚀等等。湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 对不不锈钢与耐与耐热钢零件，怎么零件，怎么焊？uu一般一般焊接方法都可以用于接方法都可以用于焊不不锈钢。TIGTIG焊用于用于焊不不锈钢薄
12、板。但薄板。但焊耐耐热钢则有所不有所不同。同。uu实施小施小电流、低流、低电压、窄、窄焊缝、快速、快速焊。uu焊前前严格清除油格清除油污、尘土、水分等。坡口土、水分等。坡口必必须整整齐光滑。光滑。uu对奥氏体奥氏体不锈钢，一般焊前不前不预热，焊后后不不热处理。理。uu焊接耐接耐热钢时，可要依据其种，可要依据其种类和合金成和合金成分的不同而分的不同而选择不同的不同的焊接方法和工接方法和工艺。湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 铸铁不好不好焊
13、接！一般只用于接！一般只用于焊补。是何道理呢？是何道理呢？ 大家可以从大家可以从焊后后组织、裂、裂纹倾向、向、热影响影响区性能区性能变化等方面来共同分析。化等方面来共同分析。 （参（参见教材教材P439） 焊接方法和工接方法和工艺，在此就不作具体，在此就不作具体讨论了。了。五、五、铸铁的的焊接接湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 随着汽随着汽随着汽随着汽车轻车轻量化的深入和航空、航天工量化的深入和航空、航天工量化的深入和航空、航天工量化的
14、深入和航空、航天工业业的的的的发发展，展，展，展，铝铝及及及及铝铝合金构件的合金构件的合金构件的合金构件的焊焊接已越来越受到人接已越来越受到人接已越来越受到人接已越来越受到人们们的高的高的高的高度重度重度重度重视视。铜铜及及及及铜铜合金的合金的合金的合金的焊焊接也不容分接也不容分接也不容分接也不容分说说。堆。堆。堆。堆焊焊在机在机在机在机械制造和械制造和械制造和械制造和维维修中得到广泛修中得到广泛修中得到广泛修中得到广泛应应用。用。用。用。 下面重点介下面重点介下面重点介下面重点介绍绍三个三个三个三个问题问题：六、非六、非铁金属的金属的焊接接铝及及铝合金的合金的焊接接铜及及铜合金的合金的焊接接
15、金属材料的堆金属材料的堆焊湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 讨论：铝铝及及铝铝合金的合金的焊焊接性基于接性基于铝铝的物理化学性能的物理化学性能 与氧的与氧的亲亲和力和力强强，线线膨膨胀胀系数大，系数大，导热导热性好。性好。 这样这样，在，在焊焊接中会接中会带带来一些来一些问题问题。1 1、铝及及铝合金的合金的焊接接什么问题呢？主要是： 1 1）液）液态态下溶下溶氢氢量大。凝固量大。凝固时氢时氢在在铝铝中的溶解中的溶解度又陡然下降，最容易
16、形成晶度又陡然下降，最容易形成晶间针间针孔。孔。 2 2）焊缝焊缝中出中出现热现热裂裂纹纹。 3 3）接）接头强头强度和耐腐度和耐腐蚀蚀性降低。性降低。湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 如何解决？如何解决？ 1）常用交流常用交流常用交流常用交流TIGTIGTIGTIG焊焊和和和和MIGMIGMIGMIG焊焊。 2 2）采用同）采用同质焊丝质焊丝。 3 3）焊焊前清洗，去氧化皮，前清洗，去氧化皮，清除油清除油污污、水分。、水分。44）焊时
17、焊时尽量减小尽量减小热输热输入。入。焊焊后后针对针对不同合金种不同合金种类类和成分适当采取和成分适当采取时时效或自然效或自然时时效效处处理。理。湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 被焊铜件多系纯铜，又称之为紫铜。铜合金包括黄铜、青铜和白铜。白铜为铜镍合金。2 2、铜及及铜合金的合金的焊接接湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials En
18、gineeringEngineering 铜的的焊接具有什么接具有什么难点呢？点呢？1 1 1 1）接接接接头难头难以熔合，易以熔合，易以熔合，易以熔合，易变变形。因形。因形。因形。因铜铜的的的的热导热导率大，散率大，散率大，散率大，散热热快，当快，当快，当快，当热输热输入量不入量不入量不入量不够时够时，接，接，接，接头头就就就就难难以熔合。以熔合。以熔合。以熔合。铜铜的的的的线线收收收收缩缩率是率是率是率是铁铁的两倍，的两倍，的两倍，的两倍，焊焊接接接接应应力相当大。力相当大。力相当大。力相当大。2 2 2 2）焊缝焊缝中容易出中容易出中容易出中容易出现热现热裂裂裂裂纹纹，由低熔点共晶，由低
19、熔点共晶，由低熔点共晶，由低熔点共晶（Cu+CuCu+CuCu+CuCu+Cu2 2 2 2O O O O）引起。）引起。）引起。）引起。 3 3 3 3）焊缝焊缝中易中易中易中易产产生气孔。主要生气孔。主要生气孔。主要生气孔。主要还还是是是是氢氢气。气。气。气。4 4 4 4）接接接接头头力学性能和力学性能和力学性能和力学性能和导电导电性降低。性降低。性降低。性降低。湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 铜件要怎么焊才能保证质量？uu对焊
20、接方法使用的局限性不太明接方法使用的局限性不太明显。主要。主要根据根据产品尺寸、板厚和生品尺寸、板厚和生产效率来考效率来考虑。uu焊接接时，在，在焊接材料中加入一些脱氧接材料中加入一些脱氧剂，如如铜焊粉等。粉等。uu焊厚大件厚大件时，预热温度稍高。温度稍高。uu焊前前应对焊件、件、焊材材严格清理，去除油格清理，去除油污、尘土、水分等。土、水分等。焊材要烘干。材要烘干。湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 在零件表面熔敷一在零件表面熔敷一在零
21、件表面熔敷一在零件表面熔敷一层层特性金属，使之具有特性金属，使之具有特性金属，使之具有特性金属，使之具有高硬度、高高硬度、高高硬度、高高硬度、高强强度、耐磨、耐度、耐磨、耐度、耐磨、耐度、耐磨、耐热热和耐和耐和耐和耐蚀蚀等高等高等高等高贵贵性能，性能，性能，性能，并保持零件本体的良好塑性和并保持零件本体的良好塑性和并保持零件本体的良好塑性和并保持零件本体的良好塑性和韧韧性。性。性。性。3 3、金属材料的堆、金属材料的堆焊 这只能用只能用堆堆焊的方法去的方法去解决。解决。粉末粉末火焰火焰喷涂涂层零件表面零件表面喷涂射流涂射流喷嘴嘴氧气氧气氧乙炔气氧乙炔气氧乙炔焰氧乙炔焰堆焊湖北汽车工业学院材料工
22、程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 堆堆焊方法有好多种：方法有好多种：氧乙炔焰堆氧乙炔焰堆焊埋弧堆埋弧堆焊单丝多多丝带极极串串联湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 双丝等离子弧堆焊湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of
23、 Materials EngineeringEngineering 粉末火焰粉末火焰喷涂涂等离子弧等离子弧喷涂涂湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 根据零件不同使用要求去根据零件不同使用要求去根据零件不同使用要求去根据零件不同使用要求去选选用！用！用！用！ 1 1） 低碳低合金低碳低合金低碳低合金低碳低合金钢质钢质堆堆堆堆焊焊合金，用以恢复零件尺寸。合金，用以恢复零件尺寸。合金，用以恢复零件尺寸。合金，用以恢复零件尺寸。 易加工，抗裂性好
24、。易加工，抗裂性好。易加工，抗裂性好。易加工，抗裂性好。 2 2） 中碳中碳中碳中碳钢质钢质堆堆堆堆焊焊合金合金合金合金（0.6 C0.6 C）。）。）。）。属于属于属于属于马马氏体氏体氏体氏体钢钢。 耐磨性好。有一定裂耐磨性好。有一定裂耐磨性好。有一定裂耐磨性好。有一定裂纹倾纹倾向。堆向。堆向。堆向。堆焊焊前前前前预热预热250 250 350 350 。 3 3） 高碳低合金高碳低合金高碳低合金高碳低合金钢质钢质堆堆堆堆焊焊合金合金合金合金（1.0 1.0 C C）。）。）。）。也也属属属属 于于于于马马氏体氏体氏体氏体钢钢。耐磨性好，堆。耐磨性好，堆。耐磨性好，堆。耐磨性好，堆焊层焊层硬
25、度高达硬度高达硬度高达硬度高达60HRC60HRC。 易出易出易出易出现热现热、冷裂、冷裂、冷裂、冷裂纹纹。堆。堆。堆。堆焊焊前前前前预热预热350 350 400 400 。 4 4） 碳化碳化碳化碳化钨钨。耐磨料磨。耐磨料磨。耐磨料磨。耐磨料磨损损性能最好。性能最好。性能最好。性能最好。 5 5） 钴钴基堆基堆基堆基堆焊焊合金。含合金。含合金。含合金。含CoCo、CrCr、WW、 C C 。又称。又称。又称。又称“ “司太司太司太司太立立立立” ” （StelliteStellite）合金。有很高的耐腐）合金。有很高的耐腐）合金。有很高的耐腐）合金。有很高的耐腐蚀蚀性和抗氧化性和抗氧化性和
26、抗氧化性和抗氧化性。高性。高性。高性。高 温下抗蠕温下抗蠕温下抗蠕温下抗蠕变变。 如何如何选用堆用堆焊合金材料？合金材料？湖北汽车工业学院材料工程系湖北汽车工业学院材料工程系Department of Materials Department of Materials EngineeringEngineering 复复习题1 1 1 1）对对比分析低碳比分析低碳比分析低碳比分析低碳钢钢、中、高碳中、高碳中、高碳中、高碳钢钢和合金和合金和合金和合金结结构构构构钢钢的的的的 焊焊接性。接性。接性。接性。2 2）说说明中、高碳明中、高碳明中、高碳明中、高碳钢钢和合金和合金和合金和合金结结构构构构钢钢
27、的的的的焊焊接工接工接工接工艺艺和操和操和操和操 作技作技作技作技术术要点。要点。要点。要点。3 3）说说明不明不明不明不锈钢锈钢与耐与耐与耐与耐热钢热钢的的的的焊焊接性和接性和接性和接性和焊焊接工接工接工接工艺艺特点。特点。特点。特点。4 4）为为什么什么什么什么铸铁铸铁不好不好不好不好焊焊接？接？接？接？请进请进行具体分析。行具体分析。行具体分析。行具体分析。5 5）分析非）分析非）分析非）分析非铁铁金属的金属的金属的金属的焊焊接性和接性和接性和接性和焊焊接工接工接工接工艺艺要点。要点。要点。要点。6 6）简简述堆述堆述堆述堆焊焊的的的的实实用意用意用意用意义义、方法和合金材料。、方法和合金材料。、方法和合金材料。、方法和合金材料。
