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1、材料成型基础焊接 焊接冶金过程和电焊条 焊接接头的组织和性能 焊接变形和焊接应力第二节 熔焊过程和焊接质量返回主页材料成型基础焊接一、熔焊冶金过程和电焊条一、熔焊冶金过程和电焊条O2 2O 发生氧化反应，焊缝性能降低；发生氧化反应，焊缝性能降低；N2 2N 高温熔入液态金属，冷却后形成气孔；高温熔入液态金属，冷却后形成气孔；H2O 2H+O形成气孔，产生氢脆。形成气孔，产生氢脆。1 1、熔焊的冶金过程、熔焊的冶金过程 空气中的空气中的O2、N2、H2O在电弧的作用下：在电弧的作用下：保证焊缝质量措施：保证焊缝质量措施：减少有害元素进入熔池减少有害元素进入熔池消除已进入熔池的有害元素，增加金属元
2、素消除已进入熔池的有害元素，增加金属元素材料成型基础焊接作电极传导电流，产生电弧作电极传导电流，产生电弧作填充金属（调整成分）作填充金属（调整成分）机械保护作用机械保护作用(气体和熔渣气体和熔渣)冶金处理（熔渣）冶金处理（熔渣）改善焊接工艺性（引弧容易燃烧稳定）改善焊接工艺性（引弧容易燃烧稳定）2 2、电焊条、电焊条 焊条的组成焊条的组成: :焊芯的作用：焊芯的作用：药皮的作用：药皮的作用：专用焊接专用焊接金属丝金属丝由多种矿石粉由多种矿石粉铁合金配成铁合金配成材料成型基础焊接碳钢焊条碳钢焊条低合金钢焊条低合金钢焊条不锈钢焊条不锈钢焊条铸铁焊条铸铁焊条堆焊焊条堆焊焊条镍和镍合金焊条镍和镍合金焊
3、条铜和铜合金焊条铜和铜合金焊条铝和铝合金焊条铝和铝合金焊条酸性焊条酸性焊条（SiO2、MnO等）等）碱性焊条碱性焊条（CaO、FeO等等） 焊条的种类、型号与牌号焊条的种类、型号与牌号种种类类按用途分按用途分按熔渣性质分按熔渣性质分材料成型基础焊接 焊条的型号：焊条的型号：碳钢焊条碳钢焊条 (GB5117-85): E 4 3 0 3 , E 5 0 1 5 , E 5 0 1 6 .药皮类型（酸、碱），电流种类药皮类型（酸、碱），电流种类焊接位置（平、横、立、仰）焊接位置（平、横、立、仰）抗拉强度抗拉强度 430 430 MPaMPa焊条焊条 焊条牌号（结构钢焊条）：焊条牌号（结构钢焊条）：
4、 J422 ( E4303 ) , J507 (E5015) , J506 (E5016)材料成型基础焊接3、碱性焊条和酸性焊条的特性机械性能好（韧性高，抗裂性好）；机械性能好（韧性高，抗裂性好）；焊接工艺性能差；（用直流电）焊接工艺性能差；（用直流电）对油污、锈、水敏感性大；（清洗、烘干）对油污、锈、水敏感性大；（清洗、烘干）排出有毒烟尘排出有毒烟尘 H F 。（通风良好）。（通风良好）碱性焊条：碱性焊条：酸性焊条与碱性焊条相反酸性焊条与碱性焊条相反材料成型基础焊接4、焊条的选用不绣钢、耐热钢焊条不绣钢、耐热钢焊条 按相同成分选择焊条按相同成分选择焊条结构钢焊条结构钢焊条 按等强原则选相同强
5、度等级焊条按等强原则选相同强度等级焊条焊缝和母材具有相同水平焊缝和母材具有相同水平 的使用性能。的使用性能。选用原则选用原则：例：例：16 Mn ,抗拉强度抗拉强度520 Mpa , 可选用可选用E5003 (J502), E5015 (J507), E5016 (J506)材料成型基础焊接二、焊接接头的组织和性能1焊缝区（熔化区）焊缝区（熔化区）2熔合区（半熔化区）熔合区（半熔化区）3热影响区热影响区4母材母材1、低碳钢焊接接头的组成：、低碳钢焊接接头的组成：低碳钢低碳钢焊接接焊接接头的组织头的组织材料成型基础焊接过热区（过热区（1100 1100 ）组织粗大，机械性能很低）组织粗大，机械性
6、能很低, ,正火区（正火区（AcAc3 311001100）晶粒细小，机械性能高，）晶粒细小，机械性能高，部分相变区（部分相变区（AcAc1 1AcAc3 3）晶粒不均匀，机械性能低。）晶粒不均匀，机械性能低。 焊缝的组织和性能焊缝的组织和性能 熔合区的组织和性能熔合区的组织和性能 热影响区的组织和性能热影响区的组织和性能铸态组织，性能可以达到要求。铸态组织，性能可以达到要求。成分不均匀，组织粗大，机械性能很低。成分不均匀，组织粗大，机械性能很低。可见，熔合区、过热区是接头中性能最差的薄弱的部可见，熔合区、过热区是接头中性能最差的薄弱的部位，会严重影响焊接接头的质量。位，会严重影响焊接接头的质
7、量。材料成型基础焊接2、影响焊接接头性能的因素焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）焊接方法（热源不同、保护效果不同）焊接方法（热源不同、保护效果不同）焊接工艺（焊接电流、电压、速度）焊接工艺（焊接电流、电压、速度）焊后热处理（正火后细化晶粒）焊后热处理（正火后细化晶粒）材料成型基础焊接三、焊接变形和焊接应力造成焊件的尺寸、形状变化；造成焊件的尺寸、形状变化；矫正变形会使性能降低，成本增加；矫正变形会使性能降低，成本增加；焊接应力会降低承载能力；焊接应力会降低承载能力；引起焊接裂纹；引起焊接裂纹；应力衰减会产生变形。应力衰减会产生变形。1 1、焊接变形和残余应力的不利影响材料
8、成型基础焊接2、焊接变形和残余应力产生原因 在焊接过程中，对焊件进行局部的在焊接过程中，对焊件进行局部的不均匀加不均匀加热热，会产生焊接应力和变形。下图为平板对接，会产生焊接应力和变形。下图为平板对接焊缝的应力和变形过程示意图焊缝的应力和变形过程示意图.材料成型基础焊接3、焊接变形的基本形式材料成型基础焊接焊前预热及焊后热处理；焊前预热及焊后热处理；选择合理的焊接次序；选择合理的焊接次序；刚性固定法；刚性固定法；反变形法；反变形法；锤击焊缝法；锤击焊缝法；采用机械矫正和火焰矫正。采用机械矫正和火焰矫正。 4 4、减少焊接应力与变形的工艺措施减少焊接应力与变形的工艺措施材料成型基础焊接反反变变形形刚刚性性固固定定法法焊接顺序焊接顺序材料成型基础焊接 用于塑性用于塑性好，没有淬硬好，没有淬硬倾向的钢倾向的钢 。 用于塑性好的用于塑性好的低碳钢和普通合金低碳钢和普通合金钢钢 。机械矫正与火焰矫正机械矫正与火焰矫正
