焊接的基本知识培训讲学

焊接的基本知识第四部分:钢材的焊接碳钢的焊接：一.低碳钢的焊接及热处理工艺1. 低碳钢的焊接特点:(1).可装配成各种不同的接头,适应各种不同位置的施焊,焊接工艺和技术比较简单,容易握。

(2).焊前一般不需要预热。

(3).塑性较好,焊缝产生裂缝和气孔的倾向较小,可制造大型的构架及受压容器。

(4).不需要使用特殊和复杂的设备,对焊接电源没有特殊要求,交直流弧焊机都可焊接。

(5).焊接溶池可能受到空气中氧和氮的侵袭,使焊缝金属氧化和氮化。

焊缝中有氧化亚铁的在可能引起热裂缝。

此外,焊接沸腾钢时由于硫合磷的影响,裂缝倾向更大一些。

2.焊接工艺:低碳钢几乎可以采用所有的焊接方法进行焊接,并都能保证焊接接头的良好质量。

用最好的焊接方法是手工电弧焊、埋弧自动焊及二氧化碳气体保护焊等。

3.焊后注意事项:低碳钢的焊接,焊后一般不需要进行热处理。

但当工件较厚或工件刚性很大,同时对接头性能的要求又高时,则在焊后进行回火热处理。

例如锅炉汽包,及时采用象20g 和22g等焊接性能良好的低碳钢板材,在焊后仍要进行600-650℃的回火热处理。

4.焊接实例：(1).母材: 20# Q235-A(2).焊条: E4303(J422) 焊条直径：Φ3.2mm烘干温度: 150℃恒温1.5小时后，降至100℃恒温，使用前放入焊条保温筒随用随取。

(3).焊接设备: 交、直流弧焊机;(4).焊接电流: (100-140)A ，焊条直径:Φ3.2mm。

焊缝层数: 单道多层焊。

(5).焊前准备工作及焊接注意事项：a.用磨光机磨出坡口的同时，清理焊口内外附近100mm范围内的油、锈、水等杂质。

b.焊接过程中，工件不得受风、雪、雨的直接侵袭。

c.每焊完一层焊道时，要彻底清除熔渣，并进行仔细检查无缺陷后，才可继续焊下一层。

二、中碳钢的焊接1. 中碳钢的焊接特点:(1).热影响区容易产生低塑性的淬硬组织。

含碳量越高,板厚越大,•这种淬硬倾向越大。

焊件刚度较大和焊条选用不当时,容易产生冷裂纹。

(2).焊缝金属的含碳量比较高容易产生热裂纹。

2. 焊接工艺:(1).尽可能选用碱性低氢焊条。

当焊接接头的强度不要求与基本金属相等时,•应选用强度较低的碱性低氢焊条,如J422。

J427等。

特殊情况下,可采用铬镍不锈钢焊条焊接或焊补中碳钢。

其特点是焊前不需要预热。

如A402。

A407。

A302。

A307(2).预热预热是焊接中碳钢的主要工艺措施。

一般情况下35#、45#(包括铸钢)预热温度可选用150-250℃ ,•含碳量再高或因刚度和厚度很大，裂纹倾向大时可将预热温度提高到250-400℃。

(3).焊接要点:a.焊条使用前要按规定烘干。

b.焊接第一层焊缝时,尽量采用小电流、慢焊速,焊后注意保温,•使焊件缓慢冷却。

C.在焊接中可以采用轻敲焊缝表面的方法,以减少焊件残余应力,细化晶粒。

d.每层焊缝应清理干净,特别是雾状飞溅很牢的附着在焊缝周围,影响焊接质量,必需铲除。

e.焊接时最好采用直流反接,以减少金属飞溅及焊缝中的气孔。

f.如焊件几何形状复杂或焊缝过长,可分成若干小段,分段跳焊,•使其热量分部崐均匀。

g.如第一层焊缝出现裂纹,应降低焊速,及时排除裂纹,重新焊接。

收尾时,•电弧慢慢拉长，将溶池添满,防止收尾处裂缝。

三、高碳钢的焊接1. 焊接特点:(1).高碳钢焊件通常是处于热处理状态。

一般高碳钢不用于制造焊接结构,其焊接大多属于焊补或堆焊。

对于承受大震动负荷的焊接构件,一般不用高碳钢。

高碳钢焊接时产生裂纹的倾向比较大。

焊缝脆弱,接头强度低。

2. 焊接工艺:(1).选用含碳量低于高合金钢的高强度低合金钢焊条,使焊缝金属含碳量降低。

•目前多采用J857或J857Gr等焊条。

焊接前,焊条在350-400℃温度下烘烤一小时,使用前放入焊条保温桶随用随取。

(2).焊前应清理焊接坡口处的脏物。

如焊件厚度大于10mm。

可在300-500℃预热。

(3).为了防止热影响区金属组织硬化,焊接时要降低焊接速度使溶池缓冷。

•也可以采用多层焊接,使后焊的焊缝部分的经过前一焊缝的硬化区,使之回火。

(4).定位焊应用小直径焊条焊透。

受尾时必需将弧坑焊满。

(5).焊后,焊件应在600-700℃进行回火处理,以消除应力,固定组织防止裂纹,•改善焊缝的性能。

合金钢的焊接一、低合金结构钢的焊接1. 焊接特点:(1).低合金结构钢的重要特点是热影响区有比较大的淬硬倾向。

为了避免淬硬,焊接时必需控制焊接电弧的线能量(2).焊接接头的冷裂纹随着钢材强度等级的提高,冷裂倾向加剧。

冷裂倾向主要发生在高强度厚板中。

2. 16Mn 16MnR焊接材料应选用J502.J507 J502焊条。

3. 焊接实例：(1).焊接材料：母材：16Mn，焊条：E5015(J507)Φ3.2mm烘干温度: (350--400)℃恒温 2小时后降至100℃保温。

使用前放入焊条保温筒随用随取。

(2).焊接设备：直流弧焊机；接头方式：直流反接法。

(3).工艺参数：a.焊接电流：（100--130）A;b.焊缝层数: 单道多层焊。

要求每一层焊层要薄, 每焊完一层用小锤轻轻敲击焊缝及热影响区, 消除焊接应力。

(4).焊接热处理：a.焊前，用火焰将已磨好坡口的焊缝周围 200mm范围内，加热至150℃，同时进一步将未清除干净的油、锈等杂质清除干净。

b.每焊接完一个接头，立即用氧乙炔火焰将焊接接头及其周围加热至(200--250)℃，用石棉布等保温材料进行保温缓冷，进行消氢热处理。

二、低合金珠光体耐热钢的焊接1. 珠光体耐热钢的特性:•• •珠光体耐热钢一般使用于350-550℃之间,和普通碳素钢相比,有两个特殊性能:一是高温强度(又叫抗热性)二是高温抗氧化性(又叫热稳定性)(1).高温强度影响耐热钢高温强度大小的主要因素是它的成分。

钼本身的溶点很高,因而能显著提高金属的高温强度,所以珠光体铬钼耐热钢都含有钼。

(2).高温抗氧化性铬不仅能提高钢材的高温抗氧化性,•还可以提高钢材高温耐腐崐蚀性。

所以珠光体铬钼耐热钢中都含有铬。

同时铬钼耐热钢中常加入一些钒、钨、铝崐、硼等元素,其目的都是为了提高高温强度。

2.铬钼耐热钢焊接铬钼钢焊接有明显的淬硬倾向,常常导致焊缝的热影响区发生裂纹。

珠光体耐热钢发生裂缝除因为焊缝区组织硬化外,氢的扩散也是一个原因。

要减少裂缝的危险,就应该对焊件预热缓冷,焊条应采用低氢型的,并且焊后要缓冷。

常用耐热钢焊条的选用如下:3.铬钼耐热钢焊接要点:(1).预热预热是焊接铬钼钢的最重要的措施。

(2).保温焊和连续焊所谓保温焊,是指在整个焊接过程中,•应使被焊工件保持足够的温度。

所谓连续焊,是指焊接过程最好不要中断。

如果必须间断,则应在间断焊时使焊件缓慢均匀的冷却,再焊之前仍要重新预热。

(3).短道焊如果要焊一道长的焊缝,则每一道不要太长,•使得被焊的这一段在较短的时间内重复受热。

(4).锤击焊缝在厚板多层焊时,每焊完一根或两根焊条,可对焊缝进行锤击。

目的是消除内应力,改善焊缝的机械性能。

锤击应在温度高于30℃时进行,•锤击的力量不必过大。

(5).焊后缓冷焊后缓冷是焊接铬钼耐热钢必须严格遵循的原则,即使在炎热的夏季也必须做到这一点。

一般是焊后立即用石棉布覆盖焊缝及近缝区。

(6).焊后热处理铬钼耐热钢焊后必须进行热处理,如果条件许可,•应在焊后立即送到炉子里处理。

这是因为铬钼钢产生的裂缝略有延迟性,焊后立即热处理是避免延迟裂缝的最有效措施。

如果条件不许可,则要做到焊后保温缓冷。

焊后热处理的工艺有两中: 一种是正火加回火,另一种是单一的高温回火。

4.焊接实例：(1).焊接材料：母材: Cr5Mo，焊条:.R507，焊条直径：Φ3.2mm。

烘干温度: 350℃恒温1小时后，降至100℃恒温，使用前放入焊条保温筒随用随取。

(2).焊接设备: 直流弧焊机;电极接法: 直流反接法。

(3).工艺参数:焊接电流: (100-140)A ,焊缝层数: 单道多层焊。

焊前预热温度: (150-200)℃焊后高温回火温度：(740-760)℃(4).焊前准备工作及焊接过程中的注意事项：a.焊接场地的环境温度不宜过低。

气温低时要注意避免点固焊缝开裂。

b.坡口若是用气割成形时，焊前，管子或管端200mm范围内必须退火，并用角向磨光机将渗碳层磨掉。

c.焊前应将焊口两边各100mm范围内用火焰预热，其预热温度为(350-400)℃。

点固焊时也要进行预热，以防点固焊的开裂。

d.焊接过程中，应不使工件受风、雪、雨的直接侵袭，管子两头要堵住，避免受穿堂风影响。

e.焊接时要连续焊完，焊接完后或中断焊接时，应立即用石棉布包好，使其缓冷，再焊时要重新预热。

f.由于焊缝金属比管材线膨胀系数大，冷凝时弧坑焊肉较薄处易出现裂纹，所以，不得多次引弧和断弧。

弧坑应填平后再断弧。

换焊条时要快，同时不得在管子上引弧，以免损伤管子。

g.每焊完一层焊道时，要彻底清除熔渣，并进行仔细检查。

同时注意在整个焊接过程中，焊口附近温度不得低于预热温度。

h.焊接完毕，要立即进行焊后高温回火热处理。

不能立即进行回火热处理的，要立即将焊完的焊缝附近200mm的范围内加热到250℃保温２小时以上，进行消氢热处理，待以后再做回火热处理。

不锈钢的焊接一、不锈钢的类型和特性:通常不锈钢按其显微组织的不同,分为马氏体型、铁素体型、奥氏体型、奥氏体-铁素体型和沉淀硬化型。

1. 马氏体不锈钢马氏体不锈钢中铬的含量为12-17％,而碳为0.1-0.5％。

•这类钢能接受淬火,回火后硬度有所降低但韧性增加,且耐腐蚀性为最佳。

马氏体不锈钢具有高的耐腐蚀性、热稳定性及热强性,•可以制造温度低于700℃下长期工作的机器。

尤其广泛地用它制造韧性和冲击负荷要求较高的零件。

常用牌号有１Cr13、2Cr13等。

2. 铁素体不锈钢其含铬量为16-30％。

•这类钢比马氏体不锈钢具有较高耐腐蚀性和抗氧化性能，特别在硝酸中化学稳定性较高。

常用的牌号有Cr17、Cr17Ni。

3. 奥氏体不锈钢奥氏体不能钢是高铬不锈钢中添加适当的镍(8-25％)•而形成的，经固溶处理后，保持奥氏体组织。

这类钢没有磁性，但冷加工后易发生硬化现象。

奥氏体不锈钢是应用最广的一类不锈钢。

其中18-8型不锈钢(钢中含有铬18•％左右，含镍为8％以上)是最有代表性的一种。

它具有良好的耐腐蚀性能和耐酸性能，又便于进行机械加工、冲压和焊接，所以在各个领域中广为使用。

在18-8型不锈钢中添加钼和铜时，可以增强对还原性酸的耐腐蚀性能；添加钛和铌时，能够提高崐它的抗晶间腐蚀能力。

4. 奥氏体－铁素体不锈钢它于奥氏体不锈钢相类似，•不过在组织中含有一定数量的铁素体。

它用于制造有一定耐腐蚀要求的高强度容器及其零件、结构件。

常用的牌号有Cr17Mn13Mo2N。