浅析常用金属材料的焊接ppt 20页
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焊接使用要求不高时，焊接性好些。
2.焊接性的评价:
（1）估算法：
1）碳当量法：即把钢中合金元素（包括碳） 的含量按其作用换算成碳的相当含量，作为评 价钢材焊接性的一种参考指标。
国际焊接学会推荐的公式：
C E ω ω C N ω 1 ω iM 65 C n ω u C r ω 5 M ω oV 10 %
③ CE＞0.6% 时，焊接性能很差。
淬硬、冷裂倾向严重，需严格的工艺措施。 （焊前较高温度的预热，焊后缓冷并进行去应力退火）
AUTS
2）冷裂纹敏感系数法PW 考虑了板厚、焊缝氢量的影响。
P w 6 C N 0 i 3 S 1 M 0 i5 M o1 V 0 n 5 2 C B 0 u 6 H C 0 6 rh 010% 0
式中 Pw_____冷裂纹敏感系数； ω(C)、ω(Mn)等_____碳、锰等相应成分的
质量分数(%)；
［H］_____100克焊缝金属中扩散氢的含量(Ml)； h _____材料板厚(mm)。
防止裂纹要求的最低预热温度Tp： Tp=1440Pw-392（℃）
Pw值越大（反映材料焊接性差）， 预热温度Tp越高。
（2）焊接性试验：
即评定母材焊接性的试验。 如焊接裂纹试验接头、力学性能试验、
接头耐腐蚀性能试验等。
常用金属材料的焊接性能
材料种类 焊接性 主要焊法
工艺措施
低碳钢
低强度 低合金 结构钢
高强度
中碳钢
良好 良好 较差 较差
所有方法
手弧、埋弧、 电渣、CO2
一般不需，只有 焊厚大构件或在0℃ 以下低温环境中焊 接时，应适当预热
⑵同质焊缝热焊：
即选用焊缝为铸铁型的焊条或焊丝，焊前 将铸件整体或局部预热至550－650℃，且焊 时温度不低于400℃。 常用焊条电弧焊和气焊，焊后需去应力退火。 优点：有效地防止白口、淬硬组织及裂纹，接 头切削加工性好。 缺点：成本高，生产效率低，劳动条件差。 应用：用于形状复杂、刚性大且焊后需切削加 工的重要铸件。
4.3 常用金属材料的焊接
4.3.1 材料的焊接性
焊接性是材料在限定的施工条件下焊成 按规定设计要求的构件，并满足预定服役要 求的能力。 1.材料焊接性的影响因素: （1）材料的化学成分： 1）在Fe－C合金中，随含C量的增加，
焊接性下降； 2）非铁合金的焊接性一般均较差。
（2）焊接方法:
同种材料采用不同的焊接方法，材料的焊 接性差别很大。采用埋弧焊、等离子弧焊、激 光焊等方法时，焊接性较好。
式中 ＣＥ＿＿碳当量（％）； ω（Ｃ）、ω（Ｍｎ） ＿＿碳、锰等相应
成分的质量分数（％）。
CE值愈大，焊接性愈差。 ① CE＜0.4% 时，焊接性能良好。
淬硬、冷裂倾向不大，不需特殊的工艺措施。
② CE=0.4%～0.6% 时，焊接性能较差。
淬硬、冷裂倾向明显，需一定的工艺措施。 （焊前预热、焊后缓冷）
较差
氩弧焊、气焊、 电阻焊、钎焊
厚板需焊前预热
铸铁
极差
手弧焊、 重要件、复杂件 焊
（只焊补） 气焊（薄壁） 前预热，焊后缓冷
பைடு நூலகம்
4.3.2 常用金属材料的焊接
1.碳钢的焊接 ⑴低碳钢的焊接
低碳钢的ＣＥ＜０.４％，焊接性良好． 应用： 一般的工程结构和强度要求不高的机器零件 ⑵中碳钢的焊接： 中碳钢的ＣＥ一般为０.４％～０.６％， 焊接性较差，焊接接头易产生淬硬组织和裂 纹．
焊接性较好。 ⑵强度级别较高的低合金钢的焊接： 当бS=440~540Mpa，CE：0.4~0.6%时，
焊接性较差。 采取措施： ①预热和后热 ②采用碱性焊条碱度较高的焊剂 ③焊后需进行去应力退火或高温回火．
３．耐热钢的焊接：
焊接性一般均较差． 措施： ①焊前清理； ②预热和后热； ③选用低氢型焊条或碱度较高的焊剂； ④焊后热处理。
例如：焊接难熔金属，异种材料时，若 采用手工电弧焊、气体保护焊等较困难，但采 用等离子弧焊、激光焊等可获得良好的接头。
（3）焊接材料:
指焊条、焊丝、焊剂和气体等。
例如：选用碱性焊条，
焊缝力学性能比选用酸性焊条要高。
（4）焊接结构类型:
焊件结构越复杂或板厚越大，焊接性就越差。
（5）服役要求（使用要求）:
６．非铁金属的焊接
⑴铝及铝合金
工业纯铝和非热处理强化的变形铝合金， 焊接性较好。 可热处理强化变形铝合金和铸造铝合金， 焊接性较差。 焊接的主要困难： ①极易生成熔点高、密度大的氧化物使焊缝产
生未熔合或夹渣缺陷； ②易产生内应力、变形和裂纹；
③易使焊缝产生气孔； ④所含的低沸点合金元素焊接时极易蒸发、烧
损； ⑤铝的热导率和热容量大，焊接时热损失大等。 焊接时注意事项： ①尽量选用能量集中的强热源； ②焊丝成分一般应与母材相同或相近； ③焊前清理焊丝和焊件； ④板厚较大或气温较低时需预热。
⑵铜及铜合金:
焊接性较差。 主要困难: ①易引起热裂纹； ②易生成气孔； ③易引起内应力、变形和裂纹； ④易产生未熔合、未焊透等缺陷。 注意事项: ①熔焊时焊丝成分一般应于母材成分相近； ②焊接热输入宜大，必要时进行去应力退火。
４.不锈钢的焊接：
焊接性一般均较差。 措施： ①采用高纯焊接材料； ②选用高碱度焊剂或低氢型焊条； ③焊接时须采用热量集中的焊法、小的热输入、
低的层间温度，以减少热影响区的受热程度； ④焊后热处理。
５．铸铁的焊接：
焊接时易产生裂纹、白口及淬硬组织， 故焊接性较差。需采取一定的工艺措施。 常用的焊接方法有： ⑴异质焊缝冷焊： 即选用焊缝为非铸铁型组织的焊条；以防止出 现白口组织和裂纹。 常用焊条电弧焊，通常不预热。 应用：纯镍铸铁焊条仅用于机床导轨面； 碳钢铸铁焊条只能用于焊补铸铁件的非加工面。
手弧、埋弧、 焊前需预热，重要 电渣、Ar+CO2 件焊后去应力退火
手弧、埋弧、
焊前预热，
气焊等
焊后缓冷
高碳钢
很差
手弧、埋弧、
焊前预热，
气焊等
焊后缓冷并热处理
材料种类 焊接性 主要焊法
（续表）
工艺措施
不 奥氏体
锈 钢
马氏体
铁素体
良好 较差
氩弧焊、 手弧、埋弧
不需
焊前预热，焊后缓 冷，有时需热处理
铜、铝、钛 等有色金属
改善焊接性的措施：
①预热和后热； ②选用低氢型焊条或碱度较多的焊剂； ③使用小电流、低速焊和多层焊； ④焊后应当立即进行热处理。 ⑶高碳钢的焊接： 高碳钢的ＣＥ＞０.６％，焊接性更差。 措施：采用更高的预热温度和更严格的工艺措施。 应用：工具、模具的修补。
２．低合金钢结构
⑴强度级别低的低合金钢的焊接 当бS=295~390Mpa，CE＜0.4%时，
2.焊接性的评价:
（1）估算法：
1）碳当量法：即把钢中合金元素（包括碳） 的含量按其作用换算成碳的相当含量，作为评 价钢材焊接性的一种参考指标。
国际焊接学会推荐的公式：
C E ω ω C N ω 1 ω iM 65 C n ω u C r ω 5 M ω oV 10 %
③ CE＞0.6% 时，焊接性能很差。
淬硬、冷裂倾向严重，需严格的工艺措施。 （焊前较高温度的预热，焊后缓冷并进行去应力退火）
AUTS
2）冷裂纹敏感系数法PW 考虑了板厚、焊缝氢量的影响。
P w 6 C N 0 i 3 S 1 M 0 i5 M o1 V 0 n 5 2 C B 0 u 6 H C 0 6 rh 010% 0
式中 Pw_____冷裂纹敏感系数； ω(C)、ω(Mn)等_____碳、锰等相应成分的
质量分数(%)；
［H］_____100克焊缝金属中扩散氢的含量(Ml)； h _____材料板厚(mm)。
防止裂纹要求的最低预热温度Tp： Tp=1440Pw-392（℃）
Pw值越大（反映材料焊接性差）， 预热温度Tp越高。
（2）焊接性试验：
即评定母材焊接性的试验。 如焊接裂纹试验接头、力学性能试验、
接头耐腐蚀性能试验等。
常用金属材料的焊接性能
材料种类 焊接性 主要焊法
工艺措施
低碳钢
低强度 低合金 结构钢
高强度
中碳钢
良好 良好 较差 较差
所有方法
手弧、埋弧、 电渣、CO2
一般不需，只有 焊厚大构件或在0℃ 以下低温环境中焊 接时，应适当预热
⑵同质焊缝热焊：
即选用焊缝为铸铁型的焊条或焊丝，焊前 将铸件整体或局部预热至550－650℃，且焊 时温度不低于400℃。 常用焊条电弧焊和气焊，焊后需去应力退火。 优点：有效地防止白口、淬硬组织及裂纹，接 头切削加工性好。 缺点：成本高，生产效率低，劳动条件差。 应用：用于形状复杂、刚性大且焊后需切削加 工的重要铸件。
4.3 常用金属材料的焊接
4.3.1 材料的焊接性
焊接性是材料在限定的施工条件下焊成 按规定设计要求的构件，并满足预定服役要 求的能力。 1.材料焊接性的影响因素: （1）材料的化学成分： 1）在Fe－C合金中，随含C量的增加，
焊接性下降； 2）非铁合金的焊接性一般均较差。
（2）焊接方法:
同种材料采用不同的焊接方法，材料的焊 接性差别很大。采用埋弧焊、等离子弧焊、激 光焊等方法时，焊接性较好。
式中 ＣＥ＿＿碳当量（％）； ω（Ｃ）、ω（Ｍｎ） ＿＿碳、锰等相应
成分的质量分数（％）。
CE值愈大，焊接性愈差。 ① CE＜0.4% 时，焊接性能良好。
淬硬、冷裂倾向不大，不需特殊的工艺措施。
② CE=0.4%～0.6% 时，焊接性能较差。
淬硬、冷裂倾向明显，需一定的工艺措施。 （焊前预热、焊后缓冷）
较差
氩弧焊、气焊、 电阻焊、钎焊
厚板需焊前预热
铸铁
极差
手弧焊、 重要件、复杂件 焊
（只焊补） 气焊（薄壁） 前预热，焊后缓冷
பைடு நூலகம்
4.3.2 常用金属材料的焊接
1.碳钢的焊接 ⑴低碳钢的焊接
低碳钢的ＣＥ＜０.４％，焊接性良好． 应用： 一般的工程结构和强度要求不高的机器零件 ⑵中碳钢的焊接： 中碳钢的ＣＥ一般为０.４％～０.６％， 焊接性较差，焊接接头易产生淬硬组织和裂 纹．
焊接性较好。 ⑵强度级别较高的低合金钢的焊接： 当бS=440~540Mpa，CE：0.4~0.6%时，
焊接性较差。 采取措施： ①预热和后热 ②采用碱性焊条碱度较高的焊剂 ③焊后需进行去应力退火或高温回火．
３．耐热钢的焊接：
焊接性一般均较差． 措施： ①焊前清理； ②预热和后热； ③选用低氢型焊条或碱度较高的焊剂； ④焊后热处理。
例如：焊接难熔金属，异种材料时，若 采用手工电弧焊、气体保护焊等较困难，但采 用等离子弧焊、激光焊等可获得良好的接头。
（3）焊接材料:
指焊条、焊丝、焊剂和气体等。
例如：选用碱性焊条，
焊缝力学性能比选用酸性焊条要高。
（4）焊接结构类型:
焊件结构越复杂或板厚越大，焊接性就越差。
（5）服役要求（使用要求）:
６．非铁金属的焊接
⑴铝及铝合金
工业纯铝和非热处理强化的变形铝合金， 焊接性较好。 可热处理强化变形铝合金和铸造铝合金， 焊接性较差。 焊接的主要困难： ①极易生成熔点高、密度大的氧化物使焊缝产
生未熔合或夹渣缺陷； ②易产生内应力、变形和裂纹；
③易使焊缝产生气孔； ④所含的低沸点合金元素焊接时极易蒸发、烧
损； ⑤铝的热导率和热容量大，焊接时热损失大等。 焊接时注意事项： ①尽量选用能量集中的强热源； ②焊丝成分一般应与母材相同或相近； ③焊前清理焊丝和焊件； ④板厚较大或气温较低时需预热。
⑵铜及铜合金:
焊接性较差。 主要困难: ①易引起热裂纹； ②易生成气孔； ③易引起内应力、变形和裂纹； ④易产生未熔合、未焊透等缺陷。 注意事项: ①熔焊时焊丝成分一般应于母材成分相近； ②焊接热输入宜大，必要时进行去应力退火。
４.不锈钢的焊接：
焊接性一般均较差。 措施： ①采用高纯焊接材料； ②选用高碱度焊剂或低氢型焊条； ③焊接时须采用热量集中的焊法、小的热输入、
低的层间温度，以减少热影响区的受热程度； ④焊后热处理。
５．铸铁的焊接：
焊接时易产生裂纹、白口及淬硬组织， 故焊接性较差。需采取一定的工艺措施。 常用的焊接方法有： ⑴异质焊缝冷焊： 即选用焊缝为非铸铁型组织的焊条；以防止出 现白口组织和裂纹。 常用焊条电弧焊，通常不预热。 应用：纯镍铸铁焊条仅用于机床导轨面； 碳钢铸铁焊条只能用于焊补铸铁件的非加工面。
手弧、埋弧、 焊前需预热，重要 电渣、Ar+CO2 件焊后去应力退火
手弧、埋弧、
焊前预热，
气焊等
焊后缓冷
高碳钢
很差
手弧、埋弧、
焊前预热，
气焊等
焊后缓冷并热处理
材料种类 焊接性 主要焊法
（续表）
工艺措施
不 奥氏体
锈 钢
马氏体
铁素体
良好 较差
氩弧焊、 手弧、埋弧
不需
焊前预热，焊后缓 冷，有时需热处理
铜、铝、钛 等有色金属
改善焊接性的措施：
①预热和后热； ②选用低氢型焊条或碱度较多的焊剂； ③使用小电流、低速焊和多层焊； ④焊后应当立即进行热处理。 ⑶高碳钢的焊接： 高碳钢的ＣＥ＞０.６％，焊接性更差。 措施：采用更高的预热温度和更严格的工艺措施。 应用：工具、模具的修补。
２．低合金钢结构
⑴强度级别低的低合金钢的焊接 当бS=295~390Mpa，CE＜0.4%时，