钢的焊接性

【组织教学】

1、点名检查学生出勤情况；

2、强调课堂纪律。

【作业点评】

1、上次作业质量情况；

2、对出现问题较多的进行课堂

纠正。

【复习提问】

1、什么是焊接? 有哪些种类?

2、碳素钢按含碳量分为几种？【相关工艺】

钢的焊接性

1．焊接性概念

金属的焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性。主要是指在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。

它包括两方面的内容：

（1）接合性能即在一定的焊接工艺条件下，一定的金属形成焊接缺陷的敏感性。

(2)使用性能即在一定的焊接工艺条件下，一定金属的焊接接头对使用要求的适应性。

2．影响焊接性的因素

金属材料焊接性的好坏主要决定于材料的化学成分，而且与结构的复杂程度、刚性、焊接方法、采用的焊接材料、焊接工艺条件及结构的使用条件也有密切关系。

(1)材料因素材料因素包括焊件本身和使用的焊接材料，如手工电弧焊时的焊条，埋弧焊时的焊丝和焊剂，气体保护焊时的焊丝和保护气体等。它们在焊接时都参与熔池或半熔化区内的冶金过程，直接影响焊接质量。母材或焊接材料选用不当时，会使焊缝金属化学成分不合格，力学性能和其他使用性能降

低，还会出现气孔、裂纹等缺陷。由此可见，根据焊件正确选用焊接材料是保证焊接性良好的重要环节，必须十分重视。

(2)工艺因素对于同一焊件，当采用不同的焊接工艺方法和工艺措施时，所表现的焊接性也不同。例如，钛合金对氧、氮、氢极为敏感，用气焊和手工电弧焊不可能焊好，而用氩弧焊或真空电子束焊，由于能防止氧、氮、氢等侵入焊接区，比较容易焊接。

焊接方法对焊接性的影响，首先表现在焊接热源能量密度大小、温度高低及热输入量的多少。如对于有过热敏感的高强钢，从防止过热出发，适宜选用窄间隙焊接、等离子弧焊接、电子束焊接等方法，以改善焊接性。相反，对于焊接时容易产生白口组织的灰铸铁，从防止白口出发，应选用气焊、电渣焊等方法。

工艺措施对防止焊接接头缺陷，提高使用性能也有重要的作用。如焊前预热、焊后缓冷和去氢处理等，对防止热影响区淬硬变脆，降低焊接应力，避免氢致冷裂纹均为比较有效的措施。如合理安排焊接顺序能减小应力变形等。

(3)结构因素焊接接头的结构设计直接影响应力状态，从而对焊

接性发生影响。应使焊接接头处于刚度较小的状态，能够自由收缩，以利于防止焊接裂纹。缺口、截面突变、焊缝余高过大、交叉焊缝等都易引起应力集中，要尽量避免。焊件厚度或焊缝体积增大，会产生多向应力，应尽量避免。

(4)使用环境焊接结构的使用环境是多种多样的，有高温、低温下工作，腐蚀介质中工作及在静载或动载条件下工作等。高温工作时，可能产生蠕变；低温工作或冲击载荷工作时，容易发生脆性破坏；在腐蚀介质下工作时，接头

要求具有耐腐蚀性。总之，使用环境越差，焊接性就越不容易保证。

3．焊接性的间接判断法

判断焊接性最简便的方法是碳当量鉴定法。所谓碳当量是指把钢中合金元素(包括碳)的含量按其所起作用换算成碳的相当含量，可作为评定钢材焊接性的一个参考指标。

钢材的化学成分是决定焊接热影响区是否淬硬的基本条件。在钢材的各种化学元素中，对焊接性影响最大的是碳，碳是引起淬硬的主要元素，故常把含碳量作为判别钢材焊接性的主要标志。钢中含碳量越高，其焊接性越差。钢中除了碳元素以外，其他的元素如锰、铬、镍、铜、钼等对淬硬都有影响，故可将这些元素根据它们对焊接性影响的大小，折合成相当的碳元素含量，即碳当量，以判别焊接性的好坏。

碳当量的估算公式有很多形式，以下是国际焊接协会推荐的估算碳钢和低合金

钢的碳当量公式：

Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5

+(Ｎi+Cu)/15 (%)。

式中元素的符号表示

其在钢中含量的百分数。根据经验：当CE<0．4％时，钢材的淬硬倾向不明显，焊接性优良，焊接时不必预热；当CE=O．4％～0．6％时，钢材的淬硬倾向逐渐明显，需要采取适当预热和控制线能量等工艺措施；当CE>O．6％时，淬硬倾向更强，属于较难焊的材料，需采取较高的预热温度和严格的工艺措施。

用上述方法来判断钢材的焊接性只能作近似的估计，并不完全代表材料的实际焊接性。

例如，16MnCu钢的碳当量约在0．34％～0．44％，焊接性尚好；但当厚度增大时，焊接性变差。

【课堂小结】

1、焊接性概念

2、影响焊接性的因素

3、焊接性的间接判断法【布置作业】

1、什么叫焊接性?影响焊接性的因素有哪些?

2、国际焊接协会推荐的估算碳钢及低合金钢的碳当量公式是什么?如何评定焊接性?

【技能教学组织】

1、点名,检查学生出勤情况；

2、检查学生的劳保穿戴情况，并

给与指正；

3、准备实习设备及材料。

1)电弧焊机ZX7--400型弧焊逆变器。

2)焊条E4303，直径为3.2 mm及4.0

㎜，焊条使用前经150℃烘干并

保温2 h。

3)焊件为Q345。

【示范指导】

1、通过焊接示例进一步了解钢的焊接性；

2、通过焊接正确判定钢的焊接

性；

【巡回指导】

1、通过焊接示例进一步了解钢的焊接性；

2、掌握正确判定钢的焊接性的方法；

【结束指导】

1、课题技能掌握训练情况：

2、安全操作情况：

3、纪律情况：

4、卫生情况：

5、应注意的问题：