常用金属材料的焊接性
各种材料的焊接性能
金属材料的焊接性能（1）焊接性能良好的钢材主要有：低碳钢（含碳量<0.25）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量<0.20）；不锈钢（合金元素含量>3、含碳量<0.18）。
（2）焊接性能一般的钢材主要有：中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.25～0.35）；低合金钢（合金元素含量<3、含碳量<0.30）；不锈钢（合金元素含量13～25、含碳量￡0.18）（3）焊接性能较差的钢材主要有：中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.35～0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量0.30～0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.20）。
（4）焊接性能不好的钢材主要有：中、高碳钢（合金元素含量<1、含碳量>0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量>0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.30～0.40）。
焊条和焊丝选择的基本要点如下：同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素：考虑工件的物理、机械性能和化学成分；考虑工件的工作条件和使用性能；考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位置等；考虑焊接设备情况；考虑改善焊接工艺和环保；考虑成本。
异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况：一般碳钢和低合金钢间的焊接；低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接；不锈钢复合钢板的焊接。
焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号（GB 980-76）、焊条的性能和用途（GB 980～984-76）等有关国家标准。
###15CrMoR的换热器的热处理工艺***当板厚超过筒体内径的3％时，卷板后壳体须整体热处理。
***15CrMoR焊接性能良好。
手工焊用E5515-B2（热307）焊条，焊前预热至200-250℃（小口径薄壁管可不预热），焊后650-700℃回火处理。
自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。
常用金属材料的焊接性
常用金属材料的焊接性焊接是指将两个或多个金属材料通过加热或施加压力等方式连接在一起的工艺。
常用的金属材料包括钢铁、铝、铜、镍、钛等。
这些金属材料在焊接时拥有不同的特性和焊接性能。
下面将针对常见金属材料的焊接性进行详细介绍。
1.钢铁焊接性钢铁是最常见的金属材料之一，其焊接性能较好。
在钢铁焊接中常用的方法包括电弧焊、气焊、激光焊等。
其中，电弧焊是最常见的焊接方法，在焊接钢铁时通常使用熔化电极和熔化极性相同的焊条。
钢铁的焊接性能取决于其成分、组织结构以及焊接方法等因素。
2.铝焊接性铝是一种常见的轻金属，其焊接性能较差。
由于铝的氧化膜容易形成，这会降低焊接接头的强度和质量。
为了提高铝的焊接性能，可以采用预处理、焊接保护气体等方法。
常见的铝焊接方法有气焊、TIG焊等。
在气焊中需要使用钡剂等预处理剂来清除氧化膜，而TIG焊则可以通过惰性气体的保护来减少氧化膜的生成。
3.铜焊接性铜是一种良好的导电材料，其焊接性能较好。
常见的铜焊接方法有气焊、TIG焊、电弧焊等。
在铜焊接中，氧化膜的清除很重要，可以使用钝化剂等预处理剂来清除氧化膜。
TIG焊和电弧焊是常用的铜焊接方法，可以通过选择合适的焊接材料和控制焊接参数来获得理想的焊接接头。
4.镍焊接性镍是一种耐腐蚀性较好的金属材料，其焊接性能较好。
常见的镍焊接方法有电弧焊、TIG焊等。
镍焊接时，需要注意选择合适的焊接材料和适当的焊接参数来获得理想的焊接接头。
在镍焊接中，尤其需要注意焊接电缆和接地端之间的电气连接，以避免电弧腐蚀。
5.钛焊接性钛是一种重要的结构材料，其焊接性能较好。
常用的钛焊接方法有电弧焊、激光焊等。
在钛焊接中，需要注意选择合适的焊接材料和适当的焊接参数，以避免产生气泡和裂纹等缺陷。
此外，钛焊接还需要进行保护气体的控制，以避免氧化等不良影响。
综上所述，常用金属材料的焊接性能因成分、组织结构以及焊接方法等因素的不同而有所差异。
了解和掌握这些材料的焊接性能对于实际应用和工程设计具有重要意义，能够确保焊接接头的质量和可靠性。
金属材料的焊接性
第三节 金属材料的焊接性1. 焊接性的概念—定焊接技术条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属材料对焊接加工的适应性称为金属材料的焊接性。
2．焊接性的评价1) 碳当量法碳当量是把钢中的合金元素(包括碳)的含量，按其作用换算成碳的相对含量。
国际焊接学会推荐的碳当量(CE)公式为：％）＋＋＋＋＋＋＝10015)Cu ()Ni (5)V ()Mo ()Cr (6)Mn ()C ([CE ⨯ωωωωωωω 式中，ω(C)、ω(Mn)等－碳、锰等相应成分的质量分数(%)。
当CE<0.4％时，钢材的塑性良好，淬硬倾向不明显，焊接性良好。
在一般的焊接技术条件下，焊接接头不会产生裂纹，但对厚大件或在低温下焊接，应考虑预热；当CE 在0.4～0.6％时，钢材的塑性下降，淬硬倾向逐渐增加，焊接性较差。
焊前工件需适当预热，焊后注意缓冷，才能防止裂纹；当CE>0.6％时，钢材的塑性变差。
淬硬倾向和冷裂倾向大，焊接性更差。
工件必须预热到较高的温度，要采取减少焊接应力和防止开裂的技术措施，焊后还要进行适当的热处理。
2)冷裂纹敏感系数法 冷裂纹敏感系数的其计算式为：％＋＋＋＋＋＋＝100]60060]H [)B (510)V (15)Mo (60)Ni (20)Cu ()Mn ()Cr (30)Si ()C ([⨯++++h P W ωωωωωωωωω式中P W －冷裂纹敏感系数；h －板厚；[H]－100g 焊缝金属扩散氢的含量(mL)。
冷裂纹敏感系数越大，则产生冷裂纹的可能性越大，焊接性越差。
3．低碳钢的焊接低碳钢的CE 小于0.4％，塑性好，一般没有淬硬倾向，对焊接热过程不敏感，焊接性良好。
4．中、高碳钢的焊接中碳钢的CE 一般为0.4％～0.6％，随着CE 的增加，焊接性能逐渐变差。
高碳钢的CE 一般大于0.6％，焊接性能更差，这类钢的焊接—般只用于修补工作。
为了保证中、高碳钢焊件焊后不产生裂纹，并具有良好的力学性能，通常采取以下技术措施：1)焊前预热、焊后缓冷 焊前预热和焊后缓冷的主要目的是减小焊接前后的温差，降低冷却速度，减少焊接应力，从而防止焊接裂纹的产生。
各种材料的焊接性能
各种材料的焊接性能焊接是一种将两个或更多的材料连接在一起的工艺。
焊接性能是指材料在焊接过程中的抗热裂纹、焊接接头的强度、抗脆性、耐腐蚀性等方面的表现。
各种材料的焊接性能有相应的特点。
金属材料是最常见的焊接材料之一、常见的金属材料包括钢铁、铝合金、铜合金、镍合金等。
这些材料具有良好的可焊性，通过适当的焊接工艺和焊接材料的选择，可以得到较高的焊接接头强度。
其中，钢铁是最常见的焊接材料，焊接性能较好，可用多种焊接方法进行焊接，例如电弧焊、气体保护焊等。
铝合金和铜合金由于具有良好的导电性和导热性，在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用，这些材料的焊接性能对接头质量和工件整体性能影响较大。
镍合金具有优异的耐腐蚀性和高温强度，广泛用于航空发动机、核反应堆等领域，其焊接性能对材料的使用寿命和安全性有重要影响。
非金属材料如陶瓷、塑料、纤维等也有一定的焊接性能。
陶瓷一般以粘结剂形式焊接，焊接强度较低，常用于压电陶瓷和绝缘陶瓷制品的焊接。
塑料材料的焊接主要采用热焊和超声波焊接等方法，焊接强度较高，广泛应用于塑料管道、汽车内饰等领域。
纤维材料的焊接主要是指碳纤维、玻璃纤维等复合材料的焊接，一般采用粘合剂或热焊接的方法，焊接性能一般较好。
无机非金属材料如玻璃、石墨等的焊接性能较差。
玻璃的焊接需要采用特殊的焊接工艺，焊接接头强度低，且易发生热裂纹。
石墨材料是具有良好导电和导热性能的材料，但其本身结构特殊，焊接性能较差。
总体而言，各种材料的焊接性能受材料本身性质、焊接工艺和焊接材料等因素的影响。
为了获得良好的焊接性能，需根据具体材料的特点选择合适的焊接方法和焊接材料，并严格控制焊接工艺参数，以确保焊接接头的质量和性能。
常用金属材料的焊接
常用金属材料的焊接焊接是将两个或多个金属材料通过加热或压力等方式连接在一起的工艺。
常用金属材料包括钢铁、铝、铜、镍、钛等。
本文将对这些常用金属材料的焊接进行介绍。
1.钢铁焊接钢铁是最常见的金属材料，广泛用于制造工业产品和建筑结构。
常见的钢铁焊接方法包括电弧焊、气体保护焊和电阻焊。
电弧焊是使用电弧将钢铁材料熔化，然后冷却形成焊接接头。
气体保护焊使用保护气体包围焊接区域，防止氧气与熔融金属发生反应，常用的保护气体有氩气和二氧化碳。
电阻焊是利用将钢铁材料加热至熔化点的电流通过两个金属接触点，使其熔化并形成焊接接头。
2.铝焊接铝是一种轻质金属，广泛用于汽车、航空航天和电子行业等领域。
铝的焊接方法有气体保护焊、电弧焊和激光焊。
气体保护焊是最常用的铝焊接方法，常用的保护气体包括纯氩气和氦气。
铝的熔点较低，热传导性好，容易氧化，需要采用专门的焊接方法和设备。
3.铜焊接铜是一种优良的导电和导热金属，广泛用于电气、电子和管道等领域。
铜的焊接方法包括气体保护焊、电弧焊和电阻焊。
气体保护焊是最常用的铜焊接方法，常用的保护气体包括氩气和氮气。
铜的导电性好，热传导性也好，焊接时需要注意控制热量和保护气氛。
4.镍焊接镍是一种高温合金材料，广泛用于化工、航空航天和核能等领域。
镍的焊接方法包括气体保护焊和电弧焊。
镍材料在高温下容易产生氧化，需要使用适当的保护气氛进行焊接。
5.钛焊接钛是一种轻质高强度金属，广泛用于航空航天和医疗器械等高端领域。
钛的焊接方法包括电弧焊、激光焊和电子束焊。
钛在高温下容易与氧气发生反应，产生氧化物，导致焊接接头质量下降，因此焊接时需要采用保护气氛或真空环境。
总结：常用金属材料的焊接方法各有特点，适用于不同的金属和应用领域。
在进行焊接时，需要根据金属材料的性质、应用要求和焊接设备的可用性选择合适的焊接方法，并严格控制焊接过程中的工艺参数，以确保焊接接头的质量和性能。
除了以上介绍的常用焊接方法，还有一些其他的特殊焊接方法和技术，如激光深层焊接、摩擦焊接等，可以在特定的应用领域中发挥重要作用。
常用金属材料的焊接特点
常用金属材料的焊接特点焊接是指利用加热或加压手段将两部分金属实行连接的一种方法，焊接的主要对象是金属。
焊接技术几乎涉及每个行业，在海、陆、空等运输工具的制造方面、在锅炉、管道、机械方面应用最广，对于推动我国社会生产力发挥着重要的作用。
每一种金属材料因其本身固有的特点，焊接时使用方法也不同，在焊接过程中也会表现不同特点。
1钛合金焊接特点1.1钛合金化学性质钛合金因具有极强的耐酸碱水平和良好的韧度，在航天航空、化工等行业应用广泛。
钛的化学性质很活泼，很容易与空气中的N、O2、H2发生化学反应，如，温度达到250℃时钛合金开始亲和H2，温度达到400℃时开始亲和O2，温度达到600℃时开始亲和N2。
在焊接过程中，要注意对钛金属实行保护。
此外，钛合金电阻大，焊接费时费力，散发的热量多，为了防止温度达到250℃甚至更高，焊接时要用惰性气体或利用真空来隔离钛合金。
1.2惰性气体焊接特点氩气化学性质非常稳定，不能与金属发生化学反应，也不溶于金属，所以能够很好地把周围的空气隔绝。
在实行氩弧焊时，产生的电弧能够很好的清理金属表面的氧化物。
产生的电弧比较稳定，尤其适合焊接较薄的金属材料。
热输入比较好调节，能够对材料的各个位置实行焊接。
氩弧焊时热源比较集中，热影响区域小，大大提升了焊缝的质量。
1.3真空惰性气体焊接的特点氩气保护焊时并没有安全隔绝空气中的氧气、氮气等其他气体的污染，这会对降低焊缝的质量。
为消除氧气、氮气、氢气等有害气体的侵入而对焊接带来的不良影响，能够在真空状态下对钛合金材料实行氩气保护焊接，可提升焊接中氩气的纯度。
并且真空状态下能够使焊缝的冷却时间延长，提升焊缝内部焊接质量。
真空环境还能够净化环境，降低焊接时光辐射、放射性及有害气体等对操作人员的危害。
2铝合金焊接特点铝合金的化学性质比较活泼，金属表面容易发生氧化反应，形成一层氧化膜，形成的氧化膜严峻影响了铝合金的焊接操作，增大了铝合金焊接的难度。
其中，焊接时表面飞溅和烧毁电极就是最常见到的两个问题。
焊接性及实验方法
σb＝500MPa，Ceq＝0.46%时，可不预热
σb＝600MPa，Ceq＝0.52%时，预热75℃ σb＝700MPa，Ceq＝0.52%时，预热100℃
σb＝800MPa，Ceq＝0.62%时，预热150℃
C、美国焊接学会（AWS）推荐的公式 ： Ceq＝C＋Mn/6＋Si/24＋Ni/15＋Cr/5＋Mo/4＋Cu/13＋P/2 （%）
§1-1
1、金属焊接性概念
金属焊接性概念
金属材料在限定的施工条件下，焊接 成规定设计要求的构件，并满足预定服 役要求的能力。GB/T3375-94《焊接术语 》
它包括两方面的内容： A、结合性能：即在一定的焊接工艺条件下，被焊金属形成焊接缺 陷（裂纹、夹渣、气孔等）的敏感性； B、使用性能：即在一定的焊接工艺条件下，被焊金属的焊接接头 对使用性能要求的适应性。
6、焊接热影响区（HAZ）最高硬度 法
在切点点两侧各取7个以上的点（测点
15个以上），各点的间距0.5mm
二、直接试验法
主要针对焊接中产生裂纹
1、小铁研试验（斜Y坡口试验）
（1）目的
评定打底焊缝以及HAZ的冷裂倾向 防止冷裂纹的临界预热温度
（2）应用对象
碳素钢焊接接头热影响区冷裂纹倾向 低合金高强钢打底焊缝及其热影响区冷裂纹倾向
（2）利用材料的化学性能分析
（3）利用相图或SHCCT图分析
（4）利用经验公式
（5）仿真模拟
§1-3 焊接性评定及试验方法
一、间接评定
1、碳当量方法
碳当量越小，焊接性 越好
目的：评价低合金钢冷裂纹敏感性 A、国际焊接学会（IIW）推荐： CE＝C＋Mn/6＋（Ni＋Cu）/15＋（Cr＋Mo＋V）/5（%） 适用对象：中、高强度的非调质低合金高强钢（σb=500-900MPa） 对 δ<20mm的钢材 ： CE＜0.4%时，钢材的淬硬性不大，焊接性良好，焊前不需要预热 CE＝0.4-0.6%时，钢材易于淬硬，需预热，预热温度70-200℃； CE＞0.6%时，钢材的淬硬倾向大，焊接性差。
常用金属材料的焊接
常用金属材料有碳钢、低合金结构钢、耐热钢、不锈钢和非铁金属等等。
1.碳钢的焊接碳钢按含碳量分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
（1）低碳钢的焊接低碳钢的含碳量小于等于0.25%，碳当量低于0.4%，焊接性能良好。
低碳钢的焊接工艺有哪些特点呢？1）低碳钢可采用各种焊接方法进行焊接，不易产生淬硬或冷裂缺陷，不需要采用特殊的焊接工艺措施，焊后也不需要进行热处理。
2）低碳钢母材的碳含量偏高或在低温下焊接刚性较大的结构时，才需要采用低氢型焊条或高碱度焊剂，才需要进行预热和后热。
请大家注意：后热是为了防止急冷进行的焊后加热，并不是焊后热处理。
低碳钢焊件的应用范围？低碳钢焊件广泛用于一般工程结构和强度要求不高的机器零件。
（2）中碳钢的焊接中碳钢的含碳量大于0.25%小于等于0.60%。
用于焊接的中碳钢的碳当量一般大于等于0.4%小于等于0.6%。
中碳钢的焊接接头易产生淬硬组织、裂纹等缺陷，焊接性较差。
需要采取哪些工艺措施保证中碳钢的焊接质量？1)预热中碳钢焊接时预热温度一般为100～200℃，不能预热的焊件应采用奥氏体不锈钢焊条进行焊接，以使焊缝获得奥氏体组织而避免淬硬，但其强度低于母材，焊后需要进行后热；2)需要采用低氢型焊条或碱度较高的焊剂；3)采用小电流、低焊速和多层焊，防止母材过多的熔化；4）焊后应立即进行热处理，以消除应力。
中碳钢焊件的应用范围？中碳钢焊件常用于综合力学性能要求较高的构件。
（3）高碳钢的焊接高碳钢的含碳量高于0.60%。
碳当量也大于0.6%，高碳钢的焊接性更差，焊接接头更易产生淬硬组织和裂纹。
需要采取哪些工艺措施保证高碳钢的焊接质量？1）高温预热，一般要预热到250~350℃；2）还要采取更严格的工艺措施。
实际生产中，高碳钢的焊接主要用于哪里？高碳钢焊接主要用于工具、模具的修补以及钢轨的对接。
2．低合金结构钢的焊接 (1) 强度级别低的低合金结构钢强度级别低的低合金结构钢的合金总量低于5%，屈服强度在295~390MPa 之间。
4-3 常用金属材料的焊接
17
2.焊接方法 目前焊接铝及铝合金的常用方法有氩弧焊、气焊、 点焊、缝焊和钎焊。 其中氩弧焊是焊接铝及铝合金较好的方法，焊接时 可不用溶剂。但要求氩气纯度大于99．9％。
气焊常用于要求不高的铝及铝合金工件的焊接。
返
18
回
复 习 题
1.什么叫焊接性？怎样评定或判断材料的焊接
性？
2.低碳钢、中碳钢、高碳钢的焊接特点有何差 异？焊接中各应采用什么措施来保证焊接质 量？ 3.综合考虑应采用哪些措施来防止高强度低合
对于强度级别高的低合金结构钢件，焊前一般均需预热。
焊接时，应调整焊接参数，以控制热影响的冷却速度不宜 过快。焊后还应进行热处理以消除内应力。不能立即热处 理时，可先进行消氢处理。
返
12
回
第四节 铸铁的补焊
铸铁含碳量高，组织不均匀，塑性很低，属于焊接性很差的 材料。因此铸铁的焊接都是有缺陷的铸铁件的补焊。
使用要求：使用环境等使用条件以及所提出 的使用要求。
3
二、钢材焊接性的估算方法
钢材是焊接结构中应用最广泛的金属材料， 评价方法有两类： 直接试验法——焊接性试验：焊接裂纹的试 验，焊接接头使用性能的试验等。 间接估算法，如碳当量计算方法等；
4
1.碳当量
将钢中合金元素（包括碳）的含量，按其对焊接性影 响程度，换算成碳的相当含量。 碳当量可以作为评定钢材焊接性的一种参考指标，这是 因为影响钢材焊接性的主要因素是钢材的化学成分。
国际焊接协会推荐的碳当量计算公式为：
CE C Mn 6 ＋ Cr＋ Mo ＋ V 5 Ni Cu ＋ （％） 15
式中化学元素符号都表示该元素在钢中含量的百分数。 这个公式可以用来评价碳钢和一般低合金钢的焊接性 能，对不锈钢不适用。
金属熔化焊基础及常用金属材料焊接性
低合金钢的焊接性
低合金钢通过添加少量合金元素来 提高钢材的强度和韧性。这类钢材 的焊接性较好，但需注意热影响区 的脆化和裂纹问题。
高合金钢的焊接性
高合金钢含有大量合金元素，如不 锈钢和耐热钢等。这些钢材的焊接 性较差，易出现热裂纹和冷裂纹。
不锈钢的焊接性
奥氏体不锈钢的焊接性
奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，但需注意焊接过程中的晶间腐 蚀和热裂纹问题。
铁素体不锈钢的焊接性
铁素体不锈钢的焊接性较差，易出现焊接热裂纹和脆化现象。
双相不锈钢的焊接性
双相不锈钢具有良好的焊接性，但需注意控制热输入和冷却速度， 以避免出现裂纹和降低力学性能。
有色金属的焊接性
熔化焊分类
熔化焊分类：根据热源和焊接方式的不同，熔化焊可以分为电弧焊、气体保护焊 、激光焊等多种类型。
电弧焊是最常见的熔化焊方法，利用电弧产生的热量来熔化金属。气体保护焊则 是利用气体保护熔池不受空气影响，激光焊则是利用高能激光束进行精确焊接。
02 常用金属材料焊接性
钢铁材料的焊接性
碳钢的焊接性
晶粒大小、形态和分布，评估焊接接头的质量。
02
电子显微镜分析
电子显微镜具有高分辨率和高放大倍数，可以对焊接接头进行更深入的
金相组织分析，观察微观组织和析出相的形貌和结构。
03
X射线衍射分析
X射线衍射分析可以测定焊接接头中各相的晶体结构和相组成，分析焊
缝金属的合金元素分布和固溶情况，为评估焊接接头的力学性能提供依
弯曲试验
弯曲试验可以检测焊接接头的塑 性和韧性，通过弯曲角度和弯心 直径等参数评估焊接接头的质量。
各种材料的焊接性能
金属材料的焊接性能（1）焊接性能良好的钢材主要有：低碳钢（含碳量<0。
25）；低合金钢(合金元素含量1～3、含碳量<0。
20）；不锈钢（合金元素含量〉3、含碳量<0。
18）。
（2）焊接性能一般的钢材主要有:中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0。
25~0。
35）；低合金钢(合金元素含量<3、含碳量〈0.30）;不锈钢（合金元素含量13~25、含碳量￡0。
18）（3）焊接性能较差的钢材主要有:中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.35～0。
45）; 低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量0.30～0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.20）。
（4）焊接性能不好的钢材主要有：中、高碳钢(合金元素含量<1、含碳量>0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量〉0。
40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0。
30～0.40）.焊条和焊丝选择的基本要点如下：同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素：考虑工件的物理、机械性能和化学成分；考虑工件的工作条件和使用性能;考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位置等；考虑焊接设备情况；考虑改善焊接工艺和环保;考虑成本。
异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况：一般碳钢和低合金钢间的焊接；低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接；不锈钢复合钢板的焊接。
焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号(GB 980—76）、焊条的性能和用途（GB 980~984-76）等有关国家标准。
＃＃＃15CrMoR的换热器的热处理工艺*＊＊当板厚超过筒体内径的3％时，卷板后壳体须整体热处理.***15CrMoR焊接性能良好。
手工焊用E5515—B2（热307）焊条,焊前预热至200-250℃（小口径薄壁管可不预热)，焊后650—700℃回火处理.自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。
第三章常用金属材料
第五节非铁金属及其合金的焊接
一,铜及铜合金的焊接
铜的导热性很高容易造成焊不透的缺陷. (1) 铜的导热性很高容易造成焊不透的缺陷. 焊前工件要预热,焊接中要选用较大的电流或火焰. 焊前工件要预热,焊接中要选用较大的电流或火焰. 焊接过程中极易引起开裂. (2) 焊接过程中极易引起开裂. 液态铜易氧化,铜的膨胀系数大, 液态铜易氧化,铜的膨胀系数大,冷却时收缩 率也大,容易产生较大的焊接应力. 率也大,容易产生较大的焊接应力. 容易在工件中形成气孔. (3) 容易在工件中形成气孔. 铜在液态时吸气性强. 铜在液态时吸气性强. 铜的电阻极小,不适于电阻焊. (4) 铜的电阻极小,不适于电阻焊. 某些铜合金比纯铜更容易氧化, (5) 某些铜合金比纯铜更容易氧化,使焊接的困难 增大. 增大.
第四节 铸铁的补焊
铸铁含碳量高,组织不均匀,塑性很低, 铸铁含碳量高,组织不均匀,塑性很低, 属于焊接性很差的材料. 属于焊接性很差的材料.因此不应用铸铁设计 和制造焊接构件. 和制造焊接构件. 铸铁的焊接特点: 铸铁的焊接特点:
熔合区易产生白口组织. (1) 熔合区易产生白口组织. 易产生裂纹. (2) 易产生裂纹. (3) 易产生气孔 铸铁的流动性好. (4) 铸铁的流动性好.
焊补前工件不预热或只进行 400℃ 以下的低温预热. 以下的低温预热.焊补时主要依靠焊条来调整焊缝的 化学成分以防止或减少白口组织和避免裂纹. 化学成分以防止或减少白口组织和避免裂纹.
优点: 优点: 冷焊法方便,灵活,生产率高,成本低,劳动条件好. 冷焊法方便,灵活,生产率高,成本低,劳动条件好. 缺点: 缺点: 焊接处切削加工性能较差. 焊接处切削加工性能较差. 应用: 应用: 生产中多用于焊补要求不高的铸件以及不允许高温预热 引起变形的铸件. 引起变形的铸件. 工艺: 工艺: 焊接时,应尽量采用小电流,短弧,窄焊缝,短焊道( 焊接时,应尽量采用小电流,短弧,窄焊缝,短焊道(每 段不大于50 mm),并在焊后及时锤击焊缝以松弛应力, ),并在焊后及时锤击焊缝以松弛应力 段不大于50 mm),并在焊后及时锤击焊缝以松弛应力,防止 焊后开裂. 焊后开裂.
常用金属材料的焊接
（1）焊前预热，焊后缓冷，以减小焊接应力，避免淬硬组织的出现， 有效防止焊接裂纹的产生。如45钢焊前应预热150～250℃，厚大件预热温 度应更高些。进行多层焊时，层间温度不能过低。焊后缓冷，并进行600～ 650℃去应力退火，以消除应力。
（四）铸铁的补焊
1．铸铁补焊的特点
（1）焊接接头易生成白口组织和淬硬组织，难以机加工。 （2）铸铁强度低，塑性差，焊接接头易出现裂纹。 （3）焊接时易生成CO和CO2气体，由于冷却速度快，熔池中的气体来不 及逸出将形成气孔。
2．铸铁补焊的工艺 1）热焊法
热焊法是指在焊前对焊件整体或局部加热到600～700℃，在焊接过程中 温度不应低于400℃，补焊后缓慢冷却。热焊法一般用于焊后要求切削加工、 形状相对复杂的重要铸件，如汽车的缸体、缸盖和机床导轨等。
（二）焊接性的评定方法
金属焊接性一般是焊前采用间接评定法或直接焊接试验法评定。其中， 比较常用的间接评定焊接性的方法有碳当量法和冷裂纹敏感指数法。
1．碳当量法
金属材料的化学成分是影响焊接性的最主要因素，对钢材来讲，碳含 量对焊接性影响最大，设其系数为1，将其他元素的作用按照相当于若干 含碳量的作用折合并相加，即材料的碳当量，碳当量法是评定钢材焊接性 最简便的方法。
焊条电弧焊 焊条型号
E50××型
E50××型， E50××-G 型
E60××型 E60××型， E70××型
埋弧焊 焊丝牌号
焊剂牌号
CO2 气保焊 焊丝牌号
不开坡口对接：H08A
中厚板开坡口对接：H08MnA， H10Mn2，H10MnSi
常用金属材料的焊接性
当 CE=0.4~0.6%时， 塑性下降，淬硬及冷裂倾向明显， 焊接性较差。
焊前适当预热，焊后缓慢冷却。
当 CE＞0.6%时， 塑性较差。 淬硬和冷裂倾向严重， 焊接性很差，
焊前需要高温预热， 焊接时要采取减少焊接应力和防止裂纹的工艺措施， 焊后需要进行适当热处理等。
3、碳钢的焊接性 （1）低碳钢的焊接：C＜0.25%， 塑性好，无淬硬倾向，焊接性好，
无需任何工艺措施，适于各种方法。 （2）中碳钢的焊接： C=0.25-0.6%， 淬火钢，焊接性由良好→差。
焊缝及热影响区易产生气孔、裂纹。 工艺措施： ①焊前预热（150~250 ℃ ）， 焊后缓冷并去应力回火。 ②焊件开坡口， 且采用细焊条、小电流、多层焊。 ③选用塑、韧性好的低氢型焊条， 提高焊缝塑性，防止裂纹。
（3）高碳钢的焊接： 含碳量高，导热性差，淬硬倾向大， 一般不用于制造焊接结构， 仅对损坏的机件进行焊补。 焊补时也要采取与中碳钢类似的工艺措施，以避免产生裂纹。
4、低合金结构钢的焊接性 普低钢的焊接性与低碳钢类似， 但σb↑→焊接性↓
低强度普低钢：σs＜400MPa， CE ＜0.4%， 焊接性良好， 无需工艺措施。 如：16Mn、9Mn2。
（2）铸铁焊补方法 ①热焊法： 焊前将焊件整体或局部预热至600~700℃并施焊，焊后缓冷。 用于形状复杂，焊后需要机械加工的重要件。 如汽缸体、汽缸盖、机床导轨等。
5、铸铁的焊补 ②冷焊法：焊前不预热或低温预热（400 ℃）的焊补方法。用于易变形件焊补。 冷焊法主要依靠焊条来调整焊缝的化学成分，增强焊缝的石墨化能力， 以防止或减少白口和裂纹的产生：
常用金属材料的焊接性
1、焊接性概念
焊接方法、材料、焊接规范、结 构型式、预热及热处理等。
常用金属材料的焊接
焊条选择 焊接中碳钢焊件，应选用抗裂能力较强的低氢型焊条： 要求焊缝与工件材料等强度时，可根据钢材强度选用E5016(J506)、E5015(J507)、E6016－D1(J606)、E6015－D1(J607)焊条。 若不要求等强度时，可选用E4315 (J427)型强度低些的焊条，以提高焊缝的塑性。 不论用哪种焊条焊接中碳钢件，均应选用细焊条、小电流，开坡口进行多层焊，以防止工件材料过多地熔人焊缝，同时减小焊接热影响区的宽度。
根据低合金结构钢的焊接特点，生产中可分别采取以下措施进行焊接。 对于强度级别高的低合金结构钢件： 焊前一般均需预热。 焊接时，应调整焊接参数，以控制热影响的冷却速度不宜过快。 焊后还应进行热处理以消除内应力。不能立即热处理时，可先进行消氢处理，即焊后立即将工件加热到200～350℃，保温2～6 h，以加速氢扩散逸出，防止产生因氢引起的冷裂纹。
第四节 铸铁的补焊
铸铁含碳量高，组织不均匀，塑性很低，属于焊接性很差的材料。因此不应用铸铁设计和制造焊接构件。 但铸铁件常出现铸造缺陷，铸铁零件在使用过程中有时会发生局部损坏或断裂，用焊接手段将其修复，经济效益是很大的。 所以，铸铁的焊接主要是焊补工作。
第三章 常用金属材料的焊接
金属材料的焊接性 碳钢的焊接 合金结构钢的焊接 铸铁的补焊 非铁金属及其合金的焊接
各种材料的焊接性能
金属材料的焊接性能（1）焊接性能良好的钢材主要有：低碳钢（含碳量<）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量<）；不锈钢（合金元素含量>3、含碳量<）。
（2）焊接性能一般的钢材主要有：中碳钢（合金元素含量<1、含碳量～）；低合金钢（合金元素含量<3、含碳量<）；不锈钢（合金元素含量13～25、含碳量￡）（3）焊接性能较差的钢材主要有：中碳钢（合金元素含量<1、含碳量～）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量～）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量）。
（4）焊接性能不好的钢材主要有：中、高碳钢（合金元素含量<1、含碳量>）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量>）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量～）。
焊条和焊丝选择的基本要点如下：同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素：考虑工件的物理、机械性能和化学成分；考虑工件的工作条件和使用性能；考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位置等；考虑焊接设备情况；考虑改善焊接工艺和环保；考虑成本。
异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况：一般碳钢和低合金钢间的焊接；低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接；不锈钢复合钢板的焊接。
焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号（GB 980-76）、焊条的性能和用途（GB 980～984-76）等有关国家标准。
###15CrMoR的换热器的热处理工艺***当板厚超过筒体内径的3％时，卷板后壳体须整体热处理。
***15CrMoR焊接性能良好。
手工焊用E5515-B2（热307）焊条，焊前预热至200-250℃（小口径薄壁管可不预热），焊后650-700℃回火处理。
自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。
###压力容器用钢的基本要求压力容器用钢的基本要求：较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与相容性。
金属材料的焊接性
第二节 碳钢的焊接
一、低碳钢的焊接 含碳量不大于0.25%，塑性好，一般没有淬硬倾向，
对焊接热过程不敏感，可焊性良好。焊这类钢时，不 需要采取特殊的工艺措施，通常在焊后也不需要进行 热处理（电渣焊除外）。 低碳钢工件用手工电弧焊时一般采用J422或J427焊条， 埋弧自动焊时一般用H08A或H08MnA+焊剂431。 二、中、高碳钢的焊接： 中碳钢：C：0.25~0.6。 （1）热影响区易产生淬硬组织和冷裂缝：
（2）板厚在3-10mm，焊缝短应用CO2焊，焊缝长应 用埋弧焊。
（3）板厚大于35mm，应用电渣焊。
3、焊接铝和铜合金时，应用氩弧焊。
4、焊接超薄材料、难熔金属或活泼金属时，应用 等离子弧焊、电子束焊或激光焊，也可采用超声波 焊。
5、焊接多层复合板时，应采用扩散焊或爆炸焊。
三、焊接接头工艺设计
1、焊缝的布置 （1）焊缝应尽可能分散。
（2）焊缝的位置应尽可能对称分布。
（3）焊缝应尽可能避开最大应力和应力集 中的位置。
（4）焊缝应尽量避开 （5）应便于焊接操作。
机械加工表面。
2、接头形式的选择与设计 （1）焊接碳钢和低合金钢的接头形式
2、接头形式的选择与设计 （1）焊接碳钢和低合金钢的接头形 式
铜及铜合金可用氩弧焊、气焊、氩弧焊、钎焊 等方法进行焊接。
采用氩弧焊是保证紫铜和青铜焊接质量的有效 方法。
气焊紫铜及青铜时应采用严格的中性焰。 黄铜的焊接，目前最常用的焊接方法仍是气焊， 一般用轻微的氧化焰，采用含硅的焊丝。
二、铝及铝合金的焊接 铝及铝合金的焊接也比较困难，其焊接特点是：
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常用金属材料的焊接性
一、什么是金属材料的焊接性？影响金属焊接性的主要因素有哪些？
焊接性是指金属材料在一定的焊接工艺条件下(焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数和结构形式等)，获得优质焊接接头的难易程度。
它包括两方面的内容，一是结合性能，即在一定焊接工艺条件下，焊接接头产生焊接缺陷的敏感性；二是使用性能，即在一定焊接工艺条件下，焊接接头对使用要求的适应性。
影响金属焊接性的因素很多，主要有材料(化学成分、组织状态、力学性能等)、设计(结构型式)、工艺(焊接方法、焊接规范等)及工作条件(工作温度、负荷条件、工作环境等)等4个方面。
二、生产中常用什么方法来评价金属材料的焊接性？
化学成分是影响金属材料焊接性的主要因素。
生产中，常根据钢材的化学成分来评定其焊接性。
由于钢中含碳量对其焊接性的影响最为明显，通常把钢中合金元素含量对其焊接性的影响，按其作用换算成碳元素的相当含量，即用碳当量（CE）法评价金属材料的焊接性。
三、铸铁的焊接性如何？铸铁焊补时，常见的焊接缺陷是什么？
铸铁含碳量高，含硫、磷等杂质较多，塑性差，焊接性也极差。
所以，铸铁不宜作为焊接结构材料。
铸铁焊补时，常见的焊接缺陷有：
（1）焊接接头易产生白口组织碳和硅是促进石墨化元素，焊接时
会大量烧损，焊后冷却速度又快，不利于石墨的析出，故容易产生白口组织。
（2）易产生焊接裂纹
铸铁是脆性材料，焊接时容易产生白口和淬硬组织。
当焊接应力超过铸铁抗拉强度时，就会在焊缝或近缝区产生裂纹，甚至完全开裂。
（3）易产生气孔和夹渣铸铁中的碳、硅元素剧烈氧化，形成CO 气体和硅酸盐熔渣，它们滞留在焊缝中会形成气孔和夹渣等缺陷。
四、碳素钢、低合金结构钢的焊接应注意什么？
碳素钢中的低碳钢塑性好、淬硬倾向小，不易产生裂纹。
但是还应注意在低温环境下焊接厚度大、刚性大的结构时，应进行预热，否则容易产生裂纹；重要结构焊后要进行去应力退火以消除焊接应力；中碳钢有一定的淬硬倾向，焊接接头容易产生低塑性的淬硬组织和冷裂纹，焊接性较差，应采用焊前预热焊后缓冷等措施减小淬硬倾向，减小焊接应力；高碳钢焊接性较差，大多用于修理一些损坏件，也注意焊前预热和焊后缓冷。
低合金结构钢焊接的特点一是热影响区有较大的淬硬倾向，且随强度等级的提高，淬硬倾向亦随着显著增大；二是热影响区的冷裂纹倾向，也随着强度等级的提高而增大，在刚性较大的接头中，甚至会出现所谓的“延迟裂纹”。
五、铜、铝及其合金的焊接特性是什么？
铜及其合金采用一般的焊接方法焊接性很差的原因是：裂纹倾向大，气孔倾向大，容易产生焊不透缺陷及合金元素易氧化。
通常采用氩弧焊、气焊、手弧焊和钎焊等方法，以氩弧焊的焊接质量最好。
铝及其合金采用一般的焊接方法焊接性很差的原因是：极易氧化，易产生气孔，易产生裂纹。
通常采用氩弧焊、电阻焊、钎焊和气焊等方法
六、难熔金属及其合金的焊接方法是什么？
难熔金属如钛、锆、钼、铌等由于焊接性较差，加热时会强烈吸收氧、氢和氮等气体，并由气体杂质污染引起性能变化和热循环造成显微结构的变化。
通常采用氩弧焊、等离子焊和电子束焊等焊接方法。