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【转载】焊接成形过程  

2014-10-13 13:50:28|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自高级工程师《焊接成形过程》

焊接成形过程

 


5.1 焊接成形过程

将分离的金属用局部加热或加压等手段,借助于金属内部原子的结合与扩散作用牢固地连接起来,形成永久性接头的过程称为焊接。

5.1.1焊接成形过程特性和理论基础


(1)焊接方法的分类及其特点

熔化焊接由于加热方式及熔炼方式的区别,可以有以下几种主要类形:

1)气焊气体混合物燃烧形成高温火焰,用火焰来熔化焊件接头及焊条。最常用的气体是氧与乙炔的混合物,调整氧与乙炔的比值,可以获得氧化性、中性及还原性火焰。这种方法所用的设备较为简单,而加热区宽,但焊接后焊件的变形大,并且操作费用较高,因而逐渐为电弧焊代替。

2)电弧焊这是应用最广泛的焊接方法。电弧焊的主要特征为:形成稳定的电弧,填充材料的供应以及对熔化金属的保护和屏蔽。通常,电弧可通过两种方法产生。第一种:电弧发生在一个可消耗的金属电焊条和金属材料之间,焊条在焊接过程中逐渐熔化,由此提供必须的填充材料而将结合部填满。第二种:电弧发生在工件材料和一个非消耗性的钨极之间,钨极的熔点应比电弧温度要高,所必须的填充材料则必须另行提供。

3)电渣焊它是利用电流通过熔渣所产生的电阻热来熔化金属。这种热源范围较电弧大,每一根焊丝可以单独成一个回路,增加焊丝数目,可以一次焊接很厚的焊件。

4)真空电子束焊接这是一种特种焊接方法,用来焊接尖端技术方面的高熔点及活泼金属的小零件。它的特点是将焊件放在高真空容器内,容器内装有电子枪,利用高速电子束打击焊件将焊件熔化而进行焊接。这种方法可以获得高品质的焊件。

5)激光焊这也是一种特种焊接方法。它是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。

压力焊由于加热方式的不同,可以有以下几种主要类形:

1)电阻焊这是利用电阻加热的方法,最常用的有点焊、缝焊及电阻对焊三种。前两者是将焊件加热到局部熔化状态并同时加压;电阻对焊是将焊件局部加热到高塑性状态或表面熔化状态,然后施加压力。电阻焊的特点是机械化及自动化程度高,故生产率高,但需强大的电流。

2)摩擦焊利用摩擦热使接触面加热到高塑性状态,然后施加压力的焊接,由于摩擦时能够去除焊接面上的氧化物,并且热量集中在焊接表面,因而特别适用于导热性好及易氧化的有色金属的焊接。

3)冷压焊这种方法的特点是不加热,只靠强大的压力来焊接,适用于熔点较低的母材,例如铅导线、铝导线、铜导线的焊接。

4)超声波焊接也是一种冷压焊,借助于超声波的机械振荡作用,可以降低所需用的压力,目前只适用于点焊有色金属及其合金的薄板。

5)扩散焊扩散焊是焊件紧密贴合,在真空或保护气氛中,在一定温度和压力下保持一段时间,使接触面之间的原子相互扩散而完成焊接的焊接方法。扩散焊主要用于焊接熔化焊、钎焊难以满足技术要求的小形、精密、复杂的焊件。

压力焊接时,压力使接触面的凸出部分发生塑性变形,减小凸出部分的高度,增加真实的接触面积。温度使塑性变形部分发生再结晶,并加速原子的扩散;此外,表面张力也可以促使接触面上空腔体积的缩小。这种加热的压力焊接过程与粉末冶金中的热压烧结过程相似。

冷压焊时,虽然没有加热,但由于塑性变形的不均匀性,所放出的热局限于真实接触的部分,因而也有加热的效应。

钎焊是与上述方法完全不同的焊接过程,是不同金属间的合金化过程。

(2)电弧焊的冶金过程及特点

1)电弧焊的冶金过程电弧焊时,焊接区各种物质在高温下相互作用,产生一系列变化的过程称为电弧焊冶金过程。手工电弧焊的冶金过程如图5—2所示,电弧在焊条与被焊工件之间燃烧,电弧热使工件和焊条同时熔化成为熔池,焊条金属液滴借助重力和电弧气体吹力的作用不断进入熔池中。电弧热使焊条的药皮熔化(或燃烧),与熔融金属起物理、化学作用,形成的熔渣不断从熔池中浮出。药皮燃烧所产生的C02气流围绕电弧周围,熔渣和气流可防止空气中的氧、氮等侵入,从而保护熔池金属不与其他物质发生化学反应。电弧焊的冶金过程同电弧炉冶炼金属相似,在熔池中进行着一系列的物理与化学反应过程。

2)电弧焊的冶金过程特点电弧焊焊接钢材的过程是进行熔化、氧化、还原、造渣、精炼和渗合金等一系列物理化学的冶金过程。焊接的冶金过程与一般冶炼过程比较,有以下特点:

①焊接电弧和熔池金属的温度高于一般的冶炼温度,金属蒸发、氧化和吸气现象严重。

②熔池体积小,周围又是温度较低的冷金属,因此,熔池处于液态的时间很短,冷却速度快,不利于焊缝金属化学成分的均匀和气体、杂质的排除,从而产生气孔和夹渣等缺陷。

3)电弧焊冶金过程采取的技术措施为了保证焊缝品质,焊接过程中常采取下列技术措施:

采取保护措施,限制有害气体进人焊接区。焊条药皮,自动焊焊剂以及惰性气体的保护都能起此作用。

2)电弧焊的冶金过程特点电弧焊焊接钢材的过程是进行熔化、氧化、还原、造渣、精炼和渗合金等一系列物理化学的冶金过程。焊接的冶金过程与一般冶炼过程比较,有以下特点:

①焊接电弧和熔池金属的温度高于一般的冶炼温度,金属蒸发、氧化和吸气现象严重。

②熔池体积小,周围又是温度较低的冷金属,因此,熔池处于液态的时间很短,冷却速度快,不利于焊缝金属化学成分的均匀和气体、杂质的排除,从而产生气孔和夹渣等缺陷。

3)电弧焊冶金过程采取的技术措施为了保证焊缝品质,焊接过程中常采取下列技术措施:

①采取保护措施,限制有害气体进人焊接区。焊条药皮,自动焊焊剂以及惰性气体的保护都能起此作用。

②渗入有用合金元素以保护焊缝成分。在焊条药皮(或焊剂)中加入锰铁等合金,焊接时可渗合到焊缝金属中,以弥补有用合金元素的烧损,甚至还可以增加焊缝金属的某些合金元素,以提高焊缝金属的性能。

③进行脱氧、脱硫和脱磷。焊接时,熔化金属除可能被空气氧化外,还可能被工件表面的铁锈、油垢、水分或保护气体中分解出来的氧所氧化,所以焊接时必须仔细清除上述杂质,并且在焊条药皮(或焊剂)中加入锰铁、硅铁等用以脱氧。

(3)焊接接头的金属组织和性能

熔化焊接是在局部进行的、短时高温的冶炼、凝固过程。这种冶金和凝固过程是连续进行的;与此同时,周围未熔化的基体金属受到短时的热处理。因此,焊接过程会引起焊接头组织和性能的变化,直接影响焊接接头的品质。

1)焊接工件上温度的变化与分布在电弧热作用下,焊接接头的金属都经历由常温状态加热到一定温度,然后再逐渐冷却到常温的过程。图5-3为焊接时焊件截面上不同点的温度变化情况。焊接时,随着各点金属所在位置的不同,其最高加热温度是不同的,因热传导需要一定时间,所以各点达到该点的最高温度的时间也是不同的。离焊缝越近的点其加热速度越大,被加热的最高温度也越高,冷却速度也越大。


2)焊接接头的组成和性能熔化焊的焊接接头由焊缝、熔合区和热影响区组成。

①焊缝的组织和性能焊缝是由熔池金属结晶形成的焊件结合部分。焊缝金属的结晶是从熔池底壁开始的,由于结晶时各个方向冷却速度不同,因而形成的晶粒是柱状晶,柱状晶粒的生长方向与最大冷却方向相反,垂直于熔池底壁。

②焊接热影响区的组织和性能在电弧热的作用下,焊缝两侧处于固态的母材发生组织或性能变化的区域,称为焊接热影响区。由于焊缝附近各点受热情况不同,其组织变化也不同,不同类形的母材金属,热影响区各部位也会产生不同的组织变化。图5-4为低碳钢焊接时热影响区组织变化示意图。按组织变化特征,其热影响区可分为过热区、正火区和部分相变区。

③熔合区熔合区是焊接接头中焊缝与母材交接的过渡区,这个区域的焊接加热温度在液相线和固相线之间,又称半熔化区。焊接过程中仅部分金属被熔化,熔化的金属将凝固成铸态组织,而未熔化的金属因加热温度过高而成为过热粗晶组织。因而熔合区的塑性、韧度极差,成为裂纹和局部脆性破坏的源点,在低碳钢焊接接头中,尽管熔合区很窄(仅0.1—1mm),但仍在很大程度上决定着焊接接头的性能。

3)改善焊接接头组织性能的方法焊接热影响区在焊接过程中是不可避免的。低碳钢焊接时因其塑性很好,热影响区较窄,危害性较小,焊后不进行处理就能保证使用。但对重要的钢结构或用电渣焊焊接的构件,则必须充分注意到热影响区带来的不利影响,要用焊后热处理办法以消除焊接热影响区。对碳素钢与低合金钢构件,可用焊后正火处理来消除热影响区,以改善焊接接头的性能。

焊后不能进行热处理的金属材料或构件,采用正确选择焊接方法和焊接过程来减少焊接接头内不利区域的影响,达到提高焊接接头性能的目的。

(4)焊接应力与变形

焊接过程会使焊件产生应力,从而引起变形,甚至裂纹。如果变形严重而又无法矫正,就会使焊件报废。因此,在设计和制造焊接结构时,应尽力防止产生超过允许数值的变形量和尽量减少焊接应力。

1)焊接应力和变形产生的原因焊接过程中对焊件进行了局部的不均匀的加热,是产生焊接应力和变形的根本原因。

当焊接材料因刚性不足,承受不了焊接应力就会产生变形,通过变形来削弱应力。如果焊接应力超过焊接材料的强度极限,焊接件不仅发生变形,而且还会产生裂纹。尤其是低塑性材料更易开裂。

2)焊接变形的基本形式焊接变形的形式因焊接件结构形状不同、其刚性和焊接过程不同而不同。最常见的如图5—6所示,或者是这几种形式的组合。

收缩变形构件焊接后,纵向和横向尺寸缩短的变形。这是由于焊缝纵向和横向收缩所引起的。

角变形V(U)形坡口对接焊时,由于焊缝截面形状上下不对称,焊后收缩不均而引起角变形。

弯曲变形T形梁和单边焊缝焊接后,由于焊缝布置不对称,纵向收缩引起的弯曲变形。

波浪形变形焊接薄板结构时,由于薄板在焊接应力作用下丧失稳定性而引起波浪形变形。

扭曲变形由于焊缝在构件横截面上布置的不对称或焊接过程不合理,使工件产生扭曲变形。

3)防止和减少焊接变形的措施要防止和减少焊接变形,主要从焊接结构设计和焊接过程两方面来采取措施。

①合理设计焊接构件在保证结构有足够承载能力情况下,尽量减少焊缝数量、焊缝长度及焊缝截面积;要使结构中所有焊缝尽量处于对称位置。厚大件焊接时,应开两面坡口进行焊接,避免焊缝交叉或密集。尽量采用大尺寸板料及合适的形钢或冲压件代替板材拼焊,以减少焊缝数量,减少变形。

②采取必要的技术措施反变形法反变形法指经过计算或凭实际经验预先判断焊后的变形大小和方向,或焊前进行装配时,将焊件安置在与焊接变形方向相反的位置,如图5-7。或在焊前使工件反方向变形,以抵消焊接后所发生的变形如图5-8。

加裕量法加裕量法是焊前对焊件加放0.1%-0.2%的收缩量,以补充焊后的收缩。

刚性夹持法刚性夹持法是采用夹具或点焊固定等手段来约束焊接变形。此种方法能有效防止角变形和薄板结构的波浪形变形。刚性夹持法只能适用于塑性较好的一些焊接材料,且焊后应迅速退火处理以消除内应力,对塑性差的材料,如淬硬性较大的钢材及铸铁不能使用,否则,焊后易产生裂纹。

选择合理的焊接顺序合理选择焊接顺序能大大减小变形。如构件的对称两侧都有焊缝,应该设法使两侧焊缝的收缩量能互相抵消或减弱。

4)焊接变形的矫正方法在焊接生产中,焊前即使采用了预防变形的措施,但焊后仍可能产生超过允许值的变形,为确保焊件的形状和尺寸要求,需要对已产生变形进行矫正。焊接变形的矫正实质上就是使焊件结构产生新的变形,以抵消焊接时已产生的变形。生产中常用的矫正方法有:

①机械矫正法②火焰加热矫正法

5)减少与消除焊接应力的措施焊接时,工件不可避免地要产生内应力。当焊缝及焊件金属的塑性较好时,如低碳钢结构件,焊接应力的危害是不大的。

①选择合理的焊接顺序

②焊前预热③加热“减应区”在焊接结构上选择合适的部位加热后再焊接,可大大减少焊接应力。

④焊后热处理

(5)焊接缺陷及防治措施

1)焊接接头的缺陷在焊接结构生产中,由于结构设计不当,原材料不符合要求,接头准备不仔细、焊接过程不合理或焊后操作等原因,常使焊接接头产生各种缺陷。常见的焊接缺陷有焊缝外形尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、气孔、夹渣、未焊透和裂缝等缺陷。其中以未焊透和裂缝的危害性最大。

2)焊接缺陷的防止防止焊接缺陷的主要途径一是制订正确的焊接技术指导文件;二是针对焊接缺陷产生的原因在操作中防止。

(6)焊接构件结构设计

1)焊缝的布置焊接结构件的焊缝布置是否合理,对焊接品质和生产率有很大影响。对具体焊接结构件进行焊缝布置时,应便于焊接操作,有利于减小焊接应力和变形,提高结构强度。

2)焊接接头及坡口形式的选择焊接接头是焊接结构最基本的组成部分,接头设计应根据结构形状及强度要求、工件厚度、可焊性、焊后变形大小,焊条消耗,坡口加工难易程度等各方面因素综合考虑决定。

5.1.2熔化焊接

利用热源局部加热的方法,将两工件接合处加热到熔化状态,形成共同的熔池,凝固冷却后,使分离的工件牢固结合起来的焊接称为熔化焊。熔化焊适合于各种金属材料任何厚度焊件的焊接,且焊接强度高,因而获得广泛应用。

熔化焊包括电弧焊、电渣焊,气焊等。

(1)手工电弧焊

1)焊接过程利用电弧作为焊接热源的熔焊方法称为电弧焊。用手工操纵焊条进行焊接

的电弧焊方法,称为手工电弧焊。

2)焊条

焊条的组成电焊条由金属焊芯和药皮两部分组成。

3)焊条的分类和形(牌)号

4)焊条的选用原则焊条的种类很多,选择是否恰当,直接影响焊接结构的品质、生产率和生产成本。通常应根据焊接结构的化学成分、力学性能、抗裂性、耐腐蚀性以及高温性能等要求,选用相应的焊条种类。再考虑焊接结构形状、受力情况、工作条件和焊接设备等选用具体的形号与牌号。一般选择原则是:

①根据母材的化学成分和力学性能

②根据焊件的工作条件与结构特点

③根据焊接设备、施工条件和焊接技术性能

5)手工电弧焊的特点手工电弧焊的设备简单,操作灵活,能进行全位置焊接,能焊接不同的接头、不规则焊缝。但生产效率低,焊接品质不够稳定,对焊工操作技术要求较高,劳动条件差。手工电弧焊多用于单件小批生产和修复,一般适用于2mm以上各种常用金属的焊接。

(2)埋弧自动焊

埋弧自动焊是电弧在颗粒状焊剂层下燃烧的自动电弧焊接方法。

1)焊接过程埋弧自动焊的焊接过程如图5-22所示。

2)焊丝与焊剂埋弧自动焊的焊丝同手工电弧焊焊芯的作用一样,其成分标准也相同。常用焊丝牌号有H08A、H08MnA和H10Mn2等。

3)埋弧自动焊的特点及应用埋弧自动焊与手工电弧焊相比有以下特点:

①生产率高②焊接品质高而且稳定③节省金属材料④劳动条件好


 

(3)气体保护电弧焊

气体保护电弧焊是利用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。在气体保护电弧焊中,用作保护介质的气体有氩气和二氧化碳。C02虽具有一定氧化性,但其价廉易得,且对不易氧化的低碳钢仍然具有很好的保护作用,所以,它的应用也较普遍。

1)氩弧焊氩弧焊是使用氩气为保护气体的电弧焊。氩弧焊时,氩气从喷嘴喷出后,便形成密闭而连续的气体保护层,使电弧和熔池与大气隔绝,避免了有害气体的侵入,起到了保护作用。氩弧焊按所用电极不同,分为熔化极氩弧焊和不熔化极(或钨极)氩弧焊。

目前,氩弧焊主要用于焊接易氧化的非铁金属(如铝、镁、铜、钛及合金)和稀有金属,以及高强度合金钢、不锈钢、耐热钢等。

2)二氧化碳气体保护焊利用二氧化碳气体作为保护气体的电弧焊称为二氧化碳气体保护焊。它以连续送进的焊丝作为电极,靠焊丝和焊件之间产生的电弧熔化金属与焊丝,以自动或半自动方式进行焊接,如图5-25所示,焊接时焊丝由送丝机构通过软管经导电嘴送进, C02气体以一定流量从环行喷嘴中喷出。电弧引燃后,焊丝末端、电极及熔池被C02气体所包围,使之与空气隔绝,起到保护作用。C02气体保护焊广泛应用于造船、汽车制造、工程机械等工业部门,主要用于焊接低碳钢和低合金结构钢构件,也可用于耐磨零件的堆焊,铸钢件的焊补等。但是, C02焊不适于焊接易氧化的非铁金属及其合金。

(4)电渣焊

电渣焊是利用电流通过液态熔渣时所产生的电阻热作为热源的一种熔化焊接的方法。根据焊接时使用电极的形状,可分为丝极电渣焊、板极电渣焊和熔咀电渣焊等。

1)电渣焊的焊接过程电渣焊总是在垂直立焊位置进行焊接,丝极电渣焊的焊接过程如图5-26所示。

2)电渣焊的特点及应用

①生产效率高,成本低②焊接品质好③焊接应力小④热影响区大

(5)电子柬焊、激光束焊

1)电子束焊电子束焊是利用加速和聚焦的电子束,轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。电子束轰击焊件时99%以上的电子动能会转变为热能,因此,焊件被电子束轰击的部位可加热至很高温度。

电子束焊根据焊件所处环境的真空不同,可分为高真空电子束焊、低真空电子束焊和非真空电子束焊。图5-27为真空电子束焊接示意图。

2)激光束焊激光束焊接是以聚集的激光束作为能源的特种熔化焊接方法。

激光焊接如图5-28所示。焊接用激光器有固态和气态两种,常用的激光材料为红宝石、玻璃和二氧化碳。

激光焊接的特点

①由于激光焊热量集中,作用时间极短,因此,能量密度大,热影响区小,焊接变形小,焊件尺寸精度高。可以在大气中焊接,不需要采取保护措施。

②激光束通过光学系统反射和聚集,可以达到其他焊接方法很难焊接的部位进行焊接,还可以通过透明材料壁对结构内部进行焊接,例如对真空管的电极连接和显像管内部接线的连接。

③激光焊可用于绝缘材料、异种金属、金属与非金属的焊接。

(6)气焊

气焊是利用可燃气体乙炔(C2H2)和氧气混合燃烧时所产生的高温火焰作为热源的熔化焊接方法。

5.1.3压焊

(1)电阻焊

电阻焊又称接触焊,它是利用电流通过焊接接头的接触面时产生的电阻热将焊件局部加热到熔化或塑性状态,在压力下,形成焊接接头的压焊方法。

电阻焊按接头形式的不同,可分为点焊、缝焊、对焊三种。

1)点焊点焊是利用柱状铜合金电极,在两块搭接焊件接触面之间形成焊点,而将工件连接在一起的焊接方法。

2)缝焊缝焊的焊接过程与点焊相似,只是用转动的圆盘状电极取代点焊时所用的柱状电极,焊接时,圆盘状电极压紧焊件并转动,依靠摩擦力带动焊件向前移动,配合断续通电,形成许多连续并彼此重叠的焊点,焊点相互重叠约50%以上。

3)对焊对焊是把焊件装配成对接的接头,使其端面紧密接触,利用电阻热加热至塑性状态,然后迅速施加顶锻力完成焊接的方法。根据焊接过程不同,又可分为电阻对焊和闪光对焊。

(2)摩擦焊

摩擦焊是利用工件接触面摩擦产生的热量为热源,将工件端面加热到塑性状态,然后在压力下使金属连接在一起的焊接方法。

1)摩擦焊焊接过程。

2)摩擦焊的特点及应用

①焊接接头品质好且稳定②焊接生产率高③可焊材料种类广泛④焊机设备简单,功率小,电能消耗少。

5.1.4钎焊

钎焊是利用熔点比焊件金属低的钎料作填充金属,适当加热后,钎料熔化将处于固态的焊件粘接起来的一种焊接方法。

(1)钎焊过程

钎焊过程是将表面清洗好的焊件以搭配形式装配在一起,把钎料放在装配间隙内或间隙附近,然后加热,使钎料熔化(焊件未熔化)并借助毛细管作用被吸人和充满固态焊件的间隙之内,被焊金属和钎料在间隙内进行相互扩散,凝固后,即形成钎焊接头。

(2)钎焊的分类

根据钎料熔点的不同,钎焊可分为硬钎焊和软钎焊两大类

(3)钎焊的特点及应用

与一般焊接方法相比,钎焊只需填充金属熔化,因此焊件加热温度较低,焊件的应力和变形较小,对材料的组织和性能影响较小,易于保证焊件尺寸。钎焊还可以连接不同的金属,或金属与非金属的焊件,设备简单。钎焊的主要缺点是接头强度较低,钎焊接头工作温度不高,钎焊前对焊件的清洗和装配工作都要求较严。此外,钎料价格高,因此钎焊的成本较高。

5.1.5常用金属材料的焊接

(1)碳钢的焊接

①低碳钢的焊接

低碳钢中碳质量分数小于0.25%,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。通常情况下,焊接不需要采取特殊技术措施,选用各种焊接方法都容易获得优质焊接接头。但是,在低温下焊接刚性较大的低碳钢结构时,应考虑采取焊前预热,以防止裂纹的产生。厚度大于50mm的低碳钢结构或压力容器等重要构件,焊后要进行去应力退火处理。电渣焊的焊件,焊后要进行正火处理。

②中、高碳钢的焊接

中碳钢中碳的质量分数20c:0.25%—0.6%,因此,碳当量偏高,随着碳的质量分数增加,焊接性能逐渐变差。焊接中碳钢时的主要问题是:①焊缝易形成气孔;②缝焊及焊接热影响区易产生碎硬组织和裂纹。

(2)普通低合金钢的焊接

普通低合金钢在焊接生产中应用较为广泛,它按屈服强度分为六个强度等级。

(3)奥氏体不锈钢的焊接

奥氏体不锈钢的焊接性能良好,焊接时一般不需要采取特殊技术措施,主要应防止晶界腐蚀和热裂纹。

1)焊接接头的晶界腐蚀晶界腐蚀是不锈钢焊接过程中在450—800oC温度范围内长时间停留时,晶界处将析出铬的碳化物,致使晶粒边界出现贫铬,当晶界附近的金属含铬量低于临界值12%时,便会发生明显的晶界腐蚀,使焊接接头耐腐蚀性严重降低的现象。因此,不锈钢焊接时,为防止焊接接头的晶界腐蚀,应该采取的技术措施是:

①合理选择母材②选择超低碳焊条,减少焊缝金属的含碳量,减少和避免形成铬的碳化物,从而降低晶界腐蚀倾向。③采取合理的焊接过程和规范④焊后进行热处理

2)焊接接头的热裂纹奥氏体不锈钢由于本身导热系数小,线膨胀系数大,焊接条件下会形成较大拉应力,同时晶界处可能形成低熔点共晶,导致焊接时容易出现热裂纹。因此,为了防止焊接接头热裂纹,一般应采取的措施是:

①减少杂质来源,避免焊缝中杂质的偏析和聚集。

②加入一定量的铁素体形成元素,如Mo、Nb等,使焊缝成为奥氏体+铁素体双相组织,防止柱状晶的形成。

③采取合理的焊接过程和规范采用小电流、快速焊、不横向摆动,以减少母材向熔池的过渡。

奥氏体不锈钢焊接方法主要有手工电弧焊、手工钨极氩弧焊、埋弧焊等。

(4)铸铁的焊补

铸铁含碳量高,组织不均匀,焊接性能差,所以不应考虑铸铁的焊接构件。但铸铁件生产中出现的铸造缺陷及零件在使用过程中发生的局部损坏和断裂,如能焊补,其经济效益也是显著的。铸铁焊补的主要困难是:

1)焊接接头易产生白口组织,硬度很高,焊后很难进行机械加工。

2)焊接接头易产生裂纹,铸铁焊补时,其危害性比形成白口组织大。

3)在焊缝易出现气孔铸铁含碳量高,焊接过程中熔池中碳和氧发生反应,生成大量CO气体,若来不及从熔池中排出而存留在焊缝中,便形成了气孔。

(5)铝及铝合金的焊接

铝及铝合金的焊接性较差。

1)焊接特点

①易氧化

②易形成气孔③易变形、开裂④操作困难

2)焊接过程措施及焊接方法

铝和铝合金的焊接常用氩弧焊、气焊、电阻焊和钎焊等方法。其中氩弧焊应用最广,气焊仅用于焊接厚度不大的一般构件。

铝及铝合金的焊接无论采用哪种焊接方法,焊前都必须进行氧化膜和油污的清理。清理品质的好坏将直接影响焊缝品质。

(6)铜及铜合金的焊接

1)焊接特点铜及铜合金属于焊接性差的金属,其焊接特点是:

①难熔合

②易变形开裂

③易形成气孔和产生氢脆现象

2)焊接方法及技术要点导热性强、易氧化、易吸氢是焊接铜及其合金时应解决的主要问题。目前焊接铜及其合金较理想的方法是氩弧焊。对品质要求不高时,也常采用气焊,手工电弧焊和钎焊等。

5.1.6塑料的焊接

将分离的塑料用局部加热或加压等手段,利用热熔状态的塑料大分子在焊接压力作用下相互扩散,产生范德华作用力,从而紧密地连接在一起,形成永久性接头的过程称为塑料的焊接。

塑料焊接可以使用焊条作为填充焊料,也可以直接加热焊件而不使用填充焊料。为了保证焊接品质,焊接表面必须清洁,不被污染,因此,常在焊接前对焊接表面做脱脂去污处理。绝大多数情况下,焊接表面还必须做平整与平行加工处理和加工坡口。



 

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