9.1金属材料焊接基础知识( 课件）-高二《焊接方法与工艺》同步教学（劳动版）

第九单元　常用金属材料的焊接 课题 1　金属材料焊接基础知识 课题 2　中碳钢焊接操作 课题 3　低合金高强度结构钢焊接操作 课题 4　珠光体耐热钢焊接操作 课题 5　奥氏体不锈钢焊接操作 课题 6　铸铁焊补操作 课题 7　承压钢管散热器焊接操作 课题 1　金属材料焊接基础知识 一、热裂纹、冷裂纹及气孔 裂纹是焊接结构最危险的缺陷，不仅会使产品报废，而且还可能引起严重的事故，在焊接生产中出现的裂纹形式多种多样。 焊接接头裂纹分布形态 1—纵向裂纹　 2—横向裂纹　 3—焊根裂纹　 4—焊趾裂纹　 5—焊道下裂纹　 6—层状撕裂　 7—火口裂纹 1. 热裂纹 （1）热裂纹产生的原因　 由于焊接过程是一个局部加热的过程，焊缝金属从液态变成固体时，体积要缩小，同时凝固后的焊缝金属在冷却过程中体积也会收缩，而焊缝周围金属阻碍了上述这些收缩，使焊缝受到一定的拉应力作用。 焊缝中液体夹层的形成 a) 结晶初期　 b) 结晶后期 1) 合金元素对生成热裂纹的影响。 2) 一次结晶组织对热裂纹倾向的影响。　 3)焊接结构及焊接工艺对产生热裂纹的影响。 (2) 影响生成热裂纹的因素 (3) 防止热裂纹产生的措施 1) 降低母材和焊丝的含硫量。 2) 降低焊缝的含碳量。 3) 提高焊丝的含锰量。 4) 加变质剂。 5) 形成双相组织。 6) 采用适当的工艺措施。 2. 冷裂纹 冷裂纹是指焊接接头冷却到较低温度(对于钢来说在Ms温度以下) 时产生的焊接裂纹。 冷裂纹产生的原因 1) 淬硬倾向。 2) 氢的作用。 3) 焊接应力。 (2) 防止冷裂纹产生的措施。 1) 焊前预热和焊后缓冷。 2) 采用减少氢的工艺措施。 3) 合理选用焊接材料。 4) 采用适当的焊接参数。 5) 选用合理的装焊顺序。 6) 进行焊后热处理。 3.气孔 (1) 影响因素 1) 铁锈和水分。 2) 焊接的冶金作用。 3) 熔池受到空气侵入。 4) 其他影响因素。 (2) 防止气孔的措施 二、预热、 后热及焊后热处理 1. 预热 2. 后热 3. 焊后热处理 三、焊条的选用依据 1. 焊件的力学性能和化学成分 (1) 低碳钢、中碳钢和低合金钢可按其强度等级来选用相应强度的焊条。 (2) 焊条的强度确定后，需要进一步确定焊条的性质。选用酸性焊条还是碱性焊条，这主要取决于焊接结构、钢材厚度(即刚性的大小)、焊件载荷的情况(静载还是动载)和钢材的抗裂性及得到直流电源的难易等。 (3) 焊接低碳钢与低合金钢、不同强度等级的低合金钢等时，一般选用与较低强度等级钢材相匹配的焊条。 2. 焊件的工作条件及使用性能 (1) 如果焊件的工作环境有特定要求(如低温、水下等)，应选用相应条件的焊条(如低温焊条、水下焊条等) 。 (2) 珠光体耐热钢一般选用与钢材化学成分相似的焊条，或根据焊件的工作温度来选取。 3. 简化工艺、提高生产效率，降低成本 (1) 薄板焊接或点焊宜采用E4313型焊条，焊件不易烧穿且易引弧。 (2) 在满足焊件使用性能和焊条操作性能的前提下，应选用规格大、效率高的焊条。 (3) 在使用性能基本相同时应尽量选择价格较低的焊条。 四、手工堆焊及焊补 1. 手工堆焊技术 2. 铸钢件缺陷和裂纹的焊补技术 (1) 明缺陷的焊补 (2) 暗缺陷的焊补 五、钢的焊接性 1. 焊接性的概念 (1) 接合性能　 (2) 使用性能　 2. 影响焊接性的因素 (1) 材料因素 (2) 工艺因素 (3) 结构因素 3. 焊接性的间接判断法 (4) 使用环境 判断焊接性最简便的方法是碳当量鉴定法。 国际焊接学会推荐的估算碳钢和低合金钢的碳当量公式为： 式中w（C）、w（Mn）、w（Cr）、w（Mo）、w（V）、w（Ni）、w（Cu）表示该元素在钢中的含量（质量分数）。 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=0.4%～0.6%时，钢材的淬硬倾向逐渐明显，需要采取适当的预热和控制热输入等工艺措施；当CE>0.6%时，钢材的淬硬倾向更强，属于较难焊的材料，需采用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做近似的估计，并不完全代表材料的实际焊接性。 $