第15章 常用金属材料的焊接

15.1 金属材料的焊接性

15.2 碳钢的焊接

第15章常用金属材料的焊接主要内容：

重点内容：能够根据材料15.3 合金结构钢的焊接

15.4 铸铁的补焊

15.5 有色金属的焊接

15.6 焊接缺陷与检验的特性正确选择焊接方法。对可焊性差的材料在焊接时应采取哪些措施。

金属焊接性的概念

指被焊金属在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度，表现出“好焊”和“不好焊”的差别。包括两个方面的内容：一是对缺陷的敏感性；二是焊成接头在使用条件下的可靠性。

金属焊接性的评定

Ø碳当量法：碳钢及低合金结构钢中的合金元素按其对焊接性的影响程度折算成碳的相当含量：

15

)()(5)()()(6)()()(Cu w Ni w V w Mo w Cr w Mn w C w CE w ++++++=

Ø根据经验：

C当量＜0.4%时，钢材塑性良好，淬硬倾向不明显，可焊性良好。一般不需要预热，对厚大工件或低温焊接时应考虑预热。

C当量=0.4%～0.6%时，钢材塑性下降，淬硬倾向明显，可焊性较差。焊前工件需要适当预热，焊后应注意缓冷，热处理等，才能防止裂缝。

C当量＞0.6%时，钢材塑性较低，淬硬倾向很强，可焊性不好。焊前工件必须预热到较高温度，焊后要进行适当的热处理，才能保证焊接接头质量。

Ø试验法：

将被焊金属材料做成一定形状和尺寸的试样，在规定的工艺条件下施焊，然后鉴定产生缺陷(如裂纹)倾向的程度，或者鉴定接头是否满足使用性能(如力学性能)的要求，如对接接头刚性拘束焊接裂纹试验方法(GB/T 13817-1992)、斜Y形坡口焊接裂纹试验法(GB 4675.1-84)等。

对接接头刚性拘束焊接裂纹试验方法

斜Y形坡口焊接裂纹试验法

金属材料

焊接方法

熔焊压焊钎

焊焊

条

电

弧

焊

埋

弧

焊

二

氧

化

碳

焊

氩

弧

焊

电

渣

焊

气

焊

电

子

束

焊

点

焊

蜂

焊

对

焊

摩

擦

焊

超

声

波

焊

爆

炸

焊

铸铁A C C B B A B D D D D D C 铸钢A A A A A A A D B B C D B 低碳钢A A A A A A A A A A B A A 表15-1 各种金属材料的焊接性

低合金钢A A A A A B A A A A B A A 高碳钢A B B B B A A B A A C B C 不锈钢A B B A B A A A A A B A A 耐热合金A B C A D B A B C D C D A 高镍合金A B C A D A A A C C C A A 铜合金A C C A D B B C A A A A A 铝C C D A D B A A A B A A B 硬铝D D D B D C A A A B A A C 镁及镁合金D D D A D D B A B D A A C 钛及钛合金D D D A D D A B C D A A B 锆D D D A D D A C C D A A C 钼D D D B D D A D C D A A D

15.1 金属材料的焊接性15.2 碳钢的焊接第15章常用金属材料的焊接主要内容：重点内容：

能够根据材料

的特性正确选择焊15.3 合金结构钢的焊接15.4 铸铁的补焊

15.5 有色金属的焊接

15.6 焊接缺陷与检验

接方法。对可焊性

差的材料在焊接时

应采取哪些措施。

碳钢的焊接

低碳钢的焊接

低碳钢含碳量不大于0.25%，塑性好，一般没有淬硬倾向，可焊性良好,使用等强度原则,用于普通结构件。

在0℃以下焊接厚板时应预热焊件，厚度超过50mm时，应进行焊后热处理。

中、高碳钢的焊接

中碳钢含碳量0.25%～0.6%，随含碳量的增加，淬

硬倾向愈发明显，可焊性逐渐变差。在实际生产当中，

主要是焊接各种中碳钢的铸钢件、锻件与补焊中。

碳钢的焊接

中碳钢的焊接特点：

ü热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹

焊前必须进行预热。减慢热影响区的冷却。平均含碳量低于0.45%的钢预热150-250℃；含碳量高于0.45%的钢或者厚度较大时，预热250-400℃，或者奥氏体不锈钢焊条。

ü焊缝金属热裂纹倾向较大

尽量减小母材料在焊缝中的比例，采取细焊条小电流焊接，开坡口进行多层焊，可减小母材熔化深度。

ü手工电弧焊时采用低氢型焊条

高碳钢一般只用于修补，焊接特点与中碳钢接近，要预热，缓冷，焊后立即进行去应力退火。

15.1 金属材料的焊接性15.2 碳钢的焊接第15章常用金属材料的焊接

主要内容：重点内容：

能够根据材料

的特性正确选择焊15.3 合金结构钢的焊接15.4 铸铁的补焊

15.5 有色金属的焊接

15.6 焊接缺陷与检验

接方法。对可焊性

差的材料在焊接时

应采取哪些措施。

合金结构钢低合金钢焊接时，钢中含碳及合金元素越多，钢材强度级别越高，焊后热影响区的淬硬倾向也越大。强度机械制造用合金结构钢

低合金结构钢

级别小于350MPa 级的低合金钢，如16Mn,由于碳当量小于0.4%，可以采用与低碳钢类似的焊接工艺。

当板厚大于32mm 或环境温度较低时，应该预热，板厚大于30mm 的锅炉、压力容器等重要结构，焊后应进行消除应力热处理。