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十二.金属材料的焊接注意要点 (1)低碳钢的焊接:低碳钢的CE<0.4%,焊接性良好。焊接接头一般不会产生淬硬组织或冷裂纹。当母材碳含量偏高或在低温下焊接刚性较大的结构时,可能会出现冷裂纹,应采取预热、后热及使用低氢型焊条或高碱度焊剂等措施。低碳钢焊件广泛用于一般的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CE一般为0.4%~0.6%,焊接性较差,焊接接头易产生淬硬组织和裂纹。焊接时应进行预热(预热温度一般为100~⒛ 0℃)和后热;选用低氢型焊条或碱度较高的焊剂;使用小电流、低焊速和多层焊,以防止母材过多的熔化。此外,焊后应立即进行热处理,以消除应力和改善接头性能。不能预热的焊件应采用奥氏体不锈钢焊条,以使焊缝获得奥氏体组织而避免淬硬,但其强度低于母材。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CE)0,6%,焊接性更差,焊接接头更易产生淬硬组织和裂纹,故焊接时应采用更高的预热温度和更严格的工艺措施。实际生产中,高碳钢焊接一般只用于工具、模具的修补。 (4)强度级别低的低合金结构钢的焊接:当低合金结构钢的σs=295~390MPa时,其CE大多小于0.4%,热影响区淬硬倾向稍大于低碳钢,焊接性较好,只要焊接工艺选用得当,板厚32mm以下的焊件一般不需预热,焊后也不需热处理。这类钢价格较低,广泛用于较重要的焊接结构。 (5)强度级别较高的低合金结构钢的焊接:当低合金结构钢的σs=440~540MPa时,其CE=0,4%~0.6%,有一定的淬硬倾向,焊接性较差。焊接时须采取预热(预热温度一般为100~350℃ )和后热措施,以加速氢的扩散,防止产生冷裂纹,且须采用碱性焊条或碱度较高的焊剂;焊后常需进行去应力退火或高温回火。这类钢有较好的综合力学性能,广泛用于在低温或动载下工作的较重要的焊接结构。 （6）耐热钢的焊接性一般均较差。最常用的珠光体耐热钢是含Cr 、Mo、V、W等合金元素的低碳、低合金钢,焊接接头易产生淬硬组织和裂纹,焊接工艺措施要求较为严格。焊前应仔细清理焊丝和坡口,须进行预热(预热温度一般为150~300℃ )和后热,选用低氢型焊条或碱度较高的焊剂,焊后应立即进行去应力退火或高温回火处理。 （7）不锈钢的焊接性较差。最常用的奥氏体不锈钢是含Cr、Ni等合金元素的低碳、高合金钢,焊接接头可能出现热裂纹、脆化和晶间腐蚀等焊接缺陷。应尽量采用高纯焊接材料,减少碳、硫、磷等元素含量;选用高碱度焊剂或低氢型焊条;焊接时须采用热量集中的焊法、小的热输人(小电流、高焊速)、低的层间温度,以减少热影响区的受热程度;焊后应进行热处理以消除残余应力。 （8）铸铁的的含碳量高,硫、磷等杂质元素含量多,强度低、塑性差,焊接时易产生裂纹、白口及淬硬组织,焊接性差,须采取工艺措施。常用的铸铁焊接方法有异质焊缝冷焊和同质焊缝热焊等。异质焊缝冷焊:选用焊缝为非铸铁型组织的焊条,以防止出现白口组织和裂纹。常用焊条电弧焊,通常不预热。可选用纯镍铸铁焊条,焊缝为镍铁合金,有良好的抗裂性及切削加工性,但成本较高,用于重要铸铁件的加工面修补。也可选用碳钢铸铁焊条,焊缝为碳钢,成本低,但易产生热裂纹,且难于切削加工,只能用于焊补铸铁件的非加工面。铸铁冷焊生产效率高,劳动条件好,焊接时应采用较小的焊接电流、短段焊(每段10~50mm)、断续焊(焊接区温度小于60 ℃)、分散焊等措施,焊后应立即锤击焊缝使之产生塑性变形以减小或消除应力。同质焊缝热焊:选用焊缝为铸铁型的焊条或焊丝,焊前将铸件整体或局部预热至550~650℃ ,且焊时温度不低于400℃ 。常用焊条电弧焊和气焊,焊后须进行去应力退火。铸铁热焊可有效地防止白口、淬硬组织及裂纹,接头切削加工性好;但成本高、生产效率低、劳动条件差,一用于形状复杂、刚性大且焊后需切削加工的重要铸件。 （9）铝合金一般焊接性较好,可热处理强化变形铝合金和铸造铝合金的焊接性较差。焊接的主要困难是极易生成熔点高、密度大的氧化物使焊缝产生未熔合或夹渣缺陷;铝的线膨胀系数大,易产生内应力、变形和裂纹;铝液可溶解大量氢气而固态时几乎不溶解氢,易使焊缝产生气孔;铝合金含的低沸点合金元素(如镁、锌、锰等)焊接时极易蒸发、烧损;热导率和热容量大,焊接时热损失大等。铝及铝合金可采用大多数焊接方法。熔焊时应尽量选用能量集中的强热源。氩弧焊工艺简便,焊接质量好,易于实现自动化和进行全位置焊接,应用广泛。气焊设备简单、操作灵便,但生产效率低,接头质量不高,适于焊接要求不高的薄件及小件。焊丝成分一般应与母材相同或相近,焊前须严格清理焊丝和焊件, 板厚较大或气温较低时需预热。 （10）铜及铜合金的焊接性较差,其熔焊接头的各种性能一般均低于母材。焊接的主要困难是铜在液态时易氧化并进而引起热裂纹，易生成气孔，铜的线膨胀系数大,易引起内应力、变形和裂纹; 易产生未熔合、未焊透等缺陷。铜及铜合金焊接可采用气焊、埋弧焊、氩弧焊、等离子弧焊、电阻焊和摩擦焊等焊接方法。板厚较大时应预热并保持一定的层间温度,焊后应轻敲焊缝使其产生塑性变形以减小或消除应力,必要时需进行去应力退火以防接头脆裂。 十三．GB标准中的焊接符号标注 焊接符号由GB/T12212-1990和GB/T324-1988进行了规范，一般由基本符号和引线表示，还可以附加辅助符号、补充符号和焊缝尺寸标注等。基本符号用于表示焊缝断面形状，指引线由箭头线和基准线组成，基准线可以为一条实线或一条实线和一条虚线组成，其末端可以加一个结束符号，在结束符号中可对焊缝的焊接方法或其他进行一定的标注。辅助符号用于表征焊缝表面的形状和特征。补充符号用于说明某些补充的形状或特征。在需要表示的情况下基本符号可附带尺寸符号或数据。 总结： 本章主要介绍焊接的分类以及各种材料应使用的焊接加工方法，在本章附表中可以看到GB标准的焊接符号举例和AEP图样中日本焊接符号的举例，特别应注意JIS与GB对焊接符号表示上的差异。焊接作为重要的GIS零件成型方式，需要引起设计人员重视。 |
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