21焊接材料.pptx

第一章 绪论1第二章 焊接冶金学基本原理2第三章 焊接应力与变形3焊接技术焊接技术第四章 焊接结构与工艺4第六章 常用金属材料的焊接6第八章 焊接检验8第五章 常用焊接方法5第七章 焊接缺陷的产生及防止7第一章第一章 绪论绪论1.1 1.1 焊接技术的发展焊接技术的发展1890年 美国 C.L.Coffin 光焊条或光焊丝 金属电极1900年 英国 Strohmenger 带药皮（粘土或石灰）金属电极 1907 1914年 瑞典 Oscar Kjellberg 带药皮或涂层（碳酸盐和硅酸盐）焊条焊条1.2 1.2 焊接的本质及分类焊接的本质及分类焊接定义焊接定义：被焊工件的材质（同种或异种)，通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。焊接的分类：焊接的分类：熔焊熔焊压焊压焊金属焊接金属焊接 锻焊 摩擦焊 气压焊 电阻焊 冷压焊 超声波焊 扩散焊 高频焊 爆炸焊 气焊 电弧焊 埋弧焊 激光焊 等离子弧 电渣焊 惰性气体保护焊 气体保护焊 焊条电弧焊 电子束焊 氧化性气体保护焊 还原性气体保护焊钎焊钎焊 真空钎焊 电阻钎焊 金属浴钎焊 烙铁钎焊 炉中钎焊 电弧钎焊 火焰钎焊 感应钎焊 盐浴钎焊 超声波钎焊 扩散钎焊 第二章第二章 焊接冶金学基本原理焊接冶金学基本原理焊接材料焊接材料焊接材料焊接材料 1.焊条 2.焊丝 3.焊剂焊接材料焊接材料焊接材料焊接材料能填充能填充焊缝、对焊缝起保起保护作用和冶金作用和冶金处理作用的所有消耗材料（理作用的所有消耗材料（焊条、条、焊剂、焊丝和保和保护气体等）。不同的气体等）。不同的焊接方法焊接方法采用不同的采用不同的焊接材料。接材料。目的：目的：理解和掌握理解和掌握焊接化学冶金基本接化学冶金基本原理以及正确原理以及正确选择焊接材料。接材料。第一节第一节 焊条焊条1.1 焊条的组成及作用焊条的组成及作用1.焊芯焊芯（1）焊芯的作用1 1）传导电流，流，维持持电弧燃弧燃烧；2 2）本身熔化，形成）本身熔化，形成焊缝的填充金属。的填充金属。（2）焊芯的种类和成分一般情况下，焊芯的种类、焊条的种类与被焊母材的种类存在大致的对应关系，如下表所示。低碳钢焊芯的化学成分如下表所示。母材种类碳钢低合金钢耐热钢不锈钢铸铁镍及镍合金铝及铝合金铜及铜合金焊条种类碳钢低合金钢耐热钢不锈钢铸铁镍及镍合金铝及铝合金铜及铜合金焊芯种类低碳钢低合金钢或低碳钢耐热钢不锈钢铸铁或合金镍或镍合金铝或铝合金铜或铜合金表2-1 与母材和焊条对应的焊芯种类表2-2 低碳钢焊芯的化学成分（GB/T 14957-1994）牌号化学成分（质量分数）（%）CMnSiNiCrCuSPH08A0.100.300.550.030.300.200.200.0300.030H08E0.100.300.550.030.300.200.200.0200.020H08C0.100.300.550.030.100.100.100.0150.015H08Mn0.100.300.550.070.300.200.200.0350.035H15MnA0.100.300.550.070.300.200.200.0300.030H15A0.110.180.300.650.030.300.200.200.0300.030H15Mn0.110.180.801.100.030.300.200.200.0350.035优质钢含碳量0.08wt.%焊芯H 08 A1）碳的控制 提高焊缝强度，增大焊缝产生脆化和裂纹的倾向，同时降低焊接过程的稳定性，增加焊接飞溅率。因此，等强匹配原则下，尽量降低焊芯的含碳量。2）锰的控制 固溶强化作用，脱氧、脱硫，降低焊缝的结晶裂纹倾向。但过高或过低均降低焊缝的韧性。对低碳钢焊芯而言，锰在0.300.55wt.%3）硅的控制 固溶强化作用，脱氧；但增大焊缝产生SiO2夹杂的倾向，对韧性不利，因此，低碳钢焊芯的含硅量均较低。4）硫和磷控制增大焊缝的结晶裂纹倾向及脆性。结晶裂纹：FeS+Fe(980)FeS+FeO(940)NiS+Ni(637)Fe3P+Fe(1048)Ni3P+Ni(870)5）其他元素的控制2、药皮药皮 （1）药皮的作用）药皮的作用 机械保机械保护:熔渣、气体熔渣、气体 冶金冶金处理理：去除：去除杂质、保、保护或添加有益合金元素或添加有益合金元素 改善工改善工艺性能性能：易引弧、：易引弧、稳弧；脱渣、弧；脱渣、飞溅小、成形小、成形（2）药皮的组成）药皮的组成1 1）稳弧弧剂2）造气剂）造气剂3 3）造渣）造渣剂4）脱氧剂）脱氧剂5）合金剂）合金剂6）粘结剂）粘结剂7）成形剂）成形剂药皮重量系数：单位长度上药皮与焊芯的质量比Kb厚皮焊条：Kb=30-50%;薄皮焊条：Kb=1-2%1）稳弧剂 提高电弧燃烧稳定性并能改善引燃性能的物质。通常是含低电离电位元素的材料2）造气剂 主要包括有机物（木粉、淀粉）和碳酸盐（大理石、菱苦土等）3）造渣剂 保护熔滴和焊接熔池，改善焊缝成形。常用的如钛铁矿、金红石、大理石、萤石等4）脱氧剂 通过冶金反应降低药皮或熔渣氧化性以及焊缝含氧量的物质。如锰铁、钛铁、硅铁、铝粉等。一般酸性焊条用锰铁作为脱氧剂，而碱性焊条不单独用锰铁作脱氧剂。（碱性渣中MnO的活度系数较大，不利于锰脱氧，且碱度越大，锰的脱氧效果越差）一般不用硅单独脱氧，因为SiO2的熔点高（1713，通常认为处于固态），不易聚合为大的质点；同时SiO2与钢液的界面张力小，润湿性好，SiO2不易从钢液中分离，易造成夹杂。Si-Mn联合脱氧（实践证明，熔池金属中Mn/Si=37，MnOSiO2 1270，3.6），例如CO2保护焊焊丝中Mn/Si=1.53。5）合金剂 补偿焊接过程中的合金元素烧损并向焊缝添加必要合金成分的物质。常用的有铁合金和纯金属，如锰铁、硅铁、钼铁、镍粉、铬粉等。6）粘结剂 将药皮材料涂敷到焊芯上并使之具有一定强度的物质。常用粘结剂有钠水玻璃、钾 水玻璃。7）成形剂 使药皮具有一定的塑性、弹性和流动性，保证药皮压涂压涂时表面光滑而不开裂的物质。如白泥、云母、钛白粉、糊精、滑石等。结构钢焊条药皮的主要组成物见下表 （3）药皮的类型）药皮的类型 按照主要组成物种类及其含量不同，焊条药皮可分为氧化钛型、氧化钛钙型、钛铁 矿型、氧化铁型、纤维素型、低氢型、石墨型和盐基型等八种类型。材料主要成分稳弧造气造渣脱氧合金化粘结成型氧化增氢增硫增磷金红石TiO2次主钛白粉TiO2次主主钛铁矿TiO2，FeO次主副赤铁矿Fe2O3主副副副锰矿MnO2主副副大理石CaCO3次主主副白云石CaCO3+MnCO3次主主副菱苦土MgCO3次主主副硅砂SiO2主白泥SiO2，Al2O3，H2O主主副滑石SiO2，Al2O3，MgO主次长石SiO2，Al2O3，K2O+Na2O次主云母SiO2，Al2O3，H2O，K2O次主主副氟石Ca2F主碳酸钠Na2CO3次次主碳酸钾K2CO3主次锰铁Mn，Fe次主主副硅铁Si，Fe次主主钛铁Ti，Fe次主主钼铁Mo，Fe次主主铝粉Al次主木粉（C6H10O5）n次主次次副淀粉（C6H10O5）n次主次次副糊精（C6H10O5）n次主次次副钠水玻璃Na2O，nH2O主次主钾水玻璃K2O，nH2O主次主1.2 焊条的种类及型号焊条的种类及型号一、焊条的种类一、焊条的种类 焊条的分类方法很多，可按焊条的实际用途、焊接熔渣的酸碱 度、焊条药皮的类型以及药皮的重量系数等进行划分。1.按焊条的实际用途，可将焊条划分为十大类别。（1）结构构钢焊条条 （2）不锈钢焊条）不锈钢焊条 （3）钼和和铬钼耐耐热钢焊条条 （4）低温钢焊条）低温钢焊条 （5）铸铁焊条条 （6）堆焊焊条）堆焊焊条 （7）镍及及镍合金合金焊条条 （8）铜及铜合金焊条）铜及铜合金焊条 （9）铝及及铝合金合金焊条条 （10）特殊用途焊条）特殊用途焊条2.按焊接熔渣碱度划分的类别焊接熔渣的碱度（B）：熔渣中碱性氧化物的摩尔分数与酸性氧化物的摩尔分数之比。B1，碱性渣；B30%)中硅（SiO2 10-30%)低硅（SiO230%)中Mn（MnO 15-30%)低Mn（MnO 2-15%)无Mn（MnO30%)中F（CaF2 10-30%)低F（CaF210%)2.按焊剂化学性质分类按焊剂化学性质分类 (1)氧化性焊剂氧化性焊剂 (2)弱氧化性焊剂弱氧化性焊剂 (3)中性焊剂中性焊剂3.按焊剂的熔渣碱度划分按焊剂的熔渣碱度划分 酸性酸性 中性中性 碱性碱性4.按焊剂颗粒结构划分按焊剂颗粒结构划分 玻璃状焊剂玻璃状焊剂 结晶状焊剂结晶状焊剂 浮石状焊剂浮石状焊剂5.按制造方法分类按制造方法分类 ()熔炼焊剂熔炼焊剂 ()非非熔炼焊剂熔炼焊剂3.3 焊剂的型号和牌号焊剂的型号和牌号1.焊剂的型号焊剂的型号F 4 A 0 H08A配用的焊丝型号熔敷金属冲击吸收功不小于27J时的最低试验温度为0焊态试件熔敷金属最低抗拉强度410MPa焊剂2.焊剂的牌号焊剂的牌号（1）熔炼焊剂的牌号HJ 4 3 1 X细颗粒焊剂牌号顺序为1高硅低氟型焊剂高锰型焊剂焊剂（2）烧结焊剂的牌号SJ 5 01牌号顺序为01铝钛型渣系埋弧焊用烧结焊剂 谢谢 谢谢 大大 家家！