焊接中杂七杂八的东东

真正 · 发表于 2009-1-9 17:15:13

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1.魏氏组织对焊接接头的性能的影响
不易淬火钢焊接热影响区中的过热区，由于奥氏体晶粒长得非常粗大，这种粗大的奥氏体在较快的冷却速度下会形成一种特殊的过组织，其组织特征为在一个粗大的奥氏体晶粒内会形成许多平行的铁素体针片，在铁素体针片之间的剩余奥氏体最后转变为珠光体，这种过热组织称为魏氏组织。魏氏组织不仅晶粒粗大，而且由于大量铁素体针片形成的脆弱面，使金属的韧性急剧下降，这是不易淬火钢焊接接头变脆的一个主要原因。
　　魏氏组织的形成决定于过热区的过热程度，即金属在高温下停留的时间。手弧焊时，热影响区在高温下停留的时间较短，晶粒长大并不严重；而电渣焊时，热影响区在高温下停留的时间很长，晶粒严重长大。因此，电渣焊就比手弧焊容易出现粗大的魏氏组织。对于同一种焊接方法，施焊时采用的线能量越大，高温下停留的时间越长，过热越严重，奥氏体晶粒长得越粗大，越容易得到魏氏组织，焊接接头的性能就越差，这是低碳钢焊接时引起热影响区性能变坏的一个主要问题。
2.不易淬火钢的焊接热影响区特点
不易淬火钢，如低碳钢和合金元素较少的低合金高强钢(16Mn、15MnTi、15MnV钢)，在固态下合金中除了有同素异构转变外，还有成分变化和第二相析出，即共析转变和Fe3C的析出，其焊接热影响区可分为过热区、重结晶区、不完全重结晶区和再结晶区等四个区段。
　　⑴过热区(又称粗晶区) 该区紧邻焊缝，温度范围是从晶粒急剧长大的温度开始，一直到固相线的温度区间为止，对低碳钢为1100～1490℃。该区母材中的铁素体和珠光体全部变为奥氏体，奥氏体晶粒长得非常粗大，冷却后使金属的冲击韧度大大降低，一般比基本金属低25%～30%，是热影响区中的薄弱环节。
　　⑵重结晶区(又称正火区域或细晶区) 指过热区以下，加热温度在A3以上的区域，对低碳钢为900～1100℃。空冷后得到均匀而细小的铁素体和珠光体，相当于热处理中的正火组织。重结晶区由于晶粒细小均匀，因此既具有较高的强度，又有较好的塑性和韧性，这是热影响区中综合力学性能最好的区域。但由于整个焊接接头的性能取决于接头中的最薄弱区域，所以该区性能虽好，但却发挥不了作用。
　　⑶不完全重结晶区(又称不完全正火区或部分相变区) 指加热温度在Ac1～Ac3之间的区域，对低碳钢为750～900℃。该区母材中的全部珠光体和部分铁素体转变为晶粒比较细小的奥氏体，但仍保留部分铁素体。冷却时，奥氏体又转变为细小的铁素体和珠光体，而未溶入奥氏体的铁素体不发生转变，晶粒比较粗大，故冷却后的组织晶粒大小极不均匀，所以力学性能也不均匀，强度有所下降。
　　⑷再结晶区
指加热温度在450℃～Ac1之间的区域，对低碳钢为450～750℃。对于经过压力加工，即经过塑性变形的母材，晶粒发生破碎现象，在此温度区域内，再次变成完整的晶粒，称为再结晶。在本区域没有发生同素异构转变，组织没有变化，因此金属的力学性能变化不大，仅塑性稍有改善。对于焊前未经塑性变形的母材，本区不出现。
3.氮、氢、氧对焊缝金属的作用和影响
⑴氮
氮主要来自焊接区域周围的空气。手弧焊时，堆焊金属中约含有0.025%的氮。氮是提高焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素，也是在焊缝中产生气孔的主要原因之一。
　　⑵氢
氢主要来源于焊条药皮、焊剂中的水分、药皮中的有机物，焊件和焊丝表面上的污物(铁锈、油污)和空气中的水分等。各种焊接方法均使焊缝增氢，只是增氢的程度不同：手弧焊时用纤维素药皮焊条焊得的焊缝含氢量比母材高出70倍；只有采用低氢型焊条施焊时，焊缝的含氢量才比较低；而用CO2气体保护焊时，含氢量最低。
　　氢使焊缝金属的塑性性严重下降，促使在焊接接头中产生气孔和延时裂纹，并且还会在拉伸试样的断面上形成白点。
　　⑶氧
氧主要来源于空气、药皮和焊剂中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。随着焊缝中含氧量的增加，其强度、硬度和塑性会明显下降，还能引起金属的热脆、冷脆和时效硬化，并且也是焊缝中形成气孔(CO气孔)的主要原因之一。
　　总之，进入焊缝金属中的氮、氢、氧都是属于有害的元素。

1 g1 W* A v3 u

　　

　　

真正 · 发表于 2009-1-9 17:17:59

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4.焊接熔池结晶过程中产生的缺陷
焊接熔池结晶过程中产生的缺陷有：
　　⑴结晶裂纹(凝固裂纹) 焊接熔池结晶过程中，金属收缩产生的拉应力，将晶界上的低熔点共晶液膜拉开导致产生结晶裂纹。结晶裂纹主要发生在含杂质较多的钢、单相奥氏体钢、镍基合金、铝合金、钼合金等的焊缝金属中。
　　⑵气孔高温下焊接熔池中熔解了大量的氢、氧、氮，在快速冷却过程中，这些气体来不及逸出，而留在焊缝金属中(内部或表面)形成穴孔。
　　⑶夹渣焊接熔渣残留在焊缝金属中的现象。
　　⑷偏析由于焊接熔池结晶速度较快，形成焊缝中化学元素的分布不均匀，产生偏析现象。
5.异种钢焊接热影响区碳的扩散及其影响
异种钢焊接时，母材成分与焊缝成分相差较大，碳会从母材向焊缝扩散，在母材熔合线附近形成一个1～2个晶粒宽度的“脱碳层”，
　　在焊缝一侧相应地出现一个“增碳层”。促使碳由母材向焊缝扩散的因素有：
　　当焊缝为液态时，由于碳在液态金属中的深解度大于固体金属，故促使碳由熔合线附近的母材金属向焊缝扩散迁移。
　　加热温度和时间对碳的扩散影响很大。在Q235-A和Cr25Ni13的异种钢接头中，当加热到350℃才开始发现有脱碳层，当加到高于550℃时，脱碳层才显著，超过600℃后更为严重，特别是在800℃时。Q235-A和Cr25Ni13异种钢焊接时，加热温度和时间对脱碳层宽度(B)的影响，见图8。因此，单道焊时一般不易形成碳的扩散层，通常是在接头经焊后热处理或高温长期工作时才明显。
　　碳扩散层是异种钢焊接接头中的薄弱环节，它对接头的常温和高温瞬时力学性能影响不大，但将降低接头的高温持久强度，一般要降低10%～20%左右。
6.焊接区内的气体及来源
焊接过程中，焊接区内充满大量气体。用酸性焊条焊接时，主要气体成分是CO、H2、H2O；用碱性焊条焊接时，主要气体成分是CO、CO2；埋弧焊时，主要气体成分是CO、H2。
　　焊接区内的气体主要来源于以下几方面：一是为了保护焊接区域不受空气的侵入，人为地在焊接区域添加一层保护气体，如药皮中的造气剂(淀粉、木粉、大理石等)受热分解产生的气体、气体保护焊所采用的保护气体(CO2气体、Ar气)等；其次是用潮湿的焊条或焊剂焊接时，析出的气体、保护不严而侵入的空气、焊丝和母材表面上的杂质(油污、铁锈、油漆等)受热产生的气体，以及金属和熔渣高温蒸发所产生的气体等。
7.焊接区域的保护及保护措施
对焊接区域进行保护的目的是防止空气侵入熔滴和熔池，减少焊缝金属中的氮、氧含量。保护的方式有下列三种：
　　⑴气体保护例如，气体保护焊时采用保护气体(CO2、H2、Ar)将焊接区域与空气隔离起来。
　　⑵渣保护在熔池金属表面覆盖一层熔渣使其与空气分开隔离，如电渣焊、埋弧焊。
　　⑶气—渣联合保护利用保护气体和熔渣同时对熔化金属进行保护，如手弧焊。
8.焊接线能量及计算方法
熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的能量，称为焊接线能量，用下式表示为
IU
q=───
υ
　　式中 I——焊接电流(A)；
　　U——电弧电压(V)；
　　υ——焊接速度(cm/s)；
　　q——线能量(J/cm)。
　　例如，板厚12mm，进行双面开Ⅰ形坡口埋弧焊，焊丝ф4mm，I=650A，U=38V，υ=0.9cm/s。，则焊接线能量q为
IU 650×38
　　q=─── = ────── = 27444 J/cm
υ 0.9
　　线能量综合了焊接电流、电弧电压和焊接速度三大焊接工艺参数对焊接热循环的影响。线能量增大时，热影响区的宽度增大，加热到高温的区域增宽，在高温的停留时间增长，同时冷却速度减慢，
9.焊接熔池的一次结晶及特点
热源离开后，焊接熔池的金属由液态转变为固态的过程，称为焊接熔池的一次结晶。焊接熔池的一次结晶具有如下特点：
　　⑴熔池的体积小、冷却速度大电弧焊时，熔池体积最大约为30cm3，液态金属的质量不超过200g(单丝自动埋弧焊)。由于熔池的体积小，周围又被冷金属所包围，所以熔池的冷却速度很大，可达100℃/s，比铸锭的冷却速度大几百到上万倍，这就使含碳量高、含合金元素较多的钢材，在焊接接头中出现淬火硬组织(马氏体)和结晶裂纹。
　　⑵熔池中的液态金属处于过热状态对于低碳和低合金钢，弧焊时熔池的平均温度为(1770±100)℃，超过了材料的熔点，处于过热状态。因此合金元素的烧损比较严重。
　　⑶熔池是在运动状态下结晶熔焊时，熔池随热源作同速移动，在熔池中金属的熔化和结晶过程同时进行，即熔池的前半部处在熔化过程，后半部处在结晶过程，故熔池内的熔化金属处于运动状态下结晶。

真正 · 发表于 2009-1-9 17:19:38

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10.焊接合金元素的过渡系数
合金元素在焊接过程中总有一部分因氧化、蒸发等原因损耗掉，不可能全部过渡到焊缝中去。合金元素的过渡系数是指焊接材料中的合金元素过渡到堆焊金属中的数量与其原始含量的百分比，即
CF
η=───
CT
　　式中 η——某合金元素的过渡系数(%)；
　　CF——堆焊金属中某合金元素的含量；
　　CT——焊条(焊丝、焊剂)中某合金元素的原始总含量。
　　手弧焊采用不同焊条型号时，合金元素的过渡系数η，碱性焊条(低氢钠型)合金元素的过渡系数比酸性焊条(钛钙型)高。
11.焊缝金属的合金化
合金化就是把所需要的合金元素，通过焊接材料过渡到焊缝金属(或堆焊金属)中去。
　　合金化的目的：1)补偿焊接过程中由于氧化、蒸发等原因造成的合金元素的损失；2)改善焊缝金属的组织和性能；3)获得具有特殊性能的堆焊金属。常用的合金化方式有：应用合金焊丝；应用药芯焊丝或药芯焊条；应用合金药皮或粘结焊剂；应用合金粉末；应用熔渣与金属之间的
　　常用的合金化方式是置换反应。
12.焊缝一次结晶组织的变质处理方法
通过焊接材料(焊条、焊剂)向熔池中加入某些合金元素如V、Mo、Ti、Nb、A1、B、N等，可以细化晶粒，得到细晶组织，从而既可保证强度和塑性，又能提高抗裂性，这种方法称为变质处理。变质处理对改善焊缝的一次结晶组织十分有效。例如，E5015MoV焊条，就是在原来E5015焊条的基础上，在药皮中再加入少量的钼铁和钒铁，它具有更高的抗裂性能。
13.焊缝金属的二次结晶
一次结晶结束后，熔池就转变为固体的焊缝。高温的焊缝金属冷却到室温时，要经过一系列的组织相变过程，这种相变过程称为焊缝金属的二次结晶。
　　低碳钢焊缝金属二次结晶结束时，其组织为铁素体加珠光体。由铁碳合金状态图可知，其中铁素体约占82%，珠光体约占18%，焊缝金属的硬度约为83HBS。但铁碳合金状态图是在材料极缓慢的冷却条件下获得的，实际上焊缝金属二次结晶时的冷却速度相当快，因此组织中的珠光体含量会增加，冷却速度越高，珠光体含量也越多，焊缝的硬度和强度也随之增加，例如，当焊缝金属的冷却速度为110℃s时，其硬度可达96HBS，这就是为什么当焊缝金属为低碳钢，冷却时尽管并未出现淬火组织，但其硬度仍会增加的原因。
14.焊接焊缝中的偏析现象
合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析。焊接熔池一次结晶过程中，由于冷却速度快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，造成分布不均，产生偏析。
　　焊缝中的偏析现象有以下三种：
　　⑴显微偏析熔池一次结晶时，最先结晶的结晶中心金属最纯，后结晶部分含其它合金元素和杂质略高，最后结晶部分，即结晶的外端和前缘所含其它合金元素和杂质最高。在一个柱状晶粒内部和晶粒之间的化学成分分布不均现象称为显微偏析。
　　⑵区域偏析熔池一次结晶时，由于柱状晶体的不断长大和推移，会把杂质“赶”向熔池中心，使熔池中心的杂质含量比其它部位多，这种现象称为区域偏析。焊缝的断面形状对区域偏析的分布影响很大。窄而深的焊缝，各柱状晶的交界在其焊缝的中心，因此焊缝中心聚集有较多的杂质，这种焊缝在其中心部位极易产生热裂纹。宽而浅的焊缝，杂质则聚集在焊缝的上部，这种焊缝具有较高的抗热裂能力。
　　⑶层状偏析熔池在一次结晶的过程中，要不断地放出结晶潜热，当结晶潜热达到一定数值时，熔池的结晶就出现暂时的停顿。以后随着熔池的散热，结晶又重新开始，形成周期性的结晶，伴随着出现结晶前沿液体金属中杂质浓度的周期变动，产生周期性的偏析称为层状偏析。层状偏析集中了一些有害元素，因此缺陷往往出现在层状偏析中。由层状偏析所造成的气孔。
15.铸铁泵壳裂缝焊补
1.在裂缝的两端点钻止裂孔(Φ10)，以防焊接中裂缝进一步向外扩展。
　　2.用手动磨光机在裂缝的位置开坡口，坡口顶宽8-9mm，略成V字形，深32mm(西湖型泥泵泵壳壁厚为40mm)，使得能够焊人电焊液。
　　3.焊接为手工焊，采用Φ3.2专用铸铁电焊条，使用直流电焊机，反接，电流为150A，实施间断焊，即每焊15-20mm电焊缝，停等片刻。在停焊间隙，当焊接熔池凝固后，由白热状态到红热状态时，用小尖锤捶击电焊缝，捶击用力要轻，速度要快，次数要多，使焊缝金属减薄向四周伸长，抵消一些焊缝收缩并减少焊接应力，这样能有效地提高焊缝金属的抗裂性(注意使用的小锤头必须是半径为10mm左右的圆弧形)。待焊接熔池冷到暗红色消失后，再接着焊。
　　4.对于较长的裂缝，为避免开裂，必须分段焊补。分段的原则是，使首先焊的一段有自由伸缩的可能性。如分三段，应首先焊中间的一段，当此段冷至暗红色消失时，立即施焊另一段，然后焊最后段。
　　5.施焊前，先对焊缝区进行预热，焊后保温，以降低冷速。预热、保温不仅能提高焊缝金属的抗裂性，而且还有益于降低熔合线附近区域的硬度。
16.产品设计的原则和技巧（一）
制造成本最低是产品设计的最终目的。本文介绍了工程机械产品设计过程中应遵循的原则以及产品设计技巧，为工程技术人员设计出色、合理的产品，提供了可参考的手段和方法。
　　1产品设计原则
　　合理的设计应该在保证产品必备功能的前提下，使制造成本最低，这也正是本文所要探索的课题。
　　(1)必须满足客户对产品功能和服务的要求。工程机械提供给客户的不仅是产品的功能，还包括支持这些功能的售后服务。因此设计过程中既要针对产品的不同功能特点，又要使产品具有良好的维修方便性。
　　(2)符合国家的产业发展政策和有关的法令、法规。
　　(3)坚持标准化、通用化、系列化的“三化”原则。
　　(4)符合社会对环境保护的要求。
　　(5)符合技术创新的规律，重视对知识产权的保护。
　　(6)从企业的实际工艺水平和生产能力出发，强调设计与工艺、生产相结合。产品设计不单单是图样设计，还包括工艺设计和生产设计。生产设计应主要从以下几个方面进行研究：
　　①简化零件的功能或形状；
　　②最大限度地实现产品的标准化、通用化、系列化；
　　③尽可能使设计图纸中所规定的材料牌号、品种、规格与现有材料的使用情况一致；
　　④将毛坯工艺与加工工艺更有效地结合起来考虑；
　　⑤根据企业当前正常生产所采用的加工工艺、操作规则及相关信息来判断工艺设计的合理性；
　　⑥选择成熟加工工艺能保障的尺寸公差和表面粗糙度；
　　⑦综合分析与生产过程相关的信息，对主要零部件进行必要的价值工程分析。
　　2产品设计技巧
　　2.1采用“三化”原则
　　(l)零件尽量选用标准件或用标准件改制或外购件。
　　(2)设计花键、螺纹时，应使之便于采用标准刀具、量具进行加工和检测，特别应优先考虑企业现有的刀具、量具。
　　(3)大型结构件、铸钢件的设计，尽量采用不必攻丝的紧固件，如用焊接螺母板代替螺孔。设计大型工件时，应考虑利用已镇成的孔作为基准来焊接螺母板。
　　(4)尽量选用现有的成熟的零部件，或成熟的结构和工艺方法，使产品系列化、通用化。用这种“搭积木”的方法，可以加快设计速度、缩短新产品样机试制周期，尽早占领市场。
　　(5)建立企业自己的“标准件库”，加快设计试制进度。笔者所在的企业现已建立并逐步完善了“厂标准件”制度和“厂标准件库”，将凡是在三个以上主要产品中使用的相同或相似的零件选定为厂标准件。
　　(6)尽可能选择统一的锥度、一致的板厚尺寸和牌号统一的铸钢件材料。
　　2.2从形状和结构上改进设计
　　(1)尽量减少零件。把几个零件合并成一个零件，例如把焊接件改为冲压件，以此减少零件的数里。
　　(2)将零件设计成对称的结构形式。
　　(3)把几个产品申使用的形状相似的零部件，设计成能够通用的零部件。
　　(4)简化每个零件的形状，改进零件外形，减少弯曲的形状，有时还可以把压形时难以保证尺寸精度的零件改为焊接件。

真正 · 发表于 2009-1-9 17:21:24

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17.产品设计的原则和技巧（二）
2.3改进工艺方案
　　(1)避免没有必要的切削加工，特别是没必要的装夹基准面的切削加工。
　　焊接件准备用自动化程度较高的焊接机器人进行焊接时，应考虑组成零件的焊前加工，保证焊接件各组成零件之间的相互位置尺寸，否则误差太大，机器人将无法自动跟踪焊接。
　　(2)在保证零部件可靠、合理使用的前提下，降低尺寸公差、表面粗糙度、形位公差等加工精度等级要求。
　　(3)减少零件的弯曲形状和复杂程度，降低废品率和生产制造成本。
　　(4)型钢在进行长度下料时，尽量把火焰切割改为型钢剪切下料；一般板料的火焰切割改为用剪板机剪切下料；长方形条状工件从四边剪切改为用条钢，仅仅是长度上的剪切下料。
　　2.4采用节省资源、减少污染的工艺技术
　　(1)铸钢件改为焊接件。
　　铸造行业很难彻底地解决环境污染问题，并且容易产生铸造缺陷，而采用焊接技术和焊接件就可以比较容易地解决这些问题。
　　(2)在保证零件强度，优化板厚尺寸的前提下，尽量减轻零件重量。结构焊接件的设计，一定要使筋板受力，避免焊缝受力。在结构焊接件的构成中使用厚板往往并不是强度的需要，而是刚度的需要，即焊接时厚板的变形小，或焊接件承载时变形小。一些单独的厚板往往是可以用薄一些的板加上适当的筋板来代替，这样不仅减轻了总重，承载能力也会增加。
　　(3)选择合理的焊缝长度和焊角大小等参数。有相当一部分设计人员常常将“强度焊缝”与“联接焊缝”相互混淆，设计时往往出现要求焊接件中的焊缝一律焊透、焊角越大越好的倾向。其实选择焊透还是不必焊透，是设计人员应慎重考虑决定的。应仔细研究焊接件的受力状态，再决定所要采用的焊角尺寸和焊缝长度。能用断续焊缝的决不要求在全长方向上满焊，这样一则可以节省焊接加工成本，二则也可减少焊接变形；能用角焊缝的，尽量不在零件上开坡口后再焊接，以减少一道开坡口的工序。
　　(4)采用少切削或无切削加工的工艺方法，以提高工件强度，降低制造成本。对于齿轮加工，汽车行业中早已大量采用整体滚锻、精锻成齿的方法来减少甚至取消齿形的加工量。工程机械的驱动桥差速器齿轮现也已开始采用精锻齿轮。精锻使得金属纤维沿齿形成形方向包络，不象一般齿轮切削齿形时把金属纤维切断，精锻齿轮大大提高了齿轮的承载强度，减少了切削量，甚至可以不必再进行齿形加工，降低了制造成本。
　　(5)尽可能用焊接件代替一些自由锻的锻件。
　　(6)统一零件的热处理技术要求和工艺规范，以便可以在同一炉中对不同零件同时进行热处理，提高电炉利用率；节约电力消耗。
　　(7)充分利用锻件余热，在锻后继续加热，直接进行锻后正火等热处理。
　　(8)根据零件的具体情况，制定合理的热处理技术要求。
　　中碳钢或合金中碳钢零件采用调质处理，可有效提高和充分发挥材料的机械强度等性能。但是对于轴径比较粗大的轴类零件，调质时淬火的有效层只有几毫米，经调质、机械加工后所剩无几，而心部状态实际上并没有得到很好的改善。所以根据笔者的经验，φ70以上的实心轴类零件，可以考虑采用正火十机械加工或正火十淬火十磨削外圆的工艺流程。因为轴类零件往往采用高频或中频淬火，加热只发生在外圆表层，心部织实际不可能被淬透。若用盐浴炉加热，心部可以被加热，但材料的淬透性有限，调质时的淬火实际在心部还是淬不透的。而正火可以有效改善零件的整体组织状态，细化心部金相组织，这对有些零件来说已经足够了。
　　(9)液压系统设计时，应充分考虑机器的整体布局，液压油箱的容积以足够用为原则，使液压油用量为最少；管路走向简单紧凑，长度尽可能最短。同理，在设计电器系统和制动管路系统时，都应使电缆或制动管路走向合理，长度为最短。
　　3结论
　　产品设计是个综合信息处理的复杂过程，它最终的结果是把线条、符号、数字绘制成合理的设计图样，设计人员应从以下几个方面综合考虑；
　　(1)简化每个零件的形状，使机器结构简单；
　　(2)合并零件的功能，减少零件的种类或数量；
　　(3)应用新结构、新工艺、新材料、新原理来简化产品结构，提高产品的可靠性；
　　(4)分解部件，研究其装配、组装的最简单的结构；
　　(5)对相似零件进行分组；
　　(6)对相似产品按标准数序列进行产品系列化分析；
　　(7)实现产品零件的通用化和标准化。
　　产品设计人员提高设计质量的关键在于自觉、主动地学习与生产加工过程和加工工艺方面有关的知识，熟练掌握设计技巧。
18.耐热钢焊条的选用
珠光体耐热钢由于拥有良好的抗氧化性、热强性能、较强的抗硫、氢腐蚀性能，而被广泛应用在石油化工、锅炉加热等设备中。
　　某厂在制作攀枝花攀煤矸石火电公司的省煤器区域护板时需用到大量的15CrMo钢。如何焊接15CrMo钢，首先需要确定它的可焊性，加入了0.8%~1.1%的Cr合金元素可以提高抗氧气、抗腐蚀作用，加入0.4%~0.55%的Mo合金元素能增加抗蠕变能力。
　　根据国际焊接学会推荐的低合金钢碳当量工式：CE=C+Mn/6+(Cr+V)/5+Ni/15+(Mo+Si)/4+Cu/13+P/2可以计算出该材料CE=0.61%，根据经验，当碳当量CE＞0.6%时，该材料淬硬倾向强易出现冷裂纹热处理后还会发生再热裂纹，属于较难焊接的钢材，需采取较高预热温度和严格的工艺措施。
　　焊接材料的选用：焊缝的组织和性能在很大程度上取决于焊接材料。焊接材料的选用须在确保焊接结构安全、可靠使用的前提下，根据被焊材料的化学成分、力学性能、板厚及接头形式、焊接结构特点、受力状态、结构使用条件对焊缝性能的要求、焊接施工条件和技术经济效益等综合考查后，有针对性地选用焊条、必要时还需进行焊接性试验。
　　一、根据等强度的观点，选择满足母材力学性能的焊条，如果选用强度过低的焊条将达不到设计要求的力学性能，选择强度较高的焊条不仅工人操作难度增加、焊接成形困难，而且还会大大的增加企业的生产成本。
　　二、根据母材合金成份选择化学成份相同(相近)的焊材，Cr-Mo耐热钢焊接接头应具有与母材相同的抗氧化性和热强性，如果焊缝与母材化学成分相关太大，高温长期使用后，接头区域某些元素发生扩散现象(如碳元素在熔合线附近的扩散)，使接头高温性能下隆。为了提高焊缝的抗裂纹性能，焊材的含碳量应低于母材的含碳量，由于钢中碳和合金元素的共同作用，耐热钢焊接时极易形成液硬组织，焊接性较差。为此耐热钢一般焊前预热，焊后进行回火处理。
　　三、由于母材的可焊性能差，可选用塑、韧性指标较高的低氢型焊条。同时降低C、S、P等杂质的含量。
　　1、可以通过预热来降低冷裂纹出现概率，预热及道间温度要求控制在180~300之间，焊后热处理在620~690之间，保温1小时，为了保证焊缝金属强度，在620温度下回火不超过去30h,否则降低回火温度；通过焊后热处理不仅能消除焊接残余应力，更重要的是能改善组织，提高接头的综合力学性能；
　　2、采用少的焊接线能量焊接，防止过多的马氏体淬硬组织生成；
　　3、采用富氩气体保护进行喷射过渡焊接(电弧长度控制在4mm~5mm左右)而得美观的焊缝。
　　结论：耐热钢焊条的选用原则有三点:一是保证力学性能，二是选择化学成份相同(或相近)的焊材，三是要配合适当的焊接工艺措施。
19.模具补焊技术基础知识讲解
模具补焊几个要点：
1.焊条要预热，焊条成分要与模具钢成分相同或接近，以保证焊后结构均匀。
2.模具要预热到马氏体温度以上，但不能太高。
3.电流要控制小，否则焊接深度太大。
4.焊接过程模具要保持预热状态。
20.用不同的焊条进行铸铁冷焊应注意的事项
1、采用铜铁焊条（如Z607）焊接时，焊条金属中的铁与铜互不相溶，以机械混合物的状态存在，而且混合得不均匀。当焊条中w(Fe)增大30%时，使焊缝金属的塑性大为降低，在焊接刚性接头的焊缝时，易在焊缝中产生裂纹。因此应尽量采取短弧焊接，减少焊条的摆动，采用多层焊等工艺措施来防止焊接裂纹的产生。
2、在铸铁冷焊时，为了修补个别重要的铸件缺陷，往往采用纯镍焊条或镍铁、镍铜焊条进行补焊，如Z308，Z408和Z508等。用镍铜焊条所补焊的铸铁件，一般加工性能较好，但焊缝金属的抗拉强度一般都比较低，同时由于铜镍合金的收缩率很大，其焊缝的抗裂性也较差。所以这种焊条只适用于强度要求不高的，但表面需要加工的铸件补焊。用纯镍焊条补焊的优点是焊缝金属加工性良好，但价格昂贵，在一般情况下不宜采用。使用这类焊条操作时，除按一般工艺要求进行焊接外，尚需注意补焊速度不能过快，应断续进行焊接。每次焊接长度不宜超过40-50mm,并在焊一层后用小锤敲击，以消除应力。待焊缝冷至不烫手时再焊第二层，这样才能保证补焊工作取得较好的效果。
3、高钒铸铁焊条是一种比较经济的铸铁冷焊电焊条，如Z116和Z117。这种焊条需要采用短弧焊接，并以分段倒退的顺序进行焊接，每段长约10-30mm,宜采用较小的电流，焊后同样敲击焊缝，以减少应力。
21.汽车模具修补焊接缺陷分析
冷冲压模具焊接的硬度不足现象：
原因：（一）
焊接时电流过大，对模具母材的稀释率过大，模具母材的合金元素受损。
对策：
尽量使用小电流、短弧焊接，焊接时焊条的摆动的幅度不大于焊条直径的1.5倍。
原因：（二）
焊接时的预热温度和层间温度没有控制。
对策：
注意把握预热的温度，（预热温度主要和母材的含碳量有关）以及焊接时层间温度的控制。
原因：（三）
堆焊层数过多，焊接材料的选用不当。
对策：
选择适合堆焊层数要求的焊接材料。（有的焊接材料组织体直接是高硬度的马氏体组织，有的焊接材料是堆焊三层以上的时候才可以从奥氏体组织转变为高硬度的马氏体组织的。）

真正 · 发表于 2009-1-9 17:23:05

共22条:
22.碳钢焊条GB/T5117－1995
标准分类: 焊接材料
标准编号: GB／T5117－1995代替GB5117－85
UDC:

主题内容与适用范围

标准规定了碳钢焊条型号分类、技术要求、试验方法及检验规则等内容。
本标准适用于药皮焊条电弧焊接用碳钢焊条。

型号分类
类
3.1 焊条型号根据熔敷金属的力学性能、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分（见图1）。
3.2 焊条型号编制方法如下：字母"E"表示焊条;前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小;第三位数字表示焊条的焊接位置."0"及"1"表示焊要适用于全位置焊接（平、立、仰、横）,“2“表示焊条适用于平焊及及平面焊,“4“表示焊条适用于向下立焊；第三位和第四位数组合时表示焊接电流种类及药皮类型。在第四位数字后附加“R“表示耐吸潮焊条；附加“M“表示耐吸潮和力学性能有特殊规定的焊条；附加“－1“表示冲击性能有特殊规定的焊条。
表1

焊条型号药皮类型焊接位置电流种类
E43系列－熔敷金属抗拉强度≥420Mpa(43kgf/mm2)
E4300 特殊型平、立、仰、横交流或直流正、反接
E4301 钛铁矿型
E4303 钛钙型
E4310 高纤维素钠型直流反接
E4311 高纤维素钾型交流或直流反接
E4312 高钛钠型平、立、仰、横交流或直流正接
E4313 高钛钾型交流或直流正、反接
E4315 低氢钠型直流反接
E4316 低氢钾型交流或直流反接
E4320 氧化铁型平交流或直流正、反接
平角焊交流或直流正接
E4322 平交流或直流正接
E4323 铁粉钛钙型平、平角焊交流或直流正、反接
E4324 铁粉钛型
E4327 铁粉氧化型平交流或直流正、反接
平角焊交流或直流正接
E4328 铁粉低氢型平、平角焊交流或直流反接
E50系列－熔敷金属抗拉强度≥490Mpa(50kgf/mm2)
E5001 钛铁矿型平、立、仰、横交流或直流正、反接
E5003 钛钙型
E5010 高纤维素钠型直流反接
E5011 高纤维素钾型交流或直流反接
E5014 铁粉钛型交流或直流正、反接
E5015 低氢钠型直流反接
E5016 低氢钾型交流或直流反接
E5018 铁粉低氢钾型
E5018M 铁粉低氢型直流反接
E5023 铁粉钛钙型平、平角焊交流或直流正、反接
E5024 铁粉钛型平、平角焊交流或直流正、反接
E5027 铁粉氧化铁型交流或直流正接
E5028 铁粉低氢型交流或直流反接
E5048 平、仰、横、立向下

注：①焊接位置栏中文字涵义：平－平焊、立－立焊、仰－仰焊、横－横焊、平角焊－水平角焊、立向下－向下立焊。
②焊接位置栏中立和仰系指适用于立焊和仰焊的直径不大于4.0mm的E5014、EXX15、EXX16、E5018和E5018M型焊条及直径不大于5.0mm的其他型号焊条。
③E4322型焊条适宜单道焊。
3.3 本标准队了E5018M型焊条可以列入E5018型焊条外（同时符合这两种型号焊条的所有要求），凡列入一种型号的焊条不能再列入其他型号。
3.4 本标准中完整的焊条型号举例如下：
E 43 15
┬ ┬ ┬
│ │┬└ 表示焊条药皮为低氢钠型，采用直流反接焊接。
│ │└─表示焊条适用于全位置焊接。
│ └──表示熔敷金属抗拉强度的最小值。
└────表示焊条。
焊条型号药皮类型焊接位置电流种类焊条型号药皮类型焊接位置电流种类
E43系列－熔敷金属抗拉强度≥420MPa(43kgf/mm2) E50系列－熔敷金属抗拉强度≥490MPa(50kgf/mm2)
E4300    特殊型平、立、仰、横    交流或直流正、反接 E5001    钛铁矿型平、立、仰、横    交流或直流正、反接
E4301    钛铁矿型平、立、仰、横    交流或直流正、反接 E5003    钛钙型平、立、仰、横    交流或直流正、反接
E4303    钛钙型平、立、仰、横    交流或直流正、反接 E5010    高纤维素钠型平、立、仰、横    直流反接
E4310    高纤维素钠型平、立、仰、横    直流反接 E5011    高纤维素钾型平、立、仰、横    交流或直流反接
E4311    高纤维素钾型平、立、仰、横    交流或直流反接 E5014    铁粉钛型平、立、仰、横    交流或直流正、反接
E4312    高钛钠型平、立、仰、横    交流或直流正接 E5015    低氢钠型平、立、仰、横    直流反接
E4312    高钛钾型平、立、仰、横    交流或直流正、反接 E5016    低氢钾型平、立、仰、横    交流或直流反接
E4315    低氢钠型平、立、仰、横    直流反接 E5018    铁粉低氢钾型平、立、仰、横    交流或直流反接
E4316    低氢钾型平、立、仰、横    交流或直流反接 E5018M    铁粉低氢型平、立、仰、横    直流反接
E4320    氧化铁型平、    交流或直流正、反接 E25023    铁粉钛钙型平、平角焊    交流或直流正、反接
E4320    氧化铁型平角焊    交流或直流正接 E5024    铁粉钛型平、平角焊    交流或直流正、反接
E4322    氧化铁型平    交流或直流正接 E5027    铁粉氧化铁型平、平角焊    交流或直流正接
E4323    铁粉钛钙型平、平角焊    交流或直流正、反接 E5028    铁粉低氢型平、平角焊    交流或直流反接
E4324    铁粉钛型平、平角焊    交流或直流正、反接 E5048    铁粉低氢型平、仰、横、立向下    交流或直流反接
E4327    铁粉氧化铁型平    交流或直流正、反接
E4327    铁粉氧化铁型平角焊    交流或直流正接
E4328    铁粉低氢型平、平角焊    交流或直流反接

   注: ①焊接位置栏中文字涵义:平－平焊、立－立焊、仰－仰焊、横－横焊、平角焊－水平角焊、立向下－向下立焊。
②焊接位置栏中立和仰系指适用于立焊和仰焊的直径不大于4.0mmr E5014、EXX15、EXX16、E5018和E5018M型,焊条及直径不大于5.0mm的其他型号焊条。
③E4322型焊条适宜单道焊。

非子 · 发表于 2009-1-19 15:54:14

谢谢，辛苦了

技术监督 · 发表于 2009-1-22 09:54:29

还是很有用的，学习。

inwall · 发表于 2009-2-19 17:07:42

学习了一下，感觉是实践的基础，谢谢！
直接弄成WORD版的就更好了

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