第七章 金属焊接性基础

第一章：金属焊接性：金属能否适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性。

它的内涵：1、是否适合焊接加工？－－金属在焊接加工中是否容易形成缺陷2、焊后使用可靠性？－－性能焊成的接头在一定的使用条件下可靠使用的能力。

影响金属焊接性的因素：1、材料本身因素—母材和焊接材料的成分及性能2、工艺条件—焊接方法、工艺措施；3、结构因素—刚度、应力集中、多轴应力；4、使用条件—工作温度、负荷条件、工作环境。

选择或制定焊接性试验方法的原则:1、焊接性试验的条件尽量与实际焊接时的条件相一致。

2、焊接性试验的结果要稳定可靠，具有较好的再现性。

3、注意试验方法的经济性。

（老师的笔记：1根据使用条件选择。

2根据可能出现的焊接缺陷选择。

3焊接的的再现性，一个参量变化，其他参量基本不变。

4材料消耗尽可能少5尽可能选择周围内外常用的标准。

6对实验困难的，可做模拟实验。

）焊接性试验的内容:（一）焊缝金属抗热裂的能力（二）焊缝及热影响区金属抗冷裂纹的能力（三）焊接接头抗脆性转变的能力（四）焊接接头的使用性能常用焊接性试验方法:（一）斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。

(二) 插销试验: 此法是测定钢材焊接热影响区冷裂纹敏感性的一种定量试验方法。

测定加载16~24 h而不断裂的最大应力σcr（三）压板对接焊接裂纹试验法（四）可调拘束裂纹试验法第二章合金结构钢：在碳素结构钢的基础上添加一定数量的合金元素来达到所需要求的钢材。

包括：结构钢、碳素结构钢、合金结构钢。

高强钢：可分为三种类型：热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢。

※热轧及正火钢1、热轧钢供货状态：热轧态性能特点：强度最低σs294～392MPa，具有满意的综合力学性能和加工工艺性能，价格便宜成分特点：热轧钢属于C- Mn 或Mn-Si系的钢种，有时用一些V、Nb等代替部分Mn。

基本成分：C≤0.2%,Si≤0.55,Mn≤1.5% 强化机制：主要以固溶强化为主典型钢种：Q345(16Mn)、14MnNb、Q294(09MnV)2、正火钢（1 )正火态供货的钢性能特点：最低强度σs343～450MPa，具有比热轧钢更高的强度和塑韧性成分特点：0.15～0.2%C，在C-Mn、Mn-Si系的基础上加入一些碳化物和氮化物生成元素V、N b、Ti等强化机制：在固溶强化的基础上，通过沉淀强化和细化晶粒来进一步提高强度和保证韧性典型钢种：Q390(15MnTi、15MnVN)等。

一、名词解释1．金属焊接性；P11金属焊接性是指同质或异质金属材料在制造工艺条件下，能够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力。

2．碳当量；P22把钢中合金元素的含量按相当于若干碳含量折算并叠加起来，作为粗略评定钢材冷裂纹倾向的参数指标，该参数指标就是碳当量。

3．焊接线能量；熔焊时由焊接热源输入给单位长度焊缝上的热量，又称为线能量。

4．熔合比；熔合比是指熔焊时，被熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比。

5．t8/3（t8/5，t100）；t8/3是指从800-300℃的冷却时间；t8/5是指从800-500℃的冷却时间；t100是指从峰值温度冷却至100℃的冷却时间。

6．微合金化；P47V、Ti、Nb强烈形成碳化物，Al、V、Ti、Nb还形成氮化物，析出的微小VC、TiC、NbC及AlN、VN、TiN、Nb（C、N）产生明显的沉淀强化作用，在固溶强化的基础上屈服强度提高50-100MPa，并保持了韧性。

上述元素均是微量加入，故称为微合金化。

7．焊缝成形系数；P56焊缝成形系数是指焊缝宽度与厚度之比。

8．回火脆性；P100铬钼耐热钢及其焊接接头在350-500℃温度区间长期运行过程中发生脆变的现象称为回火脆性。

9．点腐蚀；P116点腐蚀是指在金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻徽，而分散发生的局部腐蚀，又称坑蚀或孔蚀。

10．凝固模式；P126所谓凝面模式，首先是指以何种初生相相（γ或δ）开始结晶进行凝固过程，其次是指以何种相完成凝固过程。

11．稳定化处理；P117为避免碳与铬形成高铬碳化物，在奥氏体钢中加入稳定化元素（如Ti和Nb），将其加热到875℃以上温度时，以形成稳定的碳化物（由于Ti和Nb能优先与碳结合，形成TiC或NbC），大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），从而起到了牺牲Ti或Nb保Cr的目的，以此为目的的热处理就称为稳定化处理。

稳定化处理的工艺条件为：将工件加热到900-950℃，保温足够长的时间，空冷。

金属焊接技术基础金属焊接是一种常见的加工方法，用于将金属材料连接在一起。

它在制造业中有着广泛的应用，能够满足各种结构和构件的需要。

了解金属焊接技术的基础知识对于想要从事相关工作或是对该领域感兴趣的人来说是非常重要的。

一、焊接原理金属焊接的基本原理是通过加热和熔化金属材料，使其相互结合形成一个整体。

焊接过程中需要借助热源，热源可以是火焰、弧光、激光等。

在金属熔融的状态下，通过施加力量或者添加填充材料，将两个或多个金属结合在一起。

二、常见的焊接方法1. 电弧焊电弧焊是最常见和广泛使用的焊接方法之一。

它通过电弧的高温来熔化金属材料，形成焊缝。

电弧焊又可分为手工电弧焊和自动化电弧焊。

手工电弧焊是操作简便，适用于一般焊接任务，而自动化电弧焊适用于批量焊接。

2. 气焊气焊是使用氧气和燃气（例如乙炔）混合后点燃，形成火焰来熔化金属材料的焊接方法。

气焊在某些情况下比电弧焊更具优势，例如对金属溶解温度较低的情况。

3. TIG焊TIG焊（氩弧焊）是使用非消耗性钨电极，在保护性气氛中熔化金属材料形成焊缝的一种焊接方法。

TIG焊广泛用于高质量焊接领域，特别是对焊接温度和热变形要求较高的情况。

4. MIG/MAG焊MIG（金属惰性气体保护焊）和MAG（金属活性气体保护焊）是利用惰性气体或活性气体保护电弧稳定进行的焊接方法，常用于大规模和高效率的焊接任务。

它们适用于多种金属材料的焊接，包括钢、铝等。

三、焊接缺陷在金属焊接过程中，可能会产生一些焊接缺陷，这些缺陷会对焊接接头的质量和性能产生负面影响。

常见的焊接缺陷包括气孔、夹渣、未熔透、焊缝闭合不良等。

为了确保焊接接头的质量，需要在焊接前进行充分的准备工作，以及在焊接过程中采取正确的操作和控制措施。

四、焊接材料和设备焊接材料是实现金属焊接的重要组成部分。

填充材料、焊剂、焊接盖板等都会对焊接接头的质量和性能产生重要影响。

此外，选择适合的焊接设备和工具也非常关键，不同的焊接方法和工作需要不同的设备和工具。

《焊接教案》word版第一章：焊接基础知识1.1 焊接的定义及分类1.2 焊接过程的基本原理1.3 焊接接头的类型及特点1.4 焊接质量的评定与控制第二章：焊接材料2.1 焊接材料的分类及性能2.2 焊接用药剂的选用原则2.3 焊接填充材料的选用原则2.4 焊接材料的储存与处理第三章：焊接方法与设备3.1 电弧焊3.2 气体保护焊3.3 电阻焊3.4 激光焊3.5 焊接设备的选用与维护第四章：焊接工艺4.1 焊接工艺参数的选择4.2 焊接顺序与焊接方向4.3 焊接工艺评定4.4 焊接缺陷的产生与防止第五章：焊接质量控制与检测5.1 焊接质量的评定方法5.2 焊接质量的检测方法5.3 焊接质量控制体系的建立与运行5.4 焊接质量问题的处理与改进第六章：焊接安全与防护6.1 焊接安全常识6.2 焊接过程中产生的有害因素及危害6.3 焊接个人防护装备的正确使用6.4 焊接作业现场的安全管理第七章：金属焊接性分析7.1 金属焊接性的影响因素7.2 焊接性分析的方法与步骤7.3 常见金属材料的焊接性分析7.4 提高金属焊接性的措施第八章：非金属材料的焊接8.1 非金属材料的焊接特点8.2 常见非金属材料的焊接方法8.3 非金属材料焊接过程中的注意事项8.4 非金属材料焊接质量的评定与检测第九章：现代焊接技术与发展趋势9.1 自动化焊接技术9.2 电子束焊接技术9.3 激光焊接技术9.4 等离子弧焊接技术9.5 焊接技术发展趋势第十章：焊接工程案例分析10.1 焊接工程案例概述10.2 焊接工艺方案的制定10.3 焊接过程的质量控制与评定10.4 焊接工程的改进与优化重点和难点解析一、焊接基础知识难点解析：焊接过程的基本原理涉及到电流、电压、焊接速度等参数的相互作用，理解这些参数对焊接过程的影响是理解焊接原理的关键。

焊接接头的类型及特点需要掌握各种接头的形式和应用场景，以及它们的优缺点。

焊接质量的评定与控制涉及到一系列的标准和检测方法，理解并应用这些标准对焊接质量进行控制是难点。

金属焊接性与焊接方法
1.熔点合适：熔点较低的金属焊接性能更好，因为熔点过高会导致焊
接过程中易出现脆性断裂。

2.密度合适：焊接性能也与金属的密度有关，密度过大或过小的金属
在焊接过程中容易出现裂纹和气孔。

3.化学稳定性好：金属焊接过程中容易受到外界氧气、水分等环境的
影响，化学稳定性好的金属焊接性能更好。

4.冶金性能好：金属的冶金性能直接影响焊接性能，冶金性能好的金
属焊接性能也较好。

根据金属焊接性能的不同，可以采用不同的焊接方法。

下面介绍几种
常见的焊接方法：
1.电弧焊：电弧焊是利用电弧热的高温作用将金属熔化并连接在一起
的方法。

常见的电弧焊有手工电弧焊、气体保护电弧焊、埋弧焊等。

2.气体焊接：气体焊接是利用气体燃料产生的火焰对金属进行加热并
熔化的方法。

常见的气体焊接有氧吹焊、乙炔焊接等。

3.点焊：点焊是利用电阻加热原理将两个金属件按一定顺序压在一起，通过电流通过的方式加热并连接在一起的方法。

4.TIG焊：TIG焊是利用非消耗性钨极和保护气体进行的电弧焊接方法。

常用于焊接高质量的非铁金属，如钛、铬、镍等材料。

5.MIG/MAG焊：MIG焊和MAG焊是利用金属惰性气体或活性气体的保
护下，通过连续给丝焊条提供电弧热源的焊接方法。

此外，还有激光焊接、电阻焊接、摩擦焊接等多种焊接方法可供选择，根据具体需求选择合适的焊接方法。

总之，金属焊接性与焊接方法是金属加工领域中至关重要的一部分。

了解金属焊接性的特点，并选择合适的焊接方法，能够提高焊接效率和质量，为金属加工提供更多可能性。

金属焊接性基础课程设计前言金属焊接是现代制造业中广泛应用的一种技术，它在工业、建筑、军事等各个领域都有着重要的应用。

因此，金属焊接是机械制造、汽车制造、管道安装、制造业等领域中非常重要的一环。

为此，需要对金属焊接进行基础课程设计，为学生提供丰富的金属焊接知识，并提高其金属焊接技能。

学习目标本课程旨在通过理论讲解、实践操作和实验检测等多种形式，使学生充分了解金属焊接的基础知识、工艺和材料特性等，从而培养其以下技能：•了解不同金属焊接技术的优缺点•熟练掌握金属焊接材料的选择和应用•掌握基本的金属焊接工艺和操作技能•熟悉金属焊接质量控制与检测方法•具有良好的金属焊接规范意识和安全意识教学内容第一部分：金属焊接知识1.金属焊接的概述–金属焊接的定义和分类–金属焊接的应用领域和发展趋势2.金属焊接材料–金属焊接材料的种类和特性–金属焊接材料的选择和应用3.金属焊接工艺–金属焊接工艺的基本原理和流程–金属焊接过程中需要注意的问题4.金属焊接质量控制–金属焊接质量控制的重要性–金属焊接质量控制和检测方法5.金属焊接安全–金属焊接中的安全卫生知识–金属焊接安全操作规程第二部分：金属焊接实验1.金属焊接实验室介绍–金属焊接实验室概述–实验室设备和实验用具介绍2.金属焊接实验项目–燃气焊接实验–电弧焊接实验–焊接质量检测实验3.金属焊接实验报告–实验所用材料、设备和工具–实验过程和实验数据–实验结论和总结课程评估考核方式1.课堂测试：每个章节结束后，进行一次小测验，测试学生对本章节内容的掌握情况。

2.焊接实验：学生需要完成三个实验项目，并提交实验报告。

3.期末考试：针对本课程所学内容进行考核。

考核标准1.课堂测试：占总成绩的20%。

测试内容涵盖所有章节的基础知识。

2.焊接实验：占总成绩的40%。

实验报告表现和实验数据准确性是考核标准的重要指标。

3.期末考试：占总成绩的40%。

考核内容以理论知识为主，包括选择和应用焊接材料、掌握焊接工艺和技能、掌握质量控制和检测方法、安全卫生规程等。