十二.金屬材料的焊接注意要點
(1)低碳鋼的焊接:低碳鋼的CE<0.4%,焊接性良好。焊接接頭一般不會產(chǎn)生淬硬組織或冷裂紋。當母材碳含量偏高或在低溫下焊接剛性較大的結(jié)構(gòu)時,可能會出現(xiàn)冷裂紋,應采取預熱、后熱及使用低氫型焊條或高堿度焊劑等措施。低碳鋼焊件廣泛用于一般的工程結(jié)構(gòu)和強度要求不高的機器零件。
(2)中碳鋼的焊接:中碳鋼的CE一般為0.4%~0.6%,焊接性較差,焊接接頭易產(chǎn)生淬硬組織和裂紋。焊接時應進行預熱(預熱溫度一般為100~⒛ 0℃)和后熱;選用低氫型焊條或堿度較高的焊劑;使用小電流、低焊速和多層焊,以防止母材過多的熔化。此外,焊后應立即進行熱處理,以消除應力和改善接頭性能。不能預熱的焊件應采用奧氏體不銹鋼焊條,以使焊縫獲得奧氏體組織而避免淬硬,但其強度低于母材。中碳鋼焊件常用于綜合力學性能要求較高的構(gòu)件。
(3)高碳鋼的焊接:高碳鋼的CE)0,6%,焊接性更差,焊接接頭更易產(chǎn)生淬硬組織和裂紋,故焊接時應采用更高的預熱溫度和更嚴格的工藝措施。實際生產(chǎn)中,高碳鋼焊接一般只用于工具、模具的修補。
(4)強度級別低的低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接:當?shù)秃辖鸾Y(jié)構(gòu)鋼的σs=295~390MPa時,其CE大多小于0.4%,熱影響區(qū)淬硬傾向稍大于低碳鋼,焊接性較好,只要焊接工藝選用得當,板厚32mm以下的焊件一般不需預熱,焊后也不需熱處理。這類鋼價格較低,廣泛用于較重要的焊接結(jié)構(gòu)。
(5)強度級別較高的低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接:當?shù)秃辖鸾Y(jié)構(gòu)鋼的σs=440~540MPa時,其CE=0,4%~0.6%,有一定的淬硬傾向,焊接性較差。焊接時須采取預熱(預熱溫度一般為100~350℃ )和后熱措施,以加速氫的擴散,防止產(chǎn)生冷裂紋,且須采用堿性焊條或堿度較高的焊劑;焊后常需進行去應力退火或高溫回火。這類鋼有較好的綜合力學性能,廣泛用于在低溫或動載下工作的較重要的焊接結(jié)構(gòu)。
（6）耐熱鋼的焊接性一般均較差。最常用的珠光體耐熱鋼是含Cr 、Mo、V、W等合金元素的低碳、低合金鋼,焊接接頭易產(chǎn)生淬硬組織和裂紋,焊接工藝措施要求較為嚴格。焊前應仔細清理焊絲和坡口,須進行預熱(預熱溫度一般為150~300℃ )和后熱,選用低氫型焊條或堿度較高的焊劑,焊后應立即進行去應力退火或高溫回火處理。
（7）不銹鋼的焊接性較差。最常用的奧氏體不銹鋼是含Cr、Ni等合金元素的低碳、高合金鋼,焊接接頭可能出現(xiàn)熱裂紋、脆化和晶間腐蝕等焊接缺陷。應盡量采用高純焊接材料,減少碳、硫、磷等元素含量;選用高堿度焊劑或低氫型焊條;焊接時須采用熱量集中的焊法、小的熱輸人(小電流、高焊速)、低的層間溫度,以減少熱影響區(qū)的受熱程度;焊后應進行熱處理以消除殘余應力。
（8）鑄鐵的的含碳量高,硫、磷等雜質(zhì)元素含量多,強度低、塑性差,焊接時易產(chǎn)生裂紋、白口及淬硬組織,焊接性差,須采取工藝措施。常用的鑄鐵焊接方法有異質(zhì)焊縫冷焊和同質(zhì)焊縫熱焊等。異質(zhì)焊縫冷焊:選用焊縫為非鑄鐵型組織的焊條,以防止出現(xiàn)白口組織和裂紋。常用焊條電弧焊,通常不預熱。可選用純鎳鑄鐵焊條,焊縫為鎳鐵合金,有良好的抗裂性及切削加工性,但成本較高,用于重要鑄鐵件的加工面修補。也可選用碳鋼鑄鐵焊條,焊縫為碳鋼,成本低,但易產(chǎn)生熱裂紋,且難于切削加工,只能用于焊補鑄鐵件的非加工面。鑄鐵冷焊生產(chǎn)效率高,勞動條件好,焊接時應采用較小的焊接電流、短段焊(每段10~50mm)、斷續(xù)焊(焊接區(qū)溫度小于60 ℃)、分散焊等措施,焊后應立即錘擊焊縫使之產(chǎn)生塑性變形以減小或消除應力。同質(zhì)焊縫熱焊:選用焊縫為鑄鐵型的焊條或焊絲,焊前將鑄件整體或局部預熱至550~650℃ ,且焊時溫度不低于400℃ 。常用焊條電弧焊和氣焊,焊后須進行去應力退火。鑄鐵熱焊可有效地防止白口、淬硬組織及裂紋,接頭切削加工性好;但成本高、生產(chǎn)效率低、勞動條件差,一用于形狀復雜、剛性大且焊后需切削加工的重要鑄件。
（9）鋁合金一般焊接性較好,可熱處理強化變形鋁合金和鑄造鋁合金的焊接性較差。焊接的主要困難是極易生成熔點高、密度大的氧化物使焊縫產(chǎn)生未熔合或夾渣缺陷;鋁的線膨脹系數(shù)大,易產(chǎn)生內(nèi)應力、變形和裂紋;鋁液可溶解大量氫氣而固態(tài)時幾乎不溶解氫,易使焊縫產(chǎn)生氣孔;鋁合金含的低沸點合金元素(如鎂、鋅、錳等)焊接時極易蒸發(fā)、燒損;熱導率和熱容量大,焊接時熱損失大等。鋁及鋁合金可采用大多數(shù)焊接方法。熔焊時應盡量選用能量集中的強熱源。氬弧焊工藝簡便,焊接質(zhì)量好,易于實現(xiàn)自動化和進行全位置焊接,應用廣泛。氣焊設備簡單、操作靈便,但生產(chǎn)效率低,接頭質(zhì)量不高,適于焊接要求不高的薄件及小件。焊絲成分一般應與母材相同或相近,焊前須嚴格清理焊絲和焊件, 板厚較大或氣溫較低時需預熱。
（10）銅及銅合金的焊接性較差,其熔焊接頭的各種性能一般均低于母材。焊接的主要困難是銅在液態(tài)時易氧化并進而引起熱裂紋，易生成氣孔，銅的線膨脹系數(shù)大,易引起內(nèi)應力、變形和裂紋; 易產(chǎn)生未熔合、未焊透等缺陷。銅及銅合金焊接可采用氣焊、埋弧焊、氬弧焊、等離子弧焊、電阻焊和摩擦焊等焊接方法。板厚較大時應預熱并保持一定的層間溫度,焊后應輕敲焊縫使其產(chǎn)生塑性變形以減小或消除應力,必要時需進行去應力退火以防接頭脆裂。
十三．GB標準中的焊接符號標注
焊接符號由GB/T12212-1990和GB/T324-1988進行了規(guī)范，一般由基本符號和引線表示，還可以附加輔助符號、補充符號和焊縫尺寸標注等?；痉栍糜诒硎竞缚p斷面形狀，指引線由箭頭線和基準線組成，基準線可以為一條實線或一條實線和一條虛線組成，其末端可以加一個結(jié)束符號，在結(jié)束符號中可對焊縫的焊接方法或其他進行一定的標注。輔助符號用于表征焊縫表面的形狀和特征。補充符號用于說明某些補充的形狀或特征。在需要表示的情況下基本符號可附帶尺寸符號或數(shù)據(jù)。
總結(jié)：
本章主要介紹焊接的分類以及各種材料應使用的焊接加工方法，在本章附表中可以看到GB標準的焊接符號舉例和AEP圖樣中日本焊接符號的舉例，特別應注意JIS與GB對焊接符號表示上的差異。焊接作為重要的GIS零件成型方式，需要引起設計人員重視。
