焊接中雜七雜八的東東

真正 · 發表于 2009-1-9 17:15:13

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1.魏氏組織對焊接接頭的性能的影響
不易淬火鋼焊接熱影響區中的過熱區，由于奧氏體晶粒長得非常粗大，這種粗大的奧氏體在較快的冷卻速度下會形成一種特殊的過組織，其組織特征為在一個粗大的奧氏體晶粒內會形成許多平行的鐵素體針片，在鐵素體針片之間的剩余奧氏體最后轉變為珠光體，這種過熱組織稱為魏氏組織。魏氏組織不僅晶粒粗大，而且由于大量鐵素體針片形成的脆弱面，使金屬的韌性急劇下降，這是不易淬火鋼焊接接頭變脆的一個主要原因。
　　魏氏組織的形成決定于過熱區的過熱程度，即金屬在高溫下停留的時間。手弧焊時，熱影響區在高溫下停留的時間較短，晶粒長大并不嚴重；而電渣焊時，熱影響區在高溫下停留的時間很長，晶粒嚴重長大。因此，電渣焊就比手弧焊容易出現粗大的魏氏組織。對于同一種焊接方法，施焊時采用的線能量越大，高溫下停留的時間越長，過熱越嚴重，奧氏體晶粒長得越粗大，越容易得到魏氏組織，焊接接頭的性能就越差，這是低碳鋼焊接時引起熱影響區性能變壞的一個主要問題。
2.不易淬火鋼的焊接熱影響區特點
不易淬火鋼，如低碳鋼和合金元素較少的低合金高強鋼(16Mn、15MnTi、15MnV鋼)，在固態下合金中除了有同素異構轉變外，還有成分變化和第二相析出，即共析轉變和Fe3C的析出，其焊接熱影響區可分為過熱區、重結晶區、不完全重結晶區和再結晶區等四個區段。
　　⑴過熱區(又稱粗晶區) 該區緊鄰焊縫，溫度范圍是從晶粒急劇長大的溫度開始，一直到固相線的溫度區間為止，對低碳鋼為1100～1490℃。該區母材中的鐵素體和珠光體全部變為奧氏體，奧氏體晶粒長得非常粗大，冷卻后使金屬的沖擊韌度大大降低，一般比基本金屬低25%～30%，是熱影響區中的薄弱環節。
　　⑵重結晶區(又稱正火區域或細晶區) 指過熱區以下，加熱溫度在A3以上的區域，對低碳鋼為900～1100℃。空冷后得到均勻而細小的鐵素體和珠光體，相當于熱處理中的正火組織。重結晶區由于晶粒細小均勻，因此既具有較高的強度，又有較好的塑性和韌性，這是熱影響區中綜合力學性能最好的區域。但由于整個焊接接頭的性能取決于接頭中的最薄弱區域，所以該區性能雖好，但卻發揮不了作用。
　　⑶不完全重結晶區(又稱不完全正火區或部分相變區) 指加熱溫度在Ac1～Ac3之間的區域，對低碳鋼為750～900℃。該區母材中的全部珠光體和部分鐵素體轉變為晶粒比較細小的奧氏體，但仍保留部分鐵素體。冷卻時，奧氏體又轉變為細小的鐵素體和珠光體，而未溶入奧氏體的鐵素體不發生轉變，晶粒比較粗大，故冷卻后的組織晶粒大小極不均勻，所以力學性能也不均勻，強度有所下降。
　　⑷再結晶區
指加熱溫度在450℃～Ac1之間的區域，對低碳鋼為450～750℃。對于經過壓力加工，即經過塑性變形的母材，晶粒發生破碎現象，在此溫度區域內，再次變成完整的晶粒，稱為再結晶。在本區域沒有發生同素異構轉變，組織沒有變化，因此金屬的力學性能變化不大，僅塑性稍有改善。對于焊前未經塑性變形的母材，本區不出現。
3.氮、氫、氧對焊縫金屬的作用和影響
⑴氮
氮主要來自焊接區域周圍的空氣。手弧焊時，堆焊金屬中約含有0.025%的氮。氮是提高焊縫金屬強度、降低塑性和韌性的元素，也是在焊縫中產生氣孔的主要原因之一。
　　⑵氫
氫主要來源于焊條藥皮、焊劑中的水分、藥皮中的有機物，焊件和焊絲表面上的污物(鐵銹、油污)和空氣中的水分等。各種焊接方法均使焊縫增氫，只是增氫的程度不同：手弧焊時用纖維素藥皮焊條焊得的焊縫含氫量比母材高出70倍；只有采用低氫型焊條施焊時，焊縫的含氫量才比較低；而用CO2氣體保護焊時，含氫量最低。
　　氫使焊縫金屬的塑性性嚴重下降，促使在焊接接頭中產生氣孔和延時裂紋，并且還會在拉伸試樣的斷面上形成白點。
　　⑶氧
氧主要來源于空氣、藥皮和焊劑中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。隨著焊縫中含氧量的增加，其強度、硬度和塑性會明顯下降，還能引起金屬的熱脆、冷脆和時效硬化，并且也是焊縫中形成氣孔(CO氣孔)的主要原因之一。
　　總之，進入焊縫金屬中的氮、氫、氧都是屬于有害的元素。
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真正 · 發表于 2009-1-9 17:17:59

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4.焊接熔池結晶過程中產生的缺陷
焊接熔池結晶過程中產生的缺陷有：
　　⑴結晶裂紋(凝固裂紋) 焊接熔池結晶過程中，金屬收縮產生的拉應力，將晶界上的低熔點共晶液膜拉開導致產生結晶裂紋。結晶裂紋主要發生在含雜質較多的鋼、單相奧氏體鋼、鎳基合金、鋁合金、鉬合金等的焊縫金屬中。
　　⑵氣孔高溫下焊接熔池中熔解了大量的氫、氧、氮，在快速冷卻過程中，這些氣體來不及逸出，而留在焊縫金屬中(內部或表面)形成穴孔。
　　⑶夾渣焊接熔渣殘留在焊縫金屬中的現象。
　　⑷偏析由于焊接熔池結晶速度較快，形成焊縫中化學元素的分布不均勻，產生偏析現象。
5.異種鋼焊接熱影響區碳的擴散及其影響
異種鋼焊接時，母材成分與焊縫成分相差較大，碳會從母材向焊縫擴散，在母材熔合線附近形成一個1～2個晶粒寬度的“脫碳層”，
　　在焊縫一側相應地出現一個“增碳層”。促使碳由母材向焊縫擴散的因素有：
　　當焊縫為液態時，由于碳在液態金屬中的深解度大于固體金屬，故促使碳由熔合線附近的母材金屬向焊縫擴散遷移。
　　加熱溫度和時間對碳的擴散影響很大。在Q235-A和Cr25Ni13的異種鋼接頭中，當加熱到350℃才開始發現有脫碳層，當加到高于550℃時，脫碳層才顯著，超過600℃后更為嚴重，特別是在800℃時。Q235-A和Cr25Ni13異種鋼焊接時，加熱溫度和時間對脫碳層寬度(B)的影響，見圖8。因此，單道焊時一般不易形成碳的擴散層，通常是在接頭經焊后熱處理或高溫長期工作時才明顯。
　　碳擴散層是異種鋼焊接接頭中的薄弱環節，它對接頭的常溫和高溫瞬時力學性能影響不大，但將降低接頭的高溫持久強度，一般要降低10%～20%左右。
6.焊接區內的氣體及來源
焊接過程中，焊接區內充滿大量氣體。用酸性焊條焊接時，主要氣體成分是CO、H2、H2O；用堿性焊條焊接時，主要氣體成分是CO、CO2；埋弧焊時，主要氣體成分是CO、H2。
　　焊接區內的氣體主要來源于以下幾方面：一是為了保護焊接區域不受空氣的侵入，人為地在焊接區域添加一層保護氣體，如藥皮中的造氣劑(淀粉、木粉、大理石等)受熱分解產生的氣體、氣體保護焊所采用的保護氣體(CO2氣體、Ar氣)等；其次是用潮濕的焊條或焊劑焊接時，析出的氣體、保護不嚴而侵入的空氣、焊絲和母材表面上的雜質(油污、鐵銹、油漆等)受熱產生的氣體，以及金屬和熔渣高溫蒸發所產生的氣體等。
7.焊接區域的保護及保護措施
對焊接區域進行保護的目的是防止空氣侵入熔滴和熔池，減少焊縫金屬中的氮、氧含量。保護的方式有下列三種：
　　⑴氣體保護例如，氣體保護焊時采用保護氣體(CO2、H2、Ar)將焊接區域與空氣隔離起來。
　　⑵渣保護在熔池金屬表面覆蓋一層熔渣使其與空氣分開隔離，如電渣焊、埋弧焊。
　　⑶氣—渣聯合保護利用保護氣體和熔渣同時對熔化金屬進行保護，如手弧焊。
8.焊接線能量及計算方法
熔焊時，由焊接能源輸入給單位長度焊縫上的能量，稱為焊接線能量，用下式表示為
IU
q=───
υ
　　式中 I——焊接電流(A)；
　　U——電弧電壓(V)；
　　υ——焊接速度(cm/s)；
　　q——線能量(J/cm)。
　　例如，板厚12mm，進行雙面開Ⅰ形坡口埋弧焊，焊絲ф4mm，I=650A，U=38V，υ=0.9cm/s。，則焊接線能量q為
IU 650×38
　　q=─── = ────── = 27444 J/cm
υ 0.9
　　線能量綜合了焊接電流、電弧電壓和焊接速度三大焊接工藝參數對焊接熱循環的影響。線能量增大時，熱影響區的寬度增大，加熱到高溫的區域增寬，在高溫的停留時間增長，同時冷卻速度減慢，
9.焊接熔池的一次結晶及特點
熱源離開后，焊接熔池的金屬由液態轉變為固態的過程，稱為焊接熔池的一次結晶。焊接熔池的一次結晶具有如下特點：
　　⑴熔池的體積小、冷卻速度大電弧焊時，熔池體積最大約為30cm3，液態金屬的質量不超過200g(單絲自動埋弧焊)。由于熔池的體積小，周圍又被冷金屬所包圍，所以熔池的冷卻速度很大，可達100℃/s，比鑄錠的冷卻速度大幾百到上萬倍，這就使含碳量高、含合金元素較多的鋼材，在焊接接頭中出現淬火硬組織(馬氏體)和結晶裂紋。
　　⑵熔池中的液態金屬處于過熱狀態對于低碳和低合金鋼，弧焊時熔池的平均溫度為(1770±100)℃，超過了材料的熔點，處于過熱狀態。因此合金元素的燒損比較嚴重。
　　⑶熔池是在運動狀態下結晶熔焊時，熔池隨熱源作同速移動，在熔池中金屬的熔化和結晶過程同時進行，即熔池的前半部處在熔化過程，后半部處在結晶過程，故熔池內的熔化金屬處于運動狀態下結晶。

真正 · 發表于 2009-1-9 17:19:38

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10.焊接合金元素的過渡系數
合金元素在焊接過程中總有一部分因氧化、蒸發等原因損耗掉，不可能全部過渡到焊縫中去。合金元素的過渡系數是指焊接材料中的合金元素過渡到堆焊金屬中的數量與其原始含量的百分比，即
CF
η=───
CT
　　式中 η——某合金元素的過渡系數(%)；
　　CF——堆焊金屬中某合金元素的含量；
　　CT——焊條(焊絲、焊劑)中某合金元素的原始總含量。
　　手弧焊采用不同焊條型號時，合金元素的過渡系數η，堿性焊條(低氫鈉型)合金元素的過渡系數比酸性焊條(鈦鈣型)高。
11.焊縫金屬的合金化
合金化就是把所需要的合金元素，通過焊接材料過渡到焊縫金屬(或堆焊金屬)中去。
　　合金化的目的：1)補償焊接過程中由于氧化、蒸發等原因造成的合金元素的損失；2)改善焊縫金屬的組織和性能；3)獲得具有特殊性能的堆焊金屬。常用的合金化方式有：應用合金焊絲；應用藥芯焊絲或藥芯焊條；應用合金藥皮或粘結焊劑；應用合金粉末；應用熔渣與金屬之間的
　　常用的合金化方式是置換反應。
12.焊縫一次結晶組織的變質處理方法
通過焊接材料(焊條、焊劑)向熔池中加入某些合金元素如V、Mo、Ti、Nb、A1、B、N等，可以細化晶粒，得到細晶組織，從而既可保證強度和塑性，又能提高抗裂性，這種方法稱為變質處理。變質處理對改善焊縫的一次結晶組織十分有效。例如，E5015MoV焊條，就是在原來E5015焊條的基礎上，在藥皮中再加入少量的鉬鐵和釩鐵，它具有更高的抗裂性能。
13.焊縫金屬的二次結晶
一次結晶結束后，熔池就轉變為固體的焊縫。高溫的焊縫金屬冷卻到室溫時，要經過一系列的組織相變過程，這種相變過程稱為焊縫金屬的二次結晶。
　　低碳鋼焊縫金屬二次結晶結束時，其組織為鐵素體加珠光體。由鐵碳合金狀態圖可知，其中鐵素體約占82%，珠光體約占18%，焊縫金屬的硬度約為83HBS。但鐵碳合金狀態圖是在材料極緩慢的冷卻條件下獲得的，實際上焊縫金屬二次結晶時的冷卻速度相當快，因此組織中的珠光體含量會增加，冷卻速度越高，珠光體含量也越多，焊縫的硬度和強度也隨之增加，例如，當焊縫金屬的冷卻速度為110℃s時，其硬度可達96HBS，這就是為什么當焊縫金屬為低碳鋼，冷卻時盡管并未出現淬火組織，但其硬度仍會增加的原因。
14.焊接焊縫中的偏析現象
合金中各組成元素在結晶時分布不均勻的現象稱為偏析。焊接熔池一次結晶過程中，由于冷卻速度快，已凝固的焊縫金屬中化學成分來不及擴散，造成分布不均，產生偏析。
　　焊縫中的偏析現象有以下三種：
　　⑴顯微偏析熔池一次結晶時，最先結晶的結晶中心金屬最純，后結晶部分含其它合金元素和雜質略高，最后結晶部分，即結晶的外端和前緣所含其它合金元素和雜質最高。在一個柱狀晶粒內部和晶粒之間的化學成分分布不均現象稱為顯微偏析。
　　⑵區域偏析熔池一次結晶時，由于柱狀晶體的不斷長大和推移，會把雜質“趕”向熔池中心，使熔池中心的雜質含量比其它部位多，這種現象稱為區域偏析。焊縫的斷面形狀對區域偏析的分布影響很大。窄而深的焊縫，各柱狀晶的交界在其焊縫的中心，因此焊縫中心聚集有較多的雜質，這種焊縫在其中心部位極易產生熱裂紋。寬而淺的焊縫，雜質則聚集在焊縫的上部，這種焊縫具有較高的抗熱裂能力。
　　⑶層狀偏析熔池在一次結晶的過程中，要不斷地放出結晶潛熱，當結晶潛熱達到一定數值時，熔池的結晶就出現暫時的停頓。以后隨著熔池的散熱，結晶又重新開始，形成周期性的結晶，伴隨著出現結晶前沿液體金屬中雜質濃度的周期變動，產生周期性的偏析稱為層狀偏析。層狀偏析集中了一些有害元素，因此缺陷往往出現在層狀偏析中。由層狀偏析所造成的氣孔。
15.鑄鐵泵殼裂縫焊補
1.在裂縫的兩端點鉆止裂孔(Φ10)，以防焊接中裂縫進一步向外擴展。
　　2.用手動磨光機在裂縫的位置開坡口，坡口頂寬8-9mm，略成V字形，深32mm(西湖型泥泵泵殼壁厚為40mm)，使得能夠焊人電焊液。
　　3.焊接為手工焊，采用Φ3.2專用鑄鐵電焊條，使用直流電焊機，反接，電流為150A，實施間斷焊，即每焊15-20mm電焊縫，停等片刻。在停焊間隙，當焊接熔池凝固后，由白熱狀態到紅熱狀態時，用小尖錘捶擊電焊縫，捶擊用力要輕，速度要快，次數要多，使焊縫金屬減薄向四周伸長，抵消一些焊縫收縮并減少焊接應力，這樣能有效地提高焊縫金屬的抗裂性(注意使用的小錘頭必須是半徑為10mm左右的圓弧形)。待焊接熔池冷到暗紅色消失后，再接著焊。
　　4.對于較長的裂縫，為避免開裂，必須分段焊補。分段的原則是，使首先焊的一段有自由伸縮的可能性。如分三段，應首先焊中間的一段，當此段冷至暗紅色消失時，立即施焊另一段，然后焊最后段。
　　5.施焊前，先對焊縫區進行預熱，焊后保溫，以降低冷速。預熱、保溫不僅能提高焊縫金屬的抗裂性，而且還有益于降低熔合線附近區域的硬度。
16.產品設計的原則和技巧（一）
制造成本最低是產品設計的最終目的。本文介紹了工程機械產品設計過程中應遵循的原則以及產品設計技巧，為工程技術人員設計出色、合理的產品，提供了可參考的手段和方法。
　　1產品設計原則
　　合理的設計應該在保證產品必備功能的前提下，使制造成本最低，這也正是本文所要探索的課題。
　　(1)必須滿足客戶對產品功能和服務的要求。工程機械提供給客戶的不僅是產品的功能，還包括支持這些功能的售后服務。因此設計過程中既要針對產品的不同功能特點，又要使產品具有良好的維修方便性。
　　(2)符合國家的產業發展政策和有關的法令、法規。
　　(3)堅持標準化、通用化、系列化的“三化”原則。
　　(4)符合社會對環境保護的要求。
　　(5)符合技術創新的規律，重視對知識產權的保護。
　　(6)從企業的實際工藝水平和生產能力出發，強調設計與工藝、生產相結合。產品設計不單單是圖樣設計，還包括工藝設計和生產設計。生產設計應主要從以下幾個方面進行研究：
　　①簡化零件的功能或形狀；
　　②最大限度地實現產品的標準化、通用化、系列化；
　　③盡可能使設計圖紙中所規定的材料牌號、品種、規格與現有材料的使用情況一致；
　　④將毛坯工藝與加工工藝更有效地結合起來考慮；
　　⑤根據企業當前正常生產所采用的加工工藝、操作規則及相關信息來判斷工藝設計的合理性；
　　⑥選擇成熟加工工藝能保障的尺寸公差和表面粗糙度；
　　⑦綜合分析與生產過程相關的信息，對主要零部件進行必要的價值工程分析。
　　2產品設計技巧
　　2.1采用“三化”原則
　　(l)零件盡量選用標準件或用標準件改制或外購件。
　　(2)設計花鍵、螺紋時，應使之便于采用標準刀具、量具進行加工和檢測，特別應優先考慮企業現有的刀具、量具。
　　(3)大型結構件、鑄鋼件的設計，盡量采用不必攻絲的緊固件，如用焊接螺母板代替螺孔。設計大型工件時，應考慮利用已鎮成的孔作為基準來焊接螺母板。
　　(4)盡量選用現有的成熟的零部件，或成熟的結構和工藝方法，使產品系列化、通用化。用這種“搭積木”的方法，可以加快設計速度、縮短新產品樣機試制周期，盡早占領市場。
　　(5)建立企業自己的“標準件庫”，加快設計試制進度。筆者所在的企業現已建立并逐步完善了“廠標準件”制度和“廠標準件庫”，將凡是在三個以上主要產品中使用的相同或相似的零件選定為廠標準件。
　　(6)盡可能選擇統一的錐度、一致的板厚尺寸和牌號統一的鑄鋼件材料。
　　2.2從形狀和結構上改進設計
　　(1)盡量減少零件。把幾個零件合并成一個零件，例如把焊接件改為沖壓件，以此減少零件的數里。
　　(2)將零件設計成對稱的結構形式。
　　(3)把幾個產品申使用的形狀相似的零部件，設計成能夠通用的零部件。
　　(4)簡化每個零件的形狀，改進零件外形，減少彎曲的形狀，有時還可以把壓形時難以保證尺寸精度的零件改為焊接件。

真正 · 發表于 2009-1-9 17:21:24

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17.產品設計的原則和技巧（二）
2.3改進工藝方案
　　(1)避免沒有必要的切削加工，特別是沒必要的裝夾基準面的切削加工。
　　焊接件準備用自動化程度較高的焊接機器人進行焊接時，應考慮組成零件的焊前加工，保證焊接件各組成零件之間的相互位置尺寸，否則誤差太大，機器人將無法自動跟蹤焊接。
　　(2)在保證零部件可靠、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級要求。
　　(3)減少零件的彎曲形狀和復雜程度，降低廢品率和生產制造成本。
　　(4)型鋼在進行長度下料時，盡量把火焰切割改為型鋼剪切下料；一般板料的火焰切割改為用剪板機剪切下料；長方形條狀工件從四邊剪切改為用條鋼，僅僅是長度上的剪切下料。
　　2.4采用節省資源、減少污染的工藝技術
　　(1)鑄鋼件改為焊接件。
　　鑄造行業很難徹底地解決環境污染問題，并且容易產生鑄造缺陷，而采用焊接技術和焊接件就可以比較容易地解決這些問題。
　　(2)在保證零件強度，優化板厚尺寸的前提下，盡量減輕零件重量。結構焊接件的設計，一定要使筋板受力，避免焊縫受力。在結構焊接件的構成中使用厚板往往并不是強度的需要，而是剛度的需要，即焊接時厚板的變形小，或焊接件承載時變形小。一些單獨的厚板往往是可以用薄一些的板加上適當的筋板來代替，這樣不僅減輕了總重，承載能力也會增加。
　　(3)選擇合理的焊縫長度和焊角大小等參數。有相當一部分設計人員常常將“強度焊縫”與“聯接焊縫”相互混淆，設計時往往出現要求焊接件中的焊縫一律焊透、焊角越大越好的傾向。其實選擇焊透還是不必焊透，是設計人員應慎重考慮決定的。應仔細研究焊接件的受力狀態，再決定所要采用的焊角尺寸和焊縫長度。能用斷續焊縫的決不要求在全長方向上滿焊，這樣一則可以節省焊接加工成本，二則也可減少焊接變形；能用角焊縫的，盡量不在零件上開坡口后再焊接，以減少一道開坡口的工序。
　　(4)采用少切削或無切削加工的工藝方法，以提高工件強度，降低制造成本。對于齒輪加工，汽車行業中早已大量采用整體滾鍛、精鍛成齒的方法來減少甚至取消齒形的加工量。工程機械的驅動橋差速器齒輪現也已開始采用精鍛齒輪。精鍛使得金屬纖維沿齒形成形方向包絡，不象一般齒輪切削齒形時把金屬纖維切斷，精鍛齒輪大大提高了齒輪的承載強度，減少了切削量，甚至可以不必再進行齒形加工，降低了制造成本。
　　(5)盡可能用焊接件代替一些自由鍛的鍛件。
　　(6)統一零件的熱處理技術要求和工藝規范，以便可以在同一爐中對不同零件同時進行熱處理，提高電爐利用率；節約電力消耗。
　　(7)充分利用鍛件余熱，在鍛后繼續加熱，直接進行鍛后正火等熱處理。
　　(8)根據零件的具體情況，制定合理的熱處理技術要求。
　　中碳鋼或合金中碳鋼零件采用調質處理，可有效提高和充分發揮材料的機械強度等性能。但是對于軸徑比較粗大的軸類零件，調質時淬火的有效層只有幾毫米，經調質、機械加工后所剩無幾，而心部狀態實際上并沒有得到很好的改善。所以根據筆者的經驗，φ70以上的實心軸類零件，可以考慮采用正火十機械加工或正火十淬火十磨削外圓的工藝流程。因為軸類零件往往采用高頻或中頻淬火，加熱只發生在外圓表層，心部織實際不可能被淬透。若用鹽浴爐加熱，心部可以被加熱，但材料的淬透性有限，調質時的淬火實際在心部還是淬不透的。而正火可以有效改善零件的整體組織狀態，細化心部金相組織，這對有些零件來說已經足夠了。
　　(9)液壓系統設計時，應充分考慮機器的整體布局，液壓油箱的容積以足夠用為原則，使液壓油用量為最少；管路走向簡單緊湊，長度盡可能最短。同理，在設計電器系統和制動管路系統時，都應使電纜或制動管路走向合理，長度為最短。
　　3結論
　　產品設計是個綜合信息處理的復雜過程，它最終的結果是把線條、符號、數字繪制成合理的設計圖樣，設計人員應從以下幾個方面綜合考慮；
　　(1)簡化每個零件的形狀，使機器結構簡單；
　　(2)合并零件的功能，減少零件的種類或數量；
　　(3)應用新結構、新工藝、新材料、新原理來簡化產品結構，提高產品的可靠性；
　　(4)分解部件，研究其裝配、組裝的最簡單的結構；
　　(5)對相似零件進行分組；
　　(6)對相似產品按標準數序列進行產品系列化分析；
　　(7)實現產品零件的通用化和標準化。
　　產品設計人員提高設計質量的關鍵在于自覺、主動地學習與生產加工過程和加工工藝方面有關的知識，熟練掌握設計技巧。
18.耐熱鋼焊條的選用
珠光體耐熱鋼由于擁有良好的抗氧化性、熱強性能、較強的抗硫、氫腐蝕性能，而被廣泛應用在石油化工、鍋爐加熱等設備中。
　　某廠在制作攀枝花攀煤矸石火電公司的省煤器區域護板時需用到大量的15CrMo鋼。如何焊接15CrMo鋼，首先需要確定它的可焊性，加入了0.8%~1.1%的Cr合金元素可以提高抗氧氣、抗腐蝕作用，加入0.4%~0.55%的Mo合金元素能增加抗蠕變能力。
　　根據國際焊接學會推薦的低合金鋼碳當量工式：CE=C+Mn/6+(Cr+V)/5+Ni/15+(Mo+Si)/4+Cu/13+P/2可以計算出該材料CE=0.61%，根據經驗，當碳當量CE＞0.6%時，該材料淬硬傾向強易出現冷裂紋熱處理后還會發生再熱裂紋，屬于較難焊接的鋼材，需采取較高預熱溫度和嚴格的工藝措施。
　　焊接材料的選用：焊縫的組織和性能在很大程度上取決于焊接材料。焊接材料的選用須在確保焊接結構安全、可靠使用的前提下，根據被焊材料的化學成分、力學性能、板厚及接頭形式、焊接結構特點、受力狀態、結構使用條件對焊縫性能的要求、焊接施工條件和技術經濟效益等綜合考查后，有針對性地選用焊條、必要時還需進行焊接性試驗。
　　一、根據等強度的觀點，選擇滿足母材力學性能的焊條，如果選用強度過低的焊條將達不到設計要求的力學性能，選擇強度較高的焊條不僅工人操作難度增加、焊接成形困難，而且還會大大的增加企業的生產成本。
　　二、根據母材合金成份選擇化學成份相同(相近)的焊材，Cr-Mo耐熱鋼焊接接頭應具有與母材相同的抗氧化性和熱強性，如果焊縫與母材化學成分相關太大，高溫長期使用后，接頭區域某些元素發生擴散現象(如碳元素在熔合線附近的擴散)，使接頭高溫性能下隆。為了提高焊縫的抗裂紋性能，焊材的含碳量應低于母材的含碳量，由于鋼中碳和合金元素的共同作用，耐熱鋼焊接時極易形成液硬組織，焊接性較差。為此耐熱鋼一般焊前預熱，焊后進行回火處理。
　　三、由于母材的可焊性能差，可選用塑、韌性指標較高的低氫型焊條。同時降低C、S、P等雜質的含量。
　　1、可以通過預熱來降低冷裂紋出現概率，預熱及道間溫度要求控制在180~300之間，焊后熱處理在620~690之間，保溫1小時，為了保證焊縫金屬強度，在620溫度下回火不超過去30h,否則降低回火溫度；通過焊后熱處理不僅能消除焊接殘余應力，更重要的是能改善組織，提高接頭的綜合力學性能；
　　2、采用少的焊接線能量焊接，防止過多的馬氏體淬硬組織生成；
　　3、采用富氬氣體保護進行噴射過渡焊接(電弧長度控制在4mm~5mm左右)而得美觀的焊縫。
　　結論：耐熱鋼焊條的選用原則有三點:一是保證力學性能，二是選擇化學成份相同(或相近)的焊材，三是要配合適當的焊接工藝措施。
19.模具補焊技術基礎知識講解
模具補焊幾個要點：
1.焊條要預熱，焊條成分要與模具鋼成分相同或接近，以保證焊后結構均勻。
2.模具要預熱到馬氏體溫度以上，但不能太高。
3.電流要控制小，否則焊接深度太大。
4.焊接過程模具要保持預熱狀態。
20.用不同的焊條進行鑄鐵冷焊應注意的事項
1、采用銅鐵焊條（如Z607）焊接時，焊條金屬中的鐵與銅互不相溶，以機械混合物的狀態存在，而且混合得不均勻。當焊條中w(Fe)增大30%時，使焊縫金屬的塑性大為降低，在焊接剛性接頭的焊縫時，易在焊縫中產生裂紋。因此應盡量采取短弧焊接，減少焊條的擺動，采用多層焊等工藝措施來防止焊接裂紋的產生。
2、在鑄鐵冷焊時，為了修補個別重要的鑄件缺陷，往往采用純鎳焊條或鎳鐵、鎳銅焊條進行補焊，如Z308，Z408和Z508等。用鎳銅焊條所補焊的鑄鐵件，一般加工性能較好，但焊縫金屬的抗拉強度一般都比較低，同時由于銅鎳合金的收縮率很大，其焊縫的抗裂性也較差。所以這種焊條只適用于強度要求不高的，但表面需要加工的鑄件補焊。用純鎳焊條補焊的優點是焊縫金屬加工性良好，但價格昂貴，在一般情況下不宜采用。使用這類焊條操作時，除按一般工藝要求進行焊接外，尚需注意補焊速度不能過快，應斷續進行焊接。每次焊接長度不宜超過40-50mm,并在焊一層后用小錘敲擊，以消除應力。待焊縫冷至不燙手時再焊第二層，這樣才能保證補焊工作取得較好的效果。
3、高釩鑄鐵焊條是一種比較經濟的鑄鐵冷焊電焊條，如Z116和Z117。這種焊條需要采用短弧焊接，并以分段倒退的順序進行焊接，每段長約10-30mm,宜采用較小的電流，焊后同樣敲擊焊縫，以減少應力。
21.汽車模具修補焊接缺陷分析
冷沖壓模具焊接的硬度不足現象：
原因：（一）
焊接時電流過大，對模具母材的稀釋率過大，模具母材的合金元素受損。
對策：
盡量使用小電流、短弧焊接，焊接時焊條的擺動的幅度不大于焊條直徑的1.5倍。
原因：（二）
焊接時的預熱溫度和層間溫度沒有控制。
對策：
注意把握預熱的溫度，（預熱溫度主要和母材的含碳量有關）以及焊接時層間溫度的控制。
原因：（三）
堆焊層數過多，焊接材料的選用不當。
對策：
選擇適合堆焊層數要求的焊接材料。（有的焊接材料組織體直接是高硬度的馬氏體組織，有的焊接材料是堆焊三層以上的時候才可以從奧氏體組織轉變為高硬度的馬氏體組織的。）

真正 · 發表于 2009-1-9 17:23:05

共22條:
22.碳鋼焊條GB/T5117－1995
標準分類: 焊接材料
標準編號: GB／T5117－1995代替GB5117－85
UDC:

主題內容與適用范圍

標準規定了碳鋼焊條型號分類、技術要求、試驗方法及檢驗規則等內容。
本標準適用于藥皮焊條電弧焊接用碳鋼焊條。

型號分類
類
3.1 焊條型號根據熔敷金屬的力學性能、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分（見圖1）。
3.2 焊條型號編制方法如下：字母"E"表示焊條;前兩位數字表示熔敷金屬抗拉強度的最小;第三位數字表示焊條的焊接位置."0"及"1"表示焊要適用于全位置焊接（平、立、仰、橫）,“2“表示焊條適用于平焊及及平面焊,“4“表示焊條適用于向下立焊；第三位和第四位數組合時表示焊接電流種類及藥皮類型。在第四位數字后附加“R“表示耐吸潮焊條；附加“M“表示耐吸潮和力學性能有特殊規定的焊條；附加“－1“表示沖擊性能有特殊規定的焊條。
表1

焊條型號藥皮類型焊接位置電流種類
E43系列－熔敷金屬抗拉強度≥420Mpa(43kgf/mm2)
E4300 特殊型平、立、仰、橫交流或直流正、反接
E4301 鈦鐵礦型
E4303 鈦鈣型
E4310 高纖維素鈉型直流反接
E4311 高纖維素鉀型交流或直流反接
E4312 高鈦鈉型平、立、仰、橫交流或直流正接
E4313 高鈦鉀型交流或直流正、反接
E4315 低氫鈉型直流反接
E4316 低氫鉀型交流或直流反接
E4320 氧化鐵型平交流或直流正、反接
平角焊交流或直流正接
E4322 平交流或直流正接
E4323 鐵粉鈦鈣型平、平角焊交流或直流正、反接
E4324 鐵粉鈦型
E4327 鐵粉氧化型平交流或直流正、反接
平角焊交流或直流正接
E4328 鐵粉低氫型平、平角焊交流或直流反接
E50系列－熔敷金屬抗拉強度≥490Mpa(50kgf/mm2)
E5001 鈦鐵礦型平、立、仰、橫交流或直流正、反接
E5003 鈦鈣型
E5010 高纖維素鈉型直流反接
E5011 高纖維素鉀型交流或直流反接
E5014 鐵粉鈦型交流或直流正、反接
E5015 低氫鈉型直流反接
E5016 低氫鉀型交流或直流反接
E5018 鐵粉低氫鉀型
E5018M 鐵粉低氫型直流反接
E5023 鐵粉鈦鈣型平、平角焊交流或直流正、反接
E5024 鐵粉鈦型平、平角焊交流或直流正、反接
E5027 鐵粉氧化鐵型交流或直流正接
E5028 鐵粉低氫型交流或直流反接
E5048 平、仰、橫、立向下

注：①焊接位置欄中文字涵義：平－平焊、立－立焊、仰－仰焊、橫－橫焊、平角焊－水平角焊、立向下－向下立焊。
②焊接位置欄中立和仰系指適用于立焊和仰焊的直徑不大于4.0mm的E5014、EXX15、EXX16、E5018和E5018M型焊條及直徑不大于5.0mm的其他型號焊條。
③E4322型焊條適宜單道焊。
3.3 本標準隊了E5018M型焊條可以列入E5018型焊條外（同時符合這兩種型號焊條的所有要求），凡列入一種型號的焊條不能再列入其他型號。
3.4 本標準中完整的焊條型號舉例如下：
E 43 15
┬ ┬ ┬
│ │┬└ 表示焊條藥皮為低氫鈉型，采用直流反接焊接。
│ │└─表示焊條適用于全位置焊接。
│ └──表示熔敷金屬抗拉強度的最小值。
└────表示焊條。
焊條型號藥皮類型焊接位置電流種類焊條型號藥皮類型焊接位置電流種類
E43系列－熔敷金屬抗拉強度≥420MPa(43kgf/mm2) E50系列－熔敷金屬抗拉強度≥490MPa(50kgf/mm2)
E4300    特殊型平、立、仰、橫    交流或直流正、反接 E5001    鈦鐵礦型平、立、仰、橫    交流或直流正、反接
E4301    鈦鐵礦型平、立、仰、橫    交流或直流正、反接 E5003    鈦鈣型平、立、仰、橫    交流或直流正、反接
E4303    鈦鈣型平、立、仰、橫    交流或直流正、反接 E5010    高纖維素鈉型平、立、仰、橫    直流反接
E4310    高纖維素鈉型平、立、仰、橫    直流反接 E5011    高纖維素鉀型平、立、仰、橫    交流或直流反接
E4311    高纖維素鉀型平、立、仰、橫    交流或直流反接 E5014    鐵粉鈦型平、立、仰、橫    交流或直流正、反接
E4312    高鈦鈉型平、立、仰、橫    交流或直流正接 E5015    低氫鈉型平、立、仰、橫    直流反接
E4312    高鈦鉀型平、立、仰、橫    交流或直流正、反接 E5016    低氫鉀型平、立、仰、橫    交流或直流反接
E4315    低氫鈉型平、立、仰、橫    直流反接 E5018    鐵粉低氫鉀型平、立、仰、橫    交流或直流反接
E4316    低氫鉀型平、立、仰、橫    交流或直流反接 E5018M    鐵粉低氫型平、立、仰、橫    直流反接
E4320    氧化鐵型平、    交流或直流正、反接 E25023    鐵粉鈦鈣型平、平角焊    交流或直流正、反接
E4320    氧化鐵型平角焊    交流或直流正接 E5024    鐵粉鈦型平、平角焊    交流或直流正、反接
E4322    氧化鐵型平    交流或直流正接 E5027    鐵粉氧化鐵型平、平角焊    交流或直流正接
E4323    鐵粉鈦鈣型平、平角焊    交流或直流正、反接 E5028    鐵粉低氫型平、平角焊    交流或直流反接
E4324    鐵粉鈦型平、平角焊    交流或直流正、反接 E5048    鐵粉低氫型平、仰、橫、立向下    交流或直流反接
E4327    鐵粉氧化鐵型平    交流或直流正、反接
E4327    鐵粉氧化鐵型平角焊    交流或直流正接
E4328    鐵粉低氫型平、平角焊    交流或直流反接

   注: ①焊接位置欄中文字涵義:平－平焊、立－立焊、仰－仰焊、橫－橫焊、平角焊－水平角焊、立向下－向下立焊。
②焊接位置欄中立和仰系指適用于立焊和仰焊的直徑不大于4.0mmr E5014、EXX15、EXX16、E5018和E5018M型,焊條及直徑不大于5.0mm的其他型號焊條。
③E4322型焊條適宜單道焊。

非子 · 發表于 2009-1-19 15:54:14

謝謝，辛苦了

技術監督 · 發表于 2009-1-22 09:54:29

還是很有用的，學習。

inwall · 發表于 2009-2-19 17:07:42

學習了一下，感覺是實踐的基礎，謝謝！
直接弄成WORD版的就更好了

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