《碳钢的焊接》PPT课件.ppt

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1、第2章 碳钢的焊接,2.1 概述（一）与焊接关系密切的专门用途碳素结构钢有下列几种：1 船体用碳素钢(GB712-88)2 焊接气瓶用碳素结构钢(GB6653-94)3 压力容器用碳素钢(GB6654-1996)4 锅炉用碳素钢(GB713-1997)5 桥梁用碳素结构钢 YB(T)10-816 管道用碳素钢(GB9711-88)7 铁道钢轨用碳素钢(GB2585-81)8 汽车制造用碳素结构钢(GB3275-91),（二）碳素铸钢,碳素铸钢中与焊接关系密切的有：1 焊接结构用碳钢铸件(GB7659-87)这类铸件共有三个牌号：ZG200-400H ZG230-450H ZG275-485H焊

2、接性良好，常作一般工程铸-焊结构件。2 一般工程用铸造碳钢(GB-11352-89)这类铸件共有五个牌号：ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG310-640 这一类铸件较少考虑焊接性能，因此焊补时应当小心。,2.2 焊接材料,焊材 方法 牌号电焊条 手工电弧焊 E4303、E5015 等强原则焊丝 CO2 等气体保护焊 H08Mn2SiA钎料、钎剂 钎焊气体 气保焊、气焊、钎焊等 Ar、CO2等焊剂 埋弧焊 HJ430、HJ250、HJ350碳钢焊条焊接位置、电流种类结构钢焊条工艺性能,常用碳钢牌号与国标GB/T5117-1995对照,牌号 国标

3、型号 主要用途J421 E4313 焊接一般低碳钢薄板结构J421Fe E4313 焊接一般低碳钢薄板结构J422 E4303 焊接较重要的低碳钢和相同强度 等级的低合金钢J422GM E4303 焊接海上平台、船舶、车辆、工程机械等盖面装饰焊缝J422Fe E4323 焊接较重要低碳钢结构的铁粉型电焊条J422Fe16 E4323 焊接较重要低碳钢结构高效率焊条，名义熔敷效率160%J423 E4301 焊接低碳钢结构J424 E4320 焊接低碳钢结构,常用碳钢牌号与国标GB/T5117-1995对照,牌号 国标型号 主要用途J425 E4311 适用于立向下焊的低碳钢薄板结构J426 E

4、4316 焊接较重要的低碳钢及某些低合金钢结构J427 E4315 焊接较重要的低碳钢及某些低合金钢结构J427Ni E4315 焊接较重要的低碳钢及某些低合金钢结构J502 E5003 焊接碳钢及相同强度等级低合金钢结构J503 E5001 焊接碳钢及相同强度等级低合金钢结构J504Fe E5027 焊接碳钢及某些重要的低合金钢结构J505 E5011 用于碳钢及相同强度等级低合金钢焊接J505MoD E5011 不用铲焊根封底用,常用碳钢牌号与国标GB/T5117-1995对照,牌号 国标型号 主要用途J506 E5016 焊接碳钢及某些重要的低合金钢结构J506X E5016 抗拉强度为

5、50Kgf级的立向下焊条J506DF E5016 用途同J506，适用于密封容器的焊接J506D E5016 用于底层打底焊接，可免去铲根和封底焊J506GR E5016-G 高韧性，用于采油平台、船舶和高压容器等J506LMA E5018 耐吸潮、用于碳钢及低合金钢船舶结构J507 E5015 焊接中碳钢及16Mn等重要的低合金钢J507R E5015-G 高韧性，用于压力容器的焊接J507H E5015 超低氢，用于压力容器的焊接J507FeNi E5018-G 用于中碳钢及低温压力容器的焊接J507D E5015 用于管道及厚壁容器的打底焊,常用碳钢牌号与国标GB/T5117-1995对

6、照,牌号 国标型号 主要用途J507XG E5015 立向下管子焊接J553 E5501-G 焊接中碳钢及相应强度的低合金钢一般J556 E5516-G 结构J557 E5515-G 焊接中碳钢及相应强度的低合金钢一般J557 E5515-D3 结构 J556 E5516-G 高韧性，用于海洋平台、船舶和高压容器等重要J606 E6016-D1 焊接中碳钢及相应强度的低合金钢结构J607 E6015-D1 焊接中碳钢及相应强度的低合金钢结构J707 E7015-D2 焊接相应强度的碳钢及低合金钢重要结构J707 E7015-G 焊接相应强度的碳钢及低合金钢重要结构J757 E7515-G 焊接

7、相应强度的碳钢及低合金钢重要结构,2.3 碳钢的焊接性,碳钢以Fe为基础、以C为合金元素，碳钢的焊接性主要取决于碳含量，随着C，焊接性逐渐变差。碳钢中的Mn和Si对焊接性也有影响，含量越多，焊接性变差，但不及C作用强烈。碳钢中的杂质S、P、O、N对焊接接头的裂纹敏感性和力学性能都有重大影响。,（一）低碳钢的焊接性,室温下焊接 一般结构 重要结构 施焊条件 Q235 E4303 E5015 一般不预热 Q275 E4303 E5015 厚板预热1500 C 20g E4303 E5015 一般不预热 20R E4303 E5015 一般不预热低温下焊接（尽可能避免）-300C严寒冬天，特别是大厚

8、板、大刚度30mm为避免裂纹，采取以下措施：1、焊前预热（100-2000C），焊时保持道间温度。2、采用低氢或超低氢焊材，改善劳动条件。3、点固焊时加大电流，减慢焊速。4、不在坡口以外的母材上打弧没，熄弧时，弧坑要填满。,（二）中碳钢的焊接性,C 0.30%0.60%C，焊接性，易产生热裂纹C 0.50%左右，仍按低碳钢焊接工艺施焊时，则HAZ可能产生硬脆的马氏体组织，易于开裂。焊条的选用：35#E5015（J507）45#J607 中碳钢焊接工艺要点：35#、45#预热1502500C 大厚板 预热2504000C 焊后立即进行消除应力处理：回火温度6006500C 在不要求接头与母材等强

9、度时，例：管道的环焊缝宜选用强度稍低、韧性好的焊条，如：A102、A302等。,（三）高碳钢的焊接性,C 0.6%更易产生硬脆的高碳马氏体，所以淬硬倾向越大，裂纹敏感倾向越大。焊接性差，焊前应经过退火，焊后再进行热处理。一般 J507、J607、J707必要时 A102、A107、A302、A307焊接工艺要点：高碳钢应先退火，方能焊接。采用结构钢焊条时，焊前必须预热2503500C以上。焊后工件保温，立即送入炉中6500C保温，进行消除应力处理。工件厚度大，采用减少焊接内应力的措施，焊后锤击。,电站锅炉及压力容器的应用举例,低碳钢产品焊接,大壁厚输水管道 苏州工业园区输水管线所用钢管规格为1

10、400mm*14mm，材质为Q235A钢管，焊接时，根部焊道和回火焊道采用J425G（纤维素型向下焊焊条），填充焊道和盖面焊道使用J422焊条。2*2000t汽车纵梁压机 该压机为低碳钢厚板焊接结构，外形尺寸：800mm*1900mm*5995mm，上板为大厚度锻件，厚370mm。材质为30钢，在低碳钢中焊接性较差。采用国产药芯焊丝PK-YJ-507和PK-YJ-507Ni焊接。焊前在焊接接头附近局部预热40-500C,多道多层焊，焊后缓冷。大型储气罐 5*104m3储气罐的槽壁板，由中后板组成，呈敞口圆筒形，板厚618mm,材质为Q235A钢。采用立向下焊的CO2 气体保护焊，焊丝为H08M

11、n2SiA、1.2mm、CO2 气体纯度99.9%以上。,低碳钢产品的焊接,起重机主梁 1-5tLD型电动单梁起重机主梁 材质为Q235B钢板，厚为5mm。采用CO2 气体保护焊，焊丝为H08MnSiA，CO2 气体纯度99.5%以上。压缩机曲轴箱体 工作压力为60MPa的压缩机运转中，箱体出现大裂纹，总长2.7m，深30mm。该设备从意大利进口，箱体 材质为意大利UNIC15，相当于我国优质碳素结构钢15钢。焊接选用J427焊条，焊接质量良好。低碳钢的高频感应焊接 自行车车架纵缝管材的制造。空腹钢窗将钢带先经高频焊制成圆管，再经异型轧辊轧成所需异型截面。,中碳钢产品的焊接,中碳钢的焊条电弧焊

12、 一根45号钢、75mm的机轴，采用焊接办法接长。焊前接头处开成坡口，预热2000C，采用E5015焊条焊接。保持层间温度200，焊后立即消除应力，T=6505、2.5h，接着缓冷，24h以后打开取出。CO2气体保护焊 工件为锻压机的对击锤头，工况条件恶劣，承受250kJ的巨大冲击载荷。锤头材质为35铸钢，b 490MPa,s 275MPa。使用过程中，锤头滑道板断裂，共四道通长裂纹，总长约6。如用焊条电弧焊，需焊条2吨，约1个月，劳动强度也大。选用CO2气体保护焊，焊丝为H08Mn2SiA，其熔敷金属的b s皆为匹配。,高碳钢产品的焊接,当前，一些城市正在修建钢索斜拉桥，其斜拉钢索即高碳钢材

13、料。例如，某钢索斜拉桥的钢索直径为146mm，是由许多直径为7mm的80号优质高碳钢丝拧绞而成，每根斜拉钢索很长，安装钢索时必须用大力将钢索拉紧，才能保证桥的安全，这又要事先在钢索端头，以对接方式焊上一个高碳钢拉紧接头。这些钢索焊前必须在较高温度下预热，采用强度级别比钢索低的焊条进行焊接，焊时保持与预热温度相同的层间温度，焊后缓冷。,碳钢产品的钎焊,在碳钢与其他金属连接，或者碳钢复杂件、精密工件，或者在防止焊接变形要求很高情况下，钎焊有其独特优越性。制造第十一届亚洲运动会的中国自行车队赛车，用“883钎剂”钎焊自行车车架。汕头海湾大桥的悬索主缆，钢丝与钢丝之间需要固定，选用了氧炔焰火焰钎焊。钎

14、料为HS222铁黄铜钎焊丝，熔剂为CJ301气焊熔剂，预热温度750 oC。北京型及东风7型内燃机车的热交换器冷却管与管板焊接处必须气密，采用了钎焊方法。冷却管为纯铜，管板为Q235A钢。管板的钎焊面先堆焊0.5mm1mm厚的黄铜。钎料采用BCu86SnP中温无银铜基钎料，进行氧炔焰火焰钎焊。,作业,1 如何根据母材金属的物理性能正确选择焊接方法？2 如何根据母材金属的冶金性能正确选择焊接方法？3 什么是熔焊时的热输入？如何正确选择热输入？4 试述熔滴过渡时产生飞溅的原因？5 什么是焊丝的熔化系数？6 什么是焊接熔渣的碱度？7 对焊条的工艺性有何要求？8 焊接过程中，如何利用脱氧剂进行脱氧？9 什么是碳当量？其计算式如何表示？10 在何种情况下，低碳钢焊接也会出现困难？11 试述中碳钢的焊接工艺。12 试述高碳钢的焊接工艺。,