焊接是一項(xiàng)關(guān)鍵的制造工藝，涵蓋了廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，從航空航天到汽車工業(yè)，再到電子設(shè)備和建筑工程。它不僅為各行各業(yè)提供了堅(jiān)固、可靠的連接，還對(duì)產(chǎn)品的性能和質(zhì)量產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。為了幫助您更好地理解焊接工藝并提高您的專業(yè)知識(shí)，我們?yōu)槟牟邉澚艘幌盗泻附庸に囍R(shí)文章。

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 01 One

焊接機(jī)器人常見(jiàn)缺陷

1.出現(xiàn)焊偏問(wèn)題

可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題。這時(shí)，要考慮TCP(焊槍中心點(diǎn)位置)是否準(zhǔn)確，并加以調(diào)整。如果頻繁出現(xiàn)這種情況就要檢查一下機(jī)器人各軸的零位置，重新校零予以修正。

2.出現(xiàn)咬邊問(wèn)題

可能為焊接參數(shù)選擇不當(dāng)、焊槍角度或焊槍位置不對(duì)，可適當(dāng)調(diào)整。

3.出現(xiàn)氣孔問(wèn)題

可能為氣體保護(hù)差、工件的底漆太厚或者保護(hù)氣不夠干燥，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整就可以處理。

4.飛濺過(guò)多問(wèn)題

可能為焊接參數(shù)選擇不當(dāng)、氣體組分原因或焊絲外伸長(zhǎng)度太長(zhǎng)，可適當(dāng)調(diào)整機(jī)器功率的大小來(lái)改變焊接參數(shù)，調(diào)節(jié)氣體配比儀來(lái)調(diào)整混合氣體比例，調(diào)整焊槍與工件的相對(duì)位置。

5.焊縫結(jié)尾處冷卻后形成一弧坑問(wèn)題

可編程時(shí)在工作步中添加埋弧坑功能，可以將其填滿。

 02 Two

機(jī)器人系統(tǒng)故障

6.發(fā)生撞槍

可能是由于工件組裝發(fā)生偏差或焊槍的TCP不準(zhǔn)確，可檢查裝配情況或修正焊槍TCP。

7.出現(xiàn)電弧故障，不能引弧

可能是由于焊絲沒(méi)有接觸到工件或工藝參數(shù)太小，可手動(dòng)送絲，調(diào)整焊槍與焊縫的距離，或者適當(dāng)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)。

8.保護(hù)氣監(jiān)控報(bào)警

冷卻水或保護(hù)氣供給存有故障，檢查冷卻水或保護(hù)氣管路。

 03 Three

焊接機(jī)器人的編程技巧

9.選擇合理的焊接順序

以減小焊接變形、焊槍行走路徑長(zhǎng)度來(lái)制定焊接順序。

10.焊槍空間過(guò)渡要求移動(dòng)軌跡較短、平滑、安全。

11.優(yōu)化焊接參數(shù)

為了獲得最 佳的焊接參數(shù)，制作工作試件進(jìn)行焊接試驗(yàn)和工藝評(píng)定。

12.采用合理的變位機(jī)位置、焊槍姿態(tài)、焊槍相對(duì)接頭的位置。

工件在變位機(jī)上固定之后，若焊縫不是理想的位置與角度，就要求編程時(shí)不斷調(diào)整變位機(jī)，使得焊接的焊縫按照焊接順序逐次達(dá)到水平位置。同時(shí)，要不斷調(diào)整機(jī)器人各軸位置，合理地確定焊槍相對(duì)接頭的位置、角度與焊絲伸出長(zhǎng)度。工件的位置確定之后，焊槍相對(duì)接頭的位置必須通過(guò)編程者的雙眼觀察，難度較大。這就要求編程者善于總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)。

13.及時(shí)插入清槍程序

編寫一定長(zhǎng)度的焊接程序后，應(yīng)及時(shí)插入清槍程序，可以防止焊接飛濺堵塞焊接噴嘴和導(dǎo)電嘴，保證焊槍的清潔，提高噴嘴的壽命，確?？煽恳?、減少焊接飛濺。

14.編制程序一般不能一步到位

要在機(jī)器人焊接過(guò)程中不斷檢驗(yàn)和修改程序，調(diào)整焊接參數(shù)及焊槍姿態(tài)等，才會(huì)形成一個(gè)好程序。

 04  Four

減小焊接殘余變形的設(shè)計(jì)措施

15.合理選擇焊件尺寸  

焊件的長(zhǎng)度、寬度和厚度等尺寸對(duì)焊接變形有明顯的影響。例如，板的厚度對(duì)于角焊縫的角變形影響較大，當(dāng)厚度達(dá)到某一數(shù)值（鋼約9mm）時(shí)角變形最 大。在制造T形或工形焊接梁時(shí)，由于焊件細(xì)長(zhǎng)，以致于焊接區(qū)收縮變形引起焊件彎曲變形是一個(gè)突出問(wèn)題。解決這一問(wèn)題的最好辦法就是要精心設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，（如板厚、板寬、板長(zhǎng)和肋板間距等）和焊接參數(shù)（如單位線能量等）。

16.合理選擇焊縫尺寸和坡口形式 

焊縫尺寸的大小，不僅關(guān)系到焊接工作量，而且還對(duì)焊接變形產(chǎn)生較大的影響。焊縫尺寸大，焊接量也大，填充金屬消耗量多，造成焊接變形大。因此在設(shè)計(jì)焊縫尺寸時(shí)，在保證結(jié)構(gòu)承載能力的條件下，應(yīng)采用較小的焊縫尺寸。片面加大焊縫尺寸對(duì)減小焊接變形極其不利。所以對(duì)并不承受很大工作應(yīng)力的焊縫，不必采用大尺寸焊角，只要能滿足其強(qiáng)度要求就好。

另外，還要合理設(shè)計(jì)坡口型式。例如對(duì)接接頭要采用角變形為零的最 佳X形坡口尺寸。對(duì)于受力較大的T形接頭和十字接頭，在保證相同強(qiáng)度的條件下，采用開(kāi)坡口的焊縫比不開(kāi)坡口焊縫動(dòng)載強(qiáng)度高，焊縫金屬量少，而且對(duì)減小焊接變形也是有利的，尤其對(duì)厚板而言，更在意義。

17.盡量減少不必要的焊縫  

在焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該力求使焊縫數(shù)量減至最少。一般在設(shè)計(jì)中常采用加肋板來(lái)提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度，特別是有時(shí)為減輕主體結(jié)構(gòu)重量而采用較薄板，勢(shì)必增加肋板數(shù)量，從而大大增加裝配和焊接的工作量，其結(jié)果是不但不經(jīng)濟(jì)，而且焊縫致使焊接變形過(guò)大。所以實(shí)踐證明合理選擇板厚，適當(dāng)減少肋板，使焊縫減少，即使結(jié)構(gòu)可能稍重，還是比較經(jīng)濟(jì)的。

18.合理安排焊縫位置  

為避免焊接結(jié)構(gòu)彎曲變形，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)力求使焊縫位置對(duì)稱于料接構(gòu)件的中性軸或接近于中性軸。因?yàn)楹缚p對(duì)稱于中性軸，有可能使中性軸兩側(cè)焊縫軸產(chǎn)生的彎曲變形完全抵消或大部抵消。因?yàn)楹缚p接近中性軸，使焊縫收縮引起的彎曲力矩減小，從而使構(gòu)件彎曲變形也減小。所以在焊接結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)力求使結(jié)構(gòu)對(duì)稱。對(duì)于一些截面形狀無(wú)法改變的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)件，可在保持截面形狀不變的情況下，采用調(diào)整焊縫重心軸與中性軸距離的方法減小變形。

 05 Five

減小焊接殘余變形的工藝措施

19.反變形法  

焊接前裝配時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)估變形的大小，給構(gòu)件一個(gè)與焊接變形方向相反的變形，以此與焊接變形相抵消，使結(jié)構(gòu)在焊接后能達(dá)到技術(shù)要求。反變形有兩種方法：①塑性反變形；②彈性反變形。在實(shí)際生產(chǎn)中，彈性反變形比塑性反變形更可靠些。因?yàn)榧词箯椥苑醋冃蔚念A(yù)應(yīng)變量不夠準(zhǔn)確，也總是可以減小角變形。若采用塑性反變形，所選取的塑性預(yù)彎量必須非常精確，否則得不到良好的效果。

20.在外拘束條件下焊接  

將焊件剛性固定在夾具中，以限制構(gòu)件在焊接過(guò)程中產(chǎn)生變形。對(duì)減小焊件的角變形有很好的效果，可使焊接變形減少，但焊接應(yīng)力較高。

21.合理選擇焊接方法和焊接規(guī)范

為減小焊接變形，應(yīng)盡可能采用高能量密度的焊接方法。如電子束焊、激光焊接、窄間隙焊接等。它們有較低的焊接線能量，焊接變形極小。在一般生產(chǎn)中，CO2氣體保護(hù)焊來(lái)取代手工電弧焊，不但效率高，而且還能明顯地減小焊接變形。焊接薄板時(shí)，可采用鎢極脈沖氬弧焊或電阻焊，縫焊，都可防止壓曲變形。

如果在生產(chǎn)中沒(méi)有條件采用低線能量的方法，又不降低焊接規(guī)范時(shí)，可采用直接水冷或采用水冷銅塊來(lái)改變熱場(chǎng)分布，以達(dá)到減小變形的目的。但是對(duì)于淬硬性高的金屬材料，此方法慎用。

22.選擇合理的裝配焊接順序和焊接方向  

裝配焊接順序的設(shè)計(jì)，主要考慮先期焊縫產(chǎn)生的焊接應(yīng)力和變形對(duì)后續(xù)焊縫的影響，還要考慮后續(xù)焊縫產(chǎn)生的應(yīng)力和變形是怎樣與先期焊縫的影響相互作用的。

實(shí)踐證明，正確選擇裝配焊接順序，是防止焊接變形的有力措施。

在生產(chǎn)中通常采用以小拼大的焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行生產(chǎn)，先焊成若干部件和組件，然后裝配焊接成整體結(jié)構(gòu)。由于焊件的裝配和焊接順序不同，在生產(chǎn)過(guò)程中結(jié)構(gòu)剛性的遞增以及對(duì)焊接變形的影響也不相同，因此要對(duì)其進(jìn)行分析比較，選擇變形最小的合理裝配焊接順序。

一般情況下，應(yīng)先焊收縮量大的焊縫，后焊收縮量小的焊縫。當(dāng)同時(shí)存在對(duì)接焊縫和角焊縫時(shí)，一般應(yīng)先焊對(duì)接焊縫，后焊角接焊縫；當(dāng)同時(shí)存在橫向焊縫和縱向焊縫時(shí)，應(yīng)先焊橫向焊縫，后焊縱向焊縫；當(dāng)同時(shí)存在厚板焊縫和薄板焊縫時(shí)，一般應(yīng)先焊厚板焊縫，后焊薄板焊縫；當(dāng)結(jié)構(gòu)中同時(shí)存在斷續(xù)焊縫和連續(xù)焊縫時(shí)，一般應(yīng)先焊連續(xù)焊縫，后焊斷續(xù)焊縫。

23.預(yù)熱 

焊接不均勻熱場(chǎng)是產(chǎn)生焊接變形的主要原因。因此采用適當(dāng)?shù)念A(yù)熱；使焊接溫度分布趨于均勻，也是一種減小焊接殘余變形的有效措施。

24.用拉伸法和加熱法減小焊接薄板的平面外變形  

用機(jī)械法或預(yù)熱法使被焊壁板進(jìn)行拉伸或伸長(zhǎng)，與此同時(shí)將壁板焊到結(jié)構(gòu)的框架上，焊完后，去掉拉伸載荷。此時(shí)壁板的收縮受到被焊框架的拘束，從而在壁板上只有小量的平面外變形產(chǎn)生。這時(shí)在焊接后壁板內(nèi)存有殘余拉伸應(yīng)力，而在框架內(nèi)則存有殘余壓應(yīng)力。這種方法對(duì)減小焊接薄板的壓曲變形具有良好的效果。

 06 Six

預(yù)防焊接熱裂紋的方法

25.正確地選材

選用堿性低氫型焊條和焊劑，減少焊縫金屬中擴(kuò)散氫的含量；搞好母材和焊材的選擇匹配；在技術(shù)條件許可的前提下，可選用韌性好的材料（如低一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的焊材），或施行“軟”蓋面，以減小表面殘余應(yīng)力；必要時(shí)，在制造前對(duì)母材和焊材進(jìn)行化學(xué)分析、機(jī)械性能及可焊性、裂紋敏感性試驗(yàn)。

26.嚴(yán)格地按照試驗(yàn)得出的正確工藝規(guī)范進(jìn)行焊接操作

主要包括：嚴(yán)格地按規(guī)范進(jìn)行焊條烘干；選擇合適的焊接規(guī)范及線能量，合理的電流、電壓、焊接速度、層間溫度及正確的焊接順序；對(duì)點(diǎn)焊進(jìn)行檢查處理；搞好雙面焊的清根等；仔細(xì)清理坡口和焊絲，除去油、銹和水分。

27.選擇合理的焊接結(jié)構(gòu)

避免拘束應(yīng)力過(guò)大；正確的坡口形式和焊接順序；降低焊接殘余應(yīng)力的峰值。

28.焊前預(yù)熱、焊后緩冷、控制層間溫度和焊后熱處理

是可焊性較差的高強(qiáng)度鋼和不可避免的高拘束結(jié)構(gòu)形式，防止冷裂紋行之有效的方法。

預(yù)熱和緩冷可減緩冷卻速度（延長(zhǎng)△t 800~500℃停留時(shí)間），改善接頭的組織狀態(tài)，降低淬硬傾向，減少組織應(yīng)力；焊后熱處理可消除焊接殘余應(yīng)力，減少焊縫中擴(kuò)散氫的含量。在多數(shù)情況下，消除應(yīng)力熱處理應(yīng)在焊后立即進(jìn)行。

29.焊后立即錘擊，使殘余應(yīng)力分散，避免造成高應(yīng)力區(qū)是局部補(bǔ)焊時(shí)防止冷裂紋行之有效的方法之一。

30.在焊縫根部和應(yīng)力比較集中的焊縫表面

（熱影響區(qū)受到的拘束應(yīng)力較低），采用強(qiáng)度級(jí)別較低的焊條，往往在高拘束度下取得良好的效果。

31.采用惰性氣體保護(hù)焊

能最 大地控制焊縫含氫量，降低冷裂紋敏感性，所以，應(yīng)大力推廣TIG、MIG焊接。

 07 Seven

預(yù)防焊接熱裂紋的方法

32.限制鋼材和焊材中，易產(chǎn)生偏析的元素和有害雜質(zhì)的含量，特別是S、P、C的含量，因?yàn)樗鼈儾粌H形成低熔點(diǎn)共晶，而且還促進(jìn)偏析。C≤0.10%熱裂紋敏感性可大大降低。必要時(shí)對(duì)材料進(jìn)行化學(xué)分析、低倍檢驗(yàn)（如硫印等）。

33.調(diào)節(jié)焊縫金屬的化學(xué)成分

改善組織、細(xì)化晶粒，提高塑性，改變有害雜質(zhì)形態(tài)和分布，減少偏析，如采用奧氏體加小于6%的鐵素體的雙相組織。

34.提高焊條和焊劑的堿度

以減低焊縫中雜質(zhì)的含量，改善偏析程度。

35.選擇合理的坡口形式

焊縫成型系數(shù)ψ=b/h＞1，避免窄而深的“梨形”焊縫，（焊接電流過(guò)大也會(huì)形成“梨形”焊縫），防止柱狀晶在焊道中心會(huì)合，產(chǎn)生中心偏析形成脆斷面；采用多層多道焊，打亂偏析聚集。

36.采用較小（適當(dāng)）的焊接線能量

對(duì)于奧氏體（鎳基）不銹鋼應(yīng)盡量采用小的焊接線能量（不預(yù)熱、不擺動(dòng)或少擺動(dòng)、快速焊、小電流）、嚴(yán)格掌握層間溫度，以縮短焊縫金屬在高溫區(qū)的停留時(shí)間；

37.注意收弧時(shí)的保護(hù)

收弧要慢并填滿弧坑，防止弧坑偏析產(chǎn)生熱裂紋；

38.盡量避免多次返修

防止晶格缺陷聚集產(chǎn)生多邊化熱裂紋；

39.采取措施盡量降低接頭應(yīng)力

避免應(yīng)力集中，并減少焊縫附近的剛度，妥善安排焊接次序，盡量使大多數(shù)焊縫在較小的剛度下焊接，使其有收縮的余地。

 08 Eight

預(yù)防再熱裂紋的方法

40.選材時(shí)應(yīng)注意能引起沉淀析出的碳化物形成元素

尤其是V的含量。必須采用高V鋼材時(shí)，焊接及熱處理時(shí)要特別加以注意。

41.熱處理時(shí)避開(kāi)再熱敏感區(qū)

可減少再熱裂紋產(chǎn)生的可能性，必要時(shí)熱處理前做熱處理工藝試驗(yàn)。

42.盡量減少殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中

減少余高、消除咬邊、未焊透等缺陷，必要時(shí)將余高和焊趾打磨圓滑；提高預(yù)熱溫度，焊后緩冷，降低殘余應(yīng)力。

43.適當(dāng)?shù)木€能量，防止熱影響區(qū)過(guò)熱，晶粒粗大。

44.在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下

選用低一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的焊條，讓其釋放一部分由熱處理過(guò)程消除的應(yīng)力，（讓應(yīng)力在焊縫中松弛），對(duì)減少再熱裂紋有好處。

 09 Nine

預(yù)防未焊透的方法

45.控制好坡口尺寸：間隙、鈍邊、角度及錯(cuò)口等；

46.控制電流、極性和焊速；使接頭充分預(yù)熱，建立好第一個(gè)熔池；

47.控制焊條直徑和焊接角度；克服電弧偏吹；

48.雙面焊清根一定要徹底；

49.坡口及鈍邊上的油、銹、渣、垢一定要清理干凈。

 10 Ten

焊接性及其試驗(yàn)評(píng)定

50.焊接：

通過(guò)加熱或加壓，加或不加填充材料，使兩個(gè)物體進(jìn)行原子間的結(jié)合形成不可分割的整體的工藝過(guò)程。

51.焊接性：

指同質(zhì)材料或異質(zhì)材料在制造工藝條件下，能夠焊接形成完整接頭并滿足預(yù)期使用要求的能力。

52.影響焊接性的四大因素是：

材料，設(shè)計(jì)，工藝及服役環(huán)境。

53.評(píng)定焊接性的原則主要包括：

①評(píng)定焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，為制定合理焊接工藝提供依據(jù)；

②評(píng)定焊接接頭能否滿足結(jié)構(gòu)使用性能的要求；設(shè)計(jì)新的焊接試驗(yàn)方法就符合下述原則：可比性，針對(duì)性，再現(xiàn)性和經(jīng)濟(jì)性。

54.碳當(dāng)量：

把鋼中合金元素的含量按相當(dāng)于若干碳含量折算并疊加起來(lái)，作為粗略評(píng)定鋼材冷裂紋傾向的參數(shù)指標(biāo)。

55.斜Y型坡口對(duì)接裂紋試驗(yàn)：

目的是主要用于鑒定低合金高強(qiáng)鋼第一層焊縫和HAZ形成冷裂紋傾向，也可用于擬定焊接工藝。

1）試件制備，被焊鋼材板厚δ=9-38mm。對(duì)接接頭坡口用機(jī)械方法加工，試板兩端各在60mm范圍內(nèi)施焊拘束焊縫，采用雙面焊。注意防止角變形和未焊透。保證中間待焊試樣焊縫處有2mm間隙。

2）試驗(yàn)條件：試驗(yàn)焊縫選用的焊條就與母材相匹配，所用焊條應(yīng)嚴(yán)格烘干，焊條直徑4mm，焊接電流（170±10）A，焊接電壓（24±2）V，焊接速度（150±10）mm/min。試驗(yàn)焊縫可在各種不同溫度下施焊，試驗(yàn)焊縫只焊一道，不填滿坡口。焊后靜置和自然冷卻24h后截取試樣和進(jìn)行裂紋檢測(cè)。

3）檢測(cè)與裂紋條率計(jì)算。用肉眼或手持5-10倍放大鏡來(lái)檢測(cè)焊縫和熱影響區(qū)的表面和斷面是否有裂紋。一般認(rèn)為低合金鋼“小鐵研”試驗(yàn)表面裂紋率小于20%時(shí)，一般不產(chǎn)生裂紋。

56.插銷試驗(yàn)：

目的，主要評(píng)定鋼材的氫致延遲裂紋傾向，附加其他設(shè)備，也可以測(cè)定再熱裂紋敏感性和層狀敏感性。

1）試件制備，將被焊鋼材加工或圓柱的插銷試棒，沿軋制方向取樣并注明插銷在厚度方向的位置。試棒上端附近有環(huán)形或螺形缺口。將插銷試棒插入底板相應(yīng)的孔中，使帶缺口一端與底板表面平齊。對(duì)于環(huán)形缺口的插銷試棒，缺口與端面的距離a應(yīng)使焊道熔深與缺口根部所截平面相切或相交，但缺口根部圓周被熔透的部分不得超過(guò)20%。對(duì)于低合金鋼，a值在焊接熱輸入為E=15KJ/cm時(shí)為2mm。

2）試驗(yàn)過(guò)程，按選定的焊接方法和嚴(yán)格控制的工藝參數(shù)，在底板上熔一層堆焊焊道，焊道中心線通過(guò)試樣的中心，其熔深應(yīng)使缺口尖端位于熱影響區(qū)的粗晶區(qū)，焊道長(zhǎng)度L約100-150mm。施焊時(shí)應(yīng)測(cè)定800-500℃的冷卻時(shí)值t8/5值，不預(yù)熱焊接時(shí)，焊后冷卻至100-150℃時(shí)加載；焊前預(yù)熱時(shí)，應(yīng)在高于預(yù)熱溫度50-70℃時(shí)加載。載荷應(yīng)在1min之內(nèi)且在冷卻至100℃或高于預(yù)熱溫度50-70℃之前施加完畢。如有后熱，應(yīng)在后熱之前加載。當(dāng)試棒加載時(shí)，插銷可能在載荷持續(xù)時(shí)間內(nèi)發(fā)生斷裂，記下承載時(shí)間。

 11 Eleven

合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性

57.高強(qiáng)鋼：

屈服強(qiáng)度σs≥295MPa的強(qiáng)度用鋼均可稱為高強(qiáng)鋼。

58.Mn的固溶強(qiáng)化作用很顯著

ωMn≤1.7%時(shí)，可提高韌性，降低脆性轉(zhuǎn)變溫度，Si會(huì)降低塑性，韌性，Ni既固溶強(qiáng)化又同時(shí)提高韌性且大幅度降低脆性轉(zhuǎn)變溫度的元素，常用于低溫鋼。

59.熱軋鋼（正火鋼）：

屈服強(qiáng)度為295-490MPa的低合金高強(qiáng)鋼，一般是在熱軋或正火狀態(tài)下供貨使用。

60.高強(qiáng)鋼焊接接頭的設(shè)計(jì)原則：

高強(qiáng)鋼以其強(qiáng)度作為選用依據(jù)，因而焊接接頭的原則為：焊接接頭的強(qiáng)度等于母材的強(qiáng)度（等強(qiáng)原則），分析：①焊接接頭強(qiáng)度大于母材強(qiáng)度，塑韌性降低，②等于時(shí)壽命相當(dāng)③小于時(shí)，接頭強(qiáng)度不足。

61.熱軋及正火鋼的焊接性：

熱軋鋼含有少量的合金元素一般情況下冷裂紋傾向不大，正火鋼由于含合金元素較多，淬硬傾向有所增加，隨著正火鋼碳當(dāng)量及板厚的增加，淬硬性及冷裂紋傾向隨之增大。影響因素：⑴碳當(dāng)量⑵淬硬傾向：熱軋鋼的淬硬傾向及正火鋼的淬硬傾向⑶熱影響區(qū)最高硬度，熱影響區(qū)最高硬度是評(píng)定鋼材淬硬傾向和冷裂紋感性的一個(gè)簡(jiǎn)便的方法。

62.SR裂紋（消除應(yīng)力裂紋，再熱裂紋）：

含Mo正火鋼厚壁壓力容器之類的焊接結(jié)構(gòu)，進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理或焊后再次高溫加熱的過(guò)程中，可能出現(xiàn)另一種形式的裂紋。

63.韌性是表征金屬對(duì)脆性裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展難易程度的性能。

64.低合金鋼選擇焊接材料時(shí)必須考慮兩個(gè)方面的問(wèn)題：

①不能有裂紋等焊接缺陷②能滿足使用性能要求。

熱軋鋼及正火鋼焊接一般是根據(jù)其強(qiáng)度級(jí)別選擇焊接材料，其選用要點(diǎn)如下：

①選擇與母材力學(xué)性能匹配的相應(yīng)級(jí)別的焊接材料

②同時(shí)考慮熔合比和冷卻速度的影響

③考慮焊后熱處理對(duì)焊縫力學(xué)性能的影響。

65.確定焊后回火溫度的原則：

①不要超過(guò)母材原來(lái)的回火溫度以免影響母材本身的性能

②對(duì)于有回火的材料，要避開(kāi)出現(xiàn)回火脆性的溫度區(qū)間。

66.調(diào)質(zhì)鋼：淬火+回火（高溫）。

67.高強(qiáng)鋼焊接采用“低強(qiáng)匹配”能提高焊接區(qū)的抗裂性。

68.低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時(shí)要注意兩個(gè)基本問(wèn)題：

①要求馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的冷卻速度不能太快，使馬氏體有自回火作用，以防止冷裂紋的產(chǎn)生

②要求在800℃-500℃之間的冷卻速度大于產(chǎn)生脆性混合組織的臨界速度。

低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接要解決的問(wèn)題：

①防止裂紋

②在保證滿足高強(qiáng)度要求的同時(shí)，提高焊縫金屬及熱影響區(qū)的韌性。

69.對(duì)于含碳量低的低合金鋼，提高冷卻速度以形成低碳馬氏體，對(duì)保證韌性有利。

70.中碳調(diào)質(zhì)鋼合金元素的加入主要起保證淬透性和提高抗回火性能的作用，而真強(qiáng)度性能主要還是取決于含碳量。主要特點(diǎn)：高的比強(qiáng)度和高硬度。

71.提高珠光體耐熱鋼的熱強(qiáng)性有三種方式：

①基體固溶強(qiáng)化，加入合金元素強(qiáng)化鐵素體基體，常用的Cr,Mo,W,Nb元素能顯著提高熱強(qiáng)性

②第二相沉淀強(qiáng)化：在鐵素體為基體的耐熱鋼中，強(qiáng)化相主要是合金碳化物

③晶界強(qiáng)化：加入微量元素能吸附于晶界，延緩合金元素沿晶界的擴(kuò)散，從而強(qiáng)化晶界。

72.珠光體耐熱鋼焊接中存在的主要問(wèn)題是冷裂紋，熱影響區(qū)的硬化，軟化，以及焊后熱處理或高溫長(zhǎng)期使用中的消除應(yīng)力裂紋。

73.-10到-196℃的溫度范圍稱為“低溫”，低于-196℃時(shí)稱為“超低溫”。

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不銹鋼焊接

74.不銹鋼：

不銹鋼是指能耐空氣，水，酸，堿，鹽及其溶液和其他腐蝕介質(zhì)腐蝕的，具有高度化學(xué)穩(wěn)定性的合金鋼的總稱。

75.不銹鋼的主要腐蝕形式有均勻腐蝕，點(diǎn)腐蝕，縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕等。

均勻腐蝕：指接觸腐蝕介質(zhì)的金屬表面全部產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象；

點(diǎn)腐蝕：指在金屬材料表面大部分不腐蝕或腐蝕輕微，而分散發(fā)生的局部腐蝕；縫隙腐蝕：在電解液中，如在氧離子環(huán)境中，不銹鋼間或與異物接觸的表面間存在間隙時(shí)，縫隙中溶液流動(dòng)將發(fā)生遲滯現(xiàn)象，以至于溶液局部Cl-，形成濃差電池，從而導(dǎo)致縫隙中不銹鋼鈍化膜吸附Cl-而被局部破壞的現(xiàn)象；

晶間腐蝕：在晶粒邊界附近發(fā)生的有選擇性的腐蝕現(xiàn)象；應(yīng)力腐蝕，指不銹鋼在特定的腐蝕介質(zhì)和拉應(yīng)力作用下出現(xiàn)的低于強(qiáng)度極強(qiáng)的脆性開(kāi)裂的現(xiàn)象。

76.防止點(diǎn)腐蝕的措施：

1）減少氯離子含量和氧離子含量

2)在不銹鋼中加入鉻，鎳，鉬，硅，銅等合金元素

3）盡量不進(jìn)行冷加工，以減少位錯(cuò)露頭處發(fā)生點(diǎn)腐蝕的可能

4）降低鋼中的含碳量。

77.不銹鋼及耐熱鋼的高溫性能：

475℃脆性，主要出現(xiàn)在Cr＞13%的鐵素體，430-480℃之間長(zhǎng)期加熱并緩冷，導(dǎo)致在常溫時(shí)或負(fù)溫時(shí)出現(xiàn)強(qiáng)度升高而韌性下降；σ相脆化，是Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的45%的典型，F(xiàn)eCr金屬間化合物，無(wú)磁性，硬而脆。

78.奧氏體不銹鋼焊接接頭的耐蝕性：

1）晶間腐蝕

2）熱影響區(qū)敏化區(qū)晶間腐蝕

3）刀狀腐蝕。

79.防止焊縫發(fā)生晶間腐蝕的措施：

1）通過(guò)焊接材料，使焊縫金屬或者成為超低碳情況，或者含有足夠的穩(wěn)定化元素Nb。

2）調(diào)整焊縫成分獲得一定δ相。晶間腐蝕理論本質(zhì)上就是貧鉻理論。

80.熱影響區(qū)敏化區(qū)晶間腐蝕：

指焊接熱影響區(qū)中加熱峰值溫度處于敏化加熱區(qū)間的部位所發(fā)生的晶間腐蝕。

81.刀狀腐蝕：

在熔合區(qū)產(chǎn)生的晶間腐蝕，有如刀削切口形式，故稱為“刀狀腐蝕”。

82. 防止刀狀腐蝕措施：

①選用低碳母材和焊接材料

②采用又相組織的不銹鋼

③采用小電流焊接，減少焊接粗晶區(qū)的過(guò)熱程度及寬度

④與腐蝕介質(zhì)接觸的焊縫最后焊接

⑤交叉焊接⑥加大鋼中Ti,Tb含量，使焊接粗晶區(qū)的晶粒邊界有足夠的Ti,Tb與碳化合。

83.不銹鋼為什么采用小電流焊接？

以減小焊接熱影響區(qū)的溫度，防止焊縫晶間腐蝕的產(chǎn)生，防止焊條，焊絲過(guò)熱，焊接變形，焊接應(yīng)力，可以減少熱輸入等。

84.引起應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的三個(gè)條件：

環(huán)境，選擇性的腐蝕介質(zhì)，拉應(yīng)力。

85.防止應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的措施：

1）調(diào)整化學(xué)成分，超低碳有利于提高抗應(yīng)力腐蝕的能力，成分與介質(zhì)的匹配問(wèn)題

2）清除焊接殘余應(yīng)力

3）電化學(xué)腐蝕，定期檢查及時(shí)修補(bǔ)等。

86.為提高耐點(diǎn)蝕性能：

1）一方面必須減少Cr,Mo的偏析

2）一方面采用較母材更高Cr，Mo含量的所謂“超合金化”焊接材料。

87.奧氏體不銹鋼焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱裂紋，應(yīng)力腐蝕裂紋，焊接變形，晶間腐蝕。

88.奧氏體鋼焊接熱裂紋的原因：

1）奧氏體鋼的熱導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，拉應(yīng)力致大

2）奧氏體鋼易于聯(lián)生結(jié)晶形成方向性強(qiáng)的柱狀晶的焊縫組織，有利于有害雜質(zhì)偏析

3）奧氏體鋼合金組成較復(fù)雜，易溶共晶。

89.防止熱裂紋措施：

①嚴(yán)格限制母材和焊接材料中的P，S含量

②盡量使焊縫形成雙相組織

③控制焊縫的化學(xué)成分

④小電流焊接。

90.18-8型和25-20型在防止熱裂紋時(shí)其焊縫組織有何不同？

18-8型鋼焊縫形成A+δ組織，δ相可以溶解大量的P,S，δ相一般為3%-7%，25-20型鋼焊縫形成A+一次碳化物組織。

91.奧氏體不銹鋼選材時(shí)應(yīng)注意：

①堅(jiān)持“適用性原則”

②根據(jù)所選各焊材的具體成分確定是否適用

③考慮具體應(yīng)用的焊接方法和工藝參數(shù)可能造成的熔合比大小

④根據(jù)技術(shù)條件規(guī)定的全面焊接性要求來(lái)確定合金化程度

⑤要重視焊縫金屬合金系統(tǒng)，具體合金成分在該合金系統(tǒng)中的作用，考慮使用性能要求和工藝焊接性要求。

92.鐵素體不銹鋼焊接性分析：

1）焊接接頭的晶間腐蝕

2）焊接接頭的脆化，高溫脆化，σ相脆化，475℃脆化。

 13 Thirteen

鑄鐵焊接

93.鑄鐵的三大特點(diǎn)：

減振性，吸油性，耐磨性。

94.鑄鐵的性能主取決于石墨的形狀，大小，數(shù)量和分布等，同時(shí)基體組織也有一定的影響。

95.球墨鑄鐵：

F基體+圓球狀石墨；灰口鑄鐵：F基體+片狀石墨；蠕墨鑄鐵：基體+蠕蟲(chóng)狀石墨；可鍛鑄鐵：F基體+團(tuán)絮狀石墨。

96.低碳鋼焊條是否可以焊接鑄鐵？

不可以，在焊接時(shí)，即使小電流，母材在第一道焊縫中所占的比例為25%-30%，若依鑄鐵中C=3%計(jì)算，第一道焊縫中的含碳量為0.75%-0.9%，屬于高碳鋼，焊接冷卻后立即出現(xiàn)高碳馬氏體，且焊接HAZ會(huì)出現(xiàn)白口組織，機(jī)械加工困難。

97.電弧熱焊：

熔鑄件預(yù)熱到600-700℃，然后在塑性狀態(tài)下進(jìn)行焊接，焊接溫度不低于400℃，為防止焊接過(guò)程中開(kāi)裂，焊后立即進(jìn)行消除應(yīng)力處理及緩冷，此鑄鐵焊補(bǔ)工藝稱為電弧熱焊。

98.半熱焊：

預(yù)熱溫度在300-400℃時(shí)稱為半熱焊。

 14  Fourteen

鎂及鎂合金的焊接性

99.氧化和蒸發(fā)

由于鎂的氧化性極強(qiáng)，在焊接過(guò)程中易形成氧化膜（MgO），MgO熔點(diǎn)高（2500℃）、密度大（3.2g/cm3），易在焊縫中形成夾雜，降低了焊縫性能。在高溫下，鎂還容易和空氣中的氮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鎂的氮化物，弱化接頭的性能。鎂的沸點(diǎn)不高，這將導(dǎo)致在電弧高溫下很容易蒸發(fā)。

100.晶粒粗大

由于熱導(dǎo)率大，故焊接鎂合金時(shí)要用大功率熱源、高速焊接，易造成焊縫和近焊縫區(qū)金屬過(guò)熱和晶粒長(zhǎng)大。

101.熱應(yīng)力

鎂合金熱膨脹系數(shù)較大，約為鋁的1～2倍，在焊接過(guò)程中易產(chǎn)生大的焊接變形，引起較大的殘余應(yīng)力。

102.焊縫金屬下塌

由于鎂的表面張力比鋁小，焊接時(shí)很容易產(chǎn)生焊縫金屬下塌，影響焊縫成形質(zhì)量。

103.氣孔

與焊接鋁合金相似，鎂合金焊接時(shí)易產(chǎn)生氫氣孔。氫在鎂中的溶解度隨溫度的降低而減小，而且鎂的密度比鋁小，氣體不易逸出，在焊縫凝固過(guò)程中會(huì)形成氣孔。

104.熱裂紋

鎂合金易與其他金屬形成低熔點(diǎn)共晶組織，在焊接接頭中易形成結(jié)晶裂紋。當(dāng)接頭處溫度過(guò)高時(shí)，接頭組織中的低熔點(diǎn)化合物在晶界處會(huì)熔化出現(xiàn)空穴，或產(chǎn)生晶界氧化等，即所謂的“過(guò)燒”現(xiàn)象。