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第十二章 常用金属材料的焊接
§ 12-1　金属的焊接性
§ 12-2　常用焊接工艺措施
§ 12-3　非合金钢的焊接
§ 12-4　低合金高强度结构钢的焊接
§ 12-5　珠光体耐热钢的焊接
§ 12-6　低合金低温钢的焊接
§ 12-7　不锈钢的焊接
§ 12-8 铸铁的焊补
§ 12-9　铝及铝合金的焊接
§ 12-10　铜及铜合金的焊接
§ 12-8 铸铁的焊补
一、铸铁简介
含碳量大于2.11％、小于6.69％ 的铁碳合金称为铸铁。铸铁中除了含铁和碳以外，还含有硅、锰、磷、硫等元素，为获得某些特殊性能，还分别加入铜、镁、镍、钼或铝等元素，形成合金铸铁。
二、灰铸铁的焊接性
1. 焊接接头产生白口组织
（1）产生白口组织的原因　　
产生白口组织主要是由于冷却速度快和石墨化元素不足造成的。
（2）防止产生白口组织的方法
1）减慢焊缝的冷却速度
2）改变焊缝化学成分
2. 焊接接头产生裂纹
（1）产生裂纹的原因　　
由于灰铸铁的强度较低，塑性极差，而焊接时的局部快速加热和冷却，又造成较大的内应力，故易产生裂纹。
（2）防止产生裂纹的方法
1）焊前预热和焊后缓冷
2）采用电弧冷焊减小焊接应力
3）其他措施
栽丝焊示意图
三、灰铸铁的焊补工艺
1 . 焊条电弧焊
（1）热焊法　　
热焊法是焊接前将焊件全部或局部加热到600 ~ 700℃， 并在焊接过程中保持一定温度，焊后在炉中缓冷的焊接方法。
（2）冷焊法　　
1）采用细焊条、小电流、快速焊，以减少铸铁母材在焊缝中的熔合比，降低焊缝中碳、硫的含量。
2）采用短段焊、断续焊、分散焊、分段退焊等，并在每焊10 ~ 15mm左右长度后，立即用小锤迅速锤击焊缝，待焊缝冷却到不烫手（约50 ~60℃）时，再焊下一道，以减小焊接应力，防止裂纹。
3）选择合理的焊接方向和焊接顺序
厚壁铸铁件缺陷补焊顺序
ａ) 水平形　ｂ) 凹字形　ｃ) 斜坡形
4）采用栽丝焊等特殊工艺
对于受力较大的厚件（厚度大于20mm）开坡口焊接时，可配合采用栽丝焊，即在基本金属坡口内攻螺纹， 然后拧入钢质螺钉，最后焊满坡口。这样，使熔合区附近的焊接应力主要由螺钉承受，从而防止剥离裂纹的产生。
（3）半热焊法
半热焊法是焊接前将焊件预热到300 ~400℃时进行焊补的一种方法。 该法介于冷焊法与热焊法之间，常用于刚度不大的小结构件的焊补。
2 . 气焊
气焊火焰温度比电弧温度低得多， 因而焊件的加热和冷却比较缓慢，这对防止灰铸铁在焊接时产生白口组织和裂纹都很有利。所以用气焊焊补的铸件质量一般都比较好，因而气焊已成为焊补铸铁的常用方法。
3 . 钎焊
钎焊加热温度低，焊接速度快， 因此焊接应力小。焊补过程中基本金属又不熔化，所以组织变化很小。如用黄铜作钎料焊补铸铁，可获得良好的效果。 一般钎焊用于不要求颜色一致的小缺欠的焊补，也可用于灰铸铁件磨损表面的堆焊。
§ 12-9　铝及铝合金的焊接
一、铝及铝合金简介
铝是银白色的轻金属，密度小（2.7g/cm3)，熔点低（658℃）， 具有良好的塑性、导电性、导热性和耐蚀性，由于纯铝的强度较低，在工业上应用不广。
在纯铝中加入镁、锰、硅、铜及锌等元素， 即形成铝合金，铝合金与纯铝相比，其强度显著提高。
铝合金的分类
二、铝及铝合金的焊接性
1. 易氧化
2. 易产生气孔
3. 易焊穿
4. 热裂纹
5. 接头不等强
三、铝及铝合金的焊接工艺
1 . 焊前准备　　　
（1）焊前清理
（2）预热
2 . 焊接方法及工艺要点
（1）气焊
（2）氩弧焊
（3）焊条电弧焊
3 . 焊后清理　　
焊后留在焊缝及附近的残存焊剂和焊渣，在空气、水分的参与下会激烈地腐蚀铝件，所以必须及时清理干净。
焊后清理的方法是将焊件在10％ 的硝酸溶液中浸洗，处理温度15 ~ 20℃ 和60 ~65℃两种。
§ 12-10　铜及铜合金的焊接
一、铜及铜合金简介
根据所含的合金元素不同，铜及铜合金可以分为紫铜、黄铜、青铜及白铜四大类。纯铜的色泽呈紫红色，故称紫铜；黄铜为铜和锌的合金；白铜为铜和镍的合金； 青铜是除铜—锌、铜—镍合金以外的所有铜基合金的总称。
二、铜及铜合金的焊接性
1. 难熔合、易变形
2. 焊接接头性能低
3. 气孔　
4. 热裂纹
三、铜及铜合金的焊接工艺
1 . 紫铜的焊接工艺
（1）气焊 （2）焊条电弧焊
（3）氩弧焊
2 . 黄铜的焊接工艺
（1）气焊 （2）焊条电弧焊
（3）氩弧焊

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