常用金属材料的焊接.doc
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常用金属材料的焊接③
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2005-4-30阅读：
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93试述镁及镁合金气焊的焊接工艺。
镁及镁合金的气焊主要用于铸件的焊补。
⑴气焊熔剂采用以氟化物为主的熔剂，其配方（质量分数）为：
纯氟化锂36%、纯氟化钙17%、纯氟化钡20%、纯氟化镁18%、纯氟化钠9%、水分不超过1%、杂质不超过1%。
也可采用“CJ401”铝气焊熔剂，但对镁合金的腐蚀性较强，焊后应彻底清理、冲洗。
⑵气焊的焊接工艺参数镁合金气焊用焊接工艺参数见表7-73。
表7-73镁合金气焊焊接工艺参数
焊件壁厚
（mm）
焊距型号
焊丝尺寸（mm）
乙炔流量
（L/h）
氧气压力
（MPa）
圆截面
方截面
3～5
5～10
10～20
H01-6
H01-12
H01-12
ф5
ф5～ф6
ф8
4×4
6×6
8×8
200～300
300～600
600～1200
0.2～0.23
0.23～0.28
0.28～0.35
⑶预热预热温度为350～400℃，保温时间以铸件壁厚25mm为1h计算。
⑷气焊火焰采用中性焰的外焰进行焊接，不可将焰心接触熔化金属，焰心距离熔池为3～5mm。
⑸施焊技术开始焊炬与铸件成70°～80°，以便迅速加热焊补处，至表面熔化后再填丝。
焊池形成后，焊炬与铸件表面的倾角减小到30°～45°，焊丝倾斜至40～°45°，以减少火焰加热金属的热量，加速焊丝的熔化，增快焊接速度。
焊接过程中，用焊丝不断搅拌熔池，破坏熔池表面的氧化膜，并将熔渣引出。
焊接临近结束时，应加快焊速，并减小焊炬的倾斜角度。
94试述镍及镍基耐蚀合金的焊接性。
镍及镍基合金是各种苛刻腐蚀环境的理想金属结构材料。
常用的镍基合金有Ni-Cu蒙镍尔合金、Ni-Cr-Fe因康镍合金、Ni-Fe-Cr因康洛依合金等。
纯镍及强度较低的镍合金焊接性良好，焊接时的主要问题是焊缝中的热裂纹和气孔。
⑴热裂纹镍及镍合金焊接时，由于S、Si等杂质在熔池中形成Ni-NiS等低熔点共晶及脆性硅酸盐薄膜，促使焊缝产生热裂纹。
⑵气孔镍及镍合金焊接时最常见的气孔是H2O（水）气孔。
由于液态镍能溶解大量氧（1720℃时氧在镍中的溶解度为1.18%），凝固时，氧的溶解度下降（1470℃时仅为0.06%）。
凝固过程中过剩的氧将镍氧化成氧化亚镍（NiO），氧化亚镍和熔池中的氢化合，镍被还原而氢和氧结合成H2O，其反应式为
NiO+H2→Ni+H2O
H2O在熔池凝固时来不及逸出，即形成气孔。
95试述镍及镍合金手弧焊的焊接工艺。
⑴焊条镍及镍合金用焊条牌号有Ni102纯镍焊条、Ni207镍铜合金焊条和Ni317镍基耐热合金焊条，焊条熔敷金属化学成分及用途见表7-74。
表7-74熔敷金属化学成分及用途
牌号
化学成分（质量分数）（%）
C
Ti
Mn
Fe
Nb
Si
Ni102
≤0.03
0.7～1.0
0.6～1.05
≤0.8
1.9～2.2
≤1.0
Ni207
0.002
2～3
2.35
0.3
Ni317
≤0.07
0.7～1.7
余量
0.3～0.8
.0.5≤
牌号
化学成分（质量分数）（%）
用途
Ni
Cu
Cr
Mo
Ni102
余量
纯镍
Ni207
62～67
25～30
镍铜合金
Ni317
68～78
13.5～16.5
9.0～11.0
镍基合金,铬镍奥氏体钢
⑵焊接工艺参数选用小电流、短弧和尽可能快的焊接速度，焊接电流的选用，见表7-75。
表7-75焊接电流的选用
焊条直径（mm）
2.5
3.2
4.0
5.0
焊接电流（A）
50～70
80～120
105～140
140～170
⑶焊接技术
1）运条时焊条不作横向摆动，如必须摆动时，摆幅不应超过焊条直径的2倍。
2）多层焊时要严格控制层间温度在100℃以下，焊完一道焊缝后，要待焊件冷至用手摸后再焊下一道。
允许用水或风强制冷却，必要时也可将焊件置于水中或边焊边用水或风冷却。
3）为防止弧坑裂纹，断弧时要进行弧坑处理（将弧坑铲除或采用钩形收弧），终断弧时，一定要将弧坑填满或把弧坑引出。
96试述镍及镍合金钨极氩弧焊的焊接工艺。
⑴预热轧制镍基耐蚀合金一般不需焊前预热，但当母材温度低于15℃时，应对接头两侧各250～300mm宽的区域加热至15～20℃，以免湿气冷凝产生气孔。
⑵保护气体可用氩气、氦气或两者的混合气，氩气中加入质量分数为5%的氢气，适用于单道焊接。
⑶焊丝成分应与母材相当，必要时可多加入一些合金元素，以补偿烧损及控制气孔和热裂纹。
⑷电极为保证电弧稳定与足够的熔深，电极端部应磨尖，尖部直径约为0.4mm，夹角30°～60°。
⑸焊接技术焊接过程中焊丝加热端必须处于保护气体中，不能用来搅动熔池。
在保证熔池不接触钨极的条件下，采用尽可能短的电弧长度施焊。
按板材厚度选择合适的焊丝直径和焊接速度，以保证足够的熔透深度、焊缝宽度和焊缝致密性，焊接速度过高或过低均易产生气孔。
单面焊为保证完全焊透需要用带凹形槽的铜衬垫，在铜衬垫和焊件间通以保护气体。
为加强焊接区的保护效果，可在焊嘴后侧加一辅助输送保护气的拖罩。
97试述镍及镍合金熔化极气体保护焊的焊接工艺。
⑴保护气体氩或氩、氦混合气体。
⑵熔滴过渡形式这与所采用的保护气体有关。
1）喷射过渡用纯氩保护可得最佳效果。
2）短路过渡用氩、氦混合气体保护可得最佳效果。
3）脉冲电弧过渡用氩、氦混合气体保护，其中氦气比例为15%～20%可获最佳效果。
⑶焊接工艺参数各种熔滴过渡形式时的焊接工艺参数，分别见表7-76、表7-77。
表7-76脉冲电弧与喷射过渡焊接工艺参数
焊丝
直径
（mm）
焊接
位置
过渡形式
保护
气体
氩+氦气流量（m3/h）
峰值
电压
（V）
电弧
电压
（V）
焊接
电流
（A）
送丝
速度
（L/min）
镍61
1.6
1.2
平
立
喷射
脉冲电弧
Ar
Ar或
Ar+He
1.7
0.85
－
46
30
21
325
130
5.2
1.4
蒙镍尔60
1.6
1.2
平
立
喷射
脉冲电弧
Ar
Ar或
Ar+He
1.7
0.85
40
－
29
21
－
300
125
5.1
3.6
因康镍82
1.6
1.2
平
立
喷射
脉冲电弧
Ar
Ar或
Ar+He
1.7
0.85
－
44
29
21
280
110
5.1
3.6
表7-77短路过渡焊接工艺参数
焊丝
开路电压（V）
电弧电压（V）
焊接电流（A）
送丝速度（m/min）
镍61
蒙镍尔60
蒙镍尔67
因康镍82
因康镍625
30
30
28
33
33
22
22
20
23
23
110
110
130
115
110
6.0
7.0
7.0
7.0
7.0
98试述镍及镍合金等离子弧焊的焊接工艺。
等离子弧焊适用于2.5～8mm厚度的镍及镍合金焊接。
采用“小孔法”转移弧施焊，用氩、氢（质量分数为5%～8%）混合气作为离子气与保护气，焊接电源为直流正接。
焊接工艺参数，见表7-78。
表7-78等离子弧焊焊接工艺参数
合金
焊件厚度（mm）
小孔直径（mm）
小孔气流量（m3/h）
电流
（A）
电压
（V）
焊接速度（m/h）
镍200
蒙镍尔400
因康镍600
因康洛依800
8.2
7.3
6.0
3.2
6.4
6.6
5.0
8.2
5.8
3.2
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
4.0
3.5
3.5
0.283
0.283
0.283
0.283
0.354
0.354
0.354
0.396
0.354
0.283
310
250
240
160
210
210
155
270
185
115
31.5
31.5
31.5
31.0
31.0
31.0
31.0
31.5
31.5
31.5
0.229
0.254
0.356
0.508
0.356
0.432
0.432
0.280
0.432
0.457
99试述铅的焊接性。
铅是一种有色金属，对硫酸具有良好的耐腐蚀性，并能很强地阻止各种射线的能力。
铅焊接的主要特点如下：
1）铅的熔点很低，为327℃，热导率也仅为铁的43%，因此焊接时要选用温度低、能率小的热源。
常用的热源是氢氧焰和氧乙炔焰。
2）铅熔化后，熔池表面极易生成一层熔点高达1525℃的氧化铅薄膜，妨碍金属彼此熔合，在焊缝中形成夹渣和边缘未焊透。
3）铅的密度较大，为11.34g/cm3，熔点低，流动性很高，因此横焊及仰焊时很困难，若掌握不好，会使熔化大量坠流。
4）铅的沸点低，只有1619℃。
焊接时，蒸发的铅与空气中的氧化合，生成有毒的氧化物。
因此，施焊过程中要防止铅中毒。
5）铅具有很高的变形能力，焊后焊件内不会产生显著的焊接应力及应力所导致的裂纹和变形。
100试述铅气焊的焊接工艺。
⑴气焊热源铅气焊用的热源有氢氧焰和氧乙炔焰两种。
氢氧焰温度低为2500℃左右，适用于气焊8mm以下的铅板。
而氧乙炔焰温度较高为3100℃左右， 适用于8mm以上的厚铅板。
两种气焊火焰的气体流程见图7-13。
⑵焊丝选用焊丝的材质与母材相同，当采用不同材质的焊件，应采用其中强度较高的材质作填充焊丝。
⑶焊接火焰用正常的中性焰或略偏还原焰。
⑷焊嘴及火焰大小的选择见表7-79。
表7-79焊嘴及火焰大小的选择
板厚
平焊
坡焊
横焊
立焊
仰焊
火焰长度
焊嘴号
火焰长度
焊嘴号
火焰长度
焊嘴号
火焰长度
焊嘴号
火焰长度
焊嘴号
1～3
4～7
8～11
12～15
50～75
90～110
110～140
140～170
2～3
4～5
6
7
40～50
55～65
70～80
90～100
2
3～4
4～
5
25～40
50～60
65～85
90～100
1～2
2～3
4
5
25～35
35～45
110～140①
140～170①
1
2
6①
7①
25～35
30～40
－
－
1
2
－
－
注：
1、火焰长度系指纯氢焰的长度。
2、坡焊角为30°
3、立、横焊均为搭接。
①为挡模立焊。
⑸施焊工艺焰心外缘离焊件约2mm，焊件背面应有托物。
厚度在1.5mm以下的铅板可一次焊成，厚板采用多层焊，第一层应少加焊丝，火焰主要对着下部接口，使之熔透。
当焊缝基本形成后，用焊接火焰在焊缝上左、右摆动，使焊缝表面再熔化，熔化的范围超过原焊缝宽的1/
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