材
料
成
型
基
础
焊
接
? 焊接冶金过程和电焊条
? 焊接接头的组织和性能
? 焊接变形和焊接应力
第二节 熔焊过程和焊接质量
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材
料
成
型
基
础
焊
接
一、熔焊冶金过程和电焊条
O2 2O 发生氧化反应，焊缝性能降低；
N2 2N 高温熔入液态金属，冷却后形成气孔；
H2O 2H+O形成气孔，产生氢脆。
1、熔焊的冶金过程
空气中的 O2,N2,H2O在电弧的作用下：
保证焊缝质量措施：
减少有害元素进入熔池
消除已进入熔池的有害元素，增加金属元素
材
料
成
型
基
础
焊
接
作电极传导电流，产生电弧
作填充金属（调整成分）
机械保护作用 (气体和熔渣 )
冶金处理（熔渣）
改善焊接工艺性（引弧容易燃烧稳定）
2、电焊条
? 焊条的组成,
焊芯的作用：
药皮的作用：
专用焊接
金属丝
由多种矿石粉
铁合金配成
材
料
成
型
基
础
焊
接
碳钢焊条
低合金钢焊条
不锈钢焊条
铸铁焊条
堆焊焊条
镍和镍合金焊条
铜和铜合金焊条
铝和铝合金焊条
酸性焊条 （ SiO2,MnO等）
碱性焊条 （ CaO,FeO等 ）
? 焊条的种类、型号与牌号
种
类
按用途分
按熔渣性质分
材
料
成
型
基
础
焊
接
? 焊条的型号：
碳钢焊条 (GB5117-85):
E 4 3 0 3,E 5 0 1 5,E 5 0 1 6,
药皮类型（酸、碱），电流种类
焊接位置（平、横、立、仰）
抗拉强度 ≥ 430 MPa
焊条
? 焊条牌号（结构钢焊条）：
J422 ( E4303 ),J507 (E5015),J506 (E5016)
材
料
成
型
基
础
焊
接
3、碱性焊条和酸性焊条的特性
机械性能好（韧性高，抗裂性好）；
焊接工艺性能差；（用直流电）
对油污、锈、水敏感性大；（清洗、烘干）
排出有毒烟尘 H F 。（通风良好）
碱性焊条：
酸性焊条与碱性焊条相反
材
料
成
型
基
础
焊
接
4、焊条的选用
不绣钢、耐热钢焊条
—— 按相同成分选择焊条
结构钢焊条
—— 按等强原则选相同强度等级焊条
焊缝和母材具有相同水平
的使用性能。
选用原则,
例,16 Mn,抗拉强度 520 Mpa,可选用 E5003
(J502),E5015 (J507),E5016 (J506)
材
料
成
型
基
础
焊
接
二、焊接接头的组织和性能
1—— 焊缝区（熔化区）
2—— 熔合区（半熔化区）
3—— 热影响区
4—— 母材
1、低碳钢焊接接头的组成：
低碳钢 焊接接
头的组织
材
料
成
型
基
础
焊
接
过热区（ 1100 ℃ ）组织粗大，机械性能很低,
正火区（ Ac3～ 1100℃ ）晶粒细小，机械性能高，
部分相变区（ Ac1～ Ac3）晶粒不均匀，机械性能低。
? 焊缝的组织和性能
? 熔合区的组织和性能
? 热影响区的组织和性能
铸态组织，性能可以达到要求。
成分不均匀，组织粗大，机械性能很低。
可见，熔合区、过热区是接头中性能最差的薄弱的部
位，会严重影响焊接接头的质量。
材
料
成
型
基
础
焊
接
2、影响焊接接头性能的因素
焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）
焊接方法（热源不同、保护效果不同）
焊接工艺（焊接电流、电压、速度）
焊后热处理（正火后细化晶粒）
材
料
成
型
基
础
焊
接
三、焊接变形和焊接应力
造成焊件的尺寸、形状变化；
矫正变形会使性能降低，成本增加；
焊接应力会降低承载能力；
引起焊接裂纹；
应力衰减会产生变形。
1,焊接变形和残余应力的不利影响
材
料
成
型
基
础
焊
接
2、焊接变形和残余应力产生原因
在焊接过程中，对焊件进行局部的 不均匀加
热,会产生焊接应力和变形。下图为平板对接
焊缝的应力和变形过程示意图,
材
料
成
型
基
础
焊
接
3,焊接变形的基本形式
材
料
成
型
基
础
焊
接
焊前预热及焊后热处理；
选择合理的焊接次序；
刚性固定法；
反变形法；
锤击焊缝法；
采用机械矫正和火焰矫正。
4,减少焊接应力与变形的工艺措施
材
料
成
型
基
础
焊
接
反
变
形
刚
性
固
定
法
焊接顺序
材
料
成
型
基
础
焊
接
用于塑性
好，没有淬硬
倾向的钢 。
用于塑性好
的低碳钢和普通合
金钢 。
机械矫正与火焰矫正
料
成
型
基
础
焊
接
? 焊接冶金过程和电焊条
? 焊接接头的组织和性能
? 焊接变形和焊接应力
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料
成
型
基
础
焊
接
一、熔焊冶金过程和电焊条
O2 2O 发生氧化反应，焊缝性能降低；
N2 2N 高温熔入液态金属，冷却后形成气孔；
H2O 2H+O形成气孔，产生氢脆。
1、熔焊的冶金过程
空气中的 O2,N2,H2O在电弧的作用下：
保证焊缝质量措施：
减少有害元素进入熔池
消除已进入熔池的有害元素，增加金属元素
材
料
成
型
基
础
焊
接
作电极传导电流，产生电弧
作填充金属（调整成分）
机械保护作用 (气体和熔渣 )
冶金处理（熔渣）
改善焊接工艺性（引弧容易燃烧稳定）
2、电焊条
? 焊条的组成,
焊芯的作用：
药皮的作用：
专用焊接
金属丝
由多种矿石粉
铁合金配成
材
料
成
型
基
础
焊
接
碳钢焊条
低合金钢焊条
不锈钢焊条
铸铁焊条
堆焊焊条
镍和镍合金焊条
铜和铜合金焊条
铝和铝合金焊条
酸性焊条 （ SiO2,MnO等）
碱性焊条 （ CaO,FeO等 ）
? 焊条的种类、型号与牌号
种
类
按用途分
按熔渣性质分
材
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成
型
基
础
焊
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? 焊条的型号：
碳钢焊条 (GB5117-85):
E 4 3 0 3,E 5 0 1 5,E 5 0 1 6,
药皮类型（酸、碱），电流种类
焊接位置（平、横、立、仰）
抗拉强度 ≥ 430 MPa
焊条
? 焊条牌号（结构钢焊条）：
J422 ( E4303 ),J507 (E5015),J506 (E5016)
材
料
成
型
基
础
焊
接
3、碱性焊条和酸性焊条的特性
机械性能好（韧性高，抗裂性好）；
焊接工艺性能差；（用直流电）
对油污、锈、水敏感性大；（清洗、烘干）
排出有毒烟尘 H F 。（通风良好）
碱性焊条：
酸性焊条与碱性焊条相反
材
料
成
型
基
础
焊
接
4、焊条的选用
不绣钢、耐热钢焊条
—— 按相同成分选择焊条
结构钢焊条
—— 按等强原则选相同强度等级焊条
焊缝和母材具有相同水平
的使用性能。
选用原则,
例,16 Mn,抗拉强度 520 Mpa,可选用 E5003
(J502),E5015 (J507),E5016 (J506)
材
料
成
型
基
础
焊
接
二、焊接接头的组织和性能
1—— 焊缝区（熔化区）
2—— 熔合区（半熔化区）
3—— 热影响区
4—— 母材
1、低碳钢焊接接头的组成：
低碳钢 焊接接
头的组织
材
料
成
型
基
础
焊
接
过热区（ 1100 ℃ ）组织粗大，机械性能很低,
正火区（ Ac3～ 1100℃ ）晶粒细小，机械性能高，
部分相变区（ Ac1～ Ac3）晶粒不均匀，机械性能低。
? 焊缝的组织和性能
? 熔合区的组织和性能
? 热影响区的组织和性能
铸态组织，性能可以达到要求。
成分不均匀，组织粗大，机械性能很低。
可见，熔合区、过热区是接头中性能最差的薄弱的部
位，会严重影响焊接接头的质量。
材
料
成
型
基
础
焊
接
2、影响焊接接头性能的因素
焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）
焊接方法（热源不同、保护效果不同）
焊接工艺（焊接电流、电压、速度）
焊后热处理（正火后细化晶粒）
材
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成
型
基
础
焊
接
三、焊接变形和焊接应力
造成焊件的尺寸、形状变化；
矫正变形会使性能降低，成本增加；
焊接应力会降低承载能力；
引起焊接裂纹；
应力衰减会产生变形。
1,焊接变形和残余应力的不利影响
材
料
成
型
基
础
焊
接
2、焊接变形和残余应力产生原因
在焊接过程中，对焊件进行局部的 不均匀加
热,会产生焊接应力和变形。下图为平板对接
焊缝的应力和变形过程示意图,
材
料
成
型
基
础
焊
接
3,焊接变形的基本形式
材
料
成
型
基
础
焊
接
焊前预热及焊后热处理；
选择合理的焊接次序；
刚性固定法；
反变形法；
锤击焊缝法；
采用机械矫正和火焰矫正。
4,减少焊接应力与变形的工艺措施
材
料
成
型
基
础
焊
接
反
变
形
刚
性
固
定
法
焊接顺序
材
料
成
型
基
础
焊
接
用于塑性
好，没有淬硬
倾向的钢 。
用于塑性好
的低碳钢和普通合
金钢 。
机械矫正与火焰矫正
