材
料
成
型
基
础
焊
接
? 金属材料的焊接性
? 碳素钢和普低钢的焊接
? 不锈钢的焊接
? 铸铁的焊补
? 铝及铝合金的焊接
第四节
常用金属材料的焊接
材
料
成
型
基
础
焊
接
一、金属材料的焊接性
1、金属材料焊接性的概念
是指在一定的焊接工艺条件下，
获得优质焊接接头的难易程度。
金属焊接性：
焊接性 形成焊接缺陷的敏感性（裂纹）
使用性能（机械性能）
影响焊接性的因素：
金属材料本身性质
焊接方法、焊接材料、焊接工艺
材
料
成
型
基
础
焊
接
2、钢的焊接性评价方法 —— 碳当量
CE ＜ 0.4%时，冷裂纹倾向不明显,焊接性良好；
CE ＝ 0.4%～ 0.6%时，冷裂倾向明显，焊接性较差；
CE ＞ 0.6%时，冷裂倾向很强,焊接性很差。
碳、合金元素含量 焊接性
碳当量：
CE =C+Mn/6+(Cr+Mo+ V) /5+ (Ni+Cu)/15
碳钢及低
合金钢
碳当量越高，焊接性越差
材
料
成
型
基
础
焊
接
二、碳素钢和普低钢的焊接
1、碳钢的焊接
CE ＜ 0.4%,焊接性良好。各种焊接方法
都能获得优质焊接接头。
低碳钢：
中碳钢,CE ＞ 0.4%，冷裂倾向很强，焊接性较差。
焊前预热 150℃ ～ 250℃,焊后缓冷，
采用细 E5015焊条、小电流、开坡口、多层
多道焊，降低焊缝的含碳量。
焊接裂纹产生？ 内部条件：碳当量 CE
外部条件,环境温度
材
料
成
型
基
础
焊
接
2、低合金结构钢的焊接
焊接方法, a.一般用手工电弧焊、埋弧自动焊
b.板厚＞ 40mm时，用电渣焊
c.批量大时，用 CO2气体保护焊
16Mn的焊接
CE= 0.4%焊接性良好，不需预热
板厚＞ 32～ 38mm 环境温度低时，需预热
重要结构（锅炉、压力容器）
焊后应消除应力退火
材
料
成
型
基
础
焊
接
三、不锈钢的焊接
马氏体不锈钢
奥氏体不锈钢
铁素体不锈钢
不锈钢的种类
（ Cr13型）
（ Cr18Ni9型）
（ Cr17型）
焊接性较差
（冷裂纹和淬硬脆化）
焊前预热，焊后缓冷及热处理，
采用奥氏体不锈钢焊条。
焊接性良好
焊接性较差
（过热晶粒引起脆化和裂纹）
低温预热（ ＜ 150 ℃ ）
减少高温停留时间
材
料
成
型
基
础
焊
接
四、铸铁的焊补
易产生白口组织和淬火组织 ;
铸铁强度低、塑性差，易产生裂纹 ;
铸铁碳、硅含量高，易产生气孔和夹渣缺陷 ;
铸铁的焊接性
铸铁碳含量高，杂质多，塑性差，故焊接性差。
铸铁焊补的问题：
铸铁的焊补,热焊、冷焊
材
料
成
型
基
础
焊
接
1、热焊
热焊 —— 铸件预热到 600～ 700℃ 进行焊接，焊后缓冷。
焊接方法,气焊、手工电弧焊（ 铸铁焊条 ）
焊补质量好，
成本高,劳动条件差，生产率低,
中等厚度铸件及焊后要加工的复杂、重要
的铸件,如：内燃机缸盖、气缸体、机床
床身等。
铸铁的焊补
特点：
应用：
材
料
成
型
基
础
焊
接
2、冷焊
铸铁的焊补
冷焊 —— 铸件一般不预热或较低温度预热。
特点,依靠焊条来调整焊缝的化学成分，
以防止白口组织和裂纹。
应用：
镍基焊条
结构钢焊条
补焊质量好，成本高。
用于重要铸铁件加工表面焊补
焊补质量低，用于非加工表面，
（采用小直径、小电流、短弧）
材
料
成
型
基
础
焊
接
五、铝及铝合金的焊接
工业纯铝
不能热处理强化铝合金
热处理强化铝合金
焊接性好分类
—— 焊接性差
接头软化
热裂纹
问题 氧化：形成 Al2O3，阻碍融合
气孔：铝液大量溶解氢气，结晶时形成气孔
焊接方法：电阻焊、钎焊、氩弧焊 保护效果好，有“阴极破碎”
作用
料
成
型
基
础
焊
接
? 金属材料的焊接性
? 碳素钢和普低钢的焊接
? 不锈钢的焊接
? 铸铁的焊补
? 铝及铝合金的焊接
第四节
常用金属材料的焊接
材
料
成
型
基
础
焊
接
一、金属材料的焊接性
1、金属材料焊接性的概念
是指在一定的焊接工艺条件下，
获得优质焊接接头的难易程度。
金属焊接性：
焊接性 形成焊接缺陷的敏感性（裂纹）
使用性能（机械性能）
影响焊接性的因素：
金属材料本身性质
焊接方法、焊接材料、焊接工艺
材
料
成
型
基
础
焊
接
2、钢的焊接性评价方法 —— 碳当量
CE ＜ 0.4%时，冷裂纹倾向不明显,焊接性良好；
CE ＝ 0.4%～ 0.6%时，冷裂倾向明显，焊接性较差；
CE ＞ 0.6%时，冷裂倾向很强,焊接性很差。
碳、合金元素含量 焊接性
碳当量：
CE =C+Mn/6+(Cr+Mo+ V) /5+ (Ni+Cu)/15
碳钢及低
合金钢
碳当量越高，焊接性越差
材
料
成
型
基
础
焊
接
二、碳素钢和普低钢的焊接
1、碳钢的焊接
CE ＜ 0.4%,焊接性良好。各种焊接方法
都能获得优质焊接接头。
低碳钢：
中碳钢,CE ＞ 0.4%，冷裂倾向很强，焊接性较差。
焊前预热 150℃ ～ 250℃,焊后缓冷，
采用细 E5015焊条、小电流、开坡口、多层
多道焊，降低焊缝的含碳量。
焊接裂纹产生？ 内部条件：碳当量 CE
外部条件,环境温度
材
料
成
型
基
础
焊
接
2、低合金结构钢的焊接
焊接方法, a.一般用手工电弧焊、埋弧自动焊
b.板厚＞ 40mm时，用电渣焊
c.批量大时，用 CO2气体保护焊
16Mn的焊接
CE= 0.4%焊接性良好，不需预热
板厚＞ 32～ 38mm 环境温度低时，需预热
重要结构（锅炉、压力容器）
焊后应消除应力退火
材
料
成
型
基
础
焊
接
三、不锈钢的焊接
马氏体不锈钢
奥氏体不锈钢
铁素体不锈钢
不锈钢的种类
（ Cr13型）
（ Cr18Ni9型）
（ Cr17型）
焊接性较差
（冷裂纹和淬硬脆化）
焊前预热，焊后缓冷及热处理，
采用奥氏体不锈钢焊条。
焊接性良好
焊接性较差
（过热晶粒引起脆化和裂纹）
低温预热（ ＜ 150 ℃ ）
减少高温停留时间
材
料
成
型
基
础
焊
接
四、铸铁的焊补
易产生白口组织和淬火组织 ;
铸铁强度低、塑性差，易产生裂纹 ;
铸铁碳、硅含量高，易产生气孔和夹渣缺陷 ;
铸铁的焊接性
铸铁碳含量高，杂质多，塑性差，故焊接性差。
铸铁焊补的问题：
铸铁的焊补,热焊、冷焊
材
料
成
型
基
础
焊
接
1、热焊
热焊 —— 铸件预热到 600～ 700℃ 进行焊接，焊后缓冷。
焊接方法,气焊、手工电弧焊（ 铸铁焊条 ）
焊补质量好，
成本高,劳动条件差，生产率低,
中等厚度铸件及焊后要加工的复杂、重要
的铸件,如：内燃机缸盖、气缸体、机床
床身等。
铸铁的焊补
特点：
应用：
材
料
成
型
基
础
焊
接
2、冷焊
铸铁的焊补
冷焊 —— 铸件一般不预热或较低温度预热。
特点,依靠焊条来调整焊缝的化学成分，
以防止白口组织和裂纹。
应用：
镍基焊条
结构钢焊条
补焊质量好，成本高。
用于重要铸铁件加工表面焊补
焊补质量低，用于非加工表面，
（采用小直径、小电流、短弧）
材
料
成
型
基
础
焊
接
五、铝及铝合金的焊接
工业纯铝
不能热处理强化铝合金
热处理强化铝合金
焊接性好分类
—— 焊接性差
接头软化
热裂纹
问题 氧化：形成 Al2O3，阻碍融合
气孔：铝液大量溶解氢气，结晶时形成气孔
焊接方法：电阻焊、钎焊、氩弧焊 保护效果好，有“阴极破碎”
作用
