电焊高级工培训教材

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手工电弧焊：

第一章异种金属的焊接

培训要点了解异种金属材料的焊接特点和方法,熟悉常用异种金属材料焊

接工艺，掌握常用异种金属材料的焊接作技能。

所谓异种金属的焊接，是指各种母材的物理常数和金属组织等性质各不相

同的金属之间的焊接。异种金属的焊接主要包括三种情况:异种钢焊接如（奥氏

体钢与珠光体耐热钢的焊接）；异种有色金属焊接如（铜与铝、铝与钛的焊接）：钢

与有色金属焊接如（钢与铜、钢与铝的焊接）。从接头形式角度来看，也有三种情

况:两种不同金属母材的接头如（铜与铝的接头）；母材金属相同而采用不同的焊

缝金属的接头如（采用奥氏体钢焊接中碳调质钢的接头）；复合金属板的接头如（

奥氏体不锈复合钢板的接头）。

第一节异种金属材料焊接接头的特点及成分和组织的控制

异种金属材料焊接接头的特点

异种金属材料焊接接头和同种金属材料焊接接头的本质差异和特点，在于

熔敷金属两侧焊接热影响区和母材有如下诸方面的不均匀性。

1、化学成分的不均匀性异种金属焊接时.，由于焊缝两侧的金属和焊缝的合

金成分有明显的差别。随着焊缝形状、母材厚度、焊条药皮或焊剂、保护气体

种类的不同,焊接熔池的行为也不一样。因而,母材的熔化量也将随之而不同。

熔敷金属与母材熔化区的化学成分由于相互稀释也将发生变化。由此可见,异种

金属焊接接头各区域化学成分的不均匀程度，不仅取决于母材和填充材料各自

的原始成分，同时也随焊接工艺而变化。例如异种金属施焊时所用的焊接电流要

尽量小，熔深要浅则受稀释的影响就小。

2,组织的不均匀性由于焊接热循环的作用，焊接接头各区域的组织也不同,

而且,往往在局部的地方出现相当复杂的组织结构。

根据舍夫勒组织图见（图2-1）和稀释率见（图2-2）可以确定异种

国2—2月铤垢含上匕（稀秤淬工）

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金属焊接接头中焊缝区的组织结构。组织的不均匀性,决定于母材和填充材

料的化学成分，同时也与焊接方法、焊道层次、焊接工艺以及焊后热处理过程

有关。若能在工艺上适当调整,可以使焊接接头的组织不均匀程度得到一定的改

善。

其中，8按下图计算:

其中，夕按下式计算

AA]+A，i

A+BIX—Z+BI）

式中B——填充材料的熔人量用（焊缝中填充材料熔化的截面面积

表示）；

A——母材的熔人量，同样用焊缝中母材熔化的截面面积表

不，A=A]+A?;

Ai、A?——分别为母材1、2熔入的截面面积。

3、性能的不均匀性焊接接头各区域化学成分和组织的差异，带来了焊

接接头力学性能的不同,沿接头各区域的室温强度、硬度、塑性、韧性都有很大

的差别。有时在3〜5个晶粒的范围内，显微硬出现成倍的变化；在焊缝两侧的

热影响，其冲击值甚至有几倍之差。高温下的蠕变极限和持久强度也会因成分

和组织的不同，相差极为悬殊。

物埋性能对焊接接头影响最大的因素有热膨胀系数和热导率，它们的差异

很大程度上决定着焊接接头在高温下的使用性能。

4.应力场分布的不均匀性异种金属焊接接头中焊接残余应力分布不均匀，

这是因为接头各域具有不同的塑性决定的；另外,材料导热性的差异,将引起

焊接热循环温度场的变化,也是残余应力分布不均匀的因素之一。

由于异种金属焊接接头各域热膨胀系数不同,接头在正常使用条件下，因

温度循环而出现在界面上的附加热应力,其分布也不均匀，甚至还会出现应力高

峰,从而成为焊接接头断裂的重要原因。

由于组织结构不均匀,在整个焊接接头各

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