【正文】 （ 2） 焊縫的橫向收縮引起的橫向殘余應(yīng)力，當(dāng)所焊的板很寬時，彎曲的影響很小，因而焊縫內(nèi)的橫向殘余應(yīng)力取決于焊縫的橫向收縮。 橫向殘余應(yīng)力是由于焊縫金屬的縱向收縮造成的彎曲變形和焊縫金屬的橫向收縮造 成板的移動而產(chǎn)生的。 對接 接頭縱向殘余應(yīng)力的分布，在焊縫和焊縫附近處出現(xiàn)拉應(yīng)力，一般都達(dá)到或超過材料的屈服極限，隨著至焊縫距離的增加，拉應(yīng)力急劇下降并轉(zhuǎn)為壓應(yīng)力，見圖 10－ 4。 焊接結(jié)構(gòu)的變形過大會影響結(jié)構(gòu)的使用，因此，在設(shè)計和制造過程中，必須設(shè)法使結(jié)構(gòu)變形最小。焊件夾持在夾具中進(jìn)行焊接，由于夾具夾緊力限止，焊件不能隨溫度的變化自由膨脹和收縮，這樣也就有效地減少了焊件的變形，但焊件中產(chǎn)生了較大的內(nèi)應(yīng)力。由于各種組織的比容不同，鋼中常見組織的比容見表 10－ 1。 二、 熔敷金屬的收縮 焊縫金屬在凝固和次序卻過程中，體積要發(fā)生收縮，這種收縮使焊件產(chǎn)生變形和內(nèi)應(yīng)力，焊縫金屬的收縮量決定于熔化金屬的數(shù)量。 冷卻時，堆焊金屬逐漸收縮而使內(nèi)部的壓縮應(yīng)力逐漸消失；同時，在高溫產(chǎn)生的壓縮變形保留下來，即堆焊金屬冷卻下來后比原始長度要縮短。因此，堆焊部分金屬伸長時，帶著整塊鋼板繞中性面向上彎曲變形，受到壓縮就力。 一、焊接時焊件不均勻加熱 由于焊接時局部加熱到熔化狀態(tài)，形成焊件上溫度不均勻分布，下面來看看由手工電弧焊溫度不均勻分布而引起的焊接應(yīng)力與變形的過程。直流成分的方向是從焊件流向鎢極，相當(dāng)于焊接回路中存在著正極性直流電源。但要求脈沖發(fā)生的相位必須準(zhǔn)確無誤。實踐證明，電源空載電壓達(dá) 150伏時，重燃速度實際上是瞬時的，成為自保電弧。熔深介于正、反接之間，故鋁、鎂及其合金常用交流電源。 2． 直流反接 即鎢極接正，焊件接負(fù)。有交、直流兩種，直流電源中由于極性不同，在工藝上有明顯的差異。 當(dāng)用奧氏體鋼焊條焊接易淬火的馬氏體鋼時 ,也可采用這個預(yù)熱溫度 .若焊接剛性較大的接頭 ,為了避免珠光體鋼 (馬氏體鋼 )懷奧氏體鋼焊縫的熔合區(qū)內(nèi)出現(xiàn)裂紋起見 ,必須采用敷焊的辦法 ,越是焊接強(qiáng)度比較高和易淬火的鋼時 ,采用敷焊工藝的合理性越大 .預(yù)敷焊用奧 507 焊條 ,預(yù)敷焊厚度一般約保持 9 毫米，而以后各層則可以用填主焊縫用的相應(yīng)的焊條，往往選用工藝性能較好的奧 237 或奧 307 焊條進(jìn)行主焊縫的焊接。回火溫度通常是按同類組織兩種鋼所要求的溫度取平均值為宜。 四． 焊接的焊條、 預(yù)熱溫度和回火溫度的選擇 1． 同類組織的異種鋼接頭焊條、預(yù)熱溫度和回火溫度的選 擇 在焊接異種珠光體鋼時，選擇焊條 成分接近于合金元素含量較低的鋼成分。碳擴(kuò)散的程度不同取決于溫度和時間，由在焊接時冷卻速度很大，幾乎來有及發(fā)生碳的擴(kuò)散，因此，一般情況下焊后狀態(tài)的熔合 區(qū)實際上不存在碳的擴(kuò)散層。 異種鋼焊接，早在 30年代就開始用奧氏體不銹鋼焊條來焊接低合金耐熱鋼，主要是用在焊后難以實現(xiàn)熱處理的場合，以期不要進(jìn)行焊后熱處理。一類為金屬組織相同而化學(xué)成分不同，如低碳鋼與珠光體耐熱鋼的焊接；另一類為金屬組織和化學(xué)成分都不相同，而且物理性能差別較大，如珠光體與鐵素體 — 馬氏體鋼、珠光體與馬氏體鋼、珠光體鋼與奧氏體鋼的焊接。 第六節(jié) 異種鋼的焊接 現(xiàn)代火電站的大型機(jī)組都是由多種鋼材組合起來的。 （ 4） 焊接時不得隨意在鋼板上引弧。 04%、不含穩(wěn)定劑的 188 型焊條如奧 10奧 017等，只能用于耐腐蝕要求不太高的焊件。在晶界的碳就可能與鉻相結(jié)合而形成碳化鉻，使晶界貧鉻而產(chǎn)生刃狀腐蝕。 一般認(rèn)為，在 1Cr18Ni9Ti 鋼中，碳和鈦形成化合物，而保證奧氏體中鉻的含量不降低，具有較高的抗晶間腐蝕能力。 2． 影響晶間腐蝕的因素 中國最大的管理資源中心 第 19 頁 共 34 頁 （ 1） 加熱溫度 18— 8 鋼在 450— 8500C范圍內(nèi)，停留一段時間后，就會發(fā)生晶間腐蝕。含鉻量約 18%，含鎳量約 8%的鋼，通常簡稱為 18— 8 鋼，在國外均得到廣泛應(yīng)用。大部分不銹鋼都具有良好的耐熱性。 （ 2） II11 鋼過熱器管一般均采用手弧焊，選用 熱 417 電焊條。 II11 鋼的烘干焊接 II11 鋼屬于 3Cr— 1Mo體系的多元素貝氏體耐熱鋼，工作溫度可達(dá) 600— 6200C，組織穩(wěn)定，在電站中常用來作過熱器管及主蒸汽管。 （ 3） 10CrMo910 鋼焊接時，易產(chǎn)生裂紋和氣孔，主要是根部裂紋，故要求第一層根部焊縫厚些 ，弧坑要填滿。用直流反接，短弧操作，可全位置進(jìn)行焊接。 3． 10CrMo910 鋼的焊接 10CrMo910 是國外的耐熱合金鋼種，主要用于工作溫度為 5400C， 100大氣壓的鍋爐高溫過熱器管、蛇形管及汽輪機(jī)主蒸汽管，以及其它高溫高壓器導(dǎo)管等。 05 毫米 /年 。 2． 12Cr1MoV 鋼的焊接 12Cr1MoV 鋼具有較高的熱強(qiáng)性和持久塑性，工藝性能和焊接性能良好，在 5800C 長期使用中，會產(chǎn)生珠光體球化。熱 307 是低氫型藥皮耐熱鋼電焊條，施焊時采用直流反接，短弧操作，可進(jìn)行全位置焊接。一般都 使用專用的回?zé)嵩O(shè)備（電阻爐或感應(yīng)加熱），焊兩側(cè) 2— 3 倍焊縫的寬度，按規(guī)定熱處理規(guī)范加熱和冷卻。再進(jìn)行焊接之前，必須仔細(xì)清理檢查，重新預(yù)熱后再焊。 耐熱鋼焊接時， 焊縫金屬的化學(xué)成分應(yīng)最大限度接近被焊鋼材的化學(xué)成分，以保證在高溫下性能的一致。因此，發(fā)電廠中鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及管道等重要零部件大多采用這類鋼來制造。另外，還要考慮到坡口形式，焊后的冷卻速度，以焊縫金屬使用性能的特殊要求等，并試驗后確定。 3． 再熱裂紋 4． 熱影響區(qū)的層狀撕裂 三． 普低鋼焊接工藝選擇 1． 焊條的選擇 中國最大的管理資源中心 第 15 頁 共 34 頁 焊條選擇應(yīng)滿足于焊縫無缺陷，機(jī)械性能和其它使用性能不低于母材的要求。 （ 2） 降低熱影響區(qū)的淬硬程度。 冷裂紋一般是在焊后冷卻過程中產(chǎn)生，有時甚至在放置相當(dāng)長的時間內(nèi)產(chǎn)生，故又稱延遲裂紋。在為方面堿性焊條具有較高 的抗裂性。當(dāng)選用強(qiáng)度低一級的結(jié) 427 時，焊縫強(qiáng)度達(dá)到 55 公斤 /毫米 2，塑性也使人滿意。選用焊條大體應(yīng)考慮以下一些條件。 4．堆焊焊條 （ 1） 牌號前加“堆”字，表示堆焊焊條。 9 順序編排。 （ 1） 牌號前加“熱”字，表示鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條。 結(jié)構(gòu)鋼焊條按純強(qiáng)度等級分類 牌 號 焊縫金屬抗拉強(qiáng)度等級分類（公斤 /毫米 2） 焊縫金屬屈服強(qiáng)度等級（公斤/毫米 2） 結(jié) 42 42 30 結(jié) 50 50 35 結(jié) 55 55 40 結(jié) 60 60 45 結(jié) 70 70 50 結(jié) 80 80 結(jié) 90 90 結(jié) 10 100 （ 3）、牌號的第三位數(shù)字表示藥皮類型和焊接電源種類（見表 3— 1）。 三、 焊條藥皮 穩(wěn)弧劑 造渣劑 無論酸性熔還是堿性熔渣，其脫氧效能均很好。 中國最大的管理資源中心 第 11 頁 共 34 頁 低氫型：藥皮主要組成物為大理石（ CaCO3）和螢石，不含有機(jī)物。焊接時有機(jī)物分解出大量氣體，保護(hù)熔化金屬；同時，造成很大的電弧吹力，具有電弧穿透力大，不易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷的優(yōu)點，適宜于單面焊雙面成形的底層焊道的焊接。 氧化鈦型：藥皮含有多量的氧化鈦及錳鐵等的焊條。 工藝性能稍次與鈦型焊條，特別是在薄板結(jié)構(gòu)與間斷焊接時，鈦型焊條顯示出獨特的優(yōu)點，是鈦鈣型焊條所不及的。 第十類：特殊用途焊條。 第六類：鑄鐵焊條。 中國最大的管理資源中心 第 10 頁 共 34 頁 第二類：鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條。 采用此類焊條必須十分注意保持干燥和接頭對口附近的清潔，保管時勿使焊條受潮生銹，使用前按規(guī)定烘干。藥皮中若加入穩(wěn)定電弧的組成物碳酸鉀、碳酸鈉等， 也可用交流電源，如結(jié) 42結(jié) 506 等焊條 。這類焊條的抗裂性很好，但由于電弧中含氧量較低，因此，鐵銹和水分等容易引起氫氣孔的產(chǎn)生。 （ 2）堿 性焊條 其藥皮的成分主要是大理石和螢石。故這類焊條對鐵銹不敏感，酸性熔渣，其脫氧主要靠擴(kuò)散方式，故脫氧不完全。 第三章 電 焊 條 第一節(jié)焊條的分類和特性 一． 焊條的分類 1． 按焊條的藥皮的主要化學(xué)成分分 牌號 藥皮類型 焊 接電 牌號 藥皮類型 焊接電源 中國最大的管理資源中心 第 9 頁 共 34 頁 源 XX 0 不屬已規(guī) 定的類型 不規(guī)定 XX 5 纖維素型 直流或交流 XX 1 氧化鈦型 直流或交流 XX 6 低氫型 直流或交流 XX 2 氧化鈦鈣型 直流或交流 XX 7 低氫型 直流 XX 3 鈦鐵礦型 直流或交流 XX 8 石墨型 直流或交流 XX 4 氧化鐵型 直流或交流 XX 9 鹽基型 直流 2． 按焊條藥皮熔化后熔渣特性分 （ 1）酸性焊條 其藥皮的成分主要是氧化鐵、氧化錳、氧化鈦以擴(kuò)其它在焊接時易放出氧的物質(zhì)。使焊接電流易于通過電弧空間，因而可大大增加電弧燃燒的穩(wěn)定性。 焊接熔渣的保護(hù)區(qū)效果與熔渣的數(shù)量有關(guān)，當(dāng)熔渣量太少時，保護(hù)效果就差；熔渣量太多，又會給焊接操作帶來不便，甚至產(chǎn)生夾渣等缺陷。但各金屬元素的沸點不同，沸點低的金屬易于蒸發(fā)，而沸點較高的金屬在同樣條件下蒸發(fā)較少。這種微裂紋發(fā)展的結(jié)果，有可能形成宏觀裂紋。所以焊接時有大量的氫存在，可以改善焊接過程的熱規(guī)范。 第三節(jié) 熔化金屬與氣體的相互作用 氧 在金屬中，使金屬的強(qiáng)度極限、屈服極限、沖擊韌性、硬度都有顯著的降低。 一． 焊接電弧 1． 焊接電弧的產(chǎn)生 2． 電弧溫度的分布 3． 電弧的靜特性 4． 電弧的穩(wěn)定性 5． 電弧的磁偏吹 二． 手弧焊的冶金特點 中國最大的管理資源中心 第 7 頁 共 34 頁 1． 電弧的溫度高 2． 熔池的體積小 3． 熔池金屬不斷更新 4． 金屬液體以細(xì)滴狀進(jìn)入熔池 第二節(jié) 焊接熔池的形成和結(jié)晶 一． 熔池的形成 手弧焊時，焊件和焊條在電弧熱量的作用下，開始熔化，焊件上形成 液體金屬的小池，稱為熔池，如圖 焊條熔化形成 熔滴，這些熔滴受到其自身的重力、電弧吹力以及電磁力等作用，向焊接熔池的大小等因素有關(guān)。 對于特殊的高合金鋼的編號方法，基本上與工具書相同，例如 2Gr13，即表示平均含碳量為 0。 2%，平均含鉻量為 3%，含鉬、鎢、釩均在 1。當(dāng)某一元素的上限含量超過 1。 25%；對于工具鋼則表示千分之幾的平均含碳量，如數(shù)字為 9 時 ，即表示鋼的平均含碳量為 9/1000，即 0。 2%。是用兩位數(shù)字表示其平均含碳量的萬分之幾， 如 2