焊接與切割技術交流部落格

 
銲接間隙 是否是瑕疵或一個可接受的情况：

未焊透-融合沒有發生在焊接金属和融合面孔或毗鄰銲接小珠之間的銲接間隙性。

咬邊-凹線熔化了入碱金属在銲接腳趾或銲接根附近并且留给未填滿焊接金属。

交疊-焊接金属伸進在銲接腳趾或銲接根之外的。

Underfill -銲接面孔或根表面在碱金属的毗鄰表面之下延伸的情况。

殘缺不全的聯合滲透-在焊接金属不延伸整个聯合厚度的坡口焊的一個聯合根情况

在左邊的只要適合的話局部聯接沒有間隙性是一個可接受的情况。  需要適用於適當的工程學。

金屬材料的加工工藝性能
下料（毛坯）——熱處理——粗加工——熱處理（調質）——精加工（表面處理）（——熱處理）
毛坯製造方法有鑄造，焊接，成形。
本章主要討論鑄造，鍛造，焊接，熱處理及切削加工性能。
14.1. 金屬材料的鑄造性能
鑄造性能通常指流動性，收縮性，鑄造應力，偏析，吸氣傾向和裂紋敏感性。
鑄造一般採用合金，合金晶粒小。
14.1.1. 影響合金流動性因素
影響因素：合金化學成分，澆鑄溫度和鑄型填充條件。
合金化學成分：
含碳量：純鐵流動性好，含碳量越大，流動性越差。2%左右流動性最差，鑄鐵中，共晶成分鑄鐵流動性最好。
合金成分中凡能形成高熔點夾雜物的元素均會降低合金的流動性。
灰鐵中MnS熔點為1620，不利於流動。
P可形成Fe-Fe₃P-Fe₃C，熔點為950，利於流動。
14.1.2. 鑄件的收縮
14.1.2.1. 鑄鐵的縮孔與縮松
含碳量增加，析出石墨有利於消除此類現象
14.1.2.2. 鑄件的裂紋
冷裂和熱裂，P和S
合金強度提高，產生裂紋傾向增大。
14.2. 金屬材料的鍛造性能
可鍛性：塑性和變形抗力
14.2.1. 萊氏體高合金工具鋼
鍛造目的是打碎鋼中粗大的共晶碳化物。鍛後緩冷（爐冷）防止裂紋產生。
14.2.2. 不銹鋼的鍛造
不銹鋼由於其組織特殊，注意鍛後熱處理工藝
晶間腐蝕
475℃脆性：含Cr量大於15%的高Cr鋼在400-525℃範圍內長時間停留或緩冷，Cr原子有序化，與母相共晶格引起較大的晶圖畸變引起大的內應力。
馬氏體不銹鋼：緩冷至600℃左右空冷，以免發生馬氏體相變。
鐵素體和奧氏體不銹鋼：在晶間腐蝕及475℃脆性溫度範圍內快冷（空冷）。
14.2.3. 高溫合金鍛造
高溫合金在高溫下有較大的變形抗力及較低的塑性。模具堅固，功率大。
對鍛造溫度敏感，鍛後堆放空冷。
14.2.4. 有色金屬鍛造
鋁：鍛造溫度窄。
鎂：鍛造溫度窄，傳熱快，易冷卻，模具需預熱。
銅：鍛造溫度窄，模具需預熱，鍛造時需保護，避免氧化。
鈦：變形抗力大，化學性質活潑，注意保護。
14.3. 金屬材料焊接性能
電弧焊，電渣焊，磨擦焊，釬焊，爆炸焊等
釬焊：用在接觸處熔化諸如黃銅和釬焊料之類的非鐵填充金屬(其熔點低於基體金屬的熔點)來焊接金屬。
14.3.1. 碳鋼及合金鋼焊接
低碳鋼，低合金鋼焊接性好。
對於中高碳鋼和合金鋼採取焊前預熱和焊後熱處理。
改善組織並消除焊接應力。
14.3.2. 不銹鋼焊接
奧氏體不銹鋼：考慮晶間腐蝕。
馬氏體不銹鋼：焊接後焊縫區在空冷條件下得到馬氏體組織，焊前預熱（200-400℃）焊後熱處理，加熱至730-790℃後緩冷至540℃，空冷。
鐵素體不銹鋼：焊前預熱，焊後熱處理（730-840℃）
14.3.3. 有色金屬的焊接
銅：焊接性能差，採用釬焊。
鋁：氬弧焊，焊件表面要求高。
鈦：自動焊，表面要求高。
14.4. 金屬材料的加工性
工件機加工難易程度稱為材料的加工性。
影響因素：加工性與金屬材料的化學成分，硬度，韌性，導熱性，金相組織和加工硬化能力等因素有關。
14.4.1. 化學成分的影響
含碳量
降低鋼的強度和硬度的元素：S，Al
提高鋼的強度和硬度的合金元素：
石墨化：游離石墨改善加工性。
14.4.2. 組織與熱處理工藝的影響
組織不同，機械性能不同，加工性不同。
珠光體，索氏體，馬氏體，加工性下降。
衡量材料切削加工性能的優勢常用相對加工性Kr指標衡量。
表14.2 材料切削加工性分級


加工性等級
名稱及種類
相對加工性Kr
代表性材料

1
很容易切削材料
一般有色金屬
＞3.0
5-5-5銅鋁合金，9-4鋁銅合金，鋁鎂合金

2
容易切削材料
易切削鋼
2.5～3.0
15Cr退火σb=380～450MPa，
自動機鋼σb=400～500MPa，
30鋼正火σb=450～560MPa，

3
較易切削鋼
1.6～2.5

4
普通材料

一般鋼及鑄鐵

1.0～1.6
45鋼，灰鑄鐵
2Cr13調質σb=850MPa，
35鋼σb=900MPa，

5
稍難切削材料
0.65～1.0

6
難切削材料
較難切削材料
0.5～0.65
45Cr調質σb=1050MPa，
65Mn調質σb=950～1000MPa，
50CrV調質1Cr18Ni9Ti某些鈦合金，
某些鈦合金，鑄造鎳基高溫合金，

7
難切削材料
0.15～0.5

8
很難切削材料
＜0.15
不同級織，不同硬度對不同切削加工操作（如車，銑，刨，鏜，拉等）切削加工性是不同的。
如回火索氏體的中碳鋼，車削加工性較好，鑽削加工性中等，拉，撥加工性較差。
14.4.3. 熱處理工藝性能
機床主軸
在選用機床主軸的材料和熱處理工藝時，必須考慮以下幾點：
（1） 受力的大小。不同類型的機床，工作條件有很大差別，如高速機床和精密機床主軸的工作條件與重型機床主軸的要作條件相比，無論在彎曲或扭轉疲勞特性方面差別都很大。
（2） 軸承類型。如在滑動軸承上工作時，軸頸需要有高的耐磨性。
（3） 主軸的形狀及其可能引起的熱處理缺陷。結構形狀複雜的主軸在熱處理時易變形甚至開裂，因此在選材上應給予重視。
主軸是機床中主要零件之一，其質量好壞直接影響機床的精度和壽命。因此必須根據主軸的工作條件和性能要求，選擇用鋼和制定合理的冷熱加工工藝。
1、 機床主軸的工作條件和性能要求。該主軸的工作條件如下：
（1） 承受交變的彎曲應力與扭轉應力，有時受到衝擊載荷的作用；
（2） 主軸大端內錐孔和錐度外圓，經常與卡盤、頂針有磨擦；
（3） 花鍵部分經常有碰撞或相對滑動。
由此定出技術條件：
（1） 整體調質後硬度應為HB200～230，金相組織為回火索氏體；
（2） 內錐孔和外圓錐面處硬度為HRC45～50，表面3～5mm內金相組織為回火屈氏體和少量回火馬氏體；
（3） 花鍵部分的硬度為HRC48～53，金相組織同上。
2、 選擇用鋼
C515車床屬於中速，中負荷，在滾動軸承中工作的機床，因此選用45鋼。
3、 主軸工藝路線
下料——鍛造——正火——粗加工（外圓余留4～5mm）——調質——半精車外圓（余留2.5～3.5mm），鑽中心孔，精車外圓（余留0.6～0.7mm，錐孔留余0.6～0.7mm），銑鍵槽——局部淬火（錐孔及外錐體）——車定刀槽，粗磨外圓（余留0.4～0.5mm），滾銑花鍵——花鍵淬火——精磨。
4、 熱處理工序作用
正火處理是為了得到合適的硬度（HB170～230），以便機加工，改善鍛造組織，為調質作準備。
調質處理是為了主軸的綜合機械性能和疲勞強度，調質後硬度為HB200～230，組織為回火索氏體。
內錐孔和外圓錐面部分經鹽浴局部淬火和回火後得到所要求的硬度，以保證裝配精度和耐磨性。
5、 熱處理工藝
調質中淬火時由於主軸各部分的直徑不同，應注意變形問題。調質後變形雖可用校直來修正，但校直時的附加應力對主軸精加工後的尺寸穩定性是不利的。為減小變形，應注意淬火操作方法。可採取預冷淬火和控制水中冷卻時間來減小變形。
花鍵部分高頻淬火以減小變形和達到硬度要求。
經淬火後的內錐孔和外圓錐面部分需經260～300℃回火，花鍵部分需經240～250℃回火，以消除淬火應力並達到規定的硬度值。
球鐵代替45鋼，硬度HRC52～58低，變形量小。

焊道氣孔的產生絕大部分與焊機無關,都是氣體,周邊配件,母材,所造成的
要耐心檢查所有可能漏氣的地方
銲槍移動太快溶池尚未凝固即移動氣體保護不周
氣管破洞外界水氣滲入
散氣孔阻塞(氣罩)
吹風太強
溫度過高(電壓電流太大)
氣罩傾斜太大
出線太長(CO2焊)
氣體壓力太大或太小
火口太窄 噴渣阻礙

電焊機的使用率以60%居多,較好的有80%,普通一點的40%。使用率(負荷力 Duty Cycle)一詞是指電焊機在正式焊接操作電流的最高負荷率,如每10分鐘內可以用6分鐘,換言之每100分鐘之內可以用60分鐘(如300)安培電焊機在最高負荷300安培的電流,10分鐘之內可施焊6分鐘的安全機件限度使用率即為60%。但300安培的焊機如使用180~200安培上下,則10分鐘可連續焊10分鐘在180~200安培即成為100%使用率。



　
使用率和焊接電流
　

額定電流（ A)	使用率（％）	對各種的使用率的焊接電流（ A)
		30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%	100%
80	30	80	69	62	56	52	49	46	43
140	50		157	140	128	118	111	104	99
180	50		201	180	164	152	142	134	127
220	50		246	220	201	186	174	164	156
250	50		280	250	228	211	198	186	177
300	50		335	300	274	254	237	224	212
350	60			383	350	324	303	286	271
400	60			438	400	370	346	327	310
450	60			493	450	417	390	367	349

　

儘管例如，以 200 A 焊接做定地位 250 A ，定地位使用率 50 ％的焊接機的情況，從表面成為容許使用率 80 ％，以 8 分鐘焊接做 2 分鐘休息的情況進行焊接工作，做 但是，根據機種焊接電流的控制方法不同，容許使用率因為在上表也有不能要求，所以請參照向機械附加的操作手冊。但是，由於機種焊接電流的控制方法不同，容許使用率因為在上表也有不能要求，所以請參照附加機械的操作手冊

手銲缺陷的原因及其對策　　

缺陷名稱

發生原因

防止對策

氣孔

1. 
   

   銲條不良或潮濕

   
   
2. 
   

   銲件有油漬或銹

   
   
3. 
   

   進行速度太快

   
   

 

1. 
   

   電流太強

   
   
2. 
   

   電弧長度不適合

   
   
3. 
   

   銲件厚度大，金屬急速冷卻

   
   
4. 
   

   風速過大

   
   

1. 
   

   選用適當的銲條並注意乾燥

   
   
2. 
   

   銲接前清潔被銲部份

   
   
3. 
   

   減低進行速度，使內部氣體容易溢出

   
   
4. 
   

   使用適當電流

   
   
5. 
   

   調整適當電弧長度

   
   
6. 
   

   施行適當的預熱工作

   
   
7. 
   

   擋風

   
   

銲蝕

1.          電流太強

2.          銲條不適合

3.          電弧過長

4.          操作方法不良；運棒速度太快

5.          母材不潔

6.          母材過熱

1.          使用較低電流

2.          選用適當種類及大小之銲條

3.          保持適當的短電弧

4.          採用正確之角度，較緩之速度，較短之電弧及較窄之織動

5.          清除銲件油漬或銹

6.          使用較小的銲條

夾渣

1.          前層銲渣未完全清除

2.          銲接電流太低

3.          銲接速度太慢

4.          銲條織動過寬

5.          開槽形狀設計不良

1.          徹底清除前層銲渣

2.          採用較高電流

3.          提高銲接速度；使銲渣追在熔池後面

4.          減少銲條織動寬度

5.          改正適當開槽角度及間隙

外觀不良

1.          銲條不良；銲條吸濕

2.          操作方法不良；運棒速度太快或太慢

3.          銲接電流過高，銲條直徑過粗

4.          銲件過熱

5.          母材不乾淨

1.          選用適當的銲條，乾燥後再銲

2.          採用均勻適當之速度及銲接順序；注意銲條角度及銲渣的覆蓋性

3.          選用適當電流及適當直徑之銲條

4.          降低電流與層間溫度

5.          清除母材的污物

滲透不足

1.          銲條不適當

2.          電流太低

3.          進行速度太快溫度上昇不夠，又進行速度太慢電弧衝力被銲渣所阻擋，不能及予母材

4.          開槽角度太小，根面間隙太窄，根太深

1.          選用較具滲透力的銲條

2.          使用適當較高電流

3.          改正適當進行速度；注意電弧長度及角度，使銲渣與熔池分明，防止銲渣先流入槽阻擋電弧的滲透

4.          增加開槽度數及間隙，並減少根深

搭疊

1.          電流太低

2.          進行速度太慢；銲條角度不當

3.          銲條線徑太大

1.          使用適當的電流

2.          使用適合的速度與角度

3.          使用較小徑的銲條

變形

1.          母材過熱；熱影響區太大

2.          銲接層數太多

3.          銲接順序不適當

4.          施工準備不足；假銲時未預留變形量

5.          母材冷卻過速

6.          開槽及銲縫設計不良

1.          選用滲透力低之銲條

2.          使用大銲條及高電流

3.          改正銲接順序

4.          銲接前，使用冶具將銲件固定以免發生翹曲；假銲時預留變形量

5.          避免冷卻過速或預熱母材

6.          減少銲縫間隙，減少開槽度數

龜裂

1.          母材含有過高的碳、錳合金元素

2.          銲條品質不良或潮濕

3.          銲縫拘束力過強

4.          母材含硫過高不適於銲接

5.          施工準備不足

6.          母材厚度較大，冷卻過速

7.          電流太強

8.          第一道的熔填金屬太少

9.          收尾凹陷及不良

1.          使用鹽基度較高的低氫系銲條

2.          使用適宜銲條，並注意乾燥

3.          改良結構設計，注意銲接順序，銲接後行熱處理

4.          避免使用不良鋼材

5.          銲接時需考慮預熱或後熱

6.          預熱母材

7.          使用適當電流

8.          第一道的熔填金屬須充分，使能抵抗收縮應力

9.          補滿收尾的凹痕

凹痕（針孔）

1.          使用銲條不當

2.          銲條潮濕

3.          母材冷卻過速

4.          銲條及母材不潔

5.          銲件含碳、錳成分過高

1.          使用適當銲條，如無法消除時用低氫系銲條

2.          使用乾燥過的銲條

3.          減低銲接速度，避免急冷，最好施以預熱或後熱

4.          清除不潔物

5.          使用鹽基度較高的低氫系銲條

電弧偏斜

1.          在直流電銲時，銲件所生磁場不均，使電弧偏向

1.          電弧偏向一方置一地線

2.          正對偏向一方銲接

3.          採用短電弧

4.          改正磁場使趨均一

5.          改用交流電銲

線狀結晶

1.          氫的溶解量過多時（氫的析出）

2.          包有多量去氧生成物時

3.          銲接部份的冷速度過快

4.          母材之碳、硫含量多時

1.          避免急冷，降低銲接速度或預熱母材

2.          使用較佳母材或使用低碳銲條

銲珠飛濺過強

1.          電流太強

2.          使用錯誤之電銲條

3.          使用錯誤之極性

4.          電弧過長

5.          磁吹

1.          使用適當電流

2.          採用乾燥合適的電銲條

3.          使用正確之極性

4.          使用較短的電弧

5.          採用減少磁吹的方法

燒穿

1.          開槽形狀不當，間隔太大

2.          銲接電流過高

3.          銲接速度過慢

4.          母材過度過熱

1.          使根部間隔稍窄，加大根部面

2.          降低銲接電流

3.          增加銲接速度

4.          避免銲接部過熱

銀點

1.          熔積金屬內的氫氣析出

2.          冷卻速度過快

1.          銲後實施100℃的老化處理

2.          使用低氫系電銲條，並加以充分之乾燥

3.          實施預熱

融合不足

1.          電流太低

2.          移送速度太慢

3.          電銲條角度錯誤

4.          磁吹

5.          銲渣未除淨

1.          使用適當電流

2.          使用適當移送速度

3.          保持正確的電銲條角度

4.          改用交流電銲機，或其他減輕磁吹法

5.          徹底清除銲渣

銲接裂紋的種類與防止措施
 
銲接裂紋的種類繁多，產生的機構與敏感條件也各不相同，有些銲接裂紋在銲後會立刻出現，有些則可能在銲後依段時間後才產生，也有些昰在使用過程中，在一定的外界條件誘發下產生。因此，銲接裂紋的複雜性使得銲接裂紋缺陷比其他的銲接缺陷的預防更加困難。

很多人在焊接時往往只注意到設備好不好,但其實在執行焊接時,還有很多成功決定性的因素
以下為本人概略的整理
1.材料-選用是否正確
2.人員-是否技術操作正確
3.電源-電壓來源是否穩定