第二章 金属焊接性试验

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1、《材料成型工程综合试验》第二章金属焊接性试验沈阳工业大学材料成型及控制工程专业p.1第一节金属焊接性的概念及其影响因素一金属焊接性的概念在GB/T3375-1994《焊接术语》中下的定义是：金属焊接性是指金属材料在限定的焊接施工条件下，焊接成规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。内涵：1结合性能：金属焊接时对缺陷的敏感性。2使用性能：焊成的接头在指定的使用条件下可靠运行的能力。p.1二影响金属焊接性的因素1材料因素（1）化学成分；（2）物理、化学性能；（3）冶炼方法等。2制造因素（1）焊接方法；（2）焊接材料；（3）焊接参数等。3结构因素（含服役条件）（1）结构形式；（2）服役条件。

2、p.1第二节金属焊接性试验的目的和内容一金属焊接性试验的目的1评定金属材料的焊接性；（按照有关标准规定的试件尺寸和焊接参数试验）2研制和开发新型的焊接材料；（同上）3拟定产品的焊接工艺；（试件尺寸应符合产品特点，焊接工艺参数是调整的对象）二金属焊接性试验的内容1工艺焊接性试验目的：考察金属材料的结合性能（1）焊接裂纹敏感性试验a焊接冷裂纹敏感性试验b焊接热裂纹敏感性试验c焊接再热裂纹敏感性试验d层状撕裂敏感性试验等p.1（2）析因理化试验a焊接材料熔敷金属扩散氢试验b焊缝和母材化学成分分析试验c焊接接头金相试验d焊接接头硬度试验等2使用焊接性试验目的：考察焊接接头的使用性能（1）焊接接头力学

3、性能试验如：拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等。（2）其它特殊性能试验如：焊接接头抗脆断试验、耐腐蚀性试验、高温性能试验等。（3）析因理化试验如：焊接断口试验，焊接金相试验等。p.1第三节金属焊接性试验方法的分类及选用原则一试验方法的分类1按试验者与研究对象的关系分类（1）间接试验：以推理或模拟为主要特征；（2）直接试验：以焊接试件为主要特征。2按照金属焊接性的内涵分类（1）工艺焊接性试验：评定结合性能；（2）使用焊接性试验：评定使用性能。p.1p.1二试验方法的选用原则1尽可能地接近产品的结构条件和使用条件焊接接头型式相对应；试件略大于焊件的拘束度RF。RF=K1δ=Eδ/L式中：K1—拘束系

4、数；δ—板厚；E—弹性模量；L—拘束长度。2具有较好的再现性和试验精度。3经济简便。p.1p.1p.1p.1p.1第四节利用焊接性试验拟定焊接工艺的基本思路一焊接工艺在GB1T3375-1994《焊接术语》中下的定义是：焊接工艺是制造焊件所有关的加工方法和实施要求。包括：1焊前准备2选择焊接方法3选择焊接材料4选择焊接参数：例如：焊接电流、电弧电压、焊接速度等。5制定工艺措施：例如：预热、焊后缓冷、焊后热处理、焊后去氢处理等。6制定操作要求p.1二拟定焊接工艺的基本思路1选择焊接方法依据：a被焊材料的种类；b焊接产品的结构特点；c生产效率和生产成本。2选择焊接材料依据：a被焊材料的化学成分或

5、力学性能；b产品的工作条件和使用性能要求；c焊件刚性的大小、几何形状的复杂程度；d焊接施工条件；f劳动生产率和经济合理性。p.13选择焊接参数（1）利用间接的焊接性试验方法分析材料的焊接性和初步拟定焊接参数。（2）利用直接的焊接性试验方法对初步拟定的焊接参数进行检验和调整。a利用工艺焊接性试验（焊接冷裂纹敏感性试验）确定热输入E的下限E=36IU/Vb利用使用焊接性试验（焊接接头冲击试验）确定热输入E的上限。4确定工艺措施当按上述方法确定的热输入下限高于上限时，应考虑采用预热、缓冷、后热、焊后热处理等工艺措施。p.1第五节常用的金属焊接性试验方法一金属焊接性间接试验方法有碳当量法、冷裂敏感指

6、数法、SH-CCT图法、焊接热模拟试验法等。1碳当量法(1)由国际焊接学会（IIW）推荐的公式CE(IIW)=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Cu+Ni）/15适用范围：中、高强度的非调质低合金高强钢（强度为500～900MPa）判据：当CE（IIW）≤0.45%，且板厚小于25时，可不预热；当CE（IIW）＜0.41%，且板厚小于37时，可不预热。p.1（2）由美国焊接学会（AWS）推荐的公式CE=C+Mn/6+Si/24+Ni/15+Cr/5+Mo/4+(Cu/13+P/2)p.12冷裂敏感指数法冷裂敏感指数有PC、PW、PH、PHT等。举例：PC=Pcm+〔H〕/60+δ/60

7、0To=1440PC–392式中：Pcm—化学成分冷裂敏感指数Pcm=C+Si/30+（Mn+Cu+Cr）/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B〔H〕—熔敷金属中扩散氢含量（采用甘油法）ml/100g；δ—被焊金属板厚mm；To—预热温度℃。p.1二工艺焊接性直接试验法在焊接缺陷中，最危险的缺陷是裂纹，因此是考查的重点。（一）焊接冷裂纹敏感性试验方法1斜Y形坡口焊接裂纹试验方法（GB4675.1-84