db金属焊接性基础金属焊接性基础

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1、金属焊接性基础《金属焊接性基础是》是《焊接冶金（基本原理）》课程的后续课程，重点介绍基础知识和基本概念，并注重引入了有关新金属材料的焊接性及其连接新技术、新标准的相关内容，其中部分内容是作者在近年的科学研究工作中所取得的研究成果。绪言目录第一章金属焊接性基础第二章碳钢及低合金钢的焊接第三章耐热钢及不锈钢的焊接第四章铜、镍及其合金的焊接第五章钛及其合金的焊接第六章铝、镁及其合金的焊接第七章铸铁的焊接第八章堆焊及金属表面改性第1章金属焊接性基础§1.1金属焊接性及其测试方法金属焊接性就是金属是否能适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性。金属焊接性的概念有两方

2、面内容：一是金属在焊接加工中是否容易形成缺陷；二是焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。简而言之，焊接性就是指金属材料“好焊不好焊”以及焊成的接头“好用不好用”。§1.1.1金属焊接性1.1.1.1金属焊接性概念焊接性又可分成工艺焊接性和使用焊接性。工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。如果一种金属材料可以在很简单的工艺条件下焊接而获得完好的接头且能够满足使用要求，就可以说其焊接性良好；反之，则焊接性较差。使用焊接性是指焊接接头满足某种使用性能的能力，通常包括常规的力学性能、低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度以及抗腐蚀性

3、和耐磨性等指标。蠕变：固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。它与塑性变形不同，蠕变性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现，而蠕变只要应力的作用时间相当长，它在应力小于弹性极限时也能出现1.1.1.2影响焊接性的因素◆材料因素材料因素不仅包括被焊母材本身而且包括所使用的焊接材料，如焊条电弧焊时的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、气体保护焊时的保护气体等。他们在焊接过程中直接参与熔池或熔合区的冶金反应，对焊接性和焊接质量有重要影响。◆工艺因素①焊接热源：能量密度、温度以及热量输入等，它们可以直接改变焊接热循环的各项参数。②对熔池和接头附近区域的保护：如熔渣保护、

4、气体保护、渣-气联合保护或真空保护等，这些都将影响焊接冶金过程。③可通过焊前预热、缓冷、焊后热处理等防止热影响区淬硬变脆、减小焊接应力、避免裂纹以提高接头使用性能。◆结构因素结构因素主要是指焊接结构形状、尺寸、厚度以及接头坡口形式和焊缝布置等。焊接结构的形状、板厚和焊缝的布置决定接头的刚度和拘束度，对接头的应力状态产生影响。在设计焊接结构过程中，尽量避免接头缺口、截面突变、堆高过大、交叉焊缝等。◆服役条件服役条件指工件的工作温度、负载条件和工作介质等。一定的工作环境和运行条件要求焊接结构具有相应的使用性能。例如，在低温工作的焊接结构必须具备抗脆性断裂性能，在高温工作的焊接结

5、构要具备抗蠕变性能，在交变载荷下工作的焊接结构具有良好的抗疲劳性能，在一定腐蚀介质中工作的焊接容器应具备抗腐蚀性能等（1）利用金属的化学成分分析碳当量法(CarbonEquivalent)所有元素中，碳对淬硬和冷裂纹的影响最为显著。因而，人们就将各种元素的作用按照相当于若干含碳量折合并叠加起来求得所谓的碳当量(CE或Ceq)，并以此来评估冷裂倾向的大小。低合金钢的淬硬及冷裂纹敏感性常用碳当量法来估计。1.1.1.3金属焊接性分析1.1.1.3.1从金属的特性分析焊接性此式适用于中、高强度的非调质低合金高强钢。CE≤0.45%时，焊接厚度＜25mm的板可以不预热；CE≤0.4

6、1%且含C＜0.207%时，焊接厚度＜37mm的板可以不预热。国际焊接学会(IIW)推荐：日本的JIS（JapanIndustryStandards）和WES（WeldingEngineeringStandard）推荐：此式适用于低合金调质钢，其化学成分范围：C≤0.2%或0.18%；Si≤0.55%；Mn≤1.5%；Cu≤0.5%；Ni≤2.5%；Cr≤1.25%；Mo≤0.7%；V≤0.1%；B≤0.006%。当板厚＜25mm，手弧焊线能量17kJ/cm时，预热范围大致如下：钢材=500MPa，Ceq=0.46%时，可不预热；钢材=600MPa，Ceq=0.52%时，预

7、热75℃；钢材=700MPa，Ceq=0.52%时，预热100℃；钢材=800MPa，Ceq=0.62%时，预热100℃。美国焊接学会(AWS)推荐：此式适用化学成分范围为：C≤0.6%；Mn≤1.6%；Ni≤3.3%；Cr≤1.0%；Mo≤0.6%；Cu0.5%～1.0%；P0.05%～0.15%。当Cu＜0.5%或P＜0.05%时，不可计入。焊接冷裂纹敏感指数日本学者采用斜Y形坡口“小铁研试验”对200多种不同成分钢材、不同厚度及不同的焊缝含氢量进行试验，求得焊接冷裂纹敏感指数PC：此式适用条件：C0.07%～