金属焊接性与焊接方法讲解

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1、焊接冶金与金属焊接性第六章金属焊接性与焊接方法第一节：焊接性与焊接性试验第二节：合金钢的焊接第三节：异种钢焊接问题第四节：焊接方法特点§1-1金属焊接性概念一、金属焊接性概念金属材料在限定的施工条件下，焊接成规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。GB/T3375-94《焊接术语》它包括两方面的内容：A、结合性能：即在一定的焊接工艺条件下，被焊金属形成焊接缺陷（裂纹、夹渣、气孔等）的敏感性；B、使用性能：即在一定的焊接工艺条件下，被焊金属的焊接接头对使用性能要求的适应性。好焊与不好焊的问题第六章金属焊接性（二）工艺焊接性材料具有一定的焊接性，

2、但不一定能够形成一个真正能用的焊接接头，要考虑工艺焊接性。即实际工艺的可行性。理论上具有焊接性，但实际实施非常困难，需要复杂的苛刻的施工条件才能完成焊接施工；或者即使完成焊接施工，焊接接头质量（使用性能）也不能保证。焊接性不良第六章金属焊接性工艺焊接性包括冶金焊接性与热焊接性（1）冶金焊接性冶金焊接性是指冶金反应对焊缝性能和产生缺陷的影响程度，它包括合金元素的氧化、还原、蒸发、氢、氧、氮的溶解，对气孔、夹杂、裂纹等缺陷的敏感性。（2）热焊接性热焊接性是指焊接热过程对焊接热影响区组织性能及产生缺陷的影响程度，它用于评定被焊金属对热作用的敏感性。（三）

3、使用焊接性使用焊接性是指焊接接头或整体结构满足各种使用性能的程度，其中包括常规的力学性能，低温韧性，高温蠕变，疲劳性能，持久强度，以及抗腐蚀性和耐磨性等。第六章金属焊接性（四）、焊接性评价标准焊缝及HAZ产生裂纹的敏感性如何焊缝及HAZ产生气孔的敏感性如何焊接热循环对HAZ组织结构的影响焊接接头满足规定性能的可能性——使用焊接性工艺焊接性第六章金属焊接性（五）、影响焊接性的因素（1）材料因素焊接金属、焊接材料（焊条、焊丝、焊剂、保护气体）所有材料→影响熔池冶金和结晶过程，焊接金属主要影响焊接HAZ区性能（2）工艺因素同一材料，不同的方法→不同的焊接

4、性焊前预热、焊后热处理焊条焊剂的烘干，坡口清理等：严格按规范执行第六章金属焊接性纯铝焊接：气焊热源温度低、热量分散、保护不良→难以避免气孔、未焊透等缺陷→焊接性很差；氩弧焊→焊接性良好→焊接接头质量满足性能要求。过热敏感的低合金高强钢：为了降低焊接线能量，避免过热，可采用电子束焊、等离子焊和脉冲电弧焊等铸铁：防止产生白口，加大线能量，减缓冷却速度，宜采用电渣焊、气焊等，焊接热源分散，功率密度低，冷却慢第六章金属焊接性（3）结构因素焊接接头的刚度、应力集中和多轴应力等，在拘束尽量小的条件下焊件（4）使用条件焊接结构必需符合使用条件的要求。载荷性质、工

5、作温度、介质性质极端条件下的焊接：腐蚀环境（海洋平台），高温环境（汽轮机、发电机），低温环境（低温设施），辐射环境（核设施），等常用金属材料的焊接性能材料种类焊接性主要焊法工艺措施低碳钢良好所有方法一般不需，只有焊厚大构件或在0℃以下低温环境中焊接时，应适当预热低合金结构钢低强度良好焊弧、埋弧、电渣、CO2高强度较差焊弧、埋弧、电渣、Ar+CO2焊前需预热，重要件焊后去应力退火中碳钢较差焊弧、埋弧、气焊等焊前预热，焊后缓冷高碳钢很差焊弧、埋弧、气焊等焊前预热，焊后缓冷并热处理材料种类焊接性主要焊法工艺措施不锈钢奥氏体良好氩弧焊、焊弧、埋弧不需马氏体

6、铁素体较差焊前预热，焊后缓冷，有时需热处理铜、铝、钛等有色金属较差氩弧焊、气焊、电阻焊、钎焊厚板需焊前预热铸铁极差（只焊补）焊弧焊、气焊（薄壁）重要件、复杂件焊前预热，焊后缓冷（续表）二、如何分析金属的焊接性（一）从金属的特性分析焊接性1.化学成分1）碳当量法钢材中的各种元素，碳对淬硬及冷裂影响最显著，所以有人将钢材中各种元素的作用按照相当于若干含碳量折合并迭加起来，求得所谓的“碳当量”(Ceq)，以Ceq值的大小估价冷裂纹倾向的大小，认为Ceq值越小，钢材的焊接性能越好。第六章金属焊接性2）焊接冷裂纹敏感系数除碳当量外，考虑到焊缝含氢量和接头拘束

7、度2.利用物理性能分析金属的熔点、导热系数、密度、线胀系数、热容量等因素、都对热循环、熔化、结晶、相变等过程产生影响3.利用化学性能分析铝、钛合金与氧的亲和力较强，在焊接高温下极易氧化因而需要采取较可靠的保护方法，如：惰性气体保护焊，真空中焊接等第六章金属焊接性4.利用合金相图分析主要是分析热裂纹倾向。依照成分范围，查找相图，可知道结晶范围，脆性温度区间的大小，是否形成低熔点共晶物，形成何组织等5.利用CCT图或SHCCT图分析第六章金属焊接性（二）从焊接工艺条件分析焊接性1.热源特点各种焊接方法所采用的热源在功率、能量密度、最高加热温度等方面有很

8、大的差别，使金属在不同工艺条件下焊接时显示出不同的焊接性2.保护方法保护方法是否恰当也会影响金属焊接性的效果第六章金属焊接