金属焊接性及实验方法

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1、《金属焊接性》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1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2焊接工作者的两大努力方向1、如何把材料焊得好！解决材料的焊接性，研究焊接接头的性能和工艺方法，焊接参数之间的关系。2、如何焊得快！在保证焊接接头性能的前提下，研究采用什么工艺手段，使焊接的效率提高。好

2、而快3第1章金属焊接性及其试验方法由于在焊接过程中,焊接接头中的各种物理化学反应,在温度和化学成分都处于极不平衡的特定条件下进行的,引起两方面的后果:1.在焊接区内产生各种类型的缺陷,使焊接接头丧失其连续性;2.即使没有产生缺陷,也可能降低了某些必要的性能,影响焊接结构的使用寿命。4第1章金属焊接性及其试验方法因此，金属本身固有的基本性能，还不能直接表明它在焊接时出现什么问题，以及焊后接头性能是否满足使用要求。这样就要求人们从焊接的角度来分析研究金属某些特有的性能——焊接性。5§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,即材料在一定的焊接工艺条件下（包括

3、焊接方法、焊接材料、焊接参数和结构形式等），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6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

4、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和耐磨性等指标。7工艺性能：冶金焊接性和热焊接性对于熔焊来说，焊接过程一般包括冶金过程和热过程这两个必不可少的过程。在焊接接头区域，冶金过程主要影响焊缝金属的组织和性能，而热过程主要影响热影响区的组织和性能。8(1)冶金焊接性冶金焊接性是指熔焊高温下的熔池金属与气相、熔渣等相之间发生化学冶金反应所引起的焊接性变化。这些冶金过程包括：合金元素的氧化、还原、蒸发，从而影响焊缝的化学成分和组织性能；氧、氢、氮等的溶解、析出对生成气孔或对焊缝性能的影响；在焊缝结晶及冷却过程中，由于焊接熔池的化学成分、凝固

5、结晶条件以及接头区热胀冷缩和拘束应力等影响，有时产生热裂纹或冷裂纹。9(2)热焊接性焊接过程中要向接头区域输入很多热量，对焊缝附近区域形成加热和冷却过程，这对靠近焊缝的热影响区的组织性能有很大影响，从而引起热影响区硬度、韧性、耐蚀性等的变化。与焊缝金属不同，焊接时热影响区的化学成分一般不会发生明显的变化，而且不能通过改变焊接材料来进行调整，即使有些元素可以由熔池向熔合区或热影响区粗晶区扩散，那也是很有限的。为了改善热焊接性，除了选择母材之外，还要正确选定焊接方法和热输入。10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

6、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研究焊接性的目的：目的在于查明一定的材料在指定的焊接工艺条件下可能出现的问题，以确定焊接工艺的合理性或材料的改进方向。11§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、气体保护、渣-气联合保护或真空保

7、护等，这些都将影响焊接冶金过程。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。12◆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