焊接冶金学-材料的焊接性

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1、1、分析16Mn的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。答：Q345钢属于热轧钢，其碳当量小于0.4%，焊接性良好，一般不需要预热和严格控制焊接热输入，从脆硬倾向上，16Mn连续冷却时，珠光体转变右移，使快冷下的铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不急转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏体和马氏体具有淬硬倾向，16Mn含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在16Mn中加入V、Nb达到沉淀强化作用，可以消除焊接接头中的应力。被加热到1200℃以上的热影响区过热区可能产生脆化，韧性明显降低，16Mn经过600℃×1h退火处理，韧性大幅提高，热应变脆化明显减小。焊接材料：对焊条电弧焊

2、的选择E5系列。埋弧焊：焊剂SJ501，焊丝H08/H08MnA。电渣焊：焊剂HJ431、HJ360,焊丝H08MnMoA。CO2焊：H08系列和YJ5系列。预热温度：100~150℃。焊后热处理：电弧焊一般不进行或600~650℃回火，电渣焊900~930℃正火，600~650℃回火。2、18-8型不锈钢焊接接头区域在哪些部位可能产生晶间腐蚀，是由于什么原因造成，如何防止？答：18-8型焊接接头有三个部位能出现腐蚀现象：（1）焊缝晶间腐蚀。产生原因根据贫铬理论，碳与晶界附近的Cr形成Cr23C6，并在晶界析出，导致r晶粒外层的含cr量降低，形成贫铬层，使得电极电位下降，当在腐

3、蚀介质作用下，贫铬层为阴极，遭受电化学腐蚀；（2）热影响区敏化区晶间腐蚀。是由于敏化区在高温时易析出铬的碳化物，形成贫铬层，造成晶间腐蚀；（3）融合区晶间腐蚀（刀状腐蚀）：只发生在焊Nb或Ti的18-8型钢的融合区，其实质也是与M23C6沉淀而形成贫铬有关，高温过热和中温敏化连接过程依次作用是产生的必要条件。防止方法：（1）控制焊缝金属化学成分，降低C%，加入稳定元素Ti、Nb；（2）控制焊缝的组织形态，形成双向组织；（3）控制敏化温度范围的停留时间；（4）焊后热处理：固溶处理，稳定化处理，消除应力处理。3、简述奥氏体不锈钢产热裂纹的原因？在母材和焊缝合金成分一定的条件下，焊接

4、时应采取何种措施防止热裂纹？答：产生原因：（1）奥氏体钢热导率小，线膨胀系数大，在焊接局部加热和冷却条件下，接头在冷却过程中产生较大的拉应力；（2）奥氏体钢易于联生结晶形成方向性强的柱状晶的焊缝组织，有利于杂质偏析，而促使形成晶间液膜，显然易于促使产生凝固裂纹；（3）奥氏体钢及焊缝的合金组成较复杂，不仅S、P、Sn、Sb之类杂质可以形成易容液膜，一些合金元素因溶解度有限，也易形成易溶共晶。防止方法：（1）严格控制有害杂质元素；（2）形成双向组织，以FA模式凝固，无裂纹倾向；（3）适当调整合金成分。Ni<15%，适当提高铁素体化元素含量，使焊缝δ%提高，从而提高抗裂性；Ni>15

5、%时，加入Mn、W、V、N和微量Zr、Ta、Re达到细化焊缝、净化晶界作用，以提高抗裂性；（4）选择适合的焊接工艺。4、为什么Al-Mg合金焊接时易形成气孔？Al及其合金焊接时产生气孔的原因？如何防止？为什么纯吕焊接易出现分散气孔？答：1）氢是铝及合金焊接时产生气孔的主要原因。2）氢来源很广，弧柱气氛中的水分，焊接材料以及母材所吸附的水分，焊丝及母材表面氧化膜的吸附水，保护气体的氢和水分等都是氢的来源。3）氢在铝及合金中的溶解度在凝点时可以从0.69%/100g突降至0.036mol/100g相差约20倍，这是促使焊缝产生气孔的重要原因之一。4）铝的导热性很强，熔合区的冷速很大

6、，不利于气泡，更易促使气孔。防止措施：1）减少氢来源，焊前处理十分重要，焊丝及母材表面的氧化膜应彻底清除。2）控制焊接参数，采用小热输入减少熔池存在时间，控制氢溶入和析出时间，3）改变弧柱气氛中的性质。原因：1）纯铝对气氛中水分最为敏感，而铝镁合金太不敏感，因纯吕产生气孔倾向大；2）氧化膜不致密，吸水性强的铝镁比氧化膜致密的纯铝具有更大的气孔倾向，因此纯铝的气孔分数小，而铝镁合金出现集中气孔；3）铝镁合金比纯铝更易形成疏松而吸水强的厚氧化膜，而氧化膜中水分因受热而分解出氢，并在氧化膜上产生气泡，由于气泡是附着在残留氧化膜上，不易脱离浮出，且因气泡是在熔化早期形成条件长大，所以常

7、造成集中大的气孔。因此铝镁合金更易形成集中的大气孔。5、说明铸铁异质焊缝焊条电弧冷焊工艺要点“短段断续分散焊，较小电流熔深浅，每段锤击消应力，退火焊道前段软。”的具体内容？答：使用异质焊接材料进行铸铁电弧冷焊时，在保证焊缝金属成分及与母材熔合良好的条件下，尽量用小规格焊条和小规范施焊，并采用短弧焊、短段焊、断续焊、分散焊及焊后立即锤击焊缝的工艺措施，其目的是降低焊接应力，减小半熔化区和热影响区宽度，改善接头的加工性及防止裂纹产生。1）采用较低的电弧电压和较快的焊接速度进行焊接；2）为了避免焊