焊接冶金学考试复习总结.doc

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1、焊接冶金学考试复习总结编辑：章敏§金属焊接性及其试验方法一、金属焊接性的定义：金属材料在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度以及该接头能否在使用条件下可靠运行。它包括两方面的内容：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，能否获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。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。二、影响焊接性的因素 内因+外因1. 材料因素 母材、焊接材料 2. 工艺因素 焊接方法、焊接工艺参数和焊接顺序

2、、焊后热处理等 3. 结构因素 结构形式、接头形式、接口断面的过渡、焊缝的位置，以及某些部位焊缝的集中程度造成多向应力的状态等 4. 使用条件 工作温度、受载类别和工作环境等。三、常用焊接性试验方法：斜Y形坡口焊接裂纹试验法主要用于评定母材金属焊接热影响区的冷裂纹倾向。拘束焊缝为双面焊缝，事先焊好，实验焊缝可在不同温度下施焊，焊后静置24h再检测解剖计算裂纹率。§合金结构钢的焊接一、热轧正火钢（热轧：σs=294～343N/mm2，基本上属于C-Mn和Mn-Si系钢种；正火:σs=343～490N/mm2,C-Mn，Mn-Si系基础上加V，

3、Nb，Ti，Mo等,在固溶强化基础上，通过沉淀强化和细化晶粒来↑σb，保证韧性。0（一）热裂纹一般含碳量都较低，含Mn量较高，Mn/S比达要求，抗裂热性好，正常情况下不会出现热裂纹。当材料成分不合格，或严重偏析使局部C、S偏高时，Mn/S可能低于要求而出现热裂纹。解决办法：工艺上设法减小熔合比。选用低碳焊丝，降低焊缝含碳量提高含锰量。（二）冷裂纹与钢材化学成分（主要是C）、淬硬组织与冷裂倾向三者间存在着密切的联系。a、在低合金高强钢中，热轧钢的淬硬倾向最小，只有在快冷的情况下才可能出现冷裂纹。而且随着钢材强度级别的提高，它的淬硬倾向增大。正

4、火钢的强度级别较高，合金元素含量也较多，与低碳钢相比，冷裂纹倾向较大。b、碳当量与裂纹敏感性的关系。降低含碳量对焊接性有很大的改善，热轧钢不需预热和严格控制线能量。正火钢CE在0.5%以上的要严格控制线能量、预热、焊后热处理。c、热影响区最高硬度值与裂纹敏感性的关系。最高硬度允许值就是焊接不出现冷裂纹的临界硬度值。（三）再热裂纹焊后焊件在一定温度范围内再次加热（消除应力热处理或其它加热过程）而产生的裂纹称为再热裂纹。钢中Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素会促使形成再热裂纹。热轧钢对再热裂纹不敏感。正火钢有轻微再热裂纹，可通过预热或焊后后热处理

5、来解决。（四）层状撕裂影响因素（不受σs级别限制）1）Z向拘束力（与板厚有关，<16mm不易产生）2）钢材本身（取决于冶炼条件、夹杂物，片状S化物等）一般冶炼条件下生产的热轧和正火钢都达不到要求。（五）热影响区脆化热轧钢与正火钢在选择线能量的差别主要在于合金化方式不同，热轧钢属于固溶强化，合金元素在全部固溶的情况下能保证良好的性能，正火钢除固溶强化外还有沉淀强化，因此必须正火才能保证性能。正火钢的过热敏感性比热轧钢大。热轧钢的脆化与含碳量有关，当含碳量低时，采用大线能量会使奥氏体粗大，冷却时形成粗大的魏氏组织。小线能量可避免粗化现象，并且由

6、于低碳，即使快冷也是形成低碳马氏体，可避免脆化。当含碳高时，小线能量会形成淬硬的马氏体而发生脆化。正火钢的强化方式是固溶强化加沉淀强化，加热时沉淀相如TiC溶入奥氏体，位错钉扎作用消失，奥氏体粗化，冷却时来不及析出而使铁素体硬度升高，脆性下降。随热输入越大，脆化越严重。（六）焊接工艺热轧正火钢具有良好的焊接性，适合于各种焊接方法。1）焊接材料的选择a、选择与母材强度（不是化学成分）匹配的材料，焊接强度较低，裂纹倾向较大的热轧钢可选用钛钙型焊条，也可以用低氢型，对于强度级别高的钢，应用低氢型焊条;b避免焊缝出现缺陷，主要是裂纹，同时考虑熔合比

7、和冷却速度的影响c）如果有热处理，必须考虑到对焊缝的影响2)焊接工艺参数：小线能量+预热3）焊后热处理：一般不需要，容器需高温回火（目的）消除应力：①提高抗应力腐蚀力，②提高低温性能，③防层裂等二、低碳调质钢（一）热裂纹低碳调质钢含碳量比较低，并且严格控制了S、P，所以热倾向比较小。（二）液化裂纹液化裂纹的敏感性主要取决于Mn/S比和含碳量，避免这类裂纹的关键在于控制碳、硫的含量，保证高的Mn/S比。此外，液化裂纹倾向随焊接热输入的增大而增大，因此工艺上采用小线能量的方法。（三）冷裂纹低碳调质钢是一种热处理强化钢，由于加入了多种合金成分，因

8、此淬透性大，焊接时容易得到马氏体或贝氏体组织。但由于含碳低，得到的是低碳马氏体。而低碳马氏体的Ms点较高，若在Ms附近缓冷，可以使生成的马氏体来得及进行一次“自回火”，形成韧性较