中国石油大学常见金属材料的焊接课件.ppt

《中国石油大学常见金属材料的焊接课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、常见材料的焊接机电工程学院材料系6.1焊接性的概念缺陷降低了某些必要的性能一、焊接性的定义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二、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定义某种材料在一定焊接条件下，能否获得优质致密、无缺陷焊接接头的能力影响工艺焊接性的因素★材料因素★设计因素★工艺因素★使用因素三、工艺焊接性3.工艺焊接性的分类热焊接性在焊接过程条件下，对HAZ组织性能及产生缺陷的影响程度评定被焊金属对热的敏感性，主要与被焊材质及焊接工

2、艺条件有关冶金焊接性冶金反应对焊缝性能和产生缺陷的影响程度影响焊缝金属化学成分和性能的主要方面四、使用焊接性定义指焊接接头或整体结构满足技术条件所规定的各种使用性能的程度★力学性能★低温韧性★抗脆性断裂性能★高温蠕变★疲劳性能★持久强度★抗腐蚀性能★……6.2金属的焊接性试验1、目的评定金属材料的焊接性研制开发新型的焊接材料拟定产品的焊接工艺2、内容焊缝和HAZ抗热裂的能力焊缝和HAZ抗冷裂的能力焊接接头抗脆性转变的能力接头的使用性能3、分类模拟类方法实焊类方法理论计算类方法4、选择原则针对性可靠性经济性一、小铁研试验1、目的评定打底焊缝以及HAZ的冷裂倾向防止冷裂纹的临界预热温度评价

3、指标：裂纹率≤20%，实际构件不发生2、优缺点优点:不需要专用设备在施工现场可以应用缺点:要进行大量的解剖检查二、插销试验1、目的主要用来考核材料的氢致延迟裂纹敏感性也可用来考核再热裂纹和层状撕裂等的敏感性1—试板；2—支点；3—加压；4—油缸；5—插销试样；6—加载夹头7—加载棒；8—应变片；9—载荷；10—支柱；11—导线插销试样形状、尺寸实例2、优缺点插销试验的优点节省材料（试棒小）热循环接近实际焊接热循环通过调整基体板板厚来调整焊接热循环方便、灵活、实用插销试验的缺点需要专用设备不适合现场用一种模拟方法试验结果σ－断裂时间tF及σcr的关系找出σcr＝σs的施工条件可调节的工艺因

4、素[H]D冷却速度T0、TP填充金属材料3、特点目的主要测定焊缝的热裂敏感性也可测定HAZ的冷裂敏感性三、刚性固定对接裂纹试验四、HAZ最高硬度试验间接判断母材的淬硬倾向和冷裂敏感性五、碳当量方法目的：评价低合金钢冷裂纹敏感性国际焊接协会推荐Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15美国焊接学会（AWS）推荐Ceq=C+Mn/6+Si/24+Ni/15+Cr/5+Mo/4+(Cu/13+P/2)日本工业标准JIS和西欧标准WES推荐Ceq=C＋Mn/6＋Si/24＋Ni/40＋Cr/5＋Mo/4＋V/14Ceq越小，焊接性越好球罐炸裂失效分析时间：79年12月18

5、日14时许地点：吉林煤气公司液化气厂一台直径9.2m、容积400m3的球罐突然爆裂，由裂缝喷出的液化石油气，遇明火爆炸燃烧，引起附近三个400m3球罐和一个50m3卧式储罐以及25m外仓库中的5000个民用液化气瓶先后爆炸起火。大火燃烧19h，共烧掉液化气超过700t，烧毁机动车15辆以及罐区全部建筑，死亡33人，受伤53人。现场调查和背景调查102＃罐材质：15MnV,15MnVR内径：9.2m设计压力：1.57MPa，经常处较低容量壁厚：h=25mm坡口：X型液化石油气：丙烷、丁烷、杂质(NH3、CO、H2S)环境温度：低断口长度：13米，沿罐环焊缝B板一侧HAZ扩展5米。主裂纹源位

6、置：断口上的人字纹表明，裂纹源位于B4板HAZ。裂纹走向示意图分析项目外观检查焊缝无损探伤母材成分HAZ硬度和金相组织检查分析球罐焊接时的预热温度插销裂纹试验斜Y坡口对接裂纹试验环境影响分析（应力腐蚀）外观检查根据断口特征和断裂力学的估算，该球罐的破裂是属于低应力的脆性断裂，主断裂源在上环焊缝的内壁焊趾上，长约65mm。经宏观及无损检验，上、下环焊缝焊接质量很差，焊缝表面及内部存在很多咬边、错边、裂纹、熔合不良、夹渣及气孔等缺陷。事故发生前在上下环焊缝内壁焊趾的一些部位已存在纵向裂纹，这些裂纹与焊接缺陷（如咬边）有关。球罐投入使用后，从未进行检验，制造、安装中的先天性缺陷未及时发现和消除

7、，使裂纹扩展，当球罐内压力稍有波动便造成低应力脆性断裂。母材成分钢号CMnSipSV15MnV≤0.181.20～1.600.20～0.60≤0.030≤0.0300.04～0.1215MnVR≤0.181.20～1.600.20～0.55≤0.030≤0.0200.04～0.12HAZ最高硬度试验预热温度T0/℃2580180200硬度/HV320297250225实际接头:HV＝297~345实际预热温度<80℃斜Y坡口对接裂纹