各种金属材料的焊接特点及其热处理工艺.doc

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1、各种金属材料的焊接特点及其热处理工艺各种金属材料的焊接特点及其热处理工艺各种金属材料的焊接特点及其热处理工艺各种金属材料的焊接特点及其热处理工艺包括了焊接性及其试验方法（WORD文件）第一章    焊接性及其试验方法一、    焊接性焊接性是说明材料对焊接工作的适应性，用以衡量材料在一定的焊接工艺条件下获得优质接头的难易程度和该接头能否在使用条件下可靠地运行。焊接性包含工艺焊接性和使用焊接性两方面的内容。工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，能否获得优良致密，无缺陷焊接接头的能力。它不是金属固有的性质，而是根据某种焊接方法和所采用的具体工艺措施来进行评定的。所以金属材料的工艺焊接性与焊接

2、过程密切相关。使用焊接性是指焊接接头或整个结构满足产品技术条件规定的使用性能的程度。使用性能取决于焊接结构的工作条件和设计上提出的技术要求。通常包括常规力学性能、低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度、耐蚀性能和耐磨性能等。从理论上，凡是在熔化状态下相互能形成固熔体或共晶的两种金属或合金，原则上都可以实现焊接，即具有所谓原则焊接性，又叫物理焊接性，然而，这种原则焊接性仅仅为材料实现焊接提供依据，并不等于该材料用任何焊接方法，都能获得满足使用性能要求的优质焊接接头。同种金属或合金之间是具有原则焊接性的，但是，它们在不同的焊接工艺条件下的焊接性却表现出很大的差异。因此，金属材料

3、的焊接性不仅与材料本身的固有性能有关，同时也与许多焊接工艺条件有关，在不同的焊接工艺条件下，同一材料具有不同的焊接性。而且随着新的焊接方法、焊接材料或焊接工艺的开发和完善，一些原来焊接性差的金属材料，也会变成焊接性好的材料。1、    影响焊接性的因素焊接性是金属材料的一种工艺性能。除了受材料本身性质影响外，还受到工艺条件、结构条件和使用条件的影响。1）    材料因素材料包括母材和焊接材料。在相同的焊接条件下，决定母材焊接性的主要因素是它本身的物理化学性能。物理性能方面：如金属的熔点、热导率、线膨胀系数、密度、热容量等因素，都对热循环、熔化、结晶、相变等过程产生影响，从而影响焊接性。

4、不锈钢等热导率低的材料，焊接时温度梯度大，残余应力高，变形大，。而且由于高温停留时间长，热影响区晶粒长大，对接头性能不利。奥氏体不锈钢线膨胀系数大、接头的变形和应力较为严重。化学性能方面，主要看金属与氧的亲和力的强弱。有些金属对氢、氮等气体很敏感，焊接时，就必须有可靠的保护，如采用惰性气体保护焊或在真空中焊接。否则焊接就难以实现。如果是异种金属焊接，也只有其理化性能和晶体结构接近的金属才比较容易实现焊接。对于钢材的焊接，影响其焊接性的主要因素是所含的化学万分。其中影响最大的元素有碳、硫、磷、氢、氧和氮等，它们容易引起焊接工艺缺陷和降低接头的使用性能。其他合金元素，如锰、硅、铬、镍、钼、

5、钛、钒、铌、铜、硼等都在不同程度上增加焊接接头淬硬倾向和裂纹敏感性。所以，钢材的焊接性总是随着含碳量和合金元素含量的增加而恶化。此外，钢材的冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态等，在不同程度上都对焊接性发生影响。通过精炼提纯或细化晶粒和控轧工艺等手段，来改善钢材的焊接性。焊接材料直接参与焊接过程一系列化学冶金反应，决定着焊缝金属的成分、组织、性能及缺陷的形成。如果选择焊接材料不当，与母材不匹配，不仅不能获得满足使用要求的接头，还会引进裂纹等缺陷的产生和组织性能的变化。因此，正确选用焊接塑性是保证获得优质焊接接头的重要冶金条件。2）    工艺因素工艺因素包括焊接方法、焊接工艺参数、装配顺

6、序、预热、后热及焊后热处理等。焊接方法对焊接性影响很大，主要表现在热源特性和保护条件两个方面。不同的焊接方法其热源在功率、能量密度、最高加热温度等方面有很大差别。金属在不同热源下焊接，将显示出不同的焊接性能。如电渣焊功率很大，但能量密度很低，最高加热温度也不高，焊接时加热缓慢，高温停留时间长，使得热影响区晶粒粗大，冲击韧性显著降低，必须经正火处理才得改善。与此相反，电子束焊、激光焊等方法，功率不大，但能量密度很高，加热迅速。高温停留时间短，热影响区很窄，没有晶粒长大的危险。调整焊接工艺参数，采取预热、多层焊和控制层间温度等其它工艺措施，可以调节和控制焊接热循环，从而可改变金属的焊接性。

7、如采取焊前预热或焊后热处理等措施，则完全可能获得没有裂纹缺陷，满足使用性能要求的焊接接头。3）    结构因素主要是指焊接结构和焊接接头的设计形式，如结构形状、尺寸、厚度、接头坡口形式、焊缝布置及其截面形状等因素对焊接性的影响。其影响主要表现在热的传递和力的状态方面。不同板厚、不同接头形式或坡口形状其传热速度方向和传热速度不一样，从而对熔池结晶方向和晶粒成长发生影响。结构的开关、板厚和焊缝的布置等，决定接头的刚度和拘束度，对接头的应力状态产生影