第1章金属焊接性及其试验方法汇总ppt课件.ppt

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1、第1章金属焊接性及试验方法1.1金属焊接性概述知识目标：理解金属焊接性的概念、内容以及影响金属焊接性的因素。能力目标：能够初步掌握金属焊接性的分析方法。1.1金属焊接性概述1.1.1金属焊接性概念材料对焊接加工工艺的适应性，是指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和该焊接接头能否在使用条件下可靠运行的一种特性。金属焊接性的概念具有相对性通过比较用氧—乙炔气焊和交流氩弧焊焊接铝合金时的焊接性可以得出下面的结论：同种材料在不同的焊接工艺下焊接性可以表现出很大差异1.1.2金属焊接性内容工艺焊接性使用焊接性（1）工艺焊接性定义

2、：在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷的焊接接头的能力。热焊接性分类冶金焊接性在焊接热过程中，对焊接热影响区的组织性能及产生缺陷的影响程度冶金反应对焊接性能和产生缺陷的影响程度（2）使用焊接性定义：焊接接头或整体焊接结构满足技术要求条件所规定的各种使用性能的程度。包括：力学性能低温性能抗脆断性能疲劳强度耐磨性等1.1.3影响金属焊接性的因素材料因素设计因素工艺因素服役环境因素1.1.4评定焊接性的程序根据被评定材料的有关数据和图表对其焊接性进行初步分析进行焊接性实验实焊性试验模拟性试验1.2金属焊接性试验方法知识目标：1.了解

3、金属焊接性试验的重要性2.理解金属焊接性试验的内容能力目标：1.能够对金属的焊接性进行试验与分析1.2金属焊接性试验方法1.2.1金属焊接性试验内容（1）焊缝金属抗热裂纹的能力（2）焊缝及热影响区抗冷裂纹的能力（3）焊接接头抗脆性转变的能力（4）焊接接头的使用性能1.2.2金属焊接性试验方法（1）焊接性试验方法的选择原则针对性可靠性经济性（2）工艺焊接性试验方法①碳当量估算法定义：把钢中合金元素（包括碳）的含量按其作用换自成碳的相当含量。碳当量公式：CECeqCE(IIW)CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(

4、%)主要适用于中、高强度的非调质低合金高强度钢σb=500～900MPa，ωc＞0.18%。CE＜0.40%时，焊接性良好CE=0.40%～0.60%，特别当大于0.5%时，钢材易于淬硬，焊接前需预热。CE＞0.6%，焊接性差，需要严格制定焊接工艺。例如：已知20CrMo钢中，WC＝0.20%，WMn＝0.5%，WCr＝0.90%，WMo＝0.20%，WNi＝0.030%，Wcu＝0.030%,根据国际焊接学会（ⅡW）所推荐的CE（ⅡW）求该钢种的碳当量,并判断其焊接性。解答：根据国际焊接学会（ⅡW）所推荐的CE（ⅡW）如下：把20CrM

5、o钢中各个元素的含量带入前面的公式计算可得CE（ⅡW）=0.5%说明该钢材的焊接性一般，为了保证焊接质量需要一定的预热等处理措施。Ceq(JIS)Ceq=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14(%)主要适用于低碳调质的低合金高强度钢(σb=500～1000MPa)，ωc＜0.18%。一般碳当量值越高，焊接性越差，容易出现冷裂纹。②焊接冷裂纹敏感系数适用于低碳微量多合金元素的低合金高强钢（C%=0.07%-0.22%）Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B(%)

6、Pc=Pcm+［H］/60+h/600或Pc=Pcm+［H］/60+R/40000Pcm-钢中合金元素的碳当量，%；Pc-焊接冷裂纹敏感系数；［H］熔敷金属中扩散氢含量(ml/100g，甘油法；R接缝拉伸拘束度(kg/mm．mm)根据上面的公式可以计算出无裂纹焊缝所需预热温度：T0=1440Pc-392(℃)③CCT图或SHCCT图法根据CCT图或SHCCT图可以判断在不同冷却条件下所获得的组织和硬度。可估计出在一定的焊接工艺条件下，产生冷裂纹或淬硬组织的可能性。1④焊接热影响区最高硬度试验方法用途：判断被焊钢材的淬硬倾向和冷裂纹的敏感性

7、。试件的尺寸：板厚20mmδ>20mm机械加工成20mm，保留一轧制面δ<20mm不需加工试件的形状：焊接焊前准备清理试件，并将试件架空参数1号试样室温下焊接2号试样预热温度下焊接焊接I=170±10AV=150mm/min±10mm/min焊条直径ø=4mm焊后自然冷却12个小时取样和检验：照图取试样并对其进行研磨腐蚀取7个以上的点，用载荷为10kg的维氏硬度进行测量⑤斜Y形坡口焊接裂纹试验法用途：评价碳素钢和低合金高强钢打底焊缝及热影响区的冷裂纹倾向试样制备：机械加工如图试样焊前准备对焊件进行清理并用丙酮进行清洗参数I=170A±10

8、AU=24V±2VV=150mm/min±10mm/minø=4mm(焊前烘干)焊接先对拘束焊缝用低氢型焊条进行对称施焊；再焊接试验焊缝焊接方式试样取样和检验：试样焊后放置48h表面裂纹率：C