船舶焊接工艺船舶焊接与材料第六章ppt课件.ppt

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1、第六章船用金属材料的焊接教学目标:１．重点理解与掌握一般强度船用结构钢和高强度船用结构钢的焊接；２．一般理解与掌握金属材料的焊接性及焊接性试验方法；3．一般了解不锈钢及非铁金属材料的焊接。第一节金属材料的焊接性内容:金属材料的焊接性及焊接性试验方法。目的：通过焊接性实验正确选择焊接工艺。一、金属焊接性概念1．定义金属材料的焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性，即在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。2．含义一是焊接工艺性的优劣，如焊接接头产生的缺陷，尤其是出现各种裂纹倾向的大小；二是焊接接头在使用过程中的可靠性，如焊接接头的力学

2、性能、耐蚀、耐热、导电、导磁等方面性能的持久性。在目前的技术状况下，绝对不可能焊接的材料是极少的，所以其焊接性好坏只是相对而言的。随着焊接技术的发展，金属材料的焊接性也在改变。二、金属焊接性影响因素（一）材料因素（二）工艺因素（三）结构因素（四）使用条件三、金属焊接性评定焊接性评定有间接判断法和直接试验法。（一）焊接性间接判断法1．碳当量法所谓碳当量是指把钢中的合金元素（包括碳）的含量按其作用换算成碳的相当含量，作为评定钢材焊接性的一种参考指标。国际焊接协会推荐，估算碳钢和低合金钢碳当量的公式为：CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(

3、Ni+Cu)/15(%)根据经验：CE越小，焊接性越好。当CE＜0.25％时，接性优良；当CE＝0.25%～0.4%时，焊接性良好；CE＝0.4％～0.6％时，焊接性尚可；当CE＞0.6％时，焊接性差。2．焊接冷裂纹敏感指数焊接冷裂纹敏感指数（Pc）不仅包括了母材的化学成分，又考虑了熔敷金属含氢量与拘束条件的作用。公式如下：Pc=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+B/5+δ/600+H/60式中：δ—板厚（mm）；H—焊缝中扩散氢含量（mL/100g）。当产品的结构材料及工艺已定，Pc数值越大，表示

4、冷裂纹的倾向越大。用公式计算粗步判断金属材料焊接性以后，还需进行试验加以检验。（二）焊接性直接试验法焊接性直接试验法可分为抗裂性试验，接头使用性能试验和工艺适应性试验。由于焊接裂纹是焊接接头中最危险的缺陷，所以用得最多的是焊接裂纹试验。通过焊接性试验，可以用较小得代价达到以下几个目的：第一、选择适用于基本金属的焊接材料。第二、确定合适的焊接工艺规范参数，包括焊接电流，电弧电压，焊接速度以及预热温度，层间温度，焊后缓冷及热处理等。第三、发展和研制新型材料，确定它的适应性并作出评价。1．抗裂性试验这种试验的目的在于了解材料焊接后产生裂缝的倾向，常

5、用的抗裂试验方法有：（1）Y型坡口裂纹实验；（2）菲斯柯裂纹试验（FISCO）；（3）插销试验；（4）Z向拉伸试验。抗裂性试验结果的评定，一般是用比较的方法，即把未知焊接性的材料与已知焊接性的材料进行对比；或在不同工艺措施下（如不同预热温度）的结果进行比较，也可以裂或不裂作为标准。2．接头使用性能试验这类试验是为保证焊接接头或整个结构在预定试验条件下安全运行而进行的。包括力学性能试验、接头腐蚀试验及产品技术条件中所规定的其它性能试验。常用的接头使用性能试验方法有：T字型弯曲试验；缺口冲击试验；接头腐蚀试验。3．工艺适应性试验这种试验主要是根据

6、实际生产条件而设计的。如多次重复焊接，火焰切割（如碳弧气刨）后的影响，定位焊试验等。第二节一般强度船用结构钢的焊接内容:一般强度船用结构钢焊接性及焊接工艺。目的：了解一般强度船用结构钢的焊接工艺。一、一般强度船用结构钢的焊接性一般强度船用结构钢含碳量≤0.22%，属于低碳钢，焊接性良好，焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施。但为了获得良好的焊接接头，操作时应注意以下问题：1．当焊件厚度大，结构刚性大，或施焊环境温度较低时，尤其是对D、E钢的焊接。要求进行预热。2．为了获得良好的焊缝形状，应适当增加焊缝宽度，特别是埋弧自动焊，使焊缝的成型系数大于

7、1.5为佳，以防止产生热裂纹。二、一般强度船用结构钢的焊接工艺（一）焊接方法一般强度船用结构钢几乎适用各种焊接方法进行焊接，船厂常用的焊接方法是焊条电弧焊、埋弧自动焊、CO2气体保护焊以及电渣焊等。（二）焊接材料可根据“等强度原则”选择焊条或焊丝。焊接一般简单且承受静载荷的船体结构，可选用酸性焊条；焊接承受动载荷和复杂或大厚度的重要船体结构，最好选用碱性焊条；焊丝常采用H08A、H08MnA或H08Mn2SiA；焊剂常用HJ431。（三）焊接工艺要点1．一般不需要预热、保持层间温度和后热处理；2．在低温环境下焊接厚件时，应预热焊件，防止产生冷

8、裂纹；3．厚度超过50mm的焊件，应进行焊后热处理以消除应力；4．电渣焊焊件焊后应正火以细化HAZ晶粒。第三节高强度船用结构钢的焊接内容:高强度船用结构钢焊接性及焊