各种钢材的性质及焊接工艺教学教程

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1、各种钢材的性质及焊接工艺教学教程第一讲§9-1金属焊接性的基本概念教学目的：金属焊接性的概念焊接性影响因素教学重点：焊接性概念教学难点：焊接性影响因素教学过程：一、金属焊接性的基本概念1、焊接性金属焊接性是指材料在施工条件下焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。金属焊接性是指材料对焊接加工的适应性，又分为工艺焊接性和使用焊接性。(1)工艺焊接性是指在一定的焊接工艺条件下能否获得优质致密、无缺陷焊接接头的能力。(2)使用焊接性是指焊接接头或整体结构满足技术条件中所规定的使用性能的程度。使用焊接性与产品的工作条件有密切关系。1

2、011、影响焊接性的因素(1)材料因素材料因素有钢的化学成分、冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态和力学性能等。其中化学成分（包括杂质的分布）是主要的影响因素。对焊接性影响较大的因素有碳、硫、磷、氢、氧和氮。对钢中合金元素来说，还有锰、硅、铬、镍、钼、钛、钒、铌、铜和硼等。(2)工艺因素包括施工时所采用的焊接方法、焊接工艺规程和焊后热处理等。对于同一母材，当采用不同的焊接方法和工艺措施时，会表现出不同的焊接性。（3）设计因素是指焊接结构的安全性不但受材料的影响，而且在很大程度还受到结构型式的影响。焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接

3、性也发生影响。结构的刚度过大，接口的断面突然变化，焊接接头的缺口效应等，均会不同程度地造成脆性破坏的条件。此外，在某些部位焊缝过度集中和多向应力状态也会对结构的安全性有不良影响。（4）服役环境因素101是指焊接结构的工作温度、负荷条件和工作环境。如在高温下工作时有可能发生蠕变；在低温或冲击载荷下工作时，会发生脆性破坏；在腐蚀介质中工作时，接头会发生腐蚀等。3、评价焊接性准则：（1）评定焊接接头产生焊接缺陷的倾向（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求小结：1、金属焊接性概念2、金属焊接性的影响因素作业：P109第1题课后记：101第二

4、讲§9-2常用焊接性试验方法教学目的：1、了解常用焊接性试验方法2、用间接估算法、斜丫形坡口试验法教学重点：碳当量估算法教学难点：热影响区最高硬度法教学过程：复习提问：焊接性概念及影响因素是什么？一、焊接试验的研究目的与方法焊接热裂纹试验焊接冷裂纹试验直接法再热裂纹试验层状撕裂试验热应变时效脆化试验工艺焊接性焊接气孔敏感性试验由碳当量推测焊接性裂纹敏感指数及临界应力为判据间接法连续冷却组织转变图焊接性试验方法分类断口分析及相组织分析焊接热影响区最高硬度焊接热、应力模拟试验直接法实际产品结构运行的服役试验压力容器的爆破试验使用焊接性焊缝及接

5、头的常规力学性能试验焊缝及接头的低温脆性试验间接法焊缝及接头的断裂韧性试验焊缝及接头的高温性能试验（蠕变、持久等）焊缝及接头疲劳、动载试验焊缝及接头抗腐性、耐磨性及应力腐蚀开裂试101焊接性试验方法的分类1、焊接性试验的研究目的研究目的：制定最佳焊接工艺和正确选材2、金属焊接性的研究方法（1）对母材进行的试验方法（2）对焊接接头的试验方法二、常用焊接性试验方法（一）间接估算法1、碳当量估算法碳当量：把钢中合金元素（包括碳）的含量按其作用换算成碳的相当含量。（1）计算公式国际焊接学会（IIW）推荐CECE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/

6、5+(Cu+Ni)/15(%)①适用于中高强度的非调质低合金高强钢。②一般可用碳当量预热某钢种的焊接性，以便确定是否需要采取预热和其他工艺措施。化学成分取上限。③板厚小于20mm。CE<0.4%,焊接性良好，不需预热。101CE=0.4%~0.6%，需适当预热、控制线能量等工艺措施CE>0.6%,属较难焊材料，需采取较高预热温度2、焊接热影响区（HAZ）最高硬度法焊缝金属切点熔合线硬度测定线图9-3硬度测定位置在O点两侧各取7个以上的点（测点15个以上）各点的间距0.5mm。小结：1、碳当量估算法、2、热影响区最高硬度法作业：某钢材的合金

7、元素含量如下，试计算其碳当量（0.77%）并说明相应工艺措施。C:0.28~0.35Mn:0.8~1.1Si:0.9~1.2Cr:0.8~1.1Ni:<0.3课后记：101第三讲§9-3常用焊接性试验方法教学目的：了解斜Y型坡口试验法教学重点：斜Y型坡口试验法应用教学难点：斜Y型坡口裂纹试验法过程教学过程：提问：什么是碳当量？IIW推荐碳当量公式如何？授新：斜Y型坡口试验法常用焊接裂纹繁感性试验方法有：焊接热裂纹、焊接冷裂纹、消除应力裂纹试验、层状撕裂。斜Y型坡口焊接裂纹试验法应用：焊接接头热影响区冷裂纹试验碳素钢和低合金高强钢打底焊缝及

8、其热影响区冷裂纹倾向1、试件制备：坡口加工：机械切割加工200试验焊缝拘来焊缝15080601012、试验方法（1）焊条：低氢型焊条、直径4~5mm。（2）上下各层正面和背面交替焊。（3）焊实