焊接冶金与焊接性

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1、焊接冶金与焊接性绪论1，焊接的本质和途径：焊接：通过加热，加压或两者共同作用，使所焊材料达到原子间结合，实现永久性连接的工艺。焊接途径：1加热2加压焊接本质：原子间结合焊接的结果：永久性连接2，焊接接头的组成：是指被焊材料经焊接后，发生组织和性能变化的区域，焊缝；融合区；热影响区。1）焊缝：是由被焊材料和添加材料经融化凝固后形成。2）热影响区：是指受焊接热循环的作用，使母材发生微观组织和性能变化的区域。3）融合区：是部分熔化的母材和部分未熔化的母材所组成的区域。3焊接热循环：1）概念：在焊接过程中，某点工件上的温度随时间由低到高达到

2、极值后，又由高到低的变化过程。2）主要参数：加热速度Vh，描述工件温度上升快慢。峰值温度Tm，是热循环曲线上对应的最高温度。高温停留时间Th，在某一较高温度以上的停留时间。冷却速度或冷却时间Vc，T8、53）热循环的特点：1，加热速度非常快；2，峰值温度高；3，高温停留时间短；4，冷却速度快；5，加热具有局部性和移动性。第一章焊接化学冶金1，焊接化学冶金的反应区1）药皮反应区：指开始化学反应的温度到药皮溶解（100——1200），主要反应有水分的蒸发，某些物质的分解及铁合金氧化。2）溶滴反应区：溶滴形成，长大，过度到熔池的过程。主要

3、反应有气体的溶解和分解，金属的蒸发，金属和合金的氧化还原，以及焊缝金属的合金化。溶滴反应区特点：1，反应温度高；2，反应时间短；3，相接触面积大；4，溶滴金属与熔渣发生强烈的混合。3）熔池反应区：特点：1，反应温度略低；2，反应时间增长；3，反应具有不同步性；4，熔池反应具有搅动作用。2焊接熔渣及其性质1）熔渣的作用：1，机械保护作用；2，冶金处理作用；3，改善焊接工艺性能。2）熔渣的种类和成分：1盐型熔渣：由金属的卤化物和不含氧的化合物组成。2盐——氧化物型熔渣：由金属的氟化物和氧化物组成。3氧化物型熔渣：由各种金属氧化物组成3焊

4、接熔渣对金属的氧化1）置换氧化：是指被焊金属与其他金属或非金属氧化物发生的置换反应而导致的氧化。2）扩散氧化：是指熔渣中的氧化物通过扩散进入被焊金属而使焊缝增氧。（满足分配定律）4焊缝金属的脱氧1）先期脱氧：指焊条药皮中的脱氧剂与分解出的氧化性气体发生的反应.2）沉淀脱氧（影响最大，最主要）：是利用溶解在液态金属中的脱氧剂，将被焊金属及其合金从其氧化物中还原出来，并使脱氧产物浮到熔渣中去。1锰脱氧：在酸性渣中，酸性氧化物sio2，tio2较多，易与碱性氧化物复合，形成复合氧化物。故在酸性渣中，利用锰脱氧效果好。2硅脱氧：在碱性渣中，

5、硅脱氧效果好。单独用硅脱氧：sio2的熔点高，粘度大，难以聚合为大尺度质点，故不利上浮。3硅锰联合脱氧：1）扩散脱氧：服从分配定律。5氮对焊接质量的影响：1，促进焊缝气孔的形成：与氮在固液相溶解度差非常大有关。2，改变焊缝的力学性能：提高强度，降低塑性韧性。3，引起焊缝的时效脆化：与焊缝中饱和的氮处于不稳定状态有关。氮的控制：1）加强焊接区的保护，防止空气的侵入。2）采用合理的焊接工艺：短弧焊，增大焊接电流，直反接。3）冶金脱氧。6氢对焊接质量的影响：1，暂态：白点，氢脆2，永久现象：气孔，裂纹7氧对焊接质量的影响：1，降低焊缝的力

6、学性能；2,形成co气孔；3，焊接飞溅大。第一章焊接接头的组织和性能1联生结晶和竞争生长1联生结晶：熔池边界开始，以未融化的母材晶粒为形核核心，向焊缝中心生长，形成于母材晶粒相同取向的柱状晶，成为联生结晶。2竞争生长（择优生长）:当晶体晶粒取向与最大温度梯度一致时。2焊缝的相变组织（低合金钢）：1）铁素体组织：1先共析铁素体；2侧板条铁素体；3针状铁素体；4细晶铁素体2）珠光体p3）贝氏体：1上贝氏体；2下贝氏体；3粒状贝氏体和条状贝氏体4）马氏体：1条状马氏体；2片状马氏体3焊缝组织和性能的控制1，锰和硅的作用（脱氧元素，强化元素

7、）对于锰硅系的焊缝，当锰硅含量较低时形成的是先共析铁素体，强度低韧性差。当锰硅含量较高时形成的是侧板条铁素体，韧性差。当锰硅含量适中时形成的是针状铁素体，良好的强韧性。2，钛和硼的作用（细晶元素）细化机理：1，Ti与O，N形成TiO，TiN质点，可作为AF非均质形核的核心，促进AF的形成。2，这种颗粒（高熔点质点）在结晶过程中，钉扎晶粒边界阻止奥氏体晶体的长大。3，Ti保护B不被氧化和N化，使N偏聚于晶界，降低晶界能阻碍GBF和FSP的形成。4焊接热影响区的组织分布（不易淬火钢热影响区的组织分布和性能）1，过热区邻近融合区，由于加热

8、温度高，金属严重过热，一些难溶的碳化物和氮化物溶入奥氏体中，使奥氏体晶粒发生严重长大冷却后主要得到粗大的铁素体和珠光体，甚至在热输入大或高温停留时间长时出现魏氏组织。2，完全重结晶区铁素体全部转化为奥氏体，发生重结晶，冷却后得到细小的