焊接冶金学及金属材料焊接 电子课件模块六.ppt

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1、模块六金属的焊接性试验任务1金属焊接性的影响因素任务2金属焊接性的分析方法任务3常用的焊接性试验方法任务一金属焊接性的影响因素一、金属焊接性的概念定义：金属焊接性是指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力。二、影响焊接性的因素1、材料因素2、工艺因素3、结构因素4、使用条件（服役环境）任务二金属焊接性的分析方法焊接性分析:就是对金属材料焊接的难易程度作出判断或预测，估计焊接过程可能出现的问题，分析产生问题的原因和寻求解决问题的办法。一、利用化学成分及性能分析（一）利用化学成分分析1、碳当量法在各种元素中，碳对冷裂纹

2、敏感性影响最显著，可以把钢中合金元素的含量按相当于若干碳含量折算并叠加起来，作为粗略评定钢材冷裂纹倾向的参数指标，即所谓碳当量（CE或Ceq）。2、焊接冷裂纹敏感指数法合金结构钢焊接时产生冷裂纹的原因除化学成分外，还与焊缝金属组织、扩散氢含量、接头拘束度等密切相关。3、热裂纹敏感指数法考虑化学成分对焊接热裂纹敏感性的影响，在试验研究的基础上提出可预测或评估合金结构钢热裂纹敏感性指数的方法。4、再热裂纹敏感性指数法（1）△G法△G=Cr﹢3.3Mo﹢8.1V﹣2(%)（2）PSR法此法主要更全面地考虑到Cu、Nb、Ti等元素对再热裂纹的影响，计算公式为：PS

3、R=Cr﹢Cu﹢2Mo﹢5Ti﹢7Nb﹢10V﹣2(%)5、层状撕裂敏感性指数法（二）利用化学性能分析从焊接对象材料的化学性能出发，考虑焊缝金属被有害元素侵害的倾向性。二、利用CCT图分析焊接连续冷却组织转变图（CCT图）是表征某种钢的焊缝及热影响区在各种连续冷却条件下转变开始温度和终了温度、转变开始时间和终了时间，以及转变的组织、室温硬度与冷却速度之间关系的曲线图。由于焊接热影响区CCT图应用比较广泛，一般焊接CCT图多指焊接热影响区CCT图。焊接连续冷却转变图反映了焊接热影响区从高温连续冷却时，热影响区显微组织和室温硬度与冷却速度的关系。这种关系可以方

4、便地预测热影响区组织、性能和硬度变化，预测某种钢焊接热影响区的淬硬倾向和产生冷裂纹的可能性。同时也可以作为调整焊接热输入、改进焊接工艺（包括焊前预热和焊后热处理等）的依据。三、利用材料的物理性能分析金属材料的熔点、热导率、线膨胀系数、密度等物理性能参数也对焊接热循环、熔池结晶、相变等过程产生影响，从而影响焊接性。任务三常用的焊接性试验方法一、焊接性试验的方法及选用原则（一）焊接性试验的方法（二）焊接性试验的选用原则1、可比性2、针对性3、再现性4、经济性图６-3斜Y形坡口焊接裂纹试验的试件形状与尺寸二、斜Y形坡口焊接裂纹试验方法1、试件的制备2、试验条件及

5、步骤试验焊缝选用的焊条应与母材匹配，所用焊条应严格烘干。通常选用标准焊接参数：焊条直径Φ=4mm；焊接电流I=（170±10）A；焊接速度V=（150±10）mm/min；电弧电压U=（24±2）V。采用焊条电弧焊时，试验焊缝按图6-4a所示方法焊接，当采用自动送进装置焊接时，按图6-4b所示进行。焊后室温放置不少于24小时后，才能开始进行裂纹的检测。3、检测与裂纹率计算表面裂纹率根部裂纹率断面裂纹率式中:∑Lf—表面裂纹长度总和（mm）；∑lr—根部裂纹长度总和(mm)；L—试验焊缝长度（mm）；∑Hs—5个断面裂纹深度总和（mm）；∑H—5个断面焊缝的

6、最小厚度总和（mm）。一般认为低合金钢在这种试验中表面裂纹率不超20﹪，用于生产是安全的。三、焊接热影响区最高硬度试验方法1、试件的制备2、试验条件焊接前应采取适当的方法去除试件表面有害于焊接的水、油、铁锈及氧化皮。焊条原则上应适合于所焊的试件，直径为4mm。焊接时，在试件两端要支承架空，试件下面要留有足够的空间。1号试件在室温下，2号试件在预热温度下进行焊接。如图6-6所示，沿试件轧制表面的中心线焊出（125±10）mm长的焊缝。试验焊缝采取平焊位置进行焊接。焊接规范原则上如下：焊接电流（170±10）A，焊接速度为（150±10）mm／min。试件焊后

7、在静止的空气中自然冷却，且不进行任何热处理。3、硬度的测定焊后至少要经过12h才能取测量硬度的试样，取后要尽快测试硬度。硬度测量试样的检测面经研磨后，再加以腐蚀。四、插销试验1、试样制备底板材料应与被研究材料相同或两者热物理参数基本一致。底板厚度20mm，底板尺寸:200mm×300mm，底板钻孔数小于或等于4，位置处于底板纵向中心线上，孔的间距为33mm，见图6-11所示。2、试验程序按试验所选用的焊接方法，严格控制确定的焊接规范，按照规定在底板熔敷一焊道。焊道长100～150mm(同组试验中焊道长应相等)。焊道的焊接方向垂直于底板的纵向。试验所用焊接材

8、料应符合相应标准。不预热试验时，试件的初始温度应为室温。预热试验时