焊接冶金学-说明材料焊接性复习资料.doc

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1、第三章合金结构钢的焊接1、分析热轧钢和正火钢的强化方式及主强化元素有什么不同，二者的焊接性有何差别，在选择焊接材料时应注意什么问题？答：热轧钢通过固溶强化，主强化元素有：Mn、Si，而正火钢除了固溶强化之外，还利用合金元素的沉淀强化，主强化元素有：Mn、Mo、Nb、V、Ti等。热轧钢因其碳含量低，冷裂倾向不大，而正火钢随其强度级别、碳当量及板厚提高，淬硬性及冷裂倾向随之增加，需采取工艺措施，如控制焊接热输入、预热、焊后热处理等措施控制裂纹。热轧钢和正火钢因其碳含量较低，而锰含量较高，热裂纹倾向不大，但Cr、Mo等沉淀强化的正火钢具有消除应力裂纹倾向，可以采用提高预热温度或者焊后热处理等

2、措施来防止消除应力裂纹的产生。热轧钢和正火钢均可能产生粗晶脆化或者热应变脆化，正火钢需采用较小焊接热输入量，而热轧钢则需适中。在选择焊接材料时需注意：（1）选择与母材力学性能匹配的相应级别的焊接材料；（2）同时考虑熔合比和冷却速度的影响；（3）考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响。2、分型Q235的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求？答：Q235属于热轧钢，因其碳含量低，冷裂倾向不大；又因其锰含量较高，热裂倾向不大，主要问题是过热区可产生粗晶脆化，需控制焊缝热输入量。另外，具有一定的热应变脆化倾向，加入一定的氮化物形成元素可有效防止。Q235可采用焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊

3、等方法，选择与母材力学性能匹配焊接材料，主要有：焊条电弧焊E5015/E5016；埋弧焊HJ431、焊丝H08A/H08Mn2；二氧化碳保护焊：H08Mn2SiA6、低碳调质钢和中碳调质钢都属于调质钢，他们的焊接热影响区脆化机制是否相同？为什么低碳调质钢在调质状态下焊接可以保证焊接质量，而中碳调质钢一般要求焊后进行调制处理？答：低碳调质钢热影响区脆化的原因除了奥氏体晶粒粗化的原因外，更主要的是上贝氏体和M-A组元的形成。中碳马氏体脆化的主要原因是产生大量脆硬的高碳、粗大马氏体组织。低碳调质钢因其碳含量低，基体组织是强度和韧性都较高的低碳马氏体+下贝氏体；其马氏体转变点Ms较高，可提供一

4、次“自回火”，以上因素均有利于防止裂纹的产生，因而在调质状态下就可以保证其焊接质量。中碳调质钢因其含碳量及合金元素含量较多，Ms较低，形成高碳马氏体，且不提供“自回火”，致使焊缝和热影响区的淬硬性和冷裂倾向大，另外还有软化问题，高碳马氏体引起的硬化和脆化可以通过焊后回火处理予以解决，但无法消除高温回火区所引起的软化问题，只有焊后重新调质处理才能解决上述问题。8、同一牌号的中碳调质钢分别在调制状态和退火状态进行焊接时，焊接工艺有什么差别？为什么低碳钢一般不在退火状态下进行焊接？答：在退火状态下进行焊接，可以通过焊后调质处理获得性能满足要求的焊接接头，其主要问题是解决裂纹问题，常用的焊接方

5、法如：焊条电弧焊、埋弧焊/TIG/MIG等方法均可，选择焊接材料尽量保证不产生冷、热裂纹，焊缝金属的调质规范应和母材一致，采用很高的预热温度、层间温度和中间热处理等措施防止裂纹产生。在调质状态下进行焊接，主要问题是防止焊接裂纹、热影响区高碳马氏体所引起的硬化和脆化以及高温回火区所引起的强度降低。为了防止焊接冷裂纹，可选用塑韧性好的奥氏体焊条，如镍基合金。另外为了消除热影响区淬硬组织和防止延迟裂纹的产生，必须采用预热，层间温度控制，中间热处理，并应焊后及时进行回火处理，上述工艺过程的温度控制应比母材淬火后的回火温度至少低50℃。为了减少热影响区的软化，采用热量集中，能量密度高的焊接方法，

6、而且控制焊缝的热输入，采用TIG、MIG方法。低碳调质钢因其碳含量低，基体组织是强度和韧性都较高的低碳马氏体+下贝氏体，其Ms较高，可提供一次自回火，以上因素均有利于防止裂纹的产生，因而在调质状态下就可以保证其焊接质量，没有必要在退货状态下进行焊接。9.珠光体耐热钢的焊接特点与低碳调质钢有什么不同？珠光体耐热钢选用焊接材料的原则与强度用钢有什么不同？为什么？答珠光体耐热钢的焊接特点与低碳调质钢相似，焊接中存在的主要问题是冷裂纹、热裂纹以及热影响区的硬化、软化问题。但由于珠光体耐热钢的Cr、Mo等合金元素含量高于低碳调质钢，其消除应力裂纹倾向大；另外，由于珠光体耐热钢在350---500

7、℃温度区间长期运行，有产生回火脆化的问题。低碳调质钢一般采用低于200℃的预热温度，且不采用焊后热处理。而珠光体耐热钢一般均在预热状态下进行焊接，焊后大多进行高温回火处理。为了保证焊缝性能与母材匹配，具有必要的热强性，珠光体耐热钢的焊缝成分应与母材相近，且焊缝中的碳的质量分数要求比母材低一些，焊缝金属的合金成分及使用温度下的强度性能应与母材相一致，或应达到产品技术条件提出的最低性能指标。而一般强度用钢根据其强度级别选用焊接材料，一般采用“等强匹