焊缝结晶过程.ppt

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1、高级焊工工艺第四讲复习旧课一、填空题1.超出木材表面连线上的那部分焊缝金属的最大高度叫_。2.熔焊时，焊件接缝所处的空间位置叫_，可用__和_来表示。3.带钝边V型焊缝的符号是，角焊缝的符号是；表示焊缝表面平齐的符号是；表示环绕工件周围焊缝的符号是_。4.焊缝横截面上的尺寸应标在基本符号的侧，焊缝长度方向的尺寸应标在基本符号的_侧，坡口角度、坡口面角度、根部间隙等尺寸均应标在基本符号的侧，相同焊缝数量符号应标在。5.焊缝符号一般由、、、和组成。二、选择题1.焊缝倾角为0°焊缝转角为90°的焊接位置是指()。A平焊B横焊C立焊B仰焊2.焊缝倾角为90°,270°的焊接位置是指()位

2、置。A立焊B横焊C立焊D仰焊3.焊缝成形系数是()的比值用Ψ表示.AB与HBH与BCH与a4.()符号是表示焊缝表面形状的符号A基本B辅助C补充复习旧课模块一焊接基础知识包括课题一课题四课题二课题三焊条、焊丝及母材的熔化1焊接冶金过程2焊缝结晶过程3焊接热影响区的组织和性能4课题二焊接冶金基础控制和改善焊接接头性能的方法5课题二焊接冶金基础三、焊缝结晶过程焊缝金属从高温的液体状态冷却至常温的固体状态经历了两次结晶过程：1.从液相转变为固相的一次结晶.2.在固相焊缝金属中出现同素异构转变的二次结晶.熔池结晶过程研究目的：1.熔池凝固过程对焊缝金属的组织、性能具有重要影响。2.防止气

3、孔、夹杂、偏析、结晶裂纹等焊接缺陷.3.防止晶体缺陷影响接头性能.1.定义:焊缝金属由液态转变为固态的凝固过程称为焊缝金属的一次结晶。一、焊缝金属的一次结晶2.基本过程1）晶核生成2）晶核长大1.熔池体积小、冷却速度大。2.熔池中的金属处于过热状态。3.溶池在运动状态下结晶。一次结晶特殊性二、焊接熔池一次结晶的特点和形态产生淬硬、粒状晶等组织①金属烧损严重②非自发形核少随热源移动，熔化和凝固同时进行，搅拌作用有利于得到性能好的焊缝1.熔池中晶核的形成①自发形核②非自发形核③熔池中的现成表面合金元素或杂质的悬浮质点。（在一般情况下所起作用不大）熔合区附近加热到半熔化状态的基体金属晶

4、粒表面。焊接时，为改善焊缝金属的性能，通过焊接材料加入一定量的合金元素（如钼、钒、钛、铌等），可以作为熔池中非自发形核的质点，从而使焊缝金属晶粒细化。（变质处理）现成表面熔池结晶的一般规律1）以新生的晶核为核心，不断向焊缝中心成长。但长大的趋势各不相同，有的一直长到焊缝中心，有的长到半途而停止。2）在一个晶粒内部晶胞具有相同的方位，称为“位向”。不同的晶粒具有不同的位向，称为各向异性。因此，在某一个方向上的晶粒就最易长大。3）当晶体的最易长大方向与最快散热的反方向相一致时，可优先成长，可一直长至熔池的中心，形成粗大的柱状晶体。4）有的晶体取向不利于生长，则晶粒的成长就停止下来。2

5、.熔池中的晶核长大以上现象说明焊缝中柱状晶体的长大是有方向选择的。1.熔池的结晶方向和结晶速度对焊接质量有很大的影响，特别是对裂纹、夹杂、气孔等缺陷的形成影响更大。2.晶粒的成长方向也是垂直于结晶等温面的。3.如图所示，晶粒主轴的成长方向与结晶等温面正交，并且以弯曲的形状向焊缝中心成长。熔池结晶的线速度2.纯金属的结晶形态①正的温度梯度：平面晶，生长缓慢（主要）②负的温度梯度：生长速度快，除主轴外，还有分枝，生成树枝晶（较少）151.分类结晶形态的不同，是由于金属的纯度和散热条件的不同所致。熔池结晶的形态平面晶，高纯度的金属胞状晶胞状树枝结晶树枝状结晶液相的内部形成的树枝晶→等轴

6、晶213.焊缝各部位结晶形态的变化焊缝各部位出现不同的结晶形态：平面晶、胞状晶、树枝状晶、等轴晶。焊缝树枝状晶熔合区混晶熔合区混晶HAZ粗晶HAZ细晶4.实际焊缝凝固金属的组织形态实际焊缝凝固金属的组织形态不一定具有上述全部结晶形态，一般来说由柱状晶和少量等轴晶构成。柱状晶内：平面晶、胞状晶、树枝状晶等轴晶内：树枝晶柱状晶+少量等轴晶24例1：焊条电弧焊接凝固组织Q235、14MnMoNbB钢25例2：埋弧焊接凝固组织Q235A钢改善措施工艺措施冶金措施提高冷却速度采用多层焊振动结晶加入变质剂加入能够细化晶粒的元素改善一次结晶组织措施三、焊缝结晶过程中的偏析1.偏析的定义焊缝金属

7、中化学成分分布不均匀的现象称为偏析2.偏析的产生时间主要产生在一次结晶时3.偏析的影响1）偏析的化学成分分布不均导致性能改变。2）产生裂纹、气孔、夹杂物等焊接缺陷4.偏析的分类1）显微偏析熔池一次结晶时，最先结晶的结晶中心金属最纯，后结晶部分含其它合金元素和杂质略高，最后结晶部分，即结晶的外端和前缘所含其它合金元素和杂质最高。在一个柱状晶粒内部和晶粒之间的化学成分分布不均匀现象称为显微偏析。4.偏析的分类1）显微偏析2）区域偏析熔池一次结晶时，由于柱状晶体的不断长大和推移，会把杂