金屬材料焊接性

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1、金屬材料焊接性第2章焊接性及其試驗(yàn)評(píng)定1?焊接：通過(guò)加熱或加壓，加或不加填充材料，使兩個(gè)物體進(jìn)行原子間的結(jié)合形成不可分割的整體的工藝過(guò)程。2?焊接性：指同質(zhì)材料或異質(zhì)材料在制造工藝條件下，能夠焊接形成完整接頭并滿(mǎn)足預(yù)期使用要求的能力。3.影響焊接性的四大因素是：材料，設(shè)計(jì)，工藝及服役環(huán)境。4?評(píng)定焊接性的原則主要包括：①評(píng)定焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向,為制定合理焊接工藝提供依據(jù)；②評(píng)定焊接接頭能否滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)使用性能的要求；設(shè)計(jì)新的焊接試驗(yàn)方法就符合下述原則：可比性，針對(duì)性，再現(xiàn)性和經(jīng)濟(jì)性。5?碳當(dāng)

2、量：把鋼中合金元素的含量按相當(dāng)于若干碳含量折算并疊加起來(lái)，作為粗略評(píng)定鋼材冷裂紋傾向的參數(shù)指標(biāo)。6?斜Y型坡口對(duì)接裂紋試驗(yàn)：0的是主要用于鑒定低合金高強(qiáng)鋼第一層焊縫和HAZ形成冷裂紋傾向，也可用于擬定焊接工藝。1)試件制備，被焊鋼材板厚5=9-38mmo對(duì)接接頭坡口用機(jī)械方法加工，試板兩端各在60mm范圍內(nèi)施焊拘束焊縫，采用雙曲焊。注意防止角變形和未焊透。保證中間待焊試樣焊縫處有2mm間隙。2)試驗(yàn)條件：試驗(yàn)焊縫選用的焊條就與母材相匹配，所用焊條應(yīng)嚴(yán)格烘干，焊條直徑4mm，焊接電流(170±10

3、)A,焊接電壓(24±2)V,焊接速度(150±10)mm/mino試驗(yàn)焊縫可在各種不同溫度下施焊，試驗(yàn)焊縫只焊一道，不填滿(mǎn)坡口。焊后靜置和自然冷卻24h后截取試樣和進(jìn)行裂紋檢測(cè)。3）檢測(cè)與裂紋條率計(jì)算。用肉眼或手持5-10倍放大鏡來(lái)檢測(cè)焊縫和熱影響區(qū)的表面和斷面是否有裂紋。一般認(rèn)為低合金鋼“小鐵研”試驗(yàn)表曲裂紋率小于20%時(shí)，一般不產(chǎn)生裂紋。7?插銷(xiāo)試驗(yàn)：冃的，主耍評(píng)定鋼材的氫致延遲裂紋傾向，附加其他設(shè)備，也可以測(cè)定再熱裂紋敏感性和層狀敏感性。1）試件制備，將被焊鋼材加工或圓柱的插銷(xiāo)試棒，沿軋

4、制方向取樣并注明插銷(xiāo)在厚度方向的位j試棒上端附近有環(huán)形或螺形缺口。將插銷(xiāo)試棒插入底板相應(yīng)的孔中，使帶缺口一端與底板表面平齊。對(duì)于環(huán)形缺口的插銷(xiāo)試棒，缺口與端面的距離a應(yīng)使焊道熔深與缺口根部所截平面相切或相交，但缺口根部圓周被熔透的部分不得超過(guò)20%。對(duì)于低合金鋼，a值在焊接熱輸入為E=15KJ/cm時(shí)為2mm02）試驗(yàn)過(guò)程，按選定的焊接方法和嚴(yán)格控制的工藝參數(shù)，在底板上熔一層堆焊焊道，焊道中心線(xiàn)通過(guò)試樣的中心，其熔深應(yīng)使缺口尖端位于熱影響區(qū)的粗晶區(qū)，焊道長(zhǎng)度L約100-150mmo施焊時(shí)應(yīng)測(cè)定8

5、00-500°C的冷卻時(shí)值t8/5值，不預(yù)熱焊接時(shí)，焊后冷卻至100-150°C時(shí)加載；焊前預(yù)熱時(shí)，應(yīng)在高于預(yù)熱溫度50-70°C時(shí)加載。載荷應(yīng)在lmin之內(nèi)且在冷卻至100°C或高于預(yù)熱溫度50-70°C之前施加完畢。如有后熱，應(yīng)在后熱之前加載。當(dāng)試棒加載時(shí)，插銷(xiāo)可能在載荷持續(xù)時(shí)間內(nèi)發(fā)生斷裂，記下承載時(shí)間。第3章合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性1?高強(qiáng)鋼：屈服強(qiáng)度os^295MPa的強(qiáng)度用鋼均可稱(chēng)為高強(qiáng)鋼。2?Mn的固溶強(qiáng)化作用很顯著，sMnW1.7%時(shí)，可提高韌性，降低脆性轉(zhuǎn)變溫度，Si會(huì)降低塑性，韌性，

6、Ni既固溶強(qiáng)化又同時(shí)提高韌性且大幅度降低脆性轉(zhuǎn)變溫度的元素，常用于低溫鋼。3.熱軋鋼（正火鋼）：屈服強(qiáng)度為295-490MPa的低合金高強(qiáng)鋼，一般是在熱軋或止火狀態(tài)下供貨使用。4.高強(qiáng)鋼焊接接頭的設(shè)計(jì)原則：高強(qiáng)鋼以其強(qiáng)度作為選用依據(jù)，因而焊接接頭的原則為：焊接接頭的強(qiáng)度等于母材的強(qiáng)度（等強(qiáng)原則），分析：①焊接接頭強(qiáng)度大于母材強(qiáng)度，塑韌性降低，②等于時(shí)壽命相當(dāng)③小于時(shí),接頭強(qiáng)度不足。5?熱軋及止火鋼的焊接性：熱軋鋼含有少量的合金元素一般情況下冷裂紋傾向不大，正火鋼由于含合金元素較多，淬硬傾向有所增

7、加，隨著正火鋼碳當(dāng)量及板厚的增加，淬硬性及冷裂紋傾向隨之增大。影響因素：⑴碳當(dāng)量⑵淬硬傾向：熱軋鋼的淬硬傾向及正火鋼的淬硬傾向⑶熱影響區(qū)最高硬度，熱影響區(qū)最高硬度是評(píng)定鋼材淬硬傾向和冷裂紋感性的一個(gè)簡(jiǎn)便的方法。6.SR裂紋（消除應(yīng)力裂紋，再熱裂紋）：含Mo正火鋼厚壁壓力容器之類(lèi)的焊接結(jié)構(gòu)，進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理或焊后再次高溫加熱的過(guò)程中，可能出現(xiàn)另一種形式的裂紋。7.韌性是表征金屬對(duì)脆性裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展難易程度的性能。8?低合金鋼選擇焊接材料時(shí)必須考慮兩個(gè)方面的問(wèn)題：①不能有裂紋等焊接缺陷②能滿(mǎn)足

8、使用性能耍求。熱軋鋼及正火鋼焊接一般是根據(jù)其強(qiáng)度級(jí)別選擇焊接材料，其選用要點(diǎn)如下：①選擇與母材力學(xué)性能匹配的相應(yīng)級(jí)別的焊接材料②同時(shí)考慮熔合比和冷卻速度的影響③考慮焊后熱處理對(duì)焊縫力學(xué)性能的影響。9.確定焊后回火溫度的原則：①不耍超過(guò)母材原來(lái)的回火溫度以免影響母材本身的性能②對(duì)于有回火的材料，要避開(kāi)岀現(xiàn)回火脆性的溫度區(qū)間。10?調(diào)質(zhì)鋼：淬火+回火（高溫）?！?高強(qiáng)鋼焊接采用“低強(qiáng)匹配”能提高焊接區(qū)的抗裂性。12?低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時(shí)要注意兩個(gè)基本問(wèn)題：①要求馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的冷卻速度不能太快，使馬氏體有