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《金屬材料焊接性-碳鋼的焊接》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第五章焊接成型第19講1475.1.1焊接性概念金屬焊接性是金屬是否能適應(yīng)焊接加工而形成完整的、具備一定使用性能的焊接接頭的特性。焊接性包括工藝焊接性和使用焊接性。工藝焊接性是指在一定焊接工藝條件下，能否獲得優(yōu)良致密，無缺陷焊接接頭的能力。它不是金屬本身所固有的性能，而是根據(jù)某種焊接方法和所采用的具體工藝措施來進行評定的。所以金屬材料的工藝焊接性與焊接過程密切相關(guān)。§5.1金屬材料的焊接性及其試驗方法247對于熔焊，一般都要經(jīng)歷傳熱過程和冶金反應(yīng)過程，因而又可把工藝焊接性分為“熱焊接性”和“冶金焊接性”。熱焊接性是指焊接熱循環(huán)對焊接熱影響區(qū)
2、組織性能及產(chǎn)生缺陷的影響程度。用以評定被焊金屬對熱的敏感性，如晶粒長大，組織性能變化等。它主要與被焊材質(zhì)及焊接工藝有關(guān)。冶金焊接性是指在一定冶金過程的條件下，物理化學(xué)變化對焊縫性能和產(chǎn)生缺陷的影響程度。它包括合金元素的氧化、還原、氮化、蒸發(fā)、氫、氧、氮的溶解等對形成氣孔、夾雜、裂紋等缺陷的影響，用以評定被焊材料對冶金缺陷的敏感性。347使用焊接性是指焊接接頭或整個結(jié)構(gòu)滿足產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的使用性能的程度。使用性能取決于焊接結(jié)構(gòu)的工作條件和設(shè)計上提出的技術(shù)要求。通常包括常規(guī)力學(xué)性能、低溫韌性、抗脆斷性能、高溫蠕變、疲勞性能、持久強度、耐蝕性能
3、和耐磨性能等。4475.1.2金屬的焊接性試驗一般來說，評價焊接性的準(zhǔn)則主要包括：一是評定焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，為制定合理的焊接工藝提供依據(jù)；二是評定焊接接頭能否滿足結(jié)構(gòu)使用性能的要求。547㈠焊接性試驗內(nèi)容按材料的不同特點和不同使用要求、焊接性試驗內(nèi)容有：１．焊縫和HAZ抗熱裂紋能力；２．焊縫和HAZ抗冷裂紋能力；３．焊縫接頭的抗脆性轉(zhuǎn)變能力；４．接頭的使用性能。包括接頭常規(guī)力學(xué)性能，對于在高溫、低溫、腐蝕、磨損和動載疲勞等不同環(huán)境中工作的結(jié)構(gòu)，則應(yīng)根據(jù)不同要求分別進行相應(yīng)的高溫性能、低溫性能、脆斷、抗腐蝕性、耐磨性和動載疲勞等試驗
4、。647㈡焊接性試驗方法分類１．模擬類方法一般不需要實焊接頭，而只是利用模擬焊接熱循環(huán)，人為創(chuàng)造缺口或電解充氫等手段，估價金屬在焊接時可能發(fā)生的變化和問題，為制定合理的工藝條件提供依據(jù)。優(yōu)點：節(jié)約材料和工時，試驗周期短，可以將接頭內(nèi)某一區(qū)域局部放大，從而使有些因素孤立出來，便于分析研究和尋求改善焊接性的途徑。最常用的有熱—應(yīng)力模擬試驗、插銷試驗等。747２．實焊類方法特點：在一定條件下進行焊接，通過實焊來評價焊接性，有時是在生產(chǎn)條件下進行焊接，然后檢查焊接接頭是否發(fā)生缺陷，或進行力學(xué)性能或其它方面的試驗。也有時是使用一定形狀尺寸的試樣在規(guī)定
5、條件下進行焊接，再作各種檢查。常用的有斜Ｙ坡口對接裂紋試驗，窗口拘束試驗、剛性固定對接裂紋試驗以及不銹鋼晶間腐蝕試驗。３．理論計算類方法在大量生產(chǎn)和科學(xué)研究經(jīng)驗的基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出來的理論計算方法，主要依據(jù)母村或焊縫金屬的化學(xué)成分，加上某些其它條件（如接頭拘束度、焊縫擴散氫含量），然后通過一定的經(jīng)驗公式計算，估計冷裂、熱裂、再熱裂紋的傾向大小。由于是經(jīng)驗公式，這類方法的應(yīng)用更是有條件限制的，且多半是間接，粗略估計材料的焊接性問題。847圖5.1焊接性試驗方法分類947㈢選擇或設(shè)計焊接性試驗方法的原則1．針對性進行焊接性試驗的實驗條件應(yīng)盡量接近
6、實際焊接條件。２．可靠性焊接性試驗應(yīng)盡量避免人為因素的影響，試驗結(jié)果要有較好的再現(xiàn)性，數(shù)據(jù)不可過于分散。如果實驗結(jié)果很不穩(wěn)定、數(shù)據(jù)很分散，就很難看出規(guī)律，更不可能用于生產(chǎn)實踐。為此，一方面要嚴(yán)格實驗條件；另一方面還要盡可能用自動化、機械化的方法取代手工操作。這樣才能保證試驗結(jié)果的可靠性。３．經(jīng)濟性在足以獲得可靠結(jié)果的前提下，應(yīng)力求作到消耗材料少，加工周期短，試驗費用省。10475.1.3常用焊接性試驗方法㈠斜Y形坡口焊接裂紋試驗法此試驗方法主要用于評定碳素鋼和低合金高強鋼焊接熱影響區(qū)的冷裂紋敏感性。①試件制備試件形狀及尺寸如圖1-2所示，由
7、被焊鋼材制成。板厚不作規(guī)定，常用9～38mm，坡口用機械切削加工。每一種試驗條件要制備兩塊以上試件。兩端各在60mm范圍內(nèi)施焊拘束焊縫，采用雙面焊透。要保證待焊試驗焊縫處有2mm裝配間隙和不產(chǎn)生角變形。1147圖5.2試件的形狀尺寸1247②試驗條件推薦采用下列焊接工藝參數(shù)：焊條直徑4mm，焊接電流(170±10）A，電弧電壓(24±2)V，焊接速度(150±10)mm/min。用焊條電弧焊時按圖5-3所示施焊試驗焊縫。用焊條自動送進裝置施焊時按圖5-4所示進行。只焊一道焊縫不填滿坡口，焊后48h后才進行裂紋檢測和解剖。1347圖5.3焊條
8、電弧焊試驗焊縫圖5.4焊條自動送進的試驗焊縫1447圖1-5試樣裂紋長度計算②檢測與計算用肉眼或手持放大鏡來檢測焊接接頭的表面和斷面是否有裂紋。并按下列方法分別計算表面、根部和斷
