金屬材料焊接性

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1、金屬材料焊接性第2章焊接性及其試驗評定1?焊接：通過加熱或加壓，加或不加填充材料，使兩個物體進行原子間的結(jié)合形成不可分割的整體的工藝過程。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，工藝及服役環(huán)境。4?評定焊接性的原則主要包括：①評定焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向,為制定合理焊接工藝提供依據(jù)；②評定焊接接頭能否滿足結(jié)構(gòu)使用性能的要求；設(shè)計新的焊接試驗方法就符合下述原則：可比性，針對性，再現(xiàn)性和經(jīng)濟性。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，作為粗略評定鋼材冷裂紋傾向的參數(shù)指標(biāo)。6?斜Y型坡口對接裂紋試驗：0的是主要用于鑒定低合金高強鋼第一層焊縫和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對接接頭坡口用機械方法加工，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)試驗條件：試驗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試驗焊縫可在各種不同溫度下施焊，試驗焊縫只焊一道，不填滿坡口。焊后靜置和自然冷卻24h后截取試樣和進行裂紋檢測。3）檢測與裂紋條率計算。用肉眼或手持5-10倍放大鏡來檢測焊縫和熱影響區(qū)的表面和斷面是否有裂紋。一般認為低合金鋼“小鐵研”試驗表曲裂紋率小于20%時，一般不產(chǎn)生裂紋。7?插銷試驗：冃的，主耍評定鋼材的氫致延遲裂紋傾向，附加其他設(shè)備，也可以測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試棒，沿軋

4、制方向取樣并注明插銷在厚度方向的位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。對于環(huán)形缺口的插銷試棒，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20%。對于低合金鋼，a值在焊接熱輸入為E=15KJ/cm時為2mm02）試驗過程，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，焊道中心線通過試樣的中心，其熔深應(yīng)使缺口尖端位于熱影響區(qū)的粗晶區(qū)，焊道長度L約100-150mmo施焊時應(yīng)測定8

5、00-500°C的冷卻時值t8/5值，不預(yù)熱焊接時，焊后冷卻至100-150°C時加載；焊前預(yù)熱時，應(yīng)在高于預(yù)熱溫度50-70°C時加載。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，插銷可能在載荷持續(xù)時間內(nèi)發(fā)生斷裂，記下承載時間。第3章合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性1?高強鋼：屈服強度os^295MPa的強度用鋼均可稱為高強鋼。2?Mn的固溶強化作用很顯著，sMnW1.7%時，可提高韌性，降低脆性轉(zhuǎn)變溫度，Si會降低塑性，韌性，

6、Ni既固溶強化又同時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）：屈服強度為295-490MPa的低合金高強鋼，一般是在熱軋或止火狀態(tài)下供貨使用。4.高強鋼焊接接頭的設(shè)計原則：高強鋼以其強度作為選用依據(jù)，因而焊接接頭的原則為：焊接接頭的強度等于母材的強度（等強原則），分析：①焊接接頭強度大于母材強度，塑韌性降低，②等于時壽命相當(dāng)③小于時,接頭強度不足。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)最高硬度是評定鋼材淬硬傾向和冷裂紋感性的一個簡便的方法。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的焊接結(jié)構(gòu)，進行焊后消除應(yīng)力熱處理或焊后再次高溫加熱的過程中，可能出現(xiàn)另一種形式的裂紋。7.韌性是表征金屬對脆性裂紋產(chǎn)生和擴展難易程度的性能。8?低合金鋼選擇焊接材料時必須考慮兩個方面的問題：①不能有裂紋等焊接缺陷②能滿足

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