焊接技術(shù) 6 金屬焊接性與焊接方法

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1、焊接冶金與金屬焊接性第六章金屬焊接性與焊接方法第六章金屬焊接性第一節(jié)焊接性與焊接性試驗(yàn)（一）金屬焊接性一、焊接性概念Weldability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。包括兩個(gè)方面：一是金屬在經(jīng)受焊接加工時(shí)對(duì)缺陷的敏感性；二是焊接接頭在一定的使用條件下可靠運(yùn)行的能力。第六章金屬焊接性1、影響焊接性的因素（1）材料因素焊接金屬、焊接材料（焊條、焊絲、焊劑、保護(hù)氣體）所有材料→影響熔池冶金和結(jié)晶過程，焊接金屬主要影響焊接HAZ區(qū)性能（2）工藝因素同一材料，不同的方法→不同的焊接性焊前預(yù)熱、焊后熱處理焊條焊劑的烘干，坡口

2、清理等：嚴(yán)格按規(guī)范執(zhí)行第六章金屬焊接性Prof.ZSUN，smse（3）結(jié)構(gòu)因素焊接接頭的剛度、應(yīng)力集中和多軸應(yīng)力等，在拘束盡量小的條件下焊接。（4）使用條件焊接結(jié)構(gòu)必需符合使用條件的要求。載荷性質(zhì)、工作溫度、介質(zhì)性質(zhì)極端條件下的焊接：腐蝕環(huán)境（海洋平臺(tái)），高溫環(huán)境（汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)），低溫環(huán)境（低溫設(shè)施），輻射環(huán)境（核設(shè)施），等第六章金屬焊接性Prof.ZSUN，smse二、焊接性試驗(yàn)（一）試驗(yàn)內(nèi)容1、焊縫金屬抵抗產(chǎn)生熱裂紋的能力2、焊縫及HAZ區(qū)抵抗產(chǎn)生冷裂紋的能力3、焊接接頭金屬抗脆性轉(zhuǎn)變能力4、焊接接頭的使用性能（二）焊接性試驗(yàn)方法模擬類方法，實(shí)焊

3、類方法，理論計(jì)算類方法第六章金屬焊接性1、斜Y坡口對(duì)接裂紋試驗(yàn)（Yslitcrackingtest）廣泛用于評(píng)價(jià)打底焊縫及其熱影響區(qū)冷裂傾向第六章金屬焊接性計(jì)算式：a）根部裂紋率b）表面裂紋率c）斷面裂紋率第六章金屬焊接性預(yù)熱溫度對(duì)裂紋影響：可測(cè)得能夠防止冷裂紋的臨界預(yù)熱溫度，評(píng)定冷裂敏感性冷卻速度、冷卻時(shí)間對(duì)裂紋的影響：可測(cè)得裂紋率急劇增長(zhǎng)的臨界冷卻速度或極限冷卻時(shí)間→評(píng)定冷裂敏感性斜Y坡口試驗(yàn)條件苛刻，一般，裂紋率不超過20%，在實(shí)際焊接時(shí)就不會(huì)開裂。第六章金屬焊接性直Y坡口：跟部裂紋敏感性第六章金屬焊接性2、插銷試驗(yàn)（Implanttest）一種簡(jiǎn)

4、便而又節(jié)省材料的試驗(yàn)方法主要用于考核材料的氫致裂紋敏感性，也可用于考核再熱裂紋及層狀撕裂等的敏感性。第六章金屬焊接性3、碳當(dāng)量計(jì)算分析國(guó)際焊接學(xué)會(huì)：適用于400～700MPa強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)鋼當(dāng)CE(IIW)?0.45%時(shí)，焊接厚度25mm以下的板可不預(yù)熱當(dāng)CE(IIW)?0.41%且w(C)?0.207%時(shí)，焊接厚度小于37mm的板可不預(yù)熱第六章金屬焊接性3、碳當(dāng)量計(jì)算分析美國(guó)焊接學(xué)會(huì)：適用成分（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，小于）：C0.6，Mn1.6，Ni3.3，Cr1.0，Mo0.6，Cu0.51，P0.05～0.15，當(dāng)Cu?0.5或P?0.05，則可不計(jì)入。第六章金

5、屬焊接性Prof.ZSUN，smse第六章金屬焊接性日本：適用于調(diào)質(zhì)低合金鋼，500～1000MPa，成分（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，小于）：C0.2，Si0.55，Mn1.5，Ni2.5，Cr1.25，Mo0.7，Cu0.5，V0.1，B0.006。HT50Ceq0.46%HT60Ceq0.52%預(yù)熱75oCHT70Ceq0.52%預(yù)熱100oCHT80Ceq0.62%預(yù)熱150oC第六章金屬焊接性日本伊藤：適用成分（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，%）：C0.07～0.22，Si0～0.60，Mn0.1～1.4，Ni0～1.2，Cu0～0.50，Cr0～1.20，Mo0～0.07，V

6、0～0.12，B0～0.005。擴(kuò)散氫H1.0～5.0mol/100g，板厚h19～59mm，焊接線能量17～80kJ/cm。計(jì)算所需的預(yù)熱溫度：第六章金屬焊接性第二節(jié)合金鋼的焊接一、熱軋及正火鋼的焊接熱軋及正火鋼的分類、成分、性能（一）焊接性分析焊接缺陷（裂紋）；材料性能（脆化）1、熱裂紋w(C)較低，w(Mn)較高，Mn/S比可以達(dá)到要求，具有較好的抗熱裂性能，正常情況下不會(huì)出現(xiàn)熱裂紋。當(dāng)成分不合格，出現(xiàn)波動(dòng)，偏析→C、S含量偏高→Mn/S比低于要求→出現(xiàn)裂紋可以通過焊接材料調(diào)整焊縫金屬成分。降低焊劑中的C、S含量第六章金屬焊接性2、冷裂紋主要問題。

7、淬硬組織：對(duì)氫致裂紋敏感淬硬傾向與冷裂紋的關(guān)系熱影響區(qū)最高硬度與冷裂傾向的關(guān)系3、再熱裂紋不含強(qiáng)碳化物形成元素，對(duì)再熱裂紋不敏感。如有強(qiáng)碳化物形成元素，則要注意第六章金屬焊接性4、層狀撕裂主要與板厚有關(guān)，不受鋼材限制。板厚16mm以下，不易出現(xiàn)冶金軋制質(zhì)量，片狀硫化物帶狀分布，影響大抗層狀裂紋的Z向鋼。Z向斷面收縮率達(dá)到20%，即不會(huì)出現(xiàn)層狀撕裂第六章金屬焊接性5、HAZ的性能主要是過熱區(qū)的脆化問題。合金化方式影響過熱區(qū)脆化。Mn-Si，固溶強(qiáng)化，合金元素在完全固溶條件下有優(yōu)良的綜合性能Mn-V、Mn-Nb、Mn-Ti等，固溶強(qiáng)化，沉淀強(qiáng)化→正火處理正火

8、鋼的過熱敏感性比熱軋鋼大出現(xiàn)冷裂，采用小線能量焊接，可降低脆化第六章金屬焊接性（