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《金屬焊接性及碳鋼的焊接培訓研究電子教案.ppt》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、金屬焊接性及碳鋼的焊接培訓研究2、使用性能——又稱使用焊接性，即在一定的焊接工藝條件下，被焊金屬的焊接接頭對使用性能要求的適應性，即焊接接頭或整體結(jié)構(gòu)能否滿足技術(shù)條件規(guī)定的使用性能要求，如常規(guī)力學性能、低溫韌性、高溫蠕變、持久強度、疲勞性能、耐磨性能、耐腐蝕性能等，簡稱“好用不好用”。二、金屬焊接性的影響因素1、材料因素：材料的化學成分、組織狀態(tài)、力學性能對焊接性有重要影響。如：Al和Ti的化學性質(zhì)很活潑，容易氧化和燒損，故其焊接較困難；不同金屬材料間的焊接，其物理化學性能和晶體結(jié)構(gòu)越接近，越容易實現(xiàn)良好焊接。2、工藝因
2、素：不同的焊接方法和焊接工藝流程對焊接性有不同影響。如：Al和Ti屬化學性質(zhì)較活潑的金屬，采用一般焊接方法不易焊接；而采用保護良好的氬弧焊后，使其高質(zhì)量的焊接成為現(xiàn)實。3、結(jié)構(gòu)因素：焊接接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計直接影響其剛度、應力的大小和方向，因此，應盡量減少焊接接頭的剛度、減少交叉焊縫、減少應力集中。4、使用條件：焊接接頭所承受的載荷、工作溫度高低、工作環(huán)境的腐蝕情況等對焊接接頭有重要影響。如：高溫下工作的焊接接頭，必須考慮元素的擴散和結(jié)構(gòu)的蠕變問題；低溫下工作且承受沖擊載荷的焊接接頭，應考慮脆性斷裂問題；腐蝕條件下工作的焊接接
3、頭，應考慮耐腐蝕破壞問題。三、金屬焊接性的評定方法1、工藝焊接性評定：主要評定對焊接缺陷的敏感性，尤其是裂紋形成傾向。A、直接模擬實驗：按照實際焊接條件，通過焊接過程觀察焊接缺陷及其程度。主要有：冷裂紋實驗、熱裂紋實驗、應力腐蝕實驗、脆性斷裂實驗等。B、間接推算法：根據(jù)材料的化學成分、金相組織、力學性能的關(guān)系，并聯(lián)系焊接熱循環(huán)過程對焊接進行評定。主要有：抗裂紋判據(jù)、焊接應力模擬等。2、使用焊接性評定：將焊接接頭在使用條件下進行性能實驗，對實驗結(jié)果進行焊接性評定。主要有：常規(guī)力學性能實驗、高溫力學性能實驗、低溫脆性實驗、耐
4、腐蝕實驗、耐磨損實驗、疲勞實驗等。四、鋼的焊接性判據(jù)對鋼焊接性好壞的判斷，可以通過在大量實驗基礎(chǔ)上建立的抗裂紋經(jīng)驗公式進行評判。最主要的是對材料冷裂紋敏感性的判斷。1、碳當量法該法可粗略估計低合金鋼的焊接冷裂紋敏感性。在各種元素中，碳對冷裂紋的產(chǎn)生最敏感，設(shè)其系數(shù)為1，將其它元素的影響按照碳的影響進行折合并迭加，即構(gòu)成“碳當量”。碳當量越大，淬硬冷裂的傾向越大，焊接性就越差。對中、高強度的低合金非調(diào)質(zhì)鋼，國際焊接學會推薦的經(jīng)驗公式為：Ceq=Wc+1/6WMn+1/15W(Ni+Cu)+1/5W(Cr+Mo+V)%當Ce
5、q＜0.4%時，鋼材的淬硬性不大，焊接性良好；當Ceq=0.4%~0.6%時，鋼材易于淬硬，需預熱才能防止形成冷裂紋；當Ceq＞0.6%時，鋼材的淬硬性傾向大，焊接性差。對低合金調(diào)質(zhì)鋼，日本溶接學會推薦的公式為：Ceq=Wc+1/6WMn+1/40WNi+1/5WCr+1/24WSi+1/4WMo+1/14WV%其中，C、Si、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、V、B等均有一定的成分范圍。對于普通低碳鋼：Ceq=Wc+1/2Wp+1/4WMo+1/5WCr+1/24WSi+1/6WMn+1/13WCu+1/15WNi%一般而
6、言，當碳當量Ceq＜0.35時，其焊接性能良好；當碳當量Ceq=0.40—0.50時，其焊接性變差。為改善其焊接性能，焊接前應進行200℃—400℃的預熱處理，并在焊后進行正火。2、冷裂紋敏感指數(shù)（Pc）為更全面對冷裂紋的形成進行評估，將對冷裂紋有影響的淬硬傾向、拘束度、擴散氫含量進行綜合考慮，形成了冷裂紋敏感指數(shù)Pc。Pc=Pcm+[H]/60+δ/600%Pcm=Wc+1/30WSi+1/20W（Mn+Cu)+1/60WNi+1/15WMo+1/10WV+1/5WB%式中，Pcm——化學成分的冷裂紋敏感指數(shù)；δ——板
7、厚（mm）；[H]——焊縫中的擴散氫含量（mL/100g）。將求出的Pc代入防止冷裂紋的最低預熱溫度公式：to=1440Pc—392℃即可得知相應的應該預熱的溫度。五、常用焊接裂紋實驗方法焊接裂紋敏感性實驗是在實際的焊接工藝過程中經(jīng)常使用的直接模擬實驗，該實驗方法十分接近實際工況、直觀、可靠性好。1、斜Y形坡口焊接裂紋實驗：該法亦稱“小鐵研”實驗，主要用于檢測母材金屬熱影響區(qū)的冷裂紋傾向。圖1斜Y形坡口焊接裂紋實驗試件的形狀及尺寸試驗的焊接規(guī)范為：焊條直徑：4mm；焊接電流：170A；電弧電壓：24V；焊接速度：150m
8、m/min。焊后經(jīng)不少于24小時時效后再做裂紋檢查。首先用放大鏡目測或磁性熒光粉檢查焊縫表面裂紋，然后進行斷面解剖，檢查斷面的裂紋情況。由于斜Y形坡口對接裂紋實驗在接頭處的約束很大，根部尖角處應力集中十分明顯，故容易產(chǎn)生裂紋。一般認為，在此實驗中，若裂紋率不超過20%，則在實際結(jié)構(gòu)焊接時，就不會產(chǎn)生裂紋。裂紋率的計算
