实验一低合金结构钢焊接性试验
《材料焊接性》实验指导书
目录
实验一：低合金结构钢焊接性试验 (1)
实验二：低合金结构钢焊接接头显微组织和冷裂纹形态的观察 (3)
实验三：铸铁焊接 (5)
实验一低合金结构钢焊接性试验
一、实验目的
1、初步了解低合金结构钢焊接性试验方法。
2、掌握斜Y坡口对接裂纹试验方法及试验结果的一般分析方法。
二、实验原理
合金结构钢焊接时的主要问题之一是裂纹，强度级别越高的钢，其冷裂纹倾向越大。焊接冷裂倾向的测定方法很多。常用的测定方法有：最高硬度法，斜Y坡口对接裂纹试验法（“小铁研式”抗裂试验）、插销试验等。按照接头的拘束类型可把抗裂试验分成自拘束型抗裂试验和外拘束型抗裂试验两大类。外拘束型抗裂试验适用于定量评定材料的裂纹倾向，并可以比较深入地进行有关理论研究工作，但这类试验都需要专用的试验机，其中插销试验法，试验装置简单，应用灵活，节省试验材料和时间，因此比较容易普及。自拘束型抗裂试验方法很多，其中“小铁研式”抗裂试验是常用的抗裂性试验之一。此法所用的试样如图1所示，试板用被焊材料制成，两端各60mm范围内先用焊缝固定，试板之间予留间隙2—3mm。
图1 斜Y坡口对接裂纹试样
试板中间（80mm处）焊试验焊缝（单道焊），焊接规范为标准规范，焊条直径φ4mm，焊接电流170A，电弧电压24V，焊速150mm/min。试验焊缝两端都不得与拘束焊缝相连，应各相距2—3mm，试验焊缝焊后至少放置24小时，然后进行裂纹检查。首先用放大镜目测检查焊缝金属表面裂纹，然后沿焊缝长度方向均匀截成六段，从同一侧面检查每一试片的断面裂纹，计算出裂纹率。
由于两端固定，对试验焊缝有拘束作用，其拘束程度往往比实际结构的长焊缝还要大，所以一般认为只要表面裂纹率不超过20%，在实际生产中就不致发生裂纹。
三、实验内容
1、了解常用的焊接性试验方法，重点了解斜Y型坡口试验方法及特点。
2、对斜Y型坡口对接裂纹试验的结果进行分析。
四、实验报告
1、说明插销试验法和斜Y型坡口对接裂纹试验方法的特点及应用。
2、试分析焊接接头冷却速度和焊缝含氢量对冷裂纹的影响。
实验二低合金结构钢焊接接头显微组织和冷裂纹形态的观察
一、实验目的
1、了解低合金结构钢焊接热影响区显微组织变化规律。
2、了解低合金结构钢焊接冷裂纹的形成条件及形貌特征。
二、实验原理
（一）焊接接头热影响区的组织特征
焊接时母材热影响区上各点距焊缝的远近不同，所经历的焊接热循环不同，因此热影响区的组织分布是不均匀的。
对于一般常用的低碳钢和淬硬倾向小的低合金结构钢如16Mn、15MnV、15MnTi等，其热影响区根据组织上的特征，可分为熔合区（半熔化区）、过热区、相变重结晶区（正火区）、不完全重结晶区。
熔合区（温度处于液固相线之间），范围虽然很窄，但在化学成分上和组织性能上都有较大的不均匀性，所以对焊接接头的强度、韧性都有很大的影响。
过热区，母材被加热到固相线以下的1100℃左右的温度范围，金属处于过热状态，奥氏体晶粒发生严重长大，冷却后得到粗大的组织，在低碳钢和不易淬火的低合金钢中，常出现魏氏组织。
相变重结晶区，母材被加热到Ac
3
以上，发生了重结晶，空冷后得到均匀细小的珠光体和铁素体，相当于热处理时的正火组织。
不完全重结晶区，温度处于Ac
1—Ac
3
之间，只有一部分组织发生了相变重结晶，组
织得到细化，另一部分未转变成奥氏体的铁素体仍是比较粗大的，所以该区组织粗细不均匀。
对焊接淬硬倾向较大的钢种，包括低碳调质高强钢（如18MnMoNb）、中碳调质高强钢（如30CrMnSi等），焊接热影响区的组织分布与母材焊前的热处理状态有关。
如果母材焊前是退火或正火状态，则焊后热影响区的组织可分为完全淬火区和不完全淬火区。完全淬火区，母材加热温度超过Ac
3
，由于钢的淬火倾向大，故焊后得到淬火组织，在靠近焊缝的部位（相当于低碳钢的过热区），由于晶粒严重长大，故得粗大的马氏体，而相当于正火区的部位，得到细小的马氏体。根据冷却速度和线能量的
不同，还可能出现部分贝氏体组织。不完全淬火区，母材被加热到Ac
1—Ac
3
之间，在
快速加热条件下，铁素体很少溶入奥氏体，而珠光体、贝低体、索氏体等转变为奥氏体，在随后快冷时，奥氏体转变为马氏体，原铁素体保持不变，并有不同程度的长大，最后形成马氏体和铁素体的组织，若含碳量和合金元素含量不高或冷却速度较小时，也可能出现索氏体和珠光体。
如果母材在焊前是调质状态，则热影响区除存在上述两个区域以外，还可能有发生不同程度回火的区域，称为回火区，该区的加热温度低于Ac
1
，其组织性能变化的程
度取决于焊前调质状态的回火温度。例如，焊前调质时的回火温度为T
1
，那么母材受
热温度低于T
1的部位，其组织、性能不发生变化，而温度高于T
1
的部位，组织、性能
将发生变化而出现软化现象。
由此可见，焊接接头热影响区的组织和性能不仅与母材的化学成分、接头的冷却速度有关，同时也与焊前的热处理状态有关。
（二）焊接接头冷裂纹的金相形态
钢在马氏体转变温度Ms点以下所产生的焊接裂纹，通常称为冷裂纹。冷裂纹主要发生在高、中碳钢，低、中合金高强钢的近缝区，其中，最常出现的是延迟裂纹，这种裂纹的形核、扩展、决定于焊接接头的拘束应力、被焊金属的淬硬倾向及焊缝金属中的扩散氢含量。
根据延迟裂纹在焊接接头中出现的部位可分为以下几种：
1、焊趾裂纹：裂纹起源于焊趾（焊缝表面与母材的交界处）具有明显应力集中处，从表面开始，向热影响区的深处扩展，止于近缝区粗晶部分的边缘、裂纹主要沿原始奥氏体晶界发展。
2、焊根裂纹：这是最常见的一种延迟裂纹。裂纹起源于第一层焊道根部应力集中最大的部位，然后向热影响区或焊缝中延伸。究竟向何处延伸，取决于母材和焊缝的强韧程度及根部的形状。这种裂纹主要发生在含氢量较高、予热温度不足的情况下。
3、焊道下裂纹：经常发生在焊道下方母材中，离熔合线不远的粗晶区内。裂纹一般平行熔合线发展，但也有垂直于熔合线的。这是一种微小的裂纹，往往不能在焊件表面上发现，它不是一条连续的裂纹，而是由一条条小的显微裂纹集合而成。这种裂纹往往在使用含氢量高的焊条、小线能量电弧焊接高强度钢时发现。
几种冷裂纹的分布示意图如图2所示。
①焊道下裂纹②焊根裂纹③焊趾裂纹
图2 几种冷裂纹的分布示意图
三、实验内容
1、观察分析低合金结构钢焊接接头各区显微组织。
2、低合金结构钢焊接冷裂纹的金相分析(形态特征)。
四、试验报告
1、比较中碳调质钢与低碳钢焊接接头各区显微组织的差别。
2、说明低合金高强度钢延迟裂纹的形成条件及分布形态。
实验三铸铁焊接
一、实验目的
1、了解铸铁焊接存在的主要问题。
2、观察分析不同的焊接材料和焊接工艺对焊接接头组织和性能的影响。
二、实验原理
铸铁焊接的主要问题是：（1）铸铁结晶及固态转变过程对冷却速度非常敏感，在一般电弧焊时因冷却速度快，焊接接头易产生白口和淬硬组织，焊接接头的加工性能差；（2）灰口铸铁塑性差、强度低，在焊接应力作用下，焊接接头易出现裂纹。解决上述问题应从二方面着手。
1、改变焊缝的化学成分，即采用不同的焊接材料焊接。目的是加强焊缝的石墨化能力（如用铸208、铸248焊条焊接），或者改变碳在焊缝中的存在形式、避免渗碳体及淬硬组织的产生（如采用镍基焊条、铜基焊条和高钒焊条的电弧冷焊）。
2、减慢焊接接头的冷却速度，使焊缝和热影响区不易出现白口和淬硬组织，还要注意采取各种措施，以降低焊接接头的应力。
球墨铸铁可焊性有基本与灰口铸铁相同的一面，但又有其自身的一些特点：（1）白口化倾向及淬硬倾向比灰口铸铁大；（2）由于球铁的机械性能高，故相应对焊接接头的机械性能要求也高。
三、实验内容
1、观察分析铸208、铸248、铸308电弧冷焊及电弧热焊灰铸铁焊接接头各区的显微组织。
2、观察分析铸408、铸508、铸117电弧冷焊灰铸铁焊接接头各区的显微组织。
3、观察分析铸238电弧冷焊及电弧热焊球墨铸铁焊接接头各区的显微组织。
四、实验报告
1、列表说明各试样的焊缝、半熔化区及奥氏体区的组织特点。
2、绘出各类试样熔合区附近组织示意图并标出组织名称。
3、分析比较各类型焊条焊补铸铁的特点及工艺要点。
普通低合金结构钢
普通低合金结构钢 普通低合金结构钢 随着工业交通和科学技术的发展，普通碳素钢已不能满足重要工程结构和新型机器设 备的需要。近40多年来普通低合金钢得到迅速的发展。这类钢合金元素较低，其屈服极 限比碳素钢高25％至100％以上，时效倾向小，并具有良好的焊接性和耐蚀性。这类钢一 般是在热轧和正火下使用，生产过程简单，成本低廉，适宜于大生产，因此广泛用于制造 桥梁、船舶、车辆、工业和民用建筑、管道、起重运输机械等。使用普通低合金钢代替普 通碳素钢可以节省钢材20％～30％以上，减轻运输机械的自重，增加有效载重，可以使一些机械的结构得到改善，并能增加使用寿命。 一、对普通低合金结构钢的性能要求 对一般用途的普通低合金结构钢，主要有一下要求： （一）良好的综合力学性能 采用普通低合金结构钢的主要目的是减轻金属结构的重量，提高其可靠性，因此首先 要求钢材具有较高的屈服强度，但由于其工作条件的复杂性，钢材还应具有良好的综合性能。例如船舶在航行时承受较大的静载荷，海浪冲击及风力反复作用而产生的交变疲劳载荷，有的还在北方寒冷低温海域行驶。在制造过程中钢材还经受剪切、冷弯、焊接等加工 工序以及由此可能产生的时效脆性。普通低合金钢的缺口冲击韧性在室温下往往出现大幅 度的下将和上下波动，此时钢已经从韧性状态转化为脆性状态，也就是钢的“脆性转化温度”已经升高到室温附近所致。造成脆性转化温度上升的主要原因是钢的冶金质量和金相 组织，后者包括晶粒大小、相的形态和第二相的沉淀等。因此对于普通低合金钢不仅要求 具有一定的冲击韧性，而且更为重要的是要求具有尽可能低的脆性转化温度，以防止钢的 脆性断裂。譬如在我国常以－40℃为脆性转化温度的检验标准。对于特殊低温设备或结构，则提出更低的温度指标。 除去上述的常温、低温冲击韧性以及脆性转化温度以外，还有另一项涉及冲击韧性检 验的问题，即钢的“时效敏感性“。普通低合金钢材经常承受冷加工，经冷加工以后在较 长的使用时期或存放时期内，钢材会逐渐变脆，冲击韧性大幅度下降，这就是应变时效现象，也称为时效脆化。应变时效脆化程度的大小是用”时效敏感性“来表示的。时效敏感 性的测量方法及定义是：将预先拉伸10％的板状试样，在250℃温度下经过1小时人工时效，然后制成冲击试样，测出室温冲击韧性，再与原材料的冲击韧性比较，其差值与原材 料冲击韧性值的百分比就是该材料时效敏感性。一般要求比值不得大于50％，同时应变时效后的冲击值应不小于30～35J。 普通低合金结构钢按屈服强度分为Q295AB、Q345CDE、Q390ABCDE、Q420ABCDE、 Q460ABCDE。A级不要求冲击，B级室温冲击，C级0℃冲击，D级－20℃冲击，E级－40℃ 冲击。桥梁用钢分为Q235qCD、Q345qCDE、Q370qCDE、Q420qCDE。C级0℃冲击，D级－20℃
材料焊接性
《材料焊接性》（专科）学案 第一章绪论 二、本章习题 1. 根据本章所述内容，举例说明低合金钢焊接在工程结构中的重要作用。 2.先进材料的发展和应用在工程中越来越受到人们的重视，简述先进材料（如陶瓷、金属间化合物和复合材料等）和金属材料相比，在工程结构中的应用有什么不同？ 第2章材料焊接性及其试验方法 1. 了解焊接性的基本概念。什么是工艺焊接性？影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 焊接性，是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下，获得优良焊接接头的难易程度。 工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。 影响因素：材料因素、工艺因素、结构因素、使用条件。 2. 什么是热焊接性和冶金焊接性，各涉及到焊接中的什么问题？ 冶金焊接性指在熔焊高温下的熔池金属与气象熔渣等相互之间繁盛化学冶金反映所引起的焊接变化
3. 举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。 工艺焊接性是指影响焊接操作的焊接性能，如电弧的稳定性、焊缝的成形性、脱渣性、飞溅大小及发尘量等。而使用焊接性则是指焊件需满足的使用要求，如接头的力学性能、物理性能及化学性能要求。 有时，工艺焊接性好的材料如果焊接材料选择不当，其使用性能就不一定好：例如不锈钢焊接，若使用普通结构钢焊条焊接，其工艺焊接性很好，即焊接过程很顺利，但是，焊缝不耐腐蚀，就不能满足不锈钢焊件的使用要求，因此焊接接头是不合格的。 金属材料使用性能主要指力学性能，即金属材料在外力作用下表现出来的各种特性，如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。 比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好| 第3章低合金结构钢的焊接 1. 分析热轧钢和正火钢的强化方式及主强化元素有什么不同。二者的焊接性有何差异，在制定焊接工艺时应注意什么问题。 热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si。（2）细晶强化，主要强化元素：Nb,V。（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V.；正火钢的强化方式：（1）固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件粗晶区的析出相基本固溶，抑制A长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、M-A等导致韧性下降和时敏感性增大。制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接 2. 分析16Mn的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。
低合金钢的焊接性能
低合金钢的焊接性能 2010年05月24日星期一下午 01:15 第十三章低合金钢的焊接 13.1概述 低合金钢是在碳素钢的基础上添加一定量的合金化元素而成，其合金元素的质量分数一般不超过5%，用以提高钢的强度并保证其具有一定的塑性和韧性，或使钢具有某些特殊性能，如耐低温、耐高温或耐腐蚀等。常用来制作焊接结构的低合金钢可分为高强度钢、低温用钢、耐腐蚀用钢及珠光体耐热钢四种。13.2低合金高强钢的焊接 其中高强度钢应用最广泛，按钢材的屈服强度及使用时的热处理状态又可分以下三种： a. 在热轧、控冷控轧及正火（或正火加回火）状态下焊接和使用，屈服强度为295～490MPa的低合金高强度结构钢。 b. 在调质状态下焊接和使用的，屈服强度为490～980Mpa的低碳低合金调质钢。 c.w（C）为0.25～0.50％，屈服强度为880～1176Mpa的中碳调质钢。 标准中钢的分类是按照钢的力学性能划分的。钢的牌号由代表屈服点的汉语拼音字母Q、屈服点数值、质量等级符号三个部分按顺序排序排列。按照钢的屈服强度，低合金高强度钢分5个强度等级，分别是295MPa、345MPa、390MPa、420MPa 及460MPa。每个强度等级又根据冲击吸收功要求分成A、B、C、D、E、5个质量等级，分别代表不同的冲击韧性要求。 低合金高强钢中w（C）一般控制在0.20%以下，为了确保钢的强度和韧性，通过添加适量的Mn、Mo等合金元素及V、Nb、Ti、Al、等微合金化元素，配合适当的轧制工艺或热处理工艺来保证钢材具有优良的综合力学性能。由于低合金高强度钢具有良好的焊接性、优良的可成形性及较低的制造成本，因此，被广泛地用于压力容器、车辆、桥梁、建筑、机械、海洋结构、船舶等制造中，已成为大型焊接结构中最主要的结构材料之一。 低合金高强钢的强化机理与碳素钢不同，碳素钢主要通过钢中的碳含量形成珠光体、贝氏体和马氏体来达到强化；而低合金高强钢的强化主要是通过晶粒细化、沉淀硬化及亚结构的变化来实现。 屈服强度为295～390MPa的低合金钢大多属于热轧钢，是靠合金元素锰的固溶强化获得高强度。如Q345，当Q345钢作为低温压力容器用钢或厚板结构时，为改善低温韧性，也可在正火处理后使用。Q345、Q390等微合金化低合金钢是在Q345钢基础上，加入少量可细化晶粒和沉淀强化的Nb（0.015%~0.06%）或V（0.02%~0.20%）。这些钢在热轧状态下性能不稳定，正火处理使其晶粒细化和碳化物均匀弥散析出，从而获得高的塑性和韧性。所以Q345、Q390钢在正火状态下使用更为合理。 屈服强度大于390MPa的低合金钢一般需要在正火或正火加回火状态下使用，如Q420等。正火处理后形成的碳、氮化合物以细小质点从固溶体沉淀析出，在提高钢材强度的同时，保证具有一定的塑性和韧性。随着钢材强度的进一步提高，钢中需要加入一定量Mo，Mo不仅可以细化组织、提高强度，而且还可提高钢材的中温性能。 低合金高强度钢按其用途还可分为：锅炉用钢、管线用钢、容器用钢、造船用钢及桥梁用钢等，此外，在正火钢中，还有具有良好的抗层状撕裂性能Z向
焊接缺陷分析综合实验报告
焊接缺陷分析综合实验报告 焊接条件： 试件号：3 组号：4 试件材料：16Mn 板材 保护气体：20% CO 2 + 80% Ar 15L/min 线能量：34.6KJ/cm 同组成员：34.6KJ/cm （1、3） 12.0KJ/cm （5、7） 24.8KJ/cm （9、11） 一、 金相组织分析 （一）各自的接头组织分析 1、焊接接头一般分为：焊缝、熔合区、焊接热影响区、母材四部分。以16Mn 焊缝组织 为例，图1中图（a ）、图（b ）○1处为焊缝， ○ 2处为熔合区，○3处为母材。 图（a ） 图（b ） ②③ ① 图（1）低倍镜下16Mn 焊缝组织形态 ①②③
2、16Mn属于低合金钢，根据低合金钢焊缝化学成分和冷却条件的不同，可能出现以下四种固态转变组织： （1）铁素体转变：○1先共析铁素体○2侧板条铁素体 ○3针状铁素体○4细晶铁素体 （2）珠光体转变：铁素体和渗碳体的层状混合物 （3）贝氏体转变：○1上贝氏体○2下贝氏体 （4）马氏体转变：○1板条马氏体○2片状马氏体 3、各自的接头组织分析 16Mn等低碳钢根据其焊接热影响区金属的组织特征，可以分为四个区域。 （1）熔合区 紧邻焊缝的母材与焊缝交界处的金属称为熔合区或半熔化区。焊接时，该区金属处于局部熔化状态，加热温度在固液相温度区间。在一般熔化焊的情况下，此区仅有2~3个晶粒的宽度，甚至在显微镜下也难以辨认。但是，它对焊接接头的强度、塑性都有很大的影响。如图2（a）所示。 （2）粗晶区 该区的加热温度范围为1100~1350℃。由于受热温度很高，使奥氏体晶粒发生严重的长大现象，冷却后得到晶粒粗大的过热组织，故称为过热区。此区的塑性差、韧性低、硬度高。其组织委粗大的铁素体和珠光体。粗晶区的显微组织见图2（b）。
碳素钢和低合金结构钢的焊接
3.3.2 碳素钢和低合金结构钢的焊接 碳素钢焊接性的好坏，主要表现在产生裂纹和气孔的难易程度。钢的化学成分，特别是碳的质量分数，决定了钢材 的焊接性。 1.碳素钢的焊接 碳钢的焊接性随着钢中碳的质量分数的增大，焊接性逐渐变差。 1)低碳钢的焊接 (1)低碳钢的焊接特点 低碳钢在碳的质量分数<0.25%时，强度不高，塑性好，具有优良的焊接性，几乎能用各种工艺方法进行焊接，不需 要采用特殊工艺措施即可获得优质焊接接头。 低碳钢焊接通常不需要焊前预热，只是在环境温度较低或结构刚性过大时，才需考虑预热。 (2)低碳钢常用的焊接方法和焊接材料 ①手工电弧焊焊条的选择是根据低碳钢的强度等级选用相应强度等级的结构钢焊条，并考虑结构的工作条件选用酸性或碱性焊条。表3-3 常用低碳 埋弧焊焊接Q235，15，20，20g钢时，可采用H08A，H08MnA等焊丝和焊剂431或焊剂430。 ③CO2气体保护焊
CO2气体保护焊焊丝可采用H08MnSi，H08Mn2SiA或H08Mn2SiA等，而H08Mn2SiA 应用最广。 ④电渣焊 电渣焊焊丝为H10MnSiA，H10Mn2A，H10Mn2MoA等及焊剂360。 2)中碳钢的焊接 (1)中碳钢的焊接特点 中碳钢的碳的质量分数在0.25%～0.6%之间，其强度较高，但焊接性比低碳钢差，焊缝中易产生热裂纹，热影响区易 产生淬硬组织甚至产生冷裂。 (2)中碳钢的焊接工艺 焊接中碳钢常采用手工电弧焊和气焊，尽量选用抗裂性能好的低氢型焊条，如 J506，J606等。 特殊情况下可采用铬镍不锈钢焊条，但成本高。焊接时，应对焊件预热，以减慢焊接接头的冷却速度，达到降低淬 硬倾向和焊接应力的目的。 焊后也可进行调质热处理，改善接头性能，也可趁热(800～850℃)来锤击焊缝，减少应力结构，提高力学性能。 3)高碳钢 高碳钢的碳的质量分数大于0.6%时，其焊接性差，一般仅用手工电弧焊和气焊对其进行补焊。 为防止焊缝裂纹，应合理选用焊条，焊前应对工件进行退火处理。若采用结构钢焊条，则焊前必须预热(一般为250 ～350 ℃以上)，焊后注意缓冷并进行消除应力退火。 2．低合金结构钢的焊接
钢结构检验试验计划三篇
钢结构检验试验计划三篇 篇一：钢结构检验试验计划 一、原材料检验 1、原材料进厂：钢材进厂时按材质、规格和型号进行分类，主控项目进行全数检查；一般项目的材料进行抽检，每一材质、规格和型号的钢材抽查5处。（1）检查质量证明文件、中文标志及检验报告等，是否和设计说明、标准规范相符合；（2）钢材的厚度是否在标准范围之内，用游标卡尺测量每一品种、规格的钢材抽查5处；（3）检查钢材外观：a、表面有锈蚀、麻点及划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负偏差值的1/2。 b、钢材端边、断口不应有分层、夹渣等缺陷。c、钢材表面的锈蚀等级应符合国家标准。 2、复验：对于每一批进厂的钢材，按规范进行取样复验，同一批号、同一炉号，不大于60吨的抽一组试样，一组试样包括拉伸、弯曲各一根，试样规格为t*30mm*500mm，做拉伸和弯曲试验;大于等于40mm的厚钢板并做冲击实验和Z 向性能实验。 见附表： 二、焊缝的探伤和外观检查 1、车间焊接：钢结构焊接的焊缝分为三个等级，其中一、二级焊缝需要进行探伤，一级焊缝100%探伤符合要求，二级焊缝按每条长度25%探伤符合要求，且探伤长度应不小于200mm，当焊缝长度不足200mm时，应对整条焊缝进行探伤。三个等级焊缝都要进行尺寸和外观检查。
2、现场焊接：钢结构焊接的焊缝分为三个等级，其中一、二级焊缝需要进行探伤，一级焊缝100%探伤符合要求，二级焊缝按条数抽取25%探伤符合要求，且探伤长度应不小于200mm，并应不少于1条焊缝。三个等级焊缝都要进行尺寸和外观检查。 3、外观检查包括：表面裂纹、焊瘤、未焊满、咬边、弧坑裂纹、接头不良、表面气孔。外观检查应符合规范要求。 三、高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验和复验 1、高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验，按工程划分规定的工程量每2000t为一批，不足2000t的可视为一批。本工程抽取Q345B材质的钢板四批，每批三组，Q345GJC材质的钢板四批，每批三组。现场处理的构件摩擦面应单独进行摩擦面抗滑移系数试验，其结果应符合设计要求。 2、扭剪型高强度螺栓连接副预拉力复验，同一（性能等级）材料、炉号、螺纹（直径）规格、长度、机械加工、热处理工艺及表面处理工艺的螺栓、螺母、垫圈为同一批。复验用的螺栓应在施工现场待安装的螺栓批中随机抽取，每批应抽取8套连接副进行复验，每套连接副只做一次试验。在紧固中垫圈发生转动时，应更换连接副，重新试验。 本工程使用的螺栓直径有ø16、ø18、ø20、ø24、ø30、ø42等多种规格的螺栓，每一个规格的螺栓为一批，每批抽取8套连接副进行复验，复验得出的预拉力值应符合设计要求。 附表：
热轧18MNMONB钢的焊接性
前言22222222222222222222222221第一章焊接技术概述222222222222222222第二章低合金结构钢的类别、应用及焊接特点22222225第三章热轧18MNMONB钢化学成分、基本性能、应用22229第四章热轧18MNMONB钢的焊接性222222222222211第五章热轧18MNMONB钢的焊接工艺性222222222214第六章防止热轧18MNMONB钢焊接裂纹的措施222222217第七章热轧18MNMONB钢焊接质量检验方法2222222220致谢222222222222222222222222226参考文献2222222222222222222222227
本文介绍了金属焊接性以及焊接裂纹的概念，主要介绍冷裂纹的形成及影响因素、金属焊接性的研究方法，论述了低碳调质钢的焊接性及焊接工艺特点。在总结大量资料和焊接试验的基础上，通过热轧18MnMoNb钢斜Y型焊接裂纹试验，即小铁研试验、18MnMoNb焊接热影响区组织性能试验、18MnMoNb焊接裂纹断口的扫描电镜分析，分析低碳调质钢的焊接性及产生冷裂纹的原因，并讨论了预热对焊接冷裂纹倾向的减小作用；并对18MnMoNb焊接热影响区组织进行了金相分析和性能研究。最后对18MnMoNb焊接热影响区的显微硬度进行了测试。完成了热轧18MnMoNb钢的可焊性及焊接工艺的研究。 关键词：可焊性；焊接接头；热影响区；焊接裂纹
第一章焊接技术概述 焊接技术，又称连接工程，是一种重要的材料加工工艺。所谓焊接就是把两中或两种以上的材料（同种或异种），通过加热或加压或两种并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。焊接与其他连接方式不同，不仅在宏观上形成了永久的接头，而且在微观上建立了组织上的内在联系。 由于焊接方法具有节省金属，生产效率高，产品质量好和大大改善劳动条件等优点，在半个世纪内得到飞速发展。近代焊接技术，从1882年出现碳弧焊开始直到本世纪30年代，在生产上只是应用气焊和手工电弧焊等简单的焊接方法。尤其是四十年代，出现了优质电焊条，使焊接技术得到了一次飞跃。以后随着埋弧焊和电阻焊的应用，使焊接过程的机械化和自动化成为实现。后来又出现电渣焊，各种气体保护焊，直到六十年代发展起来的等离子弧焊、电子束焊、激光焊等先进的焊接方法的涌现，使焊接技术达到了一个先进的水平。近年来又在研究能量束焊接，例如太阳能焊接、冷压焊接等新的焊接方法。可以说焊接方法层出不穷。 金属材料在焊接时要经受加热、熔化、化学反应、结晶、冷却、固态相变等一系列复杂的过程，这些过程又都在温度、成分及应力极不平衡的条件下发生的，有时可能在焊接区造成缺陷，或者使金属的性能下降而不能满足使用时的要求。金属本身的物理性能、化学性能和力学性能，都不足以直接说明它在焊接时可能出现什么问题或焊接后能否满足使用要求。
实验一低合金结构钢焊接性试验
《材料焊接性》实验指导书
目录 实验一：低合金结构钢焊接性试验 (1) 实验二：低合金结构钢焊接接头显微组织和冷裂纹形态的观察 (3) 实验三：铸铁焊接 (5)
实验一低合金结构钢焊接性试验 一、实验目的 1、初步了解低合金结构钢焊接性试验方法。 2、掌握斜Y坡口对接裂纹试验方法及试验结果的一般分析方法。 二、实验原理 合金结构钢焊接时的主要问题之一是裂纹，强度级别越高的钢，其冷裂纹倾向越大。焊接冷裂倾向的测定方法很多。常用的测定方法有：最高硬度法，斜Y坡口对接裂纹试验法（“小铁研式”抗裂试验）、插销试验等。按照接头的拘束类型可把抗裂试验分成自拘束型抗裂试验和外拘束型抗裂试验两大类。外拘束型抗裂试验适用于定量评定材料的裂纹倾向，并可以比较深入地进行有关理论研究工作，但这类试验都需要专用的试验机，其中插销试验法，试验装置简单，应用灵活，节省试验材料和时间，因此比较容易普及。自拘束型抗裂试验方法很多，其中“小铁研式”抗裂试验是常用的抗裂性试验之一。此法所用的试样如图1所示，试板用被焊材料制成，两端各60mm范围内先用焊缝固定，试板之间予留间隙2—3mm。 图1 斜Y坡口对接裂纹试样
试板中间（80mm处）焊试验焊缝（单道焊），焊接规范为标准规范，焊条直径φ4mm，焊接电流170A，电弧电压24V，焊速150mm/min。试验焊缝两端都不得与拘束焊缝相连，应各相距2—3mm，试验焊缝焊后至少放置24小时，然后进行裂纹检查。首先用放大镜目测检查焊缝金属表面裂纹，然后沿焊缝长度方向均匀截成六段，从同一侧面检查每一试片的断面裂纹，计算出裂纹率。 由于两端固定，对试验焊缝有拘束作用，其拘束程度往往比实际结构的长焊缝还要大，所以一般认为只要表面裂纹率不超过20%，在实际生产中就不致发生裂纹。 三、实验内容 1、了解常用的焊接性试验方法，重点了解斜Y型坡口试验方法及特点。 2、对斜Y型坡口对接裂纹试验的结果进行分析。 四、实验报告 1、说明插销试验法和斜Y型坡口对接裂纹试验方法的特点及应用。 2、试分析焊接接头冷却速度和焊缝含氢量对冷裂纹的影响。
焊接实验报告
材料工程实验报告（焊接方向） 任课教师：施政顾荣海 学号：060810316 姓名：王光华所在院系：材料科学与技术学院 材料科学与技术学院 2011年11月
实验一焊条设计及制备工艺实验 一、实验目的 1．了解焊条的结构和生产过程。 2．了解常用酸性焊条药皮配方的组成。 3．初步掌握焊条的设计方法和设计步骤。 二、实验设备及材料 1. 焊条制备系统：搅拌机、压涂机、送丝机、磨头磨尾机和烘干炉； 2. 天平，称药皮原料用； 3. 压制焊条用原料 （1）药皮原料：大理石、萤石、石英、钛白粉、金红石、45号硅铁、锰铁、钛铁等； （2）焊芯：压制焊条用H08A焊芯——砂纸打磨至表面无锈迹； （3）粘结剂：水玻璃 实验原理 1．压制焊条基本原理 焊条由药皮和焊芯组成，焊条结构如图1所示。焊条药皮的化学组成通常是根据焊条的力学性能和工艺性能要求将各种矿石粉和铁合金按一定比例配制而成。焊条压制前，应在药粉中加入适量的水玻璃并将其搅拌均匀，水玻璃与药粉的重量比通常控制在0.2左右。上述准备工作完成以后，再用涂敷机将其涂敷在焊丝表面。焊条涂粉原理如图2所示。焊条涂敷完成之后，接下来的工序是进行磨头、磨尾、印字和烘干。 2. 焊条设计原理与设计方案 （1）焊条设计依据 （A）被焊母材的化学成分、力学性能指标或其他特殊性能如耐热、耐蚀性能等 （B）焊接结构服役条件如工作温度、工作介质的性质、载荷大小及性质以及是否有耐磨或耐蚀要求等。 （C）施工现场的设备以及施工条件。 （D）焊条制造厂的生产条件。 （2）对焊条的基本要求 （A）必须满足对焊接接头的技术要求。 （B）具有良好的冶金性能和工艺性能。 （C）药皮压涂性好、易成形，压制后表面光滑无裂纹，并具有一定的强度和耐潮能力
Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析
Q460低合金高强度钢的焊接工艺分析 蔺云峰（山西焦煤霍煤电集团机电总厂，山西霍州，031412） 摘要：介绍了Q460低合金结构钢的主要成分、力学性能，给出了焊接Q460低合金高强度钢的焊接应选用的焊接材料和焊接设备，对焊接过程中存在的主要问题提出了解决的办法。关键词：Q460；焊接工艺；焊接性能 液压支架的作用是有效地支撑工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。它与采煤机和输送机配套使用，实现采煤综合机械化。其使用寿命取决于本身结构的质量。由于支架结构件工作环境恶劣，使用过程中承受动、静载荷，存在应力腐蚀现象等。为了保证支架结构件在使用过程中动作可靠，支架尺寸稳定性的要求，以及预防焊接过程中产生冷裂纹、热裂纹及气孔现象，我公司液压支架结构件大多采用Q460低合金高强度钢。经过反复试验，我们完善了Q460低合金高强度钢的焊接工艺。 1．Q460低合金结构钢主要成分及力学性能 （1）Q460低合金高强度钢是在16Mn钢的基础上加入Cr，Ni，V，Ti等合金元素炼制而成。钒和钛的加入，能使钢材强度增高，同时又能细化晶粒，减少钢材的过热倾向。Q460低合金高强度结构钢的力学性能见表1，Q460低合金高强度结构钢的成分见表2。 （2）焊接性分析。低合金钢焊接具有热裂纹、冷裂纹、淬硬倾向及氢致裂纹敏感性强等主要特点。碳当量是判断焊接性最简便的方法之一。碳当量是指把钢中合金元素（包括碳的含量）按其作用换算成碳的相当含量。随着碳当量的增加，钢的塑性急剧下降，并且在高应力的作用下，产生焊接裂纹的倾向也大为增加，焊接时有明显的淬硬倾向。因此焊接时，需较小的热输入。同时，氢致裂纹是低合金结构钢焊接接头最危险的缺陷，所以需要采取适当预热，控制线能量等工艺措施。 表1Q460低合金高强度结构钢的力学性能 牌号屈服强度σs/MPa抗拉强度/MPa伸长率δ5/% Q460 460 550～720 17 表2Q460低合金高强度结构钢的成分（％） w（C）w（Si）w（Mn）w（S）w（P）5w（Cr）w（Ni）w（Ti）w（Nb） ≤0.2≤0.551.0～1.7 ≤0.035≤0.03≤0.7≤0.70.02～0.2 0.015～0.06 2．焊接材料及焊接设备的选用 （1）结合性能与使用性能是选用焊材的决定因素。对焊缝的力学性能要求，抗拉强度就是由结合性能与使用性能决定的。同时，考虑等强度的原则，选择H08MnMoA焊丝. （2）点焊时选用E5515碱性焊条，此焊条熔敷金属抗拉强度最小值为550MPa，适用于全位置焊接，药皮为低氢钠型。采用直流反接焊接。用此焊条，由于脱氧完全，合金过渡容易，能有效地降低焊缝中的氢、氧、硫；焊缝中的力学性能和抗裂性能均比酸性焊条好。焊接时采用短弧焊。 （3）焊接设备选用OTC500CO2气体保护焊机。采用CO2气体保护焊的焊接方法，其焊接效率高，没有熔渣，熔池可见度好，热量集中，焊接热影响区窄，焊接变形小，焊接接头含氢量低。焊接工艺参数见表4 焊接焊丝直径/焊丝伸出长度/焊接电流/电弧电压气体流量/ 层次mmmmA/V（L/min） 打底焊1.22090～11018～2010～15 填充焊1.220220～24024～2620
焊接实验报告
2 材料工程焊接方向实验报告任课教师： 姓名： 学号： 班级： 所在院系： 材料科学与技术学院 201 年月
实验一焊条设计及制备工艺实验 一、实验目的 1．了解焊条的结构和生产过程。 2．了解常用碱性焊条药皮配方的组成。 3．初步掌握焊条的设计方法和设计步骤。 二、实验设备及材料 1.焊条制备系统：搅拌机、压涂机、送丝机、磨头磨尾机和烘干炉； 2.天平，称药皮原料用； 3.压制焊条用原料 （1）药皮原料：大理石、萤石、石英、钛白粉、金红石、45号硅铁、锰铁、钛铁等； （2）焊芯：压制焊条用H08A焊芯 （3）粘结剂：水玻璃 三、实验原理 1．压制焊条基本原理 焊条由药皮和焊芯组成，焊条结构如图1所示。焊条药皮的化学组成通常是根据焊条的力学性能和工艺性能要求将各种矿石粉和铁合金按一定比例配制而成。焊条压制前，应在药粉中加入适量的水玻璃并将其搅拌均匀，水玻璃与药粉的重量比通常控制在 0.2左右。上述准备工作完成以后，再用涂敷机将其涂敷在焊丝表面。焊条涂粉原理如 图2所示。焊条涂敷完成之后，接下来的工序是进行磨头、磨尾、印字和烘干。 2.焊条设计原理与设计方案 （1）焊条设计依据 （A）被焊母材的化学成分、力学性能指标或其他特殊性能如耐热、耐蚀性能等 （B）焊接结构服役条件如工作温度、工作介质的性质、载荷大小及性质以及是否有耐磨或耐蚀要求等。 （C）施工现场的设备以及施工条件。 （D）焊条制造厂的生产条件。 （2）对焊条的基本要求 （A）必须满足对焊接接头的技术要求。
（B）具有良好的冶金性能和工艺性能。 （C）药皮压涂性好、易成形，压制后表面光滑无裂纹，并具有一定的强度和耐潮能力 （3）焊条设计步骤 （A）设计焊缝化学成分。焊缝的化学成分既要满足接头使用性能要求，又要考虑对焊接性的影响。常根据经验设计。 （B）确定焊缝金属的合金化方式。焊缝金属的化学成分确定后，应该考虑通过什么途径将合金元素过度到焊缝中。通常可选择的途径有三种：通过焊芯 过渡、药皮直接过渡和经过熔渣与液态金属的置换反应过渡。 （C）确定焊条药皮类型。一般的原则是：焊接重要结构或低合金高强钢时，多选用低氢型药皮，对于焊接不太重要的碳钢或者强度较低的低合金钢结 构，可选用钛钙型或铁铁矿型药皮。 四、实验内容和方法 1.焊条药皮配方设计 实验所用焊芯为直径3.2mm碳钢焊芯，用于对45钢平板进行堆焊，根据压制焊条基本原理、表一中药皮各个成份的作用及焊接冶金学基本原理设计焊条药皮成分 表一：各种材料的主要成分以及在焊接过程中的主要作用如下表: 表二：实验药皮成分 考虑到实验成本等问题，决定使用实验指导老师所提供的药皮成分比例。具体见表二。 2.配制湿涂料： 将表三中所列各物质精确称量后倒入容器中均匀混合，随后缓慢分几次加入水玻璃搅拌使其与药粉充分混合均匀。将黏度适合的湿涂料捏成拳头大小的团状备用。 3.压制焊条 将团装湿涂料置入压涂机料缸中，并用工具夯实，将装满涂料的料缸装在压涂机上，启动油泵，准备涂粉。将打磨光亮的焊芯装入送丝机，启动送丝电机进行涂粉，涂粉完成后，焊条将自动被送入磨头磨尾机进行磨头磨尾加工，制备结束的焊条用烘干炉烘干。
Q460E焊接性能分析及匹配焊材研究的开题报告
Q460E焊接性能分析及匹配焊材研究的开题报告 开题报告：Q460E焊接性能分析及匹配焊材研究 1. 选题背景 Q460E钢是一种高强度低合金结构钢，被广泛应用在桥梁、建筑和 船舶等领域。然而，由于其化学成分和力学性能的特点，Q460E钢的焊 接性能较差，容易出现焊接缺陷和裂纹等问题，影响结构的安全性。因此，探究Q460E钢的焊接性能，并研究合适的焊接材料，对于提高 Q460E钢的结构可靠性和广泛应用有着重要意义。 2. 研究内容和意义 本文将从以下几个方面进行研究： （1）Q460E钢的化学成分和力学性能分析，探究其引起焊接缺陷和裂纹的原因。 （2）Q460E钢的焊接工艺参数研究，包括焊接温度、焊接速度、焊接电流、焊接电压和焊接电极直径等参数的优化和确定。 （3）Q460E钢的焊接缺陷分析和检测，采用X射线检测和超声检测方法，分析焊接缺陷的种类和位置，并探究其产生的原因。 （4）Q460E钢的匹配焊材研究，选用不同牌号的焊材进行焊接试验，探究适合Q460E钢的焊接材料，并对焊缝进行性能测试和分析，以验证 焊接性能的改善效果。 本研究的意义在于提高Q460E钢的焊接性能和结构可靠性，指导生产和工程实践，同时对于高强度低合金结构钢的焊接工艺和焊接材料的 研究具有重要参考价值。 3. 研究方法和技术路线 本研究采用实验研究和分析结合的方法。具体的技术路线如下：
（1）Q460E钢的化学成分和力学性能分析。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、硬度测试仪等仪器，分析Q460E钢的金相组织、晶体结构、化学成分和力学性能。 （2）Q460E钢的焊接工艺参数研究。根据Q460E钢的化学成分和 力学性能，设计不同的焊接试验方案，对焊接工艺参数进行优化和确定。同时，对焊缝进行显微镜观察和硬度测试，评估焊接质量。 （3）Q460E钢的焊接缺陷分析和检测。采用X射线检测和超声波检测技术，对焊接后的缺陷进行检测和定位，分析其产生的原因。 （4）Q460E钢的匹配焊材研究。选用不同牌号的焊材进行实验研究，探究适合Q460E钢的焊接材料并测试其性能。 4. 预期成果 本研究的预期成果有以下几个方面： （1）分析Q460E钢的化学成分和力学性能，探究焊接缺陷和裂纹 的原因。 （2）确定Q460E钢的焊接工艺参数，优化焊接方法，提高焊接质量。 （3）对Q460E钢的焊接缺陷进行分析和检测，找到解决问题的途径。 （4）探究适合Q460E钢的焊接材料，改善焊接性能和结构可靠性。 5. 参考文献 [1] 刘春江,周发鹏.Q460E高强度低合金结构钢焊接应用与研究进展[J].焊管,2017,40(04):57-60. [2] 张正灿,陈莹洁. Q460E高强度低合金结构钢焊接工艺的研究[J]. 机械工程师,2018(19):120-122. [3] 王宝春. Q460E高强度低合金结构钢焊接接头的研究[D].南昌大学,2019.
Q235的焊接性
Q235的焊接性 由于低碳钢含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。低碳钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。 但在少数情况下，焊接时也会出现困难： 1)采用旧冶炼方法生产的转炉钢含氮量高，杂质含量多，从而冷脆性大，时效敏感性增加，焊接接头质量降低，焊接性变差。 2)沸腾钢脱氧不完全，含氧量较高，P等杂质分布不均，局部地区含量会超标，时效敏感性及冷脆敏感性大，热裂纹倾向也增大。 3)采用质量不符合要求的焊条，使焊缝金属中的碳、硫含量过高，会导致产生裂纹。如某厂采用酸性焊条焊接Q235-A钢时，因焊条药皮中锰铁的含碳量过高，会引起焊缝产生热裂纹。 4)某些焊接方法会降低低碳钢焊接接头的质量。如电渣焊，由于线能量大，会使焊接热影响区的粗晶区晶粒长得十分粗大，引起冲击韧度的严重下降，焊后必需进行细化晶粒的正火处理，以提高冲击韧度。 总之，低碳钢是属于焊接性最好、最容易焊接的钢种，所有焊接方法都能适用于低碳钢的焊接 低合金结构钢的焊接性分析 16Mn和15MnV均属于低合金结构钢中的热轧钢，这类钢价格便宜，而且具有满意的综合力学性能和加工工艺性能，首先来分析一下这类钢的焊接性，焊接性通常变现为两方面的问题：一是焊接引起的各种缺陷，对这类钢来说主要是各类裂纹问题；二是焊接时材料性能的变化，对这类钢来说主要是脆化问题。 一．裂纹问题 （1）热裂纹：热轧钢一般含碳量较低，而含锰量较高，因此它们Mn/S比较大，具有良好的抗热裂性能。正常情况下焊缝中不会出现热裂纹，但当材料成分不合格或有严重偏析，使碳、硫含量偏高，Mn/S比偏低，易出现热裂纹。锰在钢种可与硫形成硫化锰，减少了硫的有害影响，增强了钢的抗热裂性能。 （2）冷裂纹：钢材冷裂纹主要取决于钢材的淬硬倾向，而刚才的淬硬倾向又主要取决于它的化学成分。热轧钢由于含有少量合金元素，其碳当量比低碳钢碳当量略高些，所以这种钢淬硬倾向比低碳钢要大些，而且随钢材强度级别的提高，合金元素的增加，它的淬硬倾向逐渐增大，应根据接头形式和钢材厚度来调整线能量、预热和后热温度，以控制热影响区的冷却速度，同时降低焊缝金属的含氢量等措施，防止冷裂纹的产生。 （3）再热裂纹：从钢材的化学成分考虑，由于热轧钢中不含强碳化物形成元素，因此对再热裂纹不敏感，而且还可以通过提高预热温度和焊后立即后热等措施来防止再热裂纹的产生。 二．脆化问题 （1）过热区脆化：热轧钢焊接时近缝区中被加热到100℃以上粗晶区，易产生晶粒长大现象，是焊接接头中塑性最差的部位，往往会承受不住应力的作用而破坏。防止过热区脆化的措施是提高冷却速度，尤其是提高奥氏体最小稳定性范围内的冷却速度，缩短在这一温度区间停留时间，减少或防止奥氏体组织的出现，以提高钢的冲击韧度，而且为防止过热区粗晶脆化，也不宜采用过大线能量。
钢结构试验
钢结沟试验 钢结构试验 ☆材料 1、适用于进入钢结构各分项工程实施现场的主要材料、零（部）件、成品件、标准件等产品的进场验收。 2、进场验收的检验批原则上应与各分项工程检验批一致，也可以根据工程规模及进料实际情况划分检验批。 3、钢桥制造所用材料应符合设计文件的要求和现行标准的规定，除必须有材料质量证明书外，还应进行复验，复验合格方能使用。 4、钢材应按同一厂家、同一材质、同一板厚、同一出厂状态每10个炉（批）号抽验一组试件;焊接与涂装材料应按有关规定抽样复验。 5、在加工过程中发现的钢材缺陷需要修补时，应符合本规范附录A的规定。 ☆焊接和焊接检验 1、焊工和无损检测人员必须通过考试并取得资格证书，且只能从事资格证书中认定范围内的工作。 2、焊接工艺必须根据焊接工艺评定报告编制，施焊时应严格执行焊接工艺，焊接工艺评定应焊接工艺评审规定。 3、焊接工作宜在室内进行，环境湿度应小于80%；焊接低合金钢的环境温度不应低于5弋，焊接普通碳素钢不应低于0乜；主要杆件应在组装后24 h内焊接。 4、焊接前必须彻底清除等焊区域內的有害物，焊接时严禁在母材的非焊接部位引弧，焊接后应清理焊缝表面的熔渣及两侧的一飞溅。 5、焊接材料应通过焊接工艺评定确定；焊剂、焊条必须按产品说明书烘干使用；焊剂中的脏物，焊丝上的油锈等必须清除干净;C（h姚气体纯度应大于99. 5%。 6、焊前预热温度应通过焊接性试验和焊接工艺评定确定；预热范围一般为焊缝每侧100 rum 以上，距焊缝30-50mm范围内测温。 ☆焊接取样频次 1、主要杆件受拉横向对接焊缝应按接头数量的10% （不少于一个焊接接头）进行射线探伤。 探伤范围为焊缝两端各250'300 mm.焊缝长度大于1200 mm时，中部加探250-300 mm： 2、焊缝的射线探伤应符合现行国家标准《钢熔化焊对接接头照相和质量分级》GB3323）的规定，射线照相质量等级为B级;焊缝内部质量为I级； 3、进行局部超声波探伤的焊缝，当发现裂纹或较多其他缺陷时，应扩大该条焊缝探伤范围，必要时可延至全长；进行射线探伤的焊缝，当发现超标缺陷时应加倍检验； 4、用射线和超声波两种方法检验的焊缝，必须达到各自的质量要求，该焊缝方可认为合格。5产品试板检验应符合下列要求： ①受拉横向对接焊缝应按下表规定的数量焊接产品试板，经探伤后进行接头拉伸、侧弯和焊缝金属低温冲击试验，试样数量和试验结果应符合焊接工艺评定的有关规定； 钢结构试验
材料焊接性
材料焊接性思考题 ⒈什么是焊接性？包含哪几个方面？ 答：焊接性是指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力。【换句话说，焊接性是材料对焊接加工的适应性，指材料在一定的焊接工艺条件下（包括焊接方法，焊接材料，焊接参数和结构形式等），获得优质焊接接头的难易程度和该焊接接头能否在使用条件下可靠运行。】 焊接性包含两个含义： 一是结合性能，就是一定的材料在给定的焊接工艺条件下对形成焊接缺陷的敏感性；称作工艺焊接性，涉及焊接制造工艺过程中的焊接缺陷问题，如裂纹，气孔，断裂等。 二是使用性能，指一定的材料在规定的焊接工艺条件下所形成的焊接接头适应使用要求的能力；称作使用焊接性，涉及焊接接头的使用可靠性问题。 （【对熔焊来说，焊接过程一般包括冶金过程和热过程。 冶金过程主要影响焊缝金属的组织和性能，对应冶金焊接性。 冶金焊接性：是指熔焊高温下的熔池金属与气相，熔渣等相之间发生化学冶金反应所引起的焊接性变化。 热过程主要影响热影响区的组织和性能，对应热焊接性。 热焊接性：焊接过程中要向接头区域输入很多热量，对焊缝附近区域形成加热和冷却过程，这对靠近焊缝的热影响区的组织性能有很大影响，从而引起热影响区硬度，强度，韧性，耐蚀性等的变化。】） ⒉不同的焊接方法是如何影响材料焊接性的？ 答：焊接方法对焊接性的影响首先表现在焊接热源能量密度，温度以及热量输入上，其次表现在保护熔池及接头附近区域的方式上，如渣保护，气体保护，渣-气联合保护以及在真空中焊接等。【对于有过热敏感性的高强度钢，从防止过热出发，可选用窄间隙气体保护焊，脉冲电弧焊，等离子弧焊等，有利于改善其焊接性。】 ⒊小铁研实验的条件是什么？裂纹率如何测量与计算？ 答：试验条件：试验焊缝选用的焊条应与母材相匹配，所用焊条应严格烘干。试验焊缝可在各种不同温度下施焊，试验焊缝只焊一道，不填满坡口。焊后静置和自然冷却24h后截取试样和进行裂纹检测。 裂纹率的测量与计算：用肉眼或手持5~10倍放大镜来检测焊缝和热影响区的表面断面是否有裂纹。 按下列方法分别计算试样的表面裂纹率，根部裂纹率和断面裂纹率。（见书P29） ⒋插销试验的目的是什么？如何利用插销试验确定预热温度？ 答：目的：是测定低合金钢焊接热影响区冷裂纹敏感性的一种定量试验方法。插销试验的设备附加其他装置，也可用于测定消除应力裂纹敏感性和层状撕裂敏感性。 确定预热温度：按插销试验方法的要求制备若干试样，设置一系列温度梯度的预热温度，按选定的焊接方法和严格控制的工艺参数，在底板上熔敷一层堆焊道，焊道中心线通过试棒的中心，其熔深应使缺口尖端位于热影响区的粗晶区，焊道长度约为100~150mm，焊前预热时，应在高于预热温度50~70度时加载，载荷保持至少24h才可卸载，用金相或氧化等方法检测缺口根部是否存在断裂，经多次改变载荷，可求出在试验条件下不
焊接接头试验
第六讲焊接接头试验 一、焊接接头力学性能试验 力学性能试验是用来测定焊接材料、焊缝金属和焊接接头在各种条件下的强度、塑性和 韧性。首先应当焊制产品试板，从中取出拉伸、弯曲、冲击等试样进行试验，以确定焊接工艺参数是否合适，焊接接头的性能是否符合设计的要求。 1、焊接接头的拉伸试验 焊接接头拉伸试验是以国家标准(GB2651一1989)为依据进行的，该标准适用于熔焊和压焊的对接接头。 (1)试验目的 该标准规定了金属材料焊接接头横向拉伸试验方法，用以测定焊接接头的抗拉强度。 (2)试件制备 1）接头拉伸试样的形状分为板形、整管和圆形三种。可根据要求选用。 2)焊接接头拉伸试验用的样坯从焊接试件上垂直于焊缝轴线方向截取，并通过机械加工制成如图8一1所示形状及表8一1所示尺寸的板接头板状试样，或制成如图8一2所示形 状及表8一1所示尺寸的管接头板状试样。加工后焊缝轴线应位于试样平行长度的中心。 表8一1板状试样的尺寸 总长 夹持部分宽度 平行部分宽度 平行部分长度 过渡圆弧板 管 L B b b l r 根据实验机定 b+12 25≥ D≤7612 D>7620 当D≤38时，取整管拉伸 >L s +60或L s +12 25 注：L s为加工后，焊缝的最大宽度；D为管子外径。
3）每个试样均应打有标记，以识别它在被截试件中的准确位置。 4)试样应采用机械加工或磨削方法制备，要注意防止表面应变硬化或材料过热。在受试长度下范围内，表面不应有横向刀痕或划痕。 5)若相关标准和产品技术条件无规定时，则试样表面应用机械方法去除焊缝余高，使其与母材原始表面齐平。 6)通常试样厚度仅应为焊接接头试件厚度。如果试件厚度超过3Omm时，则可从接头不同厚度区取若干试样以取代接头全厚度的单个试样，但每个试样的厚度应不小于3Omm，且所取试样应覆盖接头的整个厚度(见GB2649)。在这种情况下，应当标明试样在焊接试件厚度中的位置。 7)对外径小于等于38mm的管接头，可取整管作拉伸试样，为使试验顺利进行，可制作塞头，以利夹持，如图8-3所示。 8)棒材接头选用图8一4所示圆形试样。其中:do=(10土0.2)mm；l=Ls+2D；D和h由 试验机结构来定；r mm=4mm。
金属材料焊接性知识要点
金属材料焊接性知识要点 1. 金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下,能够形成完整接头并满足预期 使用要求的能力;包括工艺焊接性和使用焊接性; 2. 工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下,能否获得优质致密无缺陷和具有一 定使用性能的焊接接头能力; 3. 使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度,包括常规的力学性能; 4. 影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5. 评定焊接性的原则:1评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向,为制定合理的焊接工艺提供依据；2评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求; 6. 实验方法应满足的原则：1可比性 2针对性 3再现性 4经济性 7. 常用焊接性试验方法： A:斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂 纹的敏感性; B:插销试验 C:压板对接焊接裂纹试验法 D:可调拘束裂纹试验法 一问答：1、“小铁研”实验的目的是什么,适用于什么场合了解其主要实验步骤,分析影响实验结果稳定性的因素有哪些 答：1、目的是用于评定用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性;评 定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性时,影响结果稳定因素焊接接头拘 束度预热温度角变形和未焊透;一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小于20%时;用于一般焊接结构是安全的 2、影响工艺焊接性的主要因素有哪些
答：影响因素：1材料因素包括母材本身和使用的焊接材料,如焊条电弧焊的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、气体保护焊时的焊丝和保护气体等; 2设计因素焊接接头的结构设计会影响应力状态,从而对焊接性产生影响; 3工艺因素对于同一种母材,采用不同的焊接方法和工艺措施,所表现出来的焊接性有很大的差异; 4服役环境焊接结构的服役环境多种多样,如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等都属于使用条件; 3、举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好; 答：金属材料使用焊接性能是指焊接接头或整体焊接结构满足技术条件所规定的各种使用性能主要包括常规的力学性能或特定工作条件下的使用性能,如低温韧性、断裂韧性、高温蠕变强度、持久强度、疲劳性能以及耐蚀性、耐磨性等;而工艺焊接性是指金属或材料在一定的焊接工艺条件下,能否获得优质致密、无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力; 比如低碳钢焊接性好,但其强度、硬度却没有高碳钢好; 4、为什么可以用热影响区最高硬度来评价钢铁材料的焊接冷裂纹敏感性焊接工艺条件对热影响区最高硬度有什么影响 答：因为1.冷裂纹主要产生在热影响区； 2其直接评定的是冷裂纹产生三要素中最重要的,接头淬硬组织,所以可以近似用来评价冷裂纹;