焊接性及其试验评定
奥氏体不锈钢304焊接性评定实验报告
奥氏体不锈钢304焊接性评定试验报告奥氏体不锈钢304具有非常好的塑性和韧性,这决定了它具有良好的弯折、卷曲和冲压成型性，因而便于制成各种形状的构件、容器或管道；奥氏体型不锈钢304的耐腐蚀性能特别优良，是它获得最为广泛应用的根本原因。
也正是这样，在评价焊接质量时必然特别强调焊接接头的开裂倾向、焊接缺陷敏感性和耐晶间腐蚀等的能力。
本报告结合奥氏体不锈钢304的焊接特点，进行了手工钨极氩弧焊评定性试验，现就试验结果作一介绍一、奥氏体不锈钢的焊接特点：奥氏体不锈钢韧性、塑性好，焊接时不会发生淬火硬化，尽管其线膨胀系数比碳钢大得多，焊接过程中的弹塑性应力应变量很大，却极少出现冷裂纹；尽管有很强的加工硬化能力，由于焊接接头不存在淬火硬化区，所以，即使受焊接热影响而软化的区域，其抗拉强度仍然不低。
304钢的热胀冷缩特别大所带来的焊接性的问题，主要有两个：一是焊接热裂纹，这与奥氏体不锈钢的晶界特性和对某些微量杂质如硫、磷等敏感有关；二是焊接变形大。
1、焊接接头的热裂纹及其对策1.1焊接接头产生热裂纹的原因单相奥氏体组织的奥氏体型不锈钢焊接接头易发生焊接热裂纹，这种裂纹是在高温状态下形成的。
常见的裂纹形式有弧坑裂纹、热影响区裂纹、焊缝横向和纵向裂纹。
就裂纹的物理本质上讲，有凝固裂纹、液化裂纹和高温低塑性裂纹等多种。
奥氏体型不锈钢易产生焊接接头热裂纹的主要原因有以下几点：1）焊缝金属凝固期间存在较大的拉应力，这是产生凝固裂纹的必要条件。
由于奥氏体型不锈钢的热导率小，线膨胀系数大，在焊接区降温（收缩）期焊接接头必然要承受较大的拉应力，这也促成各种类型热裂纹的产生。
2）方向性强的焊缝柱状晶组织的存在，有利于有害杂质的偏析及晶间液态夹层的形成。
3）奥氏体不锈钢的品种多，母材及焊缝的合金组成比较复杂。
含镍量高的合金对硫和磷形成易熔共晶更为敏感，在某些钢中硅和铌等元素，也能形成有害的易熔晶间层。
1.2避免奥氏体型不锈钢焊接热裂纹的途径。
焊接性评定方法有很多
焊接性评定方法有很多
是的，焊接性评定方法有很多种。
以下列举几种常用的方法：
1. 焊接试样评定：通过对某一焊接试样进行金相分析、力学性能测试等来评定焊接接头的质量。
2. 非破坏性测试：通过对焊接接头进行超声波检测、射线检测、涡流检测等方法来评定焊接接头的质量，不会损坏焊接接头。
3. 破坏性测试：通过对焊接接头进行拉伸试验、冲击试验等方法来评定焊接接头的质量，会在测试过程中损坏焊接接头。
4. 金相分析：通过对焊接金属材料进行金相观察和分析，评定焊接接头的晶体结构和组织性能。
5. 力学性能测试：通过对焊接接头进行拉伸、弯曲、扭转等力学性能测试，评定焊接接头的强度和均匀性。
6. 冶金性能测试：通过对焊接接头进行硬度测试、冲击试验、显微组织观察等，评定焊接接头的冶金性能。
7. 电化学性能测试：通过对焊接接头进行腐蚀测试、电化学分析等，评定焊接
接头的抗腐蚀性能。
这些方法可以单独使用，也可以结合使用，以综合评定焊接接头的质量。
不同方法适用于不同的焊接材料和焊接接头类型。
金属焊接性及其试验方法
CE = C + Mn Ni + Cu Cr + Mo + V (% ) + + 6 15 5
•
上式适用于中、高强度的非调质低合金高强钢。
• 日本JIS和WES采用：
金属焊接性：就是金属是否能适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用 性能的焊接接头的特性。 金属焊接性的概念有两方面内容： ① 金属在焊接加工中是否容易形成缺陷—结合性能（好不好焊） ② 焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力—使用性能（好 不好用） 衡量金属焊接性的好坏的标准： 焊接性好：焊接工艺过程简单而接头质量高、性能好时，就称作焊接性 好。 焊接性差：焊接工艺过程复杂而接头质量低、性能差时，就称作焊接性 差。 金属焊接性的影响因素： 金属焊接性主要是金属本身所固有的性能，但母材和焊接材料的成分以及 焊接工艺条件都对焊接性有重要的影响，因此，分析焊接性不能 完全脱离工艺条件。
• (一)直接模拟试验类
这类焊接性评定方法一般是仿照实际焊接的条件，通过焊 接过程观察是否发生某种焊接缺陷或发生缺陷的程度，直 观地评价焊接性的优劣，有时还可以从中确定必要的焊接 条件。 • (1)焊接冷裂纹试验 常用的有插销试验、斜Y坡口对接裂 纹试验、拉伸拘束裂纹试验(TRC)、刚性拘束裂纹试验 (RRC) (RRC)等。 • (2)焊接热裂纹试验 常用的有可调拘束裂纹试险、压板对 接（FISCO）焊接裂纹试验、窗形拘束对接裂纹试验、刚 性固定对接裂纹试验等 • (3)再热裂纹试验 有H型拘束试验、缺口试棒应力松弛试 验、U形弯曲试验等。还可以利用插销试验进行再热裂纹 试验。 •
焊接性评定方法有很多
焊接性评定方法有很多焊接性评定是指对焊接材料、焊接工艺和焊接接头进行评定，以确定其是否符合特定的标准和要求。
在焊接工程中，焊接性评定是非常重要的一环，它直接关系到焊接接头的质量和可靠性。
因此，我们需要了解不同的焊接性评定方法，以便在实际工作中选择合适的评定方法进行评定。
首先，我们可以通过金相显微镜来进行焊接性评定。
金相显微镜是一种专门用于金属材料显微组织观察和分析的显微镜。
通过金相显微镜观察焊接接头的组织结构，可以判断焊接接头的晶粒大小、晶粒形状、相分布情况等，从而评定焊接接头的质量。
其次，我们可以利用硬度测试来进行焊接性评定。
硬度测试是通过在焊接接头上进行硬度测试，来评定焊接接头的硬度情况。
硬度是衡量材料抗压抗弯能力的重要指标，通过硬度测试可以了解焊接接头的硬度分布情况，从而评定焊接接头的质量。
另外，我们还可以采用拉伸试验来进行焊接性评定。
拉伸试验是通过在焊接接头上进行拉伸试验，来评定焊接接头的拉伸性能。
通过拉伸试验可以得到焊接接头的抗拉强度、屈服强度、延伸率等参数，从而评定焊接接头的质量。
除此之外，我们还可以利用冲击试验来进行焊接性评定。
冲击试验是通过在焊接接头上进行冲击试验，来评定焊接接头的冲击性能。
通过冲击试验可以得到焊接接头的冲击吸收能量、冲击韧性等参数，从而评定焊接接头的质量。
总的来说，焊接性评定方法有很多种，我们需要根据具体情况选择合适的评定方法进行评定。
通过对焊接接头的组织结构、硬度、拉伸性能、冲击性能等方面进行评定，可以全面了解焊接接头的质量情况，为焊接工程的质量控制提供重要依据。
希望大家在实际工作中，能够根据需要选择合适的焊接性评定方法，确保焊接接头的质量和可靠性。
Q235钢的焊接性分析及焊接工艺评定
兰州工业学院毕业设计（论文）题目Q235钢的焊接性分析及焊接工艺评定系别材料工程学院专业焊接技术及自动化班级焊接11-2姓名学号指导教师（职称）日期2014年3月目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (3)1.1 碳钢简述 (3)1.2 Q235钢的化学成分分析 (4)1.3 Q235的机械性能 (4)1.4 本次设计实验技术路线图 (5)第二章Q235钢板的焊接 (6)2.1 板材厚度的选择 (6)2.2 焊接材料的选择 (6)2.3 焊接方法和焊接设备的选定 (6)2.4 焊焊前准备 (7)2.4.1 焊接接头形式及坡口准备 (7)2.4.2 工件共建表面的清理 (7)2.5 焊接工艺参数的制定 (8)2.5.1 焊条直径 (8)2.5.2 焊接电流 (8)2.5.3 焊接电压 (9)2.5.4 焊接层数 (9)2.6 焊接及焊后热处理 (10)2.6.1 防止裂纹的产生 (10)2.6.2 结晶裂纹的产生原因 (11)2.6.3 冷裂纹的防止措施 (12)2.6.4 严格控制氢的来源 (12)2.7 焊后热处理 (13)2.8 焊接时应注意的要点 (13)第三章Q235金属试样的制备 (15)3.1 取样 (15)3.2 粗磨 (15)3.3 细磨 (16)3.3.1 手工磨 (16)3.3.2 机械磨 (17)3.4 抛光 (17)3.5 浸蚀 (19)第四章试样组织观察及分析 (20)4.1 焊接接头组织 (20)4.2 试样的观察 (20)4.3 试样的分析 (21)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)外文文献及译文 28兰州工业学院毕业设计（论文）任务书材料工程系2014届焊接技术及自动化专业毕业设计（论文）任务书摘要Q235低碳钢在现代工业上应用十分广泛，本文主要针对Q235低碳钢板材的焊接工艺进行设计，通过经济和操作性两个方面的考虑，选用手工电弧焊进行焊接，焊接后变形小，缺陷少，焊接质量良好，当然最重要的是焊接工艺参数设计正确。
焊接质量的评定
焊接质量的评定1. 焊接质量评定的目的焊接质量评定的主要目的是确保焊接连接的可靠性和稳定性。
通过全面评估焊接质量，可以减少焊接缺陷、提高焊接工艺的合规性，并减少事故和损失的发生。
2. 焊接质量评定的基本原则焊接质量评定应遵循以下原则：- 根据相关的国家和国际标准进行评定，确保评定的公正和准确性。
- 独立进行评定，不受个人或组织的影响。
- 根据焊接材料、焊接方法、工艺参数等因素，制定评定标准。
- 注意焊接工艺的可行性和适应性，避免过于复杂或不实际的评定方法。
- 定期进行焊接质量评定，及时发现和纠正焊接缺陷。
3. 焊接质量评定的方法常用的焊接质量评定方法包括：3.1 目视检查目视检查是最常用的焊接质量评定方法之一。
通过肉眼观察焊接接头的形态、焊缝的质量等，判断焊接质量是否合格。
目视检查需要经验丰富的焊接人员进行，确保评定结果的准确性。
3.2 焊接试件检测焊接试件检测是通过对焊接试件进行物理性能测试，来评估焊接质量的方法。
常用的焊接试件检测方法包括拉伸试验、冲击试验、硬度测试等。
根据国家和国际标准，确定试件的规格和测试方法，并根据测试结果判断焊接质量是否合格。
3.3 焊接缺陷检测焊接缺陷检测是通过特定的检测方法，对焊接接头进行缺陷的检测和评估。
常见的焊接缺陷检测方法包括超声波检测、射线检测、渗透检测等。
根据焊接接头的要求和缺陷类型，选择合适的检测方法进行评定。
4. 焊接质量评定的注意事项在进行焊接质量评定时，需要注意以下事项：- 确定评定的依据，遵循相关的国家和国际标准。
- 使用合适的评定方法，根据实际情况选择目视检查、焊接试件检测或焊接缺陷检测等方法。
- 评定过程中，确保评定人员具备相关的知识和经验，并进行准确的记录和报告。
- 评定结果应及时通知相关人员，并做出相应的处理和改进。
结论通过焊接质量评定，可以确保焊接作业的质量和安全。
评定人员应遵循标准和原则，选择合适的评定方法，并确保评定的公正和准确。
焊接性试验怎么操作方法
焊接性试验怎么操作方法焊接性试验是对焊接材料、焊接接头和焊接工艺性能进行评定的重要方式之一。
它主要是通过一系列实验来检验焊接材料的性能，如果焊接材料的性能符合要求，那么这样的焊接就是合格的。
焊接性试验的操作方法需严格遵守相关标准要求，在实验过程中严格按照规程操作，才能保证结果的准确性和可靠性。
二、焊接性试验的常用方法1. 弯曲试验弯曲试验是焊接性试验中常用的一种方法。
其原理是通过给定的试样在两个支点之间施加力，使其产生弯曲变形，来测试焊接接头的韧性和延展性。
操作方法如下：1）根据相关标准要求制备好试样；2）将试样放在弯曲试验机上，设置合适的试验参数；3）施加力使试样产生弯曲，记录弯曲过程中的力和位移；4）根据记录的数据计算试样的弯曲应力和应变，评定焊接接头的性能。
2. 冲击试验冲击试验主要用于评定焊接接头的韧性和抗冲击性能，常用的方法是冲击试验机法。
其操作方法如下：1）制备好试样，并安装在冲击试验机的支撑上；2）设置合适的试验参数，包括试验温度、冲击能量等；3）释放冲击试验机的重锤，使其自由跌落，冲击试样；4）记录试样的冲击过程，包括试样的断裂形态和冲击能量；5）根据记录的数据评定试样的冲击性能，包括吸能值和断裂模式。
3. 弹性模量测定弹性模量是描述焊接材料弹性变形特性的重要参数，测定其弹性模量可以评定焊接接头的弹性性能。
其操作方法如下：1）制备好试样，并在测试设备上安装；2）施加不同的拉伸载荷，记录试样的应力和应变；3）根据记录的数据，绘制应力-应变曲线，计算试样的弹性模量；4）根据计算的弹性模量评定焊接接头的性能。
4. 硬度测试焊接接头的硬度是评定其抗弯曲、抗磨损等性能的重要指标，硬度测试是一种简单且有效的测定方法。
其操作方法如下：1）制备好试样，并在硬度测试机上安装；2）通过载荷和压头将硬度测试机放在合适的位置，开始测定；3）根据测定结果评定试样的硬度值和硬度分布。
5. 金相分析金相分析是通过对试样进行金相观察和分析来评定焊接接头的组织结构和性能。
焊接性及其试验评定
G G 10c Cr 3.3M 0 8.1 2 10 V
`
△G`<1.5不敏感 △G`=1.5~2 有一定敏感性
△G` ≥2
敏感
焊接性的间接评定
5.层状撕裂敏感指数法
Pl Pcm
H 6S
60
Pl与σz的关系
Pcm-----冷裂敏感指数
[H]-------熔敷金属中的扩散氢含量（ml/100g)
4.层状撕裂试验方法
（1）Z向拉伸试验
焊接性直接试验方法
（2）Z向窗口试验
裂纹率：
CR
l L
100%
焊接性及其试验评定
理论分析和计算类方法
1.利用物理性能分析
材料的熔点、热导率、线膨胀系数、密度、热容
2.利用化学性能分析
材料与气体和熔渣的反应
3.利用SHCCT图---焊接连续冷却转变图 4.利用经验公式
碳当量、热影响区最高硬度值、焊接裂纹敏感指数
850 ℃
短道焊 (℃)
℃
MA
2
SA
3 4
焊接性的间接评定
焊接性的间接评定
6.热影响区最高硬度法
试样形状
测定硬度位置
焊接性的间接评定
焊接性直接试验方法
1.焊接冷裂纹试验方法
焊接性直接试验方法
（1）斜Y形坡口对接裂纹试验方法
试样形状
焊接性直接试验方法
手工电弧焊
埋弧焊
裂纹长度计算
l r 100 % 跟部裂纹率： cr L
断面裂纹率： s C
1.碳当量法
焊接性的间接评定
焊接性的间接评定
焊接性的间接评定
2.焊接冷裂纹敏感指数
焊接性的间接评定
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焊接性及其试验评定
1. 焊接性：指材料在一定的焊接工艺条件下（采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构型式条件下），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。
2. 焊接性的影响因素（焊接性分析考虑的着手点）
材料：母材的化学成分，状态，性能
设计：接头的应力状态，能否自由变形
工艺：焊接方法和工艺措施
环境：服役温度、服役介质、载荷性质
3. 焊接性试验的内容（焊接性分析几个具体方面）
（1）热裂纹：结晶裂纹、液化裂纹、多变化裂纹
产生原因：S、P形成低熔点共晶；热应力。
影响因素：合金状态图类型及结晶温度；合金元素；力学因素
（2）冷裂纹
产生原因：焊接热循环（接头存在淬硬组织）、焊接应力、扩散氢
影响因素：淬硬倾向（M，晶格畸变），氢致开裂（延迟裂纹），拘束应力
（3）脆性断裂：
产生原因：接头脆性组织、硬脆非金属夹杂物、时效脆化、冷作硬化
影响因素：冶金反应、热循环、结晶
（4）使用性能：
力学性能：强度、塑性、韧性
特殊性能：腐蚀，低温冲击韧性，高温蠕变强度，厚钢板的层状撕裂、低合金钢的应力腐蚀
4. 焊接性试验方法：
（1）碳当量法：钢中合金元素的含量按相当于若干碳含量折算并叠加起来，作为粗略评定钢材冷裂倾向的参数指标，即所谓碳当量（CE或Ceq）。
☐Ceq＜0.4%时，焊接性良好。
在一般的焊接工艺条件下，焊件不会产生裂缝，但对厚大工件或低温下焊接时应考虑预热。
☐Ceq=0.4%～0.6%时焊性较差。
焊前工件需要适当预热，焊后应注意缓冷，要采取一定的焊接工艺措施才能防止裂缝。
☐Ceq＞0.6%时，焊接性不好。
焊前工件必须预热到较高温度，焊接时要采取减少焊接应力和防止开裂的工艺措施，焊后要进行适当的热处理，才能保证焊接接头质量。
（2）焊接HAZ最高硬度法的试验原理（为何可以表征材料的冷裂性？）HAZ最高硬度允许值就是刚好不出现冷裂纹的临界硬度值。
即若实际HAZ 的硬度高于HAZ最高硬度允许值，那么这个接头有可能产生冷裂纹；若在最高硬度允许值内，一般认为此接头不会产生冷裂。
由给定的焊接工艺条件和规范参数估算被焊材料HAZ的最高硬度，以此间接推断母材的淬硬倾向和冷裂敏感性。
根据给定材料的最大许用硬度来确定焊前预热及焊后热处理工艺规范。
（3）斜Y形坡口对接试验（小铁研）和插销试验（IT）表征材料的冷裂性倾向的原理
1. 斜Y形坡口对接试验原理：目的用于评定低合金结构钢焊缝及HAZ的冷裂敏感性，确定防止冷裂纹的临界预热温度。
按照试验方法施焊，然后对焊缝进行裂纹检测。
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和断面是否有裂纹，计算试样的表面裂纹率、根部裂纹率和断面裂纹率。
一般认为试样表面裂纹率≤20%，无根部裂纹，实际构件不发生冷裂纹。
2.插销试验原理：用于测定低合金钢焊接热影响区冷裂纹敏感性。
试验过程是将被焊钢材加工成圆柱形的插销试棒，将插销试棒插入底板相应的孔中，使带缺口一端与底板表面平齐，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。
试棒持续加载，直到断裂，得出试验条件下的临界应力。
根据临界应力值的大小估测材料冷冽敏感性。
（4）HCS，CST，CTS ，TRC，RRC，RBJC，ETRC，ZTT，ZWT，各代表什么意思？HCS：热裂纹敏感系数CST：临界应变增长率CTS：搭接接头焊接裂纹试验
TRC：拉伸拘束裂纹试验RRC：刚性拘束裂纹试验RBJC：刚性固定对接裂纹试验WTRC：窗形拘束裂纹试验ZTT：Z向拉伸试验ZWT：Z向窗口试验
FISCO：压板对接裂纹试验
哪些是冷裂纹试验方法，哪些是热裂纹试验方法？
5. 选择和制定焊接性试验方法的原则：
可比性：焊接性试验的条件要尽量与实际焊接时的条件一致
针对性：焊接性试验应针对具体的焊接结构
再现性：焊接性试验的结果要稳定可靠，具有较好的再现性
经济性：考虑成本。