熔合区t8_5的计算和焊接参数的选择
四、焊接热影响区(2010)
1 熔合区（半熔化区）
焊缝与母材相邻的部位，是液－ 固相结合的部位。化学成分、组织、 性能非常不均匀，是产生裂纹、脆性 破坏的发源地。
t8/5：焊缝从800℃冷却到500℃所用的时间；
t8/3：焊缝从800℃冷却到300℃所用的时间；
t100：焊缝从Tm冷却到100℃所用的时间。
影响焊接热影响区的冷却速度的因素（1）
（1）被焊金属的热物理性质： 金属的导热系数越大，冷却速 度就越快。 （2）钢板的厚度： 钢板的尺寸越大、越厚，冷 却速度就越快（图5－66）。但板厚 超过25mm后，冷却速度趋于一 定值。
焊接热影响区的最新划分方法（图4－35）
表 4— 12 部位(名称) 完全混合区
焊缝及热影响区新的划分及建议 所包括的范围(定义) 现在通用的划分 填充金属与母材金属完全均匀混合形 成化学成分均一的焊缝金属 焊缝金属 焊缝金属的外侧部分，母材金属与填 充金属不完全混合的地方 明显的完全熔化边界 熔合区 焊缝边界的外侧母材部分，晶粒边界 有不同程度的熔化(0％~100％) 固相母材发生组织变化的区域 热影响区
（3）钢板的初始温度对HAZ冷却速度的影响
初始温度越高，冷却速度越慢（图5－67）。
预热对减缓600℃以下的冷 却速度特别显著，是控制淬硬 组织、避免产生冷裂纹的重要 手段。
（4）焊接规范对HAZ冷却速度的影响 HAZ的冷却速度受焊接电流、电弧 电压、焊接速度等的影响，冷却速度随 着焊接线能量的增加而降低（图5－68）。 焊接接头的形状对冷却速度也有影 响。角焊缝、 T 字接头的冷却速度比对 接焊缝的冷却速度要快得多。 调整焊接线能量、预热、缓冷等措 施都可以降低焊缝的冷却速度。
焊接公式及实验
1、碳当量国际焊接学会:CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 <淬硬倾向不大日本焊接学会：Ceq(JIS)=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14Ceq《%，焊接性优良；淬硬倾向逐渐明显，焊接时需要采取合适的措施；Ceq>%时，淬硬倾向明显，属于较难焊接材料。
淬硬倾向较大的钢, 焊后在空气中冷却时，焊缝易出现淬硬的马氏体组织，低温焊接或焊接刚性较大时易出现冷裂纹，焊接时需要预热，预热是防止冷裂纹和再热裂纹的有效措施。
与人是防止冷裂纹和再热裂纹的有效措施。
温度太低，焊缝会开裂，太高又会降低韧性，恶化劳动条件，所以确定合适的预热温度成为很重要的问题。
Rb=500MPa,Ceq= 不预热Rb=600MPa，Ceq= 预热75o CRb=700MPa, Ceq= 预热75 o CRb=800MPa，Ceq= 预热150 o C新日铁：CE IIW公式对碳钢和碳锰钢更合适，但不适用于低碳低合金钢；Pcm适于低碳低合金钢。
CEN在图表法中被用作评价钢冷裂纹敏感性的尺度（当碳增加时，CEN接近CE IIW,而当碳降低时他又接近Pcm）。
——用图表法确定钢焊接时的预热温度上2、冷裂纹敏感指数：PcmPcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B使用化学成分范围（质量分数）：C=、冷裂纹敏感性PwPw=Pcm+[H]/60+h/600或Pw=Pcm+[H]/60+R/40000[H]:熔敷金属中扩散氢含量（ml/100g）R:焊缝拉伸拘束度h:板厚（mm）当Pw>0时，即有产生裂纹的可能性。
适用条件：扩散氢含量[H]=(1-5)ml/100g，h=19-50mm，线能量为17-30kJ/cm.4、预热温度：To To=1440Pw-392根据日本CEN确定预热温度：1、根据钢的化学成分计算CEN和CE IIW;2、通过焊缝金属扩散氢含量与图3标准值的偏差求出CEN的某一增量；3、通过热输入与图4标准值的偏差和CE IIW求出CEN 的某一增量；4、将CEN增量之和与原始CEN相加，对CEN进行修正；5、根据修正的CEN和图2基本曲线中的板厚确定y坡口试验的临界预热温度；6、根据焊缝金属强度和接头拘束度，通过图5的修正，确定实际所需的预热温度。
核电牛腿安装焊接质量分析及控制
核电牛腿安装焊接质量分析及控制发布时间：2021-04-29T07:29:49.925Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年3期作者：张伟强贠伟超[导读] 核电环吊牛腿作为重要的构件，主要用来支撑环形吊车梁，承载较大的动载荷及静载荷，投产后不可更换，其制作安装质量必须确保满足要求。
本文主要从材料选择、变形控制、焊接热处理及建议措施等方面阐述分析，有效控制各工艺质量，性能满足要求，通过这些控制措施从而对保证牛腿整体质量提供有力保障。
中核工程咨询有限公司北京市海淀区 100000摘要：核电环吊牛腿作为重要的构件，主要用来支撑环形吊车梁，承载较大的动载荷及静载荷，投产后不可更换，其制作安装质量必须确保满足要求。
本文主要从材料选择、变形控制、焊接热处理及建议措施等方面阐述分析，有效控制各工艺质量，性能满足要求，通过这些控制措施从而对保证牛腿整体质量提供有力保障。
关键词：变形控制热处理焊接1、工程简介环吊牛腿是核电站中重要的部件，安装在安全壳钢衬里的筒体上，主要用于支撑核电站的环吊、主蒸发器，反应堆压力容器重要部件的安装就位，核电运行中的检修均需通过环吊来完成。
其结构形式大致可分为箱型框架结构、工字梁结构，环吊牛腿不但要经受巨大的动载荷，而且要长期经受静载荷。
在运行期间，环吊牛腿的结构及焊缝质量在使用过程中长期处于受力状况，故采用防层状撕裂较好的母材。
2、牛腿制作工艺 2.1工艺简述牛腿的制作工艺流程为：材料验收合格、领料、放样→下料→开坡口→ 加厚板预制→ 牛腿加厚板与上下盖板组对、焊接→两侧面板组对、焊接→竖向加劲肋组对、焊接→校正→消除应力热处理→无损检验→质量验收。
2.2、材料的选择 2.2.1母材的选择加厚板：采用1575×1200×25的P265GH板材，四角圆弧为R250，整个加厚板宽度方向按照R18481进行圆弧处理。
上盖板：采用1192×960×60的P265GH板材，与加厚板焊接处按R18481进行处理。
焊接冶金学A卷答案
一、名词解释(共5小题,每小题2分,共10分)。
熔焊：熔焊是指待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。
喷射过渡：喷射过渡是指熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式。
碱性焊条：在焊条药皮中含有多量碱性氧化物，同时含有氟化钙的焊条。
显微偏析：先结晶的固相比较纯，后结晶的固相含杂质的浓度较高，并富集了较多的杂志，而焊接的冷却速度较快，固相内的成分来不及扩散。
高温液化裂纹：产生在近缝区或多层焊的层间，是由于母材含有较多的低熔点共晶，在焊接热源的高温作用下晶间被重新熔化，在拉应力作用下沿奥氏体晶界发生的开裂现象。
二、填空题(共20空,每空1分,共20分)。
1.熔池长度、熔深、熔宽。
2.药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区。
3.上贝氏体、下贝氏体、粒状贝氏体、条状贝氏体。
4.氧化物夹杂、硫化物夹杂和氮化物夹杂。
5.焊趾裂纹、焊根裂纹、焊道下裂纹、横向裂纹。
6.完全淬火区、不完全淬火区、回火软化区。
三、分析题(共4小题,每小题10分,共40分)。
1. 熔滴过渡有几种形式？各有何特点？（10分）答：熔滴有三种过渡形式：（1）短路过渡：熔滴长大到和熔池金属接触，形成短路，电弧熄灭，液滴下落后，电弧重新引燃。
（3分）（2）粗滴过渡：熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过渡的形式。
（2分）（3）喷射过渡：是指溶滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式。
（3分）熔滴的过渡形式与焊接方法、药皮、焊条直径、电流、极性、焊工操作水平等有关。
（2分）2. 氧对焊接质量的影响。
（10分）答：氧在焊缝中是有害元素，但在焊接过程中又是必须要利用的元素。
（2分）（1）随着焊缝中氧含量的增加，其强度、塑性、韧性（尤其是低温冲击韧性）下降。
（2分）（2）氧和熔池中的碳反应生成CO气体，造成飞溅和气孔。
（2分）（3）烧损焊缝中的合金元素，降低焊缝金属的性能。
（2分）（4）氧可以有效减少焊缝中的含氢量。
（2分）3. 试对比分析酸性焊条及碱性焊条的工艺性能和冶金性能。
材料成型原理及工艺 思考题
材料成型加工思考题1.给出HAZ的概念HAZ定义：焊缝周围未熔化的母材在加热和冷却过程中，发生了金相组织和力学性能变化的区域称为热影响区（heat-affected zone, HAZ ）。
2.焊接热循环有哪几个参数？焊接热循环曲线可以分为加热与冷却两个阶段，采用四个参数描述其特征。
最高温度Tm：最高温度又称为峰值温度，它与HAZ中的点有对应关系，距离焊缝近的点峰值温度高。
相变温度以上的停留时间tH：可以分为加热停留时间t′及冷却停留时间t″。
tH越长，奥氏体均质化越充分，但是，奥氏体晶粒长大也越严重。
冷却速度ωc或冷却时间tc：冷却速度ωc是指冷却至某一温度Tc时的瞬时冷却速度，可以在温度-时间曲线上在Tc点作切线求得。
也可以采用一定温度范围内的平均冷却速度或者采用一定温度范围内的冷却时间tc （如t8/5，t8/3，t100）来反映冷却速度。
3.说明Tm、t8/5的含义。
最高温度Tm：最高温度又称为峰值温度，它与HAZ中的点有对应关系，距离焊缝近的点峰值温度高。
焊接钢时，HAZ过热区的Tm可达1300 ℃～1350 ℃，奥氏体因严重过热而长大，冷却后组织粗大，韧性下降。
t8/5：焊接熔池的温度从800度降到500的时间，这个很重要，因为通过控制t8/5可以改变熔池的冷却速度，从而达到防止冷裂纹、控制组织以达到满意的性能。
4.说明易淬火钢与不易淬火钢HAZ组织分布。
（1）不易淬火钢HAZ组织分布这类钢主要有低碳钢、普通低合金钢（16Mn、15MnV）等。
按不同部位最高温度范围及组织变化可以将HAZ 分为四个区:熔合区、过热区、相变重结晶区、不完全重结晶区。
熔合区：熔合区是焊缝与母材相邻的部位，最高温度处于固相线与液相线之间，所以又称为半熔化区。
此区较窄，由于晶界与晶内局部熔化，成分与组织不均匀分布，过热严重，塑性差，所以是焊接接头的薄弱环节过热区：此区的温度范围处于固相线到1100 ℃左右。
由于加热温度高，奥氏体过热，晶粒严重长大，故又称之为粗晶区。
厚板焊接
厚板焊接研究摘要：厚板是指厚度40.0-100.0mm的钢板，厚度的5-40mm称为中厚板，厚度超过100.0mm的为特厚板广泛用来制造各种容器、炉壳、炉板、桥梁及汽车静钢钢板、低合金钢钢板、桥梁用钢板、造般钢板、锅炉钢板、压力容器钢板、花纹钢板、汽车大梁钢板、拖拉机某些零件及焊接构件，本文论述了厚板的焊接工艺，从材料准备、预热、焊接过程的控制等，详细的分析厚板焊接过程所引起的一系列问题及造成质量差的原因，提出了相应的防止措施。
关键词：厚板焊接、预热、焊接过程、措施1、厚板焊接工艺由于材料为低合金结构钢，含有少量的合金元素，淬硬倾向大，焊接性差，焊缝中极易出现裂纹，因此厚板焊接是本工程的一大难题，为防止焊接缺陷的产生，除遵循上述“焊接通则”要求外，特制定如下工艺措施：(1)焊接材料①选择强度、塑性、韧性相同的焊接材料，并且焊前要进行工艺评定试验，合格后方可正式焊接，焊接材料选择低氢型焊接材料。
②CO2气体保护焊：选用药芯焊丝E71T-1或ER50-6。
CO2气体：CO2含量(V/V)不得低于99.9%，水蒸气与乙醇总含量(m/m)不得高于0.005%，并不得检出液态水。
③手工电弧焊时：选用焊条为E50型，焊接材料烘干温度如下所示：(2)焊前预热①为减少内应力，防止裂纹，改善焊缝性能，母材焊接前必须预热。
②预热最低温度：③T型接头应比对接接头的预热温度高25-50℃。
④操作地点环境温度低于常温时(高于0℃)应提高预热温度为15-25℃。
⑤预热方法采用电加热和火焰加热两种方式，火焰加热仅用于个别部位且电加热不宜施工之处，并应注意均匀加热。
电加热预热温度由热电仪自动控制，火焰加热用测温笔在离焊缝中心75mm的地方测温，测温点应选取加热区的背面。
(3)工艺参数选择为提高过热区的塑性、韧性，采取小线能量进行焊接。
根据焊接工艺评定结果，选用科学合理的焊接工艺参数。
(4)焊接过程采取的措施①由于后层对前层有消氢作用，并能改善前层焊缝和热影响区的组织，采用多层多道焊，每一焊道完工后应将焊渣清除干净并仔细检查和清除缺陷后再进行下一层的焊接。
金属焊接热影响区的组织和性能
45钢
40Cr
ωH ： 1—1400℃/s；2—270℃/s； 3—35℃/s； 4—7.5℃/s)
ωH ：1—1600℃/s；2—300℃/s； 4—42℃/s； 5—7.2℃/s
焊接快速加热对Ac1、Ac3和晶粒长大的影响
化的可能性增大。
提高初始温度 T0（预热温度），也会在一定程度上延长高温 停留时间 tH。
三、焊接热循环参数的计算
冷却速度： 厚板
薄板
C
2(TCT0)2
E
冷却时间：
C 2c(T(CET)02)3
厚板
薄板
E 1
1
t852500T0800T0
t85(4 E c)2501 T 002801 T 002
冷却速度ωc随着线能量E和初始温度T0的提高而降低， 冷却时间随着线能量E和初始温度T0的提高而延长。 母材的热物理性质、焊件的形状、尺寸、接头型式、焊道的长度及层数都
二、焊接热循环的参数及特征
三、焊接热循环参数的计算
数值模拟——是指用一组控制方程来描述一个过程的基本参数 变化关系； 利用数值方法求解，以获得该过程定量的结果。
根据焊接传热理论建立了许多描述焊接传热过程的数学 模型(包括焊接热循环参数)。
随着计算机的发展和普及，计算机的容量日益增大，计 算速度也越来越快，过去难以用分析方法求解的非线性问题现 在可以在计算机上用数值方法迎刃而解。
2、短段多层焊接热循环
短段多层焊——就是每层的焊缝长度较短 (约 50～400mm )，还未等前一层焊缝冷却 到较低温度（如Ms点）就开始了下一层的焊接。
材料成型原理(材料成形热过程) 资料习题
材料成型原理（材料成形热过程） 资料习题1、与热处理相比，焊接热过程有哪些特点？答：（1）焊接过程热源集中，局部加热温度高（2）焊接热过程的瞬时性，加热速度快，高温停留时间短（3） 热源的运动性，加热区域不断变化，传热过程不稳定。
2、影响焊接温度场的因素有哪些？试举例分别加以说明。
•热源的性质•焊接工艺参数•被焊金属的热物理性质•焊件的板厚和形状3、何谓焊接热循环？答：焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程，即焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点温度由低而高，达到最高值后，又由高而低随时间的变化。
焊接热循环具有加热速度快、峰值温度高、冷却速度大和相变温度以上停留时间不易控制的特点3、焊接热循环的主要参数有哪些？它们对焊接有何影响？•加热速度•峰值温度•高温停留时间•冷却速度 或 冷却时间决定焊接热循环特征的主要参数有以下四个：（1）加热速度ωH 焊接热源的集中程度较高，引起焊接时的加热速度增加，较快的加热速度将使相变过程进行的程度不充分，从而影响接头的组织和力学性能。
（2）峰值温度Ｔmax 。
距焊缝远近不同的点，加热的最高温度不同。
焊接过程中的高温使焊缝附近的金属发生晶粒长大和重结晶，从而改变母材的组织与性能。
（3）相变温度以上的停留时间t H 在相变温度T H 以上停留时间越长，越有利于奥氏体的均匀化过程，增加奥氏体的稳定性，但同时易使晶粒长大，引起接头脆化现象，从而降低接头的质量。
（4）冷却速度ωC (或冷却时间t 8 / 5) 冷却速度是决定焊接热影响区组织和性能的重要参数之一。
对低合金钢来说，熔合线附近冷却到540℃左右的瞬时冷却速度是最重要的参数。
也可采用某一温度范围内的冷却时间来表征冷却的快慢，如800～500℃的冷却时间t 8 / 5，800～300℃的冷却时间t 8/3，以及从峰值温度冷至100℃的冷却时间t 100。
5、焊接热循环中冷却时间5/8t 、3/8t 、100t 的含义是什么？焊接热循环中的冷却时间5/8t 表示从800︒C 冷却到500︒C 的冷却时间。