金属焊接性复习总结

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金属材料的焊接性能汇总

金属材料的焊接性能汇总

金属材料的焊接性能(2014.2.27)摘要:对各种常用金属材料的焊接性能进行研究,通过参考各类焊接丛书及焊接前辈多年的经验总结,对常用金属材料的焊接工艺可行性起指导作用。

关键词:碳当量;焊接性;焊接工艺参数;焊接接头1 前言随着中国特种设备制造业的不断发展,我们在制造产品时所用到的金属材料种类也在不断增加,相应地所必须掌握的各种金属材料的焊接性能也在不断研究和更新中,为了实际产品制造的焊接质量,熟悉金属材料的焊接性能,以制定正确的焊接工艺参数,从而获得优良的焊接接头起到至关重要的指导作用。

2 金属材料的焊接性能2.1 金属材料焊接性的定义及其影响因素2.1.1 金属材料焊接性的定义金属材料的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能力。

一种金属,如果能用较多普通又简便的焊接工艺获得优良的焊接接头,则认为这种金属具有良好的焊接性能金属材料焊接性一般分为工艺焊接性和使用焊接性两个方面。

工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下,获得优良,无缺陷焊接接头的能力。

它不是金属固有的性质,而是根据某种焊接方法和所采用的具体工艺措施来进行的评定。

所以金属材料的工艺焊接性与焊接过程密切相关。

使用焊接性是指焊接接头或整个结构满足产品技术条件规定的使用性能的程度。

使用性能取决于焊接结构的工作条件和设计上提出的技术要求。

通常包括力学性能、抗低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度、耐蚀性能和耐磨性能等。

例如我们常用的S30403,S31603不锈钢就具有优良的耐蚀性能,16MnDR,09MnNiDR低温钢也有具备良好的抗低温韧性性能。

从理论上,凡是在熔化状态下相互能形成固熔体或共晶的两种金属或合金,原则上都可以实现焊接,即具有所谓原则焊接性,又叫物理焊接性,然而,这种原则焊接性仅仅为材料实现焊接提供依据,并不等于该材料用任何焊接方法,都能获得满足使用性能要求的优质焊接接头。

金属焊接性基础期末总结

金属焊接性基础期末总结

一、填空题1、斜Y形坡口焊接裂纹试验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插销试验是测定钢材焊接热影响区冷裂纹敏感性的一种定量试验方法2、低碳钢焊接时的问题是冷裂纹,热裂纹,层状撕裂和焊接热因响区的性能变化,室温组织是铁素体+少量的珠光体中碳钢焊接时的主要问题是热裂纹、冷裂纹、气孔和脆断,室温组织是铁素体+少量的珠光体3、耐热钢按正火状态组织不同,常用耐热钢分为珠光体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢和奥氏体耐热钢。

按照国际惯例,耐热钢分为奥氏体耐热钢和铁素体耐热钢两类,其中铁素体耐热钢包括统称的珠光体耐热钢和马氏体耐热钢。

主加元素是Cr和Ni耐热钢的脆化形式是淬火脆化,回火脆化,时效脆化,二次淬火脆化或高Cr铁素体钢的晶粒长大脆化,及鉻镍奥氏体钢沿晶界析出碳化物脆化4、不锈钢按组织结构特点分为:铁素体钢、奥氏体钢、马氏体钢、奥氏体-铁素体双相钢和沉淀硬化型钢或时效硬化型五大类5、特殊性能的低合金钢分为低温钢,耐候钢,低合金耐蚀钢三类6、不锈钢在热加工或长期高温环境工作中,可能产生脆化现象。

除了如Crl3钢在550℃附近的回火脆性、高铬铁素体不锈钢的晶粒长大脆化以及奥氏体不锈钢沿晶界析出碳化物所造成的脆化之外,值得注意的还有所谓475℃脆性及σ相脆化。

7、点蚀出现在铁素体与奥氏体不锈钢的焊接中。

8、铜铝镁焊接时出现的问题(1)焊接铜出现的问题:1难融合及易变形2产生热裂纹3产生气孔4接头塑形导电性耐蚀性下降(2)铝及铝合金焊接时会出现氢气孔,还存在强的氧化能力,热导率和比热容大,热裂纹倾向大,容易形成气孔,焊接接头容易软化,合金元素蒸发和烧损,焊接接头的耐腐蚀性低于母材,固态和液态无色泽变化等问题。

(3)镁焊接时的出现的问题:a.镁在常温下即可形成氧化镁,氢氧化镁,在焊接过程中形成氧化膜,易使焊缝产生夹渣,存在夹渣的焊缝易产生电化学腐蚀。

高温时颜色无法区别,难观察熔化程度,易造成焊接热影响区大块塌陷,破坏焊缝金属的形状和性能。

金属焊接性复习总结

金属焊接性复习总结

金属焊接性复习总结第一章:1. 金属焊接性:金属能否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。

它的内涵:1、是否适合焊接加工?--金属在焊接加工中是否容易形成缺陷2、焊后使用可靠性?--性能焊成的接头在一定的使用条件下可靠使用的能力。

2.影响金属焊接性的因素:1、材料本身因素—母材和焊接材料的成分及性能2、工艺条件—焊接方法、工艺措施;3、结构因素—刚度、应力集中、多轴应力;4、使用条件—工作温度、负荷条件、工作环境。

3.金属的焊接性的分析方法:(一)从金属特性分析金属焊接性1、利用金属本身的化学成分分析(1)碳当量法:指将各种元素按相当于若干含碳量折合并叠加起来求得所谓碳当量(CE和Ccq),用其来估计冷裂倾向的大小。

CE=C+Mn/6+Ni+Cu/15+Cr+Mo+V/ (2)焊接冷裂纹敏感指数Pc=C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B+δ/600+H /60(%)式中δ—板厚(mm)H—焊缝中扩散氢含量(ml/100g).2、利用金属本身的物理性能分析:3、利用金属本身的化学性能分析4、利用合金相图分析(二)从焊接工艺条件分析焊接性: 1、热源特点2、保护方法3、热循环控制4、其他工艺因素4. 选择或制定焊接性试验方法的原则:1、焊接性试验的条件尽量与实际焊接时的条件相一致。

2、焊接性试验的结果要稳定可靠,具有较好的再现性。

3、注意试验方法的经济性。

5.焊接性试验的内容:(一)焊缝金属抗热裂的能力(二)焊缝及热影响区金属抗冷裂纹的能力(三)焊接接头抗脆性转变的能力(四)焊接接头的使用性能6. 常用焊接性试验方法:(一)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。

(二) 插销试验:此法是测定钢材焊接热影响区冷裂纹敏感性的一种定量试验方法。

测定加载16~24 h而不断裂的最大应力σcr(三)压板对接焊接裂纹试验法(四)可调拘束裂纹试验法第二章:1.合金结构钢:在碳素结构钢的基础上添加一定数量的合金元素来达到所需要求的钢材。

金属材料焊接工艺 知识重点总结

金属材料焊接工艺 知识重点总结

金属材料焊接工艺知识重点总结
1. 焊接的概念
焊接是将两个或更多的材料通过局部加热或压力的方式使之融合在一起,从而形成一个完整的结构。

焊接可分为压力焊接、热焊接、摩擦焊接等多种类型。

2. 焊接中常用的材料
常用的焊接材料主要包括钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金等。

每种材料都有其特性和适合的焊接方法。

常用的焊接方法有:对接焊、角焊、搭接焊、锚焊、绕焊、搭接锚焊、对焊焊等。

4. 焊接中的预处理
在进行焊接之前,需要对材料进行预处理。

预处理的目的是去除表面污染物,提高焊接质量。

常见的预处理方法有化学预处理、机械预处理、热处理等。

5. 焊接保护气体
焊接保护气体有惰性气体和活性气体两种。

惰性气体的作用是保护焊区不受氧化,常用的有氩、氮、氦等;活性气体的作用是反应出氧化物,清除焊缝处氧化物,常用的有氧气等。

选择焊接材料要根据焊接材料的特性和钢材的特性来确定。

例如,尽量选用相同或相近的材料来焊接,以保证焊接后的焊缝的强度和韧性。

7. 焊接的焊接工艺
焊接工艺包括预处理、焊接参数的选择、焊接过程中的控制和焊后处理等。

焊接参数的选择要考虑工件的材料、焊缝结构和形式、焊接强度和韧性等多个因素。

8. 焊接的质量控制
焊接质量控制关系到焊缝的强度和韧性,也关系到整个产品的质量。

对焊接质量的控制包括焊接前、焊接中和焊接后三个方面。

9. 焊接的常见缺陷及预防方法
常见的焊接缺陷有焊缝气孔、夹杂、未熔合、过热、裂纹等。

要预防焊接缺陷,要注意预处理、焊接工艺控制和质量检验等方面。

金属材料的焊接性

金属材料的焊接性

第三节 金属材料的焊接性1. 焊接性的概念—定焊接技术条件下,获得优质焊接接头的难易程度,即金属材料对焊接加工的适应性称为金属材料的焊接性。

2.焊接性的评价1) 碳当量法碳当量是把钢中的合金元素(包括碳)的含量,按其作用换算成碳的相对含量。

国际焊接学会推荐的碳当量(CE)公式为:%)++++++=10015)Cu ()Ni (5)V ()Mo ()Cr (6)Mn ()C ([CE ⨯ωωωωωωω 式中,ω(C)、ω(Mn)等-碳、锰等相应成分的质量分数(%)。

当CE<0.4%时,钢材的塑性良好,淬硬倾向不明显,焊接性良好。

在一般的焊接技术条件下,焊接接头不会产生裂纹,但对厚大件或在低温下焊接,应考虑预热;当CE 在0.4~0.6%时,钢材的塑性下降,淬硬倾向逐渐增加,焊接性较差。

焊前工件需适当预热,焊后注意缓冷,才能防止裂纹;当CE>0.6%时,钢材的塑性变差。

淬硬倾向和冷裂倾向大,焊接性更差。

工件必须预热到较高的温度,要采取减少焊接应力和防止开裂的技术措施,焊后还要进行适当的热处理。

2)冷裂纹敏感系数法 冷裂纹敏感系数的其计算式为:%++++++=100]60060]H [)B (510)V (15)Mo (60)Ni (20)Cu ()Mn ()Cr (30)Si ()C ([⨯++++h P W ωωωωωωωωω式中P W -冷裂纹敏感系数;h -板厚;[H]-100g 焊缝金属扩散氢的含量(mL)。

冷裂纹敏感系数越大,则产生冷裂纹的可能性越大,焊接性越差。

3.低碳钢的焊接低碳钢的CE 小于0.4%,塑性好,一般没有淬硬倾向,对焊接热过程不敏感,焊接性良好。

4.中、高碳钢的焊接中碳钢的CE 一般为0.4%~0.6%,随着CE 的增加,焊接性能逐渐变差。

高碳钢的CE 一般大于0.6%,焊接性能更差,这类钢的焊接—般只用于修补工作。

为了保证中、高碳钢焊件焊后不产生裂纹,并具有良好的力学性能,通常采取以下技术措施:1)焊前预热、焊后缓冷 焊前预热和焊后缓冷的主要目的是减小焊接前后的温差,降低冷却速度,减少焊接应力,从而防止焊接裂纹的产生。

金属材料的焊接性

金属材料的焊接性

金属材料的焊接性一、焊接性的概念焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性。

主要指在一定焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度。

它包括两个方面的内容,其一是接合性能:即在一定焊接工艺条件下,一定的金属形成焊接缺陷的敏感性;其二是指使用性能:即在一定焊接工艺条件下,一定金属的焊接接头对使用要求的适应性。

金属的焊接是一个复杂的物理和化学变化、反应的过程。

在焊接过程中焊接接头几乎出现所有的冶金现象,如熔化、结晶、蒸发、金属反应、熔渣与金属的反应、固态相变等;此外焊缝和热影响区各不同位置,由于加热、冷却、相变都是不均匀的。

这样就会造成很大的内应力和集中应力,甚至可以导致各种类型的裂纹或形成焊接接头的其它缺陷。

一般低碳钢焊接,不需要复杂的工艺措施就能获得良好的焊接质量,因而说低碳钢的焊接性良好。

但如果用同样的工艺焊接铸铁,则会出现裂纹、断裂等严重缺陷,得不到完好的焊接接头。

从这个意义上讲,铸铁的焊接性能差。

但是,在焊接铸铁时,如果使用适当的气焊丝和气焊熔剂(焊接材料)并采取相适应的焊接工艺,如高温预热、缓冷、锤击等工艺措施,就能获得满意的焊接接头。

由此可见,金属材料的焊接性不仅与母材本身的化学成分及性能有关,而且还与焊接材料、焊接工艺措施有关。

金属材料的焊接性包括接合、使用两方面的性能。

有时,完整的无缺陷的焊接接头并不一定具备满足要求的使用性能。

例如,镍钼不锈钢的焊接,比较容易获得接合性能良好的焊接接头,但如果焊接方法和工艺措旋不合适,则焊缝金属和焊接热影响区的抗腐蚀性就有可能达不到使用性能的要求,造成使用上的不合格。

总之,影响焊接性的因素包括:(一)母材、焊接材料母材和焊接材料(如气焊丝、气焊熔剂等),它们直接影响焊接性,所以正确选用母材是保证焊接性良好的重要基础。

(二)焊接工艺对同一母材采用不同的工艺方法和措施,所表现的焊接性就不同。

例如,钛合金对氧、氮、氢极为敏感,用气焊和手工电弧焊很难实现焊接,而用氩弧焊或等离子孤焊则可以取得满意的效果。

7-第七章 金属材料焊接性分析方法(焊工工艺-第3版)

7-第七章 金属材料焊接性分析方法(焊工工艺-第3版)
试验时按图7-2组装试件,先将两端的拘束焊缝焊好,再焊试验焊 缝。当采用焊条电弧焊时,试验焊缝按图7-3所示方法焊接。当采用焊 条自动送进装置焊接时,按图7-4所示进行。焊完的试件经在室温放置 24h后才能进行裂纹的检测和解剖。
图7-3 采用焊条电弧焊时,试验焊缝位置
第二节 金属焊接性评定与试验
图7-4 采用焊条自动送进装置焊接试验焊缝位置
第一节 金属的焊接性
第二节 金属焊接性评定与试验
二、常用的焊接性试验方法 由前述可知,焊接性试验方法种类很多,因抗裂性能是衡量金
属焊接性的主要标志,所以在生产中还是常用焊接裂纹试验来表征 材料的焊接性。以下主要介绍几种常用的焊接性试验方法。 1.间接试验法
碳当量鉴定法是判断焊接性的最简便的间接法,常用作焊接冷 裂纹的间接评定。所谓碳当量法,就是将包括碳在内的其他合金元 素对硬化(脆化和冷裂等)的影响折合成碳的影响。
第一节 金属的焊接性
(3)结构因素 焊接接头和结构设计会影响应力状态,从而对焊 接性也发生影响。
这里主要从结构的刚度、应力集中和多向应力等方面来考虑。 使焊接接头处于刚度较小的状态,能够自由收缩,有利于防止焊接 裂纹。缺口、截面突变、焊缝余高过大、交叉焊缝等容易引起应力 集中,要尽量避免。不必要地增大母材厚度或焊缝体积,会产生多 向应力,也应注意防止。
第七章 金属材料 焊接性分析方法
第一节 金属的焊接性
一、金属焊接性的概念 1.定义:金属焊接性是指材料在限定的施工条件下焊接成按规定设 计要求的构件,并满足预定服役要求的能力,即金属材料对焊接加 工时适应性。 2.特点:焊接性受材料、焊接方法、构件类型及使用要求四个因素 的影响。根据上述定义,优质的焊接接头应具备两个特点:即接头 中不允许存在超过质量标准规定的缺陷;同时具有预期的使用性能。 根据讨论问题的着眼点不同,焊接性又分为工艺焊接性和使用焊接 性。

金属焊接性总结

金属焊接性总结

金属焊接性总结第一篇:金属焊接性总结填空1.钢的强化方式有固溶强化、沉淀强化、位错强化、热处理强化、细晶强化。

除了细晶强化是同时提高强度和韧性的强化手段外,其他的强化方式都是在强度提高到一定程度后,冲击韧度会下降。

Hall-Petch关系式是细晶强化的理论依据σs =σ0 + Kd-1/,σ0为铁素体晶格摩擦力;K为常数,d为晶粒直径2.影响焊接性的因素是材料、设计、工艺、及服役环境。

3.常用的低合金钢焊接冷裂纹试验方法:斜Y形坡口对接裂纹试验、刚性固定对接裂纹试验、窗形拘束裂纹试验、十字接头裂纹试验、插销试验、刚性拘束裂纹试验、拉伸拘束裂纹试验。

4.焊缝韧性取决于针状铁素体(AF)和先共析铁素体(PF)组织所占的比例。

5.低碳调质钢:14MnMoVN、14MnMoNbB、15MnMoVNRE、HQ70、HQ80C、HQ1006、中碳调质钢最好在退火(或正火)状态下焊接,焊后通过整体调质处理获得性能满足要求的焊接接头,这是焊接中碳调质钢的一种比较合理的工艺方案。

7.焊接主要是解决的是裂纹问题。

8.奥氏体-铁素体双相不锈钢综合了奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优点,具有良好的韧性、强度及优良的耐氯化物应力腐蚀能力。

9.采用加热减应区法焊补铸铁,成败的关键在于正确选择“减应区”,以及对其加热、保温和冷却的控制。

选择原则是使减应区的主变形方向与焊接金属冷却收缩方向一致。

焊前对减应区加热能使缺陷位置获得最大的张开位移,焊后使减应区与焊补区域同步冷却。

10.金属基复合材料的焊接问题,关键是非金属增强相与金属基体以及非金属增强相之间的结合。

11.复合钢板的焊接过程,一般是复层和基层分开各自进行焊接,焊接中的主要问题在于基层与复层交接处的过渡层焊接。

12.考虑到焊接结构应用主要是纯铜及黄铜,故焊接性分析是结合纯铜及黄铜熔焊来讨论的。

13.焊接性评定方法分类1模拟类方法2实焊类方法3理论分析和计算类方法。

名词解释1.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,其包括结合性能和使用性能。

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第一章:1. 金属焊接性:金属能否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。

它的内涵:1、是否适合焊接加工?--金属在焊接加工中是否容易形成缺陷2、焊后使用可靠性?--性能焊成的接头在一定的使用条件下可靠使用的能力。

2.影响金属焊接性的因素:1、材料本身因素—母材和焊接材料的成分及性能2、工艺条件—焊接方法、工艺措施;3、结构因素—刚度、应力集中、多轴应力;4、使用条件—工作温度、负荷条件、工作环境。

3.金属的焊接性的分析方法:(一)从金属特性分析金属焊接性1、利用金属本身的化学成分分析(1)碳当量法:指将各种元素按相当于若干含碳量折合并叠加起来求得所谓碳当量(CE和Ccq),用其来估计冷裂倾向的大小。

CE=C+Mn/6+Ni+Cu/15+Cr+Mo+V/ (2)焊接冷裂纹敏感指数Pc=C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B+δ/600+H/60(%)式中δ—板厚(mm)H—焊缝中扩散氢含量(ml/100g). 2、利用金属本身的物理性能分析: 3、利用金属本身的化学性能分析4、利用合金相图分析(二)从焊接工艺条件分析焊接性: 1、热源特点2、保护方法3、热循环控制4、其他工艺因素4. 选择或制定焊接性试验方法的原则:1、焊接性试验的条件尽量与实际焊接时的条件相一致。

2、焊接性试验的结果要稳定可靠,具有较好的再现性。

3、注意试验方法的经济性。

5.焊接性试验的内容:(一)焊缝金属抗热裂的能力(二)焊缝及热影响区金属抗冷裂纹的能力(三)焊接接头抗脆性转变的能力(四)焊接接头的使用性能6. 常用焊接性试验方法:(一)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。

(二) 插销试验:此法是测定钢材焊接热影响区冷裂纹敏感性的一种定量试验方法。

测定加载16~24 h而不断裂的最大应力σcr(三)压板对接焊接裂纹试验法(四)可调拘束裂纹试验法第二章:1.合金结构钢:在碳素结构钢的基础上添加一定数量的合金元素来达到所需要求的钢材。

包括:结构钢、碳素结构钢、合金结构钢。

2.高强钢:可分为三种类型:热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢。

3.专用钢:除通常的力学性能外,还必须要求特殊性能主要用于一些特殊的条件下工作的机械零件和工程结构,如耐高温、低温和耐腐蚀。

大致可分为:珠光体耐热钢、低温钢、低合金耐蚀钢。

4.钢的强韧化: 固溶强化(置换固溶、间隙固溶)细晶强化第二相强化位错强化:5.钢的相变:成分和工艺(温度、时间)影响奥氏体的稳定性,通过控制冷却速度和第二次处理得到组织。

※热轧及正火钢1、热轧钢供货状态:热轧态性能特点:强度最低σs294~392MPa,具有满意的综合力学性能和加工工艺性能,价格便宜成分特点:热轧钢属于C- Mn 或Mn-Si系的钢种,有时用一些V、Nb等代替部分Mn。

基本成分:C≤0.2%,Si≤0.55,Mn≤1.5% 强化机制:主要以固溶强化为主典型钢种:Q345(16Mn)、14MnNb、Q294(09MnV)2、正火钢(1 )正火态供货的钢性能特点:最低强度σs343~450MPa,具有比热轧钢更高的强度和塑韧性成分特点:0.15~0.2%C,在C-Mn、Mn-Si系的基础上加入一些碳化物和氮化物生成元素V、N b、Ti等强化机制:在固溶强化的基础上,通过沉淀强化和细化晶粒来进一步提高强度和保证韧性典型钢种:Q390(15MnTi、15MnVN)等。

(2 )正火+回火态供货的钢性能特点:最低强度σs490MPa。

具有比正火态钢更好的强度和中温性能成分特点:Mn-Mo系列低碳低合金钢,0.15~0.2%C,在C-Mn、Mn-Si系的基础上加入Mo、Nb等强化机制:在固溶强化的基础上,通过沉淀强化和细化晶粒来进一步提高强度和保证韧性,同时还需通过回火改善韧性典型钢种:Q490(18MnMoNb)、14MnMoV、A299(美ASTM标准C-Mn-Si系)、BHW-35(德国蒂森公司,13MnNiMo54)等。

(3)微合金控轧钢性能特点:在控轧状态可以达到正火状态的质量,具有高强、高韧和良好的焊接性能成分特点:在C-Mn基础加入微量Nb、V、Ti等,同时降C、降S.强化机制:多元微合金化+控轧在固溶强化的基础上,通过细化晶粒+沉淀强化以及控扎改善夹杂物形态、分布,减少夹杂物数量(提高纯净度)典型钢种:X60、X65、X70、X80等二、热轧、正火钢的焊接性分析这类钢焊接性问题表现为焊接引起的各种缺陷,主要是各类裂纹;焊接时材料性能的变化,主要是脆化。

(一)热裂纹倾向正常:热轧、正火钢的含碳量都较低,而含锰量较高,因此Mn/S比都能达到要求,具有较好的抗热裂性能,正常情况下热裂纹倾向很小。

异常:钢板存在C、S偏析,则热裂可能出现(二)冷裂纹冷裂是这类钢焊接时的主要问题淬硬组织是引起冷裂纹的决定因素,因此评价这类钢的冷裂敏感性可以通过分析淬硬倾向来进行。

1.通过SHCCT图来评价2.通过碳当量分析3.通过HAZ最高硬度来评价。

热轧钢的含碳量虽然不高,但含有少量的合金元素,因此这类钢的淬硬性比低碳钢大一些。

正火钢的强度级别较高,合金元素的含量较多,与低碳钢相比,焊接性差别较大。

18MnMoNb与15MnVN相比,前者的淬硬性高于后者,故冷裂敏感性也比较大。

(三)再热裂纹热轧钢中由于不含强碳化物形成元素,对再热裂纹不敏感。

正火钢中,15MnVN钢对再热裂纹不敏感;18MnMoNb和14MnMoV有轻微的再热裂纹敏感性。

可以采取提高预热温度或焊后立即后热等措施来防止再热裂纹的产生。

(四)层状撕裂层状撕裂与板厚、钢材的冶炼条件有关,而与钢材强度等级无关。

硫的含量和Z向断面收缩率是评定钢材层状撕裂敏感性的主要指标。

一般冶炼条件下生产的热轧、正火钢很难达到ZC和ZD级,所以在大板厚和存在大的Z向应力时易产生层状撕裂。

(五)热影响区的性能变化在这类钢中热影响区的性能变化与所焊的钢材的类型和合金系统有很大关系热影响区主要性能变化是过热区的脆化问题,合金元素含量较低的钢中有时还会出现热应变脆化1、过热区脆化过热区温度接近熔点,导致(1)难熔质点(Cm)的溶入等过程, A稳定性增加淬硬性增加(2)奥氏体晶粒的显著长大,A稳定性增加粗大脆性组织对于热轧钢属C-Mn和Mn-Si系钢,因不含强碳化物(Cm)形成元素,故组织对焊接热的敏感性不大。

但其低温韧性(-40度)因与组织中的马氏体比例和晶粒度有关,故与线能量及成分相关。

1)线能量线能量过大,奥氏体晶粒度增加导致M-A数量和尺寸增加线能量过小,马氏体比例增加2)成分:主要是含碳量对于正火钢组织对焊接热的敏感性较大;线能量对HAZ韧性影响更大:含Ti等正火钢,由于Ti等扩散能力很小,焊接时溶入后(破坏正火态),冷却过程中不易在A中析出而残留在铁素体中,使得F硬度增加,易致脆。

故宜用小线能焊接,因碳化物溶入少,此时即使得到M,其含碳低,韧性好。

若必须用大线能焊接,则焊后必须进行正火处理。

注意:热轧钢和正火钢在热影响区脆化问题上的差别以及由此决定的在选择焊接线能量上的差别,根本原因在于合金化方式不同。

2、热应变脆化本质上由固溶氮引起的。

在热和应变同时作用下产生的动态应变时效,一般认为在200℃~400℃最为明显。

消除热应变脆化的有效措施是焊后退火处理。

16Mn和15MnVN具有一定的热应变脆化倾,15MnVN比16Mn的热应变脆化倾向小。

(关于两类回火脆性的概念)三、热轧、正火钢的焊接工艺特点:(一)焊接材料的选择需考虑两方面的问题:焊缝没有缺陷;满足使用性能要求。

1.选择相应强度级别的焊接材料(等强原则)2.必须考虑熔合比和冷却速度的影响 3.同时考虑对焊缝金属的使用性能提出的特殊要求(二)焊接工艺参数的确定1. 焊接方法无特殊要求2. 焊接线能量的选择主要取决于过热区的脆化和冷裂两个因素 1.焊接含碳量较低的热轧钢及正火钢时,因淬硬倾向较小,从过热区的塑性和韧性出发,线能量偏小些更有利(可避免粗晶脆化及碳化物过热溶解) 2.焊接含碳量较高的热轧钢时,因淬硬倾向增加及冷裂倾向增加,故宁可选线能量大些. 3.对于含碳量和合金元素较高的正火钢(如18MnMoNb),因淬硬倾向大,线能小易引起冷裂,线能大则易引起脆化,故一般采用小线能量+预热更合理.3. 预热作用:防冷裂,改善韧性预热温度的选择与材料的淬硬倾向、焊接时的冷却速度、拘束度、含氢量、焊后是否进行热处理有关To=1440Pc-392oC其中Pc=Pcm+H/60+δ/6004. 焊后热处理一般情况下,热轧和正火钢焊后不需要热处理要求抗应力腐蚀的焊接结构、低温下使用的焊接结构及厚壁高压容器,焊后需要进行消除应力的高温回火。

※低碳调质钢一、低碳调质钢典型钢种成分及性能强化机制:热处理组织强化性能:σs一般为441~980MPa;良好的综合性能和焊接性。

成分: C≤0.22%,添加Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Ti、Zr、Cu等合金元素保证足够的淬透性和抗回火性。

σs441~490Mpa:18MnMoNb(正火+回火)14MnMoNbB(调质)典型钢种:HY80、HY130、A517J、T-1、14MnMoNbB、CF钢。

二、低碳调质钢的焊接性分析(一)焊缝中的热裂纹低碳调质钢一般含碳量都较抵,含锰量高,而且对S、P杂质的控制较严,因此热裂倾向低。

(二)热影响区液化裂纹1. 主要发生于高Ni低Mn的低合金高强钢中。

液化裂纹的倾向与Mn/S比有关。

含碳量越高,要求Mn/S越高。

2 . HY80钢,由于Mn/S低,含Ni量又较高,所以对液化裂纹较敏感。

HY130钢,虽然含Ni量比HY80高,但含碳量低,含S量低,Mn/S比高,因此对液化裂纹不敏感。

3. 工艺因素对液化裂纹影响很大。

线能量越大,晶粒长得越大,晶界液化越严重液化裂纹倾向越大;4. 液化裂纹与熔池形状有关,蘑菇形状易诱发凹处过热区液化裂纹。

低碳调质钢的焊缝组织为强度高韧性好的低碳马氏体和部分下贝氏体的混合组织,虽具有较大的淬硬倾向,但在马氏体转变的过程中有自回火,故冷裂倾向并不一定很大(关键是马氏体转变时的冷却速度)。

如果速度很快,冷裂倾向较大。

(四)再热裂纹1. 低碳调质钢的合金系统中,大多数是属于能引起再热裂纹的元素,如Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Ti、Zr、Cu等,因此具有再热裂纹倾向。

2. 对再热裂纹的敏感性的影响:一般V影响最大,Mo次之,Mo-V联合影响更大,Mo-Nb联合影响也较大。

(五)层状撕裂生产这类钢时,由于对夹杂物控制较严,纯净度较高,因此它的层状撕裂敏感性较低。

(六)热影响区的性能变化1、过热区的脆化(1)对于低碳调质钢,强韧性最好的组织状态是低碳马氏体+30%下贝氏体(2)t8/5增加时,易出现粗晶、上贝氏体和M-A组元(3)t8/5过小时,马氏体比例增加,从而引起过热区脆化。

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