焊接热影响区名词解释
焊接物理冶金_第四章 热影响区
焊接一、焊接热影响区的形成
在焊接过程中，在形成焊缝的同时使其附近的母材经受了一 次特殊的热处理，形成了一个组织和性能极不均匀的热影响区， 可能成为整个接头的最薄弱环节。 焊接热过程特点（局部性、瞬时性、运动性）决定了热影响 区热处理的特殊性：
（1）加热、冷却速度极快使与扩散有关的过程很难充分进行 加热 P→γ（非均匀）; 冷却γ→B、 M（非平衡相）
合金元素↑→奥氏体稳定性↑→淬透性↑（易淬火）
加热温度↑→奥氏体稳定性↑→淬透性↑（易淬火） 加热速度↑→奥氏体稳定性↓→淬透性↓ 奥氏体晶粒尺寸↑→奥氏体稳定性↑→淬透性↑ 冷却速度↑→易淬火
表2-1 几种热轧和正火钢的成分和性能
图4—15 不同奥氏体化温度的CCT图
(钢材w (C) 0.17%和w (Mn) 1.34%) a) 900℃奥氏体化（炉中缓慢连续加热）
I—过热区；II—正火区；III—不完全重结晶区； IV—淬火区；V—不完全淬火区；VI—回火区
（1）淬火区 温度： Ac3 -1490℃ 组织：不均匀组织（M、 B、 P、 F） 距焊缝越近、冷却速度越大，越易形成 M 性能: 接头脆化
图4—18 不同钢材焊接热影响区中硬度和马氏体数量的分布
（CTS试样，热输入1340J/cm，过热区的冷却速度28℃/s）
a) 过热区组织； b) 正火区组织； c) 不完全重结晶区组织； d) 母材组织
细小的马氏体 +少量粒贝 粗大的马 氏体
铁素体+马氏体+粒 贝+少量铁素体—碳 化物型混合组织
铁素体—碳化 物型混合物
图4—23 12Cr2MoWVTiB钢氩弧焊时的热影响区组织
a) 过热区组织；b) 正火区组织；c) 不完全重结晶区组织；d) 母材组织
焊接课后答案及名词解释
1.试述熔化焊接、钎焊和粘接在本质上有何区别？熔化焊接：使两个被焊材料之间(母材与焊缝)形成共同的晶粒针焊：只是钎料熔化，而母材不熔化，故在连理处一般不易形成共同的晶粒，只是在钎料与母材之间形成有相互原于渗透的机械结合。
粘接：是靠粘结剂与母材之间的粘合作用，一般来讲没有原子的相互渗透或扩散。
2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？从理论来讲，就是当两个被焊好的固体金属表面接近到相距原子平衡距离时，就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程，从而形成金属键，达到焊接的目的。
然而，这只是理论上的条件，事实上即使是经过精细加工的表面，在微观上也会存在凹凸不平之处，更何况在一般金属的表面上还常常带有氮化膜、油污和水分等吸附层。
这样，就会阻碍金属表面的紧密接触。
为了克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素，在焊接工艺上采取以下两种措施：1)对被焊接的材质施加压力目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触。
2)对被焊材料加热(局部或整体) 对金属来讲，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。
3.焊条的工艺性能包括哪些方面? （详见：焊接冶金学（基本原理）p84）焊条的工艺性能主要包括：焊接电弧的稳定性、焊缝成形、在各种位置焊接的适应性、飞溅、脱渣性、焊条的熔化速度、药皮发红的程度及焊条发尘量等4.低氢型焊条为什么对于铁锈、油污、水份很敏感？（详见：焊接冶金学（基本原理）p94）由于这类焊条的熔渣不具有氧化性，一旦有氢侵入熔池将很难脱出。
所以，低氢型焊条对于铁锈、油污、水分很敏感。
5.焊剂的作用有哪些？隔离空气、保护焊接区金属使其不受空气的侵害，以及进行冶金处理作用。
6.能实现焊接的能源大致哪几种？它们各自的特点是什么？见课本p3 ：热源种类7.焊接电弧加热区的特点及其热分布？（详见：焊接冶金学（基本原理）p4）热源把热能传给焊件是通过焊件上一定的作用面积进行的。
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。
焊接热影响区名词解释
焊接热影响区名词解释
焊接热影响区是指在焊接过程中，热输入会引起金属的显微组织和性能发生变化的区域。
焊接热影响区一般可分为三个不同的区域：
•熔化区：焊接电弧或激光束直接作用的区域，金属在此区域会被熔化。
•热影响区（HAZ）：相对于熔化区来说，没有被完全熔化的区域，但温度升高，在此区域内会发生组织和性能的变化。
•熔合区（FZ）：熔化的金属与母材之间的交界区域，其组织由母材与熔化金属相互混合形成。
焊接热影响区的形成主要受到焊接过程中的热输入和冷却速率的影响。
焊接热影响区
热影响区的组织分布(1)完全淬火区：焊接时热影响区处于AC3以上的区域，由于这类钢的淬硬倾向较大，故焊后得到淬火组织（马氏体）。
在靠近焊缝附近（相当于低碳钢的过热区），由于晶粒严重长大，故得到粗大的马氏体，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，还可能出现贝氏体，从而形成了与马氏体共存的混合组织。
这个区在组织特征上都是属同一类型（马氏体），只是粗细不同，因此统称为完全淬火区。
(2)不完全淬火区：母材被加热到AC1～AC3温度之间的热影响区，在快速加热条件下，铁素体很少溶入奥氏体，而珠光体、贝氏体、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-铁素体的组织，故称不完全淬火区。
如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体素体。
如果母材在焊前是调质状态，那么焊接热影区的组织，除在上述的完全淬火和不完全淬火区之外，还可能发生不同程度的回火处理，称为回火区（低于AC1 以下的区域）。
总括以上，金属在焊接热循环的作用下，热影响区的组织分布是不均匀的。
熔合区和过热区出现了严重的晶粒粗化，是整个焊接接头的薄弱地带。
对于含碳高、合金元素较多、淬硬倾向较大的钢种，还出现淬火组织马氏体，降低塑性和韧性，因而易于产生裂纹。
在当今社会生产中，金属材料的应用是十分广泛的，尤其是钢铁材料，在工业。
农业。
交通运输。
建筑以及国防等各方面都离不开他。
随着现代化工农业以及科学技术的发展，人们对金属材料的性能要求越来越高。
为满足这一点，一般可以采取两种方法：研制新材料和对金属材料进行热处理。
后者是最广泛，最常用的方法。
热处理是一种综合工艺。
热处理工艺学就是研究这种综合工艺的原理及规律的一门学科。
热处理工艺在我国已有悠久的历史，早在商代就已经有了经过再结晶退火的金箔饰物，在洛阳出土的战国时代的铁锛，系由白口铁脱碳退火制成。
在战国时代燕都遗址出土的大量兵器，向人们展示了在当时钢件已经采用了淬火，正火，渗碳等工艺。
焊缝和热影响区 冲击功
焊缝和热影响区冲击功
焊缝是焊接过程中形成的连接部分，而热影响区（Heat-Affected Zone，简称HAZ）则是焊缝周围由于受到加热引起温度和力学性能发生改变的区域。
这两个部分的特性和性质在焊接工艺、材料性能、质量控制等方面都具有重要的意义。
冲击功是评价材料韧性和抗冲击性能的一个重要参数。
在焊接过程中，焊接接头的冲击功变化是检验焊接质量好坏的一个重要指标。
一般来说，冲击功越高，表示材料的韧性越好，抗冲击性能也越好，焊接质量也越高。
具体来说，在焊接中，焊缝和热影响区的冲击功往往比母材低，这是由于焊接过程中焊缝和热影响区的组织结构发生改变，导致材料的性能下降。
因此，为了确保焊接可靠性和机械强度，需要对焊接接头的冲击功进行评估和控制。
同时，在焊接材料的选择和设计中也需要考虑焊接接头的冲击功特性，以保证其满足实际使用要求。
焊缝与热影响区
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不同焊接方法HAZ区尺寸大小
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焊接接头的性能
（1）焊缝金属的力学性能 影响焊缝金属力学性能的因素有：焊接材料 (焊条、焊丝、焊剂、保护气体)及母材的化学成 分、焊接方法及焊接工艺参数、焊件的尺寸及 冷却速度、焊缝金属的塑性变形等。 焊接工艺参数。
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根据加热时组织的变化可以将HAZ分为以下几个区域： （1）部分相变区（不完全重结晶区）：AC1~AC3
组织不均，性能不均匀
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（2）细晶区（相变重结晶区）：AC3~TKS
组织细小均匀，塑性韧性好
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（3）粗晶区（过热区）：TKS ~Tm
组织粗大，塑性、韧性差，强度变化不大。
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（4）熔合区（过热区）：液相线与固相线之间
常有咬边等缺陷，导致应力集中，使塑性和韧 性降低，所以该区常成为接头最薄弱环节。
易淬火钢：形成脆硬淬火组织； 不易淬火钢：粗大组织或过热的魏氏组织。
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400C附近存在缺口效应，主要是由于钢中 的C、N、O等元素引起时效现象而造成的。
解决办法是采用焊后热处理。
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（2）HAZ的力学性能 与母材化学成分和焊接工艺参数有关。 HAZ的硬度在熔合线附近达到最大，距 离熔合线越远，硬度接近于母材。
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焊缝及HAZ硬度分布
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HAZ力学性能
通过焊接热力模拟机模拟 焊接热循环对母材组织和性能 的影响得出。
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HAZ韧性分布
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（3）HAZ脆化 在HAZ粗晶区和400C附近有两个韧性谷区。 粗晶区晶粒粗大且在焊缝与母材的过渡地带
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在焊接过程中，离开焊缝不同距离的母材 上的各点，它们被加热的最高温度不同。影响 到母材组织和性能。焊缝两侧受焊接加热的影 响，发生了组织和力学性能变化的母材部分称 为焊接热影响区（HAZ）。焊缝与热影响区合 称焊接接头。
钢筋焊接热影响区总结
钢筋焊接的热影响区大小的依据！！！2008-3-28 9:49:22《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18—2003）条文说明，对此有规定：2.0.10 熔合区和2.0.11热影响区：焊接接头一般由焊缝、熔合区。
热影响区、母材四部分组成。
“焊缝”和“母材”易于理解，故只列入“熔合区”和“热影响区”二个术语。
热影响区又可分为过热区、正火区（又称重结晶区）、不完全相变区（不完全重结晶区）和再结晶区四部分。
再结晶区只有在冷处理钢筋焊接时才存在。
钢筋焊接接头热影响区宽度主要决定于焊接方法；其次，为热输入。
当采用较大热输入时，对不同焊接接头进行测定，其热影响区宽度如下，供参考：1 钢筋电阻点焊焊点：0.5d：2 钢筋闪光对焊接头：0.7d；3 钢筋电弧焊接头：6～10mm；4 钢筋电渣压力焊接头：0.8d；5 钢筋气压焊接头：1.0d；6 预埋件钢筋埋弧压力焊接头：0.8d。
注：d为钢筋直径（mm）。
《铁路混凝土与砌体工程施工规范》TB10210-2001对热影响区的定义是：按接头每边0.75d计算无论带肋或是光圆：标距同为5d钢筋原材平行长度：Lc≥L。
+d/2 总长度：Lt≥Lc+4d弯曲性能HRBF500 28~40 7d>40~50 8d有较高要求的抗震结构适用牌号为：在表1中已有牌号后加E（例如：HRB400E、HRBF400E）的钢筋。
该类钢筋除应满足以下a)、b)、c)的要求外，其他要求与相应的已有牌号钢筋相同。
a）钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比R°m/R°e l不小于1.25。
b）钢筋实测屈服强度与表6规定的屈服强度特征值之比R°e l/R e l不大于1.30。
c）钢筋的最大力总伸长率A gt不小于9%。
注：R°m为钢筋实测抗拉强度；R°e l为钢筋实测屈服强度。
钢筋公称直径试样夹具之间的最小自由长度d≤2535025<d≤32 40032<d≤50500A.1.2 原始标距的标记和测量在试样自由长度范围内，均匀划分为10mm或5mm的等间距标记，标记的划分和测量应符合GB/T228的有关要求。
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焊接热影响区名词解释
焊接热影响区是指焊缝两侧处于固态的母材受到焊接热循环作用后，发生组织和性能变化的区域。
该区域受到高温和高压的作用，会使母材的晶粒粗化，组织和性能发生变化，从而导致整个焊接接头的薄弱地带。
焊接热影响区的宽度和深度会根据母材的材质、焊接工艺和冷却速度等因素而有所不同。
焊接热影响区的组织和性能变化会影响焊接接头的力学性能、塑性和韧性等性能。
如果焊接热影响区的性能不符合要求，可能会出现裂纹等质量问题。
因此，在焊接过程中，需要控制焊接热影响区的宽窄和深度，以保证焊接接头的质量和性能。
焊接热影响区的研究和探讨是焊接领域的重要课题之一。
随着焊接技术的不断发展，人们对焊接热影响区的研究也越来越深入，包括焊接热影响区的组织演变、性能变化、影响因素等方面的问题。
通过对焊接热影响区的研究和探讨，可以更好地掌握焊接技术，提高焊接接头的质量和性能，为工业发展做出贡献。