焊接热过程和冶金过程_
焊接冶金原理作业讲评(二))
作业讲评（二）1、焊接接头的形成要经历加热、熔化、冶金反应、熔池凝固、固态相变五个阶段。
2、结晶的驱动力与过冷度成正比，过冷度越大，结晶的驱动力就越大。
3、液态薄膜是结晶裂纹形成的内因，拉伸应力是裂纹形成的必要条件。
4、手工电弧焊时有三个反应区：药皮反应区、熔滴反应区和熔池反应区。
5、焊接溶池凝固与一般铸锭凝固相比，具有以下特点：（1）体积小；（2）过热度高；（3）熔化和凝固同时进行。
6、测得熔渣的化学成分为：SiO2 25.1%, TiO2 30.2%, CaO 8.8%, MgO 5.2%, MnO 13.7%, FeO 9.5%, Al2O3 3.5%，计算得B2为-1.16，则该熔渣为酸性渣。
7、同种钢材焊接时，焊条选用要求焊缝金属与母材强度相等，熔敷金属的抗拉强度应等于或稍高于母材，合金成分与母材相同或接近。
8、改善焊缝金属性能的途径有很多，主要是焊缝就是固溶强化、变质处理（向焊缝中添加合金元素）、调整焊接工艺。
9、焊缝中气孔的形成过程是由形核、长大和上浮三个相互联系而又彼此不同的阶段构成。
10、硫在熔池凝固时容易发生偏析，以低熔点共晶的形式呈片状或链状分布于晶界。
因此增加了焊接金属产生结晶裂纹的倾向，同时还会降低冲击韧性和抗腐蚀性。
控制硫的主要措施：(1)限制焊接材料中的含硫量；(2)用冶金方法脱硫。
1．焊接区内气体的主要来源是什么？它们是怎样产生的？答：（1）焊接材料：焊条药皮、焊剂及焊丝药芯中造气剂。
直接输送进入焊接区。
（2）热源周围的气体介质：不可避免，侵入焊接区（真空除外）（3）焊丝和母材表面上铁锈、油污、氧化铁皮以及吸附水等（直接输送）（4）焊接过程中所进行物化反应产生气体。
2.试述熔池在结晶过程中，晶粒成长方向与晶粒主轴成长的平均线速度和焊接速度的关系。
答：熔池结晶过程中，晶粒成长方向与最快散热方向一致，垂直于结晶等温面；因结晶等温面是曲面，晶粒成长方向的主轴必然弯曲，并指向焊缝中心。
焊接冶金
3.2.2 氮的作用
根据氮与金属的作用特点，可分为两种情 况进行讨论： ①与氮不发生作用的金属，如铜和镍等， 它们既不溶解氮，又不形成氮化物。所以 焊接这些金属时可以用氮气作为保护气体。 ②与氮发生作用的金属，如铁、锰、钛、 硅、铬等，它们既溶解氮，又形成氮化物。 所以焊接这些金属及其合金时就要防止焊 缝金属的氮化。
3.3.3 氧对焊接质量的影响
焊缝中的氧不论以何种形式存在，对焊缝的性 能都有很大的影响： 降低焊缝的力学性能 [O]↑→焊缝的强度、塑性、韧性↓↓ ，尤其 低温冲击韧性急剧下降 （2）增加焊缝的冷脆与热脆敏感性 （3）降低焊缝导电性、导磁性、耐蚀性等物 化性能 （4）使焊缝中有益的合金元素烧损，并造成 飞溅和气孔。
③沉淀脱氧（置换脱氧） 这是置换氧化的逆反应。它的原理是利用溶于液态 金属中的脱氧剂和[FeO]反应，把铁还原，而且要求 脱氧产物浮入渣中。沉淀脱氧比先期脱氧进行的彻 底，是最重要的脱氧方法。下面介绍几种常见的脱 氧反应： 碳脱氧 [C]+[FeO]=CO↑+[Fe] 锰脱氧 [Mn]+[FeO]=(MnO)+[Fe] 硅脱氧 [Si]+2[FeO] =(SiO2)+2[Fe] 硅锰联合脱氧
3.1.3控制氢的措施
（4） 焊后脱氢处理 焊后加热焊件，促使氢扩散外逸，从而减 少接头中含氢量的工艺叫做脱氢处理。 焊后将焊件加热到350℃保温一小时，或加 热到250℃保温6-8小时，可促使大部分氢 扩散逸出。
3.2 氮对金属的作用
3.2.1 氮的来源 焊接周围的空气是电弧气相中氮的主要来 源。尽管焊接时采取了保护措施（药皮保 护、气保护等），但总有或多或少的氮侵 入焊接区，与熔化金属发生作用。
焊接物理冶金 第一、二章课件
图1-13 焊接参数对温度场分布的影响（10mm厚的低碳钢板） a) q=常数, v的影响;b) v=常数, q及v等比例变化时对温度场的影响
图1-14 在相同的热功率q、热源移动速度v和相同板厚δ条 件下，不同材料板上移动线热源周围的温度场
图1-16 焊接热循环的参数
图1-15 距焊缝不同各点的焊接热循环
表0-2 低碳钢熔敷金属成分及性能变化（同一焊丝）
图0-13 细晶粒低碳钢焊接接头各部位的临界COD值（手弧焊） 1—母材； 2—250℃预热应变的母材； 3—细晶粒的HAZ 4—粗晶粒的HAZ； 5—焊缝（1.58KJ/cm）
焊缝裂纹
火口裂纹
裂纹断裂表面
HAZ裂纹
HAZ裂纹
焊缝气孔
图？ 双椭圆分布热源示意图
图？ 半椭球体分布热源示意图
图？ 双椭球体分布热源示意图
图？ 手工电弧焊原理
第三章 焊缝金属
q 4200W , 0.42W /(cm C ), 0.1cm2 / s
b0 28 10 4 / s, 1cm
图1-9 薄板焊接时的温度场
a) xOy面上平行x轴的温度分布 b) xOy面上的等温线 c) xOy面上平行y轴的温度分布
图1-10 中厚焊件焊接时的温度场
1—焊缝
图0-12 熔焊接头示意 2—熔合区 3—热影响区
图0-2 手工电弧焊接头
图0-13 熔合区
图0-14 熔合线
表0-1 焊接热源能量密度与熔透区截面形状
图0-4 气体保护焊接头
图0-7 电子束焊接头
三、金属的焊接性
1. 焊接冶金问题的提出 （1）焊缝的化学成分、组织及性能与母材有较大的差别； （2）即使焊缝的化学成分与母材相同，但组织和性能不同 （3）HAZ经历了特殊的热循环，组织和性能明显变化； （4）熔合区存在明显的成分、组织及性能的不均匀性； （5）焊接接头易出现裂纹、气孔缺陷。 2. 金属的焊接性的意义 定义：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。金属焊接性包括 结合性能（裂纹、气孔、夹渣等）和使用性能（力学性能、 耐蚀性能、耐磨性能等） 两方面。 金属焊接性问题主要来源于焊接冶金特点，从焊接冶金 角度可揭示金属焊接性的本质。
焊接热过程
焊接热过程1、焊接热过程复杂性表现：①焊接热过程的局部性和不均匀性；②焊接热过程的瞬时性；③焊接热源的相对运动。
2、热量来源：电弧热、电阻热、相变潜热、变形热。
电弧热：利用气体介质的放电过程来产生热量，并熔化焊丝和加热工件，焊接的主要热源。
电阻热：焊接电流流过焊丝和工件时，有焊丝和工件本身电阻将电能转化为热能产生的热。
3、散热机构：①环境散热、②飞溅散热4、热传递方式：热传导、辐射、对流、焓迁移。
5、分析焊接热过程需处理的问题：①热源；②热量传输方式；③传质问题；④相变；⑤位移、⑥力学问题。
6、焊接热源：①按形式：电能、机械能、光辐射能、化学能。
②按种类：电弧焊热源、气焊热源、电阻焊热源、摩擦焊热源、电子束焊热源、激光焊热源、铝热剂焊热源。
7、构件几何尺寸简化：①半无限扩展的立方体、②无限扩展的板、③长度无限扩展的板。
8、焊接热源模型：点热源、线热源、面热源、高斯热源、双椭球热源、广义双椭球热源。
9、焊接温度场：焊接过程中，某一时刻所有空间各点温度的总计或分布。
用等温面（线）表示。
等温面：工件上具有相同温度的所有点的轨迹。
10、焊接热循环：指焊接过程中，工件上的温度随着瞬时热源或移动热源的作用而发生变化，温度随时间由低而高，达到最大值后，又由高而低的变化。
简单说就是工件上某点的温度随时间的变化，它描述了该点在焊接过程中热源对其热作用的过程。
主要参数：①加热速度；②加热最高温度；③在相变以上温度停留时间；④冷却速度。
11、多层焊：长段多层焊（1m以上）、短段多层焊（50~400mm）（适合硬化倾向大和晶粒粗化倾向大的钢材焊接）12、热效率：熔化极焊接热效率>非熔化极，埋弧焊热效率>明弧焊，潜弧焊接热效率>明弧13、电极的熔化：是焊接电弧的重要功能之一，对焊接工艺过程、冶金过程、焊接缺欠的产生和焊接生产效率有很大影响。
14、电弧焊时加热和熔化电极的能量：电流流过焊丝的电阻热、电弧传给焊丝端部的热、化学反应热。
第4章 焊 接 焊接是通过加热或加压和加热,使分... - ...
9-2 选择题
1．熔化焊过程中必须采取保护措施。如果保护不好，空气侵入到液态金 属中，就会带来许多不利影响。例如，氧会使焊缝金属（ ）、（ ） 且产生（ ）；氮会使焊缝金属（ ），产生（ ）；而氢会引起焊缝 金属产生（ ）和（ ）。 A．气孔；B．冷裂纹；C．热裂纹；D．强度下降；E．塑性和韧性下降。 1．焊接时往往都要对被焊工件进行加热。熔化焊加热的目的是（ 压力焊加热的目的是（ ）；钎焊加热的目的是（ ）； ）。
6.0 2.3~3.6 27.0 25.0
§1-4 焊接应力、变形及裂纹
• 一、焊接应力
对工件进行不均匀的局部的加热是产生焊接应力和变形的根本原因。 焊接应力的结论：焊缝及附近区域产生拉应力，而两边区域产生压应力。
• 二、焊接变形及防止
• 1、焊接变形的基本形式
1、收缩变形， 2、角变形， 3、弯曲变形， 4、扭曲变形， 5、波浪变形
§2-3 气体保护焊
• 二、二氧化碳气体保护焊
• • • • CO2气体保护焊的特点 1、合金元素烧损， 2、焊接低碳钢和低合金钢等， 3、焊接低碳钢时常采用 H08MnSiA焊丝 • 4、焊接低合金钢时常采用 H08Mn2SiA焊丝。 • 5、焊接成本低，约是手工电弧 焊和埋弧自动焊成本的40％左右。
§1-3 焊接接头的金属组织及性能
• 二、焊接热影响区
焊缝附近金属因焊接热作用 而使组织和性能发生变化的 区域称为焊接热影响区。 • 随着距离金属熔池的远近不 同，所受的热作用和升高的 温度不同。因此，焊缝附近 区域的金属相当于受到了不 同规范的热处理，使组织和 性能发生了变化。现以低碳 钢为例说明热影响区的组织 和性能的变化。
第一章 金属熔焊工艺基础
• §1-1 焊接电弧
焊接知识点总
四焊接概述一什么是焊接?焊接实质是用加热或同时加压并用或不用填加材料使焊件到达原子或离子结合的一种加工方法.实际上被焊接的可以是非金属,如塑料,用钎焊还可以把金属与非金属连接起来.二焊接特点及应用1特点1）省工省料（与铆接比）可省料12~20%.2）能化大为小,拚小为大.大型构造,复杂零件,用焊接组合构造,焊接可将铸件,锻件连接起来,简化铸锻工艺和设备.3）可以制造双金属构造,节省贵重金属.（联想铸造离心铸造）车刀,钻头硬质合金刀片+金刚石膜4）生产率高便于实现机械化,自动化.2应用桥梁大容器水压机飞机汽车轮船电子组件….三焊接分类（按焊接过程特点）1熔化焊:局部加热将焊接接头加热熔化,并形成共同的熔池,冷却结晶形成结实接头,将两工件焊接成整体.2压力焊:利用加压力（或同时加热）的方法,使两工件结合面严密接触在一起,并产生一定的塑性变形或熔化,使他们的原子组成新的结晶,将两工件焊接起来.包括:电阻焊摩擦焊冷压焊等3钎焊:对工件和作为填充金属的钎料进展适当的加热,工件金属不熔化,但熔点低的钎料被熔化,后填在工件之间与固态的被焊接金属互相扩散,钎料凝固后,将两工件焊接在一起.如铜焊银焊锡焊第一章熔化焊电弧焊气焊激光焊等§1手工电弧焊（焊条电弧焊）利用焊条与焊件之间产生的电弧热,将工件和焊条熔化而进展焊接的手工操作.一焊接过程及特点1焊接过程:回忆实习2特点:优点:设备简单.接头形式、焊缝形状、焊接位置、长度不受限制。
缺点：有弧光，劳动条件下降，质量不稳，生产率低。
3应用：单件小批，碳钢，低合金钢，不锈钢，铸铁焊补。
适宜板厚3~20mm o二焊接冶金过程特点〔焊条和局部被焊接金属在电弧高温作用下的再熔炼过程高于一般冶金温度，可以看成是一个冶金过程〕1焊接电弧和熔池温度高：造成金属氧化烧损，电弧区气体分解，增大气体活拨性，氧化、氮化〔Fe4N、Fe2N〕易形成气孔、夹渣等缺陷。
降低焊缝的塑性、韧性。
焊接技术
图4-4 直流弧焊机的不同极性接法
四、电焊条
1. 电焊条的组成及作用 焊芯
焊条芯
焊缝的填充材料 — 填充焊缝
电焊条 药皮
电极传导电流 — 导电
机械保护的作用 冶金的作用
稳定电弧的作用
药皮
药皮的作用：提高电弧燃烧的稳定性，防止空气对熔化金
属的有害作用，保证焊缝金属的脱氧和加入合金元素。
药皮的种类： ① 氧化钛型；②氧化钛钙型；
适用于易氧化的有色金属及合金钢材料的焊接。如： 铝、镁、钛及其合金和耐热钢、不锈钢等。为了防止 保护气流破环，氩弧焊只能在室内进行。
CO2气体保护焊
利用CO2作为保护气体的气体保护焊，简称CO2焊。 焊接热源：电弧热 保护介质：CO2 ① 与金属发生化学反应—产生夹渣缺陷 ② 溶解于液体金属中—产生 CO 气孔缺陷 ③ 比重大于空气（25%）
焊接方法的分类
常见的焊接方法
焊接的特点：
1、生产周期短，生产率高，易实现机械化、自动化。 2、接头牢固、密封性好。 3、可化大为小、以小拼大。 4、可实现异种金属的连接。
5、重量轻、加工装配简单。
6、焊接应力变形大，接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。
胶接 —胶粘剂连接各种材料。 机械联接 —采用标准件为连接件连接各种材料。
焊接变形是在焊接过程中产生的变形。金属结构 与零件在焊接过程中，常常会产生各种焊接变形以及 焊缝的断裂，从而影响焊接质量。 焊后焊件中温度冷至室温时残留在焊件中的变形 和应力分别称为焊接残余变形和焊接残余应力。
2、焊接应力与变形产生的原因
焊接应力与变形产生的根本原因是： 焊件(工件）在焊接过程中受到局部或不均匀加热和快速冷却。
3.焊条型号
焊工初级(金属熔焊原理)模拟试卷1(题后含答案及解析)
焊工初级（金属熔焊原理）模拟试卷1(题后含答案及解析)题型有：1.jpg /> 涉及知识点：金属熔焊原理5．什么叫焊接热循环?其主要参数有哪些?正确答案：焊接热循环是指焊接过程中，在焊接热源作用下，焊件上某点的温度随时问变化的过程。
其特征是加热速度很快，在最高温度下停留时间很短，随后各点按照不同的冷却速度进行冷却。
对接接头热影响区各点的热循环曲线，见图6-2。
焊接热循环的主要参数有加热速度、最高加热温度、在相变温度以上停留的时间和冷却速度。
涉及知识点：金属熔焊原理6．什么叫焊接线能量?其计算公式怎样?正确答案：焊接线能量是指熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的能量，用q(J／cm)表示。
其计算公式为q=IU/v式中I——焊接电流，A；U ——电弧电压，V；v——焊接速度，cm／s；q——线能量，J／cm。
涉及知识点：金属熔焊原理7．焊接线能量对接头性能有何影响?正确答案：焊接线能量综合了焊接电流、电弧电压和焊接速度三个工艺因素对焊接热循环的影响。
线能量增大时，过热区的晶粒尺寸粗大，韧性降低；线能量减小时，硬度和强度提高，但韧性也会降低。
生产中根据不同的材料成分，在保证焊缝成形良好的前提下，适当调节焊接工艺参数，以合适的线能量焊接，可以保证焊接接头具有良好的性能。
涉及知识点：金属熔焊原理8．什么叫熔合比?正确答案：熔合比是指熔焊时，被熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比，其计算公式为熔合比=FB／(FA+FB)式中FA——熔化的焊条量；FB——熔化的母材量。
涉及知识点：金属熔焊原理9．什么是焊接冶金过程?它与金属冶炼有什么不同?正确答案：焊接冶金过程与金属冶炼一样，都通过加热使金属熔化，在金属熔化过程中，金属、熔渣、气体之间发生复杂的化学反应和物理变化。
与金属冶炼不同的是：金属冶炼时，炉料几乎同时熔炼，升降温速度慢，冶炼时间长，冷凝时也是整体冷却并结晶；而焊接却是在焊件上局部加热，并且不断移动热源，热源中心与周围冷金属之间温差很大，冷却速度很快。
焊接冶金学基本原理【打印版】
绪论1)焊接：焊接是指被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，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。
2)焊接、钎焊和粘焊本质上的区别:焊接：母材与焊接材料均熔化，且二者之间形成共同的晶粒；钎焊：只有钎料熔化，而母材不熔化，在连接处一般不易形成共同晶粒，只有在母材和钎料之间形成有相互原子渗透的机械结合；粘焊：既没有原子的相互渗透而形成共同的晶粒也没有原子间的扩散，只是靠粘接剂与母材的粘接作用。
3)熔化焊热源：电弧热、等离子弧热、电子束、激光束、化学热。
压力焊和钎焊热源：电阻热、摩擦热、高频感应热。
4)焊接加热区可分为活性斑点区和加热斑点区5）焊接温度场：焊接时焊件上的某瞬时的温度分布称为焊接温度场。
6）稳定温度场：当焊件上温度场各点温度不随时间变化时，称之7）准稳定温度场：恒定功率的热源作用在焊件上做匀速直线运动时，经过一段时间后，焊件传热达到饱和状态，温度场会达到暂时稳定状态，并可随着热源以同样速度移动。
8）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。
第一章1）平均熔化速度：单位时间内熔化焊芯质量或长度。
平均熔敷速度：单位时间内熔敷在焊件上的金属质量称为平均熔敷速度。
损失系数：在焊接过程中，由于飞溅、氧化、蒸发损失的一部分焊条金属(或焊丝)质量与熔化的焊芯质量之比称焊条损失系数。
熔合比：焊缝金属中，局部熔化的母材所占的比例。
熔滴的比表面积:表面积与质量之比2）熔滴过渡的形式：短路过渡、颗粒状过渡和附壁过渡。
3）熔池：焊接热源作用在焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分就是熔池。
4）焊接过程中对金属的保护的必要性：（1）防止熔化金属与空气发生激烈的相互作用，降低焊缝金属中氧和氮的含量。
（2）防止有益合金元素的烧损和蒸发而减少，使焊缝得到合适的化学成分。
（3）防止电弧不稳定，避免焊缝中产生气孔。
5）手工电弧焊时的反应区：药皮反应区、熔滴反应区和熔池反应区。
焊接
第一章焊接化学冶金名词解释1.焊接：被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，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工艺过程(p1)2.扩散氢：由于氢原子和离子的半径很小，这一部分氢可以在焊缝金属的晶格中自由扩散，故称之为扩散氢（p40)3.残余氢：还有一部分氢聚集到陷阱（金属的晶格缺陷，显微裂纹和非金属夹杂物边缘的空隙）中，结合为氢分子，因其半径大，不能自由扩散，故称之为残余氢4.合金过渡：就是把所需要的合金元素通过焊接材料过渡到焊缝金属中去的过程（p68）5.合金过渡系数：合金元素的过渡系数等于它在熔敷金属中的试剂含量与它的原始之比填空1熔滴过度的形式：短路过渡，颗粒状过渡和附壁过渡(p17)2手工电弧焊时有三个反应区：药皮反应区，熔滴反应区和熔池反应区(p24)3氢分为2种：扩散氢，残余氢（p40)4氧对金属的作用？（p46-50)5焊渣的分类：a盐型熔渣；b盐—氧化物型熔渣；c氧化物型熔渣；6活性熔渣对焊缝金属的氧化可分为两种基本形式：扩散氧化和置换氧化看图：1-8熔合比：在焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例(p27)焊接区内的气体：H2 O2 N2 H2 （氧，氮，水气)简答：1.（课后）氢对焊接质量的影响及控制措施？影响：1.氢脆，2.白点3.形成气孔4.产生冷裂纹(p41)控制措施：a 限制焊接材料中的含氢量；b 清除焊丝和焊件表面上的杂质；c 冶金处理；d 控制焊接工艺参数；e 焊后脱氢处理；2熔渣的作用？A 机械保护作用：焊接时形成的熔渣覆盖在熔滴和熔池的表面上，把液态金属与空气隔开，防止液态金属的氧化和氮化。
熔渣凝固后形成的渣壳覆盖在焊缝上，可防治处于高温的焊缝金属受空气的有害作用。
B改善焊接工艺性能的作用：良好的焊接工艺性能是保证焊接化学冶金过程顺利进行的前提。
在熔渣中加入适当的物质可使电弧容易引燃，稳定燃烧，减少飞溅，保证具体良好的操作性，脱渣性和焊缝成形等。
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焊 接 理 论一 般 问 题20061044 TIG焊视觉图像的二值形态学分析/薛家祥…//焊接学报.-2005,26(6).-25～27,34由于外部干扰小,用CCD采集的TIG焊熔池区图像很清晰,因此可以对该图像进行二值化处理。进而采用二值形态学方法分析了膨胀、腐蚀和开、闭4种基本运算的图像处理效果,并在此基础上从图像的预处理到边缘检测,做了更加深入的研究。由此,设计出了一套具有阈值自适应功能的二值形态学算法。试验结果表明,采用二值形态学对TIG焊视觉图像进行图像处理和特征提取,可以取得很好的效果,对后续的焊接质量控制和焊缝跟踪工作可以提供非常有用的熔池和焊缝信息。图2参7
20061045 基于测量焊接动态位移场的ESPI图像处理[英]/陶 军…//ChinaWelding.-2004,13(2).-111～114通过双光束法,进行了焊接过程动态位移场的ESPI测量并获得了位移场的散斑图像。描述了面内位移测量系统的数学模型,从而研究了散斑干涉条纹图像的处理方法。利用灰度变换和直方图均衡化,增强了图像的对比度。采用频域余弦图像处理方法,选取指数低通滤波器,减少了散斑图像中的乘性噪声。结果表明,这些方法能够有效地消除散斑颗粒噪声。图7参6
20061046 建立熔化极电弧焊熔池模型的问题[俄]/ГулаковC.B.…//Автомат.сварка.-2002,(9).-24～29根据论文“关于建立电弧焊熔池动态模型问题”的结果,提出一些看法。分析了熔池的静态和动态模型,从而查明了其矛盾和不足。援引了能够评价熔化极电弧焊熔池形成条件的计算和试验数据。认为所提出的熔池模型未经试验证实。对所发表的动态模型的批评意见是非本质的,尽管该模型是建立模型的首次尝试。为了发展该模型还需要进一步试验和总结。图4参1320061047 喷嘴摆动时脉冲熔化极活性气体保护电弧焊对时间t8/5的影响[德]/LatteierR.…//Schweiss.undSchneid.-2002,54(8).-428～433为了确定时间t8/5,研究了几个具有t8/5影响因素估计值的公式,对于喷嘴摆动时的脉冲熔化极活性气体保护电弧焊,提出应该考虑相对热效率和t8/5与预期值偏差的可能后果。此时面临一个问题,即能否根据ICB和Uд的算术值或有效平均值来确定单位长度能量。提出了既采用算术值,又采用有效平均值来求相对效率的公式,其结果是根据普通公式可以确定t8/5值。探讨了采用不同电源、普通电弧和在喷嘴摆动时上述焊接方法。图2表8参620061048 一次电路电阻的动态监测及其在电阻点焊过程中评价接头质量的应用[英]/ChoY.…//Weld.J.-2002.81(6).-104s～111s提出了通过在焊接过程中监测一次电路的瞬间电流强度和电压值来实时评价电阻点焊接头质量的系统。根据测量值以回归分析确定了10个接头质量指标。研制了4个用于确定接头强度和焊点熔核直径的模型。根据上述因素,还研制了采用尼龙网的模型。对比了采用二种模型获得的结果。所提出的方法不采用任何补充装置就可获得关于接头质量(强度和熔核直径)的信息。探讨了该方法的理论基础,并讨论了其试验检验结果。图7表10参25焊接热过程和冶金过程20061049 电塑性摩擦焊接过程的动态再结晶数值模拟/李庆华…//焊接学报.-2005,26(4).-1～4摩擦焊过程中界面的塑性变形是摩擦焊的核心,以宇航工程常用的构件材料LY12合金为研究对象,建立了电场条件下棒状试件摩擦焊的热力耦合塑性成形有限元分析模型,获得了焊接过程中焊接界面处材料的温度场、应变场、应力场、电场强度等物理参量场,并应用Yada模型建立了LY12合金摩擦焊接过程显微组织的演化模型,计算了摩擦焊接过程动态再结晶区的分布及再结晶区晶粒的尺寸,并分析研究了上述场变量对电场条件下连续驱动摩擦焊成形工艺及成形件质量的影响。图6表1参6
20061050 带压开孔结构多道间断焊的数值模拟/薛小龙…//焊接学报.-2005,26(4).-25～286对带压开孔用正交接管间断焊结构的温度场和应力场进行了数值模拟,并将之与连续焊时的结果进行比较。结果表明,采用间断焊可以有效降低焊接时的局部高温,而且其残余应力也略低于连续焊。对间断焊焊接接头的金相分析表明其金相组织正常,内压试验结果表明该结构能安全运行。图7表2参1220061051 基于串热源及CCT图的GMAW焊接热影响区组织及硬度预测/王后孝…//金属学报.-2005,41(8).-839～846熔化极气体保护焊(GMAW)的热输入处理为三维移动串热源,建立了串热源模型,模拟了JG590低合金钢的GMAW焊接热过程。进行了JG590钢的GMAW焊接工艺实验,通过焊缝横截面熔合线的几何形状以及焊接接头的几何尺寸对所建模型进行了实验验证.分析评价了目前常用的t8/5计算公式,利用JG590钢GMAW焊接热过程的模拟结果,结合其连续冷却组织转变图(CCT图),成功预测了焊接热影响区(HAZ)的组织及硬度。图12表5参1920061052 钛合金平板电子束焊接温度场有限元分析/胡美娟…//电焊机.-2005,35(7).-39～42焊接温度场不仅直接通过热应变,而且还间接通过随金属状态和显微组织变化引起的相变、应变决定焊接残余应力,因而对焊接温度场的研究是焊接应力应变分析的前提。在通用的有限元软件ANSYS平台上,根据电子束深熔焊的特点,提出了圆锥形体热源模型,并对电子束焊接温度场进行了数值模拟。有限元数值模拟结果同电子束试验焊缝形状有良好的一致性,圆锥形体热源模型体现了电子束深熔焊所特有的钉形焊缝,能较准确地模拟电子束焊接温度场。图9参420061053 T形焊接接头的三维有限元模拟/薛小龙…//中国机械工程.-2005,16(9).-811～814应用ABAQUS软件,对多道焊T形接头的温度场和应力场进行了数值模拟。选用三维实体单元,考虑了材料物理性能随温度和相变的影响,采用内部热生成和振幅曲线的加载方法模拟焊接热源的移动,运用单元生死技术模拟多道焊过程。获得了焊接温度场和应力场的动态变化过程,对计算结果进行了分析。图7表2参1120061054 焊接热循环对X-60管线钢中第二相粒子的影响/亓效刚…//热加工工艺.-2005,(6).-51～53利用萃取复型技术,对Ti-V-Nb微合金钢母材及模拟焊接粗晶热影响区中第二相粒子进行了研究。结果表明,母材中的粒子为含有Ti、Nb、V的碳氮化合物复合粒子,其尺寸均在100nm以下;粒子的形状不规则,不同粒子具有不同的成分。焊接热循环后,焊接粗晶区中仍保留了较多的粒子,但粒子尺寸显著增大,粒子的形状由母材中的不规则状变为方形,粒子的含Ti显著提高。图5参6
20061055 电子束对涂层-母材成分的热影响研究[俄]/КлименовВ.А.…//Свароч.пр-во.-2002,(6).-20～23,62,63基于Ni-Cr-B-C-Si系粉末材料电子束加工时的(在空气中通过氮-氩等离子体将粉末喷涂到钢制底板上)导热过程数学模型,计算了熔化的涂层-底板成分的温度场并确定了其冷却速度。确定了在变换加工规范时电子束加工涂层的组织和性能形成过程的一般规律。图5表1参10
20061056 结构钢管埋弧焊时热影响区特性评价[英]/GunarajV.…//Weld.J.-2002,81(3).-45s～53s在MechanicalEngineering,KumaraguruCollegeofTechnology(印度)研制了用于研究在结构钢管埋弧焊时,过程和焊接热输入的变化对热影响区影响的数学模型。图14表6参15
20061057 焊缝中氮化钛颗粒增长动力学数学模型[俄]/KривоносоваЕ.А.…//Свароч.пр-во.-2002,(7).-24～28,63研制了焊缝中氮化钛颗粒增长动力学的数学模型。证实,当手工弧焊碳钢时,焊缝中形成固相氮化钛发生在温度低于1240K时,杂质的平均尺寸为0.5μm。氮化钛的形成可以起到变性剂的作用,从而厄制晶粒生长和抑制形成粗大的魏氏体组织。图4参6
20061058 自保护药芯焊丝焊接头气孔形成敏感性研究[英]/WeiQ.…//Weld.J.-2002,81(6).-90s～95s研究了自保护药芯焊丝焊时焊缝中形成气孔的影响因素。表明,采用上述焊接方法时,不仅氮可以影响焊缝中气孔的形成,而且氧也可以快速增加气孔7的数量。得知,Al和稀土元素能有效地降低焊缝金属对气孔形成的敏感性,同时Al比稀土元素能更有效地降低气孔数量。并且Al和稀土元素大大地降低了焊缝中的含氧量。图5表4参19金属的焊接性20061059 Inconel718合金扩散连接接头的组织与性能研究/韩文波…//材料科学与工艺.-2005,13(3).-308～311对细晶Inconel718高温合金无中间层和加Ni箔中间层两种情况下的扩散连接进行了研究,分析了不同的连接温度、连接压力、连接时间等工艺参数对接头剪切强度的影响;通过SEM、EPMA和金相技术对接头微观组织和力学性能进行了分析。确定了获得优质接头的最佳工艺参数区间,即扩散连接温度T=1050℃,连接压力P=20MPa,连接时间t=45min,选用Ni箔作为中间层,厚度为25μm。图9表1参520061060 利用金属间化合物增强陶瓷钎焊接头———接头组织与界面反应/张德库…//材料工程.-2005,(5).-15～18为了提高Si3N4陶瓷连接接头高温性能及减小接头因热膨胀系数不匹配而产生的应力,采用AgCu-Ti钎料和NiTi复合中间层进行半固态连接。接头组织观察表明,钎缝主要由NiTi(Cu)金属间化合物和AgCu基体组成。研究表明,Ni与Ti的加入量对于钎缝中金属间化合物的形态及钎缝与母材界面反应层的形成具有十分重要的影响。图6参620061061 热处理对K403合金钎焊接头的γ′相和性能的影响/李大斌…//材料工程.-2005,(5).-42～44研究了焊后热处理对K403合金大间隙焊接头中γ′相与接头性能的影响,结果表明经扩散处理接头产生γ′相,呈圆形,其中母材的γ′相尺寸最大,过渡区、钎缝区依次减小;1200℃固溶处理后γ′相呈方形,但由于固溶处理接头析出高熔点化合物相,对接头性能不利;时效处理γ′相沉淀析出充分,形状呈方形,且时效处理有利于化合物相的扩散。图5表2参220061062 预热温度对X80管线钢焊接热影响区组织性能的影响/李为卫…//石油工程建设.-2005,31(4).-10～12X80管线钢在焊接过程中,热影响区由于受到焊接过程热的作用,其组织和性能会发生较大的变化,尤其是粗晶热影响区的组织和性能变化最大。采用热模拟技术、工程测试手段和显微分析方法,研究了焊前预热温度对X80管线钢粗晶热影响区的夏比冲击韧性的影响规律,并分析了原因,确定了管道在小热输入下焊接的预热温度。认为在较小热输入下焊接,焊前预热对粗晶区的韧性有利,在现场焊接热输入为10kJ/cm时,推荐焊前预热温度为150℃;若在较大热输入下焊接,焊前预热对粗晶区的韧性没有益处,预热温度过高会给粗晶区韧性带来损害,应予以限制。图4表4参4