焊接知识培训讲义

教案

《焊接工艺》

授课教师：

授课时间：

第一讲§9-1金属焊接性的基本概念

教学目的：金属焊接性的概念

焊接性影响因素

教学重点：焊接性概念

教学难点：焊接性影响因素

教学过程：

一、金属焊接性的基本概念

1、焊接性

金属焊接性是指材料在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。

金属焊接性是指材料对焊接加工的适应性，又分为工艺焊接性和使用焊接性。

(1) 工艺焊接性

是指在一定的焊接工艺条件下能否获得优质致密、无缺陷焊接接头的能力。

(2) 使用焊接性

是指焊接接头或整体结构满足技术条件中所规定的使用性能的程度。使用焊接性与产品的工作条件有密切关系。

2、影响焊接性的因素

(1)材料因素

材料因素有钢的化学成分、冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态和力学性能等。其中化学成分（包括杂质的分布）是主要的影响因素。对焊接性影响较大的因素有碳、硫、磷、氢、氧和氮。对钢中合金元素来说，还有锰、硅、铬、镍、钼、钛、钒、铌、铜和硼等。

(2)工艺因素

包括施工时所采用的焊接方法、焊接工艺规程和焊后热处理等。对于同一母材，当采用不同的焊接方法和工艺措施时，会表现出不同的焊接性。

（3）设计因素

是指焊接结构的安全性不但受材料的影响，而且在很大程度还受到结构型式的影响。焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接性也发生影响。结构的刚度过大，接口的断面突然变化，焊接接头的缺口效应等，均会不同程度地造成脆性破坏的条件。此外，在某些部位焊缝过度集中和多向应力状态也会对结构的安全性有不良影响。

（4）服役环境因素

是指焊接结构的工作温度、负荷条件和工作环境。

如在高温下工作时有可能发生蠕变；在低温或冲击载荷

下工作时，会发生脆性破坏；在腐蚀介质中工作时，接

头会发生腐蚀等。

3、评价焊接性准则：

（1）评定焊接接头产生焊接缺陷的倾向

（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求

小结：1、金属焊接性概念

2、金属焊接性的影响因素

作业：P109 第1题

课后记：

第二讲§9-2 常用焊接性试验方法

教学目的：1、了解常用焊接性试验方法

2、用间接估算法、斜丫形坡口试验法

教学重点：碳当量估算法

教学难点：热影响区最高硬度法

教学过程：复习提问：焊接性概念及影响因素是什么？

一、焊接试验的研究目的与方法

焊接热裂纹试验

焊接冷裂纹试验

直接法再热裂纹试验

层状撕裂试验

热应变时效脆化试验

工艺焊接性焊接气孔敏感性试验

由碳当量推测焊接性

裂纹敏感指数及临界应力为判据

间接法连续冷却组织转变图

焊接性试验方法分类断口分析及相组织分析

焊接热影响区最高硬度

焊接热、应力模拟试验

直接法实际产品结构运行的服役试验

压力容器的爆破试验

使用焊接性焊缝及接头的常规力学性能试验

焊缝及接头的低温脆性试验

间接法焊缝及接头的断裂韧性试验

焊缝及接头的高温性能试验（蠕变、持久等）

焊缝及接头疲劳、动载试验

焊缝及接头抗腐性、耐磨性及应力腐蚀开裂试

焊接性试验方法的分类

1、焊接性试验的研究目的

研究目的：制定最佳焊接工艺和正确选材

2、金属焊接性的研究方法

（1）对母材进行的试验方法

（2）对焊接接头的试验方法

二、常用焊接性试验方法

（一）间接估算法

1、碳当量估算法

碳当量：把钢中合金元素（包括碳）的含量按其作用换算成碳的相当含量。

（1）计算公式

国际焊接学会（I I W）推荐C E

CE=C+Mn/6+(C r+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15(%)

①适用于中高强度的非调质低合金高强钢。

②一般可用碳当量预热某钢种的焊接性，以便确

定是否需要采取预热和其他工艺措施。化学成

分取上限。

③板厚小于20mm。

CE < 0.4%, 焊接性良好，不需预热。

CE = 0.4%~0.6%，需适当预热、控制线能量等工艺措施

CE > 0.6%, 属较难焊材料，需采取较高预热温度

2、焊接热影响区（HAZ）最高硬度法

图9-3 硬度测定位置

在O点两侧各取7个以上的点（测点15个以上）

各点的间距0.5mm。

小结：1、碳当量估算法、

2、热影响区最高硬度法

作业：某钢材的合金元素含量如下，试计算其碳当量（ 0.77%）并说明相应工艺措施。

C : 0.28~0.35 Mn: 0.8~1.1 Si: 0.9~1.2

Cr: 0.8~1.1 Ni: <0.3

课后记：

第三讲§9-3 常用焊接性试验方法

教学目的：了解斜Y型坡口试验法

教学重点：斜Y型坡口试验法应用

教学难点：斜Y型坡口裂纹试验法过程

教学过程：

提问：什么是碳当量？IIW推荐碳当量公式如何？

授新：斜Y型坡口试验法

常用焊接裂纹繁感性试验方法有：

焊接热裂纹、焊接冷裂纹、消除应力裂纹试验、层状撕

裂。

斜Y型坡口焊接裂纹试验法应用：

焊接接头热影响区冷裂纹试验碳素钢和低合金高强钢打底焊缝及其热影响区冷裂纹倾向

1、试件制备：