incoloy 825焊接性分析

Incoloy 825焊接性分析

1 与不锈钢316L对比: 熔点与不锈钢316L类似,导热系数10.8(100℃)与< 不锈钢316L, 比热440（J/kg·℃）< 不锈钢316L 500（J/kg·℃）, 线膨胀系数14.1<不锈钢316L 16.0

故对比相同规格不锈钢316L ，Incoloy 825应采用更小的电流I, 焊接变形应相似（椭圆度）。

2 与不锈钢316L（12-15）相比Incoloy 825具有更高的Ni含量，因此更易NiS 低熔点共晶。同时，INCOLOY 825 合金导热性差，容易出现过热，造成晶粒粗大，焊缝金属的液固时间加长，更易产生热裂纹。

因此对于Incoloy 825焊接应更加严格控制原材料中S Si杂志含量，同时尽量减少热输入q

3 INCOLOY 825 合金表面存在难熔的氧化膜，如NiO 的熔点为2090℃，而Ni 的熔点只有1446℃，焊前不去除表面难熔的氧化物，导致熔池流动性较差,也易产生气孔。

因此焊接前应将卷带不锈钢丝刷打磨至露出金属光泽，用丙酮或者无水乙醇擦拭磨刷部位，待干后，用不锈钢丝轮轻微打磨一遍。

4 气孔问题: 焊接INCOLOY 82

5 合金时，若有大量H2进入焊接熔池，由于熔池流动性较差，熔池凝固时氢气不易逸出，易形成气孔。同时由于液态镍能溶解大量的氧，凝固时氧的溶解度下降，凝固过程中过剩的氧将镍氧化成NiO,NiO在熔池中的氢化合，镍被还原而氢和氧结合成水，水在熔池中来不及抑出，即形成气孔。

因此焊接时保护气体应用为Ar气，纯度99.99%，同时焊接时背部也应通保护气Ar气，纯度99.99%。

Incoloy 800 Incoloy 840 与化学成分类似，物理性质类似，焊接性相似.

材料焊接性

焊接性：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。 工艺焊接性：指金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力。 冶金焊接性：熔焊高温下的熔池金属与气相、熔渣等相之间发生化学冶金反应所引起的焊接性变化。 屈强比：屈服强度与抗拉强度之比称为屈强比（σs/σb） 焊缝强度匹配系数：焊缝强度与母材强度之比S＝(σb)w/(σb)b，是表征接头力学非均质性的参数之一。碳当量法：各种元素中，碳对冷裂纹敏感性的影响最显著。可以把钢中合金元素的含量按相当于若干碳含量折算并叠加起来，作为粗略评定钢材冷裂纹倾向的参数指标，即所谓碳当量（CE或Ceq）。 点腐蚀：金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微，而分散发生的局部腐蚀 应力腐蚀：不锈钢在特定的腐蚀介质和拉应力作用下出现的低于强度极限的脆性开裂现象。 1、影响材料焊接性的因素：材料、设计、工艺和服役环境 2、合金结构钢按性能分类可分为：强度用钢和低中合金特殊用钢 3、强度用钢：热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢 4、焊缝中存在较高比例针状铁素体组织时，韧性显著提高，韧脆转变温度降低 5、低碳调质钢的种类：高强度结构钢、高强度耐磨钢、高强度韧性钢；成分：碳质量分数不大于0.22％。热处理的工艺一般为奥氏体化→淬火→回火，经淬火回火后的组织是回火低碳马氏体、下贝氏体或回火索氏体 6、中碳调质钢成分：含碳量Wc=0.25％~0.5％较高，并加入合金元素（Mn、Si、Cr、Ni、B）以保证钢的淬透性 7、提高耐热钢的热强性三种合金方式：基体固溶强化、第二相沉淀强化、晶界强化 8、不锈钢的主要腐蚀形式：均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀 9、铜及铜合金分为工业纯铜、黄铜、青铜及白铜 10、不锈钢的分类：按化学成铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬锰氮不锈钢 按用途不锈钢、抗氧化钢、热强钢 按组织奥氏体钢、铁素体钢、马氏体钢、铁素体-奥氏体双相钢、沉淀硬化钢 11、铝合金的性质：化学活性强、表面极易氧化、导入性强、易造成不溶合、易形成杂质 12、铸铁分为：白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁 13、引起应力腐蚀开裂条件：环境、选择性的腐蚀介质、拉应力 1、材料焊接性包含的两个含义 一是材料在焊接加工中是否容易形成接头或产生缺陷； 二是焊接完成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。 2.焊接性的影响因素 1、材料因素：母材的化学成分，状态，性能 2、设计因素：接头的应力状态，能否自由变形 3、工艺因素：焊接方法和工艺措施 4、服役环境：服役温度、服役介质、载荷性质 3、“小铁研”实验的条件 1) 试验条件试验焊缝选用的焊条应与母材相匹配，所用焊条应严格烘干。试 验焊接参数：焊条直径4mm，焊接电流（170±10）A，焊接电压（24±2）V，焊接速度（150±10）mm/min 2) 检测与裂纹率

焊接变形的分析与控制

焊接变形的分析与控制 随着我国钢结构产业的高速发展，焊接技术在钢结构工程中得到大量的应用，焊接工件尤其是厚板件的变形现象也成为人们密切关注的焦点。 在焊接过程中，焊接残余应力和焊接变形会严重影响制造过程、焊接结构的使用性能、焊接接头的抗脆断能力、疲惫强度、抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂能力。焊接变形在制造过程中也会危及外形与公差尺寸、接头安装偏差且增加坡口间隙，使制造过程更加困难，当出现题目时还需采取一些费时耗资的附加工序来进行弥补，不仅增加本钱，还可能出现由此工序带来的其他不利因素。因此，要得到高质量的焊接结构必须对这些现象严格控制。焊接应力分析 熔化焊接时，被焊金属在热源作用下发生局部加热和熔化，材料的力学性能也会发生明显的变化，而焊接热过程也直接决定了焊缝和热影响区焊后的显微组织、残余应力与变形大小，所以焊接热过程的正确计算和测定是焊接应力和变形分析的条件。因此在焊接过程的模拟研究中，只考虑温度场对应力场的影响，而忽略应力场对温度场的作用。同时，非线性、瞬时作用以及温度相关性效应等也会妨碍正确描述在各种情况下产生的残余应力，并使同一系统化的工作很难完成。为使其简单化，实际中常用焊接性的概念作为一种分类系统，将焊接分解为热力学、力学和显微结构等过程，从而降低了焊接性各种现象的复杂性。图1所示的工艺基础将焊接性分解为温度场、应力和变形场以及显微组织状态场。这种分解针对焊接残余应力和焊接变形的数值分析处理很有价值。 在狭义上，焊接性又可理解成所要求的强度性能。影响强度性能的主要因素又包括化学成分、相变显微组织、焊接温度循环、焊后热处理、构件外形、负载条件以及氢含量等。因此可将图1扩展成图2以夸大相变行为的影响。其中，图1和图2中的箭头表示相互影响，实箭头表示强烈的影响，虚箭头表示较弱的影响。显微组织的转变不仅决定于材料的化学成分，也决定于其受热过程（特别是与焊接有关的过程），特别是它在焊接接头的热影响区和熔化区的影响更加引人留意。

345焊接性分析

1、Q345R 焊接性分析 （1）冷裂纹及影响因素 Q345R 含有少量的合金元素，碳当量比较低，一般情况下（除环境温度很低或钢板厚度较大时）冷裂倾向不大。 ○ 1碳当量（Ceq ） 脆硬倾向主要取决于刚的化学成分，其中以碳的作用最明显。可以通过碳当量公式大致估算不同钢种的冷裂敏感性。通常碳当量越高，冷裂问敏感性越大，国际焊接学会（IIW ）推荐的碳当量公式为 ）（%1556n Ni Cu V Mo Cr M C CE ++++++ = 根据以上公式计算Q345R 的碳当量为： %32.0(%)6115.0=+=CE 由上可知：CE ≤0.4%，故Q345R 在焊接过程中基本无脆硬倾向，冷裂问敏感性小，焊接性优良，不需要预热和严格控制热输入。 ○ 2脆硬倾向 焊接热影响区产生脆硬的马氏体或M+B+F 混合组织时，对氢致裂纹敏感，而产生B 或者B+F 组织时，对氢致裂纹不敏感。脆硬倾向可以通过焊接热影响区连续冷却组织转变图（SHCCT ）来进行分析，凡是脆硬倾向大的刚材，连续冷却曲线都是都是往右移。但是由于冷却条件不同，不同曲线的右移程度是不同的。 Q345R 焊接连续冷却组织转变图（SHCCT ） 如上图：Q345R 在连续冷却时，珠光体转变右移，是快冷过程中铁素体析出后剩下来的富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而是转变为含碳较高的贝氏体和马氏体，具有脆硬倾向。从上图可以看出Q345R 焊条电弧焊快冷时，热影响区会出现少量铁素体、贝氏体和大量马氏体。 ○ 3热影响区最高硬度 热影响区最高硬度是评定钢材脆硬倾向和冷裂纹敏感性的一个简便的办法。最高硬度允许值就是一个刚好不出现裂纹的临界硬度值，热影响区最高硬度与裂纹率的关系如图所示，

焊接冶金学—材料焊接性课后答案

第三章：合金结构焊接热影响区（ HAZ最高硬度 1．分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差别？在制定焊接工艺时要注意什么问题？答：热轧钢的强化方式有：（ 1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si 。（ 2）细晶 强化，主要强化元素： Nb,V。（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V. ；正火钢的强化方式：（ 1）固溶强化， 主要强化元素：强的合金元素（ 2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo （ 3）沉淀强化，主要强化元素： Nb,V,Ti,Mo. ；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。热轧钢被加热到1200 C以上的热影响区可能产生粗晶脆 化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件下粗晶区的V析出相基本固溶，抑制 A长大及组织细化作用被 削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝氏体、 M-A 等导致韧性下降和时效敏感性增大。制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接方法。 2. 分析Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。答:Q345钢属于热轧钢，其碳当量小 于0.4 %，焊接性良好，一般不需要预热和严格控制焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345钢连续冷却时，珠 光体转变右移，使快冷下的铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏 体与马氏体具有淬硬倾向，Q345刚含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在Q345刚中加入V、Nb达 到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。被加热到1200 C以上的热影响区过热区可能产生粗晶脆 化，韧性明显降低，Q345钢经过600CX 1h退火处理，韧性大幅提高，热应变脆化倾向明显减小。；焊接材料：对焊条电弧焊焊条的选择：E5系列。埋弧焊：焊剂 SJ501，焊丝H08A/H08MnA电渣焊：焊剂HJ431、 HJ360焊丝H08MnMo A CO2气体保护焊：H08系列和YJ5系列。预热温度：100?150C。焊后热处理：电弧焊一般不进行或600?650 C回火。电渣焊 900?930 C正火，600?650 C回火 3. Q345与Q390焊接性有何差异？ Q345焊接工艺是否适用于 Q390焊接，为什么？答：Q345与Q390都属 于热轧钢，化学成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于Q345,从而使Q390的碳当量大于 Q345,所以Q390 的淬硬性和冷裂纹倾向大于Q345,其余的焊接性基本相同。Q345的焊接工艺不一定适用于 Q390的焊接， 因为Q390的碳当量较大，一级Q345的热输入叫宽，有可能使Q390的热输入过大会引起接头区过热的加剧或热输入过小使冷裂纹倾向增大，过热区的脆化也变的严重。 4. 低合金高强钢焊接时，选择焊接材料的原则是什么？焊后热处理对焊接材料有什么影响？答：选择原 则：考虑焊缝及热影响区组织状态对焊接接头强韧性的影响。由于一般不进行焊后热处理，要求焊缝金属在焊态下应接近母材的力学性能。中碳调质钢，根据焊缝受力条件，性能要求及焊后热处理情况进行选择焊接材料，对于焊后需要进行处理的构件，焊缝金属的化学成分应与基体金属相近。 5. 分析低碳调质钢焊接时可能出现的问题？简述低碳调质钢的焊接工艺要点，典型的低碳调质钢如 （14MnMoNiB HQ70 HQ80）的焊接热输入应控制在什么范围？在什么情况下采用预热措施，为什么有最低预热温度要求，如何确定最高预热温度。（P81）答：焊接时易发生脆化，焊接时由于热循环作用使热影 响区强度和韧性下降。焊接工艺特点：①要求马氏体转变时的冷却速度不能太快，使马氏体有一自回火” 作用，以防止冷裂纹的产生；② 要求在800~500C之间的冷却速度大于产生脆性混合组织的临界速度。此外，焊后一般不需热处理，采用多道多层工艺，采用窄焊道而不用横向摆动的运条技术 ; 典型的低碳调质钢在 Wc> 0.18 %时不应提高冷速，Wc< 0.18 %时可提高冷速（减小热输入）焊接热输入应控制在小于 481KJ/cm；当焊接热输入提高到最大允许值裂纹还不能避免时，就必须采用预热措施，当预热温度过高时不仅对防止冷裂纹没有必要，反而会使800?500C的冷却速度低于出现脆性混合组织的临界冷却速度，使 热影响区韧性下降，所以需要避免不必要的提高预热温度，包括层间温度，因此有最低预热温度。通过实验后确定钢材的焊接热输入的最大允许值，然后根据最大热输入时冷裂纹倾向再来考虑，是否需要采取预热和预热温度大小，包括最高预热温度。 6. 低碳调质钢和中碳调质钢都属于调质钢，他们的焊接热影响区脆化机制是否相同？为什么低碳钢在调质 状态下焊接可以保证焊接质量，而中碳调质钢一般要求焊后热处理？答：低碳调质钢：在循环作用下， t8/5 继续增加时，低碳钢调质钢发生脆化，原因是奥氏体粗化和上贝氏体与M-A组元的形成。中碳调质钢：由

焊接工艺与焊接性分析设计

学科门类：单位代码： 毕业设计说明书（论文） 奥氏体不锈钢及Q235钢焊接工艺要点与焊接性分析 学生姓名 所学专业 班级 学号 指导教师 XXXXXXXXX系 二○**年X X月

目录 摘要........................................................ - 3 - 绪论........................................................ - 4 - 第一章奥氏体不锈钢及Q235钢简介.................................. - 5 - 1.1奥氏体不锈钢及其物理性质简介..................................... - 5 - 1.2低碳钢物理性质及其特点........................................... - 5 - 1.3奥氏体不锈钢及其焊接性........................................... - 6 - 1.4低碳钢及其焊接性................................................. - 6 - 1.5不锈钢焊接的防范措施............................................. - 6 - 第二章 18-8钢及Q235焊接时容易遇到的问题 .......................... - 7 - 2.1晶间腐蚀......................................................... - 7 - 2．2焊接热裂纹...................................................... - 7 - 2.3应力腐蚀开裂..................................................... - 7 - 2.4焊缝脆化......................................................... - 7 - 2.5焊接变形的防止方法............................................... - 8 - 2.6 Q235钢焊接时容易遇到的问题...................................... - 8 - 第三章奥氏体不锈钢的焊接特点 .................................. - 8 - 3.1焊接热裂纹....................................................... - 8 - 3.2晶间腐蚀......................................................... - 9 - 3.3应力腐蚀开裂..................................................... - 9 - 3.4焊接接头的σ相脆化............................................... - 9 - 第四章奥氏体不锈钢与Q235焊材选用............................... - 10 - 4.1奥氏体不锈钢的选材.............................................. - 10 - 4.2奥氏体不锈钢焊接要点............................................ - 10 - 4.3 Q235的选材..................................................... - 10 - 第五章低碳钢与奥氏体不锈钢的焊接性分析........................... - 11 - 5.1焊缝金属化学成分的稀释.......................................... - 11 - 5.2凝固过渡层的形成................................................ - 12 - 5.3碳迁移过渡层的形成.............................................. - 13 - 5.4残余应力的形成.................................................. - 13 - 第六章低碳钢与奥氏体不锈钢的焊接工艺要点......................... - 13 - 6.1焊接方法........................................................ - 13 - 6.2焊接材料........................................................ - 13 - 6.3焊接工艺要点.................................................... - 14 - 第七章实例分析............................................... - 14 -

材料焊接性考试重点试题及答案备课讲稿

材料焊接性考试重点试题及答案

3.5.分析低碳调质钢焊接时可能出现的问题？简述低碳调质钢的焊接工艺要点，典型的低碳调质钢如(14MnMoNiB、HQ70、HQ80)的焊接热输入应控制在什么范围？在什么情况下采用预热措施，为什么有最低预热温度要求，如何确定最高预热温度。 答：焊接时易发生脆化，焊接时由于热循环作用使热影响区强度和韧性下降。焊接工艺特点：焊后一般不需热处理，采用多道多层工艺，采用窄焊道而不用横向摆动的运条技术。。典型的低碳调质钢的焊接热输入应控制在Wc＞0.18％时不应提高冷速，Wc＜0.18％时可提高冷速（减小热输入）焊接热输入应控制在小于481KJ/cm当焊接热输入提高到最大允许值裂纹还不能避免时，就必须采用预热措施，当预热温度过高时不仅对防止冷裂纹没有必要，反而会使800～500℃的冷却速度低于出现脆性混合组织的临界冷却速度，使热影响区韧性下降，所以需要避免不必要的提高预热温度，包括屋间温度，因此有最低预热温度。通过实验后确定钢材的焊接热输入的最大允许值，然后根据最大热输入时冷裂纹倾向再来考虑，是否需要采取预热和预热温度大小，包括最高预热温度。 4.3. 18-8型不锈钢焊接接头区域在那些部位可能产生晶间腐蚀，是由于什么原因造成？如何防止？答：18-8型焊接接头有三个部位能出现腐蚀现象：{1}焊缝区晶间腐蚀。产生原因根据贫铬理论，碳与晶界附近的Cr形成Cr23C6，并在在晶界析出，导致γ晶粒外层的含Cr量降低，形成贫Cr层，使得电极电位下降，当在腐蚀介质作用下，贫Cr层成为阴极，遭受电化学腐蚀；{2}热影响区敏化区晶间腐蚀。是由于敏化区在高温时易析出铬的碳化物，形成贫Cr层，造成晶间腐

平板焊接变形的测量与分析.doc

实验一平板焊接变形的测量与分析 一、实验目的 1 ．掌握平板收缩变形、挠曲变形及角变形的基本方法。 2 ．熟悉平板堆焊收缩变形、挠曲变形及角变形的产生原因和分布规律。 3 ．了解不同厚度、不同线能量对收缩变形、挠曲变形及角变形大小的影响。 二、焊接设备、实验条件及测量工具和仪器 (一）焊接方法及设备 焊接方法：手工电弧焊。 焊接设备：交流弧焊机及其辅助设施。 （二）实验条件 1 ．试件尺寸：2mm × 150mm ×300mm 6mm × 150mm × 300mm 2 ·试件材料：Q235A 3 ．焊接规范 见下表 板厚焊接电流 2mm 90A 110A 6mm 170A 190A 4 ．测点分布如下图1 2 所示

图1 2mm 板测点分布 图2 6mm 板测点分布 6mm 板：横向收缩、角变形以及挠曲变形均测。 2mm 板：只测角变形及挠曲变形。 （三）测量工具与仪器 测量仪器包括：1 ，引伸仪； 2 ．游标卡尺； 3 ．钢板尺。 三、测量方法 1、横向收缩变形的测量 横向收缩变形采用引伸仪来测量。引伸仪结构见图3 。

图3 引伸仪结构示意图 其中：1 ．百分表； 2 ．铰链；3 ．活动支腿；4 ．固定支腿；5 ．弹簧。 对应图2 中A 、B 、C 、F 、G 、H 六条横线，把引伸仪的活动支腿 3 放在竖线L 上的洋冲孔内，拉动引伸仪，是活动支腿 4 放在竖线P 上对应的孔内，从百分表中读出焊前孔间距的原始数值BO ，焊后测出间距数值Bl 。分别填入附表内，其差值即为焊接所引起的横向收缩变形值。赶泣塑哩鳗互曳丝下表面差值的平均值即为该位置的横向收缩变形值。 2 、挠曲变形的测量 挠曲变形的测量采用带支腿的钢板尺和游标卡尺来测量。 图4 挠曲变形测量示意图 如图4 所示，1 为带支腿的钢板尺，2 为试件。使用游标卡尺分别测出焊前、焊后的高度h ，分别记为hl 、h2 填入附表内，其差值即为焊接所引起的挠曲变形。对Zmm 板需测量图1 中J 、K 、L 、M 、N 、P 、Q 、R 八条竖线上的挠曲变形。对6mm 板需测量图2 中J 、L 、M 、N 、P 、R 六条竖线上的挠曲变形。

灰铸铁焊接性分析

灰铸铁焊接性分析 一、灰铸铁焊接性分析 灰铸铁在化学成分上的特点是碳高及S、P杂质高，这就增大了焊接接头对冷却速度变化的敏感性及冷热裂纹的敏感性。在力学性能上的特点是强度低，基本无塑性。焊接过程具有冷速快及焊件受热不均匀而形成焊接应力较大的特殊性。这些因素导致焊接性不良。 主要问题两方面：一方面是焊接接头易出现白口及淬硬组织。 另一方面焊接接头易出现裂纹。 (一)焊接接头易出现白口及淬硬组织 见P103，以含碳为3%，含硅2.5%的常用灰铸铁为例，分析电弧焊焊后在焊接接头上组织变化的规律。 1.焊缝区 当焊缝成分与灰铸铁铸件成分相同时，则在一般电弧焊情况下，由于焊缝冷却速度远远大于铸件在砂型中的冷却速度，焊缝主要为共晶渗碳体+二次渗碳铁+珠光体，即焊缝基本为白口铸铁组织。 防止措施： 焊缝为铸铁①采用适当的工艺措施来减慢焊逢的冷却速度。如：增大线能量。②调整焊缝化学成分来增强焊缝的石墨化能力。 异质焊缝：若采用低碳钢焊条进行焊接，常用铸铁含碳为3%左右，就是采用较小焊接电流，母材在第一层焊缝中所占百分比也将为1／3～1／4，其焊缝平均含碳量将为0.7%～1.0%,属于高碳钢（C＞0.6%）。这种高碳钢焊缝在快冷却后将出现很多脆硬的马氏体。 采用异质金属材料焊接时，必须要设法防止或减弱母材过渡到焊缝中的碳产生高硬度组织的有害作用。思路是：改变C的存在状态，使焊缝不出现淬硬组织并具有一定的塑性，例如使焊缝分别成为奥氏体，铁素体及有色金属是一些有效的途径。 2.半熔化区 特点：该区被加热到液相线与共晶转变下限温度之间，温度范围1150～1250℃。该区处于液固状态，一部分铸铁已熔化成为液体，其它未熔部分在高温作用下已转变为奥氏体。 1）冷却速度对半熔化区白口铸铁的影响 V冷很快，液态铸铁在共晶转变温度区间转变成莱氏体，即共晶渗碳体加奥氏体。继续冷却则为C所饱和的奥氏体析出二次渗碳体。在共析转变温度区间，奥氏体转变为珠光体。由于该区冷速很快，在共析转变温度区间，可出现奥氏体→马氏体的过程，并产生少量残余奥氏体。 该区金相组织见P104 图4-5 其左侧为亚共晶白口铸铁，其中白色条状物为渗碳体，黑色点、条状物及较大的黑色物为奥氏体转变后形成的珠光体。右侧为奥氏体快冷转变成的竹叶状高碳马氏体，白色为残余奥氏体。还可看到一些未熔化的片状石墨。 当半熔化区的液态金属以很慢的冷却速度冷却时，其共晶转变按稳定相图转变。最后其室温组织由石墨+铁素体组织组成。 当该区液态铸铁的冷却速度介于以上两种冷却速度之间时，随着冷却速度由快到慢，或为麻口铸铁，或为珠光体铸铁，或为珠光体加铁素体铸铁。 影响半熔化区冷却速度的因素有：焊接方法、预热温度、焊接热输入、铸件厚度等因素。 例：电渣焊时，渣池对灰铸铁焊接热影响区先进行预热，而且电渣焊熔池体积大，焊接速度较慢，使焊接热影响区冷却缓慢，为防止半熔化区出现白口铸铁焊件预热到650～700℃再进行焊接的过程称热焊。这种热焊工艺使焊接熔池与HAZ很缓慢地冷却，从而为防止焊接接头白口铸铁及高碳马氏体的产生提供了很好的条件。

作业6焊接复习题及参考答案

焊接 一、思考题 1. 常用的焊接方法有哪些?各有何特点?应用范围如何? 2. 手工电弧焊为什么不能用光焊丝进行焊接?(氧化烧损严重，吸气多)焊条药皮 对保证焊缝质量能起什么作用?（保护、脱氧、合金化） 3. 酸性焊条与碱性焊条的特点和应用场合有何不同? 酸性焊条：熔渣呈酸性；工艺性能好；力学性能差，成本低，生产率高。用于一般结构件。 碱性焊条：熔渣呈碱性；工艺性能差；力学性能好，成本高，生产率低。用于重要结构件。 4. 试比较埋弧焊（质量好，生产率高，用于中等厚度的平直长焊缝的焊接）、CO2 气体保护焊（质量一般，生产率高，成本低。可全方位焊接，可焊薄板，用于焊接低碳钢，低合金结构钢）、氩弧焊（质量最高、成本高，可全方位焊接，可焊薄板，用于有色金属和高合金钢的焊接）电阻焊（质量好，生产率高，可焊薄臂结构或中小件）和钎焊的特点和应用范围（1.钎焊接头组织性能变化少，应力、变形小，光洁美观。 2.可焊接材料范围广，也可焊异种材料。 3.可焊接各种精密、复杂、微型的焊件。钎焊接头强度低，工作温度受到焊 料熔点的限制） 5. 产生焊接应力与变形的主要原因是什么?（不均匀的加热）如何消除或减少焊 接应力和焊接变形?（预热、缓冷、后热，锤击，反变形，退焊，跳焊等）6. 焊接接头由哪几部分组成，（焊缝金属、热影响区）它们对焊接接头的力学性 能有何影响? 1.半熔化区（熔合区）（塑韧性差） 2.过热区（塑韧性差） 3. 正火区（性能好） 4.部分相变区（性能基本不变） 5.再结晶区 7. 何谓焊接热影响区?低碳钢的热影响区组织有何变化?焊后如何消除热影响区 的粗晶和组织不均匀性?（正火） 8. 为什么低碳钢有良好的可焊性?（含碳量低，塑韧性好，不易开裂；不易产生 气孔）易淬火钢的可焊性为什么较差?（淬火马氏体的脆性大，易裂） 9. 铸铁的焊接特点如何?（易白口、易开裂、易流失）

焊接冶金学-材料焊接性 思考题(课后)

第二章：焊接性及其实验评定 1. 了解焊接性的基本概念。什么是工艺焊接性？影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 答：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。影响因素：材料因素、设计因素、工艺因素、服役环境。 第三章：合金结构钢 1．分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差别？在制定焊接工艺时要注意什么问题？ 答：热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si 。（2）细晶强化，主要强化元素：Nb,V。（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V. ；正火钢的强化方式：（1） 固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo （3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V,Ti,Mo. ； 焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元 素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件下粗晶区的V析出相 基本固溶，抑制A 长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、M-A等导致韧性下降和时效敏感性增大。 制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接。 2．分析Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。 答:Q345 钢属于热轧钢，其碳当量小于0.4 ％，焊接性良好，一般不需要预热和严格控 制焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345钢连续冷却时，珠光体转变右移，使快冷下的铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏体与马氏体具 有淬硬倾向，Q345刚含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在Q345 刚中加入V、Nb 达到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。被加热到1200℃以上的热影响 区过热区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，Q345钢经过600℃×1h 退火处理，韧性大 幅提高，热应变脆化倾向明显减小。； 焊接材料：对焊条电弧焊焊条的选择：E5 系列。埋弧焊：焊剂SJ501，焊丝H08A/H08MnA. 电渣焊：焊剂HJ431、HJ360 焊丝H08MnMoA 。CO2气体保护焊：H08系列和YJ5 系列。预 热温度：100～150℃。焊后热处理：电弧焊一般不进行或600～650℃回火。电渣焊900～ 930℃正火，600～650℃回火 3.Q345 与Q390焊接性有何差异？Q345焊接工艺是否适用于Q390焊接，为什么？ 答：Q345与Q390都属于热轧钢，化学成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于Q345，从而使Q390的碳当量大于Q345，所以Q390的淬硬性和冷裂纹倾向大于Q345，其余的焊接性基本相同。Q345的焊接工艺不一定适用于Q390的焊接，因为Q390的碳当量较大， 一级Q345的热输入叫宽，有可能使Q390的热输入过大会引起接头区过热的加剧或热输入过小使冷裂纹倾向增大，过热区的脆化也变的严重。 4. 低合金高强钢焊接时，选择焊接材料的原则是什么？焊后热处理对焊接材料有什么影响？

5A03焊接性分析

《金属材料焊接性》课程设计说明书 题目：铝合金5A03的焊接性分析 材料：5A03 班级学号：13130501 姓名：王玮 专业：焊接技术及其自动化

金属材料焊接性课程设计任务书 学生：王玮班级：13130501 指导教师：李增荣题目：铝合金5A03的焊接性分析 材料：5A03 要求： 1、分析材料的化学成分，机械力学性能； 2、利用碳当量法计算并分析材料的焊接性； 3、根据材料的特性分析材料焊接时出现的各种缺陷； 4、提出解决措施并推荐适当的焊接方法； 5、制定字数在5000字左右的说明书。

目录 第一章绪论 第二章铝合金5A03的化学成分及物理性能 2.1．铝合金5A03的化学成分 (4) 2.2．铝合金5A03的物理性能 (4) 第三章铝合金在应用中的问题 3.1铝合金在热加工时的问题 (6) 第四章金属材料5A03的焊接性分析 4.1．金属材料焊接性简介 (8) 4.2．5A03铝合金焊接性分析 (9) 4.21．5A03在焊接中遇到的问题及解决方案 (12) 4.22．铝合金5A03的焊接工艺特点 (15) 第五章5A03铝合金在生活中的应用 附录1 (17) 附录2 (19)

第一章绪论 铝及铝合金原来只有皇帝用的的起的有色金属，而今它不仅在我们日常生活中起着重要的作用。而且随着现代工业的发展其应用前景也越来越广阔。特别是近代工业对工业材料的要求也越来越向着质量轻，强度高，易加工的方向发展。而铝及铝合金材料具有这一系列的优良特性，因此被广泛用于国民经济的各个领域，如：航空航天，交通运输，机械电器，石油化工，能源动力，家电五金，文体卫生的行业。它已成为发展国民经济和提高人民物资生活的重要基材料。 近二十年来，我国的铝加工业也发展的十分迅速，不但其产量成几何倍增加。同时，出现了许多新材料，新技术，新工艺以及新设备。我国已成为名副其实的铝业大国。铝及铝合金渗透到了社会的各个角落。 铝合金保持了质轻的特点，但其机械性能明显提高。铝合金材料在日常生活中的应用主要有：一，作为受力构件；二，作为装饰门窗盖壳等的材料；三，作为装饰材料和绝缘材料。铝合金板材，型材表面可以防腐，轧花，喷漆，印刷等二次加工，制成各种装饰板材。 因为铝合金具有易加工和高的散热性。特别是车辆的发动机部分特别适合使用铝合金材料。 此外，在航空航天方面，它是运载火箭和各种航天器的主要结构材料。 放眼未来，铝及铝合金家族会不断壮大，你会在社会的更多领域见到它出现的身影。其应用前途不可估量。

材料焊接性.

一、焊接性概念 材料在限定的焊接施工条件下，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。（国家标准） 一是结合性能----工艺焊接性材料在焊接加工中是否容易形成接头或产生缺陷 二是使用性能焊接完成的接头在一定使用条件下可靠运行的能 二、研究焊接性的目的 1查明指定材料在指定焊接工艺条件下可能出现的问题 2确定焊接工艺的合理性或材料的改进方向 三、影响焊接性的因素 1材料因素2设计因素3工艺因素4服役环境 四、评定焊接性的原则 一是评定焊接接头产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据； 二是评定焊接接头能否满足结构使用性能要求 五、评定焊接接头工艺缺陷的敏感性主要进行抗裂性试验，其中包括热裂纹试验、冷裂纹试验、消除应力裂纹试验和层状撕裂试验。 六、实焊类方法包含：裂纹敏感性试验、焊接接头的力学性能测试、低温脆性试验、断裂韧性试验、高温蠕变及持久强度试验。（较小的焊件直接做试验，较大的实物缩小化） 七、碳当量的间接估测法 定义：可以把钢中合金元素的含量按相当于若干碳含量折算并叠加起来，作为粗略评定钢材冷裂纹倾向的参数指标，即所谓碳当量（CE或Ceq）。 焊接热影响区的淬硬及冷裂纹倾向与钢种的化学成分有密切关系 化学成分间接地评估钢材冷裂纹的敏感性。 将钢中各种合金元素折算成碳的含量。 钢中决定强度和可焊性的因素主要是含碳量。 以Ceq值的大小估价冷裂纹倾向的大小，认为Ceq值越小，钢材的焊接性能越好。缺点： 1碳当量公式没有考虑元素之间的交互作用 2没有考虑板厚、结构拘束度、焊接工艺、含氢量等因素的影响。 3用碳当量评价焊接性是比较粗略的，使用时应注意条件。 所以，碳当量法只能用于对钢材焊接性的初步分析 1）使用国际焊接学会（IIW） 推荐的碳当量公式时，对于板厚δ＜20mm的钢材 CE＜0.4%焊接性良好，焊前不需要预热； CE＝0.4%-0.6%，尤其是CE>0.5%时，焊接性差，钢材易淬硬，表焊接性已变差，焊接时需预热才能防止裂纹，随板厚增大预热温度要相应提高。 2)日本工业标准（JIS）的碳当量公式时 当钢板厚度δ＜25mm和采用焊条电弧焊时（焊接热输入为17kJ/cm），对于不同强度级别的钢材规定了不产生裂纹的碳当量界限和相应的预热措施 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。

16MnDR焊接性分析

16MnDR的焊接性分析 摘要:16MnDR钢一般在-40°C以上使用的低合金钢,本文重点对此钢材的焊接性作简要分析,为现场焊接16MnDR钢材提供参考。 关键词：热裂纹冷裂纹焊接性能 1.前言 低温用钢和普通低合金高强度钢的主要差别，就在于低温用钢除了要满足通常的强度要求外，还必须保证相应的低温条件下具有足够高的低温韧性。这种钢大部分是一些含Ni的低碳低合金钢，一般在正火或调质状态下使用。在贵州天福年产５０万吨合成氨项目两台低温液氨储罐用的16MnDR是正火状态下使用的。而16Mn系列钢材的低温下限是-40°C，满足现场-３８.９°C的低温要求。 2.16MnDR成分上对焊接的影响 钢材的焊接性和它的其他性能一样,主要取决于它的化学成份。 若钢中含Si量超过06%后对冲击韧度不利，使脆性转变温度提高。 含C量超过0.3%和含Mn量超过1.6%后，焊接时经常出现裂纹，同时在热轧钢板上还会出现脆性的贝氏体组织。对比成份(见表1)来看，贵州天福年产５０万吨合成氨项目所用16MnDR还是可以保证不容易出现这类问题的。

表1 GB3531-1996关于16MnDR化学成份规定 16MnDR属于正火钢的一种，从成分上看其含碳量较低而含 Mn量较高。如果材料的Mn/S比能达到要求，具有较好的抗热裂性能，正常条件下不会出现热裂纹。但当材料成分不合格，或因严重 偏析使局部C、Si含量偏高时，Mn/S就可能低于要求而出现热裂纹。如果出现这种情况，我们就要从工艺上设法减少熔合比，在焊接材 料上采用低碳高锰的焊材，以此降低焊缝中的含碳量和提高焊缝中 的含锰量，来避免热裂纹的产生。 ４．冷裂纹 冷裂纹是焊接16MnDR的一个主要问题。从材料本身考虑，淬 硬组织是引起冷裂纹的决定因素。因此，在焊接中尽量减少形成对 氢致裂纹敏感的淬硬组织的出现是防止出现焊接冷裂纹的重要手段。 16MnDR的含碳量并不高，但含少量的合金元素。因此，它的淬硬倾向比低碳钢的大一些。而冷裂敏感性一般随强度的提高而增加。

材料的焊接性试验方案

材料的焊接性试验方案 1、在确认了材料的可焊性后，为验证拟订的焊接工艺的可靠性，应进行焊接性试验。 2、焊条、焊丝、焊剂和保护气体的型号或成分改变时，应做焊接工艺试验。但仅是制造厂牌号改变时，不需要再做焊接性试验。 3、自动焊或半自动焊，坡口型式的重量改变，需要进行焊接性试验。 4、对于手工焊接坡口型式的改变，如能保证接头的良好熔合，可以不做新的焊接性试验。 5、焊接性试验所使用的母材及焊接材料应与工程上使用的相同。 6、试验中所取的焊接位置应包含现场作业中所有的焊接位置。 7、焊接性试验每次最少需要做两个试验管接头或板接头，两组接头的试验结果全部合格时，试判定为合格。 8、试件焊完后，应按试验规定程序进行外观检查及无损探伤。 9、当设计文件及专用技术条件无规定时，焊接接头的机械性能试验、试件的截取、加工及试验方法按《焊缝金属及焊接接头机械性能试验》（JB303-62）规定进行。 10、所有板、管接头的焊接性试验均应做拉伸及冷弯试验。 11、根据设计要求，做常温冲击或低温冲击试验，或不做冲击试验。 12、当设计厚度小于20㎜时，冷弯试验应做面弯及背弯试验。 13、当设计厚度大于或等于20㎜时，冷弯试验只做侧弯试验。 14、每个焊接位置试样数量：拉伸试验（2个），面弯试验（2个），背弯试验（2个），侧弯试验（2个），冲击试验（9个）（焊缝、熔合线、热影响区各3个）。 15、机械性能试验的合格标准规定如下： 16、拉伸试验：接头的强度不得低于母材强度的最低保证值。 17、冷弯试验：见下表： 焊接方法 钢材种类弯曲直 径 支座间距弯曲角度碳素钢抗拉＜442α 4.2α180°

造船焊接变形和反变形控制

造船中的焊接变形和反变形控制 1.研究背景 船舶工业是传统的劳动密集型装配制造业，焊接操作是其中主要的作业形式之一，焊接水平的高低在很大程度上决定了船体的质量和生产效率,而焊接变形又是焊接过程中最难控制的一环。焊接变形的存在不仅造成了焊接结构形状变异,尺寸精度下降和承载能力降低,而且在工作荷载作用下引起的附加弯矩和应力集中现象是船舶结构早期失效的主要原因,也是造成船舶结构疲劳强度降低的原因之一[1]。焊接变形对现代造船技术的应用产生了障碍。由于焊接变形对船舶建造质量、成本和周期都具有重要影响，工业界一直对其非常重视，对焊接变形从实验和理论上进行了大量研究，希望能够对焊接过程进行有效预测和控制。反变形可以控制焊接变形，降低残余应力，且方法简单易行，在船舶行业有广泛的应用。 2.背景内容 针对造船中的焊接变形，国内外专家进行大量的研究。焊接过程是一个非平衡的、时变的、带有随机因素影响的物理化学过程，它涉及电弧物理、传质传热和力学等方面。至今对焊接过程变形的实时检测与监控仍是困难的，不仅需要特殊的方法，而且对设备的要求也很高。随着计算机软、硬件技术的快速发展，使得焊接热加工过程的数值模拟应运而生，实践证明数值模拟对于研究焊接现象是一种非常有用的方法。 2.1国外专家的预测和研究 20世纪30年代以来，许多苏联学者就开始了焊接变形计算与控制研究。如C.A.库兹米诺夫[2]研究了典型船体结构总变形和局部变形的计算方法，提出了减少和补偿焊接变形以及矫正主船体结构的解决方案。Greene和Holzbaur[3]开展了降低焊接残余应力和变形的研究，目前降低残余应力和焊接变形技术大多数由他们制定的法则演变而来。法国的国际焊接研究所对“焊接结构中残余

金属材料焊接性知识要点精选版

金属材料焊接性知识要 点 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

金属材料焊接性知识要点 1.金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括（工艺焊接性和使用焊接性）。 2.工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。 3.使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度，包括常规的力学性能。 4.影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5.评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 6.实验方法应满足的原则：1可比性2针对性3再现性4经济性 7.常用焊接性试验方法： A: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。B:插销试验C:压板对接焊接裂纹试验法D:可调拘束裂纹试验法 一问答：1、“小铁研”实验的目的是什么，适用于什么场合了解其主要实验步骤，分析 影响实验结果稳定性的因素有哪些 答：1、目的是用于评定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。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时，影响结果稳定因素焊接接头拘束度预热温度角变形和未焊透。（一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小于20%时。用于一般焊接结构是安全的） 2、影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 答：影响因素：（1）材料因素包括母材本身和使用的焊接材料，如焊条电弧焊的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、气体保护焊时的焊丝和保护气体等。 （2）设计因素焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接性产生影响。 （3）工艺因素对于同一种母材，采用不同的焊接方法和工艺措施，所表现出来的焊接性有很大的差异。 （4）服役环境焊接结构的服役环境多种多样，如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等都属于使用条件。 3、举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。 答：金属材料使用焊接性能是指焊接接头或整体焊接结构满足技术条件所规定的各种使用性能主要包括常规的力学性能或特定工作条件下的使用性能，如低温韧性、断裂韧性、高温蠕变强度、持久强度、疲劳性能以及耐蚀性、耐磨性等。而工艺焊接性是指金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力。 比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好。

焊接结构复习题

焊接结构复习思考题 1. 什么是内应力?有什么特点? 2. 什么是自由变形、内部变形、外观变形？之间有什么关系？ 3. 画出低碳钢的屈服极限随温度的变化曲线. 4. 杆件均匀加热时产生残余应力和变形的原因是什么？ 5. 分析低碳钢窄长板条中央纵向堆焊时应力与应变的演变过程，并用图示表示 加热和冷却时的应力和变形。 6. 低碳钢窄长板条沿板边堆焊时，是如何变形的，为什么？影响因素有哪些？ 7. 焊接残余变形有几种形式？ 8. 影响对接接头纵向残余变形的因素有哪些？这些因素是如何影响的？ 9. 分析各种变形产生的原因。 10. 为什么焊接薄板时，容易产生波浪变形？ 11. 焊接过程中产生错边的主要原因是什么？错边对接头强度有何影响？ 12. 影响对接焊缝角变形的因素有哪些？它们是如何影响的？ 13. 分析结构因素对焊接残余变形的影响。 14. 预防焊接变形的措施有那些？为什么？ 15. 矫正焊接变形的措施有哪些？ 16. 为防止焊接变形，如何选择合理的焊接顺序？ 17. 低碳钢薄板对接接头中焊接残余应力是如何分布的？为什么会形成如此分 布？（纵向、横向） 18. 焊接残余应力对焊接接头静载强度的影响. 19. 焊接残余应力对受压构件稳定性的影像. 20. 焊接残余应力对构件刚度的影响. 21. 分析焊接应力和变形的演变过程时,有那些基本假设? 22. 在焊接过程中,调节内应力的措施有哪些?

23. 焊后消除内应力的方法有哪些? 24. 在工艺上有哪些控制焊接变形的方法? 25. 分析角焊缝搭接接头的应力分布特点? 26. 分析十字接头的应力分布特点? 27. 组配对接头静载强度的影响. 28. 与铆接相比,焊接结构为何易产生脆断? 29. 试述应力状态、温度、加载速度对焊接结构脆断的影响。 30. 影响焊接结构脆断的主要因素是什么？ 31. 什么叫材料的脆性转变温度（Tk）？其大小反映了材料的什么性能？ 32. 如何防止焊接接头的脆断？ 33. 影响焊接接头疲劳强度的因素有哪些？ 34. 如何提高焊接接头的疲劳强度？ 35. 焊接接头的应力集中对接头的性能有何影响？ 36. 何谓应力集中系数？焊接接头产生应力集中的主要因素有哪些？ 37. 焊接残余应力对焊接结构疲劳强度有何影响？ 38. 焊接残余应力对焊接结构脆性断裂有何影响？ 39. 焊接缺陷对焊接结构疲劳强度有何影响？ 40. 在工艺上有哪些控制焊接变形的方法? 41. 在设计上主要采取哪些措施预防焊接变形？ 42. 影响焊接接头疲劳强度最主要因素是什么？