《材料加工工程》課件：Chapter 12金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)-2015

1、第第12章章金屬構(gòu)件的焊接工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件的焊接工藝設(shè)計(jì)Metal structure welding & design 第三講 金屬連接成形工藝1第一節(jié)第一節(jié) 金屬構(gòu)件常用材料的焊接金屬構(gòu)件常用材料的焊接第第12章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)21. 高強(qiáng)度低合金鋼的焊接高強(qiáng)度低合金鋼的焊接高強(qiáng)鋼的廣泛應(yīng)用高強(qiáng)鋼的廣泛應(yīng)用.熱軋鋼熱軋鋼; 低碳調(diào)質(zhì)鋼低碳調(diào)質(zhì)鋼; 中碳調(diào)質(zhì)鋼中碳調(diào)質(zhì)鋼;優(yōu)良的綜合力學(xué)性能優(yōu)良的綜合力學(xué)性能. 焊接過(guò)程對(duì)高強(qiáng)鋼性能的影響焊接過(guò)程對(duì)高強(qiáng)鋼性能的影響. 第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)3v斷裂韌性降低斷裂韌性降低,焊接接頭局部脆化焊接接頭局

2、部脆化.v粗晶脆化粗晶脆化,再熱脆化再熱脆化第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)41.1 低合金高強(qiáng)鋼的焊接性低合金高強(qiáng)鋼的焊接性v金屬焊接性是指金屬材料是否具有適應(yīng)焊金屬焊接性是指金屬材料是否具有適應(yīng)焊接加工，以及在焊接加工后是否能在使用接加工，以及在焊接加工后是否能在使用條件下安全運(yùn)行的能力。條件下安全運(yùn)行的能力。v兩方面的內(nèi)容：兩方面的內(nèi)容：l 結(jié)合性能結(jié)合性能； 例：低碳鋼與鑄鐵例：低碳鋼與鑄鐵l 使用性能；使用性能； 例：不銹鋼例：不銹鋼第第1212章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)51.1.1 影響材料焊接性的因素影響材料焊接性的因素（一）材料因素（一）材料因素 v材料

3、本身的化學(xué)成分、組織狀態(tài)和力學(xué)性能材料本身的化學(xué)成分、組織狀態(tài)和力學(xué)性能（二）工藝因素（二）工藝因素v焊接方法和焊接工藝規(guī)程焊接方法和焊接工藝規(guī)程（三）（三） 結(jié)構(gòu)因素結(jié)構(gòu)因素 v剛度、拘束應(yīng)力剛度、拘束應(yīng)力（四）（四） 使用條件使用條件 v承受載荷的性質(zhì)和工作溫度的高低、工作介質(zhì)的承受載荷的性質(zhì)和工作溫度的高低、工作介質(zhì)的腐蝕性腐蝕性第第12章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)6第第12章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)1.1.2 焊接性的評(píng)定焊接性的評(píng)定 1) 根據(jù)被評(píng)定材料的有關(guān)數(shù)據(jù)或圖表根據(jù)被評(píng)定材料的有關(guān)數(shù)據(jù)或圖表(如化學(xué)成如化學(xué)成分、化學(xué)性能、物理性能

4、、分、化學(xué)性能、物理性能、CCT圖或圖或SHCCT圖圖等等)對(duì)其焊接性進(jìn)行初步分析。對(duì)于生產(chǎn)單位，對(duì)其焊接性進(jìn)行初步分析。對(duì)于生產(chǎn)單位，分析要結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式與具體的生產(chǎn)條件。分析要結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式與具體的生產(chǎn)條件。 2) 在上述分析的基礎(chǔ)上，還必須進(jìn)行焊接性試在上述分析的基礎(chǔ)上，還必須進(jìn)行焊接性試驗(yàn)。按照試驗(yàn)性質(zhì)的不同，焊接性實(shí)驗(yàn)又可分驗(yàn)。按照試驗(yàn)性質(zhì)的不同，焊接性實(shí)驗(yàn)又可分為實(shí)焊性試驗(yàn)與模擬性試驗(yàn)兩類。為實(shí)焊性試驗(yàn)與模擬性試驗(yàn)兩類。 71.1.3 分析金屬焊接性的方法分析金屬焊接性的方法一、利用化學(xué)成分分析一、利用化學(xué)成分分析v1.碳當(dāng)量法碳當(dāng)量法v2.焊接冷裂紋敏感指數(shù)焊接冷裂紋敏感

5、指數(shù)(Pc)二、利用二、利用CCT圖分析圖分析v臨界冷卻時(shí)間、冷卻速度與組織臨界冷卻時(shí)間、冷卻速度與組織三、利用材料的物理性能分析三、利用材料的物理性能分析v金屬的熔點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)、密度、線脹系數(shù)、熱金屬的熔點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)、密度、線脹系數(shù)、熱容量等因素、都對(duì)熱循環(huán)、熔化、結(jié)晶、相變?nèi)萘康纫蛩亍⒍紝?duì)熱循環(huán)、熔化、結(jié)晶、相變等過(guò)程產(chǎn)生影響等過(guò)程產(chǎn)生影響第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)8四、利用材料的化學(xué)性能分析四、利用材料的化學(xué)性能分析v鋁、鈦合金與氧的親和力較強(qiáng)，在焊接高鋁、鈦合金與氧的親和力較強(qiáng)，在焊接高溫下極易氧化因而需要采取較可靠的保護(hù)溫下極易氧化因而需要采取較可靠的保護(hù)方法，如：惰性氣體保護(hù)

6、焊，真空中焊接方法，如：惰性氣體保護(hù)焊，真空中焊接等等五、利用合金相圖分析五、利用合金相圖分析v主要是分析熱裂紋傾向。依照成分范圍，主要是分析熱裂紋傾向。依照成分范圍，查找相圖，可知道結(jié)晶范圍，脆性溫度區(qū)查找相圖，可知道結(jié)晶范圍，脆性溫度區(qū)間的大小，是否形成低熔點(diǎn)共晶物，形成間的大小，是否形成低熔點(diǎn)共晶物，形成何組織等何組織等9第第12章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)六、從焊接工藝條件分析焊接性六、從焊接工藝條件分析焊接性v熱源特點(diǎn)熱源特點(diǎn)v 各種焊接方法所采用的熱源在功率、能量密度、最高加熱各種焊接方法所采用的熱源在功率、能量密度、最高加熱溫度等方面有很大的差別，使金屬在不

7、同工藝條件下焊接溫度等方面有很大的差別，使金屬在不同工藝條件下焊接時(shí)顯示出不同的焊接性時(shí)顯示出不同的焊接性v 電渣焊：功率很大，能量密度很低，最高加熱溫度也不高電渣焊：功率很大，能量密度很低，最高加熱溫度也不高，加熱緩慢，高溫停留時(shí)間長(zhǎng)，焊接熱影響區(qū)晶粒粗大，加熱緩慢，高溫停留時(shí)間長(zhǎng)，焊接熱影響區(qū)晶粒粗大，沖擊韌度下降沖擊韌度下降v 電子束焊、激光焊：功率小、能量密度高、加熱迅速、高電子束焊、激光焊：功率小、能量密度高、加熱迅速、高溫停留時(shí)間段、熱影響區(qū)窄、沒(méi)有晶粒長(zhǎng)大危險(xiǎn)溫停留時(shí)間段、熱影響區(qū)窄、沒(méi)有晶粒長(zhǎng)大危險(xiǎn)v保護(hù)方法保護(hù)方法v 保護(hù)方法是否恰當(dāng)也會(huì)影響金屬焊接性的效果保護(hù)方法是否恰當(dāng)也

8、會(huì)影響金屬焊接性的效果10六、從焊接工藝條件分析焊接性六、從焊接工藝條件分析焊接性v熱循環(huán)的控制熱循環(huán)的控制v 正確選擇焊接工藝規(guī)范控制焊接熱循環(huán)正確選擇焊接工藝規(guī)范控制焊接熱循環(huán)v 預(yù)熱、緩冷、層間溫度改變焊接性預(yù)熱、緩冷、層間溫度改變焊接性v其它工藝因素其它工藝因素v 徹底清理坡口及其附近徹底清理坡口及其附近v 焊接材料處理、烘干、除銹、保護(hù)氣體要提純、去雜質(zhì)后焊接材料處理、烘干、除銹、保護(hù)氣體要提純、去雜質(zhì)后使用使用v 合理安排焊接順序合理安排焊接順序v 正確制定焊接規(guī)范正確制定焊接規(guī)范第第1212章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)11第第12章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)

9、金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)適用于中、高強(qiáng)度的低合金非調(diào)質(zhì)鋼。 Ceq0.6%時(shí)，鋼材的淬硬傾向大，焊接性差。12第第12章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)Ceq值作為評(píng)定冷裂敏感性指標(biāo)，只涉值作為評(píng)定冷裂敏感性指標(biāo)，只涉及鋼材本身，并未考慮其他一些因素，及鋼材本身，并未考慮其他一些因素，如如接頭拘束度接頭拘束度、擴(kuò)散氫擴(kuò)散氫等的影響，因此，等的影響，因此，不能準(zhǔn)確反映實(shí)際構(gòu)件的冷裂紋傾向。不能準(zhǔn)確反映實(shí)際構(gòu)件的冷裂紋傾向。13第第12章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)2. 冷裂紋敏感指數(shù)（冷裂紋敏感指數(shù)（Pc） Pc公式綜合考慮了產(chǎn)生冷裂紋三要素公式綜合考慮了產(chǎn)生冷

10、裂紋三要素(淬硬傾向、拘束度淬硬傾向、拘束度和擴(kuò)散氫含量和擴(kuò)散氫含量) 的影響，使計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確，的影響，使計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確，Pc公式如下：公式如下：Pc=Pcm+H/60+/600(%) Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu +Cr) /20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B(%) 式中式中 Pcm化學(xué)成分的冷裂敏感指數(shù)；化學(xué)成分的冷裂敏感指數(shù)；板厚（板厚（mm）；）； H焊縫中擴(kuò)散氫含量（焊縫中擴(kuò)散氫含量（mL/100g） 此式適用條件：此式適用條件： C ：0.07%0.12%；Si0.60%； Mn：0.4%1.40%； Cu0.5%；Ni1.20%；;Cr1.20%； Mo0.7

11、0%； V0.12%；Nb0.04%； Ti0.05%；B0.005%；=1950mm；H=1.05.0mL/100g(GB369583測(cè)氫法測(cè)氫法)14HSLA 的焊接性的焊接性 焊接問(wèn)題焊接問(wèn)題:v 凝固裂紋凝固裂紋 v 冷裂紋冷裂紋 v HAZ 脆化脆化v HAZ 軟化軟化第第12章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)15第第12章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)延遲裂紋16第第12章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)solidification cracking17v可焊性較好可焊性較好;v適應(yīng)各種焊接方法適應(yīng)各種焊接方法v Shielded

12、metal arc welding (SMAW) ,or Manual arc weldingv Submerged arc welding (SAW)v Carbon-dioxide arc weldingv Electron-slag welding, etc.v主要有兩類問(wèn)題：主要有兩類問(wèn)題：1）冶金缺陷：裂紋）冶金缺陷：裂紋2）性能變化：脆化）性能變化：脆化1.2.1 熱軋、正火鋼的焊接性分析熱軋、正火鋼的焊接性分析1.2 熱軋、正火鋼的焊接熱軋、正火鋼的焊接第第1212章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)18冷裂紋：是這類鋼的主要問(wèn)題。冷裂紋：是這類鋼的主要問(wèn)題。 焊接

13、過(guò)程中是否形成對(duì)氫敏感焊接過(guò)程中是否形成對(duì)氫敏感的淬硬組織是評(píng)定材料焊接性的重的淬硬組織是評(píng)定材料焊接性的重要指標(biāo)。鋼材的要指標(biāo)。鋼材的化學(xué)成分、淬硬傾化學(xué)成分、淬硬傾向和冷裂傾向向和冷裂傾向三者之間存在密切聯(lián)三者之間存在密切聯(lián)系，這是分析問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)。系，這是分析問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)。第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)19A.A.淬硬傾向與冷裂傾向的關(guān)系淬硬傾向與冷裂傾向的關(guān)系v熱軋鋼：熱軋鋼：第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)20第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)21母材：第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)223#第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)234#第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)246#第12章 金

14、屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)257#第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)2612#第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)27第第1212章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)28 7# 11# 母材 1# 3# 4#第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)29正火鋼：正火鋼：v15MnVN第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)3018MnMoNb第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)31B.B.碳當(dāng)量與冷裂傾向的關(guān)系碳當(dāng)量與冷裂傾向的關(guān)系 一般認(rèn)為：一般認(rèn)為：vCE 0.4%時(shí)，基本無(wú)淬硬現(xiàn)象，與低碳鋼相同；時(shí)，基本無(wú)淬硬現(xiàn)象，與低碳鋼相同； s=294392MPa的熱軋鋼屬此。的熱軋鋼屬此。16Mn,14MnNb.v

15、CE=0.40.6%時(shí)，鋼的淬硬性增加，屬于有淬硬時(shí)，鋼的淬硬性增加，屬于有淬硬傾向的鋼，傾向的鋼， s=441490MPa的正火鋼屬此。的正火鋼屬此。 CE不超過(guò)不超過(guò)0.5%時(shí)，焊接性尚可，隨板厚增加，要采時(shí)，焊接性尚可，隨板厚增加，要采用預(yù)熱措施。用預(yù)熱措施。15MnVN,vCE0.5%時(shí)，淬硬性增加，冷裂傾向增加，就需采時(shí)，淬硬性增加，冷裂傾向增加，就需采用嚴(yán)格的工藝措施。用嚴(yán)格的工藝措施。18MnMoNb第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)32C. HAZC. HAZ最高硬度值與冷裂傾向的關(guān)系最高硬度值與冷裂傾向的關(guān)系vHmax HV350.序號(hào)序號(hào)預(yù)熱溫度預(yù)熱溫度()最高硬度最高硬度(

16、HV)斜斜Y型坡口試驗(yàn)裂紋率型坡口試驗(yàn)裂紋率%表面表面斷面斷面1室溫室溫38419702503750433100329016.84130-00第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)331.2.2 HAZ的性能變化的性能變化1. 過(guò)熱區(qū)脆化過(guò)熱區(qū)脆化l 1200 C熔點(diǎn)區(qū)域，熔點(diǎn)區(qū)域，A顯著長(zhǎng)大，難熔質(zhì)顯著長(zhǎng)大，難熔質(zhì)點(diǎn)熔入（點(diǎn)熔入（C，N化物）；化物）；l 冷卻后，易形成魏氏體、粗大馬氏體以及冷卻后，易形成魏氏體、粗大馬氏體以及塑性很低的混合組織。塑性很低的混合組織。l 過(guò)熱區(qū)的韌性與線能量、化學(xué)成分有很大過(guò)熱區(qū)的韌性與線能量、化學(xué)成分有很大的關(guān)系。的關(guān)系。第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)34v熱軋

17、鋼：熱軋鋼：線能量過(guò)大，粗晶區(qū)將晶粒嚴(yán)重長(zhǎng)大線能量過(guò)大，粗晶區(qū)將晶粒嚴(yán)重長(zhǎng)大或出現(xiàn)魏氏組織，降低韌性；或出現(xiàn)魏氏組織，降低韌性； 線能量線能量過(guò)過(guò)小，粗晶區(qū)小，粗晶區(qū)M M比例增大而降低韌性。比例增大而降低韌性。v正火鋼：正火鋼：粗晶區(qū)組織受焊接熱輸入的影響更為粗晶區(qū)組織受焊接熱輸入的影響更為顯著，顯著，Nb,VNb,V微合金化的微合金化的14MnNb 14MnNb 、Q420Q420等在熱輸?shù)仍跓彷斎脒^(guò)大時(shí)，粗晶區(qū)的入過(guò)大時(shí)，粗晶區(qū)的Nb(C,N)Nb(C,N)、V(C,N)V(C,N)析出將固熔析出將固熔于于A A中，失去組織細(xì)化作用，粗晶區(qū)將產(chǎn)生粗大的中，失去組織細(xì)化作用，粗晶區(qū)將產(chǎn)生粗

18、大的粒狀貝氏體、上貝氏體使韌性降低，還會(huì)在不完粒狀貝氏體、上貝氏體使韌性降低，還會(huì)在不完全相變區(qū)形成全相變區(qū)形成M-AM-A組元，使其脆化。組元，使其脆化。第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)35第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)36第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)37第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)3820#魏氏組織魏氏組織第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)3920#魏氏組織魏氏組織第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)4016Mn過(guò)熱區(qū)魏氏組織過(guò)熱區(qū)魏氏組織第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)412.熱應(yīng)變脆化熱應(yīng)變脆化第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)421.2.3熱軋及正火鋼的焊接工藝特點(diǎn)熱軋及正火鋼的焊

19、接工藝特點(diǎn) 1. 焊接材料的選擇焊接材料的選擇(1)按強(qiáng)度選擇焊接材料，而不是按化學(xué)成分選按強(qiáng)度選擇焊接材料，而不是按化學(xué)成分選擇材料；擇材料；(2)要考慮熔合比和冷卻速度；要考慮熔合比和冷卻速度；(3)必須考慮焊后熱處理對(duì)焊縫機(jī)械性能的影響必須考慮焊后熱處理對(duì)焊縫機(jī)械性能的影響；第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)432.焊接工藝參數(shù)的確定焊接工藝參數(shù)的確定（1）焊接線能量）焊接線能量16Mn;15MnVN;18MnMoNb (2) 預(yù)熱預(yù)熱a.與材料的淬硬現(xiàn)象有關(guān)；與材料的淬硬現(xiàn)象有關(guān)；b.與焊接時(shí)的冷速有關(guān)；與焊接時(shí)的冷速有關(guān)；c.與拘束度有關(guān)；與拘束度有關(guān)；d.與焊后是否熱處理有關(guān)與焊后是

20、否熱處理有關(guān)第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)44（3）焊接后熱及焊后熱處理）焊接后熱及焊后熱處理 a.焊接后熱及消氫處理焊接后熱及消氫處理 b.焊后熱處理焊后熱處理 c.消除應(yīng)力處理消除應(yīng)力處理第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)45l 低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接性主要問(wèn)題是低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接性主要問(wèn)題是冷裂冷裂紋紋、熱影響區(qū)組織、熱影響區(qū)組織脆化脆化及及軟化軟化。1.3 低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)461.3.1 低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性分析低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性分析1）焊縫中的熱裂紋）焊縫中的熱裂紋l 含含C量低，量低，S、P雜質(zhì)控制很嚴(yán)。雜質(zhì)控制很嚴(yán)。2）HAZ液化裂紋液化裂紋l

21、關(guān)鍵是控制關(guān)鍵是控制C和和S，保證高的，保證高的Mn/S比，在高比，在高Ni時(shí)，更應(yīng)如此。時(shí)，更應(yīng)如此。 TFeS=1190 C T( FeS-r)共晶共晶=913 C TFe3P=1160 C T( Fe3P-r)共晶共晶=1050 C T( Ni3S2)=644 C T(Ni3S2 -Ni)共晶共晶=880 C T( Ni3Si)=1150 Cl 工藝因素對(duì)液化裂紋也有重要作用，如線能量。工藝因素對(duì)液化裂紋也有重要作用，如線能量。第第1212章章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)473）冷裂紋）冷裂紋 Ms點(diǎn)很高，若冷速較慢，則有自點(diǎn)很高，若冷速較慢，則有自 回火作用，可以避免

22、冷裂回火作用，可以避免冷裂(下圖為下圖為T-1鋼鋼)。第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)48HT80第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)494）再熱裂紋）再熱裂紋u 為加強(qiáng)淬透性和抗回火性加入一些合金元素為加強(qiáng)淬透性和抗回火性加入一些合金元素中，大多是能引起再熱裂紋的元素，如：中，大多是能引起再熱裂紋的元素，如：Cr、Mo、Cu、V、Nb、Ti、B、V的影響最大，的影響最大，Mo次之，次之，V和和Mo同時(shí)加入時(shí)就更為嚴(yán)重。同時(shí)加入時(shí)就更為嚴(yán)重。u 一般認(rèn)為：一般認(rèn)為：Cr-Mo-V鋼，鋼，Cr-Ni-Mo鋼，鋼，Cr-Ni-Mo-V鋼，鋼，Ni-Mo-V鋼對(duì)再熱裂紋敏感。鋼對(duì)再熱裂紋敏感。u 如：如

23、：HT80，14MnMoNbB等。等。650 C 的焊后回火要注意的焊后回火要注意。第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)50第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)51 5）HAZ的性能變化的性能變化 A. 過(guò)熱區(qū)脆化過(guò)熱區(qū)脆化 與與t 8/5以及獲得的組織有關(guān)和晶粒尺寸有關(guān)。以及獲得的組織有關(guān)和晶粒尺寸有關(guān)。第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)52第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)53第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)54 B. HAZ的軟化的軟化l 是焊接低碳調(diào)質(zhì)鋼的普遍問(wèn)題，強(qiáng)度越是焊接低碳調(diào)質(zhì)鋼的普遍問(wèn)題，強(qiáng)度越高，軟化越嚴(yán)重，軟化程度和軟化區(qū)的高，軟化越嚴(yán)重，軟化程度和軟化區(qū)的寬度與焊接工藝有關(guān)。寬度與

24、焊接工藝有關(guān)。第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)551.3.2 低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝特點(diǎn)低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝特點(diǎn) 1.焊接工藝方法和焊接材料的選擇焊接工藝方法和焊接材料的選擇 焊后不再進(jìn)行熱處理時(shí)，必須盡量限焊后不再進(jìn)行熱處理時(shí)，必須盡量限制焊接過(guò)程中熱量對(duì)母材的作用。制焊接過(guò)程中熱量對(duì)母材的作用。 s 980N/mm2,必須采用鎢極氬弧焊、電子必須采用鎢極氬弧焊、電子束焊；束焊； s 980N/mm2，手工焊，埋弧焊，氬弧焊，手工焊，埋弧焊，氬弧焊等都可采用，等都可采用，焊接材料按等強(qiáng)原則選用，剛性很大時(shí)，焊接材料按等強(qiáng)原則選用，剛性很大時(shí)，可采用低強(qiáng)原則?？刹捎玫蛷?qiáng)原則。第12章 金屬構(gòu)件焊

25、接的工藝設(shè)計(jì)56 2.焊接工藝參數(shù)的選擇焊接工藝參數(shù)的選擇第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)571.4 中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接v在退火狀態(tài)下進(jìn)行焊接，焊接接頭的性在退火狀態(tài)下進(jìn)行焊接，焊接接頭的性能靠焊后調(diào)質(zhì)處理來(lái)保證。能靠焊后調(diào)質(zhì)處理來(lái)保證。v焊接過(guò)程主要防止裂紋，焊后要及時(shí)進(jìn)焊接過(guò)程主要防止裂紋，焊后要及時(shí)進(jìn)行消除應(yīng)力的退火處理，焊前也需要預(yù)行消除應(yīng)力的退火處理，焊前也需要預(yù)熱和保溫處理。熱和保溫處理。v焊接材料的選擇要保證調(diào)質(zhì)熱處理的強(qiáng)焊接材料的選擇要保證調(diào)質(zhì)熱處理的強(qiáng)度要求。度要求。第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)582. 不銹鋼的焊接不銹鋼的焊接鐵素體不銹鋼的焊接問(wèn)題鐵素體不

26、銹鋼的焊接問(wèn)題:v焊縫和焊縫和HAZ的晶粒長(zhǎng)大的晶粒長(zhǎng)大, 脆性和韌性脆性和韌性v接頭脆性接頭脆性v晶間腐蝕晶間腐蝕焊接要點(diǎn)焊接要點(diǎn)v予熱予熱v低熱輸入低熱輸入,以及以及v后熱后熱第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)59CNTiCuCr0.0080.010.30.4321第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)60馬氏體不銹鋼的焊接問(wèn)題馬氏體不銹鋼的焊接問(wèn)題 :v焊接性差焊接性差v冷裂紋冷裂紋vHAZ的軟化的軟化 焊接要點(diǎn)焊接要點(diǎn)vTIG or MIG 焊焊v預(yù)熱預(yù)熱 v后熱后熱第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)61奧氏體不銹鋼的焊接問(wèn)題奧氏體不銹鋼的焊接問(wèn)題:v焊接性好焊接性好v晶間腐蝕晶間腐蝕 v應(yīng)力腐

27、蝕開(kāi)裂應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂v焊接要點(diǎn)焊接要點(diǎn)v不預(yù)熱不預(yù)熱v避免過(guò)熱和后熱避免過(guò)熱和后熱第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)623. 鋁及鋁合金的焊接鋁及鋁合金的焊接焊接問(wèn)題焊接問(wèn)題:v氧化氧化v氫氣孔氫氣孔 v焊縫熱裂紋焊縫熱裂紋 v低的接頭強(qiáng)度低的接頭強(qiáng)度 v低的耐蝕性低的耐蝕性 v燒穿問(wèn)題燒穿問(wèn)題第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)63v焊接要點(diǎn)焊接要點(diǎn)v 鋁及鋁合金的獨(dú)特性質(zhì)鋁及鋁合金的獨(dú)特性質(zhì),焊接工藝參數(shù)和焊接工藝參數(shù)和設(shè)備與焊接合金鋼不同設(shè)備與焊接合金鋼不同;v 與鋼相比與鋼相比,鋁及鋁合金的導(dǎo)熱及導(dǎo)電性能鋁及鋁合金的導(dǎo)熱及導(dǎo)電性能更好更好;v焊接與鋼相同的厚度時(shí)焊接與鋼相同的厚度時(shí),要求更高的

28、電壓要求更高的電壓和電流和電流;第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)64v鋁的熱脹和冷縮是是鋼的鋁的熱脹和冷縮是是鋼的2倍倍;v 焊接變形比焊接鋼要大焊接變形比焊接鋼要大;v鋁比鋼軟鋁比鋼軟,因此夾具要有差別因此夾具要有差別. vFor GMA (MIG) welding thick structural parts, such as 6 mm ( in.) or thicker, a 208A or 220A machine is recommended 第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)65第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法的選擇焊接方法的選擇第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)66vGeneral joini

29、ng processesvSMAWvGas weldingvSAWvTIG(GTAW)vMIG(GMAW) ,MAG,CO2vPLAWvEBW, Laser WeldingvResistance welding, (Table 14-1)第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)67第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)6869第三節(jié)第三節(jié) 金屬構(gòu)件焊接接頭的設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件焊接接頭的設(shè)計(jì)第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)70第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)v一、熔焊接頭及焊縫設(shè)計(jì)一、熔焊接頭及焊縫設(shè)計(jì)v1. 焊縫的基本型式焊縫的基本型式v對(duì)接焊縫和角焊縫對(duì)接焊縫和角焊縫712 . 焊接接頭型式及坡口選擇焊接接頭型

30、式及坡口選擇第12章 金屬構(gòu)件焊接的工藝設(shè)計(jì)72v 焊接材料的消耗量焊接材料的消耗量，對(duì)于同樣厚度的焊接接頭，采用對(duì)于同樣厚度的焊接接頭，采用 X形形坡口比坡口比V形坡口能省較多的焊接材料、電能和工時(shí)，構(gòu)件形坡口能省較多的焊接材料、電能和工時(shí)，構(gòu)件越厚節(jié)省的越多。越厚節(jié)省的越多。v 可焊到性可焊到性，它是選擇坡口型式的重要條件之一。一般說(shuō)，它是選擇坡口型式的重要條件之一。一般說(shuō)，要根據(jù)構(gòu)件能否翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)難易，或內(nèi)外兩側(cè)的焊接條件要根據(jù)構(gòu)件能否翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)難易，或內(nèi)外兩側(cè)的焊接條件而定。對(duì)不能翻轉(zhuǎn)的和內(nèi)徑較小的容器、轉(zhuǎn)子及軸類的對(duì)而定。對(duì)不能翻轉(zhuǎn)的和內(nèi)徑較小的容器、轉(zhuǎn)子及軸類的對(duì)接焊縫，為了避免大量的仰焊和不能或不便從內(nèi)側(cè)施焊，接焊縫，為了避免大量的仰焊和不能或不便從內(nèi)側(cè)施焊，都宜采用都宜采用V形或形或U形坡口。形坡口。v 坡口加工坡口加工，X形和形和V形坡口可用氣割或等離子切割，亦可形坡口可用氣割或等離子切割，亦可用機(jī)械切削加工。但，用機(jī)械切削加工。但， U形和雙形和雙U形坡口，形坡口， 一般需用刨邊一般需用刨邊