金屬焊接性總結(jié)

PAGE72012太原科技大學(xué)期末考試試題金屬焊接性：是金屬是否能適應(yīng)焊接加工而形成完整的，具備一定使用性能的焊接接頭的特性。含義：一是金屬在焊接加工中是否容易形成缺陷；二是焊成的接頭在一定的使用條件下可靠運(yùn)行能力。影響金屬焊接性的因素：1、材料本因素2、設(shè)計(jì)因素3、工藝因素4、服役環(huán)境評(píng)定焊接性的原則:（1）評(píng)定焊接接頭中產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，為制定合理的焊接工藝提供依據(jù)；（2）評(píng)定焊接接頭能否滿足結(jié)構(gòu)使用性能的要求。實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)滿足的原則：1、可比性2、針對(duì)性3、再現(xiàn)性4、經(jīng)濟(jì)性常用焊接性試驗(yàn)方法A:斜Y坡口焊接裂紋試驗(yàn)法:此法主要用于評(píng)定碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼焊接熱影響區(qū)對(duì)冷裂紋的敏感性。B:插銷試驗(yàn)C:壓板對(duì)接焊接裂紋試驗(yàn)法D:可調(diào)拘束裂紋試驗(yàn)法一問(wèn)答：“小鐵研”實(shí)驗(yàn)的目的是什么，適用于什么場(chǎng)合？了解其主要實(shí)驗(yàn)步驟，分析影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定性的因素有哪些？答：1、目的是用于評(píng)定用于評(píng)定碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼焊接熱影響區(qū)對(duì)冷裂紋的敏感性。評(píng)定碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼焊接熱影響區(qū)對(duì)冷裂紋的敏感性時(shí)，影響結(jié)果穩(wěn)定因素焊接接頭拘束度預(yù)熱溫度角變形和未焊透。（一般認(rèn)為低合金鋼“小鐵研實(shí)驗(yàn)”表面裂紋率小雨20%時(shí)。用于一般焊接結(jié)構(gòu)是安全的）合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性分析低碳調(diào)質(zhì)鋼主要是作為高強(qiáng)度的焊接結(jié)構(gòu)用鋼，因此含碳量限制的較低，在合金成分的設(shè)計(jì)上考慮了焊接性的要求。低碳調(diào)質(zhì)鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)0.18%，焊接性能遠(yuǎn)優(yōu)于中碳調(diào)質(zhì)鋼。由于這類鋼的焊接熱影響區(qū)是低碳馬氏體，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms較高，所形成的馬氏體具有“自回火”特性，使得焊接冷裂紋傾向比中碳調(diào)質(zhì)鋼小。焊縫強(qiáng)韌性匹配：焊縫強(qiáng)度匹配系數(shù)S=（σb）w/（σb）b,是表征接頭力學(xué)非均質(zhì)性的參數(shù)之一，（σb）w為焊縫強(qiáng)度，（σb）b為母材強(qiáng)度。當(dāng)（σb）w/（σb）b>1時(shí)，為高強(qiáng)匹配;=1為等強(qiáng)匹配。<1為低強(qiáng)匹配低碳調(diào)質(zhì)鋼熱影響區(qū)獲得細(xì)小的低碳馬氏體（ML）組織或下貝氏體（BL）組織時(shí)，韌性良好，而韌性最佳的組織為ML與低溫轉(zhuǎn)變貝氏體組織（BL）的混合組織下貝氏體的板條間結(jié)晶位相差較大，有效晶粒直徑取決于板條寬度，比較微細(xì)，韌性良好，當(dāng)ML與BL混合生成時(shí)，原奧氏體晶粒被先析出的BL有效地分割，促使ML有更多的形核位置，且限制了ML的生長(zhǎng)，因此ML+BL混合組織有效晶粒最為細(xì)小。Ni是發(fā)展低溫鋼的一個(gè)重要元素。為了提高鋼的低溫性能，可加入Ni元素，形成含Ni的鐵素體低溫鋼，如1.5Ni鋼等在提高Ni的同時(shí)，應(yīng)降低含碳量和嚴(yán)格限制S、P的含量及N、H、O的含量，防止產(chǎn)生時(shí)效脆性和回火脆性等。這類鋼的熱處理?xiàng)l件為正火、正火+回火和淬火+回火等。EQ\o\ac(○,1)在低溫鋼中由于含碳量和雜質(zhì)S、P的含量控制的都很嚴(yán)格，所以液化裂紋在這類鋼中不是很明顯。EQ\o\ac(○,2)另一個(gè)問(wèn)題是回火脆性，要控制焊后回火溫度和冷卻速度。低溫鋼焊接的工藝特點(diǎn)：除要防止出現(xiàn)裂紋外，關(guān)鍵是要保證焊縫和熱影響區(qū)的低溫韌性，這是制定低溫鋼焊接工藝的一個(gè)根本出發(fā)點(diǎn)。9Ni鋼具有優(yōu)良的低溫韌性但用與9Ni鋼相似的鐵素體焊材時(shí)所得焊縫的韌性很差。這除了與鑄態(tài)焊縫組織有關(guān)外，主要與焊縫中的含氧量有很大的關(guān)系。與9Ni鋼同質(zhì)的11Ni鐵素體焊材，只有在鎢極氬弧焊時(shí)才能獲得良好的低溫韌性。因?yàn)榇藭r(shí)能使焊縫金屬中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到與母材相同的0.05%以下。二、中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性分析（一）焊縫中的熱裂紋中碳調(diào)質(zhì)鋼含碳量及合金元素含量都較高，因此液-固相區(qū)間大，偏析也更嚴(yán)重，具有較大的熱裂紋傾向。（二）冷裂紋 中碳調(diào)質(zhì)鋼由于含碳量高，加入的合金元素多，淬硬傾向明顯；由于Ms點(diǎn)低，在低溫下形成的馬氏體一般難以產(chǎn)生自回火效應(yīng)，冷裂傾向嚴(yán)重。（三）再熱裂紋（四）熱影響區(qū)的性能變化1、過(guò)熱區(qū)的脆化（1）中碳調(diào)質(zhì)鋼由于含碳量高，加入的合金元素多，有相當(dāng)大的淬硬性，因而在焊接過(guò)熱區(qū)內(nèi)容易產(chǎn)生硬脆的高碳馬氏體，冷卻速度越大，生成的高碳馬氏體越多，脆化傾向越嚴(yán)重。（2）即使大線能量也難以避免高碳M出現(xiàn)，反而會(huì)使M更粗大，更脆。（3）一般采用小線能量，同時(shí)預(yù)熱、緩冷和后熱措施改善過(guò)熱區(qū)性能。2、熱影響區(qū)軟化焊后不能進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理時(shí)，需要考慮熱影響區(qū)軟化問(wèn)題。調(diào)質(zhì)鋼的強(qiáng)度級(jí)別越高，軟化問(wèn)題越嚴(yán)重。軟化程度和軟化區(qū)的寬度與焊接線能量、焊接方法有很大關(guān)系。熱源越集中的焊接方法，對(duì)減小軟化越有利。三、中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝特點(diǎn)（1）中碳調(diào)質(zhì)鋼一般在退火狀態(tài)下焊接，焊后通過(guò)整體調(diào)質(zhì)處理才能獲得性能滿足要求的均勻焊接接頭。(2)時(shí)必須在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行焊接時(shí)，熱影響區(qū)性能惡化往往難以解決。(3)焊前所處的狀態(tài)決定了焊接時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題的性質(zhì)和采取的工藝措施。珠光體耐熱鋼提高高溫強(qiáng)度的途徑是碳含量低,合金元素少（不超過(guò)3%-5%）熱膨脹系數(shù)小導(dǎo)熱性好,并有良好的冷熱加工性,加入Cr,Mo,W,V,等主要強(qiáng)化鐵素體,提高鋼的高溫強(qiáng)度。耐熱鋼高溫脆性有哪幾種形式？有哪些？淬火脆化,回火脆化,時(shí)效脆化,二次淬火脆化或高鉻鐵素體鋼的晶粒長(zhǎng)大脆化,及鉻鎳奧氏體鋼沿晶界析出碳化物脆化,475℃脆化和σ相脆化?？绽洳讳P鋼分類不銹鋼空冷后室溫組織分為鐵素體鋼,奧氏體鋼,馬氏體鋼,奧氏體-鐵素體雙相鋼,沉淀硬化型或時(shí)效硬化型鋼。珠光體不銹鋼，奧氏體不銹鋼與異種鋼焊接時(shí)易出現(xiàn)什么問(wèn)題？答：1焊縫化學(xué)成份的控制2凝固過(guò)渡層的形成3碳遷移過(guò)渡層的形成4殘余應(yīng)力的形成。焊接紫銅常會(huì)出現(xiàn)哪些問(wèn)題？1難融合及易變形2產(chǎn)生熱裂紋3產(chǎn)生氣孔4接頭塑形導(dǎo)電性耐蝕性下降。出現(xiàn)問(wèn)題的原因？1熱導(dǎo)率大使熱量很快消失,線脹系數(shù)和收縮率大,易變形。2銅在融化狀態(tài)易與其中雜質(zhì)氧反應(yīng)生成Cu2O,Cu2O與Cu形成低熔點(diǎn)共晶,且共晶溫度低于銅的熔點(diǎn),使焊縫形成熱裂紋,S與O相同。3焊縫為單質(zhì)α組織,易生成粗大的晶粒加劇熱裂紋生成,收縮率及線脹系數(shù)大,應(yīng)力較大促使熱裂紋生成。4氫及水蒸氣在焊接時(shí)形成氫氣孔.5焊縫及熱影響區(qū)出現(xiàn)粗大晶粒,加入一定量的脫氧元素,降低了焊縫塑性與導(dǎo)電性,合金元素的氧化和蒸發(fā),接頭的各種缺陷。晶界上脆性共晶存在導(dǎo)致耐蝕性下降。如何防止？1使用大功率的熱源，在焊前或焊中采取預(yù)熱或保溫措施,提高加工剛度,增加防變形。2對(duì)融化金屬進(jìn)行脫氧,且嚴(yán)格控制焊縫中S的含量3控制焊接時(shí)氫的來(lái)源,降低熔池的冷卻速度,使氣體容易逸出使氣體容易析出減少氧氫來(lái)源和對(duì)熔池進(jìn)行適當(dāng)?shù)拿撗跏谷鄢芈洹?采用埋弧焊或惰性氣體保護(hù)焊提高焊縫金屬的純度。鑄鐵與低合金鋼產(chǎn)生裂紋的原因有何不同？論述產(chǎn)生裂紋的特點(diǎn)。答：鑄鐵產(chǎn)生裂紋主要是冷裂紋(熱應(yīng)力超過(guò)其塑性變形能力而發(fā)生突然斷裂)和熱裂紋(焊縫C,S,P含量不均形成低熔點(diǎn)共晶在奧氏體間分布),低合金鋼產(chǎn)生的裂紋主要是冷裂紋(淬硬組織引起)和熱裂紋(隨碳及合金元素增加結(jié)晶偏析傾向形成),再熱裂紋(焊后消除應(yīng)力熱處理或焊后高溫加熱)。特點(diǎn)：鑄鐵：1焊縫和熱影響區(qū)都有較大的冷裂紋敏感性2一般在400℃以下伴隨脆性斷裂聲3尺寸較大,甚至貫穿整個(gè)焊縫的宏觀裂紋4焊縫底部形成熱裂紋甚至宏觀熱裂紋。低合金鋼：1隨著鋼材強(qiáng)度級(jí)別的提高，合金元素的增加，淬硬傾向逐漸增大,冷裂紋傾向加大2熱裂紋一般不會(huì)出現(xiàn),但隨碳含量和合金元素含量的增加,也可出現(xiàn)熱裂紋3為加強(qiáng)淬透性和回火穩(wěn)定性加入的一些合金元素易引起再熱裂紋。一：分析Q345鋼的焊接性特點(diǎn)，給出相應(yīng)的焊接材料及焊接工藝要求。答:Q345鋼屬于熱軋鋼，其碳當(dāng)量小于0.4％，焊接性良好，一般不需要預(yù)熱和嚴(yán)格控制焊接熱輸入，從脆硬傾向上，Q345鋼連續(xù)冷卻時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變右移，使快冷下的鐵素體析出，剩下富碳奧氏體來(lái)不及轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，而轉(zhuǎn)變?yōu)楹剂扛叩呢愂象w與馬氏體具有淬硬傾向，Q345剛含碳量低含錳高，具有良好的抗熱裂性能，在Q345剛中加入V、Nb達(dá)到沉淀強(qiáng)化作用可以消除焊接接頭中的應(yīng)力裂紋。被加熱到1200℃以上的熱影響區(qū)過(guò)熱區(qū)可能產(chǎn)生粗晶脆化，韌性明顯降低，Q345鋼經(jīng)過(guò)600℃×1h退火處理，韌性大幅提高，熱應(yīng)變脆化傾向明顯減小。；焊接材料：對(duì)焊條電弧焊焊條的選擇：E5系列。埋弧焊：焊劑SJ501，焊絲H08A/H08MnA.電渣焊：焊劑HJ431、HJ360焊絲H08MnMoA。CO2氣體保護(hù)焊：H08系列和YJ5系列。預(yù)熱溫度：100～150℃。焊后熱處理：電弧焊一般不進(jìn)行或600～650℃回火。電渣焊900～930℃正火，600～650℃回火二：Q345與Q390的焊接性有何差異？Q345的焊接工藝是否適用于Q390的焊接，為什么？答：Q345與Q390都屬于熱軋鋼，化學(xué)成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于Q345，從而使Q390的碳當(dāng)量大于Q345，所以Q390的淬硬性和冷裂紋傾向大于Q345，其余的焊接性基本相同。Q345的焊接工藝不一定適用于Q390的焊接，因?yàn)镼390的碳當(dāng)量較大，一級(jí)Q345的熱輸入較寬，有可能使Q390的熱輸入過(guò)大會(huì)引起接頭區(qū)過(guò)熱的加劇或熱輸入過(guò)小使冷裂紋傾向增大，過(guò)熱區(qū)的脆化也變的嚴(yán)重。三：低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，選擇焊接材料的原則是什么？焊后熱處理對(duì)焊接材料有什么影響？答：選擇原則：考慮焊縫及熱影響區(qū)組織狀態(tài)對(duì)焊接接頭強(qiáng)韌性的影響。由于一般不進(jìn)行焊后熱處理，要求焊縫金屬在焊態(tài)下應(yīng)接近母材的力學(xué)性能。中碳調(diào)質(zhì)鋼，根據(jù)焊縫受力條件，性能要求及焊后熱處理情況進(jìn)行選擇焊接材料，對(duì)于焊后需要進(jìn)行處理的構(gòu)件，焊縫金屬的化學(xué)成分應(yīng)與基體金屬相近4.低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，選擇焊接材料的原則是什么？焊后熱處理對(duì)焊接材料有什么影響？答：選擇原則：考慮焊縫及熱影響區(qū)組織狀態(tài)對(duì)焊接接頭強(qiáng)韌性的影響。由于一般不進(jìn)行焊后熱處理，要求焊縫金屬在焊態(tài)下應(yīng)接近母材的力學(xué)性能。中碳調(diào)質(zhì)鋼，根據(jù)焊縫受力條件，性能要求及焊后熱處理情況進(jìn)行選擇焊接材料，對(duì)于焊后需要進(jìn)行處理的構(gòu)件，焊縫金屬的化學(xué)成分應(yīng)與基體金屬相近。5.分析低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題？簡(jiǎn)述低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝要點(diǎn)，典型的低碳調(diào)質(zhì)鋼如(14MnMoNiB、HQ70、HQ80)的焊接熱輸入應(yīng)控制在什么范圍？在什么情況下采用預(yù)熱措施，為什么有最低預(yù)熱溫度要求，如何確定最高預(yù)熱溫度。答：焊接時(shí)易發(fā)生脆化，焊接時(shí)由于熱循環(huán)作用使熱影響區(qū)強(qiáng)度和韌性下降。焊接工藝特點(diǎn)：焊后一般不需熱處理，采用多道多層工藝，采用窄焊道而不用橫向擺動(dòng)的運(yùn)條技術(shù)。。典型的低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接熱輸入應(yīng)控制在Wc?0.18％時(shí)不應(yīng)提高冷速，Wc?0.18％時(shí)可提高冷速（減小熱輸入）焊接熱輸入應(yīng)控制在小于481KJ/cm當(dāng)焊接熱輸入提高到最大允許值裂紋還不能避免時(shí)，就必須采用預(yù)熱措施，當(dāng)預(yù)熱溫度過(guò)高時(shí)不僅對(duì)防止冷裂紋沒(méi)有必要，反而會(huì)使800～500℃的冷卻速度低于出現(xiàn)脆性混合組織的臨界冷卻速度，使熱影響區(qū)韌性下降，所以需要避免不必要的提高預(yù)熱溫度，包括屋間溫度，因此有最低預(yù)熱溫度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)后確定鋼材的焊接熱輸入的最大允許值，然后根據(jù)最大熱輸入時(shí)冷裂紋傾向再來(lái)考慮，是否需要采取預(yù)熱和預(yù)熱溫度大小，包括最高預(yù)熱溫度。6.低碳調(diào)質(zhì)鋼和中碳調(diào)質(zhì)鋼都屬于調(diào)質(zhì)鋼，他們的焊接熱影響區(qū)脆化機(jī)制是否相同？為什么低碳鋼在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接可以保證焊接質(zhì)量，而中碳調(diào)質(zhì)鋼一般要求焊后熱處理？答：低碳調(diào)質(zhì)鋼：在循環(huán)作用下，t8/5繼續(xù)增加時(shí)，低碳鋼調(diào)質(zhì)鋼發(fā)生脆化，原因是奧氏體粗化和上貝氏體與M-A組元的形成。中碳調(diào)質(zhì)鋼：由于含碳高合金元素也多，有相當(dāng)大淬硬傾向，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度低，無(wú)自回火過(guò)程，因而在焊接熱影響區(qū)易產(chǎn)生大量M組織大致脆化。低碳調(diào)質(zhì)鋼一般才用中、低熱量對(duì)母材的作用而中碳鋼打熱量輸入焊接在焊后進(jìn)行及時(shí)的熱處理能獲得最佳性能焊接接頭。同一牌號(hào)的中碳調(diào)質(zhì)鋼分別在調(diào)質(zhì)狀態(tài)和退火狀態(tài)進(jìn)行焊接時(shí)焊接工藝有什么差別？為什么中碳調(diào)質(zhì)鋼一般不在退火的狀態(tài)下進(jìn)行焊接？答：在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，若為消除熱影響區(qū)的淬硬區(qū)的淬硬組織和防止延遲裂紋產(chǎn)生，必須適當(dāng)采用預(yù)熱，層間溫度控制，中間熱處理，并焊后及時(shí)進(jìn)行回火處理，若為減少熱影響的軟化，應(yīng)采用熱量集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接熱輸入越小越好。在退火狀態(tài)下焊接：常用焊接方法均可，選擇材料時(shí)，焊縫金屬的調(diào)質(zhì)處理規(guī)范應(yīng)與母材的一致，主要合金也要與母材一致，在焊后調(diào)質(zhì)的情況下，可采用很高的預(yù)熱溫度和層間溫度以保證調(diào)質(zhì)前不出現(xiàn)裂紋。因?yàn)橹刑颊{(diào)質(zhì)鋼淬透性、淬硬性大，在退火狀態(tài)下焊接處理不當(dāng)易產(chǎn)生延遲裂紋，一般要進(jìn)行復(fù)雜的焊接工藝，采取預(yù)熱、后熱、回火及焊后熱處理等輔助工藝才能保證接頭使用性能。低溫鋼用于-40度和常溫下使用時(shí)在焊接工藝和材料上選擇是否有所差別？為什么？答：低溫鋼為了保證焊接接頭的低溫脆化及熱裂紋產(chǎn)生要求材料含雜質(zhì)元素少，選擇合適的焊材控制焊縫成分和組織形成細(xì)小的針狀鐵素體和少量合金碳化物，可保證低溫下有一定的AK要求。對(duì)其低溫下的焊接工藝選擇采用SMAW時(shí)用小的線能量焊接防止熱影響區(qū)過(guò)熱，產(chǎn)生WF和粗大M,采用快速多道焊減少焊道過(guò)熱。采用SAW時(shí)，可用振動(dòng)電弧焊法防止生成柱狀晶。不銹鋼及耐熱鋼的焊接不銹鋼：指在大氣環(huán)境下及有侵蝕性化學(xué)介質(zhì)中使用的鋼。耐熱鋼：包括抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼?？寡趸撝冈诟邷叵戮哂锌寡趸阅艿匿摚瑢?duì)高溫強(qiáng)度要求不高。熱強(qiáng)鋼：指在高溫下即具有抗氧化能力，又要具有高溫強(qiáng)度。熱強(qiáng)性：指在高溫下長(zhǎng)時(shí)工作時(shí)對(duì)斷裂的抗力（持久強(qiáng)度），或在高溫下長(zhǎng)時(shí)工作時(shí)抗塑性變形的能力（蠕變抗力）?！糠指拍睿?．鉻當(dāng)量：在不銹鋼成分與組織間關(guān)系的圖中各形成鐵素體的元素，按其作用的程度折算成Cr元素（以Cr的作用系數(shù)為1）的總和，即稱為Cr當(dāng)量。2．鎳當(dāng)量：不銹鋼成分與組織間關(guān)系的圖中各形成奧氏體的元素按其作用的程度，折算成Ni元素（以Ni的作用系數(shù)為1）的總和，即稱為Ni當(dāng)量。3.4750C脆化:高鉻鐵素體不銹鋼在400~540度范圍內(nèi)長(zhǎng)期加熱會(huì)出現(xiàn)這種脆性，由于其最敏感的溫度在475度附近，故稱475度脆性，此時(shí)鋼的強(qiáng)度、硬度增加，而塑性、韌性明顯下降。4.凝固模式：凝固模式首先指以何種初生相（γ或δ）開(kāi)始結(jié)晶進(jìn)行凝固過(guò)程，其次是指以何種相完成凝固過(guò)程。四種凝固模式：以δ相完成凝固過(guò)程，凝固模式以F表示；初生相為δ，然后依次發(fā)生包晶反應(yīng)和共晶反應(yīng)，凝固模式以FA表示；初生相為γ，然后依次發(fā)生包晶反應(yīng)和共晶反應(yīng)，凝固模式以AF表示；初生相為γ，直到凝固結(jié)束不再發(fā)生變化，用A表示凝固模式。5.應(yīng)力腐蝕裂紋：在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下，在低于材料屈服點(diǎn)和微弱的腐蝕介質(zhì)中發(fā)生的開(kāi)裂形式6.σ相脆化:σ相是一種脆硬而無(wú)磁性的金屬間化合物相，具有變成分和復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)。25-20鋼焊縫在800～875℃加熱時(shí)，γ向σ轉(zhuǎn)變非常激烈。在穩(wěn)定的奧氏體鋼焊縫中，可提高奧氏體化元素鎳和氮，克服σ脆化。7、晶間腐蝕：在晶粒邊界附近發(fā)生的有選擇性的腐蝕現(xiàn)象。8、貧鉻機(jī)理：過(guò)飽和固溶的碳向晶粒邊界擴(kuò)散。與邊界附近的鉻形成鉻的碳化物CR23C16或（Fe、Cr）C6并在晶界析出，由于碳比鉻擴(kuò)散的快的多，鉻來(lái)不及從晶內(nèi)補(bǔ)充到晶界附近，以至于鄰近晶界的晶粒周邊層Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于12%，即所謂“貧鉻”現(xiàn)象奧氏體不銹鋼焊接性分析（一）接頭耐蝕性1、晶間腐蝕有代表性的18-8鋼焊接接頭，有三個(gè)部位出現(xiàn)晶間腐蝕現(xiàn)象，包括焊縫區(qū)腐蝕、敏化區(qū)腐蝕、熔合區(qū)腐蝕。（1）焊縫區(qū)晶間腐蝕防止焊縫區(qū)晶間腐蝕，采取措施有：=1\*GB3①通過(guò)焊接材料，使焊縫金屬或者成為超低碳情況，或含有足夠的穩(wěn)定化元素Nb，一般希望Nb≥8%或Nb≈1%；=2\*GB3②調(diào)整焊縫成分以獲得一定的鐵素體(δ)相。焊縫中δ相的作用：一是可以打亂單一γ相柱狀晶的方向性，不致形成連續(xù)貧鉻層；二是δ相富Cr，有良好的供Cr條件，可減少γ晶粒形成貧鉻層。常希望焊縫中存在4%～12%的δ相。（2）HAZ敏化區(qū)晶間腐蝕=1\*GB3①HAZ敏化區(qū)晶間腐蝕，指焊接熱影響區(qū)中加熱峰值溫度處于敏化加熱區(qū)間的部位所發(fā)生的晶間腐蝕。=2\*GB3②只有普通18-8鋼才會(huì)有敏化區(qū)存在，含Ti或Nb的18-8Ti或18-8Nb，以及超低碳的18-8鋼，不易有敏化區(qū)出現(xiàn)。防止18-8鋼敏化區(qū)腐蝕，在焊接工藝上應(yīng)采取快速過(guò)程，以減少處于敏化加熱去區(qū)間。（3）熔合區(qū)刀口腐蝕在熔合區(qū)產(chǎn)生的晶間腐蝕，有如刀削切口形式，故稱為“刀口腐蝕”。刀口腐蝕只發(fā)生在含Nb或含Ti的18-8Nb或18-8Ti鋼的熔合區(qū)。其實(shí)質(zhì)是因M23C6沉淀而形成貧鉻層。18-8Ti在焊接時(shí)熔合區(qū)高溫過(guò)熱，大部分TiC溶解，冷卻時(shí)，碳在晶界附近成為過(guò)飽和狀態(tài)，再經(jīng)過(guò)450～850℃中溫加熱，在晶界將發(fā)生M23C6沉淀而形成晶界貧鉻。越靠近熔合線，貧鉻越嚴(yán)重，因此形成“刀口腐蝕”。2、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂SCC:應(yīng)力加腐蝕介質(zhì)（1）焊接應(yīng)力作用應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的拉應(yīng)力來(lái)源于焊接殘余應(yīng)力超過(guò)30%。在氯化物介質(zhì)中，引起SCC的臨界應(yīng)力接近奧氏體鋼的屈服點(diǎn)。在高溫高壓水中，引起SCC的臨界應(yīng)力遠(yuǎn)小于屈服點(diǎn)。防止應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，退火消除焊接殘余應(yīng)力最為重要。（2）合金成分的作用材質(zhì)與介質(zhì)有一定的匹配性才會(huì)發(fā)生SCC。焊縫中含有一定量的δ有利于提高氯化物介質(zhì)中耐SCC性能。在氯化物介質(zhì)中提高鎳含量有利。Si能使氧化膜致密而有利。如果SCC的根源是點(diǎn)蝕坑，Mo有利于防止。超低碳有利于防止SCC。3、點(diǎn)蝕不銹鋼的點(diǎn)蝕較難控制含Mo鋼耐點(diǎn)蝕性能比不含的要好。18-8Mo比18-8耐點(diǎn)蝕性能好。雙相鋼的耐點(diǎn)蝕性能最好。為提高點(diǎn)蝕性能，一方面須減少Cr、Mo的偏析；另一方面采用較母材更高Cr、Mo含量的超合金化焊接材料，提高含Ni量。產(chǎn)生熱裂紋的原因？1、奧氏體鋼的導(dǎo)熱系數(shù)小和線脹系數(shù)大，在焊接局部加熱和冷卻條件下，接頭在冷卻過(guò)程中可形成較大的拉應(yīng)力。2、奧氏體鋼易于聯(lián)生結(jié)晶形成方向性強(qiáng)的柱狀晶的焊縫組織，有利于有害雜質(zhì)偏析，而促使形成晶間液膜。3、奧氏體鋼及焊縫的合金組成復(fù)雜，不僅S、P、Sn、Sb之類會(huì)形成易溶液膜，一些合金元素因溶解度有限（如Si、Nb），也可能形成易溶共晶。選擇焊接材料注意問(wèn)題：1、應(yīng)堅(jiān)持“適用性原則”。2、根據(jù)所選各焊接材料的具體成分來(lái)確定是否適用。3、考慮具體應(yīng)用的焊接方法和工藝參數(shù)可能造成的熔合比大小。4、根據(jù)技術(shù)條件規(guī)定的全面焊接性要求來(lái)確定合金化程度5、不僅要重視焊縫金屬合金系統(tǒng)，而且要注意具體合金成分在該合金系統(tǒng)中的作用；不僅考慮使用性能的要求，要考慮防止焊接缺陷的工藝焊接性要求。焊接工藝要點(diǎn)：合理選擇焊接方法2、控制焊接參數(shù)3、接頭設(shè)計(jì)合理性應(yīng)給予足夠的重視4、盡可能控制焊接工藝的穩(wěn)定以保證焊縫金屬成分穩(wěn)定5、控制焊縫成形6、防止工件表面污染（141頁(yè)重點(diǎn)略）（注意）馬氏體不銹鋼焊前熱處理和焊后熱處理的特點(diǎn)：答：采用同質(zhì)焊縫焊接馬氏體不銹鋼時(shí)，為防止接頭形成冷裂紋，易采取預(yù)熱措施。預(yù)熱溫度的選擇與材料的厚度，填充金屬的種類，焊接方法和接頭的拘束度有關(guān)，其中與碳含量關(guān)系最大。馬氏體不銹鋼預(yù)熱溫度不宜過(guò)高，否者使奧氏體晶粒粗大，并且隨冷卻溫度降低，還會(huì)形成粗大鐵素體加晶界碳化物組織，使焊接接頭塑性和強(qiáng)度均有所下降。焊后熱處理的目的是降低焊縫和熱影響區(qū)的硬度，改善其塑性和韌性，同時(shí)減少焊接殘余應(yīng)力。焊后熱處理必須嚴(yán)格限制焊件的溫度，焊件焊后不可隨意從焊接溫度直接升溫進(jìn)行回火熱處理。3.18-8型不銹鋼焊接接頭區(qū)域在那些部位可能產(chǎn)生晶間腐蝕，是由于什么原因造成？如何防止？答：18-8型焊接接頭有三個(gè)部位能出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象：{1}焊縫區(qū)晶間腐蝕。產(chǎn)生原因根據(jù)貧鉻理論，碳與晶界附近的Cr形成Cr25C6，并在在晶界析出，導(dǎo)致γ晶粒外層的含Cr量降低，形成貧Cr層，使得電極電位下降，當(dāng)在腐蝕介質(zhì)作用下，貧Cr層成為陰極，遭受電化學(xué)腐蝕；{2}熱影響區(qū)敏化區(qū)晶間腐蝕。是由于敏化區(qū)在高溫時(shí)易析出鉻的碳化物，形成貧Cr層，造成晶間腐蝕；{3}融合區(qū)晶間腐蝕{刀狀腐蝕}。只發(fā)生在焊Nb或Ti的18-8型鋼的融合區(qū)，其實(shí)質(zhì)也是與M25C6沉淀而形成貧Cr有關(guān)，高溫過(guò)熱和中溫敏化連過(guò)程依次作用是其產(chǎn)生的的必要條件。防止方法：{1}控制焊縫金屬化學(xué)成分，降低C%，加入穩(wěn)定化元素Ti、Nb；{2}控制焊縫的組織形態(tài)，形成雙向組織{γ+15%δ}；{3}控制敏化溫度范圍的停留時(shí)間；{4}焊后熱處理：固溶處理，穩(wěn)定化處理，消除應(yīng)力處理。奧氏體鋼焊接時(shí)為什么常用“超合金化”焊接材料？答：為提高奧氏體鋼的耐點(diǎn)蝕性能，采用較母材更高Cr、Mo含量的“超合金化”焊接材料。提高Ni含量，晶軸中Cr、Mo的負(fù)偏析顯著減少，更有利于提高耐點(diǎn)蝕性能。鐵素體不銹鋼焊接中容易出現(xiàn)什么問(wèn)題？焊條電弧焊和氣體保護(hù)焊時(shí)如何選擇焊接材料？在焊接工藝上有什么特點(diǎn)？答：易出現(xiàn)問(wèn)題：{1}焊接接頭的晶間腐蝕；{2}焊接接頭的脆化①高溫脆性②σ相脆化③475℃脆化。SMAW要求耐蝕性：選用同質(zhì)的鐵素體焊條和焊絲；要求抗氧化和要求提高焊縫塑性：選用A焊條和焊絲。CO2氣保焊選用專用焊絲H08Cr20Ni15VNAl。焊接工藝特點(diǎn)：{1}采用小的q/v，焊后快冷——控制晶粒長(zhǎng)大；{2}采用預(yù)熱措施，T℃<=300℃——接頭保持一定ak；{3}焊后熱處理，嚴(yán)格控制工藝——消除貧Cr區(qū);{4}最大限度降低母材和焊縫雜質(zhì)——防止475℃脆性產(chǎn)生；{5}根據(jù)使用性能要求不同，采用不同焊材和工藝方法。雙相不銹鋼的成分和性能特點(diǎn)，與一般A不銹鋼相比雙相不銹鋼的焊接性有何不同？在焊接工藝上有什么特點(diǎn)？答：雙相不銹鋼是在固溶體中F和A相各占一半，一般較少相的含量至少也要達(dá)到30%的不銹鋼。這類鋼綜合了A不銹鋼和F不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的韌性、強(qiáng)度及優(yōu)良的耐氧化物應(yīng)力腐蝕性能。與一般A不銹鋼相比：{1}其凝固模式以F模式進(jìn)行；{2}焊接接頭具有優(yōu)良的耐蝕性，耐氯化物SCC性能，耐晶間腐蝕性能，但抗H2S的SCC性能較差;{3}焊接接頭的脆化是由于Cr的氮化物析出導(dǎo)致；{4}雙相鋼在一般情況下很少有冷裂紋，也不會(huì)產(chǎn)生熱裂紋。焊接工藝特點(diǎn)：{1}焊接材料應(yīng)根據(jù)“適用性原則”，不同類型的雙向鋼所用焊材不能任意互換，可采取“適量”超合金化焊接材料；{2}控制焊接工藝參數(shù)，避免產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象，可適當(dāng)緩冷，以獲得理想的δ/γ相比例；{3}A不銹鋼的焊接注意點(diǎn)同樣適合雙相鋼的焊接。第五章有色金屬的焊接冷作硬化：鋼材在常溫或再結(jié)晶溫度以下的加工，能顯著提高強(qiáng)度和硬度降低塑性和韌性。焊接時(shí)最容易出現(xiàn)的焊接性問(wèn)題及基本原因，防止的針對(duì)性措施：主要問(wèn)題是：焊縫中氣孔，焊接熱裂紋，焊接接頭與母材的等強(qiáng)性。氣孔。最常見(jiàn)的缺陷。氫是鋁及其合金產(chǎn)生氣孔的主要原因，氫的來(lái)源有弧柱氣氛中的水分，焊接材料及母材中的水分。針對(duì)性措施：減少氫的來(lái)源；控制工藝措施。熱裂紋：鋁及其合金的線膨脹系數(shù)大，在拘束條件下焊接易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。針對(duì)性措施：合金系統(tǒng)的影響；焊絲成分影響；焊接工藝的影響。1.為什么Al-Mg及al-li合金焊接時(shí)易形成氣孔？al及其合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的原因是什么？如何防止氣孔？為什么純鋁焊接易