焊接規(guī)范培訓(xùn)課件焊接材料硬度測(cè)試與評(píng)估

焊接規(guī)范培訓(xùn)課件焊接材料硬度測(cè)試與評(píng)估匯報(bào)人：XX2024-01-03CATALOGUE目錄焊接材料硬度概述焊接材料硬度測(cè)試方法焊接接頭硬度分布與評(píng)估不同類型焊接材料硬度特性分析焊接工藝參數(shù)對(duì)硬度影響研究提高焊接材料硬度措施與建議焊接材料硬度概述01硬度是指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。它是衡量材料軟硬程度的一項(xiàng)重要的力學(xué)性能指標(biāo)。硬度定義硬度測(cè)試在焊接材料的研發(fā)、生產(chǎn)、質(zhì)量控制以及焊接工藝評(píng)定等方面具有重要意義。通過硬度測(cè)試，可以了解材料的成分、組織結(jié)構(gòu)和處理工藝對(duì)性能的影響，為合理選材、制定和優(yōu)化焊接工藝提供重要依據(jù)。硬度意義硬度定義及意義評(píng)估焊接接頭性能01焊接材料的硬度直接影響焊接接頭的性能。過高的硬度可能導(dǎo)致接頭脆化，而過低的硬度則可能降低接頭的強(qiáng)度和耐磨性。因此，通過硬度測(cè)試可以評(píng)估焊接接頭的性能和質(zhì)量。指導(dǎo)焊接工藝02不同的焊接材料和工藝參數(shù)會(huì)對(duì)焊接接頭的硬度產(chǎn)生影響。通過硬度測(cè)試，可以了解不同材料和工藝參數(shù)對(duì)硬度的影響規(guī)律，從而指導(dǎo)焊接工藝的制定和優(yōu)化。質(zhì)量控制與檢驗(yàn)03在焊接生產(chǎn)過程中，通過硬度測(cè)試可以對(duì)焊接材料進(jìn)行質(zhì)量控制和檢驗(yàn)。對(duì)于不符合硬度要求的材料，可以及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整或處理，確保焊接質(zhì)量符合要求。焊接材料硬度重要性影響因素：影響焊接材料硬度的主要因素包括材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、熱處理狀態(tài)以及焊接工藝參數(shù)等。其中，化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)是決定材料硬度的內(nèi)在因素，而熱處理狀態(tài)和焊接工藝參數(shù)則是影響硬度的外在因素。影響因素與控制方法控制方法：為了控制焊接材料的硬度，可以采取以下措施合理選材：根據(jù)使用要求和工藝條件，選擇合適的焊接材料，確保其化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)符合要求。優(yōu)化熱處理工藝：通過調(diào)整熱處理工藝參數(shù)，如加熱溫度、保溫時(shí)間和冷卻方式等，可以改善材料的組織結(jié)構(gòu)和性能，從而控制其硬度?？刂坪附庸に噮?shù)：在焊接過程中，嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)，如焊接電流、電壓、速度和保護(hù)氣體等，以確保焊接接頭的質(zhì)量和性能符合要求。同時(shí)，對(duì)于不同材料和工藝要求，需要制定相應(yīng)的焊接工藝規(guī)范并進(jìn)行評(píng)定和驗(yàn)證。影響因素與控制方法焊接材料硬度測(cè)試方法02試驗(yàn)原理用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，以規(guī)定的試驗(yàn)力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，測(cè)量試樣表面的壓痕直徑。布氏硬度值是以試驗(yàn)力除以壓痕球形表面積所得的商。適用范圍以HBW表示，HBS（鋼球）表示壓頭為淬硬鋼球，用于測(cè)定布氏硬度值在450以下的材料，如軟鋼、灰鑄鐵和有色金屬等。HBW（硬質(zhì)合金球）表示壓頭為硬質(zhì)合金球，用于測(cè)定布氏硬度值在650以下的材料。布氏硬度試驗(yàn)法試驗(yàn)原理用金剛石圓錐或鋼球壓頭，在試驗(yàn)壓力作用下壓入試樣表面，測(cè)量壓痕深度，得出洛氏硬度值。根據(jù)試驗(yàn)材料硬度的不同，可分為三種不同的標(biāo)度來表示：HRA、HRB、HRC。適用范圍洛氏硬度試驗(yàn)法操作簡(jiǎn)便、迅速、壓痕小，可測(cè)試成品表面及較硬、較脆的材料。洛氏硬度試驗(yàn)法維氏硬度試驗(yàn)法以4個(gè)頂角為136°的正四棱錐體金剛石壓頭，在一定載荷下壓入試樣表面，保持規(guī)定時(shí)間后卸除載荷，測(cè)量試樣表面壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度。維氏硬度值是試驗(yàn)力除以壓痕表面積所得之商。試驗(yàn)原理維氏硬度試驗(yàn)法適用于測(cè)定金屬材料的硬度，具有較寬的硬度范圍。由于壓痕輪廓清晰，采用對(duì)角線長(zhǎng)度計(jì)量，所以測(cè)量準(zhǔn)確、可靠。同布氏、洛氏硬度試驗(yàn)法比較，維氏硬度試驗(yàn)不存在試驗(yàn)力與壓頭直徑有一定比例關(guān)系的約束。因此維氏硬度試驗(yàn)法特別適用于薄金屬材料和表面層硬度的測(cè)定。適用范圍努氏硬度試驗(yàn)原理與維氏硬度相似，也是用四棱錐體金剛石壓頭進(jìn)行的試驗(yàn)。適用于測(cè)定黑色金屬、有色金屬、非金屬材料的努氏硬度。努氏硬度試驗(yàn)法肖氏硬度試驗(yàn)是動(dòng)態(tài)力試驗(yàn)中最簡(jiǎn)單的試驗(yàn)方法。試驗(yàn)時(shí)，使一定重量的標(biāo)準(zhǔn)沖頭從一定高度自由落下，將沖頭壓入試樣表面，測(cè)量沖頭在距試樣表面1mm處的反彈高度，將反彈高度與下落高度之比用以計(jì)算肖氏硬度值。肖氏硬度試驗(yàn)法其他測(cè)試方法簡(jiǎn)介焊接接頭硬度分布與評(píng)估03兩焊件端面相對(duì)平行的接頭，適用于板材和管材的焊接，承載能力強(qiáng)。對(duì)接接頭一焊件端面與另一焊件表面構(gòu)成復(fù)角或近似直角的接頭，適用于支管與主管的連接，受力情況較復(fù)雜。T型接頭兩焊件端面構(gòu)成大于30°、小于135°夾角的接頭，適用于搭接連接，承載能力較弱。角接接頭兩焊件重疊放置或兩焊件之間的夾角不大于30°構(gòu)成的端部接頭，適用于薄板連接，密封性好。端接接頭焊接接頭類型及特點(diǎn)焊接接頭硬度通常從焊縫中心向兩側(cè)逐漸降低，呈現(xiàn)“W”形或“M”形分布。硬度分布規(guī)律焊接材料、焊接工藝參數(shù)（如電流、電壓、焊接速度等）、熱輸入量、冷卻速度等都會(huì)影響焊接接頭的硬度分布。影響因素硬度分布規(guī)律與影響因素評(píng)估指標(biāo)硬度值、硬度均勻性、硬度梯度等是評(píng)估焊接接頭質(zhì)量的重要指標(biāo)。方法選擇常用硬度測(cè)試方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等。在選擇測(cè)試方法時(shí)，需考慮焊件材料、厚度、硬度范圍以及測(cè)試精度等因素。同時(shí)，為確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，應(yīng)遵循相應(yīng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作。評(píng)估指標(biāo)及方法選擇不同類型焊接材料硬度特性分析04

鋼材焊接材料硬度特性碳鋼焊接材料硬度隨含碳量增加，硬度提高，但塑性降低。合金鋼焊接材料硬度加入合金元素可提高材料硬度、耐磨性和耐腐蝕性。不銹鋼焊接材料硬度具有較高的硬度和良好的耐腐蝕性，但焊接時(shí)需控制熱輸入，避免晶間腐蝕。銅合金焊接材料硬度銅合金具有較高的硬度和良好的導(dǎo)電性、耐腐蝕性。鈦合金焊接材料硬度鈦合金硬度高、密度小、耐腐蝕性好，但焊接時(shí)易產(chǎn)生脆化現(xiàn)象。鋁合金焊接材料硬度鋁合金硬度較低，但可通過熱處理強(qiáng)化提高硬度。有色金屬焊接材料硬度特性03鋼與鈦異種金屬焊接鈦的硬度高于鋼，且易與氧、氮等元素反應(yīng)形成脆性化合物，焊接時(shí)需采取特殊保護(hù)措施。01鋼與鋁異種金屬焊接鋁的硬度遠(yuǎn)低于鋼，焊接時(shí)需采取措施避免鋁的軟化。02鋼與銅異種金屬焊接銅的硬度高于鋼，焊接時(shí)需控制熱輸入，避免銅的滲透和裂紋產(chǎn)生。異種金屬焊接材料硬度特性焊接工藝參數(shù)對(duì)硬度影響研究05焊接電流電流增加，焊縫熔深和余高增大，熔寬沒多大變化（或略為增大）。若電流過大，則使焊縫金屬變薄，并有可能燒穿；若電流過小，則造成焊縫夾渣或未焊透。焊接電壓電壓過高時(shí)，熔寬顯著增加，而熔深和余高將有所減小，易產(chǎn)生未焊透；電壓過低時(shí)，焊絲易粘住導(dǎo)電嘴，焊縫成形惡化。焊接速度速度過快時(shí)，熔深、熔寬和余高均減小，易造成未焊透和咬邊等缺陷；速度過慢時(shí)，熔池存在時(shí)間過長(zhǎng)，熱影響區(qū)寬度增加，焊接接頭的晶粒變粗，力學(xué)性能降低，同時(shí)使變形量增大。焊接電流、電壓和速度對(duì)硬度影響熱輸入量對(duì)焊縫金屬硬度的影響熱輸入量增加時(shí)，焊縫金屬的硬度降低。這主要是因?yàn)闊彷斎肓康脑黾訉?dǎo)致焊縫金屬的冷卻速度減慢，晶粒長(zhǎng)大，從而使硬度降低。熱輸入量對(duì)熱影響區(qū)硬度的影響熱輸入量的增加會(huì)使熱影響區(qū)的硬度降低。這主要是因?yàn)闊彷斎肓康脑黾訉?dǎo)致熱影響區(qū)的溫度梯度減小，從而使冷卻速度減慢，晶粒長(zhǎng)大，硬度降低。熱輸入量對(duì)硬度影響多層多道焊對(duì)焊縫金屬硬度的影響多層多道焊時(shí)，后一道焊縫對(duì)前一道焊縫有熱處理作用，可以細(xì)化晶粒并改善組織，從而使硬度提高。要點(diǎn)一要點(diǎn)二多層多道焊對(duì)熱影響區(qū)硬度的影響多層多道焊時(shí)，由于后一道焊縫的熱作用，前一道焊縫的熱影響區(qū)會(huì)得到部分正火處理，從而改善組織并提高硬度。但需要注意的是，多層多道焊也可能導(dǎo)致熱影響區(qū)的脆化現(xiàn)象。多層多道焊對(duì)硬度影響提高焊接材料硬度措施與建議06選擇高強(qiáng)度、高硬度的焊接材料如采用高碳鋼焊條、硬質(zhì)合金焊絲等，以提高焊縫金屬的硬度。優(yōu)化焊接工藝參數(shù)通過調(diào)整焊接電流、電壓、焊接速度等工藝參數(shù)，控制焊縫金屬的結(jié)晶過程和相變過程，從而提高焊縫金屬的硬度。選用合適焊接材料和工藝參數(shù)在保證焊縫成形良好的前提下，盡量采用小的焊接熱輸入，以減少焊縫金屬的過熱和晶粒長(zhǎng)大，提高焊縫金屬的硬度。采用強(qiáng)制冷卻措施，如使用風(fēng)冷、水冷等，使焊縫金屬快速冷卻，細(xì)化晶粒，提高硬度。控制熱輸入量和冷卻速度加速冷卻速度