材料焊接性能

材料焊接性能,TIME,2014-8-,材料焊接性能,1,2,3,概述,评定,运用,冶金、热焊接性,影响因素,对缺陷的敏感性；适应使用要求的能力,冶金焊接性主要影响焊缝金属的组织和性能；而热焊接性主要形象HAZ的组织和性能,包含材料选择、结构设计、工艺制定、服役环境这四个因素,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,概述,工艺焊接性,能否获得优质致密、无缺陷的接头,使用焊接性,满足常规的力学性能以及在服役环境下的特殊性能,热焊接性,由于热输入和冷却速度影响热影响区的组织和分布,概述,冶金焊接性,由于冶金过程中的化学变化而引起的焊接性变化,材料因素,母材本身和使用的焊接材料，如焊条电弧焊时的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂等。,设计因素,材料所受的应力状态，考虑能否自由收缩，要尽量避免应力集中。,服役环境,焊接结构的服役环境多种多样，如工作温度高低、工作介质种类及辐射等都属于环境条件。,概述,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。,影响焊接性的因素,材料焊接性能,1,2,3,概述,评定,运用,焊接性评定,焊接性试验评定的内容,焊接性试验的内容,焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力,焊缝及热影响区抵抗产生冷裂纹能力,焊接接头抗脆性断裂的能力,焊接接头的使用性能,China,Texthere,焊接性评定,评定焊接性的原则,评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求,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,原则主要包括,选择已有的或设计新的焊接性试验方法应符合下述的原则：,可比性,针对性,再现性,经济性,焊接性评定,评定方法分类,焊接性试验方法,直接法,间接法,使用焊接性,工艺焊接性,层状撕裂试验,焊接热裂纹试验,焊接冷裂纹试验,再热裂纹试验,热应变时效脆化试验,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,裂纹敏感性的临界冷却时间,连续冷却组织转变图,断口分析、金相组织分析,焊接热影响取最高硬度,焊接热、力模拟试验,焊接专家系统、仿真系统等,实际产品结构运行的服役试验,压力容器的爆破试验,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,焊缝及接头的断裂韧性试验,焊缝及接头的高温性能试验,焊缝及接头的疲劳、动载试验,焊缝及接头的抗腐蚀性、耐磨性试验,直接法,间接法,材料焊接性能,1,2,3,概述,评定,运用,实际运用,通过理论分析进行预判，进而改善工艺，规避风险,利用化学性能,利用氧、氢元素的亲和力以及其他元素的量对焊接过程会产生的影响,利用物理性能,根据材料的熔点、热导率、线膨胀系数、密度、热容量等做一个大概倾向判断.,利用组织转变图,根据焊接连续冷却组织转变图调整热输入、改善工艺（如预热的温度、时间，焊后处理等）的依据,经验公式,碳当量法、冷裂纹敏感指数法、热裂纹敏感指数法、HAZ最高硬度法,实际运用,热模拟法,采用热模拟机对整个焊接过程进行模拟验证，分析温度分布，改善工艺。,S,W,O,T,碳当量法,CE数值越大，被焊钢材的淬硬倾向越大，越容易产生冷裂纹。,热裂纹敏感系数法,当HSC4时，一般就不会产生热裂纹,实焊试验法,对于较小的构件，可以采用1:1的实物进行焊接试验，再对其进行拉伸试验、消除应力裂纹试验以及应力腐蚀试验等，进而测定各种力学性能。,碳当量法,日本JIS标准,CE=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14主要适用于低碳调质的低合金高强度钢(b=5001000MPa),新日铁标准,CE=C+A(C)Si/24+Mn/16+Cu/15+Ni/20+(Cr+Mo+V+Nb)/5+5B适用于w(C)为0.034%0.254%的钢种，其中A(C)=0.75+0.25tgh20(C-0.12),S,W,O,T,国际焊接学会,CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15主要适用于中、高强度的非调质低合金高强度钢(b=500900MPa）,美国焊接学会,CE=C+Mn/6+Si/24+Ni/15+Cr/5+Mo/4+Cu/13+P/2适用于碳钢和低合金钢,适用的化学成分范围如下：C0.60%;Mn1.6%;Ni3.3%;Cr1.0%;Mo0.6%;Cu0.50%1.0%;P0.05%0.15%,以下是应用较广的几种标准,碳当量法,2.日本JIS推荐的碳当量公式：当板厚小于25mm，手工焊线能量为17kJ/cm时，确定的预热温度大致如下：钢材b=500MPa,Ceq0.46%,不预热b=600MPa,Ceq0.52%,预热75b=700MPa,Ceq0.52%,预热100b=800MPa,Ceq0.62%,预热150,3.美国焊接学会推荐的碳当量公式：该式考虑了钢中Si的影响，当CE0.35%时，通常不需预热和后热；当CE在0.35%0.55%之间时，一般需预热；当CE0.55%时，可能既要预热，又要后热。,4.新日铁推荐的碳当量公式：A(C)表示碳的适用系数，它与钢中含碳量存在一定关系：,1国际焊接学会推荐的碳当量公式：当板厚小于20mm，CE(IIW)0.40%时，钢材淬硬倾向不大，焊接性