中国石油大学焊接冶金

1、母材金属；填充金属；熔敷金属；焊缝；熔合比母材金属；填充金属；熔敷金属；焊缝；熔合比焊接焊接焊接焊接焊接焊接冶金冶金冶金冶金冶金冶金 熔焊过程中，焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程，主要研究在各种焊接工艺条件下，冶金反应和焊缝金属成分、性能之间的关系及其变化规律。分区连续进行分区连续进行熔滴反应区熔滴反应区熔池反应区熔池反应区药皮反应区药皮反应区水分的蒸发水分的蒸发物质的分解物质的分解合金的氧化合金的氧化气体高度分解气体高度分解 氮氢激烈溶解 增氧与渗合金 金属的蒸发 去氢反应 温度高温度高 搅拌强烈 反应时间极短 冶金反应剧烈 反应物接触面积大平均温度低比表面积小温度分布极不均匀反应

2、时间稍长搅拌不太激烈气气气气气气 体体体体体体气体来源气体来源气体成分气体成分存在形式存在形式存在形式存在形式存在形式存在形式扩散氢扩散氢残余氢残余氢总氢量总氢量现现 象象机机 理理拉伸位错运动、堆积空腔H扩散聚集空腔H+HH2压力变脆氮的来源氮的来源氮在金属中的存在形式氮在金属中的存在形式氧的溶解及存在形式氧的溶解及存在形式氧的溶解及存在形式氧的溶解及存在形式氧的溶解及存在形式氧的溶解及存在形式原子氧原子氧FeO总氧量总氧量增加焊缝的冷脆与热脆敏感性降低焊缝导电性、导磁性、耐蚀性等使合金元素烧损，造成飞溅和气孔L = (FeO) /FeO扩散定律扩散定律脱脱脱脱脱脱 氧氧氧氧氧氧脱氧措施脱氧

3、措施-脱氧剂脱氧剂脱氧方式脱氧方式脱氧方式脱氧方式沉淀脱氧沉淀脱氧扩散脱氧扩散脱氧先期脱氧先期脱氧药皮反应区药皮反应区固态药皮中的脱氧剂与药皮组成物分解的O2和CO2之间的反应脱氧过程和脱氧产物与熔滴不发生直接关系部位部位过程过程特点特点先期脱氧先期脱氧扩散脱氧扩散脱氧沉淀脱氧沉淀脱氧扩散脱氧扩散脱氧液态金属与熔渣界面部位部位特点特点以分配定律为理论基础不会因脱氧而造成夹杂不是脱氧主要途径部位部位过程过程特点特点置换脱氧置换脱氧熔滴和熔池内溶于液态金属中的脱氧剂和FeO反应，把铁还原，且要求脱氧产物浮入渣中碳脱氧碳脱氧锰脱氧锰脱氧硅脱氧硅脱氧硅锰联合脱氧硅锰联合脱氧最主要的脱氧方式目的目的方式

4、方式把需要的合金元素通过焊接材料过渡到焊缝金属中的过程补偿损失消失缺陷改善组织提高性能获特殊性能合金焊丝药芯焊丝合金药皮合金粉末烧结焊剂置换脱氧合金过渡系数定义合金过渡系数定义)(1 (药皮焊丝母实始实MeKMed-MedMeMeMeb一、作用一、作用二、组成二、组成三、碱度三、碱度酸性氧化物的摩尔分数碱性氧化物的摩尔分数B酸性氧化物碱性氧化物B)(005. 0017. 0)(007. 0)(014. 0006. 0015. 0018. 0322222221OAlZrOTiOSiOFeOMnOOKONaCaFMgOCaOB)(3 . 0)(4 . 0322222221OAlZrOTiOSiOC

5、aFFeOMnOOKONaMgOCaOBB1大于大于1时为碱性渣，小于时为碱性渣，小于1时为酸性渣，等于时为酸性渣，等于1时为中性渣时为中性渣 B1大于大于1.5时为碱性渣，小于时为碱性渣，小于1.0时为酸性渣，时为酸性渣，11.5时为中性渣时为中性渣 四、其他性质四、其他性质气孔的危害气孔的危害气孔的类型气孔的类型形貌形貌产生原因产生原因产生原因产生原因形貌形貌产生原因产生原因形貌形貌焊接部位的总称焊接部位的总称。焊接接头示意图1-焊缝；2-熔合区；3-HAZ；4-母材1、定义、定义 在焊接热源作用下，焊件上某在焊接热源作用下，焊件上某点温度随时间的变化过程。点温度随时间的变化过程。 温度场温度场2、焊接热循环的特征参数、焊接热循环的特征参数峰值温度峰值温度TpTp冷却速度冷却速度t t8/58/5冷却速度冷却速度t t8/38/3高温停留时间高温停留时间加热速度加热速度 3、影响焊接热循环的因素、影响焊接热循环的因素1、HAZ固态相变特点固态相变特点2、HAZ的组织与性能的组织与性能易淬火钢焊前热处理状态对热影响区硬度的影响易淬火钢焊前热处理状态对热影响区硬度的影响 4256166729114VMoCrNiSiMnCCeq 0 4 8 12 16 20 24120092064036080-200奥氏体钢奥氏体钢铁素体钢铁素体钢温度温度扩散速度扩散速度10-5ml/(cm2s