焊接冶金的资料

焊接冶金的资料第1页/共45页2.1焊接化学冶金

的任务与特点一、定义二、任务-防杂、减烧、冶处三、特点第2页/共45页2.2焊缝金属中

的气体杂质第3页/共45页一、氢气气体来源在金属中的溶解存在形式对焊接的影响控制措施－限、防、脱主要内容第4页/共45页二、氮气气体来源在金属中的溶解存在形式对焊接的影响控制措施－限、防主要内容第5页/共45页三、氧气气体来源在金属中的溶解存在形式对焊接的影响控制措施－脱氧主要内容第6页/共45页2.3焊接熔渣第7页/共45页一、作用二、组成三、碱度第8页/共45页四、其他性质熔渣的粘度表面张力密度线膨胀系数熔化性第9页/共45页2.4焊缝金属化学

成分的控制

第10页/共45页成分控制氧化与还原硫、磷的作用和控制焊缝金属的合金化第11页/共45页一、氧化与还原氧化途径氧化性气体活性熔渣焊件表面氧化物CO2O2H2O置换氧化扩散氧化L=(FeO)/[FeO]扩散定律第12页/共45页脱氧亲和力先期脱氧脱氧措施-脱氧剂脱氧方式脱氧产物焊缝成分、性能工艺性能扩散脱氧沉淀脱氧成本第13页/共45页脱氧方式沉淀脱氧扩散脱氧先期脱氧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过程特点扩散脱氧液态金属与熔渣界面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锰脱氧硅脱氧硅锰联合脱氧最主要的脱氧方式第14页/共45页二、硫、磷的作用与控制第15页/共45页二、硫、磷的作用与控制硫的影响存在形式硫的危害控制措施MnSFeS低熔共晶降低韧性限制来源冶金脱硫元素脱硫稀土脱硫熔渣脱硫第16页/共45页磷的影响存在形式磷的危害控制措施Fe3PFe2P低熔共晶冷脆性↑限制来源冶金脱磷第17页/共45页三、焊缝金属的合金化定义目的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第18页/共45页2.5焊缝中的

气孔与夹杂

第19页/共45页一、焊缝中的气孔致密性溶解度突降气孔的危害气孔的类型减小有效截面积应力集中塑韧性下降不溶于金属的气体疲劳强度下降氢、氮CO、H2O等第20页/共45页氢气孔多出现在焊缝表面溶解度突降形貌产生原因断面如螺钉表面呈喇叭口形内壁光滑内部—小圆球状氮气孔多出现在焊缝表面多数成堆出现和蜂窝相似CO气孔出现在焊缝内部沿结晶方向分布形状像虫子冶金反应产生CO第21页/共45页二、焊缝中的夹杂夹杂物分类控制措施存在形式危害氧化物硅酸盐形式片状连续分布，热裂纹Fe4N氮化物硫化物MnS、FeS塑、韧性急剧下降低熔共晶，热裂纹正确选择焊条、焊剂的渣系选用合适的焊接规范，并摆动焊条多层焊时注意清渣，尽量采用短弧焊第22页/共45页2.6焊接接头的

组织与性能

第23页/共45页焊接接头焊接部位的总称。焊接接头示意图1-焊缝；2-熔合区；3-HAZ；4-母材第24页/共45页一、焊接熔池凝固的特殊性

特殊性熔池体积小、冷却速度快熔池中的金属处于过热状态熔池是在运动状态下结晶第25页/共45页二、焊接熔池凝固的特点

特点联生结晶择优生长偏向晶与定向晶第26页/共45页三、焊缝的凝固偏析

凝固偏析枝晶偏析区域偏析层间偏析第27页/共45页改善措施工艺措施冶金措施提高冷却速度采用多层焊振动结晶加入变质剂加入能够细化晶粒的元素四、改善凝固组织的措施

第28页/共45页低碳钢二次组织改善措施控制冷却速度采用多层焊焊后热处理五、焊缝金属的固态相变F+PW第29页/共45页低合金钢二次组织改善措施锤击焊缝表面采用多层焊焊后热处理BMF：块、板、针、条P跟踪回火第30页/共45页六、焊接热循环

1、定义在焊接热源作用下，焊件上某点温度随时间的变化过程。第31页/共45页第32页/共45页温度场第33页/共45页2、焊接热循环的特征参数峰值温度Tp冷却速度t8/5冷却速度t8/3高温停留时间加热速度第34页/共45页影响因素接头的尺寸与形状焊件尺寸焊道长度E＝36UI／VT0多层多道焊3、影响焊接热循环的因素第35页/共45页七、HAZ的组织与性能

1、HAZ固态相变特点相变特点加热速度快高温停留时间短自然条件下连续冷却加热温度高局部加热第36页/共45页2、HAZ的组织与性能不易淬火钢第37页/共45页第38页/共45页

A不易淬火钢的组织分布

(按峰值温度和组织特征不同分)⑴过热区（粗晶区）

峰值温度：固相线以下到晶粒开始急剧长大的温度(一般1100℃）。韧性很低，常产生脆化或裂纹。低碳钢管道接头的HAZ及母材组织第39页/共45页

A不易淬火钢HAZ的组织分布⑴过热区（粗晶区）

⑵相变重结晶区(正火区)

峰值温度：在Ac3以上到晶粒开始急剧长大的温度范围内。第40页/共45页

A不易淬火钢HAZ的组织分布⑴过热区（粗晶区）⑵相变重结晶区(正火区)⑶不完全重结晶区峰值温度：处于Ac1~Ac3之间。组织不均匀，力学性能也不均匀。

第41页/共45页低碳钢管道接头的HAZ及母材组织

过热区组织