10.2 焊接接头组织和性能的调整与改善

焊条电弧焊焊条电弧焊精品在线课程副主编：赵锦枭主编：王洪曾利艳学习情境10垂直固定管焊接版权所有，侵权必究焊条电弧焊主讲：黎浩然焊条电弧焊精品在线课程焊接接头组织和性能的调整与改善焊接接头的特点一

焊接接头是母材金属或母材金属和填充金属在高温热源作用下，经过加热和冷却过程而形成的不同组织和性能的不均匀体。焊接接头是焊缝、熔合区及热影响区的总称。

因为焊接接头各部位距离焊接热中心的距离不同，其温度分布也不相同，所以焊接接头各部位在组织和性能上存在很大差异。焊缝金属基本上一种铸造组织，化学成分与母材金属不同。近缝区金属受焊接热循环的影响，其组织与性能都发生了不同程度的变化，特别是熔合区更为明显。这说明了焊接接头具有金属组织和力学性能极不均匀的特点。焊接接头还会产生焊接缺陷，存在残余应力和应力集中，这些因素对焊接接头的组织与性能也有很大的影响。焊接接头组织和性能的调整与改善特点

影响焊接接头组织和性能的因素二

影响焊接接头组织与性能的主要因素有：焊接材料、焊接方法、焊接规范与热输入、焊接工艺、操作方法及焊后热处理等。

焊接材料对焊缝金属的化学和力学性能起着决定性的作用，因此，焊接材料的选择应以母材金属的化学成分和力学性能要求为前提，结合结构和接头的刚性、母材金属材料的焊接性等进行。1.焊接材料焊接接头组织和性能的调整与改善

影响焊接接头组织和性能的因素二

不同的焊接方法有其不同特点，因而对焊接接头的组织与性能的影响也不同，常用的焊接方法有：气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊和钨板氩弧焊。（1）气焊气焊的热源温度较低，加热速度慢，对熔池的保护差，故合金元素烧损较多；焊缝金属易产生过热组织，热影响区较宽，因此，焊接接头性能较差。（2）焊条电弧焊焊条电弧焊采用气渣联合保护，焊接热输入不大，故合金元素烧损较少，热影响区较窄，焊接接头性能较好。（3）埋弧自动焊埋弧自动焊也采用气渣联合保护，焊接热输入较手弧焊大，故合金元素烧损较多，焊缝金属也样粗大，焊接接头性能较好。（4）CO2气体保护焊CO2气体保护焊采用氧化性气体CO2进行保护，对合金元素烧损较多，帮需采用含硅、锰较多的焊丝。CO2气体对热影响区有冷却作用，故热影响区窄，接头性能好，尤其是接头的抗裂性能好。（5）手工钨极氩弧焊采用氩气保护，合金元素基本无烧损，焊缝结晶组织较细，热影响区窄，接头性能好，尤其是单面焊双面成型好。

在选择焊接方法时，应根据对焊接接头组织和性能的影响及其它要求综合考虑。2.焊接方法焊接接头组织和性能的调整与改善

影响焊接接头组织和性能的因素二

焊接热输入综合体现了焊接规范对接头性能的影响。

当采用小电流、快速焊接时，可减少热影响区的宽度，减小晶粒长大倾向，消除过热的危害，提高焊缝的塑性和韧性。

当采用大电流时、慢速焊时，则熔池大而深，焊缝金属得到粗大柱状晶粒，区域偏析严重，接头过热区宽，晶粒长大严重，接头的塑性差。但对某些焊接接头，热输入大些有利于时缝中氢的逸出，减少裂纹倾向。所以，对每种焊接方法都存在一个最佳的焊接规范或热输入。3.焊接规范与热输入焊接接头组织和性能的调整与改善

影响焊接接头组织和性能的因素二

（1）单道大功率慢速焊此法焊接热输入大，操作时在坡口两侧的高温停留时间长，热影响区加宽，接头晶粒粗化，塑性和韧性降低。同时易在焊缝中心产生偏析，导致热裂纹。此法在焊接性好的材料焊接时可采用，以提高生产率。

（2）多层多道、小电流、快速小摆动焊法此法热输入小，后焊焊道对前一焊道焊缝及热影响区起热处理作用。因此，焊接影响区窄，晶粒较细，综合力学性能好。此法普遍用在焊接性较差的材料焊接上。4.操作方法焊接接头组织和性能的调整与改善

焊接接头组织和性能的调整与改善三

调整和改善焊接接头组织与性能的主要方法如下。

变质处理是指通过焊接材料，向焊缝金属中添加不同的合金元素来改善焊缝的组织与性能，如向熔池中加入细化晶粒的合金元素钛、钒、铌及稀土元素等，可以改变结晶形态，使焊缝金属晶粒细化，提高焊缝的强度和韧性，同时又可改变反抗裂性。1.变质处理焊接接头组织和性能的调整与改善

焊接接头组织和性能的调整与改善三

振动结晶是指通过不同的途径使熔池产生强烈振动，破坏正在成长的晶粒，从而获得细小的焊缝组织，消除夹杂、气孔和改善焊缝的性能。

振动结晶的方式有低频机械振动、高频超声波振动和电磁振动等。2.振动结晶焊接接头组织和性能的调整与改善

焊接接头组织和性能的调整与改善三

多层焊是一方面由于每层焊缝变小而改善了凝固结晶条件，另一方面更主要的是后一层焊缝的热量对前一层焊缝具有附加热处理（相当于正火或回火）作用，前一层焊缝对后一层焊缝有预热作用，从而改善焊缝的组织与性能。3.多层焊焊接接头组织和性能的调整与改善

焊接接头组织和性能的调整与改善三

预热可降低焊接接头区域的温差，减小焊接影响区的淬硬倾向。预热也有利于焊缝中氢的逸出，降低焊缝中的含氢量，防止冷裂纹的产生。

焊后热处理是指焊后为改善焊接接头的组织与性能或消除残余应力而进行的热处理，按处理工艺不同，焊后热处理可分别起到改善组织、性能、消除残余应力或扩散氢的作用。焊后热处理的方法主要有高温回火、消除应力退火、正火和调质处理。4.预热和焊后热处理焊接接头组织和性能的调整与改善

焊接接头组织和性能的调整与改善三

锤击焊道表面可使焊缝表面的晶粒破碎，使后层焊缝凝固时晶粒细化，改善焊缝的组织与性能。此外，逐层锤击焊缝表面可减少或消除接头的残余应力。5.锤击焊道表面焊接接头组织和性能的调整与改善谢谢大家!THANKS焊条电弧焊焊条电弧焊