模块8 焊接接头组织性能及主要金属的焊接《焊接科学与工程》教学课件.pptxVIP

第X章XXXX模块8焊接接头组织性能及主要金属的焊接

第八章焊接接头组织性能及主要金属的焊接焊缝结晶及其组织焊接热影响区及其组织材料的焊接性碳素钢的焊接合金结构钢的焊接高合金钢焊接铸铁的焊接有色金属的焊接特种合金及其材料的焊接

8.1焊缝结晶及其组织1、晶体结构与晶粒体心立方：Cr、V、Nb、W、α-Fe、δ-Fe、δ-Mn等面心立方：Al、Ni、Cu、γ-Fe、γ-Mn等密排六方：Mg、Zn、RE、α-Ti、α-Zr等

8.1焊缝结晶及其组织

8.1.1晶体结构与晶粒2、液态金属的结晶与组织

8.1焊缝结晶及其组织

8.1.1晶体结构与晶粒3、钢的固态相变与组织类型1）固溶体：α-Fe、δ-Fe、γ-Fe，塑性和韧性好，强度和硬度低2）化合物：Fe3C，硬而脆，塑性几乎为零3）混合物F+Fe3C，P，随着C含量增加，渗碳体含量增多，硬度和强度增加，塑性和韧性下降。

8.1.2铁-碳平衡图及其组织形成0.008%C（0.0218%C）以下：工业纯铁0.8%C（0.77%C）：共析钢P2.0%C（2.11%C）：过共析钢与铸铁分界成分4.3%C：亚共晶铸铁和共晶铸铁的分界成分

8.1.3焊缝结晶及其结晶缺陷1、焊缝结晶焊缝结晶有其特殊性，焊缝的成分是由熔化的焊丝合金、焊药渗入合金和母材成分组成，与焊缝溶合比和焊药中合金过渡系数有关。熔池在固体母材冷壁开始结晶，由多处结晶核心向焊缝中心成树枝状生长而成柱状晶结构。如加有Al、Ti、Nb、RE等微量元素，有可能在熔池各处都有结晶核心形成而打乱柱状晶结构而使晶粒细化。

8.1.3焊缝结晶及其结晶缺陷2、焊缝结晶偏析区域偏析：先结晶处金属纯度高，后结晶处杂质多晶内偏析（冷速快）：晶界处杂质多，晶粒中心纯度最高

8.1.3焊缝结晶及其结晶缺陷3、焊缝夹杂氧化物夹杂在焊缝中，影响焊缝的机械性能，增加焊缝脆性和热裂倾向，降低耐蚀性。原因：熔渣在熔池金属凝固时来不及上浮；来源于熔渣比重大、焊缝形状系数小、熔深大、冷却速度快等因素及脱氧产物（MnO、SiO2、Al2O3等）尺寸过小而不易上浮。4、焊缝中的气孔原因：高温吸气，冷速快，气体来不及排出而成内气孔：焊缝内部，CO外气孔：焊缝表层，H2

8.2焊缝热影响区及其组织8.2.1、热处理和焊接两种工艺的热循环焊接热循环与常规热处理存在明显差异，不能由人为简单控制，与很多复杂因素有关。加热速度快、最高温度高、高温停留时间短，冷却速度不完全由介质决定，而与接头材料、厚度、形式、焊接方法规范和材料初始温度有关，且各部位有不同的热循环，因此组织也不同。

8.2.2热影响区组织及性能1、熔合区焊缝金属与母材相邻的熔合线附近，温度处于固液相线之间；成分和组织不均匀，易产生裂纹和局部破坏2、过热区固相线以下至1100℃，奥氏体晶粒严重长大，塑性和韧性很低，焊接刚度较大结构时，此区易产生裂纹3、相变重结晶区AC3至1100℃，金属发生重结晶（F+P至γ再至F+P），组织细小，相当于正火组织，又称正火区或细晶区。此区韧性上升。4不完全重结晶区AC1至AC3之间，只有一部分组织发生了重结晶过程，而始终未溶入奥氏体中的铁素体发生长大，该区组织不均匀，晶粒大小不一，性能不均匀5亚临界热影响区一般组织变化不大，但当母材事先受过冷加工变形，或由于焊接应力而造成的应变，在AC1以下至450度就将发生再结晶，组织也明显变化。对于时效敏感性钢质此区将发生脆化；对于调质高强钢此区软化6、兰脆区200至400度的热影响区发生的脆化现象，强度提高、塑性和韧性降低。原因：晶界析出，表现为缺口敏感性增加，但组织无显著变化7、母材200以下区为母材，实际上常把AC1以下组织无显著变化的区域都称为母材。

8.2.3影响焊接接头性能的主要因素1、母材成分和性能2、焊接材料的匹配3、结构因素：对t8/5有重要影响：如板厚和接头形式4、坡口形式：对熔合比有重要影响5、焊接线能量

8.2.4热影响区组织性能控制由式可知，表征冷速的冷却时间t8/5或t8/3与板厚、接头形式和焊接方法有关，当这些因素一定时，可以调整焊接线能量来调整冷速或冷却时间

8.2.4热影响区组织性能控制

8.2.4热影响区组织性能控制

8.3材料的焊接性8.3.1、材料焊接性的意义及分级焊接性是用来相对衡量金属材料，在一定的焊接工艺条件下，实现优质接头的难易程度的尺度。

8.3.2材料焊接性的冷裂倾向冷裂纹主要有三类：延迟裂纹：冷裂纹的普遍形态淬硬脆化裂纹：淬硬倾向大合金易发生，主要发生在热影响区，少量出现在焊