焊接技師培訓課件

1、第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金第一章第一章 鐵碳合金鐵碳合金第一節(jié)第一節(jié) 鐵碳合金的基本相和組織鐵碳合金的基本相和組織第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金一、鐵碳合金的基本相 鐵的同素異構轉變 液態(tài)純鐵在1538開始結晶，得到 -Fe 1394 -Fe 912 -Fe （體心立方晶格） （ 面心立方晶格 ） （體心立方晶格）第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金1、鐵素體（F）鐵素體：碳溶解在-Fe 中形成的間隙固溶體。 由于-Fe為體心立方晶格，碳在-Fe 中的溶解度較小，727 時為0.0218%，室溫時為0.0008%。 由于F的含碳量很低，故鐵素體的性能與純鐵相似，它具有良好的塑性

2、和韌性，低的強度和硬度第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金2、奧氏體（A） 奧氏體碳溶解在-Fe 中所形成的間隙固溶體。 -Fe為面心立方晶格 ，晶格間隙較大，故奧氏體（A）的溶碳能力較強，1148時，含碳量2.11%，727 時，含碳量0.77% 奧氏體的強度和硬度不高，具有良好的塑性，當鋼處于奧氏體狀態(tài)時，能較順利的進行加工。第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金3、滲碳體（Fe3C） 滲碳體是鐵和碳的化合物，其含碳量為6.69% 滲碳體硬度很高,約為800HBs（W），脆性很大，而塑性和韌性幾乎等于零。4、珠光體（P）F+ Fe3C珠光體鐵素體和滲碳體組成的機械混合物。 它是奧氏體在冷卻到

3、727的恒溫下發(fā)生共析轉變得到的產物，因此，它只存在于727 以下，其平均含碳量為0.77%第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金 從珠光體的顯微組織中可以看到珠光體中的鐵素體和滲碳體是層層交替排列的。 珠光體的性能介于鐵素體和滲碳體之間，強度較高，硬度適中，具有一定的塑性。5、萊氏體（Ld） 萊氏體分為：高溫萊氏體（ 727 以上），A+ Fe3C 低溫萊氏體（ 727 以下），P+ Fe3C 高溫萊氏體用Ld表示，低溫萊氏體用Ld表示第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金高溫萊氏體含碳量為4.3%的鐵碳合金，在1148 時從液態(tài)中同時結晶出奧氏體和滲碳體 的機械混合物。低溫萊氏體由于奧氏體在7

4、27時轉變?yōu)橹楣怏w， 所以在727以下的萊氏體由珠光體和 滲碳體組成。 萊氏體的性能和滲碳體相似，硬度很高，塑性差。 鐵碳合金的基本相和組織中，鐵素體、奧氏體、滲碳體是基本相，分別為單相組織，珠光體和萊氏體則是由基本相組成的多相組織第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金二、鐵碳合金狀態(tài)圖 鐵碳合金狀態(tài)圖是表示在極緩慢冷卻（或極緩慢加熱）的情況下，不同成份的鐵碳合金的狀態(tài)或組織隨溫度變化的一種圖形。溫度第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金1、Fe-Fe3C狀態(tài)圖中幾個主要臨界點點的符號溫度含碳量意義ACDEGS153811481227114891272704.36.692.1100.77純鐵的熔點

5、共晶點L A+Fe3C滲碳體熔點碳在-Fe中最大溶解度-Fe -Fe純鐵的同素異體共析點A F+Fe3C第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金2、Fe-Fe3C狀態(tài)圖中的特性物理意義物理線意義ACDAECFGSESECFPSK鐵碳合金液相線鐵碳合金的固相線冷卻時，從奧氏體中析出鐵素體的開始線。用A3表示碳在奧氏體中溶解度線。用Acm表示L A+Fe3C共晶轉變線A F+Fe3C共析轉變線。用A1表示第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金3、鐵碳合金的分類 分為：鋼、白口鐵（1）鋼 （含碳量2.11%的鐵碳合金稱為鋼） 亞共析鋼：C%0.77，室溫組織主要是 F+P 共析鋼 ：C%=0.77，室溫組

6、織全部是 P 過共析鋼 ：C%0.77，室溫組織主要是 P+Fe3C（2）白口鐵 （含碳量在2.116.69之間的鐵碳合金） 亞共晶白口鐵：C%4.3,室溫組織是P+ Fe3C+L/d 共晶白口鐵 ：C%=4.3,室溫組織是L/d（低溫萊氏體） 過共晶白口鐵：C%4.3,室溫組織是 Fe3C+L/d 一般將含碳量2.11（一般為2.54%)的鐵碳合金稱為鑄鐵第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金三、鋼在冷卻時的轉變 鋼經過加熱獲得奧氏體組織后，如在不同的條件下冷卻，最后得到使鋼獲得不同的機械性能。1、過冷奧氏體的等溫轉變 奧氏體在臨界溫度A1以下是不穩(wěn)定的，必然要發(fā)生轉變，但并不是一冷到A1溫度

7、以下就立即發(fā)生轉變，它在轉變前要需要停留一段時間，這個時間稱為孕育期。 在A1溫度下暫時存在的，處于不穩(wěn)定狀態(tài)的奧氏體稱為“過冷奧氏體”第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金 將高溫奧氏體迅速冷卻到低于A1的某一溫度，并保持恒溫，讓過冷奧氏體在此溫度完成其轉變的過程，稱為過冷奧氏體的等溫轉變。 過冷奧氏體在不同溫度進行等溫轉變，將獲得不同的組織和性能。 全面表示過冷奧氏體的轉變溫度與轉變產物之間關系的圖形，稱為奧氏體等溫轉變曲線。第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金（1）過冷奧氏體等溫轉變曲線的建立 由于其曲線形狀與“C”字母相似，故奧氏體等溫轉變曲線又稱為C曲線，下圖為共析鋼（0.77%含碳量

8、）的C曲線。圖中a為開始轉變點，b為轉變終了點, aa是過冷奧氏體轉變開始線，在轉變開始線左邊是過冷奧氏體區(qū)。bb 為過冷奧氏體終了線，在轉變終了線右邊，轉變已經完成，是轉變產物區(qū)。 aa線與bb 為過冷奧氏體與轉變產物共存的過度區(qū)。A1奧氏體向珠光體轉變的臨界溫度Ms過冷奧氏體轉變?yōu)轳R氏體的開始溫度，約230Mf過冷奧氏體轉變?yōu)轳R氏體的終了溫度，約-50 第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金 由圖可知，在C曲線拐彎的“鼻尖”處(約550)，孕育期最短，此時過冷奧氏體最不穩(wěn)定，易分解。二者共存區(qū)轉變產物區(qū)過冷奧氏體區(qū)bBTbSPaaM sA1AM +AM f溫度（）共 析 鋼 的 曲 線時 間

9、 （ 秒 ）100000100001000100101727230-508007006005004003002001000-100第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金（2）過冷奧氏體等溫轉變產物的組織和性能組織名稱符號形成溫度范圍顯微組織特征硬度（HRC）珠光體PA1-650粗片狀混合物25索氏體S650-600細片狀混合物25-35屈氏體T600-550極細片狀混合物35-40上貝氏體B上550-350羽毛狀組織40-45下貝氏體B下350-Ms黑色針狀組織45-55第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金貝氏體：含量具有一定飽和程度的鐵素體和極分散的滲碳體所組成的混合物。（3）冷卻速度對奧氏體

10、轉變產物的影響（以共析鋼為例）V1-轉變產物為珠光體，相當于隨爐冷卻（10/分）V2-轉變產物為索氏體，相當于空冷（10/秒）V3-相當于油冷（150/秒），轉變產物一部分為屈氏體，另一部分為馬氏體（因為冷卻線未與轉變終了線相交）V4-相當于水冷（600/秒），冷卻過快，過冷奧氏體來不及分解便被冷卻到Ms以下，全部轉變?yōu)轳R氏體V臨-恰好與C曲線的開始轉變溫度相切，是奧氏體不發(fā)生分解而全部冷卻到Ms以下向馬氏體轉變的最小冷卻速度，稱為臨界冷卻速度，只要V V臨就得到全部馬氏體組織第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金 V1V2V3V臨臨V4二者共存區(qū)轉變產物區(qū)過冷奧氏體區(qū)bBTbSPaaMsA1A

11、M+AMf溫度（）共析鋼的 曲線時間（秒）100000100001000100101727230-508007006005004003002001000-100第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金（3）馬氏體轉變 當冷卻速度大于V臨時，奧氏體很快過冷到Ms以下， -Fe晶格迅速向 -Fe晶格轉變，但由于溫度較低，鋼中碳原子完全失去擴散能力，被迫全部留在-Fe晶格中，大大超過了碳在-Fe中的正常溶解度。 這種碳溶于-Fe中的過飽和固溶體稱為馬氏體。馬氏體分為：a.針狀馬氏體：特點是硬度高，脆性大（含碳量1.0%）b.板條馬氏體：特點是具有良好的強度及較好的韌性（含碳 量0.2%）第一章第一章 鐵

12、鐵 碳碳 合合 金金第二節(jié) 鋼的熱處理第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金 鋼的熱處理是通過將鋼在固態(tài)下加熱、保溫和冷卻來改變鋼的內部組織，從而獲得所需要性能的一種工藝方法。 根據工藝不同，鋼的熱處理方法可分為： 退火、正火、淬火、回火、表面處理等。一、鋼在加熱和冷卻時的臨界溫度 由Fe-Fe3C相圖可知，A1、A3、Am是鋼在極緩加熱和冷卻時的臨界溫度。第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金 但在實際的狀態(tài)下，加熱和冷卻的速度是比較快的，所以鋼的組織轉變是滯后的。 在加熱時要高于A1、A3、Am，升高為Ac1、Ac3、Acm。 冷卻時臨界溫度下降到Ar1、Ar3、Arm第一章第一章 鐵鐵 碳碳

13、 合合 金金二、鋼的熱處理1、退火（1）定義：將鋼加熱到一定溫度，保溫一段時間， 然后緩慢冷卻到室溫的熱處理工藝。（2）退火的目的a、降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工和冷加工b、細化晶粒，均勻鋼的組織和成分，改善鋼的性能或為以后的熱處理作準備。c、消除鋼中的殘余應力，防止變形和開裂。第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金（3）常用的退火方法a、完全退火 將鋼加熱到Ac3以上2040，保溫一定時間，然后隨爐緩慢冷卻，這種退火方法稱為完全退火。完全退火適用中碳鋼及低、中碳合金鋼的鍛件、鑄件b、球化退火 將鋼加熱到Ac1以上2030，保溫一定時間，以不大于50/min的冷卻速度隨爐冷卻，獲得球狀

14、珠光體組織的退火方法。球化退火適用共析鋼及過共析鋼，如：碳素工具鋼、合金刃具鋼、軸承鋼等。第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金 c 、去應力退火（又稱低溫退火） 將鋼加熱到略低于A1的溫度（500650），經保溫后緩慢冷卻的退火方法。 對精度要求較高的工件，如：鍛件、鑄件、焊接以及切削加工后，應采取去應力退火，以消除工件中的內應力 2、正火（1）定義：將鋼加熱到Ac3或Acm以上3050，保 溫一定時間，隨后在空氣中冷卻的熱處理 工藝第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金（2）正火目的 正火與退火的目的基本相同，但正火的冷卻速度比退火稍快，所以正火鋼的晶粒組織比較細，其硬度和強度比退火高。（3）

15、退火和正火的選擇a、從切削加工考慮b、從使用性能上考慮 正火比退火具有較好的機械性能。 如果零件的性能要求不變，可用正火作最終處理。 當零件的形狀復雜，正火的冷卻速度較快，有形成裂紋的危險時，則采用退火處理。第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金c、從經濟性考慮 正火比退火生產周期短、成本低、操作方便，故可能條件下，優(yōu)先采用正火。3、淬火（1）定義：將鋼加熱到臨界溫度（Ac3或Ac1）以上 溫度，經保溫后，快速冷卻（達到或大于臨界冷卻速度），以獲得馬氏體組織的熱處理工藝（2）目的：主要為了獲得馬氏體組織，以提高鋼的 硬度和耐磨性。第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金（3）淬火加熱溫度 亞共析鋼：

16、淬火溫度在Ac3以上3050 過共析鋼：淬火溫度在Ac1以上3050（4）淬火冷卻介質 水、礦物油、鹽水溶液等4、回火（1）定義：將淬火后的鋼加熱到Ac1以下某一溫度， 保溫一定時間，待組織轉變完成后冷卻 到室溫的熱處理方法。（2）淬火鋼回火的目的第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金a、減少或消除工件淬火時產生的內應力，防止工件使用過程中的變形和開裂。b、使工件達到所需要的機械性能。c、穩(wěn)定組織，使工件在使用過程中不發(fā)生組織轉變，從而保證工件的形狀和尺寸，保證工件的精度。（3）回火的分類 低溫回火：150250，得到回火馬氏體 中溫回火：350500，得到回火屈氏體 高溫回火：500650，得

17、到回火索氏體第一章第一章 鐵鐵 碳碳 合合 金金5、鋼的表面熱處理（1）表面淬火 把鋼的表面迅速加熱到淬火溫度，而心部溫度仍保持在臨界溫度以下，然后快速冷卻，使鋼的表面在一定深度轉變?yōu)轳R氏體組織，而心部組織不變。 表面淬火分為： a、火焰加熱表面淬火（淬硬層深度一般為26mm） b、感應加熱表面淬火（淬硬層深度與感應器中電流頻率有關，頻率越高，淬硬層深度越?。┑谝徽碌谝徽?鐵鐵 碳碳 合合 金金（2）鋼的化學熱處理a、鋼的滲碳：即向鋼的表面滲入碳原子，以 提高表面硬度和耐磨性b、鋼的氮化（滲氮）：即向鋼的表面滲入氮原子，以提高表面硬度、耐磨性、耐蝕性及疲勞強度c、碳氮共滲（也稱為氰化）d、其他

18、化學熱處理，如：滲鋁、滲硼等。 滲鋁可提高抗高溫氧化性，滲硼可提高耐磨性、硬度及耐蝕性第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗第二章第二章 焊接性試驗和焊接性試驗和工藝認可試驗工藝認可試驗第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗第一節(jié)第一節(jié) 金屬焊接性金屬焊接性一、金屬焊接性概述1、定義：是指金屬材料對焊接加工的適應性和形成 焊接接頭后適應使用要求的程度。 它包含二方面內容；1）接合性能：在一定工藝條件下，焊接加工時，金 屬形成完整焊接接頭的能力。2）使用性能：焊后的焊接接頭在使用條件下安全運 行的能力。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗2、金屬焊接性的相對性 金屬的焊接性既與金屬本身的材質有關，也與焊接工藝條

19、件有密切相關。3、研究金屬焊接性的目的 在于查明一定的金屬材料，在給定的焊接工藝條件下，可能產生的問題及其原因，以確定焊接工藝的合理性及金屬材質的改進方向。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗4、金屬焊接性的判斷依據（1）碳當量（CE)的定義 為了取得數量上的一致性，把鋼中合金元素（包括C）的含量按其作用換算成C的相當含量，稱為該種鋼材的碳當量 碳當量（CE)可以作為評定鋼材焊接性的一種指標，對于碳鋼和低碳鋼，碳當量的計算公式如下： 碳當量（CE）=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 (%)第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗（2）金屬焊接性的判斷依據a、當CE0.4%時，鋼材

20、的焊接性優(yōu)良，淬硬傾向不明顯，焊接時不必預熱注：該處是否預熱還要看具體的板材厚度和環(huán)境溫度，結合WPS（焊接工藝規(guī)程）執(zhí)行b、當CE=0.40.6%時，鋼材的淬硬傾向逐漸明顯，需要采取適當預熱和控制線能量等措施c、當CE0.6%時，鋼材的淬硬傾向強，屬于較難焊的材料，需采取較高的預熱溫度等嚴格的工藝措施第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗二、焊接裂紋二、焊接裂紋 焊接裂紋的分類：1、按裂紋的形狀和位置分（1）弧坑裂紋 （2）縱向裂紋 （3）橫向裂紋（4）焊趾裂紋 （5）焊道下裂紋（6）根部裂紋（7）層狀撕裂2、按形成的條件和溫度分（1）熱裂紋 （2）冷裂紋（3）再熱裂紋 （4）層狀撕裂第二章 焊接

21、性試驗和工藝認可試驗第二節(jié)第二節(jié) 熱裂紋熱裂紋一、熱裂紋的特征1、形成時期 焊接接頭冷卻時，溫度處于11481538，液相轉化為固相階段。2、存在部位焊縫及近縫區(qū)3、宏觀特征裂口有明顯氧化色彩，表面無光澤4、微觀特征沿晶界斷裂5、種類多邊化裂紋、液化裂紋、結晶裂紋第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗二、熱裂紋形成條件(具有高溫沿晶斷裂性質)1、多邊化裂紋1）主要出現在熔合線附近2）出現在固相線溫度以下的高溫區(qū)3）主要由于結晶不平衡，形成多邊化邊界，造成大量晶格缺陷2、液化裂紋1）是一種沿奧氏體晶界開裂的微裂紋（一般在0.5mm以下）。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗2）產生在熱影響區(qū)或多層焊的焊道

22、之間3）主要由于奧氏體晶界上的低熔共晶物被重新熔化，在拉應力作用下，沿奧氏體晶間開裂。3、結晶裂紋1）主要在固相線附近高溫區(qū)形成2）主要在含雜質較多的碳鋼、單相奧氏體鋼等鋼種的焊縫中產生。3）焊縫中，以縱、橫裂紋或弧坑裂紋形成出現4）主要是焊縫中存在液態(tài)薄膜和焊縫凝固過程中受到拉應力的共同作用。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗三、結晶裂紋的控制1、結晶裂紋的影響因素1）冶金因素a、硫、磷在鋼中形成多種低熔共晶，使結晶過程中極易形成液態(tài)薄膜b、碳的存在加劇其他元素的有害作用c、錳具有脫硫作用，可防止硫引起的結晶裂紋d、一次結晶時的晶粒越大，柱狀晶的方向越明顯，產生結晶裂紋傾向越大。第二章 焊接性

23、試驗和工藝認可試驗2) 力學因素 結構拘束度越大，焊接應力越大，越容易產生結晶裂紋2、防止結晶裂紋的措施1）冶金方面： a)控制焊縫中硫、磷含量，（0.030.04%） b)改善焊縫一次結晶 c)向焊縫中加入細化晶粒元素，如Mo，V，Nb等第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗2）工藝方面： a)采用合適或偏低的線能量 b)改善焊縫的成型系數 熔深熔深 焊縫成型系數焊縫成型系數= 1 (一般在一般在0.40.6) 熔寬熔寬 c)控制焊縫冷卻速度 d)正確選擇焊接順序盡量在較小剛度條件下焊接 e)對焊件進行適當的預熱和緩冷第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗第三節(jié)第三節(jié) 冷裂紋冷裂紋一、冷裂紋的特征 冷裂

24、紋：是在較低溫度下，由于拘束應力、淬硬組織和氫的作用，在焊接接頭中產生的裂紋，又稱為低溫裂紋形成時期 在較低溫度（約230）以下產生，具有延遲性質。 冷裂紋主要發(fā)生在，中碳鋼、高碳鋼、合金結構鋼以及鈦合金的熱影響區(qū)，但也會在焊縫中出現，特別是在厚板的多層焊的焊縫中，其主要是貫穿晶粒的晶內裂紋，也有部分是沿晶擴展的，但絕不是沿晶開裂。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗二、冷裂紋的種類1、焊趾裂紋 發(fā)生在母材與焊縫交界的部位 有明顯的應力集中部位 走向與焊縫平行，由焊趾表面向母材深處擴展2、焊道下裂紋 經常發(fā)生在淬硬傾向大，含氫量高的熱影響區(qū) 一般走向與熔合線平行，少量垂直熔合線第二章 焊接性試驗和

25、工藝認可試驗3、根部裂紋 主要發(fā)生在含氫量高，預熱溫度不足二、冷裂紋產生機理 冷裂紋產生的三要素：鋼的淬硬傾向、氫的含量、拘束應力1、鋼種的淬硬傾向 淬硬傾向 由鋼的化學成分、板厚、焊接工藝、 冷卻條件決定。 淬硬傾向越大，則越容易產生裂紋第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗2、氫的作用 氫是高強鋼時引起延遲裂紋的重要因素之一，由于具有延遲性，常把由氫引起的延遲裂紋稱為氫致裂紋。高強鋼焊接接頭的含氫量越高，則裂紋的傾向越大，當含氫量超過某一臨界值時，便開始出現裂紋，隨著含氫量的增多，裂紋的尺寸和數量也在不斷增加。 在焊接條件下，焊接材料中的水分、焊件坡口及邊緣的油污、鐵銹以及空氣中的濕氣等都是焊縫

26、金屬中富氫的主要因素。 第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗3、焊接接頭的應力1）不均勻的加熱和冷卻過程中所產生的熱應力 與母材和填充金屬的熱物理性質有關，同時也與被焊件的剛度有關2）金屬相變產生組織應力 奧氏體分解時析出鐵素體、珠光體、馬氏體等都會引起體積膨脹，并且不是在自由狀態(tài)下進行，而是受到周圍金屬的拘束，同時焊接時不均勻的加熱和冷卻，因此組織轉變也是不均勻的，結果產生了應力。3）結構自身拘束條件下造成的應力外拘束應力 如結構形式、焊縫的位置、施焊的順序、部件的自重以及夾持部件的松緊程度都會使焊接接頭承受不同的應力。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗三、冷裂紋的影響因素及防止措施1、鋼種化學成

27、分的影響2、拘束應力的影響3、氫的有害影響4、焊接工藝的影響1）線能量的影響2）預熱的影響3）后熱的影響4）多層焊的影響第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗四、防止冷裂紋的途徑1、冶金方面（1）選用優(yōu)質的低氫的焊接材料 如采用低氫焊條和焊劑、對于某些非常重要的結構，為了防止裂紋的出現，還采用了含氫量1.0ml/100g的超低氫焊條（2）嚴格控制氫的來源 嚴格烘焙焊條、焊劑，并妥善保管，焊前仔細清理坡口及相關區(qū)域，可有效提高抗裂性和防止延遲裂紋的產生（3）用合金元素改善焊縫金屬的性能 適當加入某些元素提高焊縫金屬的塑性，也可防止冷裂紋的產生。如加入少量能細化晶粒的鉬-釩合金元素等。此外采用奧氏體組織

28、的焊條，焊接某些淬硬傾向較大的低合金高強鋼，也能較好的避免冷裂紋。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗2、工藝方面（1）正確選用焊接規(guī)范（2）焊前預熱、焊后緩冷及焊后熱處理 焊前預熱及焊后緩冷可降低焊縫金屬的冷卻速度，有利于焊縫中氫的逸出，降低焊縫金屬的擴散氫含量；焊后熱處理主要用于一些高強度的厚壁容器、大剛度的焊接結構，以及一些低溫、耐蝕條件下工作的構件，一般消除應力只采用回火熱處理即可，而焊后熱處理一方面能消除焊接殘余應力，另一方面改善組織，能使已產生的馬氏體高溫回火，并能進一步脫氫，對于消除延遲裂紋，改善HAZ塑性起較好作用。（3）捶擊焊縫表面，跟蹤回火（4）改善結構的應力狀態(tài)、焊縫位置和施

29、焊順序第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗3、降低焊接接頭的拘束應力（1）設計上要防止焊縫的分布過分密集，在滿足焊縫金屬強度的基本要求下，應盡量減少填充金屬的用量，坡口形狀以對稱為宜。（2）工藝上可采取適當的預熱、緩冷及焊后熱處理等，對降低焊接接頭的拘束應力十分有效。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗第四節(jié)第四節(jié) 再熱裂紋再熱裂紋一、再熱裂紋主要特征1、產生在焊接熱影響區(qū)的過熱粗晶部位，沿晶界開裂。 裂紋大體上沿熔合線方向在奧氏體粗晶粒邊界發(fā)展2、與加熱的溫度和加熱的時間有關 存在一個最易于產生再熱裂紋的敏感性溫度范圍，如低合金高強鋼一般在500700之間，且鋼種不同，其敏感溫度范圍也有所不同3、產

30、生時必須存在大的殘余應力和應變 如大拘束度的厚大工件或應力集中部位最易產生再熱裂紋4、含有一定的沉淀強化元素 合金元素含量較多的合金鋼具有明顯的再熱裂紋傾向第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗二、再熱裂紋形成條件 再熱裂紋主要是焊接接頭焊后再次加熱過程中，原接頭中存在殘余應力，發(fā)生應力松弛而引起。1、晶界雜質析集弱化作用 雜質在晶界析集造成脆化作用2、晶內沉淀強化作用（也稱為二次硬化作用） 合金元素含量較多的鋼材具有明顯的再熱裂紋傾向，如含鉻、鉬、釩等能形成碳化沉淀相的低合金鋼（特別是珠光體耐熱鋼），是易于產生再熱裂紋的典型金屬材料。3、蠕變脆化作用 再熱過程中的應力松弛是應力逐步隨時間而降低的蠕

31、變現象，可直接用蠕變斷裂理論來解釋再熱裂紋的形成，可以認為再熱裂紋是溫度和應力變動下的一種蠕變斷裂現象。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗三、再熱裂紋的影響因素及其防止1、冶金方面1）化學成分的影響 化學成分對再熱裂紋的影響，隨鋼種的不同而有差異2）鋼的晶粒度影響 晶粒度越大，則晶間開裂所需應力越小，越容易形成再熱裂紋。3）焊接接頭不同部位對再熱裂紋的影響第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗2、焊接工藝影響1）焊接方法 不同的焊接方法，所使用的線能量不同，則再熱裂紋傾向也不同。2）預熱和后熱的影響3）選用低匹配的焊接材料4）降低殘余應力和避免應力集中第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗第五節(jié)第五節(jié) 層狀

32、撕裂層狀撕裂一、層狀撕裂的特征1、層狀撕裂是一種內部的低溫開裂2、層狀撕裂主要出現在鋼板中，呈現階梯狀開裂3、層狀撕裂基本平行于鋼板軋制平面4、層狀撕裂部位可發(fā)現不同類型的非金屬夾雜物5、層狀撕裂主要發(fā)生在高強度鋼的厚板結構中6、層狀撕裂產生位置：熱影響區(qū)沿夾雜開裂 熱影響區(qū)焊趾或根部冷裂紋誘發(fā)層狀撕裂 遠離熱影響區(qū)母材中沿夾雜開裂第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗二、層狀撕裂形成機理及其影響因素1、形成機理 沿鋼板軋制方向稱L向 沿鋼板厚度方向稱Z向第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗造成層狀撕裂的根本原因是： 在于鋼板在軋制過程中，把鋼內一些非金屬夾雜物軋成平行于軋制方向的帶狀夾雜物，這就造成鋼

33、材力學性能的各向異性。2、影響層狀撕裂的因素 1)非金屬夾雜物的種類、數量和分布狀態(tài)是產生層狀撕裂的本質原因。 常見的夾雜物有：硫化物、硅酸鹽、鋁酸鹽等。2）Z向拘束應力 焊接過程中，Z向承受較大拉應力的作用，導致Z向變形能力大于材料變形能力。 第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗3）氫的影響 在熱影響區(qū)附近，由于擴散氫導致冷裂紋產生，而誘發(fā)層狀撕裂。4）金屬基體性能3、防止層狀撕裂的措施1）控制夾雜物2）選用具有抗層狀撕裂的鋼種，如Z向鋼3）防止基體金屬脆化基體金屬塑性、韌性的改善可提高其抗層狀撕裂性能4）設計和施工中的措施 主要避免Z向應力集中第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗a、采用焊接量少的

34、對稱焊縫替代焊接量大的焊縫b、改善接頭形式第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗c、對于T型接頭，可以在面板上預先堆焊一層低強度的材料（必須在接頭設計所允許的情況下）d、焊接中，盡量減少焊縫中的含氫量，防止冷裂紋產生而誘發(fā)層狀撕裂第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗第六節(jié)第六節(jié) 焊接接頭試驗方法焊接接頭試驗方法一、焊接冷裂紋的試驗方法1、冷裂紋的間接評定方法間接評定法：根據焊件材料的化學成分或焊接接頭熱影響區(qū)的最高硬度，進行材料冷裂紋的評定方法。1）熱影響區(qū)最高硬度法 硬度測定試樣焊縫檢測斷面第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗試樣制備：L=200mm，B=75mm，l=125mm，=20mm試樣數量：二件

35、。1#在室溫下進行 2#在預熱下進行焊接條件：焊條4mm，I=170A，Vf=150mm/min焊接后12小時加工取樣測試結論：對熱影響區(qū)硬度與鋼材規(guī)定的最大允許值 比較，若超過允許值，說明材料冷裂敏感 傾向大。 這種測試，只是考慮了組織因素，沒有涉及氫和應力，所以不能判斷實際產品的冷裂傾向。只能作為對不同材料的相對比較。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗2）碳當量法：將鋼中的合金元素（包括碳）的含量 按其作用換算成碳的當量。常用的：CE=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5（%）經典的：CE=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4（%） 這個公式適用于1

36、030mm板厚 CE值越高，鋼的淬硬傾向越大，冷裂敏感性愈大。 當CE0.4時，焊接性好，不易產生冷裂紋 當CE=0.40.6時，焊接性較差，易產生冷裂紋 當CE0.6時，焊接性很差，很容易產生冷裂紋第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗說明：1、碳當量只是在一定范圍內對鋼材的估算， 適用范圍有限。 2、碳當量的值只表達鋼材的化學成分對冷裂 傾向的影響。 3、計算碳當量必須選用化學成分的上限值。3）根部裂紋敏感性評定法 是評定根部裂紋的碳當量Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Cr/20+Ni/60+Mo/15 +V/10+5B（%） 根部裂紋敏感性也是根據化學成分得出。第二章 焊接性試

37、驗和工藝認可試驗 為了進一步較正確的計算，由引入公式： Pw=Pcm+/600+H/60（%） 板厚 H焊縫中的擴散氫的含量（ml/100g）目的：進一步把氫和板厚（代表應力）因素一起考慮2、焊接冷裂紋的直接試驗方法1）冷裂紋的自身拘束試驗a、斜Y形坡口焊接裂紋試驗 這種試驗產生的裂紋，多出現在焊根尖角處的熱影響區(qū)，當焊縫金屬抗裂性差時，裂紋會擴展到焊縫。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗焊接工藝條件：焊接在室溫下進行，焊條直徑：4mmI = 17010A，U = 242V，Vf = 15010mm/min/2/2拘束焊縫拘束焊縫試驗焊縫第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗焊后48小時進行裂紋的解剖

38、和檢測：主要計算：表面裂紋率、根部裂紋率、斷面裂紋率 當裂紋率20%時，則判斷實際生產中不會發(fā)生冷裂紋。b、搭接接頭焊接裂紋試驗 主要適用于低合金鋼焊接熱影響區(qū)，由馬氏體轉變而引起的裂紋試驗C、T形接頭焊接裂紋試驗 適用于碳素鋼T形接頭角焊縫的裂紋試驗第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗2）冷裂紋的外拘束試驗a、插銷式試驗 主要用于評定氫致延遲裂紋中的焊根裂紋b、拉伸拘束裂紋試驗 主要用于研究焊縫根部的冷裂紋 二、焊接熱裂紋的試驗方法1、壓板對接焊接裂紋試驗 主要適用于低碳鋼和低合金鋼、不銹鋼的焊接裂紋試驗 第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗2、環(huán)形鑲塊裂紋試驗3、可變拘束試驗4、魚骨狀可變拘束裂紋

39、試驗5、對接接頭剛性拘束焊接裂紋試驗 主要適用于碳鋼及低合金鋼手工電弧焊、埋弧焊及氣體保護焊工藝方法，可用于鋼材及焊接材料對接接頭的抗裂性對比及焊接工藝適用性試驗。目的是測定焊縫的熱裂紋敏感性，也可以測熱影響區(qū)的冷裂紋敏感性。6、窗形拘束對接裂紋試驗 主要適用于考核多層焊時焊縫產生橫向裂紋的敏感性，以及為防止這類裂紋而選擇合適的焊接材料和焊接工藝條件。這種試驗方法比較接近大型容器（如球罐等）的實際焊接條件。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗三、焊接再熱裂紋的試驗方法1、再熱裂紋間接評定方法常用的：1、日本中村關系式 G=Cr+3.3Mo+8.1V1.39（%） 當G0時，再熱裂紋敏感性強 2、日

40、本伊藤關系式 Psr=Cr+Cu+2Mo+7Nb+5Ti2（%） Psr0時，再熱裂紋敏感性不強第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗2、焊接再熱裂紋直接試驗方法1）斜Y形坡口焊接裂紋試驗2）反面拘束焊道再熱裂紋試驗3）平板對接剛性板拘束試驗四、層狀撕裂試驗方法1、Z向窗口試驗：該方法模擬實際焊接結構的層狀撕裂，應用較多。2、Z向拉伸試驗：這是一種間接的試驗方法。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗第七節(jié)第七節(jié) 焊接接頭機械性能試驗焊接接頭機械性能試驗一、焊接接頭機械性能試驗概述 鋼的機械性能是指金屬材料在外力作用下能抵抗變形和破壞的能力，它包括：硬度、強度、塑性和韌性。1、強度金屬材料抵抗外力破壞作用

41、的最 大能力。材料強度分為：抗拉強度（Rm） 屈服強度（Re） 抗壓強度（Rbc） 抗彎強度（Rbb） 實際工作中常用的是抗拉強度和屈服強度第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗2、塑性 鋼材的塑性是指金屬材料在外力作用下產生變形而不被破壞的能力。 代表鋼材塑性的指標是：伸長率和斷面收縮率伸長率（延伸率）是指經過拉伸斷裂后，鋼材試樣伸長的比例，用百分數表示。符號為A。斷面收縮率是指經過拉伸斷裂后，試樣斷面面積縮小量與原截面積之比，用百分數表示。符號為。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗3、韌性 金屬材料抵抗沖擊力而不被破壞的能力叫做沖擊韌性。以沖擊韌性值k表示。 鋼的機械性能與其含碳量有關，隨著鋼中的

42、含碳量的不斷增加，鋼的硬度、強度不斷增加，而塑性卻不斷降低。第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗二、拉伸試驗二、拉伸試驗 拉伸試驗是將焊接接頭或焊縫金屬，按規(guī)定制成一定形狀和尺寸的試樣，放在專門的拉力機上，隨著載荷的增加，試樣產生伸長變形直至被拉斷。1、拉伸試驗的目的 是測定焊縫金屬或焊接接頭的強度（包括：抗拉強度、屈服強度）和塑性（包括：延伸率、斷面收縮率）。2、試樣的形式 板形試樣、圓形試樣、整管試樣第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗三、彎曲試驗三、彎曲試驗 彎曲試驗是將焊接接頭按規(guī)定制成一定形狀和尺寸的試樣，放在專門的壓力機上加上一定的載荷，使試樣彎曲一個角度，檢查其拉伸面上有無裂紋的試驗方法

43、。1、彎曲試驗目的 檢驗焊接接頭的塑性，并同時可反映出各區(qū)域的塑性差別，暴露焊接缺陷和考核熔合線的質量。2、彎曲試驗的種類 面彎、背彎、側彎第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗四、沖擊試驗四、沖擊試驗 沖擊試驗是將焊接接頭按規(guī)定制成一定形狀和尺寸的試樣，放在專門的沖擊試驗機上加上一定的沖擊載荷將試樣打斷。1、沖擊試驗的目的 測定焊接接頭的沖擊韌性和缺口敏感性，作為評定材料斷裂韌性和冷作時效敏感性的一個指標。2、沖擊試樣的形式 U型缺口 V型缺口第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗五、硬度試驗五、硬度試驗 硬度試驗是將焊接接頭按規(guī)定制成一定形狀和尺寸的試樣，放在專門的硬度機上打硬度。1、硬度試驗的目的

44、測量焊縫和熱影響區(qū)金屬材料的硬度，并可間接判斷材料的焊接性。2、硬度試驗的分類 布氏硬度（HB） 三種數值可以通過 洛氏硬度（HRB、HRC） 查表互相換算 維氏硬度（HV）第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗六、壓扁試驗六、壓扁試驗 將被測試的管子焊接接頭制成一定尺寸的試管，在壓力機下進行壓扁的試驗。1、壓扁試驗的目的 測定管子焊接對接接頭的塑性2、壓扁試驗試管的分類 環(huán)縫壓扁 縱縫壓扁第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗第八節(jié)第八節(jié) 焊接接頭無損檢驗焊接接頭無損檢驗一、焊接接頭的射線探傷1、射線探傷 采用射線或射線照射焊接接頭，檢查內部缺陷的無損檢驗方法。、2、射線的性質1）是一種不可見光，并且只

45、能作直線傳布2）是透過不透明物體，波長越短，穿透能力越強3）穿透物體時，能量被吸收，引起射線源衰減第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗4）能殺傷生物的白血球3、射線的產生方法射線當高速的自由電子打擊在金屬表面時，在金 屬表面就產生射線。射線放射性同位素，例Co60等會產生由正電微 粒組成的射線。4、射線探傷的原理 射線射線 通過通過 金屬金屬 部分能量被吸收部分能量被吸收 射線發(fā)生衰減射線發(fā)生衰減第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗 當焊縫內部存在缺陷時，產生的衰減也不同，透過較厚或密度較大物體時，衰減大，因而射到底片上的強度就弱，底片上的感光度較小，經過顯影后得到的黑度就淺。5、底片上缺陷的辨認 焊

46、縫經射線照射后，由于焊縫的余高，使透過焊縫的射線能量比周圍母材要少，在所獲得的底片上有一條白色帶，這就是焊縫的圖像。1）未焊透的辨認 未焊透在底片上的影像呈現規(guī)則的，直至細直線狀的黑色線條，在Y、X型坡口的焊縫中，未焊透都出現在焊縫中間的鈍邊部位，因此黑色線條一般位于焊縫中心，而K型坡口則偏離焊縫中心第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗2）裂紋的辨認 裂紋的影像一般呈直線或帶鋸齒狀的細致暗線，輪廓分別，兩端尖細，中部稍寬，有時呈樹柱狀影像3）夾渣的辨認 夾渣的影像為形狀不規(guī)則（有點、條、塊等）的暗線，黑度不均勻，一般條狀夾渣都與焊縫平行4）氣孔的辨認 氣孔多數為圓形、橢圓形黑點，其中心處黑度較大，

47、此外還有針狀、柱狀氣孔其分布情況不一，有單個的、密集的和鏈狀的5）未熔合的辨認第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗 對于開坡口的焊縫未熔合一般在坡口側面的交界處，底片上的影像一般呈現一側平直，另一側有彎曲，黑度淡而均勻的黑線。層間未熔合的影像不規(guī)則，不易分辨6、射線和射線的比較1）射線在檢查焊縫厚度30mm時，靈敏度比射線高2）射線透照時間短，速度快3）射線設備復雜，費用高4）射線穿透能力強，能透照300mm的鋼板5）射線設備輕巧，操作簡單，透視不需要電源，但透照時間長，對勞動保護輻射損傷的要求高第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗6）當厚度50mm時，一般可采用射線 當厚度50mm時，一般可采用射線

48、二、焊接接頭超聲探傷二、焊接接頭超聲探傷(UT) 超聲探傷是利用超聲波探測材料內部缺陷的無損檢測。1、超聲波性質1）超聲波是一種頻率20000Hz的機械震動2）超聲波在同一均勻介質中按直線傳播3）超聲波從一種介質傳播到另一介質時，會產生反射和折射第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗2、超聲波特點1）只能用于厚度在5mm以上的焊件2）超聲波適用大厚件，當焊件厚度300mm時，靈敏度比射線還好3）超聲波成本低，對人體無害4）超聲波只能通過波形識別缺陷，無法直接判斷缺陷性質，但可判斷缺陷的位置三、焊接接頭表面探傷三、焊接接頭表面探傷1、磁粉探傷利用外界施加的強磁場對被測工件進行磁化，由其表面產生的漏磁現

49、象來發(fā)現工件表面和近表面的缺陷第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗1）磁粉探傷原理2）常用磁粉牌號 四氧化三鐵（Fe3O4），三氧化二鐵（Fe2O3）第二章 焊接性試驗和工藝認可試驗3）磁化電流 交流： 只局限于焊件表面缺陷的檢查 直流和整流：可檢查焊件表面及淺表面的缺陷2、滲透探傷1）熒光法利用滲透礦物油的氧化鎂粉在紫外線 的照射下，能發(fā)出黃綠色熒光的特性 使缺陷顯露出來。2）著色法探傷原理與熒光法相同，只是不用熒 光液作為發(fā)光材料，而是用顯示劑來 顯示缺陷第三章金屬材料的焊接第三章金屬材料的焊接第三章金屬材料的焊接第三章金屬材料的焊接第一節(jié)第一節(jié) 珠光體耐熱鋼的焊接珠光體耐熱鋼的焊接一、概述1

50、、耐熱鋼是以Cr、Mo為基底的鋼種 含Cr量一般為0.59% 含Mo量一般為0.51%2、具有良好的抗氧化性和熱強性有良好的抗硫和氫腐蝕能力，工作溫度可達600。3、鋼中加入V、W、Nb、Ti元素后，可進一步提高熱強性。4、根據鋼中合金元素可分為：第三章金屬材料的焊接低合金耐熱鋼 （合金元素總量5%）中合金耐熱鋼 （合金元素總量510%）高合金耐熱鋼 （合金元素總量10%）二、珠光體耐熱鋼的主要焊接問題二、珠光體耐熱鋼的主要焊接問題1、淬硬性 珠光體耐熱鋼的淬硬性程度取決于它的含碳量及其它合金元素的含量。 形成淬硬的主要合金元素是Cr、Mo，而Cr、Mo又是耐熱鋼的主要元素。Mo的淬硬性比Cr

51、還大，約為Cr的50倍。第三章金屬材料的焊接 從改善珠光體耐熱鋼的淬硬性出發(fā)，降低含碳量，選擇堿性焊條焊接，能有效降低鋼因淬硬而產生冷裂紋的傾向。2、再熱裂紋 為了防止耐熱鋼焊接接頭由于擴散氫的影響而產生延遲裂紋和改善接頭性能，往往焊接后進行消除應力處理。但這類鋼的焊接接頭在消除應力時，容易產生再熱裂紋。產生原因：1、C與Cr、Mo、V形成碳化物，增大再熱 裂紋傾向。第三章金屬材料的焊接2、隨著Cr的含量增大，再熱裂紋傾向也增大。但當Cr的含量1%時，再熱裂紋傾向明顯減小。產生位置：在熔合區(qū)附近，沿奧氏體晶間擴展3、防止措施1）嚴格控制母材和焊材的合金成分2）選用高溫塑性高于母材的焊接材料3）

52、提高預熱溫度和層間溫度 一般預熱溫度在250以上，層間溫度在300左右4）采用低線能量焊接減小過熱區(qū)寬度5）選擇合理熱處理方法避免敏感溫度區(qū)停留時間第三章金屬材料的焊接三、焊接工藝三、焊接工藝1、焊接方法：盡可能采用線能量小的焊接方法2、焊接材料1）首先考慮焊縫的合金成分與母材的化學成分相當2）其次要求焊縫的機械性能與母材接近3）焊材的含碳量應比母材低，C控制在0.080.1%3、焊接線能量：一般選擇低的線能量 小線能量有利于用細化晶粒，改善顯微組織而提高沖擊韌性。4、操作要求：采用多層多道焊，焊條(絲)擺動要小第三章金屬材料的焊接5、預熱：耐熱鋼焊接一般都要預熱 一般預熱溫度在2003506

53、、焊后熱處理：耐熱鋼焊接后一般要進行回火處理 一般回火溫度在680780之間第三章金屬材料的焊接第二節(jié)第二節(jié) 不銹鋼的焊接不銹鋼的焊接一、不銹鋼的概述一、不銹鋼的概述1、含Cr量12%，在空氣、水中不受腐蝕和生銹2、除Cr外，還加入Ni、Mn等元素，以增加抗腐蝕性能。3、除Cr外，還加入Si、Al等元素，以提高高溫下抗氧化能力4、不銹鋼分類1）馬氏體不銹鋼 在弱酸中有耐腐蝕性，在熱處理及拋光后具有最好的機械性能。如：2Cr13、9Cr18等。2）鐵素體不銹鋼 具有良好的熱加工和冷加工性，但加熱到475會發(fā)生脆化第三章金屬材料的焊接3）奧氏體不銹鋼 無磁性，經淬火后也不發(fā)生硬化，具有更優(yōu)良的耐腐

54、蝕性、耐熱性和塑性。但含貴重元素Ni較多。 如：0Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti 316L二、不銹鋼的焊接性二、不銹鋼的焊接性1、焊接接頭的腐蝕1）整體腐蝕2）晶間腐蝕 晶間腐蝕可分別發(fā)生在熱影響區(qū)、焊縫或熔合線上 在熔合線上的腐蝕稱刀狀腐蝕第三章金屬材料的焊接3）應力腐蝕 不銹鋼在內應力或外應力作用下，在腐蝕介質中發(fā)生的破壞。2、晶間腐蝕 不銹鋼具有抗腐蝕能力的首要條件含Cr量12% 在某些條件下，當Cr12%（稱貧鉻區(qū)）時，在腐蝕介質作用下，貧鉻區(qū)的金屬就失去抗腐蝕能力，而形成晶間腐蝕。影響晶間腐蝕的因素：1）加熱溫度和加熱速度第三章金屬材料的焊接當t450時：碳不會溶解于奧氏體，不

55、會形成鉻化 物。當t 850時：碳會溶解于奧氏體，但在這個溫度以 上，鉻擴散能力增強，有足夠的鉻擴 散到晶界和碳結合。 產生晶間腐蝕的危險溫度：450850之間，其中650是最危險溫度。加熱時間：當加熱時間過短，碳來不及向晶間擴散當加熱時間過長，鉻有充分時間向晶間擴散第三章金屬材料的焊接2）鋼中的含碳量 隨著鋼中的含碳量增加，在晶界生成的碳化鉻增加，結晶時在晶間形成的貧鉻區(qū)的機會也增加。3）金相組織 單相奧氏體組織抗晶間腐蝕能力差，如果組織中加入鐵素體，形成雙相組織，則C會與雙相組織中的Fe結合，也不會形成貧鉻區(qū)。3、防止晶間腐蝕的措施1）采用超低碳不銹鋼（C0.03%），00Cr19Ni92

56、）形成雙相組織第三章金屬材料的焊接3）添加穩(wěn)定合金元素，如：Ti、Nb等4）進行固溶處理 焊接后將接頭加熱到10501100，此時，形成碳化鉻中的C重新分解溶入奧氏體，然后迅速冷卻，使碳無法在短時間內向晶間擴散。5）穩(wěn)定化處理（或稱均勻化處理） 將接頭加熱到850900，保溫2小時。使鉻有充分時間擴散到晶界。6）加大冷卻速度如：焊接時反面澆水、工藝上采用小電流、快速焊、短弧、多道焊等。以縮短在危險溫度停留時間。第三章金屬材料的焊接4、應力腐蝕 由于不銹鋼容器存放帶有Cl的介質，往往會產生腐蝕。同時，由于焊接產生的焊接殘余應力的作用，腐蝕部位就會發(fā)生裂紋并擴展，造成容器破壞。5、熱裂紋裂紋的形式

57、：焊縫的縱向和橫向裂紋 弧坑裂紋 打底層根部裂紋 多層焊層間裂紋 含Ni量越高的奧氏體不銹鋼更容易產生裂紋第三章金屬材料的焊接產生裂紋的原因：1、奧氏體導熱系數低，線膨脹系數大，焊接后會產生較大焊接應力。2、材料中的C、S、P、Ni等元素容易形成低熔共晶。3、不銹鋼導熱系數低，結晶時間長，雜質容易產生偏析防止熱裂紋的措施：1、形成雙相組織2、采用堿性焊條，小電流、快速焊，收弧填滿弧坑或采用氬弧焊打底。3、控制化學成分第三章金屬材料的焊接三、奧氏體不銹鋼的焊接工藝三、奧氏體不銹鋼的焊接工藝 奧氏體不銹鋼具有良好的焊接性，常用的焊接方法都能焊接。1、焊接材料的選擇按等化學成分原則堿性焊條：抗裂性較

58、好，但焊縫成型差，抗腐蝕差。酸性焊條：操作工藝性能好。 生產中用的較普遍的是酸性焊條2、坡口 與常規(guī)的焊接坡口類同3、焊接工藝參數第三章金屬材料的焊接 奧氏體不銹鋼焊接，焊接電流應比碳鋼焊條低1020%，防止焊條藥皮發(fā)紅和開裂，同時也是防止晶間腐蝕和熱裂紋。4、操作技術1）焊條不應作橫向擺動，焊縫寬度不超過焊條直徑3倍2）采用小電流、快速焊3）層間溫度應低于604）與腐蝕介質接觸面的焊縫，為防止過熱而產生晶間腐蝕，應最后焊接，焊后可采取強制冷卻5）不能在焊件表面隨意引弧第三章金屬材料的焊接5、TIG焊（GTAW鎢極氬弧焊） 適宜于8mm板的結構，特別適宜于3mm以下薄板的焊接。6、MAG焊 M

59、AG焊，焊縫成型較差，可在保護氣體中加入0.51%的氧，采用混合氣體，則可改善焊縫成型。7、埋弧自動焊 由于埋弧自動焊熔池體積大，冷卻速度慢，容易引起合金元素及雜質的偏析。一般情況下，盡可能不選用埋弧自動焊。第三章金屬材料的焊接8、奧氏體不銹鋼的焊后處理 為增加奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性，焊接后應進行表面處理。處理的方式有拋光和鈍化。1）拋光 表面粗糙度越細，抗腐蝕性能越好，粗糙度細就會在不銹鋼表面產生一層致密而均勻的氧化膜。2）鈍化 鈍化處理是在不銹鋼表面人工地形成一層氧化膜。第三章金屬材料的焊接四、鐵素體不銹鋼的焊接四、鐵素體不銹鋼的焊接1、鐵素體不銹鋼的焊接性主要問題： 由于熱影響區(qū)晶粒急劇

60、長大，從而使鋼的脆性增大，塑性和韌性降低，在焊接應力作用下，容易產生冷裂紋。2、焊接工藝 鐵素體不銹鋼一般采用手工焊或TIG焊1）焊接材料 一般選用與母材成分相匹配的焊接材料第三章金屬材料的焊接 對焊縫要塑性高時，可選用奧氏體焊材，如A102A312等，焊后可不進行熱處理。2）焊前預熱 由于鐵素體不銹鋼韌性差，容易產生裂紋，一般采用預熱可防止裂紋產生，預熱溫度70200。若材料中的含Cr較高時，應適當提高預熱溫度。3）焊接 與奧氏體不銹鋼類同4）焊后退火處理 一般退火溫度750850，退火后快冷第三章金屬材料的焊接五、馬氏體不銹鋼的焊接五、馬氏體不銹鋼的焊接1、馬氏體不銹鋼的焊接性 馬氏體不銹