焊接公式及試驗(yàn)

1、名師精編優(yōu)秀資料1碳當(dāng)量國(guó)際焊接學(xué)會(huì)：CE(IIW)=C+Mn/6+(C葉Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 <0.4 淬硬傾向不 大日本焊接學(xué)會(huì)：Ceq(JIS)=C+Mn /6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14Ceq0.46%，焊接性?xún)?yōu)良；0.46-0.52%淬硬傾向逐漸明顯，焊接時(shí)需要采取 合適的措施；Ceq>0.52%時(shí)，淬硬傾向明顯，屬于較難焊接材料。淬硬傾向較大的鋼，焊后在空氣中冷卻時(shí)，焊縫易出現(xiàn)淬硬的馬氏體組織， 低溫焊接或焊接剛性較大時(shí)易出現(xiàn)冷裂紋，焊接時(shí)需要預(yù)熱，預(yù)熱是防止冷裂紋和再熱裂紋的有效措施。與人是防止冷裂紋和再熱裂紋的有效措施。溫度

2、太低， 焊縫會(huì)開(kāi)裂，太高又會(huì)降低韌性，惡化勞動(dòng)條件，所以確定合適的預(yù)熱溫度成為 很重要的問(wèn)題。Rb=500MPa,Ceq=0.46 不預(yù)熱Rb=600MPa, Ceq=0.52 預(yù)熱 75°C Rb=700MPa, Ceq=0.52 預(yù)熱 75 °C Rb=800MPa, Ceq=0.62 預(yù)熱 150 °C新日鐵：CE= C+ A (C) Si/24+ Mn/ 16+ Cu/15 +Ni/ 2 0+ (Cr+ Mo+ V+ Nb)/5+ 5B(%)A(C)= 0.75+ 0, 25tgh20(C- 0. 12)CEiiw公式對(duì)碳鋼和碳錳鋼更合適，但不適用于低碳低

3、合金鋼；Pcm適于低碳低合金鋼。CEN在圖表法中被用作評(píng)價(jià)鋼冷裂紋敏感性的尺度(當(dāng)碳增加時(shí)， CEN接近CEiiw,而當(dāng)碳降低時(shí)他又接近Pcm)。用圖表法確定鋼焊接時(shí)的預(yù)熱溫 度上2、冷裂紋敏感指數(shù)：PcmPcm=C+Si/30+(M n+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B叫 =c +欝+勢(shì)+勢(shì)+詈+第+譽(yù)+語(yǔ)+ 23B*使用化學(xué)成分范圍(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：C=0.07-0.22%,Si=0-0.6%,M n=0.4-1.4%,Cu=0-0.5%,Ni=0-1.2%,Cr=0-1.2%,Mo=0-0.7%,V=0-0.12%,Nb=0-0.04%,Ti=0-0.05%,B=0

4、-0.005%.3、冷裂紋敏感性 PwPw=Pcm+H/60+h/600 或 Pw=Pcm+H/60+R/40000H:熔敷金屬中擴(kuò)散氫含量（ml/100g）R：焊縫拉伸拘束度h:板厚（mm）當(dāng)Pw>0時(shí)，即有產(chǎn)生裂紋的可能性。適用條件：擴(kuò)散氫含量H=（1-5）ml/100g , h=19-50mm,線(xiàn)能量為17-30kJ/cm.4、預(yù)熱溫度：To To=1440Pw-392根據(jù)日本CEN確定預(yù)熱溫度：1、根據(jù)鋼的化學(xué)成分計(jì)算 CEN和CEiiw;2、通過(guò)焊縫金屬擴(kuò)散氫含量與圖 3標(biāo)準(zhǔn)值的偏差求出CEN的某一增量；3、通過(guò)熱輸入與圖4標(biāo)準(zhǔn)值的偏差和 CEiiw求出CEN的某一增量；4、將

5、CEN增量之和與原始 CEN相加，對(duì)CEN進(jìn) 行修正；5、根據(jù)修正的CEN和圖2基本曲線(xiàn)中的板厚確定y坡口試驗(yàn)的臨界預(yù) 熱溫度；6、根據(jù)焊縫金屬?gòu)?qiáng)度和接頭拘束度，通過(guò)圖 5的修正，確定實(shí)際所需 的預(yù)熱溫度。PSttffisK監(jiān)整15050j,4050、HLv =5 ml/100 g(DM)£= 1.7 kJ/mm環(huán)境溫度=10弋“0.40.50,6碳當(dāng)* (CEN)(%)30-(樁厚圖2確定所需預(yù)熱溫度的基本曲線(xiàn)-0. 10-0.15o d o 廳 Q2 110* IBo o 0 0501S戳金屬中真含 11 L H /ml(100E)-'圖3 CENffiiE值學(xué)熔敷金屬中

6、氫含哉的關(guān)系曲線(xiàn)0.10-0.15-0*20 0 t1 1 > 1MnCu+ NirCr+ Mo+ Vh CEjjw = C + 冃J 一5 +15*5r -o .5Oz /SyI0,45'0.4(1CEin'。涂*1 11,1iI1t-0.050-0.052345熱輸人£/kJ * mm -'圖4 CEN修正值與焊接熱輸人及CEnw的關(guān)系曲線(xiàn)屈強(qiáng)強(qiáng)K/MPa圖5實(shí)際焊接時(shí)對(duì)所需預(yù)熱溫度的修正圖2-圖5: 用圖表法確定鋼焊接時(shí)的預(yù)熱溫度上5、再熱裂紋敏感經(jīng)驗(yàn)公式:Psr=C 葉Cu+2Mo+10V+7Nb+5Ti-2PSR>0，有再熱裂紋傾向。0

7、477(10)6、t8/5 （焊接冶金學(xué)基礎(chǔ)）'300 kIW2q /(1073 -T-1/(773-7) D)來(lái)源： cooli ng rate in 800 to 500 range from dime nsional an alysis 很準(zhǔn)確a、根據(jù)傳熱學(xué)推導(dǎo)理論公式： 厚大焊件的三維傳熱：/,/5 =詢(xún)500 - （ 800 - TaI 薄板焊接時(shí)的二維傳熱：E:焊接線(xiàn)能量（J/cm）入：導(dǎo)熱系數(shù)cp :容積比熱容J/ （cmZ）S :板厚（cm）TO:初始溫度臨界板厚S cr:實(shí)踐表明：板厚0.63 cr用薄板計(jì)算公式，板厚0.9 S cr用厚板計(jì)算公式。b、理論經(jīng)驗(yàn)公式：

8、厚大焊件的三維傳熱：1I也=（0. 67 - 5X10F）閔藥宀一詁和F,薄板焊接時(shí)的二維傳熱：如=© 043 - 4： axio-j 攀（500 ttj-麗珀V 門(mén)盡眾4-3彩哺刑卻時(shí)回輸揮押按頭豪flpI羸載輝播接頭璃式.fF*二雄超伶尊10L0T譙礁卜宇獨(dú)頭的箱一及第二尿焊道0. 67弘6?+字接從中的簿三曆犒固足嫌世6 67a n*oi47知燼赴的貼痢輝鼻Oh 67On時(shí)山9搭接接頭轉(zhuǎn)勒劃卸農(nóng)0時(shí)0.70口聲的60-*口，；qi® 3mmL 0LZ7。的理援輝通 60-«口*3mm）叮7G口赴的中冏嬋道G. R07 70口處的It面押建0. 1- 0IO】

9、形甘整尊面弾職囿戍范仇知1b0臨界板厚S cr:何043 -4 3Xl(rS 斤仁 1 y 0> 67 - 5VoXlOr4T；V I 500 - Tft1800 - To線(xiàn)算圖的用法如下，手孤焊對(duì)接時(shí)，如圖475所示，如果不希熱t(yī)可根據(jù)板斥(in 10mm)和所選用的焊接 線(xiàn)能量(Spiaoooj/cm)直摟連線(xiàn)門(mén)幾在(A)點(diǎn)可以直接得出心"如果預(yù)熱2WTC時(shí)，再 由(A)丸與預(yù)ft 200L連直線(xiàn)(2)t在<B)點(diǎn)即可得出爾SUOOt的如注d/utnrj/cm jIfiQDUn舁妣：semio：16»DHT勵(lì)9超度T.廣冷卻時(shí)心7從耿Ml MGi2B004&

10、#39;r 4600Dbiu24(H)Q-"GOOU3flWO鈾汕01900016040'*IJtHJO'L2MM-2«ooo atnooloonu'3GO0(J laouo 16001)-1400( J20VUI 丄10000 転上堆憚I:JDQ1I 艸I:411(130000-恆厚/ tmn*1t«W二=一(B)'IQ”月:MT'301510-2Ud-I和I Oil-2226C34L6U-3W酣l5UaUthOii-16CHKII2V0V-IIOOOUHsnooiUfl-60-io-2i心mm141(H 匕®B

11、i1(1-ru，和圖手弧冷S U)和(b)的線(xiàn)算圖熔渣的堿度計(jì)算公式:當(dāng)B1>1時(shí)為堿性渣，B1<1時(shí)為酸性渣；B仁1時(shí)為中性渣。 馬氏體相變溫度：Ms(°C)=539-453C-30.4 Mn-17.7Ni-12.1Cr-7.5Mo貝氏體相變溫度：Bs( °C) =830-270C-90Mn-37Ni-70Cr-83Mo Fe-Ni-Cr-Mo-C 鋼：Bs(°C)=844-597C-63Mn-16Ni-78Cr焊接熱影響區(qū)的組織和性能：低碳鋼、低合金鋼焊接熱影響區(qū)組織分布：1、熔合區(qū)2、過(guò)熱區(qū)3、相變重結(jié)晶區(qū)4、不完全重結(jié)晶區(qū)對(duì)于焊接淬硬傾向較大的

12、鋼種，焊接熱影響區(qū)組織分布為：1、完全淬火區(qū)2、不完全淬火區(qū)譚催金駅一一|i熔臺(tái)?MQO 祖龍粒區(qū)（過(guò)熱區(qū)*I1200亦匪T廠(chǎng)對(duì)麗西IUO0時(shí)救16牝肌&UU圖4-34焊接熱屯響區(qū)的溫度分布與狀態(tài)圖的關(guān)系冷裂紋產(chǎn)生焊接冷裂紋的三大主要因素是： 焊縫熱影響區(qū)有一定的淬硬傾向、 較大 的焊接應(yīng)力或拘束度、焊縫中擴(kuò)散氫含量。拘束度 R=Eh/L （ h板厚）預(yù)防措施：1采用優(yōu)質(zhì)的低氫焊接材料，并嚴(yán)格控制氫的來(lái)源，焊前烘干 焊條和焊劑，仔細(xì)清楚焊接區(qū)的油污、水、鐵銹等。2、焊前進(jìn)行預(yù)熱，焊接過(guò)程中控制層間溫度不低于預(yù)熱溫度。焊后進(jìn)行消氫或立即進(jìn)行焊后熱處理，使擴(kuò) 散氫能充分從焊縫中逸出。3、確

13、定合理的焊接熱輸入。熱輸入越大，焊接接頭 冷卻時(shí)間越長(zhǎng)，熱影響區(qū)就可以減輕淬火，同事有利于氫的逸出，降低了冷裂紋 傾向。但若焊接熱輸入過(guò)大，熱影響區(qū)可能產(chǎn)生過(guò)熱組織，使晶粒粗大，反而會(huì) 降低焊接接頭的抗裂性能。熱裂紋:預(yù)防措施：1采用堿性焊條和焊劑提高脫硫能力，控制焊縫中S,P等有害雜質(zhì)的含量。2、焊前預(yù)熱可減慢焊縫冷卻速度，減小焊接應(yīng)力。再熱裂紋:焊接接頭在焊后熱處理過(guò)程中產(chǎn)生再熱裂紋， 從宏觀(guān)上看可以認(rèn)為是由于兩 個(gè)相互聯(lián)系的重要條件引起的，一個(gè)是參與應(yīng)力松弛時(shí)裝應(yīng)力集中部位引起的實(shí) 際塑性變形量S p,另一個(gè)是應(yīng)力集中部位產(chǎn)生裂紋的臨界變形能力S C,當(dāng)S p>S C時(shí)，也即塑性變

14、形能力不能適應(yīng)塑性變形的發(fā)展時(shí)，就可能在再熱過(guò)程中產(chǎn) 生再熱裂紋。p與接頭的拘束度，參與應(yīng)力大小以及應(yīng)力集中程度有關(guān)；Sc與晶界聚合強(qiáng)度、晶內(nèi)蠕變抗力及晶粒尺寸大小等因素有關(guān)。晶界的偏西對(duì)晶界 的聚合強(qiáng)度影響很大，而晶內(nèi)沉淀相的析出硬化對(duì)晶內(nèi)的蠕變抗力有很大影響。 另外，再熱過(guò)程中晶內(nèi)合金碳化物沉淀造成的二次硬化，使晶內(nèi)蠕變抗力提高， 促使蠕變易于集中于晶界，這樣，在應(yīng)力松弛過(guò)程中蠕變變形將集中于晶界附近， 以致導(dǎo)致深長(zhǎng)變形量很小的晶間斷裂。12Cr1MoV再熱裂紋敏感系數(shù)根據(jù)有關(guān)經(jīng) 驗(yàn)公式為： G=Cr+3.3Mo+8.1V-2>0,有產(chǎn)生再熱裂紋的可能。熱影響區(qū)的軟化問(wèn)題12Cr1M

15、oV的焊接接頭，在焊前預(yù)熱和焊后熱處理的工藝措施下， 熱影響區(qū) 可能出現(xiàn)硬度和強(qiáng)度明顯下降的軟化區(qū)。這個(gè)軟化區(qū)中的組織除了聚集了碳化物 外，大部分是鐵素體，同事還有奧氏體分解產(chǎn)物，形成所謂的“白帶”組織，因 為“白帶”組織的出現(xiàn)，長(zhǎng)期高溫工作時(shí)，蠕變變形也很容易集中在這個(gè)部位而 發(fā)生斷裂，為了消滅這種組織，預(yù)熱和焊后熱處理溫度必須十分謹(jǐn)慎。實(shí)驗(yàn):再熱裂紋敏感性評(píng)定：1、再熱裂紋敏感性評(píng)估 G'=Cr+3.3Mo+8.1V+10C-2當(dāng)厶G'1.5時(shí)，對(duì)再熱裂紋不敏感2、再熱裂紋C形曲線(xiàn)和不同焊后熱處理溫度下臨界斷裂初應(yīng)力測(cè)定2.1插銷(xiāo)應(yīng)力松弛再熱裂紋敏感性試驗(yàn)(GB9446-1

16、995)再熱裂紋C形曲線(xiàn)測(cè)定、不同焊后熱處理溫度下臨界斷裂初應(yīng)力值測(cè)定2.2斜Y型坡口再熱裂紋試驗(yàn)(GB4675.1-84)工藝參數(shù)：00Cr19Ni10_15CrMoR 復(fù)合板的焊接（00Cr19Ni10_15CrMoR 復(fù)合鋼板焊接 工藝評(píng)定）焊條：基層、覆層分別選擇A002、R307焊條；過(guò)渡層選擇A062焊條，過(guò) 渡層焊接與異種鋼類(lèi)似，選擇25-13型焊條，保證過(guò)渡層金屬的化學(xué)成分，成為 奧氏體家少量鐵素體，不至于出現(xiàn)馬氏體，甚至熱裂紋。焊后熱處理：按HG20584和用戶(hù)要求，熱處理規(guī)范為爐溫 400C以下進(jìn)爐， 升溫速度50-100E /h、保溫溫度600+-20 C、保溫時(shí)間3h、

17、降溫速度50-130 C /h、隨爐冷卻至400C出爐、空冷至室溫。圖1坡口形式及尺寸表3脫工藝細(xì)腿縣rk電觀(guān)電圧CT；V'j-'toii 'min'1)$ -uDCEP4 Q160-18022-251276基層鴕mDCEP50如2202J-2612WA 062DCEP40110-15022 “2414MBA002DCEP40I2Q-15022714-1807MnNiMoVDR （低焊接裂紋敏感性低溫容器用鋼）焊接： （07MnNiCrMoVDR低溫鋼的焊接及其低溫沖擊韌性分析）焊接材料選擇高強(qiáng)度、超低氫高韌性 J607RH焊條。焊后熱處理工藝曲線(xiàn)如下圖：55f

18、l圖1 立位坡口形及悍層示意袈3 立埠工藝規(guī)范參數(shù)焊接坤接 方法填充金屆牌 號(hào)和立軌 <b/nini扱性対接電焊接 電帀N虞/crn/imi n)A,SM AWJ6O7RH3,2直淹反接1 101 1521-236,22225SM AWJ6O7RH4.0140-心25-279,6I217-24A4LSMAWJ607KH4.0宜魏反接r 1 JO-14525-2791316-26B iBpSMAWJ6O7KH3.2直流反按1 IO" J 152123687.319-23Bl B* 1SMAWRJ6O7RH4.0育流反捲14014525-279.8-10.420-24表1試驗(yàn)用鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))Table 1 Chemical conpositioiis of test steelCSMhPS衛(wèi)GNfeV0.070.241.390.0120.0