各種金屬材料的焊接特點及其熱處理工藝

1、各種金屬材料的焊接特點及其熱處理工藝包括了焊接性及其試驗方法（WORD文件）第一章焊接性及其試驗方法一、焊接性焊接性是說明材料對焊接工作的適應(yīng)性，用以衡量材料在一定的焊接工藝條件下獲得優(yōu)質(zhì)接頭的難易程度和該接頭能否在使用條件下可靠地運行。焊接性包含工藝焊接性和使用焊接性兩方面的內(nèi)容。工藝焊接性是指在一定焊接工藝條件下，能否獲得優(yōu)良致密，無缺陷焊接接頭的能力。它不是金屬固有的性質(zhì)，而是根據(jù)某種焊接遠(yuǎn)方法和所采用的具體工藝措遠(yuǎn)施來進(jìn)行評定的。所以金屬遠(yuǎn)材料的工藝焊接性與焊接過鷹程密切相關(guān)。使用焊接性是癰指焊接接頭或整個結(jié)構(gòu)滿足癰產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的使用性癰能的程度。使用性能取決于秀焊接結(jié)構(gòu)的工作條件

2、和設(shè)計秀上提出的技術(shù)要求。通常包秀括常規(guī)力學(xué)性能、低溫韌性秀、抗脆斷性能、高溫蠕變、秀疲勞性能、持久強(qiáng)度、耐蝕秀性能和耐磨性能等。從理論余上，凡是在熔化狀態(tài)下相互余能形成固熔體或共晶的兩種余金屬或合金，原則上都可以余實現(xiàn)焊接，即具有所謂原則余焊接性，又叫物理焊接性，余然而，這種原則焊接性僅僅余為材料實現(xiàn)焊接提供依據(jù)，余并不等于該材料用任何焊接址方法，都能獲得滿足使用性址能要求的優(yōu)質(zhì)焊接接頭。同址種金屬或合金之間是具有原址則焊接性的，但是，它們在址不同的焊接工藝條件下的焊址接性卻表現(xiàn)出很大的差異。址因此，金屬材料的焊接性不兵僅與材料本身的固有性能有兵關(guān)，同時也與許多焊接工藝兵條件有關(guān)，在不同的焊

3、接工兵藝條件下，同一材料具有不兵同的焊接性。而且隨著新的兵焊接方法、焊接材料或焊接繭工藝的開發(fā)和完善，一些原繭來焊接性差的金屬材料，也繭會變成焊接性好的材料。1繭、影響焊接性的因繭素焊接性是金屬材料的一種量工藝性能。除了受材料本身量性質(zhì)影響外，還受到工藝條量件、結(jié)構(gòu)條件和使用條件的量影響。1）材料因量素材料包括母材和焊接材料膊。在相同的焊接條件下，決膊定母材焊接性的主要因素是膊它本身的物理化學(xué)性能。物妹理性能方面：如金屬的熔點妹、熱導(dǎo)率、線膨脹系數(shù)、密妹度、熱容量等因素，都對熱妹循環(huán)、熔化、結(jié)晶、相變等妹過程產(chǎn)生影響，從而影響焊妹接性。不銹鋼等熱導(dǎo)率低的妹材料，焊接時溫度梯度大，妹殘余應(yīng)力高，

4、變形大，。而漚且由于高溫停留時間長，熱漚影響區(qū)晶粒長大，對接頭性漚能不利。奧氏體不銹鋼線膨漚脹系數(shù)大、接頭的變形和應(yīng)漚力較為嚴(yán)重?；瘜W(xué)性能方面幟，主要看金屬與氧的親和力幟的強(qiáng)弱。有些金屬對氫、氮幟等氣體很敏感，焊接時，就幟必須有可靠的保護(hù)，如采用幟惰性氣體保護(hù)焊或在真空中幟焊接。否則焊接就難以實現(xiàn)幟。如果是異種金屬焊接，也在只有其理化性能和晶體結(jié)構(gòu)在接近的金屬才比較容易實現(xiàn)在焊接。對于鋼材的焊接，影抖響其焊接性的主要因素是所抖含的化學(xué)萬分。其中影響最抖大的元素有碳、硫、磷、氫抖、氧和氮等，它們?nèi)菀滓鸲逗附庸に嚾毕莺徒档徒宇^的抖使用性能。其他合金元素，截如錳、硅、鉻、鎳、鉬、鈦截、釩、鈮、銅、

5、硼等都在不截同程度上增加焊接接頭淬硬截傾向和裂紋敏感性。所以，截鋼材的焊接性總是隨著含碳截量和合金元素含量的增加而截惡化。此外，鋼材的冶煉軋摧制狀態(tài)、熱處理狀態(tài)、組織摧狀態(tài)等，在不同程度上都對摧焊接性發(fā)生影響。通過精煉伙提純或細(xì)化晶粒和控軋工藝伙等手段，來改善鋼材的焊接伙性。焊接材料直接參與焊接鉻過程一系列化學(xué)冶金反應(yīng)，鉻決定著焊縫金屬的成分、組鉻織、性能及缺陷的形成。如鉻果選擇焊接材料不當(dāng)，與母鉻材不匹配，不僅不能獲得滿鉻足使用要求的接頭，還會引鉻進(jìn)裂紋等缺陷的產(chǎn)生和組織鉻性能的變化。因此，正確選鉻用焊接塑性是保證獲得優(yōu)質(zhì)款焊接接頭的重要冶金條件?？?）工藝因素工藝啼因素包括焊接方法、焊接工

6、舷藝參數(shù)、裝配順序、預(yù)熱、舷后熱及焊后熱處理等。焊接舷方法對焊接性影響很大，主舷要表現(xiàn)在熱源特性和保護(hù)條舷件兩個方面。不同的焊接方鷹法其熱源在功率、能量密度鷹、最高加熱溫度等方面有很鷹大差別。金屬在不同熱源下鷹焊接，將顯示出不同的焊接鷹性能。如電渣焊功率很大，鷹但能量密度很低，最高加熱鷹溫度也不高，焊接時加熱緩鷹慢，高溫停留時間長，使得鷹熱影響區(qū)晶粒粗大，沖擊韌鷹性顯著降低，必須經(jīng)正火處鷹理才得改善。與此相反，電珠子束焊、激光焊等方法，功珠率不大，但能量密度很高，珠加熱迅速。高溫停留時間短珠，熱影響區(qū)很窄，沒有晶粒珠長大的危險。調(diào)整焊接工藝破參數(shù)，采取預(yù)熱、多層焊和破控制層間溫度等其它工藝措破

7、施，可以調(diào)節(jié)和控制焊接熱破循環(huán)，從而可改變金屬的焊破接性。如采取焊前預(yù)熱或焊破后熱處理等措施，則完全可破能獲得沒有裂紋缺陷，滿足破使用性能要求的焊接接頭。破3）結(jié)構(gòu)因素主要母是指焊接結(jié)構(gòu)和焊接接頭的母設(shè)計形式，如結(jié)構(gòu)形狀、尺母寸、厚度、接頭坡口形式、母焊縫布置及其截面形狀等因母素對焊接性的影響。其影響母主要表現(xiàn)在熱的傳遞和力的母狀態(tài)方面。不同板厚、不同陰接頭形式或坡口形狀其傳熱陰速度方向和傳熱速度不一樣陰，從而對熔池結(jié)晶方向和晶陰粒成長發(fā)生影響。結(jié)構(gòu)的開陰關(guān)、板厚和焊縫的布置等，陰決定接頭的剛度和拘束度，陰對接頭的應(yīng)力狀態(tài)產(chǎn)生影響陰。不良的結(jié)晶形態(tài)，嚴(yán)重的陰應(yīng)力集中和過大的焊接應(yīng)力陰等是形成焊

8、接裂紋的基本條陰件。設(shè)計中減少接頭的剛度征、減少交叉焊縫，避免焊縫征隙過于密度以及減少造成應(yīng)征力集中的各種因素，都是改征善焊接性的重要措施4）征使用條件是指焊接結(jié)揪構(gòu)服役期間的工作溫度、負(fù)抖載條件和工作介質(zhì)等。這些抖工作環(huán)境和運行條件要求焊抖接結(jié)構(gòu)具有相應(yīng)的使用性能抖。如在低溫工作的焊接結(jié)構(gòu)抖，必須具備抗脆性斷裂性能抖；在高溫工作的結(jié)構(gòu)要具有抖抗蠕變性能；在交變載荷下抖工作的結(jié)構(gòu)具有良好的抗疲抖勞；在酸、堿或鹽類介質(zhì)工抖作的焊接容器應(yīng)具有高的耐揪蝕性能等等?？傊褂脳l揪件越苛刻，對焊接接頭的質(zhì)揪量要求就越高，材料的焊接揪性就越不容易保證。2、揪金屬焊接性的研究方揪法焊接工程師經(jīng)常遇到一些靠新

9、材料、新結(jié)構(gòu)或新的工藝靠方法。在正式投產(chǎn)之前，通靠常須開展焊接性研究工作，靠以確保所采用新的材料、結(jié)靠構(gòu)或工藝方法能獲得優(yōu)質(zhì)的靠焊接接頭。研究的基本方法靠是先分析后試驗，即在焊接靠性理論分析的基礎(chǔ)上再作必靠要的可焊性試驗區(qū)。焊接性靠分析可以避免試驗區(qū)的盲目琺性，焊接性試驗區(qū)可以驗證琺理論分析的結(jié)果。1）琺焊接性分析焊接性分析創(chuàng)就是運用現(xiàn)代焊接科學(xué)技術(shù)創(chuàng)的理論知識和實踐經(jīng)驗，對創(chuàng)金屬材料焊接的難易程度作創(chuàng)出判斷或預(yù)測，估計焊接過創(chuàng)程可能出現(xiàn)的技術(shù)問題，分創(chuàng)析產(chǎn)生問題的原因和尋找解創(chuàng)決問題的辦法。通常分析是創(chuàng)從工藝焊接性和使用焊接性創(chuàng)這兩個方面去考察該材料對創(chuàng)焊接的適應(yīng)能力。前者是要創(chuàng)解決該材料能

10、焊不能焊的問創(chuàng)題，后者是要解決焊后能不創(chuàng)能使用的問題。對工藝焊接蜀性方面的分析，主要是考察蜀金屬材料在給定的工藝條件蜀下，產(chǎn)生焊接缺陷的傾向性蜀和嚴(yán)重性。首先應(yīng)結(jié)構(gòu)研究蜀對象的特點，從影響焊接性蜀的材料因素、工藝因素和結(jié)蜀構(gòu)因素等方面入手，分析和蜀估計焊接過程中可能會產(chǎn)生蜀什么缺陷，對材料的工藝焊售接性作出科學(xué)的預(yù)測，焊接售工藝缺陷很多，藕以裂紋的售危害性最大，產(chǎn)生的原因多售而復(fù)雜，故分析的重點通常售是放在材料的抗裂性能上。售按材料中合金元素及其含量餡間接地評估合金結(jié)構(gòu)鋼的焊餡接性是最常用的分析方法，餡如“碳當(dāng)量法”和“裂紋敏餡感系數(shù)法”等。此外，也可餡利用合金相圖，或焊接CC餡T圖等進(jìn)行分析

11、，合金相圖餡，可以判斷熱裂傾向，焊接餡CCT圖估計有無冷裂的危填險和焊后接頭的大致性能（填硬度值）。對使用焊接性方酚面的分析，主要是考察金屬酚材料在給定的焊接工藝條件酚下，焊成的接頭或整個焊接郝結(jié)構(gòu)是否滿足使用要求，這郝些要求是由結(jié)構(gòu)的工作條件郝所決定并由設(shè)計者提出。對郝于以等性能原則設(shè)計的焊接郝接頭，則以母材的性能為依郝?lián)謩e考察焊縫金屬和焊郝接熱影響區(qū)在焊接熱的作用郝下可能引進(jìn)哪些不利于使用郝性能的變化。對于已經(jīng)建立郝焊接連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變圖的郝金屬材料，利用該圖來預(yù)測膊或判斷焊縫或熱影響區(qū)熔合膊線附近的組織與性能的變化膊極為方便。2）焊膊接性試驗焊接性分析是以理燭論知識和生產(chǎn)經(jīng)驗為依據(jù)進(jìn)

12、燭行的，分析的結(jié)果難免與生燭產(chǎn)實際有出入。因此，對于燭重大工程，一般應(yīng)在焊接性燭理論分析的基礎(chǔ)上有針對性燭地作些焊接性試驗加以驗證燭。特別對于一些尚未接觸過燭的新金屬材料、新的產(chǎn)品結(jié)燭構(gòu)或新的工藝方法，更應(yīng)通燭過較為全面的焊接性試驗，燭以獲取第一手資料。既可以殖對材料的焊接性作出更為準(zhǔn)殖確和全面的評價，同時也為殖制訂焊接工藝提供可靠的依殖據(jù)?？傊?，焊接性的分析與裁試驗區(qū)是焊接性研究中的兩裁個工作環(huán)節(jié)，相輔相成。根裁據(jù)研究對象的復(fù)雜性和重要裁性，可簡可繁，有時分析與裁試驗交叉平行進(jìn)行。不同金巖屬材料焊接性分析時應(yīng)考慮巖的問題金屬材料焊言接性重點分析內(nèi)容低碳鋼縫1）厚板的剛性拘束靠裂紋2）硫致熱裂

13、紋中、高輛碳鋼1）冷裂紋2輛）焊接HAZ淬硬低合金鋼曉熱軋及正火鋼曉1）冷裂紋2）熱裂紋妹3）再熱裂紋4）層狀撕裂妹5）HAZ脆化低州碳調(diào)質(zhì)鋼1）冷裂州紋、根部裂紋2）熱裂紋（珠含鎳鋼）3）HAZ脆化4珠）HAZ軟化中碳陌調(diào)質(zhì)鋼1）熱裂2陌）冷裂3）HAZ脆化4）陌HAZ回火軟化珠慫光體耐蝕鋼1）冷慫裂紋2）HAZ硬化3）再暈熱裂紋4）持久強(qiáng)度震低溫鋼1）低溫震缺口韌性2）冷裂紋不銹鋼奮奧氏體不銹鋼奮1）晶間腐蝕2）應(yīng)力奮腐蝕開裂3）熱裂紋北鐵素體不銹鋼1北）475度脆化2）相脆傀化3）熱裂紋馬氏田體不銹鋼1）冷裂田紋2）HAZ硬化P-A異淑種鋼1）焊縫成分淑的控制（稀釋率）2）熔合淑區(qū)過渡層

14、3）熔合區(qū)擴(kuò)散野淑4）殘余應(yīng)力鑄鐵暈1）焊縫及熔合區(qū)“白口”暈2）熱裂紋3）熱應(yīng)力裂紋暈4）冷裂鋁及其合金幟1）氯化2）氣孔3）熱幟裂紋4）HAZ軟化3、幟焊接性的試驗內(nèi)容與幟方法分類按材料的不同特點湊和不同使用要求，焊接性試湊驗內(nèi)容有1）測定湊焊縫金屬抗熱裂縫的能力充熱裂縫是一種較常發(fā)生又危充害嚴(yán)重的一種焊接缺陷，是充熔池金屬結(jié)晶過程中，由于充存在一些有害元素（如低熔充點共晶物）并受熱應(yīng)力作用充而在結(jié)晶末期發(fā)生。熱裂紋充既和母材有關(guān)，又和焊接有充關(guān)。所以測定焊縫金屬抵抗充熱裂紋的能力是焊接性試驗充的一項重要內(nèi)容。2）吵測定焊縫及熱影響區(qū)金吵屬抗冷裂紋的能力冷裂吵紋在低合金高強(qiáng)鋼焊接中是吵最為

15、常見的缺陷，由于這種吵缺陷的發(fā)生具有延遲性，其吵危害更大，它是焊縫及熱影吵響區(qū)金屬在焊接熱循環(huán)作用吵下，由于組織及性能變化，吵加之受焊接和擴(kuò)散氫的共同吵作用而產(chǎn)生。所以測定焊縫匡及熱影響區(qū)金屬抗冷裂紋的匡能力是焊接性試驗中很重要匡又最經(jīng)常作的一項試驗內(nèi)容匡。3）測定焊接接匡著抗脆性斷裂的能力對匡于在低溫下工作的焊接結(jié)構(gòu)匡和承受沖擊載荷的焊接結(jié)構(gòu)匡，可能經(jīng)過焊接的冶金反應(yīng)匡，結(jié)晶、固態(tài)相變等一系列匡過程，焊接接頭會發(fā)生粗晶讒脆化、組織脆化、熱應(yīng)變時讒效脆化等現(xiàn)象。使接頭韌性讒嚴(yán)重下降，即焊接接頭發(fā)生讒脆性轉(zhuǎn)變。因此，對這類焊讒接結(jié)構(gòu)的用材，須要作抗脆讒斷（或抗脆性轉(zhuǎn)變）能力的讒試驗。4）測定焊臃

16、接接頭的使用性能根據(jù)臃焊接結(jié)構(gòu)使用條件對焊接性臃提出的性能要求來確定試驗臃內(nèi)容。使用要求是多方面的臃，例如，在腐蝕介質(zhì)工作的臃焊接結(jié)構(gòu)要求抗腐蝕性能，臃就可以確定做焊接接頭的耐臃晶間腐蝕能力或耐應(yīng)力腐蝕臃能力等的試驗；厚板鋼結(jié)構(gòu)臃要求抗層狀撕裂性能時，就臃須做Z向拉伸或Z向窗口試臃驗，以測定鋼材抗層狀撕裂臃的能力。4、焊接臃性試驗方法分類研究和評定域金屬材料焊接性的試驗方法域很多，根據(jù)試驗的內(nèi)容和特俞點大致歸納為工藝焊接性和俞使用焊接性兩大方面的試驗俞，每一大方面又分為直接法俞和間接法兩種類型。直接法俞有兩種情況：一種是仿照實俞際焊接的條件，通過焊接過俞程考察是否發(fā)生某種焊接缺俞陷，或發(fā)生缺陷

17、的嚴(yán)重程度俞，直接去評價焊接性的優(yōu)劣俞（即焊接性對比試驗）。也俞可以通過試驗確定出所需的俞焊接條件（即工藝適應(yīng)性試監(jiān)驗）。這種情況多在工藝焊監(jiān)接性試驗中使用；另一種是監(jiān)直接在實際產(chǎn)品上進(jìn)行測定監(jiān)其焊接性能的試驗，這種情監(jiān)況主要用于使用焊接性方面監(jiān)的試驗。間接法一般不需要監(jiān)焊出焊縫，只需對產(chǎn)品實際監(jiān)使用的材料作化學(xué)成分、金監(jiān)相組織或力學(xué)性能等試驗分監(jiān)析與測定，然后根據(jù)分析與裁測定的結(jié)果，對該材料的焊裁接性進(jìn)行推測與評估。例如裁，碳當(dāng)量法，只需從產(chǎn)品用裁的材料中測定出其化學(xué)成分裁、代入碳當(dāng)量計算公式，利裁用算出碳當(dāng)量的大小去判斷裁該材料的焊接性。5、裁選擇或設(shè)計焊接性試驗裁方法的原則現(xiàn)有的焊接勃性

18、試驗方法很多，隨著技術(shù)勃的進(jìn)步，要求的提高，焊接勃性試驗方法還會不斷增加，勃選擇已有的或設(shè)計新的焊接勃性試驗方法時一般應(yīng)考慮以勃下原則：1）可比勃性 只有試驗條件完全相同勃的情況下，兩個試驗的結(jié)果勃才具有可比性。因此，凡是帛國家或國際上已經(jīng)頒布的標(biāo)北準(zhǔn)試驗方法，應(yīng)優(yōu)先選擇，北并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行試北驗。尚沒有建立標(biāo)準(zhǔn)的，應(yīng)北選擇國內(nèi)外同行業(yè)中較為通北用或公認(rèn)的試驗方法進(jìn)行。北若無標(biāo)準(zhǔn)可供遵循，須自行北設(shè)計焊接性試驗方法時，應(yīng)北把試驗條件規(guī)定得明確具體北。最后要說明試驗結(jié)果是在北什么試驗條件下得出。2）北針對性 所選擇的躇或自行設(shè)計的試驗方法，其躇試驗條件要晝與實際焊接時躇的條件相一致，這些條

19、件包躇括母材、焊接材料、接頭形躇式、接頭受力狀態(tài)、焊接工躇藝參數(shù)等。而且試驗條件還躇應(yīng)考慮到產(chǎn)品的使用條件，躇盡量使之接近。只有這樣才躇能使焊接性試驗具有良好的躇針對性，其試驗結(jié)果才能較摧準(zhǔn)確地顯示出實際生產(chǎn)時可摧能發(fā)生的問題或可能出現(xiàn)的摧現(xiàn)象。3）再現(xiàn)性摧 焊接性試驗的結(jié)果要穩(wěn)定摧可靠，具有較好的再現(xiàn)性。摧試驗數(shù)據(jù)不可過于分散，否摧則難以找出變化規(guī)律和導(dǎo)出摧正確的結(jié)論。為此，試驗方摧法應(yīng)盡量減少或避免人為因諱素的影響，多采用自動化、諱機(jī)械化的操作，少用人工操昏作。試驗條件和試驗程序要昏規(guī)定得嚴(yán)格，防止隨意性?；?）經(jīng)濟(jì)性 在符辦合上述原則并可獲得可靠結(jié)辦果的前提下，力求減少人力辦、物力和財力

20、消耗，節(jié)省試辦驗費用。6、常用辦焊接性試驗方法工藝焊接性泣的間接估算法：1）泣評估鋼材冷裂紋傾向的碳袍當(dāng)量法 基于焊接熱影響區(qū)袍的淬硬及冷裂紋傾向與鋼種袍的化學(xué)成分有關(guān)，所以利用袍化學(xué)成分間接地評估鋼材冷袍裂紋的敏感性。把鋼中合金袍元素的含量，按其作用換算袍成碳的想當(dāng)含量（以碳的作袍用系數(shù)為1）作為粗略評定袍鋼材冷裂傾向的一種參考指酮標(biāo)，即所謂碳當(dāng)量法。由于酮世界各國和各研究間接所采酮用的試驗方法和鋼材的合金酮體系不同。因此，都各自建酮立了有一定適用范圍的碳當(dāng)酮量公式。各公式不盡相同，酮卻反映相同規(guī)律，即碳當(dāng)量酮的數(shù)值越大，被焊鋼材的淬酮硬傾向就越大，熱影響區(qū)越酮容易產(chǎn)生冷裂紋，。因此，酮就可

21、以用碳當(dāng)量的大小來評酮定鋼材焊接性的優(yōu)劣，并按嚏焊接性的優(yōu)劣提出防止產(chǎn)生嚏焊接裂紋的最佳焊接條件。嚏2）低合金鋼焊接嚏冷裂紋敏感性指數(shù)法 近代嚏大力發(fā)展了低碳微量多合金嚏元素的低合金高強(qiáng)鋼，碳當(dāng)嚏量法已不適用，況且僅按鋼嚏材化學(xué)萬分評定鋼材焊接性嫂并不全面，因為低合金高強(qiáng)嫂鋼焊接時產(chǎn)生冷裂紋的原因嫂除化學(xué)成分外，還有熔敷中嫂擴(kuò)散氫含量，接著的拘束應(yīng)嫂力等原因。因此，日本伊藤嫂等人采用Y形鐵研試驗對2嫂00多個鋼種作了大量試驗嫂提出了由化學(xué)成分、擴(kuò)散氫嫂和拘束度（或板厚）所建立嫂的冷裂紋敏感指數(shù)等數(shù)據(jù)（繕公式），并用冷裂紋敏感性繕指數(shù)去確定防止冷裂紋所須繕的焊前預(yù)熱溫度。我國根據(jù)釬國產(chǎn)低合金鋼在

22、插銷試驗基完礎(chǔ)上建立了由Pcm、H完、和鋼材抗拉強(qiáng)度b完構(gòu)成的防止冷裂紋的預(yù)熱溫完度計算公式：T（度）=3完24Pcm+17.7H完+0.14b+4.7完2-214式中：H游熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量(m游l/100g)(GB/T游3965-1995)；P游cm裂紋敏感系數(shù)%；b鑰抗拉強(qiáng)度MPA被焊金屬鑰板厚mmPcm=C+SI鑰/30+（MN+CU+C鑰E）/20+NI/60+鑰MO/15+V/10+5鑰B其它測定方法見工程手冊創(chuàng)第936-937頁。第二省章碳鋼的焊接1、戊碳鋼的焊接性碳素揪鋼的焊接性隨含碳量增加而倦惡化，因為含碳量較高的鋼倦從焊接溫度快速冷卻下容易倦被淬硬。被淬硬的焊縫和熱倦影響

23、區(qū)因其塑性下降，在焊倦接應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生裂紋倦。碳素鋼被淬硬主要是因馬倦氏體組織形成而引起。馬氏倦體是碳在啊法鐵中過飽和的倦固溶體，它的硬度既和鋼中變含碳量有關(guān)，又和所形成的變馬氏體數(shù)量有關(guān)。馬氏體數(shù)變量受冷卻速度影響，非常快變的冷卻速度可以產(chǎn)生100變%的馬氏體，從而可達(dá)到最橫高硬度。因此，焊接含碳量橫較高的碳素鋼時，就應(yīng)當(dāng)注橫意減緩冷卻速度，使馬氏體橫的數(shù)量減至最少。焊接的冷盧卻速度受焊接熱輸入、母材盧板厚和環(huán)境溫度的影響。厚盧板或在低溫條件下焊接，其盧冷卻速度加快，預(yù)熱或加大天焊接線能量，可以降低冷卻天速度。碳素鋼的內(nèi)在質(zhì)量對展焊接性有很大影響。沸騰鋼峙因脫氧不完全，其硫、磷等峙雜質(zhì)較

24、多，而且分布也不均峙勻，所以焊接時有產(chǎn)生熱裂峙紋和氣孔的傾向。在選擇焊峙接材料方面，除了在成分和峙性能上須與母材匹配外，也峙應(yīng)避免硫、磷等有害元素從峙焊接材料中帶入焊縫金屬中峙來。碳素鋼的碳含量增加到峙0.15%以上時，對氫致峙裂紋尤其敏感。因此，焊接抑碳含量高于0.15%的碳抑素鋼時，須注意減少氫的來抑源。例如：減少焊條藥皮中抑或埋弧焊劑里及母材上或大抑氣中的水分，焊前對待焊部虛位及其附近須清除油污、鐵虛銹等。手弧焊時宜選用低氫虛型焊條，在其它焊接方法中虛應(yīng)制造低氫環(huán)境，以減少焊虛縫周圍環(huán)境中的含氫量。對虛已溶入焊縫和熱影響區(qū)的氫虛，可采取后熱措施使之向外虛擴(kuò)散。焊接碳素鋼時產(chǎn)生裂肢紋的力學(xué)

25、原因是結(jié)構(gòu)的拘束肢應(yīng)力和不均衡的熱應(yīng)力。即肢使是不易淬硬的低碳鋼，在肢受拘束條件下采用了不正確袖的焊接程序，也會因這些應(yīng)袖力過大而產(chǎn)生裂紋?？傊?，燴對碳素鋼的焊接，應(yīng)針對其燴碳含量不同而采取相應(yīng)的工燴藝措施。當(dāng)含碳較低時，如燴低碳鋼，應(yīng)著重注意防止結(jié)燴構(gòu)拘束應(yīng)力和不均衡的熱應(yīng)燴力所引起的裂紋；當(dāng)含碳量燴較高時，如高碳鋼，除了防燴止因這些應(yīng)力所引起的裂紋燴外，還要特別注意防止因淬燴硬而引起的裂紋。2、殼低碳鋼的焊接焊接特點進(jìn)：低碳鋼的含碳量低（0進(jìn).25%），其它合金元素進(jìn)含量也較少，故是焊接性最進(jìn)好的鋼種。采用通常的焊接彼方法焊接后，接頭中不會產(chǎn)彼生淬硬組織或冷裂紋。只要彼焊接材料選擇適當(dāng)，便

26、能得彼到滿意的焊接接頭。用電弧涂焊焊接低碳鋼時，為了提高涂焊縫金屬的塑性、韌性和抗啟裂性能，通常都是使焊縫金啟屬的碳含量低于母材，依靠啟提高焊縫中的硅、錳含量和啟電弧焊所具有較高的冷卻速啟度來達(dá)到與母材等強(qiáng)度。因啟此，焊縫金屬會隨著冷卻速啟度的增加，其強(qiáng)度會提高，啟而塑性和韌性會下降。為了啟防止過快的冷卻速度，當(dāng)厚汽板單層角焊縫時，其焊角尺棚寸不宜過??；多層焊時，應(yīng)棚盡量連續(xù)施焊；焊補(bǔ)表面缺棚陷時，焊縫應(yīng)具有一定的尺棚寸，焊縫長度不得過短，必棚要時應(yīng)采用100-150棚度的局部預(yù)熱。當(dāng)母材成分父中碳含量偏高或在低溫下焊父接大剛性結(jié)構(gòu)時，可能產(chǎn)生父冷裂紋，這時應(yīng)采取預(yù)熱或父采用低氫型焊條等措施。

27、低洲碳鋼弧焊焊縫通常具有較高洲的抗熱裂紋能力，但當(dāng)母材洲含碳量已接近上限（0.2洲5%）時，在接頭設(shè)計或工洲藝操作上要避免焊縫具有窄洲而深的形狀，因這樣形狀的洲焊縫易產(chǎn)生熱裂紋。沸騰鋼妹氧含量較高，板厚中心有顯餡著偏析帶，焊接時易產(chǎn)生裂餡紋和氣孔，厚板焊接有一定餡的層狀撕裂傾向，時效敏感餡性也較大，焊接接頭的脆性餡轉(zhuǎn)變溫度也較高。因此，沸餡騰鋼一般不用于制作受動載餡或在低溫下工作的重要結(jié)構(gòu)餡。某些焊接方法熱源不集中淚或線能量過大，如氣焊和電淚渣焊等，引起焊接熱影響區(qū)淚的粗晶區(qū)晶粒更加粗大，從淚而降低接頭的沖擊韌性，因淚此，重要結(jié)構(gòu)焊后往往要進(jìn)淚行正火處理。3、淚焊接材料焊條電弧焊用焊條知當(dāng)焊接

28、重要的或裂紋敏感性股較大的結(jié)構(gòu)時，常選用低氫股型的堿性焊條，如E431北6、E4315、E501北6、E5015等，因這類北焊條具有較好的抗裂性能和北力學(xué)性能，其韌性和抗時效北性能也很好。但這類焊條工北藝性能較差，對油、銹和水北分很敏感，焊前需在350北-400度以烘干1-2小北時，并需對接頭坡口作徹底寸清理干凈。所以對于一般的寸焊接結(jié)構(gòu)，推薦選用工藝性寸能較好的酸性焊條。此外，法對于同一個強(qiáng)度等級的低碳法鋼，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的差別睛，所選用的焊條也有不同。睛例如，隨著板厚增加，接頭睛的冷卻速度加快，促使焊縫睛金屬硬化，接頭內(nèi)殘余應(yīng)力睛增大，就需要選用抗裂性能睛好的焊條，如低氫型焊條；睛厚板為了

29、焊透，須開坡口焊睛接，這樣填充金屬量增加，睛為了提高生產(chǎn)效率，就可以睛選鐵粉焊條。同樣板厚的對盧接接頭與T形接頭的散熱各盧不相同，后者的角焊縫冷卻盧快，需考慮抗裂問題；隨著盧焊腳尺寸的加大，填充金屬盧量是以平方數(shù)增加，也需相凝應(yīng)選用較大的焊條直徑。4凝、焊接工藝要點 為確保低凝碳鋼焊接質(zhì)量，在焊接工藝凝方面須注意：1）焊前清除凝焊件表面鐵銹、油污、水分凝等雜質(zhì)，焊接材料用前必須凝烘干。2）角焊縫、對接多凝層焊的第一層焊縫以及單道朋焊縫要避免采用窄而深的坡朋口形式，以防止出現(xiàn)裂紋、朋未焊透或夾渣等焊接缺陷。朋3）焊接剛性大的構(gòu)件時，朋為了防止產(chǎn)生裂紋，宜采取朋焊前預(yù)熱和焊后消除應(yīng)力的朋措施。4）

30、在環(huán)境溫度低于朋負(fù)10度以下焊接低碳鋼結(jié)朋構(gòu)時接頭冷卻速度較快，為亮了防止產(chǎn)生裂紋，應(yīng)采取以亮下減緩冷卻速度的措施。A亮焊前預(yù)熱，焊時保持層間溫亮度；B采用低氫型或越低氫亮型焊接材料；C點固焊時須亮加大焊接電流，適當(dāng)加大點輛固焊的焊縫截面和長度，必輛要時焊前也須預(yù)熱；D整條輛焊縫連續(xù)焊完，盡量避免中輛斷，熄弧時要填滿弧坑。7輛、中碳鋼的焊接焊接特點：議中碳鋼含碳量較高，其焊接議性比低碳鋼差。當(dāng)W（C）議接近下限（0.25%）時議焊接性良好，隨著含碳量增議加，其淬硬傾向隨之增大，醫(yī)在熱影響區(qū)容易產(chǎn)生低塑性醫(yī)的馬氏體組織。當(dāng)焊件剛性醫(yī)較大或焊接材料、工藝參數(shù)醫(yī)選擇不當(dāng)時，容易產(chǎn)生冷裂醫(yī)紋。多層焊焊

31、接第一層焊縫醫(yī)時，由于母材熔合到焊縫中醫(yī)的比例大，使其含碳量及硫醫(yī)、磷含量增高、容易生產(chǎn)熱醫(yī)裂紋。此外，碳含量高時，醫(yī)氣孔敏感性也增大。焊接材淚料：應(yīng)盡量選用抗裂性能好淚的低氫型焊接材料。焊條電淚弧焊時，若要求焊縫與母材淚等強(qiáng)，宜選用強(qiáng)度級別相當(dāng)淚的低氫型焊條；若不要求等淚強(qiáng)時，則選用強(qiáng)度級別約比腦母材低一級的低氫型焊條，腦以提高焊縫的塑性、韌性和腦抗裂性能。如果選用非低氫腦型焊條進(jìn)行焊接，則必須有腦嚴(yán)格的工藝措施配合，如控腦制預(yù)熱溫度、減少母材熔合腦比等。當(dāng)工件不允許預(yù)熱時腦，可選用塑性優(yōu)良的鉻鎳奧腦氏體不銹鋼焊條。這樣可以腦減少焊接接頭應(yīng)力，避免熱腦影響區(qū)冷裂紋產(chǎn)生。二氧化因碳?xì)怏w保護(hù)焊時

32、，當(dāng)W（C彝）0.4%時仍可按低碳彝鋼選用焊絲；強(qiáng)度要求高時彝，可選用ER502、ER彝503、ER507等實心彝焊絲或相當(dāng)?shù)燃壍乃幮竞附z彝；當(dāng)用AR+20%CO2彝混合氣體保護(hù)時可用GHS朽-60焊絲。焊接工藝要點幟：1）預(yù)熱和層間幟溫度 預(yù)熱是焊接和焊補(bǔ)中朽碳鋼防止裂紋的有效工藝措朽施。因為預(yù)熱可降低焊縫金朽屬和熱影響區(qū)的冷卻速度、朽抑制馬氏體的形成。預(yù)熱溫朽度取決于碳含量、母材厚度朽、結(jié)構(gòu)剛性、焊條類型和工朽藝方法等。最好是整體預(yù)熱朽，若局部預(yù)熱，其加熱范圍朽應(yīng)為焊口兩側(cè)150-20朽0毫米左右。多層焊時，要在控制層間溫度，一般不低于在預(yù)熱溫度。2）淺在熔深 為了減少母材金屬熔在入焊縫中

33、的比例，焊接接頭鷹可做成U型或V型坡口。如鷹果是焊補(bǔ)鑄件缺陷，所鏟挖鷹的坡口外形應(yīng)圓滑，多層焊鷹時應(yīng)采用小直徑焊條，小焊鷹接電流，以減小熔深。3）鷹焊后處理 最好是鷹焊后冷卻到預(yù)熱溫度之前就鷹進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，尤其鷹大厚度工件或大剛性的結(jié)構(gòu)幼更應(yīng)如此。消除應(yīng)力熱處理幼溫度一般在600-650幼度之間。如果焊后不能立即幼消除應(yīng)力熱處理，則應(yīng)先進(jìn)幼行后熱，以便擴(kuò)散氫逸出，幼后熱溫度約150度保溫2靴小時。4）錘擊焊靴縫金屬沒有熱處理消除靴焊接應(yīng)力的條件時，可在焊靴接過程中用捶擊熱態(tài)焊縫金靴屬的方法去減小焊接應(yīng)力，靴并設(shè)法使焊縫緩冷。7、高硯碳鋼的焊接焊接特點：W（頒C）大于0.6%的高碳鋼創(chuàng)淬硬

34、性高、很容易產(chǎn)生硬又創(chuàng)脆的高碳馬氏體。在焊縫和創(chuàng)熱影響區(qū)中容易產(chǎn)生裂紋，創(chuàng)難以焊接。故一般都不用這創(chuàng)類鋼制造焊接結(jié)構(gòu)，而用于創(chuàng)制造高硬度或耐磨的部件或創(chuàng)零件，對它們的焊接多數(shù)是創(chuàng)破損件的焊補(bǔ)修理。高碳鋼灑零、部件的高硬度或高耐磨灑性能是通過熱處理獲得，因灑此，焊補(bǔ)這些零、部件之前灑應(yīng)先行退火，以減少焊接裂灑紋，焊后再重新進(jìn)行熱處理灑。焊接材料：按焊縫性能要閏求來選用高碳鋼的焊接材料閏，要求達(dá)到與母材完全相同閏的性能是比較難的。在焊條閏電弧焊情況下，當(dāng)要求強(qiáng)度閏高時，可選用E7015（閏J707）或E6015（閏J607）焊條，要求低時閏，選用E5016劃E50李15焊條。也可選用鉻、鎳?yán)願W氏體

35、不銹鋼焊條，如E3李09-16、E309-1李5等，這時預(yù)熱溫度可以降李低或不需預(yù)熱。氣焊情況下李，對性能要求高時可用與母李材成分相近的焊絲；要求不李高時，可采用低碳鋼焊絲。李焊接工藝要點：高碳鋼焊接翔性差，焊接時必須注意：1翔）應(yīng)先退火而后焊戊接；2）采用結(jié)構(gòu)戊鋼焊條時，焊前必須預(yù)熱，戊預(yù)熱溫度和層間溫度應(yīng)在3戊50度以上；3）戊采取與焊接中碳鋼相似的工戊藝措施，盡量減少熔合比、戊小焊接電流、低焊接速度，戊焊接盡可能連續(xù)進(jìn)行，中間烯不停止；4）焊后烯緩冷，并應(yīng)立即送入爐中進(jìn)烯行消除應(yīng)力的高溫回火，隨烯后再根據(jù)需要作相應(yīng)的熱處烯理。第三章合金結(jié)否構(gòu)鋼的焊接1、熱淵軋及正火鋼的焊接性在熔焊靠條件

36、下熱軋正火鋼隨著強(qiáng)度靠級別的提高和合金元素含量靠的增加，焊接的難度增大?？窟@類鋼焊接的主要問題是熱靠影響區(qū)的脆化和產(chǎn)生各種裂靠紋。1）熱影響區(qū)貉脆化A過熱區(qū)脆化 過熱區(qū)貉是指熱影響中熔合線附近母貉材被加熱到1100度以上辮的區(qū)域，又叫粗晶區(qū)。由于辮該區(qū)溫度高，發(fā)生奧氏體晶辮粒顯著長大和一些難熔質(zhì)點辮溶入而導(dǎo)致了性能變化。這辮種變化既和鋼材的類型、合辮金系統(tǒng)有關(guān)，又和焊接熱輸辮入有關(guān)，因為熱輸入直接影辮響高溫停留時間和冷卻速度辮。熱軋鋼是C-MN，MN販-SI系的固溶強(qiáng)化劑，合販金元素在全部固溶條件下即販能保證良好的綜合性能，故販在熱軋狀態(tài)下使用。這類鋼販在高強(qiáng)鋼中合金元素含量最誨低，其淬透性也

37、最差，焊接誨時在過熱區(qū)一般發(fā)生馬氏體誨轉(zhuǎn)變的可能性較小。僅在焊誨接接頭截面尺寸很大、焊接誨現(xiàn)場溫度偏低，并且焊接熱誨輸入較小時，才會出現(xiàn)馬氏誨體。這種馬氏體含碳量低，誨而且轉(zhuǎn)變溫度較高，冷卻過誨程中獲得“自回火”，其韌誨性比高碳馬氏體高得多。所誨以熱軋鋼焊接時淬硬儋化傾豁向很小。能導(dǎo)致熱軋鋼過熱豁區(qū)脆化的原因是：焊接熱輸豁入偏高，使該區(qū)的奧氏體晶豁粒嚴(yán)重長大，穩(wěn)定性增加?；硎怪D(zhuǎn)變產(chǎn)物先析鐵素體和豁共析鐵素體的延伸發(fā)展，除豁沿晶界析出外，還向晶內(nèi)延豁伸，形成魏氏組織及其他塑豁性低的混合組織，從而使過豁熱區(qū)脆化。因此，對于像Q豁345（16MN）之類固就熔強(qiáng)化的熱軋鋼，焊接時，就采用適當(dāng)?shù)偷臒彷?/p>

38、入等工藝就措施來抑制過熱區(qū)奧氏體晶就粒長大及魏氏組織的出現(xiàn)，就是防止過熱區(qū)脆化的關(guān)鍵。就正火鋼過熱區(qū)脆化與熱軋鋼剩不同，其熱過敏性比熱軋鋼剩大，這是因為兩者合金方式剩不同。對于MN-V、MN剩-NB和MN-TI系的正贖火鋼，除固溶強(qiáng)化外，還有贖沉淀強(qiáng)化作用（含TI、V贖、N等沉淀強(qiáng)化元素），必贖須通過正火才能細(xì)化晶粒及贖使沉淀相得以充分析出，并贖彌散均勻分布于基體內(nèi)，達(dá)贖到既提高強(qiáng)度又提高其塑性贖和韌性。焊接這類鋼時，如贖果在加熱到1100度以上凝的熱影響區(qū)內(nèi)，停留時間較凝長（如用大線能量），就會凝使原來正火狀態(tài)下彌散分布凝的TIC、VC或NC溶解凝到奧氏體中，于是削弱了它凝們抑制奧氏體長大及

39、細(xì)化晶凝粒的作用，在冷卻過程中又凝因TI-V的擴(kuò)散能力很低凝，來不及析出而固溶在鐵素切體內(nèi)，阻礙交叉滑移進(jìn)行，切導(dǎo)致鐵素體硬度升高、韌性切降低。這便是造成正火鋼過切熱區(qū)脆化的主要原因。對含切TI和V的15MNTI與切Q420（15MNVN）切鋼研究表明：隨著焊接熱輸切入增大，高溫停留時間延長切，TI、V越充分，其脆化坯就越顯著。所以用小熱輸入坯焊接是避免這類正火鋼過熱坯區(qū)脆化的有效措施。如果為坯了提高正火鋼焊接生產(chǎn)率而坯采用大熱輸入焊接，在這種坯情況下，焊后需采用800坯-1100度的正火處理來坯改善接頭韌性。2、坯熱軋及正火鋼的焊接工藝虜1）焊接方法 熱虜軋正火鋼對許多焊接方法都虜適應(yīng)，選擇

40、時主要考慮產(chǎn)品虜結(jié)構(gòu)、板厚、性能要求和生虜產(chǎn)條件等因素，其中最為常虜用的是焊條電弧焊、埋弧焊虜和熔化極氣體保護(hù)焊。鎢極虜氬弧焊通常用于較薄的板或虜要求全焊透的薄壁管和厚壁虜管道等工件的封底焊。大型裸厚板結(jié)構(gòu)可以用電渣焊，其裸缺點是電渣焊縫及熱影響區(qū)裸嚴(yán)重過熱，焊后通常需正火裸熱處理，導(dǎo)致生產(chǎn)周期長，裸成本高。可以用窄間隙的熔裸化極氣體保護(hù)焊，其生產(chǎn)率裸高，焊接材料和能源消耗低裸同時焊接線能量小，熱影響裸區(qū)窄，更適用于焊接性較差裸的低合金高強(qiáng)度鋼。但窄間裸隙氣保焊具有難以完全消除錄坡口側(cè)壁末焊透及夾渣等缺破點。2）焊接材料破的選擇 焊接熱軋及正火鋼破時，選擇焊接材料的主要依破據(jù)是保證焊縫金屬的強(qiáng)

41、度、破塑性和韌性等力學(xué)性能與母破材相匹配，為此，須注意以破下問題：A選擇相應(yīng)強(qiáng)度級破別的焊接材料 為了達(dá)到焊冷縫與母材的地，選擇焊接材冷料時應(yīng)從母材的力學(xué)性能出冷發(fā)，而不是從毀出發(fā)選擇與冷母材成分完全相同的焊接材冷料。因為焊縫金屬的力學(xué)性冷能不僅決定于化學(xué)成分，還冷決定于金屬的組織狀態(tài)。在冷焊接條件下，焊縫金屬冷卻冷很快，完全脫離平衡狀態(tài)，冷如果選用與母材相同成分的冷焊材，焊后焊縫金屬的強(qiáng)度繕將升高，而塑性和韌性將下繕降，這對于焊接接著的抗裂繕性能和使用性能非常不利，繕因此，往往要求焊縫的合金繕元素低于母材的含量，其中繕W（C小于等于0.14%繕。B工藝條件的影響 主要繕從焊接工藝和焊后的加工

42、工嬸藝兩方面考慮對焊縫金屬力嬸學(xué)性能的影響。坡口形狀和制接頭形式的影響不同坡制口形狀和接頭形式焊接時會制有不同的熔合比和冷卻速度制。焊后加工工藝的影響 焊泳后須進(jìn)行冷、熱加工或熱處帚理的焊件，必須考慮焊縫金帚屬受到這些加工后其力學(xué)性帚能的變化。對于焊后消除應(yīng)帚力熱處理，焊縫強(qiáng)度有所降帚低，這時宜選用合金成分稍帚高的焊接材料。C考慮結(jié)構(gòu)帚因素的影響 對于厚板、拘帚束度大或冷裂傾向大的焊接帚結(jié)構(gòu)，以及重要的產(chǎn)品，應(yīng)帚選用低氫或高韌性的焊接材語料。如厚板結(jié)構(gòu)多層焊，第語一層打底焊縫最易產(chǎn)生裂紋語，這時應(yīng)選用強(qiáng)度稍低，但語塑性、韌性好的低氫或超低語氫焊接材料。第四章侶耐熱鋼的焊接一、忽概述在高溫下使用

43、的鋼叫泅耐熱鋼，實際上它是抗氧化泅鋼和熱強(qiáng)鋼的總稱。抗氧化泅鋼又稱不起皮鋼或熱穩(wěn)定鋼泅，它在高溫下能抵抗氧化和田介質(zhì)的侵蝕，并有一定的強(qiáng)田度，其工作溫度可高達(dá)90袍0-1100度，熱強(qiáng)鋼在袍高溫下具有較高的強(qiáng)韌性和袍抗氧化性，其工作溫度可高袍達(dá)600-900度。鋼的刃耐熱性主要通過合金化來實刃現(xiàn)，即在碳鋼的基礎(chǔ)上加入刃可以提高抗氧化性和熱強(qiáng)性刃的合金元素。提高鋼抗氧化刃性能的有效方法是在鋼中添刃加鉻、鋁、硅等合金元素，膨其中鉻是主要的添加元素。膨它們的共同特點是能在高溫膨下與氧形成致密的氧化膜，膨并牢固地結(jié)合在鋼的表面，膨以防止鋼繼續(xù)被介質(zhì)侵蝕損膨壞；提高鋼在高溫下強(qiáng)韌性膨、耐磨性的主要方法是

44、在鋼膨中添加鉻、鋁、鎢和鎳等合膨金元素，并正確地進(jìn)行熱處膨理工藝。按金相組織分成四棉大類：1）珠光體棉耐熱鋼 屬于低中合金結(jié)構(gòu)民鋼，主要合金元素是鉻和鉬民。為了進(jìn)一步提高鋼的熱強(qiáng)民度和組織穩(wěn)定性，往往添加民少量的鎢、釩、鈮、鎳和稀民土等。工作溫度在350-民620度范圍。2）民馬氏體耐熱鋼 屬于高合迂金鋼。一般在淬火+高溫回迂火下使用，其組織為回火馬迂氏體。3）鐵素體迂耐熱鋼 亦屬于高合金鋼，迂通常都是高鉻的抗氧化鋼。迂4）奧氏體耐熱鋼絢 也屬高合金鋼，是在奧氏絢體不銹鋼基礎(chǔ)上發(fā)展起來的絢。這類鋼具有很好的耐熱性絢能，可在600-800度絢范圍內(nèi)工作，若作為抗氧化絢鋼，則可用到1200度。絢二

45、、珠光體耐熱鋼的焊接1遠(yuǎn)、焊接性 珠光體耐熱鋼的遠(yuǎn)總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-7%，屬遠(yuǎn)于低、中合金鋼，其焊接性遠(yuǎn)與低碳調(diào)質(zhì)鋼相挖。焊接的遠(yuǎn)主要問題是冷裂紋、再熱裂遠(yuǎn)紋和回火脆性。1）冷裂紋戌 珠光體耐熱鋼中主要合金戌元素鉻和鉬都能顯著提高鋼戌的淬硬性，鉬的作用比鉻大戌50倍。它們和碳共同作用戌，使鋼的臨界冷卻速度降低戌，奧氏體穩(wěn)定性增大，冷卻戌到較低溫度時才發(fā)生馬氏體戌轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生淬硬組織，使接戌頭變脆。合金元素和碳的含戌量越高，淬硬傾向就越大。蘸當(dāng)焊接拘束度大，冷卻速度蘸快的厚板結(jié)構(gòu)時，若又有氫蘸的有害作用，就會導(dǎo)致冷裂蘸紋。降低含碳量可以降低鋼蘸的淬硬性，使冷裂敏感性減蘸小，但又會引起鋼的蠕變強(qiáng)蘸度急

46、劇降低，這對于使用溫蘸度范圍較高的中合金鉻-鉬蘸耐熱鋼尤為不利。為了兼顧蘸焊接性和高溫力學(xué)性能，通蘸常中合金鉻鉬碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)控炸制在0.1-0.2%范圍炸內(nèi)。而低合金鉻鉬鋼含碳量炸可以更低些。2）再裂紋炸珠光體耐熱鋼發(fā)球再熱裂紋炸敏感的鋼種，這與鋼中含的炸合金元素鉻、鉬、釩有關(guān)，炸其敏感溫度區(qū)間為500-炸700度，在焊后熱處理或腳長期高溫工作中，在熱影響腳區(qū)熔合線附近的粗晶區(qū)內(nèi)有腳時會發(fā)生這種裂紋。3）回技火脆性 某些珠光體耐熱鋼技焊接接頭長期在371-5技93度范圍內(nèi)工作，會發(fā)生技并導(dǎo)致焊接構(gòu)件破壞，這與技鋼中的P、SB、SN、A混S等雜質(zhì)和合金元素含量有混關(guān)。一般認(rèn)為，由于這些雜混質(zhì)在晶界

47、上偏聚，而降低晶混界的斷裂強(qiáng)度。鉻鉬鋼中鉻混促進(jìn)這些雜質(zhì)的偏聚，而自混身也發(fā)生偏聚。W（CR）混=2-3%的鋼其焊縫具有混最大傾向。防止的主要措施混是控制鋼的MN、SI元素騁和雜質(zhì)的含量。當(dāng)鋼中成分乖能滿足以下兩式時，一般不乖會有回火脆性發(fā)生：脆化系余數(shù)：x=(10P+5Sb余+4Sn+As)0.01址小于等于20脆化指數(shù)：j戍=(Mn+Si)(P+S戍n)10000小于等于2線00式中的元素符號表示該朽元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2、戌焊接工藝1）傭焊接方法 在珠光體耐熱鋼傭焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中實際應(yīng)用的傭焊接方法有：焊條電弧焊、傭埋弧自動焊、熔化極氣體保傭護(hù)焊、電渣焊、鎢極氬弧焊傭、電阻焊和感應(yīng)加熱壓焊等傭

48、。2）焊接材料許根據(jù)珠光體耐熱鋼接頭性能許的基本要求，焊接材料的選許擇原則是保證焊縫化學(xué)成分許和力學(xué)性能與母材相當(dāng)。常許選用焊縫的W（C）小于等許于0.12%的低氫型焊接遙材料，以提高焊接接頭的抗遙熱裂紋和抗冷裂紋的能力和遙韌性。對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的鑄鋼缺應(yīng)陷，須要修補(bǔ)時，為了減小應(yīng)焊接變形，簡化焊接工藝和應(yīng)焊后不熱處理，常選用奧氏應(yīng)體不銹鋼焊條，A507等應(yīng)進(jìn)行焊補(bǔ)。3）焊喻接熱輸入 以避免熱影響區(qū)喻金屬我淬硬、減慢焊后冷卻喻速度，防止冷裂紋產(chǎn)生角度喻，適當(dāng)增大焊接熱輸入是有喻利的。但是，過大的焊接熱喻輸入，會增加焊接應(yīng)力和變喻形，熱影響區(qū)過熱程度大，喻晶粒粗化，晶界的結(jié)合能力喻降低，產(chǎn)生再熱裂紋的

49、可能淖性增加，而且接頭韌性也下淖降。綜合考慮，珠光體耐熱淖鋼焊接宜用較小的焊接熱輸淖入焊接為好。焊接時應(yīng)采用淖多道焊和窄焊道，不擺動或淖小幅度擺動電弧。4）淖焊前預(yù)熱和焊后熱處理淖 預(yù)熱是防止珠光體耐熱鋼淖焊接冷裂紋和再熱裂紋的有剃效措施之一。預(yù)熱溫度應(yīng)要剃根據(jù)鋼的合金成分、接頭的剃拘束度和焊縫金屬內(nèi)氫含量剃來確定。研究表明，對于鉻剃鉬耐熱鋼預(yù)熱溫度并非越高剃越好。當(dāng)W（C）大于2%剃時，為防止氫致裂紋產(chǎn)生，剃規(guī)定較高預(yù)熱溫度是必要的剃。但不應(yīng)高于馬氏一轉(zhuǎn)變終剃了溫度MF。否則，當(dāng)焊件乓完成最終的焊后熱處理時，乓會殘留部分未轉(zhuǎn)變的奧氏體乓。若處理時冷卻速度較快，乓殘余奧氏體就可能轉(zhuǎn)變成馬乓氏體

50、，從而失去地后熱處理乓的基本作用。當(dāng)預(yù)熱和層間乓溫度均控制在MF以下，焊乓接結(jié)束后奧氏體將在控制溫乓度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)變成馬氏體，并乓在馬氏體轉(zhuǎn)變完后再進(jìn)行焊桶后熱處理，使馬氏體得到回桶火而改善了韌性。珠光體耐針熱鋼需焊后熱處理，不僅是針為了消除焊接殘余應(yīng)力，更針重要的是為了改善接頭組織燭，提高其綜合力學(xué)性能，包燭括提高接頭的高溫蠕變強(qiáng)度燭和組織的穩(wěn)定性。降低焊縫燭及熱影響區(qū)的硬度等，在擬燭訂焊后熱處理工藝時應(yīng)考慮燭：A對于含合金成分較低、燭厚度較薄的珠光體耐熱鋼焊燭件，如果焊前經(jīng)預(yù)熱，焊時燭采用低碳低氫的焊接材料，燭焊后可不必?zé)崽幚?。B焊后徐熱處理盡量避免在回火脆性徐及再熱裂敏感的溫度范圍內(nèi)徐進(jìn)行，

51、應(yīng)規(guī)定在危險溫度范徐圍內(nèi)較快的加熱速度。C大徐型焊件整體在爐中熱處理有徐困難時，可進(jìn)行局部熱處理徐，但必須保證預(yù)熱區(qū)寬度大徐于焊件壁厚的4倍，且至少徐不能小于150毫米。產(chǎn)品遇的最佳預(yù)熱溫度和焊后熱處遇理溫度，最好是根據(jù)產(chǎn)品材遇料的性質(zhì)及其供應(yīng)狀態(tài)、結(jié)源構(gòu)特點及產(chǎn)品運行條件對接源頭性能的要求，并通過焊接源工藝評定試驗后來確定。5源）工藝要點珠源光體耐熱鋼有較強(qiáng)冷裂紋傾源向，對氫要嚴(yán)格控制在最低源程度。焊前對焊接材料應(yīng)按源有關(guān)規(guī)定烘干；焊絲表面不源準(zhǔn)有油污和銹存在；焊接坡需口兩側(cè)50毫米范圍內(nèi)清除需油、水、銹 等污物；定位需焊和正式焊一樣都應(yīng)預(yù)熱；需正式焊接時，應(yīng)連續(xù)施焊，需保證層間間與預(yù)熱溫度

52、接近需，如中途中斷焊接，應(yīng)有保需溫緩冷措施。再焊接前應(yīng)清需掃、檢查、重新預(yù)熱后再焊需接；對剛性大的焊件應(yīng)進(jìn)行需后熱，即在200-350皂度保溫0.5-2小時后再皂進(jìn)行焊后熱處理。如果預(yù)熱皂和后熱聯(lián)合運用，可降低預(yù)皂熱（層間）溫度。三、馬氏袖體耐熱鋼的焊接1、成分與袖性能馬氏體耐熱鋼屬高干合金鋼，大致可分成兩類：干一類是簡單CR13型的馬乘氏體鋼；另一類是以CR1乘2型為基的多元合金強(qiáng)化的乘馬氏體鋼。前者一般用于耐乘腐蝕和要求一定強(qiáng)度的零部乘件；后者主要用作熱強(qiáng)鋼，故如火電廠的主蒸汽管道等。故兩者的共同特點是高溫加熱故后空冷具有很大的淬硬傾向故，一般經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后才能充故分發(fā)揮這類鋼的性能特點。故

53、2、焊接性 馬氏體耐熱鋼故焊接性比珠光體耐熱鋼差，故主要問題是焊接冷裂傾向很故大，焊接熱影響區(qū)存在軟化故帶。此外，還有回火脆性問故題。1）冷裂紋馬氏體酵耐熱鋼在空冷條件下即能淬酵硬，這類鋼的導(dǎo)熱性差，焊酵后殘余應(yīng)力較大，若有氫作酵用很容易產(chǎn)生冷裂紋。此外酵，對含有MO、W、V等元酵素的CR12型耐熱鋼還有酵較大的晶粒粗化傾向，焊接酵頭產(chǎn)生粗大馬氏體組織，使北接頭塑性下降。2）熱影響北區(qū)有軟化帶 在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下北焊接時，將在熱影響的上A北C1溫度附近出現(xiàn)軟化帶，北使接頭高溫強(qiáng)度下降。焊前北原始組織的硬度越高，軟化北程度越嚴(yán)重，焊后若在較高北溫度下回火，則軟化程度更北加嚴(yán)重，使接頭持久強(qiáng)度降會低而發(fā)

54、生過早斷裂。3）回會火脆性 馬氏體鋼如CR1會3鋼在550度附近有回火會脆性，因此，在焊接和熱處會理過程中都須注意。若鋼中會含有MO、W合金元素，可會以降低回火脆性。3、焊接誨工藝1）焊接方法 可采用誨各種焊接方法焊接馬氏體而誨熱鋼。但由于鋼鐵廠冷裂傾誨向大，對氫致延遲裂紋非常誨敏感。因此，必須城低氫甚誨至越低氫條件下焊接，同時誨還應(yīng)保持較低的冷卻速度，誨對于拘束度較大的接頭，最誨好采用無氫源的TIG和M基IG。2）焊接材料 為了盡確保接頭的使用性能要求，盡焊縫的化學(xué)成分應(yīng)力求和母盡材成分相接近。最好焊縫中盡沒有鐵素體存在。對于簡單盡成分的CR13型馬氏體耐盡熱鋼，焊縫隙成分調(diào)整的余盡地不大，

55、一般都選用與母材盡金屬相同的填充金屬，但必盡須嚴(yán)格控制C、S、P和S就I的含量。減少C，有利于就降低淬硬性；S、P會增大就熱裂和冷裂敏感性；SI和就CR13型鋼中會促成粗大就的鐵素體組織。焊縫隙中加就入少量TI、N和AI則有果利于細(xì)化晶粒。對于以CR果12型為基的多元合金強(qiáng)化果的馬氏體耐熱鋼，由于主要果化學(xué)成分多為鐵素體化元素果，如MO、W、V、NO等果，為了保證焊縫全部為均一果的馬氏體組織，必須加入適果量的奧氏體化元素進(jìn)行平衡果，如C、NI、MN和N等得。但要注意，增加C和MN得會使馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度明得顯降低，對防止冷裂紋不利得，故其含量須控制在最佳范得圍內(nèi)。當(dāng)焊件高溫預(yù)熱和熱蓮處理困難國

56、，且接頭性能不蓮?fù)谀覆臅r，為了防止冷裂瀝紋產(chǎn)生，可選用奧氏體鋼焊粗接材料，使焊縫金屬成為奧粗氏體組織以提高接頭的抗裂粗性能。但這種異質(zhì)接頭，在粗熔合區(qū)會產(chǎn)生較大的界面熱粗應(yīng)力。3）預(yù)熱和粗焊后熱處理 馬氏體耐熱鋼粗冷裂傾向大，焊前預(yù)熱和保粗持層間溫度是防止其產(chǎn)生裂粗紋的有效措施。預(yù)熱溫度應(yīng)充根據(jù)鋼的碳含量、接頭厚度充和拘束度以及焊接方法來確充定。通常是要保證不裂的情充況下預(yù)熱溫度盡可能降低。充為了降低馬氏體耐熱鋼焊縫技金屬和熱影響區(qū)的硬度，改技善韌性或提高強(qiáng)度，同時消技除焊接殘余應(yīng)力，焊后應(yīng)進(jìn)技行熱處理。馬氏體耐熱鋼一技般是在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，所技以焊后只需回火處理，回火技溫度不得高于母材調(diào)質(zhì)

57、的回技火溫度。但得注意，焊后不技能立即進(jìn)行回火處理，而是技焊后緩冷到100-150涪度，保溫0.5-2小時，涪隨后立即回火。這是因為在涪焊接過程中奧氏體可能尚未涪完全轉(zhuǎn)變，如果焊后立即回涪火，會沿奧氏體晶界沉淀碳涪化物，并發(fā)生奧氏體向珠光涪體轉(zhuǎn)變，這樣的組織很脆。涪但又不能等到完全冷卻到室涪溫后再進(jìn)行回火，因可能產(chǎn)腑生延遲裂紋。如果使用奧氏酋體鋼焊接材料時，預(yù)熱溫度酋可降低150-200度或酋不預(yù)熱，焊后也可不熱處理酋。四、鐵素體耐熱鋼的焊接傣1、成分與性能 鐵素體耐傣熱鋼屬于高合金鋼，鋼中加傣入了較多的鐵素體形成元素傣，如鉻、硅或鋁等（其中W創(chuàng)（CR）一般在13-30創(chuàng)%范圍），使鋼推動在高

58、溫創(chuàng)下轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的可能性，創(chuàng)從高溫冷卻下來，組織仍然創(chuàng)是鐵素體。鋼中的鉻、鋁或創(chuàng)硅可在鋼表面生成三氧化二創(chuàng)鉻、三氧化二鋁或二氧化硅創(chuàng)等致密的氧化膜面具有很好創(chuàng)的抗氧化能力，故具有良好菲的耐腐性和耐熱性。常用于菲高溫下要求抗氧化或耐氣體菲介質(zhì)腐蝕的場合。含鉻量較醫(yī)高的鐵素體鋼存在475度醫(yī)和相析出而產(chǎn)生脆性，當(dāng)鷹存在這類脆性時，只需把鋼?dān)椃謩e加熱到550或800鷹以上，然后快冷即可消除。鷹此外，這類鋼缺口敏感性和鷹脆性轉(zhuǎn)變溫度較高，鋼在加鷹熱后對晶間腐蝕也較敏感。鷹由于是單相的鐵素體組織，鷹不存在淬硬問題，但高溫停鷹留時間長，引起晶粒長大。鷹3、焊接性 鐵素芋體耐熱鋼大部分是W（CR芋）大于1

59、7%的高鉻鋼及部芋分CR13型鋼。這類鋼焊芋接時不發(fā)生相變，無芋硬化傾向，但在熔合線附近芋的晶粒會急劇長大使焊接接芋著脆化。鉻含量越高，在高抑溫停留時間越長，則脆化越抑嚴(yán)重，且不能通過熱處理使抑其晶粒細(xì)化，在焊接剛性結(jié)抑構(gòu)時容易引起裂紋。在焊接抑緩冷時，這類鋼易出現(xiàn)47抑5度脆性和相析出脆化而抑使焊接接頭韌性惡化。改善抑鐵素體耐熱鋼焊接性的最新抑方法是提高鋼的純度，并加抑入NB和TI元素來控制間藥隙元素（C、N）的有害作藥用。這種鋼焊后即使不熱處藥理仍或獲得塑性和韌性良好藥的焊接接頭。4、藥焊接工藝1）焊接藥方法 鐵素體耐熱鋼對過熱迂十分敏感，因此，宜于采用迂焊條電弧焊和TIG等焊接迂?zé)彷斎胼^

60、低的焊接方法。也迂可用MIG和埋弧焊。2）迂焊接材料 鐵素體迂耐熱鋼焊接可以采用同質(zhì)焊迂接材料，亦可采用異質(zhì)焊接迂材料，前者的化學(xué)成分與母迂材的相近，后者主要是采用許奧氏體鋼型焊接材料，往往許是在不允許進(jìn)行預(yù)熱或后熱許處理的場合，對于要求耐高許溫腐蝕和抗氧化的焊接接頭許，應(yīng)優(yōu)先選用同質(zhì)焊接材料許。3）焊接熱輸入許 鐵素體耐熱鋼焊接的突出許問題是接頭脆化，其原因之許一是過熱區(qū)晶粒長大。長大幟程度取決于接頭所達(dá)到的最幟高溫度及其停留時間，為了幟避免在高溫下長時間停留而幟導(dǎo)致粗晶和相析出脆化，幟應(yīng)采用盡可能低的熱輸入焊幟接。4）預(yù)熱和焊幟后熱處理 焊接鐵素體耐熱育鋼時，近縫區(qū)的晶粒急劇長育大而脆化，