第2章焊接性及其试验评定

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1、第第2章章 焊接性及其试验评定焊接性及其试验评定_ _2.1 焊接性及影响因素焊接性及影响因素_ 2.1.1 焊接性概念焊接性概念_ 2.1.2 影响焊接性的因素影响焊接性的因素_2. 2 焊接性试验的内容及评定原则焊接性试验的内容及评定原则_ 2.2.1 焊接性试验的内容焊接性试验的内容_ 2.2.2 评定焊接性的原则评定焊接性的原则_ 2.2.3 焊接性评定方法分类焊接性评定方法分类_2. 3 焊接性的评定及试验方法焊接性的评定及试验方法_ 2.3.1 焊接性的间接评定焊接性的间接评定_ 2.3.2 焊接性的直接试验方法焊接性的直接试验方法_2.1.1 焊接性（焊接性（Weldabilit

2、y）概念）概念定义：焊接性是指同质材料或异质材料在制造工艺定义：焊接性是指同质材料或异质材料在制造工艺 条件下，能够焊接形成条件下，能够焊接形成完整接头完整接头并满足预期并满足预期 使用要求使用要求的能力。的能力。 焊接性是材料焊接加工的适应性，指材料在一定焊接性是材料焊接加工的适应性，指材料在一定的焊接工艺条件下（包括焊接方法、焊接材料、焊接的焊接工艺条件下（包括焊接方法、焊接材料、焊接参数和结构形式等），获得优质焊接接头的参数和结构形式等），获得优质焊接接头的难易程度难易程度和该焊接接头能否在使用条件下和该焊接接头能否在使用条件下可靠运行可靠运行。两个方面的含义：两个方面的含义：1、材料在

3、焊接加工中是否容易形成接头或产生缺陷、材料在焊接加工中是否容易形成接头或产生缺陷 结合性能结合性能2、焊接完成的接头在一定的使用条件下可靠运行、焊接完成的接头在一定的使用条件下可靠运行 的能力的能力使用性能使用性能研究焊接性的目的研究焊接性的目的：查明一定的材料在指定的焊接查明一定的材料在指定的焊接 工艺条件下可能出现的问题，以确定焊接工艺工艺条件下可能出现的问题，以确定焊接工艺 的合理性或材料的改进方向。的合理性或材料的改进方向。金属材料焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性，金属材料焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性，它包括工艺焊接性和使用焊接性。它包括工艺焊接性和使用焊接性。1、工艺焊接

4、性和使用焊接性、工艺焊接性和使用焊接性1）工艺焊接性就是一定的材料在给定的焊接工艺条件）工艺焊接性就是一定的材料在给定的焊接工艺条件 下对形成焊接缺陷的敏感性，涉及焊接制造工艺过下对形成焊接缺陷的敏感性，涉及焊接制造工艺过 程中的焊接缺陷问题，如裂纹、气孔、断裂等。程中的焊接缺陷问题，如裂纹、气孔、断裂等。 它不是金属材料本身所固有的性能，但取决于它不是金属材料本身所固有的性能，但取决于金属的成分和性能，并且随着焊接方法、焊接材料金属的成分和性能，并且随着焊接方法、焊接材料和工艺措施的发展而变化和工艺措施的发展而变化2、冶金焊接性和热焊接性、冶金焊接性和热焊接性2）使用焊接性指一定材料在规定的

5、焊接工艺条件下）使用焊接性指一定材料在规定的焊接工艺条件下 所形成的焊接接头适应使用要求的能力，涉及焊所形成的焊接接头适应使用要求的能力，涉及焊 接接头的使用可靠性问题。接接头的使用可靠性问题。在焊接接头区域在焊接接头区域冶金过程：影响冶金过程：影响焊缝焊缝金属的组织和性能金属的组织和性能热过程：影响热过程：影响热影响区热影响区的组织和性能。的组织和性能。 必须联系工艺条件和使用性能来分析焊接性必须联系工艺条件和使用性能来分析焊接性1）冶金焊接性）冶金焊接性 ：熔焊高温下的熔池金属与气相、熔渣：熔焊高温下的熔池金属与气相、熔渣 等相之间发生化学冶金反应所引起的等相之间发生化学冶金反应所引起的

6、焊接性变化焊接性变化 改善方法：研制新材料，发展新焊接材料、改善方法：研制新材料，发展新焊接材料、 新焊接工艺新焊接工艺2）热焊接性：焊接过程中要向接头区域输入很多热量，）热焊接性：焊接过程中要向接头区域输入很多热量， 对焊缝附近区域形成加热和冷却过程，这对靠近焊对焊缝附近区域形成加热和冷却过程，这对靠近焊 缝的热影响区的组织性能有很大影响，从而引起热缝的热影响区的组织性能有很大影响，从而引起热 影响区硬度、韧性、耐蚀性等的变化影响区硬度、韧性、耐蚀性等的变化 改善方法：选择适当母材，正确选定焊接方法和改善方法：选择适当母材，正确选定焊接方法和 热输入热输入2.1.2 影响焊接性的因素影响焊接

7、性的因素1、材料因素、材料因素母材、焊接材料母材、焊接材料2、设计因素、设计因素焊接接头设计焊接接头设计3、工艺因素、工艺因素焊接方法、工艺措施焊接方法、工艺措施4、服役环境、服役环境工作温度、工作介质、载荷性质工作温度、工作介质、载荷性质表表2-1 常用金属材料焊接难易程度一览表常用金属材料焊接难易程度一览表表表2-22-2常用金属材料焊接中的问题常用金属材料焊接中的问题2.2.1 焊接性试验的内容焊接性试验的内容1、焊缝金属抵抗产生、焊缝金属抵抗产生热裂纹热裂纹的能力的能力 焊缝熔池金属在结晶时，由于存在焊缝熔池金属在结晶时，由于存在S、P等有害等有害元素（如形成低熔点的共晶物）并受到元素

8、（如形成低熔点的共晶物）并受到较大热应力较大热应力作用，可能在结晶末期产生热裂纹。作用，可能在结晶末期产生热裂纹。热裂纹敏感指数热裂纹敏感指数、热裂纹试验热裂纹试验2、焊缝及热影响区抵抗产生、焊缝及热影响区抵抗产生冷裂纹冷裂纹的能力的能力 在焊接热循环作用下，焊缝及热影响区由于组在焊接热循环作用下，焊缝及热影响区由于组织、性能发生变化，加之受焊接应力作用以及扩散织、性能发生变化，加之受焊接应力作用以及扩散氢的影响，可能产生冷裂纹（或延迟裂纹）氢的影响，可能产生冷裂纹（或延迟裂纹）间接计算、焊接性试验间接计算、焊接性试验3、焊接接头抗、焊接接头抗脆性断裂脆性断裂的能力的能力 受焊接冶金反应、热循

9、环、结晶过程的影响，受焊接冶金反应、热循环、结晶过程的影响，可使焊接接头的某一部分或整体发生脆化（韧性可使焊接接头的某一部分或整体发生脆化（韧性急剧下降），尤其对在低温使用下的焊接结构影急剧下降），尤其对在低温使用下的焊接结构影响更大。响更大。表表2-3 2-3 合金结构钢焊接性分析时应考虑的问题合金结构钢焊接性分析时应考虑的问题金金 属属 材材 料料焊接性重点分析的内容焊接性重点分析的内容热轧及正火钢热轧及正火钢低碳调质钢低碳调质钢中碳调质钢中碳调质钢珠光体耐热钢珠光体耐热钢低温钢低温钢合合 金金 结结 构构 钢钢冷裂纹、热裂纹、消除应力裂纹、层状撕裂、热影响区脆化冷裂纹、热裂纹、消除应力裂

10、纹、层状撕裂、热影响区脆化冷裂纹、根部裂纹、热裂纹、热影响区脆化、热影响区软化冷裂纹、根部裂纹、热裂纹、热影响区脆化、热影响区软化热裂纹、冷裂纹、热影响区脆化、热影响区回火软化热裂纹、冷裂纹、热影响区脆化、热影响区回火软化冷裂纹、热影响区硬化、消除应力裂纹、蠕变强度、持久强度冷裂纹、热影响区硬化、消除应力裂纹、蠕变强度、持久强度低温缺口韧性、冷裂纹低温缺口韧性、冷裂纹4、焊接接头的使用性能、焊接接头的使用性能力学性能、耐腐蚀性、低温钢的低温冲击韧度、力学性能、耐腐蚀性、低温钢的低温冲击韧度、耐热钢的高温蠕变强度或持久强度、抗层状撕裂耐热钢的高温蠕变强度或持久强度、抗层状撕裂2.2.2 评定焊接

11、性的原则评定焊接性的原则1、评定焊接接头、评定焊接接头产生工艺缺陷的倾向产生工艺缺陷的倾向，为制定合理，为制定合理 的焊接工艺提供依据的焊接工艺提供依据 试验：抗裂性试验（热裂纹试验、冷裂纹试验、试验：抗裂性试验（热裂纹试验、冷裂纹试验、 消除应力裂纹试验、层状撕裂试验）消除应力裂纹试验、层状撕裂试验）2、评定焊接接头、评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求能否满足结构使用性能的要求选择已有或设计新焊接性试验方法应符合下述原则：选择已有或设计新焊接性试验方法应符合下述原则：1）可比性）可比性 焊接性试验条件应尽可能接近实际焊接时的条件焊接性试验条件应尽可能接近实际焊接时的条件2）针对性）针对性