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1、学习必备欢迎下载材料焊接性复习总结第 2 章焊接性及其试验评定2.1.1 焊接性概念概念：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力。材料焊接性的概念有两个方面的含义：一是材料在焊接加工中是否容易形成接头或产生缺陷；二是焊接完成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。2.1.2 影响焊接性的因素影响因素：材料因素、设计因素、工艺因素、服役因素。2.3 焊接性的评定及试验方法2.3.1 焊接性的间接评定碳当量法：钢中合金元索的含量按相当于若干碳含量折算并叠加起来，作为粗略评定钢材冷裂纹倾向的参数指标，即所谓碳当量（CE或 Ceq) 。第 3 章合金结构钢的
2、焊接一、何谓合金结构钢？简述强度用钢和低中合金特殊用钢各自所包含类型的性能特点和用途？答：在碳素钢基础上加人一定量的合金元素即构成合金结构钢。1. 强度用钢（1）热轧及正火钢：屈服强度为295490MPa ，在热轧或正火状态下使用，属于非热处理强化钢。这类钢广泛应用于常温下工作的一些受力结构，如压力容器、 动力设备、工程机械、桥梁、建筑结构和管线等。（2）低碳调质钢：这类钢的特点是含碳量较低（一般碳的质量分数为0.22%以下） ，既有高的强度，又兼有良好的塑性和韧性，可以直接在调质状态下进行焊接，焊后不需进行调质处理。可用于大型工程机械、压力容器及舰船制造等。（3）中碳调质钢：钢中含碳量较高（
3、碳的质量分数为0.250.5%） ，也属于热处理强化钢。它的淬硬性比低碳调质钢高得多，具有很高的硬度和强度， 但韧性相对较低。 这类钢常用于强度要求很高的产品或部件，如火箭发动机壳体、一飞机起落架等。2. 低中合金特殊用钢（1）珠光体耐热钢：以Cr、Mo为基础的低中合金钢，随着工作温度的提高，还可加人V、W 、Nb、B等合金元素，具有较好的高温强度和高温抗氧化性，主要用于工作温度在500600的高温设备，如热动力设备和化工设备等。（2）低温钢：大部分是一些含Ni 或无 Ni 的低合金钢，一般在正火或调质状态使用，主要用于各种低温装置（ 40196）和在严寒地区的一些工程结构，如液化石油气、天然
4、气的储存容器等。 与普通低合金钢相比， 低温钢必须保证在相应的低温下具有足够高的低温韧性，对强度无特殊要求。（3）低合金耐蚀钢除具有一般的力学性能外，必须具有耐腐蚀性能这一特殊要求。主要用于在大气、海水、石油化工等腐蚀介质中工作的各种机械设备和焊接结构。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页学习必备欢迎下载二、简述合金结构钢中合金元素的作用？答：合金元素在合金结构钢中的主要作用可归纳为3 个方面：1. 增加淬透性； 2. 影响回火过程； 3. 影响综合力学性能。三、简述低碳调质钢和中碳调质钢的特点及分类？答：1、低碳调质
5、钢：低碳调：要求钢中碳的质量分数不大于0.22%。分类：高强度结构、髙强度耐磨钢、高强髙韧性钢。 2 中碳调质钢：中碳调质钢的屈服强度达8801176MPa 以上。钢中的含碳量（ =0.25%0.5%) 较髙，并加入合金元素（如Mn 、Si、Cr、Ni、B及 Mo 、W 、V、Ti 等） 。分类： 40Cr、35CrMoA和 35CrMVA 、30CrMnSiA, 30CrMrtSiNi2A 和 40CrMnSiMoVA 、40CrNiMoA和 34CrNi3MoA 。3.2 热轧及正火钢的焊接热轧钢：屈服强度为295 390MPa的普通低合金钢都属于热轧钢。强化机理：这类钢通过Mn 、Si
6、等合金元素的固溶强化作用，也可再加入V、Nb以达到细化晶粒和沉淀强化的作用。成分：W c0.2%,Wsi0.55%,WMn1.5%。正火钢：正火钢是在固溶强化的 基础上， 加人一些碳、氮化合物形成元素 （如 V、 Nb 、 Ti 、 M0 等） ,通过沉淀强化和细化晶粒 进一步提高钢材的强度和保证韧性。 正火处理的目的 是为了使这些合金元素形成的碳、氮化合物以细小的化合物质点从固溶体中沉淀析出，弥散分布在晶内和晶界，起细化晶粒的作用。控轧钢 可用于制造石油、天然气的输送管。热轧及正火钢的焊接性： 4 热影响区脆化：（1）粗晶区脆化被加热到 1200T以上的热影响区过热区可能产生粗晶区脆化， 韧
7、性明显降低。（2）热应变脆化产生在焊接熔合区及最高加热温度低于 Ac,的亚临界热影响区。预热和焊后热处理的目的主要是为了防止裂纹，也有一定的改善组织、性能的作用。3.3 低碳调质钢的焊接3.3.2 低碳调质钢的焊接性分析（1）焊缝强韧性匹配焊缝强度匹配系数：（m）w/(Rm)b , （m）w为焊缝强度， (Rm)b为母材强度。（2）冷裂纹这类钢的淬硬倾向相当大， 本应有很大的冷裂纹倾向， 但由于这类钢的特点是马氏体中的碳含量很低， 所以它的开始转变温度Ms点较高。如果在该温度下冷却较慢，生成的马氏体来得及进行一次“自回火”处理，因而实际冷裂纹倾向并不大c 也就是说，在马氏体形成后如果能从工艺上
8、提供一个“自回火”处理的条件，即保证马氏体转变时的冷却速度较慢，得到强度和韧性都较高的回火马氏体和回火贝氏体。（）热影响区性能变化韧性最佳的组织为ML与低温转变贝氏体（ B）的混合组合。其原因是：板条马氏体转变时，10 个以上相邻板条大致具有同一结晶方位，形成一束板条，有效晶粒直径较大。下贝氏体（B）的板条间结晶位向差较大，有效晶粒直径取决于其板条宽度，比较微细，韧性良好。当ML与 B混合生成时，原奥氏体晶粒被先析出的B有效地分割，促使ML有更多的形核位置 , 且限制了 ML 的生长，因此 ML+ B混合组织的有效晶粒最为细小。理解内容： 焊接热输入 E的确定以抗裂性和对热影响区韧性要求为依据
9、。从防止冷裂纹出发，要求冷却速度慢为佳， 但对防止脆化来说， 却要求冷却快较好， 因此应兼顾两者的冷却速度范围。这个范围的上限取决于不产生冷裂纹, 下限取决于热影响区不出现脆化的混合组织。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页学习必备欢迎下载3.4 中碳调质钢的焊接3.4.2 中碳调质钢的焊接性分析（1）焊缝中的热裂纹中碳调质钢含碳量及合金元素含量较髙，焊缝凝固结晶时，固- 液相温度区间大，结晶偏析倾向严重，焊接时易产生结晶裂纹，具有较大的热裂纹敏感性。防止措施： 尽可能选用碳含量低以及含S、 P 杂质少的焊接材料。（2
10、）淬硬性和冷裂纹中碳调质钢对冷裂纹的敏感性之所以比低碳调质钢大，除了淬硬倾向大外， 还由于 Ms点较低。措施：采用小热输入，同时采取预热，缓冷和后热等措施。焊接热源越集中，对减少软化越有利。3.5 珠光体耐热钢的焊接为了提髙耐热钢的热强性，可通过以下三种合金化方式实现强化：(1) 基体固溶强化(2) 第二相沉淀强化（3）晶界强化第 4 章 不锈钢及耐热钢的焊接不锈钢和耐热钢的区别：二者的区别主要是用途和使用环境条件不同。不锈钢主要是在温度不高的所谓湿腐蚀介质条件下使用，尤其是在酸、碱、盐等强腐蚀溶液中，耐腐蚀性能是其最关键、最重要的技术指标。 耐热钢则是高温气体环境下使用，除耐高温腐蚀 如髙温
11、氧化，可谓干腐蚀的典型）为必要性能外，髙温下的力学性能是评定耐热钢质量的基本指标。其次，不锈钢为提髙耐晶间腐蚀等性能，碳含量越低越好，而耐热钢为保持高温强度，一般碳含量均较高。耐热钢分类：不锈钢、抗氧化钢、热强钢奥氏体不锈钢会发生晶间腐蚀是由于这类钢加热到450-850T 温度区间会发生敏化，其机理是过饱和固溶的碳向晶粒边界扩散，与晶界附近的铬结合形成铬的碳化物或 (Fe, Cr) C，并在晶界析出， 由于碳比铬的扩散快得多， 铬来不及从晶内补充到晶界附近，以至于邻近晶界的晶粒周边层 r 的质量分数低于12%,即所谓贫铬现象，从而造成晶间腐蚀。热强性 是指在高温下长时间工作时对断裂的抗力（持久
12、强度），或在高温下长时间工作时抗塑性变形的能力（抗蠕变抗力） 。为提髙钢的热强性，其措施主要是：1) 提髙 Ni 量以稳定基体，利用W固溶强化，提高原子间结合力。2) 形成稳定的第二相， 主要是碳化物相 （MC 、MC） 。因此，为提髙热强性希望适当提高碳含量。3) 减少晶界和强化晶界，如控制晶粒度并加人微量硼或稀土等。焊缝区晶间腐蚀。根据贫铬理论，为防止焊缝发生晶间腐蚀：一是通过焊接材料，使焊缝金属或者成为超低碳情况，或者含有足够的稳定化元素Nb ( 因 Ti不易过渡到焊缝中而不采用Ti) ；二是调整焊缝成分以获得一定数量的铁素体相。另外两种 热影响区敏化区晶间腐蚀、 刀状腐蚀。引起应力腐蚀
13、开裂须具备三个条件：首先是金属在该环境中具有应力腐蚀开裂的倾向；其次是由这种材质组成的结构接触或处于选择性的腐蚀介质中；最后是有高于一定水平的拉应力。奥氏体钢焊接热裂纹的原因：（1）奥氏体钢的热导率小和线膨胀系数大（2）奥氏体钢易于联生结晶形成方向性强的柱状晶的焊缝组织，有利于有害杂质偏析，而促使形成晶间液膜。（3）奥氏体钢及焊缝的合金组成较复杂，S、P、Sb之类杂质可形成易溶液膜。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页学习必备欢迎下载4.3 铁素体及马氏体不锈钢的焊接普通铁素体钢： r(12%30%) 焊接接头的晶间腐
14、蚀机理和防止措施：当焊接温度高950时，碳、氮的化合物逐步溶解到铁素体相之中，得到碳、氮过饱和固溶体。由于碳、氮在铁素体中的扩散速度比在奥氏体快得多，在焊后冷却过程中，甚至在淬火冷却过程中，都来得及扩散到晶界区。加之晶界的碳、氮的浓度高于晶内， 故在晶界上沉淀出 （Cr, Fe)236碳化物和 Cr2N 氮化物。由于铬的扩散速度慢，导致在晶界上出现贫铬区。在腐蚀介质的作用下即可出现晶间腐蚀。为了克服焊缝高温区的贫铬带，只需650800C 短时间保温，即可使过饱和的碳和氮能完全析出，而铬又来得及补充到贫铬区，从而恢复到原来的耐蚀性。焊接接头的脆化：高温脆性、a相脆化、 475C 脆化第 5 章有
15、色金属的焊接铝及铝合金的分类：工业纯铝、铝铜合金、铝锰合金、铝硅合金、铝镁合金、铝镁硅合金、铝锌镁铜合金等七大类。按强化方式，分为非热处理强化铝合金和热处理强化铝合金。焊缝中的气孔： 氢是熔焊时产生气孔的主要原因。来源 ：弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分、焊丝及母材表面氧化膜吸附的水分。措施：一是限制氢溶入熔融金属， 或者是减少氢的来源， 或者减少氢与熔融金属作用的时间 （如减少熔池吸氢时间）二是尽量促使氢自熔池逸出，即在熔池凝固之前使氢以气泡形式及时排出，这就要改善冷却条件以增加氢的逸出时间。减少氢的来源、控制焊接工艺。TIG 焊和 MIG 焊如何选择焊接工艺参数？答：对于 TI
16、G 焊参数的选择，一方面应采用小热输入以减少熔池存在时间，从而减少气氛中氢的溶入，因而须适当提高焊接速度；同时又要保证根部熔合，以利根部氧化膜中的气泡浮出，又须适当增大焊接电流。在 MIG 焊条件下，焊丝氧化膜的影响更明显，减少熔池存在时间，难以有效地防止焊丝氧化膜分解出来的氢向熔池侵入，因此希望增大熔池时间以利气泡逸出。铜及铜合金的分类：工业纯铜、黄铜、青铜及白铜等。铜及铜合金的焊接性： 1难熔合及易变形2热裂纹3 气孔4 焊接接头性能的变化熔焊铜及其合金时可根据具体情况采取一些冶金措施，避免接头裂纹的出现 ，如：（1）严格限制铜中的杂质含量P （2）增强对焊缝的脱氧能力，通过焊丝加人Si、 Mn、C、P等合金元素； C 与生成气体逸出，其余脱氧产物进入熔渣浮出。（3)选用能获得双相组织的焊丝，使焊缝晶粒细化，使易熔共晶物分散、不连续。钛及钛合金的分类 ：工业纯钛、 钛合金（ 钛合金、 钛合金和 + 钛合金）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页