第一章 熔焊基础.pptVIP

磷在低碳钢和大多数的低合金钢中是有害的。 磷将降低钢的冲击韧度，特别是低温冲击韧度，导致结晶裂纹。 在焊接时，应对焊缝金属中的含磷量严格控制，低碳钢和低合金钢焊缝中要求wP≤0.045%,高合金钢焊缝要求wP≤0.035%。 2. 控制焊缝中硫、磷的措施 （1） 限制硫、磷的来源 （2） 冶金处理 1） 冶金脱硫处理。2） 冶金脱磷处理 1.4焊接接头的组织与性能 1.4.1熔池的凝固与焊缝金属的固态相变 1. 熔池的凝固 （1） 熔池凝固的条件与特点 焊接熔池体较小，温度极不均匀，在运动状态下凝固，且以熔化母材为基准。 （2） 熔池的凝固过程 图1-21 焊接熔池的一次结晶过程 a） 开始结晶 b） 晶体长大 c） 柱状结晶 d） 结晶结束 2. 焊缝金属的固态相变 一次结晶后，熔池液态金属转变为固态焊缝。 对于低碳钢焊缝来说，由于含碳量低，二次结晶组织一般为铁素体+珠光体。 为保证焊缝与母材的力学性能相匹配，要求焊缝中的含碳量低于母材。 低合金钢焊缝的固态相变比较复杂，不仅可能发生铁素体和珠光体转变，有些钢中还会发生贝氏体或马氏体转变。 1.4.2熔合区的特征 熔合区又称熔合线，是焊缝向热影响区的过渡区，位于焊缝与母材交界处，最高加热温度在固、液相线之间。 高温时，是固液两相并存的半熔化区。 焊接时，熔合区部分金属被熔化，通过扩散方式使液态金属与母材金属结合在一起。因此，该区化学成分一般不同于焊缝，也不同于母材金属。 1.4.3焊接热影响区加热特点及组织转变特点 1. 焊接热影响区的加热特点 温度 速度 时间 2. 焊接热影响区加热时组织转变的特点 图1-22 焊接和热处理时加热及冷却过程的示意图 TM—金属熔点 Tm—峰值温度 tm—热处理加热时间 tB—热处理保温时间 （1） 不易淬火钢热影响区的组织和性能 不易淬火钢有低碳钢和低合金高强钢（Q345、Q390）等，其热影响区从里至外可分过热区、正火区、部分相变区和再结晶区等四个区域。 1） 过热区 2） 正火区　 3） 部分相变区　　 4） 再结晶区 图1-23 热处理区划分示意图 1—过热区 2—正火区 3—部分相变区 4—再结晶区 5—淬火区 6—部分淬火区 7—回火区 （2） 易淬火钢热影响区的组织和性能1） 完全淬火区　 加热温度超过Ac3以上的区域。由于钢种的淬硬倾向大，故焊后得到淬火组织—马氏体。 2） 不完全淬火区　加热温度在Ac1～Ac3之间的区域。 3） 回火区　加热温度低于Ac1的区域。 热影响区越窄，焊接接头中内应力越大，越容易出现裂纹；热影响区越宽，变形越大。 在焊接生产工艺过程中，应在接头中的应力不足以产生裂纹的前提下，尽量减少热影响区的宽度。 1.5焊接缺陷 1.5.1焊接缺陷的种类及特征 1.焊缝外形尺寸不符合要求 图1-24 焊缝外形尺寸不符合要求 焊缝高低不平、宽度不均、波形粗劣 b） 余高过高或过低 c） 于高大d） 过渡不圆滑e） 合适 2. 咬边 图 1-25 咬边 3. 未焊透和未熔合 图1-26 未焊透和未熔合 4. 焊瘤 图1-27 焊瘤 5. 焊穿及塌陷 图1-28 焊穿及塌陷 1.5.2焊接冶金缺陷种类及特征 1. 焊缝中的气孔 在焊接过程中，熔解于熔池中的气体在结晶时来不及逸出而残留在焊缝中形成的空穴叫气孔。 形状：球形、条形、虫形和针状 气孔主要是氢气孔和一氧化碳气孔 2. 焊缝中的夹杂物 指由于焊接冶金反应产生的、焊后残留在焊缝金属中的微观非金属杂质。 氧化物夹杂 、硫化物夹杂和氮化物夹杂。 3. 焊缝中的裂纹 热裂纹 （1）热裂纹的特点 产生时间：焊接过程的高温阶段；产生部位：大多发生在焊缝上；外观特征：表面裂纹有明显锯齿形，断面氧化色明显；金相结构特征：为晶间裂纹，沿晶间界面发展。 （2）热裂纹产生的原因 （3）影响热裂纹产生的因素 1）常用合金元素的影响 ①硫、磷 它们都是提高结晶裂纹敏感性的元素 ②碳 不仅本身会造成不利影响，而且促使硫、磷的有害作用加剧。 ③锰 锰可以脱硫，对钢的性能不明显影响。 ④硅 硅对结晶裂纹的影响依含量不同而不同。 2）一次结晶组织的影响 一次结晶晶粒越粗大，越易引起热裂 3）力学因素的影响 结构刚性越大，约束越大，冷却速度越快，越易热裂。 （4） 防止结晶裂纹的措施 冷裂纹 焊接接头冷却到较低温度下产生的焊接裂纹叫冷裂纹。 （1）冷裂纹的特点 产生时间焊接后（200～300℃）低温时间；产生部位：大多发生在热影响区、母材或母材与焊缝交界处；外观特征：表面裂纹无明显锯齿形，裂口无氧化色且光亮；金相结构特征：多为穿晶裂纹。 （2）冷裂纹产生的原因 1） 淬硬倾向： 2） 氢的作用： 3） 焊接应力：