焊接冶金学基本原理-第3章熔池凝固和焊缝固态相变讲课.pptVIP

共需 4学时;第3章 熔池凝固和焊缝固态相变; 焊接热过程 焊接化学冶金过程 焊缝结晶及焊接组织 焊接热影响区的组织与性能 焊接裂纹;;;3.1 熔池凝固;（3）熔池在运动状态下结晶 结晶前沿随热源同步运动 液态金属受到力的搅拌运动;3.1.2 熔池结晶的一般规律 ;;关于θ： θ越小，湿润性越好， θ大小取决于新相晶核与现成表面之间的表面张力。若结构相似，表面张力越小，θ越小，那么形核需要能量越小。 这说明，在已有同一物质的固体表面形核所需能量最小，形核最容易。;2.熔池中晶核的长大;3.1.3 熔池结晶速度和方向;焊接工艺参数与θ（0~90°）关系：(熔池半椭球体假设）;结论： （1） 晶粒成长的平均线速度是变化的，在熔合线上最小，在焊缝中心最大，vc=0～v。 Ky=1， cosθ=0, θ =90°,Vc=0, 说明熔合区上晶粒开始成长的瞬间，成长的方向垂直于熔合区，晶粒成长的平均线速度等于零。 Ky=0，cosθ =1, θ=0°,Vc=V, 说明晶粒成长到接触X轴时，晶粒成长的平均线速度等于焊接速度，且方向一致。 （2） 焊接工艺参数对晶粒成长方向和平均线速度均有影响 。当焊接速度越大时，θ角越大，晶粒主轴的成长方向越垂直于焊缝的中心线；相反，当焊接速度小时，则晶粒主轴的成长方向越弯曲。 ;3.1.4 熔池结晶的形态;a)G0时的温度分布;2.固溶体合金的结晶形态;（1）、平面结晶 产生条件：过冷度＝0，无成分过冷 特征：平面晶（G正温度梯度很大时） 平面结晶形态发生在结晶前沿没有成分过冷的情况下。 ;(2) 胞状结晶 产生条件：过冷度很小。 特征：断面六角形，细胞或蜂窝状。;（3）、胞状树枝结晶 产生条件：过冷度稍大。 特征：主干四周伸出短小二次横枝，纵向树枝晶断面胞状。 ;（4）、 树枝状结晶产生条件：过冷度进一步增大。特征：主枝长，主枝向四周伸出二次横枝，并能得到很好的生长。 ;（5）、等轴晶 产生条件：过冷度大，温度梯度小。 特征：结晶前沿长出粗大树枝晶，液相内，可自发生核，形成自由长大的等轴树枝晶。;结晶形态主要决定于合金中的 溶质的浓度C0、 结晶速度R和 液相中温度梯度G 的综合作用。;4、焊接条件下的凝固（结晶）形态;（2）成分（ 溶质浓度）的影响。 ;;3.1.5 焊缝金属的化学成份不均匀性;（2）、宏观偏析（区域偏析） ;（3）.层状偏析 ;;3.2 焊缝固态相变;过冷奥氏体的连续冷却转变图-即CCT曲线（复习）;焊缝金属连续冷却组织转变图（简称WM-CCT图）;;3.3 焊缝中的气孔和夹杂;;a. 氢气孔; b.CO气孔;2 焊缝中的形成气孔的机理;;焊接熔池现成表面形核需要的能量：;（2）.气泡长大;（3）、气泡上浮;; 2）结晶速度;;3. 影响生成气孔的因素及防治措施;3.3.2 焊缝中的夹杂;3.4 焊缝性能的控制;3.5 焊接熔合区;2.熔合区的特征;（2）熔合区的成分不均匀;本章小结