焊接成型原理研究.ppt

(4)HAZ的热应变时效脆化 在制造过程中要对焊接结构进行加工，如下料、剪切、冷弯成型、气割、焊接和其它热加工等，将引起焊接结构的局部应变、塑性变形，对焊接接头的性能，特别是断裂韧性，都会产生很大影响。这种现象称为热应变时效脆化(Hot Straining Embrittlement，简记HSE)。热应变时效大体上可分为两大类： 静应变时效：一般把室温或低温下受到预应变后产生的时效现象。 一般特点是：σb、σS和硬度普遍升高，而塑性和韧性下降；其次只有钢中含有碳、氮等间隙型原子时才发生静应变时效。 动应变时效：一般在高温下发生的预应变，特别是在200～400℃的预应变，这种在较高温度下承受塑性变形所产生的时效现象称为动应变时效。它比室温下产生的脆化现象更为严重。通常说的“蓝脆性”就属于动应变时效现象。 产生应变时效脆化的原因，主要是由于应变引起位错增殖，碳、氮原子析集到这些位错的周围形成所谓Cottrell气团，对位错产生钉扎和阻塞作用。 3．焊接HAZ的韧化 焊接HAZ，特别是熔合区和粗晶区是整个焊接接头的薄弱地带，因此，应采取措施提高焊接HAZ的韧性。但HAZ的韧性不可能像焊缝那样，利用添加微量合金元素的方法加以调整和改善，而是材质本身所固有的，故只能通过提高材质本身的韧性和某些工艺措施在一定范围内加以改善。 根据研究，HAZ的韧化可采用以下两方面的措施： (1)控制组织 对低合金钢，应控制含碳量，使合金元素的体系为低碳微量多种合金元素的强化体系。这样，在焊接的冷却条件下，使HAZ分布有弥散强化质点，在组织上能获得低碳马氏体、下贝氏体和针状铁素体等韧性较好的组织。另外，应尽量控制晶界偏析。 (2)韧化处理 对于一些重要的结构，常采用焊后热处理来改善接头的性能。但是对一些大型而复杂的结构，即使采用局部热处理也是困难的。 合理制定焊接工艺，正确地选择焊接线能量和预热、后热温度是提高焊接HAZ韧性的有效措施。 4.焊接HAZ的软化 冷作强化或热处理强化的金属或合金，在焊接热影响区一般均会产生不同程度的失强现象. 最典型的是经过调质处理的高强钢和具有沉淀强化及弥散强化的合金，焊后在热影响区产生的软化或失强。冷作强化金属或合金的软化，则是由再结晶引起的。 (1)调质钢焊接时HAZ的软化 焊接调质钢时，HAZ的软化程度与母材焊前的热处理状态有关。母材焊前调质处理的回火温度越低(即强化程度越大)，则焊后的软化程度越严重。 应指出，在焊接接头中，软化区只是很窄的一层，并处在强体之间(即硬夹软)，它的塑性变形受到相邻强体的拘束，受力时将会产生应变强化的效应。 (2)热处理强化合金焊接HAZ的软化 强化合金(如镍合金、铝合金和钛合金等)在焊接HAZ会出现强度下降的现象，即所谓“过时效软化”。 焊接LD2(Al—Mg—Si—Cu合金)时，HAZ温度在430～300℃范围内有明显的软化现象。 本章小结 本章的重点内容有:一焊接接头组织的形成和控制;二焊接接头力学性能的控制。 联生结晶和各种不同形态的柱状晶是焊缝凝固组织的显著特点。焊缝的固态相变组织主要取决于化学成分和焊接工艺条件。细小的针状铁素体组织是低合金高强钢焊缝的理想组织。而焊接热影响区的组织则主要由焊接热循环所决定。由于热影响区中各点所经历的焊接热循环不同，这就使得整个热影响区的组织是极不均匀的。焊接热影响区的组织控制与焊缝相比要困难的多。 焊缝和热影响区的性能是影响整个焊接接头性能的决定性因素。控制焊缝的性能重点是焊缝韧性的控制。一般可以通过选择合适的焊接材料再配合适当的焊接工艺来保证焊缝性能。而焊接热影响区的性能控制则困难得多，所以它对整个焊接接头的性能的影响就显得格外重要。焊接热影响区的脆化往往是导致焊接裂纹或接头性能下降的重要原因。粗晶脆化和脉A组元脆化是低合金高强钢近缝区脆化的主要形式。硬化现象是低合金高强钢近缝区表现的又一特征。决定热影响区硬度的主要因素是钢种的碳当量和冷却条件。常用热影响区的最高硬度Hmax来评定钢种的焊接性，通过它可以间接预侧焊接热影响区的韧性、脆性和抗裂性等。 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量，