材料热处理 焊接质量及其控制.pptVIP

第一节 焊接接头的组织与性能 焊接时焊件的加热和冷却的特点： ①接头上各点的最高加热温度不同，如图所示； 1.焊接接头的组织和性能： 焊缝两侧金属因焊接热作用而发生组织和性能变化的区域，叫做热影响区，英文简称HAZ； 焊缝和热影响区之间的过渡区叫做熔合区； 焊接接头：由焊缝、熔合区和热影响区3部分组成，如图所示； 1.1焊缝： 柱状晶、焊缝中心区容易产生偏析；可保证力学性能不低于母材； 1.2熔合区： 强度、塑性和韧性都下降，晶粒较粗大，且易产生应力集中； 1.3热影响区： 1.3.1过热区：晶粒粗大，强度、塑性和韧性下降； 1.3.2正火区：晶粒细小，性能较好； 1.3.3部分相变区：晶粒不均匀，性能也不好； 2.改善焊接热影响区组织和性能的方法： 在焊接过程中热影响区是不可避免的。对于普通焊接结构件，热影响区造成的不利影响对使用功能影响不大，因此焊后不用特别处理。 但对于重要结构件，则必须采取措施，保证焊接性能。 2.1一般采用焊后正火热处理，改善焊缝及热影响区的组织性能，使其晶粒细化。 2.2对于焊后不能热处理的结构件，则必须采用恰当的焊接方法及焊接工艺。 第二节 焊接应力与变形 焊接过程中由于热作用（对焊件不均匀加热）也将产生焊接应力和变形。 1.焊接应力与变形产生的典型示例： 常见的几种焊接变形的基本形式： 2.防止和减少焊接变形的工艺措施： 2.1反变形法：如图所示； 2.2加裕量法： 2.3选择合理的焊接次序：如图所示； 3.矫正焊接变形的方法： 3.1机械矫正法：压力机、矫正机、手工锤击，如图所示； 3.2火焰加热矫正法：氧-乙炔火焰；如图所示； 4.减少焊接应力的工艺措施： 4.1选择合理的焊接次序：如图所示； 4.2预热法：温度350~400℃ 4.3焊后退火处理：600~650 ℃，保温，缓冷； 第三节 焊接接头的主要缺陷及检验 1.焊接接头的主要缺陷： 焊接裂纹、未焊透、未熔合、夹渣、气孔、咬边、烧孔和焊瘤等，如图所示； 2.焊接缺陷检验： 2.1外观检验：用肉眼或低倍放大镜及标准焊板、量规等工具，检查焊缝尺寸的偏差和表面缺陷； 2.2致密性检验：对要求密封和承受压力的容器或管道；水压试验、气压试验和煤油试验； 2.3内部（无损）检验：X射线、γ射线和超声波探伤； 第四节 常用金属材料的焊接 1.金属材料的可焊性： 可焊性---是指被焊金属在一定的焊接工艺条件下（焊接方法、材料、工艺参数、结构型式），获得优质焊接接头的难易程度。 包括：工艺焊接性、使用焊接性； 2.钢材可焊性的评定方法： 一般常用碳当量法估算可焊性，即把影响焊接性能的元素对可焊性的影响折算为碳的影响相当的量。经验公式为： C当量＜0.4%时，可焊性好。一般的焊接工艺条件下，不会产生裂纹。 C当量=0.4～0.6%时，可焊性较差。焊前需采取适当的工艺措施。 C当量＞0.6%时，可焊性差。焊接前后需都需采取措施。 由此可见，材料的碳当量是制订焊接工艺规程和焊接规范的重要依据。 3.碳钢的焊接 3.1低碳钢的焊接 低碳钢的C≤0.25% ，可焊性良好。 可用各种焊接方法进行焊接而不需采取特殊的工艺措施。 3.2 中、高碳钢的焊接 C≤0.25～0.6%（C当量更大），随着含碳量的增加，可焊性明显变差。 焊接前后需采取一定的工艺措施，以保证焊接质量。 焊前：必须预热。（150～250℃） 焊后：热处理。（重要结构件） 手工电弧焊匹配碱性焊条（E5015）； 4.合金结构钢的焊接 一般用于焊接结构件的为普通低合金结构钢，简称低合金钢。 低合金钢的含碳量虽然较低，但因其他元素的含量不同，可焊性差别很大。其特点为：随着强度级别的升高，可焊性变差； 低合金钢的焊接工艺见表 5. 铸铁的焊补 铸铁的含碳量很高，可焊性很差。通常铸铁不用作焊接结构件，只是焊补工作； 铸铁的焊补一般采用气焊和手工电弧焊， 焊接工艺分为：热焊法和冷焊法。 5.1热焊法 焊前将工件预热600～700℃，焊后缓慢冷却。（气焊） 5.2冷焊法 焊前不预热或只进行400℃以下的低温预热的焊补方法。（手工电弧焊） 冷焊法主要依靠焊条的化学成分来防止产生白口组织和裂缝。 6.有色金属的焊接 6.1铜及铜合金的焊接 铜及铜合金的焊接特点： 6.1.1铜的导热性高，焊接时热量极易散失。 6.1.2铜在液态时易氧化，生成的CU2O与铜组成低熔点共晶，分布在晶界上形成薄弱环节； 铜的收缩系数大，易产生焊接应力和裂缝。 6.1.3铜在液态时吸气性强，焊接时易产生气孔。 6.1.4铜的电阻极小，不适宜电阻焊接。 6.1.5铜合金中的元素更易氧化，使可焊性更差。 铜及铜合金的常用焊接方法 6.2铝及铝合金的焊接 铝的可焊性与铜的可焊性相似---焊接困难。 铜