卓越工程师二焊接质量控制和管理焊接接头及质量控制.pptxVIP

第1页/共42页卓越工程师二焊接质量控制和管理焊接接头及质量控制第2页/共42页一、焊接接头的基本概念焊缝金属区：焊接加热时，焊缝金属区的温度在液相线以上，冷却后成为柱状晶铸态组织熔合区：焊缝与母材交接的过渡区，也称半熔化区，冷却后熔化的金属凝固成铸态组织，未熔化的金属因加热温度过高成为粗晶，其韧性和塑性明显变差，容易产生裂纹和破坏，是焊接接头危险区域之一。第3页/共42页一、焊接接头的基本概念热影响区：粗晶区（过热区）：此区加热温度范围为固相线至1100°C具有过热组织或晶粒显著粗大的组织。 细晶区（正火区）：此区的加热温度范围为AC3以上，未达 到过热温度，由于焊后空冷，相当于热处理后的正火组织 部分相变区：此区的加热温度范围为AC3－AC1之间。空冷 时为先共析铁素体和珠光体以及未熔的粗大铁素体第4页/共42页 二、焊接接头的基本形式焊接接头形式：两金属焊件在焊接时的相对位置，有对接、搭接、T形接头和角接接头焊缝：焊接后，两焊接件接头缝隙熔接处。焊缝的形式有对接焊缝、点焊缝和角焊缝。第5页/共42页 二、焊接接头的基本形式第6页/共42页 二、焊接接头的基本形式654183271—坡口角度；2—钝边；3—根部间隙；4—焊趾5—余高；6—焊缝表面；7—焊根；8—熔深对接焊缝V型坡口的几何形状及名称第7页/共42页 二、焊接接头的基本形焊缝深度；2—焊缝表面；3—熔深4—焊根；5—焊角；6—焊趾角焊缝的几何名称坡口第8页/共42页 二、焊接接头的基本形式部分焊透坡口第9页/共42页 二、焊接接头的基本形式喇叭形坡口 第10页/共42页 二、焊接接头的基本形式全焊透坡口第11页/共42页 二、焊接接头的基本形式第12页/共42页 二、焊接接头的基本形式第13页/共42页 二、焊接接头的基本形式焊接坡口形式的选择工厂的加工条件可达性的好坏减少焊接材料的消耗量考虑焊接变形与应力第14页/共42页 二、焊接接头的基本形式对接角接（a） Axial residual stresses （b） Hoop residual stresses第15页/共42页 二、焊接接头的基本形式焊接位置：焊接时焊缝所处的空间位置第16页/共42页三、焊接接头性能焊缝金属的凝固熔池体积小，冷却速度快熔池的液态金属处于过热状态熔池在运动下结晶单道焊组织为典型的柱状晶。柱状晶通常是与等温线垂直的方向长大。多道焊时，后续焊道对前一道焊缝重新加热，消除了柱状晶，并使晶粒细化熔池的形状和大小，受母材的热物理性能、尺寸和焊接方法以及工艺参数等因素影响第17页/共42页三、焊接接头性能影响焊接接头性能的主要因素第18页/共42页三、焊接接头性能第19页/共42页三、焊接接头性能焊接接头强度、塑性和韧性分布第20页/共42页三、焊接接头性能焊接接头设计注意事项在不损害强度的前提下，必须尽量减少焊接部位；在设计焊接接头时，要注意使接头的可焊性好，并尽可能选用自动化程度较高的焊接方法；力求减小焊接接头的拘束应力。避免几条焊缝集中在一起，或者焊缝彼此过于接近，以避免产生裂纹和材质性能变坏；对大型焊接结构，必须对胚料的加工精度和接头的装配精度有较严格的技术要求，以避免产生接头错边。第21页/共42页 四、焊接接头的工作应力分布应力集中：由于焊接的形状和焊缝布置的特点，焊接接头工作应力的分布是不均匀的，其最大应力比平均应力值高，这种情况称为应力集中表达式：第22页/共42页 四、焊接接头的工作应力分布第23页/共42页 四、焊接接头的工作应力分布对接接头工作应力分布 对接接头的焊缝形状产生了结构不连续性，因而引起不同的应力分布，在焊缝与母材的过渡处应力应力集中，最大应力集中部位在焊趾处。应力集中系数： t：板厚；ρ：焊趾处过渡半径；θ：夹角第24页/共42页 四、焊接接头的工作应力分布余高对应力分布的影响平板对接接头应力分布第25页/共42页 四、焊接接头的工作应力分布不等厚平板对接接头形式第26页/共42页 四、焊接接头的工作应力分布T形（十字形）接头的工作应力分布未焊透的十字接头，在焊趾和焊根处有较大的应力集中系数，其中以焊根处为最大。焊透的十字接头有较小的应力集中系数。第27页/共42页 五、焊接接头的强度非匹配强度匹配：用焊缝金属的屈服强度与母材的屈服强度的比值表示表达式：OMOMBMσBMσUMσOMUMσJσBMσUMεεJεεBMεOMεUM第28页/共42页 五、焊接接头的强度非匹配核电安全端焊接接头的匹配性：第29页/共42页 五、焊接接头的强度非匹配强度匹配原则尽量选择等强匹配的焊材；对于中低强度钢，由于母材和焊缝都有较高的韧性储备，断裂形式为延性断裂，所以按等强度原则，选择高强匹配焊材；对于高强度钢，断裂形式为脆性断裂，选择低强匹配；