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1第四章焊接热影响区组织和性能

2第四章焊接热影响区组织和性能01添加标题第四节焊接热力模拟试验方法的特点02添加标题第一节焊接热循环03添加标题第二节焊接热循环条件下的金属组织转变特点04添加标题第三节热影响区组织和性能

3重点内容:焊接热循环的主要参数、意义快速加热,连续冷却的金属组织转变特点CCT图的应用热影响区的划分方法不易淬硬钢及淬硬钢的焊接热影响区分布和组织转变

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6§4-1焊接热循环一.焊接热循环的主要参数1.加热速度(WH)2.加热的最高温度(Tm)3.在相变温度以上的停留时间(tH)4.冷却速度(Wc)或冷却时间焊接热循环:在焊接热流作用时,焊件上某一点P的温度随时间的变化过程叫作焊接热循环.

7二.特点高温停留时间短:手工焊以上停留时间最大20秒,埋弧自动焊时30-100秒。加热速度快:是热处理加热速度的几十倍甚至几百倍加热温度高:热处理加热温度以上100-200℃

8自然冷却:热处理可根据要求控制冷却速度或在冷却过程中不同阶段进行保温,焊接时,自然条件下冷却,冷却速度快。局部加热:热处理时,工件是在炉中整体加热,焊接时,局部集中加热,随热源的移动,局部加热地区的范围也移动.由于局部加热产生复杂应力,组织转变是在复杂应力不完成。

9二、焊接热循环参数的数值模拟峰值温度Tm的计算相变温度以上停留时间tH的计算瞬时冷却速度Wc的计算冷却时间的计算

10三.多层焊热循环的特点在实际焊接中,厚板多采用多层焊接,因此,有必要了解多层焊热循环作用特点。在单层焊时,因为受到焊缝截面积的限制,不能在更大的范围内调整功率和焊速,所以焊接热循环的调整也受到限制。多层焊比单层焊具有更优越的地方,它是由许多单层热循环联合在一起的综合作用,同时相临焊层之间彼此具有热处理性质.从提高焊接质量而言,多层焊往往易达到要求

11双道焊和多层焊HAZ组织示意图

12本节结束多层焊主要考虑焊道层数和层间温度。层间温度：多层焊时，开始焊接后--焊层时前--层焊道所具有的最低温度即为层间温度。对后一焊道面言，前一焊道具有预热作用，层间温度相当开预热温度；对前一焊道来说，后一焊道相当开预热温度；对前一焊道来说，后一焊道应该起后热作用，产生一定热处理效果。

13特点：§4-2焊接热循环条件下的金属组织转变特点1.加热温度高热处理加热温度以上100～200℃2.加热速度快:3.高温停留时间短4.自然冷却5.局部加热

14一、快速加热的金属组织转变特点１.加热速度对相变点的影响焊接时的加热速度很快,各种金属的相变温度发生了很大的变化。焊接时,由于采用的焊接方法不同,规范不同,加热速度可在很大的范围内变化。

15２.加热速度对Ａ均质化影响加热速度不但对相变点有影响,对Ａ均质化也有影响.近缝区的晶粒长大在焊接条件下,近缝区由于强烈过热使晶粒发生严重长大,影响焊接接头塑性,韧性,韧性产生热裂纹,冷裂纹.

16二.连续冷却时的金属组织转变特点添加标题研究焊热影响区的熔全线附近的情况,这一区域是焊接接头的薄弱地带。添加标题以45钢、40Cr为例,比较焊接条件下和热处理条件下,在相同的冷却速度下组织转变的差异.

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18动画

19三.连续冷却组织转变图的应用CCT图的建立:采用焊热热模拟试验装置来建立某种钢的CCT图.意义:在大量钢种出现之前,可预先估计热影响区的组织性能,或作为制定工艺,焊接线能量的依据.CCT图的应用:通过CCT图可得到在不同的冷却速度下的组织,即估计组织.

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22影响CCT图的因素有母材化学成分冷却速度峰值温度晶粒粗化应力应变本节结束

234-3焊接热影响区的组织和性能焊接热影响区的组织分布焊接结构钢根据热处理特性不同分为两类:淬火钢,不易淬火钢,分别讲述淬火钢和不易淬火钢的组织分布.不易淬火钢:如低碳钢,某些不易淬硬的低合金钢,如16Mn.15MoV.15MnTi等

24热影响区的组织分布熔全区过热区相变重结晶区不完全重结晶区对于低碳钢,一些淬硬倾向不大的钢(16Mn.15MnTi等)除过热区外其它各区组织基本相同.低碳钢过热区主要是魏氏组织W

2516Mn钢焊接热影响区焊缝金属母材熔合区过热区不完全重结晶区

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272.易淬火钢此类钢热影响区的组织分布与母材焊前热处理有关焊前热处理.退火,正火,调质(淬火+高回火)完全淬火区不完全淬火区对于调质处理的钢(母材焊前处于调质状态)回火区以下,发生不同程度的回火处理─回火区.组织性能变化取决于焊前调质状态的温度.

283.注意问题热影响区中熔合区,过热区晶粒严重长大,是焊接接头的薄弱地带.低碳钢的不完全重结晶区,在急冷急热的条