材料焊接性
材料的焊接性对焊接质量及焊接成本的影响分析
材料的焊接性对焊接质量及焊接成本的影响分析一、引言焊接是一种重要的连接技术，在工程领域有着广泛的应用。
而材料的焊接性是决定焊接质量和焊接成本的关键因素之一。
不同材料的焊接性会影响焊接接头的牢固程度、耐腐蚀性、机械性能等。
不同的焊接性也会导致不同的焊接工艺及焊接材料的选择，从而影响焊接的成本。
对材料的焊接性进行分析，对于提高焊接质量、降低焊接成本具有重要意义。
二、材料的焊接性及其影响1. 材料的成分及结构材料的成分和结构是决定焊接性的重要因素之一。
碳含量高的钢材在焊接时容易产生焊接变脆现象，降低焊接接头的牢固程度；而不锈钢的铬含量高，容易在焊接过程中产生氧化物，影响焊接质量。
材料的结构也会影响焊接性，例如晶粒细小的材料焊接后具有优良的机械性能和耐腐蚀性，而晶粒粗大的材料则容易产生焊接裂纹，降低焊接质量。
2. 材料的热物理性能材料的热物理性能包括热导率、热膨胀系数等，对焊接性有着重要影响。
在焊接过程中，材料的热膨胀系数不同会导致在焊接接头处产生应力集中，影响焊接质量；而热导率低的材料在焊接时需要较长的预热时间，增加焊接成本。
3. 材料的表面状态材料的表面状态对焊接性有着直接影响。
表面粗糙的材料在焊接时会影响焊接接头的质量，易产生缺陷。
表面涂层、氧化物等也会影响焊接性，需要进行特殊的处理以保证焊接质量。
4. 不同材料的焊接特性不同材料的焊接特性不同，需要采用不同的焊接工艺及焊接材料。
碳钢容易进行电弧焊接，而铝合金则需要采用氩弧焊接。
在选择焊接工艺和焊接材料时需要考虑材料的焊接特性，以保证焊接质量。
1. 焊接接头的牢固程度材料的焊接性直接影响焊接接头的牢固程度。
焊接性好的材料在焊接时容易形成均匀的焊缝，焊接接头具有较高的强度和韧性；而焊接性差的材料在焊接时容易产生焊接裂纹、气孔等缺陷，降低焊接接头的牢固程度。
2. 焊接接头的耐腐蚀性1. 焊接工艺的选择不同材料的焊接性决定了需要采用不同的焊接工艺参数。
对于焊接性差的材料需要采用较高的焊接温度、较长的预热时间等，增加了焊接成本。
材料焊接性
材料焊接性材料焊接性在工程设计中，材料的焊接性是一个至关重要的因素。
焊接是将两个或多个材料通过熔化和冷却来组装在一起的过程。
通过焊接，可以将两个成分相同或不同的材料连接在一起，形成一种坚固的结构形状。
材料的焊接性不仅涉及材料的物理和化学性质，还涉及焊接过程中使用的材料和工具的类型和质量。
这是因为焊接是一个高温、高压和高温度变化的过程。
有些材料非常容易焊接，如钢铁、铝和铜。
这些材料具有较高的熔点和热传导性，焊接时易于形成强有力的气密连接。
钢铁可以使用多种方法进行焊接，包括电弧焊接、气体焊接、TIG焊接、MIG焊接等。
铝和铜也可以使用类似的方法进行焊接。
然而，还有很多材料焊接起来比较困难，如不锈钢、钛、瓷砖等。
不锈钢的耐腐蚀性和强度使其成为许多工业应用的理想材料，但是它的结构相对复杂，因此需要特殊的焊接技术。
钛是轻量级、高强度、高温材料，但是其氧化膜在焊接过程中会阻碍焊接过程。
瓷砖是一种脆性材料，焊接会使其容易破裂。
为了解决这些材料的焊接难题，科学家和工程师们花费了很多时间和精力，开发出了各种新的焊接技术和材料。
例如，对于不锈钢的焊接，通常需要使用气体钨极焊或高功率激光焊技术，这些技术可以帮助减轻不锈钢的薄壁焊接和手工操作的难度。
钛和瓷砖的焊接也需要特殊的焊接技术和材料。
此外，焊接过程中的热处理也是焊接性要考虑的一个方面。
因为焊接时高温会对材料的性质产生不利影响，而焊缝周围的区域是焊接最容易出问题的地方。
通过一些热处理方法，如退火、淬火、正火等可以改善焊缝的性能。
总之，在工程设计中，选择合适的材料并保证材料的焊接性是至关重要的。
无论焊接什么材料，都需要做一些实验室测试，确定最佳的焊接方法和材料。
通过合理的焊接选择，可以确保完成的结构强度和耐用性。
除了选择合适的材料和焊接方法之外，还需要考虑其他一些因素来确保焊接质量和可靠性。
以下是一些需要考虑的因素：1. 焊接时应该注意环境。
有些焊接方法，如氧乙炔焊和某些复杂的电弧焊需要在较为干燥和通风的环境下进行。
常用金属材料的焊接性
常用金属材料的焊接性焊接是指将两个或多个金属材料通过加热或施加压力等方式连接在一起的工艺。
常用的金属材料包括钢铁、铝、铜、镍、钛等。
这些金属材料在焊接时拥有不同的特性和焊接性能。
下面将针对常见金属材料的焊接性进行详细介绍。
1.钢铁焊接性钢铁是最常见的金属材料之一，其焊接性能较好。
在钢铁焊接中常用的方法包括电弧焊、气焊、激光焊等。
其中，电弧焊是最常见的焊接方法，在焊接钢铁时通常使用熔化电极和熔化极性相同的焊条。
钢铁的焊接性能取决于其成分、组织结构以及焊接方法等因素。
2.铝焊接性铝是一种常见的轻金属，其焊接性能较差。
由于铝的氧化膜容易形成，这会降低焊接接头的强度和质量。
为了提高铝的焊接性能，可以采用预处理、焊接保护气体等方法。
常见的铝焊接方法有气焊、TIG焊等。
在气焊中需要使用钡剂等预处理剂来清除氧化膜，而TIG焊则可以通过惰性气体的保护来减少氧化膜的生成。
3.铜焊接性铜是一种良好的导电材料，其焊接性能较好。
常见的铜焊接方法有气焊、TIG焊、电弧焊等。
在铜焊接中，氧化膜的清除很重要，可以使用钝化剂等预处理剂来清除氧化膜。
TIG焊和电弧焊是常用的铜焊接方法，可以通过选择合适的焊接材料和控制焊接参数来获得理想的焊接接头。
4.镍焊接性镍是一种耐腐蚀性较好的金属材料，其焊接性能较好。
常见的镍焊接方法有电弧焊、TIG焊等。
镍焊接时，需要注意选择合适的焊接材料和适当的焊接参数来获得理想的焊接接头。
在镍焊接中，尤其需要注意焊接电缆和接地端之间的电气连接，以避免电弧腐蚀。
5.钛焊接性钛是一种重要的结构材料，其焊接性能较好。
常用的钛焊接方法有电弧焊、激光焊等。
在钛焊接中，需要注意选择合适的焊接材料和适当的焊接参数，以避免产生气泡和裂纹等缺陷。
此外，钛焊接还需要进行保护气体的控制，以避免氧化等不良影响。
综上所述，常用金属材料的焊接性能因成分、组织结构以及焊接方法等因素的不同而有所差异。
了解和掌握这些材料的焊接性能对于实际应用和工程设计具有重要意义，能够确保焊接接头的质量和可靠性。
详解典型焊接材料的焊接性
详解典型焊接材料的焊接性典型焊接材料的焊接性是指在焊接过程中所表现出的特性和性能。
焊接性是影响焊接工艺和焊缝质量的重要因素之一、下面将详细介绍常见焊接材料（包括金属和非金属材料）的焊接性。
1.钢材焊接性：钢材是最常见的金属材料之一，具有广泛的应用领域。
钢材的焊接性取决于其成分、钢种和热处理状态。
一般来说，碳含量低的低碳钢和碳含量高的高碳钢都具有良好的焊接性。
焊接低碳钢时，焊接热影响区域（HAZ）容易发生退火，引起冷脆性的问题，需要采取适当的措施进行预热和后热处理。
高碳钢焊接时容易出现冷裂纹和热裂纹，需要选择适合的焊接材料和控制焊接参数。
2.铝合金焊接性：铝合金是一种轻质、高强度的金属材料，广泛用于航空、汽车和建筑等领域。
铝合金的焊接性取决于合金化元素、成分和热处理状态。
一般来说，一些铝合金易于焊接，如铝镁合金和铝锂合金，而一些铝合金焊接性较差，如硬化铝合金。
焊接铝合金时，容易发生氧化和热裂纹等问题，需要采取保护气体和合适的焊接工艺参数。
3.不锈钢焊接性：不锈钢是一种抗腐蚀性能良好的金属材料，被广泛用于食品加工、化工和医疗器械等领域。
不锈钢的焊接性受到合金元素、成分和热处理状态的影响。
普通奥氏体不锈钢（如304和316等）焊接性较好，而马氏体不锈钢焊接性较差。
焊接不锈钢时，易发生气孔和焊接晶间腐蚀等问题，需要控制焊接参数和采用适当的焊接试剂。
4.铜及铜合金焊接性：铜和铜合金是常见的导电材料，被广泛应用于电气、电子和管道等行业。
铜及铜合金的焊接性好，容易焊接。
焊接铜合金时，一般采用气焊、电弧焊或电阻焊等方法。
需要注意的是，铜及铜合金焊接时易发生氧化和高温脆性等问题，需要采取保护措施。
5.非金属材料的焊接性：非金属材料如塑料、陶瓷和橡胶等也可以进行焊接。
其中，塑料焊接性好，常用的焊接方法有热板焊接、高频焊接和超声波焊接等。
陶瓷和橡胶等材料的焊接性较差，难以进行常规焊接，常采用粘接、烧结和激光焊接等特殊方法。
各种材料的焊接性能
各种材料的焊接性能焊接是一种将两个或更多的材料连接在一起的工艺。
焊接性能是指材料在焊接过程中的抗热裂纹、焊接接头的强度、抗脆性、耐腐蚀性等方面的表现。
各种材料的焊接性能有相应的特点。
金属材料是最常见的焊接材料之一、常见的金属材料包括钢铁、铝合金、铜合金、镍合金等。
这些材料具有良好的可焊性，通过适当的焊接工艺和焊接材料的选择，可以得到较高的焊接接头强度。
其中，钢铁是最常见的焊接材料，焊接性能较好，可用多种焊接方法进行焊接，例如电弧焊、气体保护焊等。
铝合金和铜合金由于具有良好的导电性和导热性，在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用，这些材料的焊接性能对接头质量和工件整体性能影响较大。
镍合金具有优异的耐腐蚀性和高温强度，广泛用于航空发动机、核反应堆等领域，其焊接性能对材料的使用寿命和安全性有重要影响。
非金属材料如陶瓷、塑料、纤维等也有一定的焊接性能。
陶瓷一般以粘结剂形式焊接，焊接强度较低，常用于压电陶瓷和绝缘陶瓷制品的焊接。
塑料材料的焊接主要采用热焊和超声波焊接等方法，焊接强度较高，广泛应用于塑料管道、汽车内饰等领域。
纤维材料的焊接主要是指碳纤维、玻璃纤维等复合材料的焊接，一般采用粘合剂或热焊接的方法，焊接性能一般较好。
无机非金属材料如玻璃、石墨等的焊接性能较差。
玻璃的焊接需要采用特殊的焊接工艺，焊接接头强度低，且易发生热裂纹。
石墨材料是具有良好导电和导热性能的材料，但其本身结构特殊，焊接性能较差。
总体而言，各种材料的焊接性能受材料本身性质、焊接工艺和焊接材料等因素的影响。
为了获得良好的焊接性能，需根据具体材料的特点选择合适的焊接方法和焊接材料，并严格控制焊接工艺参数，以确保焊接接头的质量和性能。
各种材料的焊接性能
各种材料的焊接性能焊接是一种将两个或多个材料连接在一起的工艺，通过加热、加压和加入填充材料，使其在接头处产生强固的连接。
不同材料的焊接性能取决于其化学成分、结构和热处理状态等因素。
下面将就几种常见材料的焊接性能进行介绍。
1.钢材焊接性能：钢材是最常用的焊接材料之一，它具有良好的焊接性能。
一般来说，低合金钢和不锈钢等易焊接的钢材，焊接时一般使用通用电弧焊、气体保护焊和电子束焊等方法。
高强度钢、高合金钢等焊接性能较差的钢材则需要采用专用的焊接工艺，如预热、后热处理和控制焊接变形等。
2.铝材焊接性能：铝材具有良好的导热性和导电性，但其氧化膜易与空气中的氧气发生反应，影响焊接质量。
因此，对于铝材焊接，一般需要采用气体保护焊、TIG焊和激光焊等方法。
同时，由于铝合金的热导率较高，所以焊接时需要更高功率的焊接设备。
3.铜材焊接性能：铜材的导热性和导电性良好，在焊接时容易产生较高的焊接温度，进而导致铜材迅速散热，难以形成良好的焊接池。
因此，铜材的常见焊接方法主要有气体保护焊、TIG焊和电弧焊等。
4.镁合金焊接性能：镁合金具有轻量化和高强度等优点，但其善热导性和易氧化的特性使其在焊接过程中面临一定的挑战。
常见的镁合金焊接方法有TIG焊、气体保护焊和电弧焊等。
此外，由于镁合金容易产生热裂纹，焊接过程中需要注意控制焊接温度和热输入。
5.硬质合金焊接性能：硬质合金是一种复合材料，其焊接性能受到合金成分、颗粒尺寸和焊接工艺的影响。
一般来说，硬质合金的焊接方法有等离子焊、电子束焊和惰性气体焊等，其中等离子焊和电子束焊具有较高的能量密度，适合高硬度和高熔点的硬质合金。
综上所述，不同材料的焊接性能受到多个因素的影响，包括化学成分、结构和热处理状态等。
在选择焊接方法时，需要根据材料的特性和要求，合理选择合适的焊接工艺，以保证焊接接头的质量和性能。
焊接冶金学材料焊接性
焊接冶金学材料焊接性焊接是一种常见的金属加工工艺，广泛应用于工业生产和制造业中。
而焊接性作为材料的一个重要性能指标，直接影响着焊接工艺的选择和焊接接头的质量。
本文将围绕焊接冶金学材料焊接性展开讨论，从材料的角度探讨焊接性的影响因素以及提高焊接性的方法。
首先，影响焊接性的因素主要包括材料的化学成分、微观组织和热处理状态。
材料的化学成分直接影响着焊接接头的化学成分和相变行为，从而影响焊接接头的力学性能和耐蚀性能。
微观组织则决定了材料的塑性、韧性和硬度等性能，对焊接接头的强度和韧性起着重要作用。
而材料的热处理状态则会改变材料的组织结构和性能，进而影响焊接性能。
其次，提高焊接性的方法主要包括合理选择焊接材料、优化焊接工艺和进行适当的热处理。
在选择焊接材料时，需要考虑材料的化学成分、热处理状态和微观组织，以保证焊接接头具有良好的力学性能和耐蚀性能。
在焊接工艺方面，需要根据材料的性能特点和要求，选择合适的焊接方法、焊接参数和焊接工艺控制措施，以确保焊接接头的质量。
此外，适当的热处理也可以改善焊接接头的组织结构和性能，提高焊接性。
总的来说，焊接性作为材料的重要性能指标，受到材料的化学成分、微观组织和热处理状态等因素的影响。
要提高焊接性，需要合理选择焊接材料、优化焊接工艺和进行适当的热处理。
只有全面考虑这些因素，才能确保焊接接头具有良好的力学性能和耐蚀性能，从而满足工程应用的要求。
综上所述，焊接冶金学材料焊接性是一个综合性能指标，受到多种因素的影响。
只有全面考虑材料的化学成分、微观组织和热处理状态，合理选择焊接材料、优化焊接工艺和进行适当的热处理，才能提高焊接性，确保焊接接头具有良好的性能，满足工程应用的要求。
材料焊接性知识点整理
材料焊接性知识点整理1.材料的化学成分：材料的化学成分对焊接性能有很大的影响。
不同元素的存在会导致焊接材料的变化，如碳含量过高会导致焊缝硬化，硫含量过高会导致焊缝脆性增加。
因此，在焊接过程中需要根据材料的化学成分选择适当的焊接材料和焊接工艺。
2.材料的物理性能：材料的物理性能对焊接性能也有很大的影响。
例如，材料的熔点和凝固温度会影响焊接的工艺参数和焊缝的形态。
另外，材料的热导率和热膨胀系数也会影响焊接过程中的热应力和变形。
3.材料的热学性能：材料的热学性能对焊接过程中的热传导和热变形有很大的影响。
例如，材料的热导率决定了焊接热源的传导能力，热膨胀系数决定了焊接材料在热应力下的变形情况。
因此，了解材料的热学性能是选择合适的焊接工艺参数的重要基础。
4.焊接工艺参数：焊接工艺参数包括焊接电流、焊接速度、焊接温度等。
合适的焊接工艺参数可以保证焊接质量的稳定性和焊缝的强度。
不同材料的焊接工艺参数有所差异，因此需要根据材料的热学性能和化学成分选择合适的焊接工艺参数。
5.焊接材料选择：焊接材料的选择对焊接性能也有很大的影响。
焊接材料应具有与母材相似的化学成分和物理性能，以保证焊缝的性能和质量。
此外，焊接材料还应具有良好的可塑性和焊接性能，以便于焊接操作。
6.焊接接头形式：焊接接头形式对焊接性能和焊缝的强度有很大影响。
常见的焊接接头形式包括对接、角接、搭接等。
不同接头形式的焊接过程和焊缝形态不同，因此需要根据具体应用选择合适的接头形式。
7.焊接变形和残余应力：焊接过程中会产生热应力和变形，这对焊接性能和工件的使用寿命有很大的影响。
焊接变形和残余应力的大小取决于材料的热学性能、焊接工艺参数和焊接接头形式等因素。
因此，在焊接过程中需要采取相应的措施来控制焊接变形和残余应力，如采用预留缝、预应力焊接等。
总结起来，材料焊接性的知识点主要包括材料的化学成分、物理性能、热学性能、焊接工艺参数、焊接材料选择、焊接接头形式、焊接变形和残余应力等。
《材料焊接性》课件
焊接生产中的环保问题
02
01
03
焊接过程中会产生烟尘、废气、噪音等污染物，对环 境造成一定的影响。
焊接设备的选用应符合环保要求，尽量选择低烟尘、 低噪音的设备。
定期对焊接设备进行环保检测，确保设备符合相关环 保标准。
焊接废弃物的处理与再利用
超声波焊接技术
超声波振动焊接
利用超声波振动使材料产生局部高温和 压力，从而实现材料的连接。超声波振 动焊接具有快速、低成本和高质量等特 点，适用于塑料、纸张和布料等材料的 焊接。
VS
高频感应焊接
利用高频电流产生磁场，使金属材料产生 涡流热并熔化，最终连接在一起。高频感 应焊接具有高效、节能和环保等特点，适 用于薄板和管材的焊接。
无损检测
利用超声波、射线、磁粉等方法，对焊接接头进行无损检测 ，以发现潜在的缺陷和问题。
05
焊接安全与环保
焊接作业安全防护
焊接作业人员应穿戴防护服、佩戴护目镜、手套等 个人防护装备，以减少焊接过程中产生的飞溅、弧 光和高温对人体的伤害。
在焊接作业现场，应设置相应的安全警示标识，提 醒作业人员注意安全。
焊接工艺参数的调整与控制
在焊接过程中，根据实际情况对工艺参数进行调整和控制，确保焊 接质量的稳定性和可靠性。
04
焊接质量与检验
焊接质量标准与评定
焊接质量标准
根据不同的材料和焊接工艺，制定相应的焊接质量标准，包括焊接接头的强度、致密性、抗腐蚀性等方面的要求 。
焊接质量评定
通过检验和测试，对焊接接头进行质量评定，确保其满足设计要求和使用性能。
如熔化焊、压力焊、钎焊等， 每种工艺有其适用的范围和特 点，需根据具体艺进行可行性评 估，确保其能够满足焊接要求 ，并考虑生产效率和成本等因 素。
焊接冶金学-材料焊接性
焊接冶金学-材料焊接性名词解释：;;1、焊接性：焊接;性是指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力。
2、碳当量：把;钢中合金元素的含量按相当于若干碳含量折算并叠加起来，作为粗略评定钢材料冷裂纹倾向的参数指标。
;;3、焊接性的间;接评定：①碳当量法；②焊接冷裂纹敏感性指数法；③消除应力裂纹敏感性指数法；④热裂纹敏感性指数;法；⑤层;状撕裂敏感性指数法；⑥焊接热影响区最高硬度法。
第三;章合金结构钢的焊接1、热;轧钢HA;Z过热区脆化原因：;采用过;大的焊接热输入，粗晶区将因晶粒长大或出现魏氏组织而降低韧性；采用过小的焊接热输入，粗晶区中的马;氏体组;织所占的比例增大而降低韧性。
2、正火;钢HA;Z过热区脆化原因：1;、晶粒;长大2、沉淀相Ti和Vc发生高温溶解，溶入奥氏体基体，在冷却过程中来不及析出，保留在铁集体内，使其;变脆;。
过热区脆化与魏氏组织无关；采用过大的焊接输入，导致晶粒粗大，主要是1200高温下其沉淀强化作用的碳;化物;和氮化物质点分解并溶于奥氏体，在随后的冷却过程中来不及析出而固溶在基体中，Nb等推迟铁素体的产生，;上贝;氏体的产生，上贝氏体增多，导致韧性下降；采用过小的焊接热输入，冷却速度加快，淬硬组织马氏体增多，导致;韧性下降。
3、分析热;轧;钢和正火钢的强化方式及主要强化元素有何不同，二者焊接性有何差异，在制定工艺时应注意什么？答：⑴强化;;方式：热轧钢用Mn、Si等合金元素固溶强化，加入V、Nb以细化晶粒和沉淀强化；正火钢在固溶强化的基础上加;;入一些碳、氮化合物形成元素C、V、Nb、Ti、Mo进行沉淀强化和晶粒细化。
⑵裂纹-热轧钢对冷、热裂纹都不敏;;感，不出现再热裂纹，出现层状撕裂；正火钢冷裂纹倾向大于热轧钢，对热裂纹不敏感出现再热裂纹和层状撕裂。
;;⑶热影响区性能变化：热轧钢脆化、晶粒粗大和粗晶脆化；正火钢粗晶脆化和组织脆化。
⑷制定工艺时应注意：热;;轧钢线能量需要适中，正火钢应选较小线能量。
焊接冶金学——材料焊接性
材料焊接性的概念有两个方面的内容：一是材料在焊接加工中是否容易形成接头或产生缺陷；二是焊接完成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。
研究焊接性的目的：目的在于查明一定的材料在指定的焊接工艺条件下可能出现的问题，以确定焊接工艺的合理性或材料的改进方向。
工艺焊接性—在一定焊接工艺条件下，能否获得优良致密，无缺陷焊接接头的能力。
使用焊接性—指焊接接头或整个结构满足产品技术条件规定的使用性能的程度。
影响焊接性的因素：1、材料因素，材料的因素包括母材本身和使用的焊接材料；2、设计因素，焊接接头的结构设计会影响应力状态，设计结构时应使接头处的应力处于较小的状态，能够自由收缩，这样有利于减少应力集中和防止焊接裂纹；3、工艺因数，包括施工时所采用的焊接方法、焊接工艺规程和焊后处理等；4、服役环境，指焊接结构的工作温度、负荷和工作环境。
屈强比：屈服强度与抗拉强度之比。
粗晶区脆化：被加热到1200℃以上的热影响区过热区域可能产生粗晶区输入时，韧性明显降低。
这是由于热轧钢焊接时，采用过大的焊接热输入，粗晶区将因晶粒长大或出现魏氏组织而降低韧性；焊接热输入过小，粗晶区中马氏体组织所占的比例增大而降低韧性。
热影响区脆化：在焊接热循环作用下，t（冷却时间）继续增加时低碳调质钢热影响区过热区易发生脆化，即冲击韧性明显下降。
热影响区脆化的原因除了奥氏体晶粒粗化的原因外，更主要的是由于上贝氏体格M-A组元的形成。
热影响区软化：低碳调质钢热影响区峰值温度高于母材回火温度至Ac1的区域会出现软化低碳调质钢的特点是：碳含量低，基体组织是强度和韧性都较高的低碳马氏体+下贝氏体，这对焊接有利，但是，调质状态下的钢材，只要加热温度超过它的回火温度，性能就会发生变化，焊接时由于热循环的作用使热影响区强度和韧性的下降几乎无可避免。
低碳调质钢的焊接方法：为了消除裂纹和提高焊接效率，一般采用熔化气体保护焊（MIG）或活性气体保护焊（MAG）等自动化或半自动机械化焊接方法；对于调质钢焊后热影响区强度和韧性下降的问题，可焊后重新重新进行调质处理，对于不能调质处理的，要限制焊接过程中热量对木材的作用，常用的化解方法有焊条电弧焊、CO2焊和Ar+CO2混合气体保护焊等。
材料焊接性基本知识
三、焊接性
• 焊接性，是指金属材料在采 用一定的焊接工艺包括焊接 方法、焊接材料、焊接规范 及焊接结构形式等条件下， 获得优良焊接接头的难易程 度。
• 焊接性能包括两方面的内容：①接合性能：金属 材料在一定焊接工艺条件下，形成焊接缺陷的敏 感性。决定接合性能的因素有：工件材料的物理 性能，如熔点、导热率和膨胀率，工件和焊接材 料在焊接时的化学性能和冶金作用等。当某种材 料在焊接过程中经历物理、化学和冶金作用而形 成没有焊接缺陷的焊接接头时，这种材料就被认 为具有良好的接合性能。②使用性能：某金属材 料在一定的焊接工艺条件下其焊接接头对使用要 求的适应性，也就是焊接接头承受载荷的能力， 如承受静载荷、冲击载荷和疲劳载荷等，以及焊 接接头的抗低温性能、高温性能和抗氧化、抗腐 蚀性能等。
• 工艺性能 • 金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能，主 要有以下四个方面： • （1）切削加工性能：反映用切削工具（例如车削、铣削、刨削、 磨削等）对金属材料进行切削加工的难易程度。 • （2）可锻性：反映金属材料在压力加工过程中成型的难易程度， 例如将材料加热到一定温度时其塑性的高低（表现为塑性变形抗力的 大小），允许热压力加工的温度范围大小，热胀冷缩特性以及与显微 组织、机械性能有关的临界变形的界限、热变形时金属的流动性、导 热性能等。 • （3）可铸性：反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度，表 现为熔化状态时的流动性、吸气性、氧化性、熔点，铸件显微组织的 均匀性、致密性，以及冷缩率等。 • （4）可焊性：反映金属材料在局部快速加热，使结合部位迅速 熔化或半熔化（需加压），从而使结合部位牢固地结合在一起而成为 整体的难易程度，表现为熔点、熔化时的吸气性、氧化性、导热性、 热胀冷缩特性、塑性以及与接缝部位和附近用材显微组织的相关性、 对机械性能的影响等。
各种材料的焊接性能
金属材料的焊接性能（1）焊接性能良好的钢材主要有：低碳钢（含碳量<0.25）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量<0.20）；不锈钢（合金元素含量>3、含碳量<0.18）。
（2）焊接性能一般的钢材主要有：中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.25～0.35）；低合金钢（合金元素含量<3、含碳量<0.30）；不锈钢（合金元素含量13～25、含碳量￡0.18）（3）焊接性能较差的钢材主要有：中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.35～0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量0.30～0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.20）。
（4）焊接性能不好的钢材主要有：中、高碳钢（合金元素含量<1、含碳量>0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量>0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.30～0.40）。
焊条和焊丝选择的基本要点如下：同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素：考虑工件的物理、机械性能和化学成分；考虑工件的工作条件和使用性能；考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位置等；考虑焊接设备情况；考虑改善焊接工艺和环保；考虑成本。
异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况：一般碳钢和低合金钢间的焊接；低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接；不锈钢复合钢板的焊接。
焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号（GB 980-76）、焊条的性能和用途（GB 980～984-76）等有关国家标准。
###15CrMoR的换热器的热处理工艺***当板厚超过筒体内径的3％时，卷板后壳体须整体热处理。
***15CrMoR焊接性能良好。
手工焊用E5515-B2（热307）焊条，焊前预热至200-250℃（小口径薄壁管可不预热），焊后650-700℃回火处理。
自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。
010#——材料焊接性
材料焊接性（A）一、什么是热焊接性和冶金焊接性，各涉及到焊接中的什么问题？热焊接性是指焊接热过程对焊接热影响区组织性能及产生缺陷的影响程度，它用于评定被焊金属对热作用的敏感性。
冶金焊接性是指冶金反应对焊缝性能和产生缺陷的影响程度，它包括合金元素的氧化、还原、蒸发、氢、氧、氮的溶解，对气孔、夹杂、裂纹等缺陷的敏感性。
二、简述热轧钢、正火钢和控轧钢的焊接性有什么差别，举例说明这几种钢材应用于何种焊接结构领域。
答：三类钢的焊接性都较好，但控轧钢最好，热轧钢次之，正火钢稍差。
1）热轧钢碳当量都比较低，除环境温度很低或钢板厚度很大，一般情况下其裂纹倾向都不大。
但过热区易脆化，2）当正火钢碳当量不超过0.5％时，淬硬倾向比热轧钢大，但不算严重，焊接性尚可。
但对于厚板往往需要进行预热。
当碳当量大于0.5％时钢的淬硬倾向和冷裂倾向逐渐增加，而且正火钢的过热敏感性较热轧钢大热轧钢、正火钢随着强度级别的增加，焊接性变差，主要问题是热影响区的脆化和冷裂纹热轧钢、正火钢主要用于机械零件，控轧钢主要用于管线钢、压力容器用钢、桥梁钢3）控轧钢是焊接无裂纹钢。
三、简述低合金钢焊接时选用焊接材料的原则，以及珠光体耐热钢焊接时选用焊接材料的原则，二者有何不同？低合金钢焊接时选用焊接材料的原则：根据产品对焊缝性能要求选择焊接材料：高强钢焊接时一般选择与母材强度相当的材料，必须综合考虑焊缝金属的韧性、塑性及强度。
珠光体耐热钢焊接时原则：根据化学成分的要求，即熔敷金属的化学成分应与母材相当来选用焊接材料。
四、任举出一种低碳调质钢的牌号，说明低碳调质钢焊接中容易出现什么问题。
指出低碳调质钢焊接时采用那2种典型的焊接工艺？怎样能够保证焊接接头性能，为什么？牌号：HY-80低碳调质钢焊接时主要问题：是在焊接接头热影响区出现脆化外和软化问题。
典型的焊接工艺：低碳调质钢的组织为低碳马氏体+下贝氏体，强度和韧性都较高。
这在一般电弧焊条件下就可获得与母材相近的热影响区。
材料焊接性
材料焊接性
材料焊接是指通过热源对两个或多个材料进行加热，使其熔化并连接在一起的工艺。
常用的材料焊接方法有电弧焊接、气焊、激光焊接、电子束焊接等。
材料焊接具有以下几个特点：
1. 焊接强度高：焊接接头的强度一般可以达到或接近母材强度。
这是因为焊接过程中，焊缝和母材之间会形成较大的结晶颗粒，从而提高了材料的强度。
2. 焊接效率高：材料焊接方法通常能够在短时间内将材料焊接在一起，这大大提高了工作效率。
同时，焊接时只需进行部分预热和局部加热，因此能够节约能源。
3. 焊接适用范围广：材料焊接可以实现对各种类型的材料进行焊接，如金属材料、塑料材料等。
而且，不同种类的材料之间也可以进行焊接，例如金属与塑料的焊接。
4. 焊接工艺复杂：材料焊接涉及到多种工艺和技术，在焊接过程中需要控制好焊接温度、焊接速度、焊接压力等参数。
此外，还需要选择合适的焊接材料和焊接设备。
5. 焊接过程中可能会产生变形：在进行材料焊接时，由于焊接过程中的加热和冷却，会使焊接接头周围的材料发生不均匀变形，从而影响产品的质量。
因此，在焊接过程中需要采取补偿措施，如预留一定的余量，进行后续的修整和整形。
总之，材料焊接是一种常用的连接方法，具有高强度、高效率、
广泛适用等特点。
在实际应用中，需要根据具体的材料和需求选择合适的焊接方法和工艺，以确保焊接质量和产品性能。
20149焊接冶金学——材料焊接性第2章
主讲人: 陈芙蓉
第2章 焊接性及其试验评定
科学研究和工程实践表明，某些材料具有 较高的强度、塑性和耐蚀性等，但用这些 材料制造结构时却发现，它们在焊接加工 时可能出现裂纹、气孔、夹渣等缺陷，大 大限制了这些材料的使用范围。单从材料 本身的化学成分、物理性能和力学性能， 不足以判断它在焊接过程中可能出现的问 题，这就要求从焊接性的角度出发来分析 和研究材料的某些特定的性能。
合金结构钢焊接性分析时应考虑的问题见表2-3。
表2-3 合金结构钢焊接性分析时应考虑的问题
2.2.2 评定焊接性的原则 评定焊接性的原则主要包括：一是评定焊 接接头产生工艺缺陷的倾向，为制定合理 的焊接工艺提供依据；二是评定焊接接头 能否满足结构使用性能的要求。 一般情况下，选择已有的或设计新的焊接 性试验方法应符合下述的原则： (1) 可比性 焊接性试验条件应尽可能接近 实际焊接时的条件，只有在这样有可比性 的情况下，才有可能使试验结果比较确切 地反映实际焊接结构的焊接性本质。
用惰性气体保护焊或真空中焊接等，有时 焊缝背面也需要保护。 (3) 利用状态图或SHCCT图分析。合金状态 图和焊接连续冷却组织转变图（SHCCT）反 映了焊接热影响区从高温连续冷却时，热 影响区显微组织和室温硬度与冷却速度的 关系。利用状态图和热影响区SHCCT图可以 方便地预测热影响区组织、性能和硬度变 化，预测某种钢焊接热影响区的淬硬倾向 和产生冷裂纹的可能性。同时也可以作为 调整焊接热输入、改进焊接工艺的依据。
硬脆的非金属夹杂物、热应变时效脆化、 冷作硬化等作用的结果，发生所谓的焊接 接头脆性转变。所以焊接接头抗脆性断裂 （或抗脆性转变）的能力也是焊接性试验 的一项内容。 4．焊接接头的使用性能 根据焊接结构使用条件对焊接性提出的性 能要求来确定试验内容，包括力学性能和 产品要求的其他使用性能，如不锈钢的耐 腐蚀性、低温钢的低温冲击韧性、耐热钢 的高温蠕变强度或持久强度等。
材料焊接性1~6章重点
第一章1.钢可以热轧、退火、正火、回火或调质状态供货第二章1.焊接性：同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够焊接形成完整焊接接头并满足预期使用要求的能力。
2.从理论上分析，任何金属或合金，只要在熔化后能够相互形成固溶体或共晶，都可以经过熔焊形成接头。
3.焊接过程一般包括冶金过程和热过程这两个必不可少的过程4.冶金焊接性：是指熔焊高温下的熔池金属与气相、熔渣等相之间发生化学冶金反应所引起的焊接性变化5.影响焊接性的四大因素材料因素、设计因素、工艺因素、服役环境。
材料因素包括木材本身和使用的焊接材料。
设计因素：焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接性产生影响。
工艺因素：对于同一种母材，采用不同的焊接方法和工艺措施，所表现出来的焊接性有很大的差异。
服役环境：工作温度高时可能产生蠕变；工作温度低或载荷为冲击载荷时容易发生破坏性；工作介质有腐蚀性时，接头要求有耐腐蚀性6.评定焊接性的原则可比性：焊接性试验条件应尽可能接近实际焊接条件，只有在这样有可比性的情况下，才有可能使试验结果比较确切的反应实际焊接结构的焊接性本质针对性：所选择或自行设计的试验方法，应针对具体的焊接结构制定试验方案，其中应包括母材、焊接材料、接头形式、接头应力状态、焊接参赛等。
再现性：焊接性试验的结构要稳定可靠，具有较好的再现性。
试验数据不可过于分散，否则难以找出变化规律和导出正确的结论。
经济性：在符合上述原则并可获得可靠的试验结果的前提下，应力求做到消耗材料少、加工容易、试验周期短，以节省试验费用。
7.碳当量：作为粗略评定钢材冷裂纹倾向的参数指标。
8.热裂纹敏感性指数法：考虑化学成分对焊接热裂纹敏感性的影响，在试验研究的基础上提出可预测或评估合金结构钢热裂纹敏感指数的方法。
9.焊接热影响区最高硬度法：根据焊接热影响区的最高硬度可以相对的评价呗焊钢材的淬硬倾向和冷裂纹敏感性。
10.斜Y行坡口对接裂纹试验：主要用于评定低合金结构钢焊缝及热影响区的冷裂纹敏感性。
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焊接性：同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力。
工艺焊接性：指金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力。
冶金焊接性：熔焊高温下的熔池金属与气相、熔渣等相之间发生化学冶金反应所引起的焊接性变化。
屈强比：屈服强度与抗拉强度之比称为屈强比（σs/σb）
焊缝强度匹配系数：焊缝强度与母材强度之比S＝(σb)w/(σb)b，是表征接头力学非均质性的参数之一。
碳当量法：各种元素中，碳对冷裂纹敏感性的影响最显著。
可以把钢中合金元素的含量按相当于若干碳含量折算并叠加起来，作为粗略评定钢材冷裂纹倾向的参数指标，即所谓碳当量（CE或Ceq）。
点腐蚀：金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微，而分散发生的局部腐蚀
应力腐蚀：不锈钢在特定的腐蚀介质和拉应力作用下出现的低于强度极限的脆性开裂现象。
1、影响材料焊接性的因素：材料、设计、工艺和服役环境
2、合金结构钢按性能分类可分为：强度用钢和低中合金特殊用钢
3、强度用钢：热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢
4、焊缝中存在较高比例针状铁素体组织时，韧性显著提高，韧脆转变温度降低
5、低碳调质钢的种类：高强度结构钢、高强度耐磨钢、高强度韧性钢；成分：碳质量分数不大于0.22％。
热处理的工艺一般为奥氏体化→淬火→回火，经淬火回火后的组织是回火低碳马氏体、下贝氏体或回火索氏体
6、中碳调质钢成分：含碳量Wc=0.25％~0.5％较高，并加入合金元素（Mn、Si、Cr、Ni、B）以保证钢的淬透性
7、提高耐热钢的热强性三种合金方式：基体固溶强化、第二相沉淀强化、晶界强化
8、不锈钢的主要腐蚀形式：均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀
9、铜及铜合金分为工业纯铜、黄铜、青铜及白铜
10、不锈钢的分类：按化学成铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬锰氮不锈钢
按用途不锈钢、抗氧化钢、热强钢
按组织奥氏体钢、铁素体钢、马氏体钢、铁素体-奥氏体双相钢、沉淀硬化钢
11、铝合金的性质：化学活性强、表面极易氧化、导入性强、易造成不溶合、易形成杂质
12、铸铁分为：白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁
13、引起应力腐蚀开裂条件：环境、选择性的腐蚀介质、拉应力
1、材料焊接性包含的两个含义
一是材料在焊接加工中是否容易形成接头或产生缺陷；
二是焊接完成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。
2.焊接性的影响因素
1、材料因素：母材的化学成分，状态，性能
2、设计因素：接头的应力状态，能否自由变形
3、工艺因素：焊接方法和工艺措施
4、服役环境：服役温度、服役介质、载荷性质
3、“小铁研”实验的条件
1) 试验条件试验焊缝选用的焊条应与母材相匹配，所用焊条应严格烘干。
试
验焊接参数：焊条直径4mm，焊接电流（170±10）A，焊接电压（24±2）V，焊接速度（150±10）mm/min
2) 检测与裂纹率
计算表面裂纹率Cf ∑lf —表面裂纹长度之和，L—试验焊缝长度
计算根部裂纹率Cr ∑lr—根部裂纹长度之和
计算断面裂纹率Cs ∑Hs—5个断面裂纹深度的总和，
4、焊接材料的选择要点∑H—5个断面焊缝最小厚度发总和
(1) 选择与母材力学性能匹配的相应级别的焊接材料
(2) 同时考虑熔合比和冷却速度的影响
(3) 考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响
5、低碳调制钢焊接时要注意两个基本问题
①要求马氏体转变时的冷却速度不能太快，使马氏体有一“自回火”作用，以防止冷裂纹的产生；②要求在800~500℃之间的冷却速度大于产生脆性混合组织的临界速度。
6、中碳调制钢热裂纹、冷裂纹敏感性高的原因
中碳调质钢含碳量及合金元素含量较高，焊缝凝固结晶时，固-液相温度区间大，结晶偏析倾向严重，焊接时易产生结晶裂纹，具有较大的热裂纹敏感性。
中碳调质钢对冷裂纹的敏感性之所以比低碳调质钢大，除了淬硬倾向大外，还由于Ms
点较低，在低温下形成的马氏体难以产生“自回火”效应。
7、晶间腐蚀产生的机理
机理是过饱和固溶的碳向晶粒边界扩散，与晶界附近的铬结合形成铬的碳化物Cr23C6
或（Fe,Cr)C6(常写成M23C6），并在晶界析出，由于碳比铬的扩散快得多，铬来不及从晶内补充到晶界附近，以至于邻近晶界的晶粒周边层Cr的质量分数低于12%，即所谓“贫铬”现象，从而造成晶间腐蚀。
8、奥氏体不锈钢易产生热裂纹的原因
1）奥氏体钢的热导率小和线膨胀系数大，较大拉应力
2）奥氏体钢易于联生结晶形成方向性强的柱状晶的焊缝组织，有利于有害杂质偏析，而促使形成晶间液膜。
3）奥氏体钢合金组成较复杂，易溶共晶多
9、为什么18-8奥氏体不锈钢焊缝中要求含有一定数量的铁素体组织？通过什么途径控制焊缝中的铁素体含量
焊缝中δ相的有利作用①可打乱单一γ相柱状晶的方向性，不致形成连续贫Cr层；②δ相富Cr，有良好的供Cr条件，可减少γ晶粒形成贫Cr层。
为获得δ相，焊缝成分必然不会与母材完全相同，一般须适当提高铁素体化元素的含量，或者说提高Creq/Nieq的值。
Creq称为铬当量，为把每一铁素体化元素，按其铁素体化的强烈程度折合成相当若干铬元素后的总和
10、铝及铝合金熔焊产生气孔的原因及防止途径
原因：1）氢的溶解性，平衡条件下氢的溶解凝固点从0.69mL/100g突降到0.036mL/100g，相差越20倍2）铝的导热性很强，在同样的工艺条件下，铝溶合区的冷却速度为高强钢焊接的4~7倍，不利于气泡浮出，更易于促使形成气泡
途径：1）限制氢溶入熔融金属，或者是减少氢的来源，或者减少氢与熔融金属的作用时间2）尽量促使氢自熔池逸出，即在熔池凝固之前使氢以气泡形式及时排除，这就要改善冷却条件以增加氢的逸出时间
11、关于MIG焊和TIG焊对弧柱气氛中水分的敏感性区别
MIG焊时，焊丝以细小熔滴形式通过弧柱落入熔池，由于弧柱温度高，熔滴比表面积大，熔滴金属易于吸收氢：TIG焊时，熔池金属表面与气体氢反应，因比表面积小和熔池温度低于弧柱温度，吸收氢的条件不如MIG焊时容易。
同时，MIG焊的熔深一般大于TIG焊的熔深，也不利于气泡的浮出。
所以，在同样的气氛条件下，MIG焊时，焊缝气孔倾向比
TIG焊时大。
12、熔焊铜及其合金时采取冶金措施以避免接头裂纹的出现
1)严格限制铜中的杂质含量。
2)增强对焊缝的脱氧能力，通过焊丝加人Si、Mn、C、P等合金元素；C与O生成气体逸出，其余脱氧产物进入熔渣浮出
3)选用能获得双相组织的焊丝，使焊缝晶粒细化，使易熔共晶物分散、不连续。
13、防止焊接区受到污染需采取的措施
1、严格限制原材料中氢、氧、氮等杂质气体的含量；采用机械方法加工坡口端面，并除去剪切痕迹；焊前仔细清除焊丝、母材表面的氧化膜及油污等；
2、尽量缩短焊件清理后到焊接的时间间隔，一般不要超过2小时。
3、正确选择焊接参数，延长熔池停留时间，以便于气泡的逸出；
4、采用真空电子束焊或等离子弧焊；采用纯度>99.99％的低露点氩气；焊炬上通氩气的管路不宜采用橡胶管，以尼龙软管为好
1、分析Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求
Q345钢属于热轧钢，热轧及正火钢常用的自动焊方法是埋弧焊、电渣焊、CO2气体保护焊埋弧焊由于具有熔敷率高、熔深大以及机械化操作的优点，特别适合大型焊接结构的制造，广泛用于船舶、管道和要求长直焊缝的结构制造，多用于平焊和平角焊。
对于厚壁压力容器等大型厚板结构，电渣焊是常用的焊接方法，由于电渣焊焊缝及热影响区晶粒粗化，焊后需要进行正火处理。
CO2气体保护焊具有操作方便、生产率高、焊接热输入小、热影响区窄等优点，适于不同位置焊缝的低合金钢焊接。
焊接材料：对焊条电弧焊焊条的选择：E5系列。
埋弧焊：焊剂SJ501，焊丝H08A/H08MnA.电渣焊：焊剂HJ431、HJ360焊丝H08MnMoA。
CO2气体保护焊：H08系列和YJ5系列。
预热温度：100～150℃。
焊后热处理：电弧焊一般不进行或600～650℃回火。
电渣焊900～930℃正火，600～650℃回火
2、中碳调质钢的焊接工艺特点
㈠退火或正火状态下焊接
1）焊接中所要解决的主要是裂纹问题
2）焊接方法的选择几乎没有限制，常用的一些焊接方法都能采用
3）焊缝金属的主要合金组成应与母材相似
4）焊接参数的确定主要是保证在调质处理之前不出现裂纹，接头性能由焊后热处理来保证。
5）焊后处理是焊后须立即将工件入炉加热到（650±10）℃或680℃回火，然后按规定进行调质处理
㈡调质态焊接
1）防止焊接裂纹和避免热影响区软化2）从焊接方法考虑，应采取热量越集中、能量密度越大的方法越有利，而且焊接热输入越小越好3）在工艺上应采用尽可能小的焊接热输入4）焊后热处理除了焊后低温回火外，还要采取一定的预热措施，预热温度应低于母材淬火后的回火温度，一般采用的预热坏人层间温度为200~250℃
3、奥氏体不锈钢的焊接工艺特点
1）合理选择焊接方法2）控制焊接参数，避免接头产生过热现象
3）接头设计的合理性应给以足够的重视
4）尽可能控制焊接工艺稳定以保证焊缝金属成分稳定
5) 控制焊缝成形6) 防止焊件工作表面的污染。