第四章及焊接的特点
焊接结构学知识重点
《焊接结构学》重点归纳第一章 绪论1、焊接结构的优点：（1）焊接接头系数大；（2）水密性和气密性好；（3）重量轻，省材料；（4）厚度基本不受限制；（5）结构设计简单；（6）生产周期短，成本低。
2、焊接结构的特点：（1）焊接结构的应力集中范围比铆接结构大；（2）焊接结构是非均匀体，焊接接头具有较大的性能不均匀性；（3）焊接结构具有较大的焊接应力和变形；（4）焊接结构的整体性强，止裂性差；（5）焊接结构对材料敏感；（6）焊接接头对温度敏感。
第三章 焊接应力和变形1、内应力是指在没有外力的条件下平衡于物体内部的应力。
2、内应力分类：按照分布范围可分为宏观内应力、微观内应力和超微观内应力。
按产生机理可分为温度应力（热应力）、残余应力、相变应力和安装应力。
热应力是由于构件受热不均匀产生的。
3、基本概念（1）焊接瞬时应力：随焊接热循环过程而变化的应力。
（2）焊接残余应力：焊后在室温条件下，残余在构件中的内应力。
（3）焊接瞬时变形：随焊接热循环过程而变化的变形。
（4）焊接残余变形：焊后在室温条件下，残留在工件上的变形。
4、内部变形率：T εεε-e =若|ε|<εs ，则为弹性变形，恢复到原始T 0时，长度不变。
若|ε|>εs ，则为弹性变形、塑性变形，若ε<0，则为压缩变形；若ε>0，则为拉伸变形，恢复到原始T 0时，长度比初始长度减小△L p 。
5、影响焊接应力与变形的主要因素（1）焊缝及其附近不均匀加热的范围和程度，也就是产生热变形的范围和程度。
影响因素包括焊缝的尺寸、数量、位置、母材的热物理性能（导热系数、比热及热膨胀系数）和力学性能（弹性模量、屈服极限）、焊接工艺方法（气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电子束焊等等）、焊接规范参数（电流、电压、速度、预热温度、焊后缓冷及焊后热处理等）、施焊方法（直通焊、跳焊、分段退焊等）。
（2）焊件本身的刚度和受到周界的拘束程度，也就是阻止焊缝及其附近产生热变形的程度。
焊接成型
4. 改善焊接接头组织与性能的措施 思路：使熔合区和过热区尽可能小。 措施： （1）母材尽量选择低碳钢（碳，硫，磷的含量 均比较低）； （2）加快焊接速度，减小焊接电流； （3）对较大的焊缝采用多层焊； （4）焊后进行热处理，消除应力，细化晶粒， 改善接头的力学性能；
5.焊接变形的基本形式
（1）收缩变形：由 于焊缝横向和纵向收 缩而引起尺寸缩小； （2）角度变形：焊 缝截面形状上下不对 称，焊缝横向收缩不 均匀而引起； （3）弯曲变形：焊 缝布臵不对称，焊缝纵向收缩后引起工件向焊缝一侧弯 曲； （4）扭曲变形：焊缝布臵不对称或焊接工艺不合理，使 工件产生纵向扭曲变形； （5）波浪变形：薄板件在焊接应力作用下失稳。
三.焊接接头的组织与性能
1. 焊件上温度的变化和分布
焊接接头由焊 缝和热影响区两个 部分组成。 2. 焊接接头金属的组织与性能 （1）焊缝金属的组织与性能 组织：焊缝金属组织是由熔 池金属结晶得到的铸造组织, 晶体的长大方向指向熔池中 心, 形成柱状树枝晶。
性能：一方面，柱状晶比较细密，其性能不低 于基本金属；另一方面，由于焊芯是高级优质 材料以及焊条药皮的作用,可以使得焊缝金属的 化学成分优于母材,所以焊缝金属的性能一般高 于母材。 （2）热影响区的组织与性能 熔合区 过热区 热影响 正火区 区组织 部分相变区 再结晶区
第四章 焊接成型 §4.1 概述
将分离的半成品件或零件通过加热、加压（或 加热加压）等方式，借助于原子间的扩散和结 合，连接成不可拆卸的的整体零件。
焊接方法分类
焊接方法
熔化焊 压力焊 钎 焊
焊接成型的特点：
＊能以小拼大，化大为小，简化了复杂的机器 零部件，可获得最佳技术经济效果； ＊能制造多金属结构，充分利用了材料性能；
第4章焊接
2.缝焊
3.对焊
§4-3 摩擦焊和钎焊
苏联的丘季科夫发明了摩擦焊
1.摩擦焊
2.钎焊
钎焊的能源可以是化学反应热，也可以是间接热能。 钎料的液相线温度高于450℃而低于母材金属的熔点
时，称为硬钎焊；低于450℃时，称为软钎焊。
根据热源或加热方法不同钎焊可分为：火焰钎焊、感 应钎焊、炉中钎焊、浸沾钎焊、电阻钎焊等。
软钎焊 盐浴钎焊
火焰钎焊 电阻钎焊
感应钎焊
钎焊接头的强度一般比较低，耐热能力较差。
钎焊可以用于焊接碳钢、不锈钢、高温合金、铝、
铜等金属材料，还可以连接异种金属、金属与非金属
。 适于焊接受载不大或常温下工作的接头，对于精密 的、微型的以及复杂的多钎缝的焊件尤其适用。
§4-4 其他焊接方法
1956年，美国的琼斯发明超声波焊； 50年代末
与焊件强度等级相同的焊条，而不考虑化学成分相
同或相近。 异种结构钢时，按强度等级低的钢种选用焊条。
特殊性能钢种，如不锈钢、耐热钢时，应选用与焊
件化学成分相同或相近的特种焊条。
（2） 按焊件的工况条件选用焊条
承受动载、交变载荷及冲击载荷的结构件，应选用碱性 焊条。 承受静载的结构件时，应选用酸性焊条。 表面带有油、锈、污等难以清理的结构件时，应选用酸 性焊条。 焊接在特殊条件，如在腐蚀介质、高温等条件下工作的 结构件时，应选用特殊用途焊条。
2. 焊条的分类
(1) 按熔渣的化学性质分为两大类 酸性焊条---- 溶渣呈酸性，药皮中含大量SiO2、TiO2、 MnO等氧化物。 碱性焊条---- 熔渣呈碱性，药皮的主要成分为CaCO3 和CaF2。 (2) 按用途可分为十一大类： 碳钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、 低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、 镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊 条、特殊用途焊条。
焊工工艺学第五版教学课件第四章 焊条电弧焊
§4-2 焊条电弧焊设备及工具
三、常用焊条电弧焊电源
1．弧焊变压器 （1）BX3-300 型弧焊变压器 BX3-300 型弧焊变压器属于动
圈式，是生产中应用最广泛的一种 交流弧焊机，其外形如图所示。
21 第 四 章 焊 条 电 弧 焊
BX3-300 型弧焊变压器
§4-2 焊条电弧焊设备及工具
1．弧焊变压器
15 第 四 章 焊 条 电 弧 焊
§4-2 焊条电弧焊设备及工具
5．对弧焊电源动特性的要求 弧焊电源动特性是指弧焊电源对焊接电弧的动态负载所输出的电流、
电压对时间的关系，它表示弧焊电源对动态负载瞬间变化的反应能力。 弧焊电源动特性合适时，引弧容易，电弧稳定，飞溅小，焊缝成形良好。 弧焊电源动特性是衡量弧焊电源质量的一个重要指标。
它是依靠一次绕组、二 次绕组间漏磁获得陡降外特 性的，其结构如图所示。
22 第 四 章 焊 条 电 弧 焊
BX3-300 型弧焊变压器的结构 1—手柄 2—调节丝杆 3—铁心
§4-2 焊条电弧焊设备及工具
1．弧焊变压器
（2）BX1-315 型弧焊变压器 BX1-315 是动铁心式弧焊变 压器，它由一个口字形固定铁心 （Ⅰ）和一个梯形活动铁心（Ⅱ） 组成，活动铁心构成了一个磁分路， 以增强漏磁，使电焊机获得陡降外 特性。BX1-315 型弧焊变压器的外 形及电路结构如图所示。
§4-2 焊条电弧焊设备及工具
3．对弧焊电源稳态短路电流的要求 弧焊电源稳态短路电流是弧焊电源所能稳定提供的最大电流，即输
出端短路时的电流。若稳态短路电流太大，焊条过热，易引起药皮脱落， 并增加熔滴过渡时的飞溅；若稳态短路电流太小，则会使引弧和焊条熔 滴过渡产生困难。因此，对于下降外特性的弧焊电源，一般要求稳态短 路电流为焊接电流的1.25～2.0倍。
焊接成形
非熔化极亚弧焊
熔化极亚弧焊
3）氩弧焊的特点及应用 ① 机械保护效果好，焊缝金属纯净，焊缝成形美观， 焊接质量优良。 ② 电弧燃烧稳定，飞溅小。 ③ 焊接热影响区和变形小。 ④ 可进行全位置焊接。 ⑤ 氩气昂贵，设备造价高。 应用： 适用所有金属材料的焊接。
适用于易氧化的有色金属及合金钢材料的焊接。 如：铝、镁、钛及其合金和耐热钢、不锈钢等。
二、手工电弧焊焊接过程
①引弧 ② 形成熔池 ③形成焊缝
三、焊接电弧
1 . 焊接电弧的概念
在焊条末端和工件两极之间的气体介 质中，产生强烈而持久的放电现象。 具备两个条件 接触电阻：R 短路电流：I d 使气体电离 阴极发射电子 电阻热：Q=I2Rt
-
焊条
焊接电弧 工件
d
+
E=V/d 热电离 碰撞电离 焊接电弧的稳定燃烧 — 就是带点粒子产生、
二、气体保护焊
1 . 氩弧焊 利用氩气作为保护性介质的电弧焊方法。 焊接热源：电弧热 Ar 保护介质：Ar ①不与金属发生化学反应—不产生夹渣缺陷 ②不溶解于液体金属中—不产生气孔缺陷 ③比重大于空气（25%）
“阴极破碎”作用 1）熔化极氩弧焊 25mm以下的工件 2）非熔化极氩弧焊 适于6mm以下工件的焊接
3. 埋弧自动焊工艺特点
1）生产率高（手弧焊的5~10倍） 2）焊接质量高且稳定。
3）节约金属材料、生产成本低。 4）劳动条件好。 5）只能在水平位置焊接。 应用：主要用于较厚钢板的长直焊缝和较大直径的 环形焊缝焊接。 如压力容器的环焊缝和直焊缝、锅炉冷却壁的长直焊 缝、船舶和潜艇壳体、其重机械、冶金机械（高炉炉 身）等的焊接。
Ⅱ
可消除应力80%左右
2 . 焊接变形的防止及矫正措施
焊接基础知识培训教材
焊接基础知识培训教材
第一章：焊接工艺概述
1.什么是焊接
焊接是一种通过加热或压力使两个或两个以上的金属或非金属材料连接成一体的工业技术。
2.焊接的分类
焊接可以分为气焊、电弧焊、激光焊、等离子焊等多种类型。
3.焊接的应用领域
焊接技术在机械制造、汽车制造、建筑工程、铁路桥梁和压力等方面都有广泛的应用。
第二章：焊接安全
1.安全注意事项
在焊接过程中，必须严格按照安全操作规程操作，如佩戴安全帽、护目镜、手套等。
2.焊接中的危险
焊接工作中常常会有火花飞溅和气体放射等危险，因此需要注意防护措施。
第三章：电弧焊
1.电弧焊的工艺特点
电弧焊是通过电弧加热使焊接材料熔化并通过熔融状态的金属流动来实现连接的焊接方法。
2.电弧焊的设备
电弧焊的设备包括焊接机、焊接电源、电缆和夹具等部分。
第四章：气焊
1.气焊的原理
气焊是使用乙炔、氧气等气体进行加热，使金属材料熔化并实现连接的焊接方法。
2.气焊的应用
气焊在制造行业、建筑业、机械制造等领域都有广泛应用。
第五章：焊接材料
1.焊接材料的选择
焊接材料的选择需要根据焊接工艺、要求的焊接性能以及预测的使用寿命等因素进行考虑。
2.常用的焊接材料
焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂等多种类型，其中常用的材料有铝合金、铜及铜合金、镍及镍合金等。
结语
以上是本次焊接基础知识培训教材的全部内容，希望能够帮助大家更好地了解焊接工艺，掌握焊接技能。
熔焊原理第四章
熔池的凝固与焊缝金属的固态相变
一、熔池凝固(一次结晶)的特点 1、熔池的体积小，冷却速度大。平均冷却速度约为 4～100℃/s。 2、熔池的温度分布不均匀，从熔池中心到边缘存在很 大的温度梯度。 3、熔池是在运动的状态下结晶的。熔池液态金属流动 的总趋势是从熔池的头部向尾部流动。 4、焊接熔池凝固以熔化母材为基础。
焊接热影响区
三、 焊接热影响区的组织
☆母材的成分不同，焊接热影响区各点经受的热 循环不同，焊后发生组织和性能的变化也不相同。
1.不易淬火钢热影响区的组织和性能
低碳钢和低合金高强钢(Q345、Q390)
(1)过热区 过热区紧邻熔合区，加热温度范围为 1100～1490℃。由于温度高，奥氏体晶粒严重长大， 冷却后获得晶粒粗大的过热组织，有时，还会出现 魏氏组织。因此，该区塑性和韧性都很低，其韧性 比母材金属低20%～30%，是热影响区中的薄弱环节
焊接热影响区
2、焊接热影响区的脆化
（1）粗晶脆化 由于晶粒严重粗化造成，晶粒尺寸↑脆化↑ 主要原因：过热奥氏体晶粒长大，冷却后形成粗大的 魏氏组织。 措施：小的焊接热输入，加入合金元素，如Ti、Nb、 Mo、V、W、Cr 。 （2）组织脆化 淬火脆化：焊接含碳量和合金元素较高的易淬火钢， 形成马氏体组织。 预防：降低冷却速度。大热输入、预热、后热
熔池的凝固与焊缝金属的固态相变
2、低合金钢焊缝的固态相变组织 低合金钢焊缝固态相变的情况比低碳钢复杂得多， 除铁素体与珠光体转变外，还可能出现贝氏体与马 氏体转变。 母材强度不高时(如Q295、Q345)，焊缝中的碳和合金 元素均接近于低碳钢，焊缝的二次结晶组织通常为 铁素体+珠光体 焊缝中合金元素的种类及数量较多，二次结晶组织可 以是铁素体+贝氏体、铁素体+马氏体或单一的马氏 体
第四章 埋弧焊
第四章埋弧焊教学目的：使学员掌握埋弧焊的工作原理及特点教学要求：1、埋弧焊的原理；2、埋弧焊的设备结构；3、埋弧焊的操作技术和安全特点。
教学重点：1、埋弧焊的原理；2、埋弧焊的工艺。
教学难点：埋弧焊的工艺参数。
课时：8课时。
第一节埋弧焊的工作原理及特点埋弧焊也是利用电弧作为热源的焊接方法。
埋弧焊时电弧是在一层颗粒状的可熔化焊剂覆盖下燃烧，电弧不外露，埋弧焊由此得名。
所用的金属电极是不间断送进的光焊丝。
二。
埋弧焊的优点和缺点1、埋弧焊的主要优点（1）所用的焊接电流大，相应输入功率较大。
加上焊剂和熔渣的隔热作用，热效率较高，熔深大。
工件的坡口可较小，减少了填充金属隔量。
单丝埋弧焊在工件不开口的情况下，一次可熔透20mm。
（2）焊接速度高，以厚度8~10mm的钢板对接焊为例，单丝埋弧焊速度可达50~80cm/min,手工电弧焊则不超过10~13cm/min.（3）焊剂的存在不仅能隔开熔化金属与空气的接触，而且使熔池金属较慢凝固。
液体金属与熔化的焊剂间有较多时间进行冶金反应，减少了焊缝中产生气孔、裂纹等缺陷的可能性。
焊剂还可以向焊缝金属补充一些合金元素，提高焊缝金属的力学性能。
（4）在有风的环境中焊接时，埋弧焊的保护效果比其它电弧焊方法好。
（5）自动焊接时，焊接参数可能过自动调节保持稳定。
与手工电弧焊相比，焊接质量对焊工技艺水平的依赖程度可大大降低。
（6）没有电弧光辐射，劳动条件较好。
2、埋弧焊主要缺点（1）由于采用颗粒状焊剂，这种焊接方法一般只适用于平焊位置。
其他位置焊接需采用特殊措施以保证焊剂能覆盖焊接区。
（2）不能直接观察电弧与坡口的相对位置，如果没有采用焊缝自动跟踪装置，则容易焊偏。
（3）埋弧焊电弧的电场强度较大，电流小于100A时电弧不稳，因而不适于焊接厚度小于1mm的薄板。
三、埋弧焊的适用的范围由于埋弧焊熔深大，生产率高，机械化操作的程度高，因而适于焊接中厚板结构的长焊缝。
在造船、锅炉与压力容器、桥梁、起重机械、铁路车辆、工程机械、重型机械和冶金机械、核电站结构、海洋结构等制造部门有着广泛的应用，是当今焊接生产中最普遍使用的焊接方法之一。
第四章 对焊
二、电阻对焊 （upset butt welding）（25）
４. 电阻对焊的焊接 循环
27
加热阶段
•通电加热开始时，首先是一些接触点被迅速加热、温度升 高、压溃而使接触表面紧密贴合进入物理接触； •随着通电加热的进行，对口温度急剧升高，在某一时刻将 有：沿对口端面温度分布均匀；沿焊件长度形成一合适的 温度场。 •随着通电加热的进行，在压力作用下焊件发生塑性变形、 动夹具位移量增大，由于温度场的分布特点，塑性变形主 要集中在对口及其邻近区域。 •若在空气中加热，金属将被强烈地氧化，对口中易生成氧 化夹杂。若在真空以及惰性气体中加热，能够避免或减少 金属的氧化。
④异种金属的对焊，如铝/铜导电接头、刀头与刀杆的对 接焊等。
5
一、闪光对焊（FBW ：flash butt welding）
6
一、闪光对焊（FBW ：flash butt welding）
1.闪光对焊的基本原理
⑴接头形成过程
7
接头形成过程 连续闪光对焊：闪光 顶锻
预热闪光对焊：预热 闪光 顶锻
闪光对焊： 将焊件装配成对接接头，接通电源后使 其端面逐渐移近达到局部接触，利用电阻热加热这 些接触点(产生闪光)，使端面金属熔化，直至端部 在一定深度范围内达到预定温度分布时，迅速施加 顶锻力完成焊接的方法。 分类：连续闪光对焊、预热闪光对焊。 特点：对焊前准备要求低，可焊材料广，焊接质量 好，可焊大截面工件。
接通电源并使两焊件端面轻微接触，对口间将形成许多具有 很大电阻的小触点，在很大电流密度的加热下，瞬间熔化而形成 连接对口两端而的液体过梁。在各种力和强烈加热的共同作用下， 过梁内部同它的表面之间形成巨大的压力差和温度差，导致过梁 爆破，使得液态金属微滴以超过60 m/s的速度从对口间隙抛射出 来，形成火花急流—闪光。简言之，闪光的形成实质是液体过梁 不断形成和爆破过程，并在此过程中析出大量的热。
给排水设计课件——第4章给水排水工程设备焊接基础知识
二、电焊条
• 焊芯
– 导电和填充焊缝 – 焊接用钢丝
• 低碳钢、合金结构钢、不锈钢
• 药皮
– 焊接过程顺利进行 – 焊缝化学成分、力学性能
焊条药皮
• 作用
2、压力焊
在焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或 不加热)完成焊接的方法。
3、钎焊
采用比被焊件熔点低的金属材料作焊料，将 焊件和焊料加热到高于焊料的熔点而低于被焊物 的熔点的温度，利用液态焊料润湿被焊物，并与 被焊物相互扩散，实现连接。
二、手工电弧焊
手工电弧焊是利用焊条与工件之间产生的电弧热将
工件和焊条熔化的一种焊接方法。
2、电焊条的分类
焊条类型 结构钢焊条 耐热钢焊条 低温钢焊条 牌号符号 J（结 R（热） W（温） 焊条类型 铸铁焊条 镍及镍合金焊条 铜及铜合金焊条 不锈钢焊条 牌号符号 Z（铸 Ni（镍） T （铜） G（铬） A（奥） D（堆）
铝及铝合金焊 L（铝） 条
特殊用途焊条 TS （特） 堆焊焊条
焊条种类
三、埋弧自动焊
埋弧自动焊是利用专门的机械设备自动完成手工电 弧焊中的引燃电弧、送进焊条以及移动电弧等焊接动作，
并使电弧在较厚焊剂下燃烧的熔化焊。
焊接过程
如图所示，埋弧焊的焊接过程可概括为：自动送丝；
引弧；焊剂自动下料；焊机匀速运动；电弧在焊剂下燃 烧。
埋弧自动焊接过程（焊缝剖面图）
焊丝与焊剂
1．焊条直径 首先，根据焊件的厚度初步选择焊条直径 （表4.2.2），然后按焊接工艺条件（接头型 式、焊接位置、焊接层数等）作必要的调整。 如立焊、横焊和仰焊应选较细焊条；多层焊时， 打底层用小直径焊条以保证焊透，减少缺陷和 防止烧穿，而中间及覆盖层可用大直径焊条以 提高生产率。
船舶焊接工艺 船舶材料与焊接第四章ppt
焊接的方法种类很多，按焊接过程特点可分为三大类： (一）熔焊 把焊接局部连接处加热至熔化状态形成熔池，待其冷 却结晶后形成焊缝，将两部分材料焊接成一个整体。因两 部分材料均被熔化，故称熔焊。熔焊是金属焊接中最主要 的一种方法。 (二）压焊 在焊接过程中需要对焊件施加压力（加热或不加热） 的一类焊接方法，叫压焊。 (三）钎焊 利用熔点比母材低的填充金属（称为钎料）熔化后， 填入接头间隙并与固态的母材通过扩散实现连接的一类焊 接方法。
二、焊缝的组织和性能 (一)焊缝的组织和性能
焊缝组织是由熔池金属结晶得到的柱状的铸造组织。焊接熔池的结晶 首先从熔合区中处于半熔化状态的晶粒表面开始，晶粒沿着与散热最快的 方向的相反方向长大，因受到相邻的正在长大的晶粒的阻碍，向两侧生长 受到限制，因此，焊缝中的晶体是方向指向熔池中心的柱状晶体.. 焊缝中的铸态组织，晶粒粗大，组织不致密，但是，由于焊接熔池小， 冷却快，焊条药皮、焊剂或焊丝在焊接过程中的冶金处理作用，使得焊缝 的金属的化学成分优于母材，硫、磷含量较低，所以容易保证焊缝金属的 性能不低于母材，特别是强度容易达到。
表4－1
船厂常用的焊接方法及应用
第二节 焊接电弧
电弧是所有电弧焊方法的能源，能有效而简便地把弧 焊电源的电能转换成焊接过程所需要的热能和机械能。 一、焊接电弧的产生
图4－1 焊接回路示意图
焊接电弧是由焊接电源提供的、具有一定电压的两极 间或电极与焊件间，气体介质产生强烈而持久的放电现象。
内应力的显著特点是：在物体内部，内应力是自成平衡 的，形成一个平衡力系。
2．焊接应力与变形的概念
焊接应力：是焊接过程中及焊接过程结束后，存在于焊 件中的内应力。按应力作用时间的不同，焊接应力可分为焊 接瞬时应力和焊接残余应力。焊接瞬时应力，是焊接过程中 某一瞬时的焊接应力，它随时间而变化。焊件冷却后，残留 于焊件内的应力，称为焊接残余应力。 焊接变形：即由于焊接而引起的变形。焊接变形包括焊 接过程中的变形和焊接残余变形。焊后焊件不能消失的变形， 称为焊接残余变形。 我们所说的焊接应力及焊接变形，一般是指焊接残余应 力和焊接残余 焊接接头的组织及力学性能 （一）焊接接头的组成 焊接工件上温度的变化 各点处： 常温—较高温度—常温 固态 液态 固态 在焊接过程中，母材因受热的影响(但未熔化)而发生金 相组织和力学性能变化的区域称为热影响区。熔焊焊缝和母 材的交界线叫熔合线，熔合线两侧有一个很窄的焊缝与热影 响区的过渡区，叫熔合区，也叫半熔化区。因此，焊接接头 由焊缝、熔合区和热影响区组成。
第四章焊接接头焊缝组织与性能介绍
1）Mn和Si对焊缝性能的影响
低碳钢和低合金钢焊缝中不可缺少的元素； 焊缝金属充分脱氧； 提高焊缝的抗拉强度（固溶强化）。
w(Mn)=0.8%～1.0%时，焊缝冲击吸收功最高
2) 熔池中的晶核长大 粗大的柱状晶 柱状晶生长的形态与焊接条件密切相关，如: 焊接 线能量、焊缝位置、熔池搅拌与振动等。
4.1.3 焊缝金属的化学成分不均匀性
冷速快，化学成分扩散不充分→偏析。 1）焊缝中的化学不均匀性 显微偏析 成分偏析 区域偏析 层状偏析 晶界、亚晶界、树枝晶之间 杂质等在焊缝中心区域聚集 结晶过程的周期性变化
2）Nb和V对焊缝韧性的影响 适量的Nb和V可以提高焊缝冲击韧性。改善组织， 得到细小的AF。 w(Nb)=0.03～0.04%，w(V) =0.05～0.10%时，焊缝 韧性良好。
形成难熔氮化物（NbN、VN），固定焊缝中的N， 韧性提高。
恰当的焊后热处理。强烈共格沉淀强化作用，强度大 幅度提高，韧性下降。
针状铁素体 Acicular Ferrite (AF)
FGF+P
2) 珠光体 没有什么变化。
P+F
粒P+AF
3) 贝氏体 对焊缝性能影响很复杂。
粒贝
羽状Bu+板M
4) 马氏体 有淬硬倾向的钢，焊后冷却时可能形成马氏体。 冷裂纹形成概率增大
M+MA
板条M与MA
4.3 焊缝性能的控制
4.3.1 焊缝金属的固溶强化和变质处理
1、从冷态开始到加热熔化，形成熔池的温度可达2000 ℃以上，母材又是冷态金属，两者温差巨大。并且随 热源的移动局部受热区也在不断移动，造成组织转变 差异和整个接头组织不均匀。 2、焊接熔池体积小，焊缝金属从熔化到凝固只有几秒钟 时间。在如此短时间内，冶金反应是不平衡的，使焊 缝金属的成分分布不均匀，有时区域偏析很大。 3、焊接过程中温度高，液体金属蒸发，化学元素烧损， 有些元素在焊缝金属和母材金属之间相互扩散，近缝 区各段所处的温度不同，冷却后焊接区的显微组织差 别极大。
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1、与热处理相比，焊接热过程有哪些特点？
答：（1）焊接过程热源集中，局部加热温度高
（2）焊接热过程的瞬时性，加热速度快，高温停留时间短
（3）热源的运动性，加热区域不断变化，传热过程不稳定。
2、焊接热循环中冷却时间t8/5 t8/3 t100的含义是什么?应用对象？为什么不常用某温度下（如540C）的冷却速度？
答：（1）含义：焊接热循环中的冷却时间t8/5表示从800C冷却到500C的冷却时间。
焊接热循环中的冷却时间t8/3表示从800C冷却到300C的冷却时间。
焊接热循环中的冷却时间t100表示从峰值冷却到100C的冷却时间。
（2）应用对象：对于一般碳钢和低合金钢常采用相变温度范围800~500℃冷却时间（8
5t）对冷裂纹倾向较大的钢种，常采用800~300℃的冷却时间83t，各冷却时间的选
定要根据不同金属材料做存在的问题来决定
（3）为了方便研究常用某一温度范围内的冷却时间来讨论热影响组织性能的变化，而某个温度下比如540℃则为一个时刻即冷却至540℃时瞬时冷却速度和组织性能。
故不常用某以温度下的冷却速度，对于一般低合金钢来讲，主要研究热影响区溶合线附近冷却过程中540℃时瞬时冷却速度
3、从传热学角度说明临界板厚δcr的概念？
答：由传热学理论知道：在线能量一定的条件下，随板厚增加，冷却速度Wc增大，冷却时间t8/5变短，但当板厚增加到一定程度时，则Wc和t8/5不再变化，此时的板厚即为临界板厚δcr。
4、焊接条件下的CCT图有何重要意义？
答：利用CCT图，可以比较方便地预测或查出焊接热影响区的组织和性能，并能作为选择焊接线能量、预热温度和制定焊接工艺的依据，对于焊接性分析和提高焊接接头的质量具有十分重要的意义。
焊接冶金过程的四大特点
1、需要对金属进行保护
2、焊接冶金过程是分区域（阶段）连续进行的过程，各阶段之间相互联系
3、冶金过程与“焊接方法”和“焊接规范”有关
4、冶金过程具有不平衡性，但存在平衡趋势。