第七章 金属焊接性基础
第七章焊接技术
(4)表面张力及粘度：共晶焊料能较好的兼顾这两个 特性。 2.杂质对锡铅系焊料的影响
( 二 ) 助焊剂
定义：助焊剂是一种促进焊接的化学物质， 在锡焊中，它是一种不可缺少的辅助材料，其 作用是极为重要的。
⑥ 助焊剂用量要适中
合适的焊剂量，应该是松香水仅能浸湿将要形 成焊点的部位，不会透过印制板上的通孔流走。
不适宜使用助焊接焊接的元件： • 高灵敏度元件：对微电流、电压敏感元件。 • 易被腐蚀元件：助焊剂腐蚀元件。
• 非密封性元件：助焊剂可能渗透到元件内部， 破坏元件特性。
• 连接器类元件：助焊剂渗到触点造成导电性 能不良。
① 可焊性预处理；
② 加热时间要短； ③ 不可对焊点任何方向加力； ④ 焊锡用量宜少而不宜多。
（3） MOSFET及集成电路的焊接 焊接这类器件时应该注意： ①引线如果采用镀金处理或已 经镀锡的，可以直接焊接。 ② 对于CMOS电路，如果事先 已将各引线短路，焊前不要拿 掉短路线，对使用的电烙铁， 最好采用防静电措施。
D型/LD型 特点：用扁平部份进行焊
接。
适用范围： 适合需要多锡量的焊接，例如焊接面积 大、端子粗、焊垫大的焊接环境。
I型
特点：烙铁头尖端幼细。
适用范围：
适合焊接空间狭小的情况，也可以修正
焊接芯片时产生的锡桥。
C 型/CF 型（斜切直柱形） 特点：用烙铁 头前端斜面部 份进行焊接， 适合需要多锡 量的焊接。
互相扩散现象开始发生，通常金属原子在晶格点阵
中处于热振动状态，一旦温度升高，原子的活动加
金属焊接性
2）焊接冷裂纹敏感系数 除碳当量外，考虑到焊缝含氢量和接头拘束度 2.利用物理性能分析 金属的熔点、导热系数、密度、线胀系数、热容
量等因素、都对热循环、熔化、结晶、相变等过程
不同工艺条件下焊接时显示出不同的焊接性
2、保护方法
保护方法是否恰当也会影响金属焊接性的效果
3、热循环的控制
正确选择焊接工艺规范控制焊接热循环 • 预热、缓冷、层间温度改变焊接性
4、其它工艺因素
彻底清理坡口及其附近；焊接材料处理、烘
干、除锈、保护气体要提纯、去杂质后使用； 合理安排焊接顺序；正确制定焊接规范。
问题。 常用方法：碳当量法、冷裂敏感指数法、 热影响区最高硬度法等
直 接 法 工 艺 焊 接 性 间 接 法
焊接热裂纹试验 焊接冷裂纹试验 再热裂纹试验 层状撕裂试验 热应变时效脆化试验 由碳当量推测焊接性 裂纹敏感指数及临界应力 裂纹敏感性的临界冷却时间 连续冷却组织转变图 断口分析、金相组织分析 焊接热影响区最高硬度 焊接热、力模拟试验 实际产品结构运行的服役试验 压力容器的爆破试验 焊缝及接头的常规力学性能试验 焊缝及接头的低温脆性试验 焊缝及接头的断裂韧性试验 焊缝及接头的高温性能试验 焊缝及接头的疲劳、动载试验 焊缝及接头的抗腐蚀性试验 应力腐蚀开裂试验
同，其保护效果和保护下的接头质量
就有差别，因此保护方式对焊接性也
有影响。
工艺措施对防止焊接接头产生缺陷，提高接头使
用性能至关重要
焊前预热
焊后缓冷
工艺措施 焊后热处理 后热 合理装配焊接顺序
3.结构设计因素
金属焊接性及其试验方法
CE = C + Mn Ni + Cu Cr + Mo + V (% ) + + 6 15 5
•
上式适用于中、高强度的非调质低合金高强钢。
• 日本JIS和WES采用：
金属焊接性：就是金属是否能适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用 性能的焊接接头的特性。 金属焊接性的概念有两方面内容： ① 金属在焊接加工中是否容易形成缺陷—结合性能（好不好焊） ② 焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力—使用性能（好 不好用） 衡量金属焊接性的好坏的标准： 焊接性好：焊接工艺过程简单而接头质量高、性能好时，就称作焊接性 好。 焊接性差：焊接工艺过程复杂而接头质量低、性能差时，就称作焊接性 差。 金属焊接性的影响因素： 金属焊接性主要是金属本身所固有的性能，但母材和焊接材料的成分以及 焊接工艺条件都对焊接性有重要的影响，因此，分析焊接性不能 完全脱离工艺条件。
• (一)直接模拟试验类
这类焊接性评定方法一般是仿照实际焊接的条件，通过焊 接过程观察是否发生某种焊接缺陷或发生缺陷的程度，直 观地评价焊接性的优劣，有时还可以从中确定必要的焊接 条件。 • (1)焊接冷裂纹试验 常用的有插销试验、斜Y坡口对接裂 纹试验、拉伸拘束裂纹试验(TRC)、刚性拘束裂纹试验 (RRC) (RRC)等。 • (2)焊接热裂纹试验 常用的有可调拘束裂纹试险、压板对 接（FISCO）焊接裂纹试验、窗形拘束对接裂纹试验、刚 性固定对接裂纹试验等 • (3)再热裂纹试验 有H型拘束试验、缺口试棒应力松弛试 验、U形弯曲试验等。还可以利用插销试验进行再热裂纹 试验。 •
金属焊接性
试验焊缝在各种温度下施焊，焊后静置24小时再检测 和解剖，计算表面裂纹率，根部裂纹率和断面裂纹率。
表面裂纹率
C f
l f 100 % L
根部裂纹率
Cr
lr 100 % L
断面裂纹率（在试样焊缝上切下4-6试片，检查5个断面上裂纹
横向拘束主要用于测试焊缝中央结晶裂纹和高温失塑裂 纹；纵向拘束主要用于测试结晶裂纹和液化裂纹。
Cr 5
Mo 4
V 14
(%)
适用于低合金调质钢，其成分范围：
C≤0.20 Si≤0.55 Mn≤1.50 Cu≤0.50
Cr≤1.25 Mo≤0.70 V≤0.10 B≤0.006
Ni≤2.50
δ<25mm，手弧焊E=17kJ/cm，预热范围
σb=500MPa σb=600MPa σb=700MPa σb=800MPa
当于若干碳量折合并叠加起来评估其综合影响的方法。
CE( W )
C
Mn 6
Cu Ni 15
Cr
MoV 5
(%)
适用于非调质低合金高强钢，CE 0.45% 25mm
可不预热；CE 0.41% C 0207 % 37mm 可
不预热。
日本JIS和WES采用
Ceq
C
Mn 6
Si 24
Ni 40
H
Pc C 30
20
5B %
60 15 10
600 60
适用条件
C=0.07～0.22 Si≤0.60 Mn=0.4～1.40 Mo≤0.70
Cu≤0.50 V≤0.12
Ni≤1.20 Cr≤1.20 Nb≤0.04 Ti≤0.05
7-第七章 金属材料焊接性分析方法(焊工工艺-第3版)
图7-3 采用焊条电弧焊时，试验焊缝位置
第二节 金属焊接性评定与试验
图7-4 采用焊条自动送进装置焊接试验焊缝位置
第一节 金属的焊接性
第二节 金属焊接性评定与试验
二、常用的焊接性试验方法 由前述可知，焊接性试验方法种类很多，因抗裂性能是衡量金
属焊接性的主要标志，所以在生产中还是常用焊接裂纹试验来表征 材料的焊接性。以下主要介绍几种常用的焊接性试验方法。 1.间接试验法
碳当量鉴定法是判断焊接性的最简便的间接法，常用作焊接冷 裂纹的间接评定。所谓碳当量法，就是将包括碳在内的其他合金元 素对硬化(脆化和冷裂等)的影响折合成碳的影响。
第一节 金属的焊接性
(3)结构因素 焊接接头和结构设计会影响应力状态，从而对焊 接性也发生影响。
这里主要从结构的刚度、应力集中和多向应力等方面来考虑。 使焊接接头处于刚度较小的状态，能够自由收缩，有利于防止焊接 裂纹。缺口、截面突变、焊缝余高过大、交叉焊缝等容易引起应力 集中，要尽量避免。不必要地增大母材厚度或焊缝体积，会产生多 向应力，也应注意防止。
第七章 金属材料 焊接性分析方法
第一节 金属的焊接性
一、金属焊接性的概念 1.定义：金属焊接性是指材料在限定的施工条件下焊接成按规定设 计要求的构件，并满足预定服役要求的能力，即金属材料对焊接加 工时适应性。 2.特点：焊接性受材料、焊接方法、构件类型及使用要求四个因素 的影响。根据上述定义，优质的焊接接头应具备两个特点：即接头 中不允许存在超过质量标准规定的缺陷；同时具有预期的使用性能。 根据讨论问题的着眼点不同，焊接性又分为工艺焊接性和使用焊接 性。
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第一章：金属焊接性：金属能否适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性。
它的内涵：1、是否适合焊接加工？－－金属在焊接加工中是否容易形成缺陷2、焊后使用可靠性？－－性能焊成的接头在一定的使用条件下可靠使用的能力。
影响金属焊接性的因素：1、材料本身因素—母材和焊接材料的成分及性能2、工艺条件—焊接方法、工艺措施；3、结构因素—刚度、应力集中、多轴应力；4、使用条件—工作温度、负荷条件、工作环境。
选择或制定焊接性试验方法的原则:1、焊接性试验的条件尽量与实际焊接时的条件相一致。
2、焊接性试验的结果要稳定可靠，具有较好的再现性。
3、注意试验方法的经济性。
（老师的笔记：1根据使用条件选择。
2根据可能出现的焊接缺陷选择。
3焊接的的再现性，一个参量变化，其他参量基本不变。
4材料消耗尽可能少5尽可能选择周围内外常用的标准。
6对实验困难的，可做模拟实验。
）焊接性试验的内容:（一）焊缝金属抗热裂的能力（二）焊缝及热影响区金属抗冷裂纹的能力（三）焊接接头抗脆性转变的能力（四）焊接接头的使用性能常用焊接性试验方法:（一）斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。
(二) 插销试验: 此法是测定钢材焊接热影响区冷裂纹敏感性的一种定量试验方法。
测定加载16~24 h而不断裂的最大应力σcr（三）压板对接焊接裂纹试验法（四）可调拘束裂纹试验法第二章合金结构钢：在碳素结构钢的基础上添加一定数量的合金元素来达到所需要求的钢材。
包括：结构钢、碳素结构钢、合金结构钢。
高强钢：可分为三种类型：热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢。
※热轧及正火钢1、热轧钢供货状态：热轧态性能特点：强度最低σs294～392MPa，具有满意的综合力学性能和加工工艺性能，价格便宜成分特点：热轧钢属于C- Mn 或Mn-Si系的钢种，有时用一些V、Nb等代替部分Mn。
基本成分：C≤0.2%,Si≤0.55,Mn≤1.5% 强化机制：主要以固溶强化为主典型钢种：Q345(16Mn)、14MnNb、Q294(09MnV)2、正火钢（1 )正火态供货的钢性能特点：最低强度σs343～450MPa，具有比热轧钢更高的强度和塑韧性成分特点：0.15～0.2%C，在C-Mn、Mn-Si系的基础上加入一些碳化物和氮化物生成元素V、N b、Ti等强化机制：在固溶强化的基础上，通过沉淀强化和细化晶粒来进一步提高强度和保证韧性典型钢种：Q390(15MnTi、15MnVN)等。
焊接冶金学复习详解详解
一、名词解释1．金属焊接性；P11金属焊接性是指同质或异质金属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；P22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，该参数指标就是碳当量。
3．焊接线能量；熔焊时由焊接热源输入给单位长度焊缝上的热量，又称为线能量。
4．熔合比；熔合比是指熔焊时，被熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比。
5．t8/3（t8/5，t100）；t8/3是指从800-300℃的冷却时间；t8/5是指从800-500℃的冷却时间；t100是指从峰值温度冷却至100℃的冷却时间。
6．微合金化；P47V、Ti、Nb强烈形成碳化物，Al、V、Ti、Nb还形成氮化物，析出的微小VC、TiC、NbC及AlN、VN、TiN、Nb（C、N）产生明显的沉淀强化作用，在固溶强化的基础上屈服强度提高50-100MPa，并保持了韧性。
上述元素均是微量加入，故称为微合金化。
7．焊缝成形系数；P56焊缝成形系数是指焊缝宽度与厚度之比。
8．回火脆性；P100铬钼耐热钢及其焊接接头在350-500℃温度区间长期运行过程中发生脆变的现象称为回火脆性。
9．点腐蚀；P116点腐蚀是指在金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻徽，而分散发生的局部腐蚀，又称坑蚀或孔蚀。
10．凝固模式；P126所谓凝面模式，首先是指以何种初生相相（γ或δ）开始结晶进行凝固过程，其次是指以何种相完成凝固过程。
11．稳定化处理；P117为避免碳与铬形成高铬碳化物，在奥氏体钢中加入稳定化元素（如Ti和Nb），将其加热到875℃以上温度时，以形成稳定的碳化物（由于Ti和Nb能优先与碳结合，形成TiC或NbC），大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度（含量），从而起到了牺牲Ti或Nb保Cr的目的，以此为目的的热处理就称为稳定化处理。
稳定化处理的工艺条件为：将工件加热到900-950℃，保温足够长的时间，空冷。
金属熔化焊基础及常用金属材料焊接性
低合金钢的焊接性
低合金钢通过添加少量合金元素来 提高钢材的强度和韧性。这类钢材 的焊接性较好，但需注意热影响区 的脆化和裂纹问题。
高合金钢的焊接性
高合金钢含有大量合金元素，如不 锈钢和耐热钢等。这些钢材的焊接 性较差，易出现热裂纹和冷裂纹。
不锈钢的焊接性
奥氏体不锈钢的焊接性
奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，但需注意焊接过程中的晶间腐 蚀和热裂纹问题。
铁素体不锈钢的焊接性
铁素体不锈钢的焊接性较差，易出现焊接热裂纹和脆化现象。
双相不锈钢的焊接性
双相不锈钢具有良好的焊接性，但需注意控制热输入和冷却速度， 以避免出现裂纹和降低力学性能。
有色金属的焊接性
熔化焊分类
熔化焊分类：根据热源和焊接方式的不同，熔化焊可以分为电弧焊、气体保护焊 、激光焊等多种类型。
电弧焊是最常见的熔化焊方法，利用电弧产生的热量来熔化金属。气体保护焊则 是利用气体保护熔池不受空气影响，激光焊则是利用高能激光束进行精确焊接。
02 常用金属材料焊接性
钢铁材料的焊接性
碳钢的焊接性
晶粒大小、形态和分布，评估焊接接头的质量。
02
电子显微镜分析
电子显微镜具有高分辨率和高放大倍数，可以对焊接接头进行更深入的
金相组织分析，观察微观组织和析出相的形貌和结构。
03
X射线衍射分析
X射线衍射分析可以测定焊接接头中各相的晶体结构和相组成，分析焊
缝金属的合金元素分布和固溶情况，为评估焊接接头的力学性能提供依
弯曲试验
弯曲试验可以检测焊接接头的塑 性和韧性，通过弯曲角度和弯心 直径等参数评估焊接接头的质量。
焊接第七章 金属材料焊接性分析方法
第二节 金属焊接性评定与试验
图7-2 试件的形状和尺寸
第二节 金属焊接性评定与试验
试验时按图7-2组装试件，先将两端的拘束焊缝焊好，再焊试验焊 缝。当采用焊条电弧焊时，试验焊缝按图7-3所示方法焊接。当采用焊 条自动送进装置焊接时，按图7-4所示进行。焊完的试件经在室温放置 24h后才能进行裂纹的检测和解剖。
第二节 金属焊接性评定与试验
2.直接试验法 在设定的焊接参数下按规定要求焊接工艺试板，然后通过试验
来检测焊接接头对裂纹、气孔、夹渣等缺陷的敏感性，以此来评定 焊接性，这种方法称为直接试验法。常用试验方法有斜Y形坡口焊 接裂纹试验方法、焊接热影响区最高硬度试验方法、插销试验等。
(1)斜Y形坡口焊接裂纹试验方法 这一方法广泛应用于评定碳 钢和低合金高强度钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。
(4)使用条件 焊接结构的使用条件是多种多样的，有的在高温 或低温下工作，有的在静载或动载条件下工作，有的则在腐蚀介质 中工作等。
第一节 金属的焊接性
综上所述，金属的焊接性与材料、工艺、结构、使用条件等密 切相关，所以不能脱离这些因素而单纯从材料本身的性能来评价焊 接性。此外，从上述分析也可以看出，很难用某一项技术指标概括 材料的焊接性，只有通过综合多方面的因素，才能分析焊接性问题。
第一节 金属的焊接性
(3)结构因素 焊接接头和结构设计会影响应力状态，从而对焊 接性也发生影响。
这里主要从结构的刚度、应力集中和多向应力等方面来考虑。 使焊接接头处于刚度较小的状态，能够自由收缩，有利于防止焊接 裂纹。缺口、截面突变、焊缝余高过大、交叉焊缝等容易引起应力 集中，要尽量避免。不必要地增大母材厚度或焊缝体积，会产生多 向应力，也应注意防止。
金属焊接技术基础
金属焊接技术基础金属焊接是一种常见的加工方法，用于将金属材料连接在一起。
它在制造业中有着广泛的应用，能够满足各种结构和构件的需要。
了解金属焊接技术的基础知识对于想要从事相关工作或是对该领域感兴趣的人来说是非常重要的。
一、焊接原理金属焊接的基本原理是通过加热和熔化金属材料，使其相互结合形成一个整体。
焊接过程中需要借助热源，热源可以是火焰、弧光、激光等。
在金属熔融的状态下，通过施加力量或者添加填充材料，将两个或多个金属结合在一起。
二、常见的焊接方法1. 电弧焊电弧焊是最常见和广泛使用的焊接方法之一。
它通过电弧的高温来熔化金属材料，形成焊缝。
电弧焊又可分为手工电弧焊和自动化电弧焊。
手工电弧焊是操作简便，适用于一般焊接任务，而自动化电弧焊适用于批量焊接。
2. 气焊气焊是使用氧气和燃气（例如乙炔）混合后点燃，形成火焰来熔化金属材料的焊接方法。
气焊在某些情况下比电弧焊更具优势，例如对金属溶解温度较低的情况。
3. TIG焊TIG焊（氩弧焊）是使用非消耗性钨电极，在保护性气氛中熔化金属材料形成焊缝的一种焊接方法。
TIG焊广泛用于高质量焊接领域，特别是对焊接温度和热变形要求较高的情况。
4. MIG/MAG焊MIG（金属惰性气体保护焊）和MAG（金属活性气体保护焊）是利用惰性气体或活性气体保护电弧稳定进行的焊接方法，常用于大规模和高效率的焊接任务。
它们适用于多种金属材料的焊接，包括钢、铝等。
三、焊接缺陷在金属焊接过程中，可能会产生一些焊接缺陷，这些缺陷会对焊接接头的质量和性能产生负面影响。
常见的焊接缺陷包括气孔、夹渣、未熔透、焊缝闭合不良等。
为了确保焊接接头的质量，需要在焊接前进行充分的准备工作，以及在焊接过程中采取正确的操作和控制措施。
四、焊接材料和设备焊接材料是实现金属焊接的重要组成部分。
填充材料、焊剂、焊接盖板等都会对焊接接头的质量和性能产生重要影响。
此外，选择适合的焊接设备和工具也非常关键，不同的焊接方法和工作需要不同的设备和工具。
金属焊接性基础金属焊接性基础
《金属焊接性基础》-孟庆森主编-北京化学工业出版社
§1.1.2 焊接性试验 1.1.2.1 焊接性试验的内容
❖ 焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力 热裂纹是一种经常发生又是危害严 重的缺陷，与焊接材料关系密切, 通常是通过热裂纹试验来进行的。
❖ 焊缝及热影响区金属抵抗产生冷裂纹的能力 冷裂纹在低合金高强钢 焊接中较为常见，是针对母材进行的试验。
根据上式求得Pc后，利用下式即可求出斜Y型坡口对接裂纹试验条件下， 为防止冷裂所需要的最低预热温度T0(℃)：
T0 144Pc0392
Chapter1 金属焊接性基础
《金属焊接性基础》-孟庆森主编-北京化学工业出版社
➢焊接热影响区最高硬度法 根据焊接接头焊接热影响区的最高硬度 (Hmax)可以相对地评价被焊钢材的淬硬倾向和冷裂纹敏感性，已被国际 焊接学会(IIW)推荐采用。 ➢我国焊接热影响区最高硬度试验方法标准(GB/T 4675.5-1984)： ➢试样的标准厚度为20mm，长度为200mm，宽度为150mm； ➢采用焊条直径4mm，焊接电流(170±10)A，焊接速度(0.25±0.02)cm/s， 沿轧制试样表面的宽度中心线方向焊长度(125±10)mm的焊缝； ➢焊后自然冷却12h，垂直切割焊缝中部，在断面上截取硬度测试试样并 测量其硬度。
Chapter1 金属焊接性基础
《金属焊接性基础》-孟庆森主编-北京化学工业出版社
目录
❖ 第一章 金属焊接性基础 ❖ 第二章 碳钢及低合金钢的焊接 ❖ 第三章 耐热钢及不锈钢的焊接 ❖ 第四章 铜、镍及其合金的焊接
❖ 第五章 钛及其合金的焊接 ❖ 第六章 铝、镁及其合金的焊接 ❖ 第七章 铸铁的焊接 ❖ 第八章 堆焊及金属表面改性
《焊接教案》
《焊接教案》word版第一章：焊接基础知识1.1 焊接的定义及分类1.2 焊接过程的基本原理1.3 焊接接头的类型及特点1.4 焊接质量的评定与控制第二章：焊接材料2.1 焊接材料的分类及性能2.2 焊接用药剂的选用原则2.3 焊接填充材料的选用原则2.4 焊接材料的储存与处理第三章：焊接方法与设备3.1 电弧焊3.2 气体保护焊3.3 电阻焊3.4 激光焊3.5 焊接设备的选用与维护第四章：焊接工艺4.1 焊接工艺参数的选择4.2 焊接顺序与焊接方向4.3 焊接工艺评定4.4 焊接缺陷的产生与防止第五章：焊接质量控制与检测5.1 焊接质量的评定方法5.2 焊接质量的检测方法5.3 焊接质量控制体系的建立与运行5.4 焊接质量问题的处理与改进第六章：焊接安全与防护6.1 焊接安全常识6.2 焊接过程中产生的有害因素及危害6.3 焊接个人防护装备的正确使用6.4 焊接作业现场的安全管理第七章：金属焊接性分析7.1 金属焊接性的影响因素7.2 焊接性分析的方法与步骤7.3 常见金属材料的焊接性分析7.4 提高金属焊接性的措施第八章：非金属材料的焊接8.1 非金属材料的焊接特点8.2 常见非金属材料的焊接方法8.3 非金属材料焊接过程中的注意事项8.4 非金属材料焊接质量的评定与检测第九章：现代焊接技术与发展趋势9.1 自动化焊接技术9.2 电子束焊接技术9.3 激光焊接技术9.4 等离子弧焊接技术9.5 焊接技术发展趋势第十章：焊接工程案例分析10.1 焊接工程案例概述10.2 焊接工艺方案的制定10.3 焊接过程的质量控制与评定10.4 焊接工程的改进与优化重点和难点解析一、焊接基础知识难点解析：焊接过程的基本原理涉及到电流、电压、焊接速度等参数的相互作用，理解这些参数对焊接过程的影响是理解焊接原理的关键。
焊接接头的类型及特点需要掌握各种接头的形式和应用场景，以及它们的优缺点。
焊接质量的评定与控制涉及到一系列的标准和检测方法，理解并应用这些标准对焊接质量进行控制是难点。
金属焊接性与焊接方法
金属焊接性与焊接方法
1.熔点合适：熔点较低的金属焊接性能更好，因为熔点过高会导致焊
接过程中易出现脆性断裂。
2.密度合适：焊接性能也与金属的密度有关，密度过大或过小的金属
在焊接过程中容易出现裂纹和气孔。
3.化学稳定性好：金属焊接过程中容易受到外界氧气、水分等环境的
影响，化学稳定性好的金属焊接性能更好。
4.冶金性能好：金属的冶金性能直接影响焊接性能，冶金性能好的金
属焊接性能也较好。
根据金属焊接性能的不同，可以采用不同的焊接方法。
下面介绍几种
常见的焊接方法：
1.电弧焊：电弧焊是利用电弧热的高温作用将金属熔化并连接在一起
的方法。
常见的电弧焊有手工电弧焊、气体保护电弧焊、埋弧焊等。
2.气体焊接：气体焊接是利用气体燃料产生的火焰对金属进行加热并
熔化的方法。
常见的气体焊接有氧吹焊、乙炔焊接等。
3.点焊：点焊是利用电阻加热原理将两个金属件按一定顺序压在一起，通过电流通过的方式加热并连接在一起的方法。
4.TIG焊：TIG焊是利用非消耗性钨极和保护气体进行的电弧焊接方法。
常用于焊接高质量的非铁金属，如钛、铬、镍等材料。
5.MIG/MAG焊：MIG焊和MAG焊是利用金属惰性气体或活性气体的保
护下，通过连续给丝焊条提供电弧热源的焊接方法。
此外，还有激光焊接、电阻焊接、摩擦焊接等多种焊接方法可供选择，根据具体需求选择合适的焊接方法。
总之，金属焊接性与焊接方法是金属加工领域中至关重要的一部分。
了解金属焊接性的特点，并选择合适的焊接方法，能够提高焊接效率和质量，为金属加工提供更多可能性。
金属焊接性基础课程设计
金属焊接性基础课程设计前言金属焊接是现代制造业中广泛应用的一种技术，它在工业、建筑、军事等各个领域都有着重要的应用。
因此，金属焊接是机械制造、汽车制造、管道安装、制造业等领域中非常重要的一环。
为此，需要对金属焊接进行基础课程设计，为学生提供丰富的金属焊接知识，并提高其金属焊接技能。
学习目标本课程旨在通过理论讲解、实践操作和实验检测等多种形式，使学生充分了解金属焊接的基础知识、工艺和材料特性等，从而培养其以下技能：•了解不同金属焊接技术的优缺点•熟练掌握金属焊接材料的选择和应用•掌握基本的金属焊接工艺和操作技能•熟悉金属焊接质量控制与检测方法•具有良好的金属焊接规范意识和安全意识教学内容第一部分：金属焊接知识1.金属焊接的概述–金属焊接的定义和分类–金属焊接的应用领域和发展趋势2.金属焊接材料–金属焊接材料的种类和特性–金属焊接材料的选择和应用3.金属焊接工艺–金属焊接工艺的基本原理和流程–金属焊接过程中需要注意的问题4.金属焊接质量控制–金属焊接质量控制的重要性–金属焊接质量控制和检测方法5.金属焊接安全–金属焊接中的安全卫生知识–金属焊接安全操作规程第二部分：金属焊接实验1.金属焊接实验室介绍–金属焊接实验室概述–实验室设备和实验用具介绍2.金属焊接实验项目–燃气焊接实验–电弧焊接实验–焊接质量检测实验3.金属焊接实验报告–实验所用材料、设备和工具–实验过程和实验数据–实验结论和总结课程评估考核方式1.课堂测试：每个章节结束后，进行一次小测验，测试学生对本章节内容的掌握情况。
2.焊接实验：学生需要完成三个实验项目，并提交实验报告。
3.期末考试：针对本课程所学内容进行考核。
考核标准1.课堂测试：占总成绩的20%。
测试内容涵盖所有章节的基础知识。
2.焊接实验：占总成绩的40%。
实验报告表现和实验数据准确性是考核标准的重要指标。
3.期末考试：占总成绩的40%。
考核内容以理论知识为主，包括选择和应用焊接材料、掌握焊接工艺和技能、掌握质量控制和检测方法、安全卫生规程等。
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2020/11/9
第七章 金属焊接性基础
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断 面 裂 纹 率 是 解 剖 5 个 断 面 后 分别求出每一断面的裂纹率然后 求出平均值。 试验中若裂纹率不超过20％， 那么在实际结构焊接时，就不会 产生裂纹。
2020/11/9
第七章 金属焊接性基础
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第3节 常用焊接裂纹试验方法 直Y坡口焊接裂纹试验/铁研试验
对于熔焊来说，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。在焊接接头区域，冶金过程 主要影响焊缝金属的组织和性能，而热过程主要影响热 影响区的组织和性能。 因此，工艺焊接性又分为： 冶金焊接性和热焊接性
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第1节 金属焊接性概念
✓ 冶金焊接性
熔焊高温下的熔池金属与气相、熔渣等之间发生化学冶金 反应所引起的焊接性变化。
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第1节 金属焊接性概念
二、金属工艺焊接性的影响因素
1、材料因素 材料本身的化学成分、组织状态和力学性能 焊接加工后材料的组织性能变化 焊接材料 2、工艺因素 包括焊接方法和焊接工艺规程，如焊接线能量、预热、后 热、焊接顺序和焊后热处理等
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低温脆性试验、耐腐蚀及耐磨性试验、疲劳试验等。还 有直接用产品进行的试验：水压试验、爆破试验等。
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第2节 钢的焊接性判据
一、碳当量法
由于HAZ的淬硬及冷裂纹倾向与钢种的化学成分有密切关 系，因此可以用化学成分间接评估钢材冷裂纹的敏感性。 碳当量法是一种粗略估计低合金钢焊接冷裂敏感性的方法。 焊接部位的淬硬倾向与化学成分有关，钢材碳当量越大，淬 硬冷裂倾向越大，焊接性越差。 ➢ 国际焊接学会(IIW)推荐的公式
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第2节 钢的焊接性判据
➢ 日本工业标准(JES)和日本溶接学会(WES)推荐的公式
钢材强度和碳当量确定预热温度
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第2节 钢的焊接性判据
➢ 美国焊接学会(AWS)推荐的公式
1 1 1 11 1 1 C e q w c 6 w M 2 nw S 4 i1 w N 5 i 5 w C r 4 w M 1 ow C 3 u 2 w P
第七 章 金属焊接性基础
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第1节 金属焊接性概念
3、结构因素 焊接接头的结构设计直接影响到它的刚度、拘束应力的
大小和方向，而这些又影响到焊接接头的各种裂纹倾向。 4、使用条件 焊接接头所承受载荷的性质和工作温度的高低、工作介
质的腐蚀性等
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各种金属材料焊接难易程度一览表
HCS
25100130
3MnCrMoV
当HCS≤4时，一般不会产生热裂纹。HCS越大的金属材 料，其热裂纹敏感性越高。
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第3节 常用焊接裂纹试验方法
一、冷裂纹试验 斜Y形坡口焊接裂纹试验(GB/T4675.1-1984)
“小铁研”试验，主要用来检验母材热影响区的冷裂纹倾向。
第二篇 金属材料焊接
第二篇 金属材料焊接
目录
第7章 金属焊接性基础 第8章 合金结构钢及铸铁的焊接 第9章 耐热钢、不锈钢的焊接 第10章 有色金属的焊接
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第七章 金属焊接性基础
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第1节 金属焊接性概念
理论上只要在高温熔化状态下相互能够形成溶液或 共晶的任何两种金属或合金都可以采用熔化焊方法进行 焊接。
下，防止冷裂所需要的最低预热温度t0(℃)。
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第2节 钢的焊接性判据
三、热裂纹敏感性指数
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低合金结构钢热裂纹敏 感性指数的方法。
热裂纹敏感系数（简称HCS）计算公式为：
C（ SPSiN） i
2020/11/9 注：A—通常采用，B—第有七章时金采属焊用接性，基C础 —很少采用，D—不采用 10
常用金属材料焊接中的问题
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第1节 金属焊接性概念
三、金属焊接性评定方法
1、工艺焊接性 ➢直接模拟实验：按照实际焊接条件，通过焊接过程观察是 否发生某种焊接缺陷或发生缺陷的程度，来直观评价焊接性 优劣。主要有：焊接冷裂纹试验、热裂纹试验、再热裂纹试 验，层状撕裂试验、应力腐蚀试验、脆性断裂试验等。
冶金过程包括：（1）合金元素的氧化、还原、蒸发，从 而影响焊缝的化学成分和组织性能；
（2）氧、氢、氮等的溶解、析出对生成气孔或对焊缝性 能的影响；
（3）在焊缝结晶及冷却过程中，由于焊接熔池的化学成
分、凝固结晶条件以及接头区热胀冷缩和拘束应力等影响，
有时产生热裂纹或冷裂纹。
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第七 章 金属焊接性基础
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第1节 金属焊接性概念
✓ 热焊接性
焊接过程中要向接头区域输入大量热量，对焊缝附近区 域形成加热和冷却过程，这对靠近焊缝的热影响区的组 织性能有很大影响，从而引起热影响区硬度、韧性、耐 蚀性等的变化。
与焊缝金属不同，焊接时热影响区的化学成分一般不会 发生明显的变化，而且不能通过改变焊接材料来进行调 整，即使有些元素可以由熔池向熔合区或热影响区粗晶 区扩散，那也是很有限的。为了改善热焊接性，除了选 择母材之外，还要正确选定焊接方法和热输入。
➢间接推算法：根据材料的化学成分、金相组织、力学性能 之间关系，联系焊接热循环过程评定焊接性优劣。包括各类 抗裂性判据、焊接SHCCT图、焊接热-应力模拟。2020/11/9第七章 金属焊接性基础
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第1节 金属焊接性概念
2、使用焊接性 将实际的焊接接头乃至产品在使用条件下进行各方面的
性能试验，以评定其焊接性。 主要方法有：常规力学性能试验、高温力学性能试验、
碳当量（Ceq）与板厚δ的关系
不同焊接性等级钢材的最佳焊接工艺措施
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第2节 钢的焊接性判据
二、冷裂纹敏感指数(Pc)
冷裂纹敏感指数(Pc)公式综合考虑了产生冷裂纹三要素 (淬硬倾向、拘束度和扩散氢含量)的影响，使计算结果更准 确。
5 +Cr
求得Pc后，利用下式即可求出斜Y坡口对接裂纹试验条件