焊接热循环曲线的测定
焊接热循环曲线测试技术的研究进展
150AUTO TIMEMANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺焊接热循环曲线测试技术的研究进展孔李毅 董文轩 杨钰莹 周汶燕 张伟陕西理工大学 材料科学与工程学院 陕西省汉中市 723000摘 要： 焊接热循环曲线的测定一直是研究焊接接头质量的主要途径，曲线本身的优劣性直接影响研究者对组织的进一步研究。
因此，本文结合了目前两种方法中较为突出的几种焊接热循环曲线测量手段，总结了几种焊接热循环测量手段的优缺点，并在此基础上对将来焊接热循环曲线测量发展方向进行了展望。
关键词：焊接热循环 HAZ 直接测量法 间接测量法1 引言焊接热循环包括以下四个特征参数：加热速度(ωH )、最高加热温度T max 在相变温度以上停留时间(t H )、冷却速度（ωC )和冷却时间(t 8/5、t 8/3、t 100)。
焊接热循环参数是分析HAZ 组织和性能的重要数据[1]，及焊接工艺的开发、评价和优化[2]。
焊接热影响区的材料结构和性能受材料组成和焊接热循环的影响[3]。
利用这些信息，可以分析焊接冷却过程的相变机理和新材料的SH-CCT 图，创建并验证HAZ 热循环参数的计算模型。
因此，焊接热循环的测试、计算和分析具有十分重要的理论意义和实际价值。
目前，大多数实验室都采用焊接热模拟，将试样置于热模拟装置中，经历与焊接相同的热过程；而热电偶是焊接热循环现场测量中常用的测温元件。
本文综述直接测量法和间接测量法现有的可靠研究与其应用，并对其发展方向进行了总结与分析。
2 直接测量法直接测量法焊接热循环曲线是依靠热电偶测温方法实现，由于热电偶可以直接接触测量局部温度甚至测量“点”温度，这一点较热电阻有较大优势，所以热电偶一直是很好的测温元件。
[4]热电偶最先使用的是背打孔插入的方式，如黄錫鎬[5]利用温差热电偶测量近缝区焊接热循环曲线时，这种方式往往需要对焊板提前进行钻孔，工作量大、操作麻烦且对板材造成一定的浪费，而且热电偶置于内部无法观察其状态。
焊接第五章 焊接热影响区
第一节 焊接热影响区组织转变的特点
二、焊接冷却过程组织转变的特点
图5-6 焊接与热处理的热循环曲线
第一节 焊接热影响区组织转变的特点
图5-7 45钢连续冷却曲线 F—铁素体 P—珠光体 A—奥氏体 M—马氏体 Z—中间组织
实线—焊接( =1350℃) 虚线—热处理( =1050℃)
26091C
主编
第四章 焊接熔池的结晶和焊缝金属的组织 第五章 焊接热影响区
第五章 焊接热影响区
第一节 焊接热影响区组织转变的特点 第二节 焊接热影响区的组织 第三节 焊接热影响区的性能
第一节 焊接热影响区组织转变的特点
一、焊接加热过程组织转变的特响
B—焊前淬火+高温回火 C—焊前退火 1—淬火区 2—部分淬火区 3—回火区
第三节 焊接热影响区的性能
五、改善焊接热影响区性能的途径 1.采用高韧性母材 2. 焊后热处理 3. 合理制订焊接工艺规程
第二节 焊接热影响区的组织
图5-14 低碳钢埋弧焊时焊接热影响区的组织 a)熔合区 b)过热区 c)相变重结晶区 d)不完全重结晶区 e)母材
第二节 焊接热影响区的组织
表5-5 低碳钢埋弧焊时焊接接头的组织特征及性能分布
第三节 焊接热影响区的性能
一、焊接热影响区的硬度变化 二、焊接热影响区的常温力学性能
图5-3 a) 45钢 b) 18Cr2WV钢
(A—平均晶粒面积 d—平均晶粒直径)
第一节 焊接热影响区组织转变的特点
图5-4 焊接热影响区中的晶粒度的分布
第一节 焊接热影响区组织转变的特点
表5-2 不同焊接方法单层对接焊时的热循环参数
第一节 焊接热影响区组织转变的特点
双丝埋弧焊热循环曲线测试及其热循环特性研究
１ 双 丝 埋 弧 焊 基 本 原 理 及 丝 间 距 确 定
对 于 双 丝 双 电 源 埋 弧 焊 来 说 ， 一 根 焊 丝 由 一 每 个 独 立 电 源 供 电 ， 别 为 直 流 电 源 和 交 直 流 两 用 电 分
后丝 电流 和 电压 以及 电源极 性） 关 。 有 文献 ［ 指 出 ， ５ 】
相 关理 论 的 基础 。 此 ， 用 自行 研 制 的多 点 测 温 在 采
装 置 测 试 单 丝 埋 弧 焊 和 双 丝 埋 弧 焊 温 度 场 ， 析 了 分
开角度 范 围更 大 。
双 丝 双 弧 埋 弧 焊 接 法 的 基 本 原 理 如 图 １所 示 。
不 同丝间距 、 同点热循 环 曲线 的特点 ， 出 了判
池 ， 图 ２ 所 示 ， 共 熔 池 双 丝 埋 弧 焊 能 起 到 前 弧 如 ｃ 不
预热 、 弧 填 丝及 后 热作 用 ， 后 以达 到 堆焊 或焊 接 合
金 不 出 现 裂 纹 和 改 善 接 头 性 能 的 目 的 ， 双 丝 埋 弧 在 焊 中多 用 后 一 种 方 法 。 然 ， 丝 间距 形 成 的熔 池 类 当 两 型除 了与 丝 间距有 关 外 ， 与焊接 丁 艺规 范（ 前 、 还 如
￡ １－ ０ｍ 时 ， ＝ ５５ ｍ 两丝 电弧 形 成 在 一 个 熔 池 即 双 丝 共
熔池 ， 此种 间距 特别 适合 焊丝 掺合 金堆 焊或 焊接 合
金钢； 当 ≥５ ５ｍｍ 时 ， 丝 电 弧 形 成 两 个 独 立 的熔 两
是 两单丝 单 电弧热 作用 的 简单叠 加 ， 为解 释 双丝 焊
ｂ 双 丝双 弧 分 离 熔 池
ａ 丝 间 距 为 １ ｔｌ Ｏｌ ｎ共熔 池 ｉ
焊接热循环
即：t H = t′+ t″
奥氏体不仅在加热过程中长大，而且冷却过程中也在长大 ——奥氏体长大的热惯性.
加热速度ωH 最高加热温度Ｔm 相变温度以上
晶 粒 大 小
停留时间tH
冷却速度ωc (或冷却时间t8 / 5)
相 变 组 织
（4）冷却速度 ωc
冷却速度是决定焊接HAZ组织和性能的主要参数。
i. 某一温度下的冷却速度（瞬时冷速） ωc
② 接头形式 不同接头形式的导热有差异，冷速不同。
相同板厚的丁字接头冷速要比V字接头大约1.5倍。
③ 焊道长度 接头形式、焊接参数一定时，焊道越短，冷速越大。
当焊道长度<40mm时，冷速明显增大。 弧坑处冷速约为焊缝冷速的2倍；甚至 比引弧断大20％。
④ 焊接线能量 随E增大，Tm 、tH增大 ， ωc增大。
低碳、低合金钢熔合线附近在冷却过程中，冷到540℃左右的瞬时冷速。 因焊接冷速快，瞬时冷速测定困难，常用如下冷速：
ii. 一定温度范围内的平均冷速
速。
为便于研究，常采用“某一温度范围内”的冷却时间”来表示平均冷
即在某温度范围内，冷却所持续的时间。 如 t8/5 ，t8/3 , t100 等。
c
t8/5－熔合线附近的金属从800℃冷却到500℃所持续的时间。 t8/3－熔合线附近的金属从800℃冷却到300℃所持续的时间。 t100－熔合线附近的金属从Tm冷却到100℃所持续的时间。 注： 冷裂倾向较大的钢种用t8/3 和t100 表示冷速；
（1）长段多层焊焊接热循环
长段多层焊，指每道焊缝较长（>1m）。 在焊接后一层时，前一焊层已冷至较低的温度（100~200或MS点以下） 图5-4 。 长段多层焊适于淬硬倾向小的钢种的焊接。 淬硬倾向较大的钢种，不适于长段多层焊。 淬硬倾向大钢种焊接时，层间温度较低，熔合线附近易出现淬硬 组织而产生裂纹。必须采用相应的工艺措施，如焊前预热，控制层 间温度，缓慢冷却等。
SMA490BW钢焊接CCT曲线的研究
崮 蓟
插 １ 、 诺尔 南 口供风设 备 （ 京 ） 限公 司 ５克 北 有 插 １ 、 苏 华 昌铝 厂 有 限 公 司 ６江 插 ｌ 、 航 锂 电 （ 阳 ） 限 公 司 ７中 洛 有
插 ２ 长 春轨道 客车装 备有 限责 任公 司 、
插 ３ 广 东恒 大新材 料科技 有 限公 司 、 插 ４ 山西 大 钢 物 资 有 限公 司 、 插 ５ 广 东 兴 发 铝 业 有 限公 司 、 ‘
插 ７ 上 海 中电罗莱 数码技 术有 限公 司 、 插 ８ 永 济新 时速 电机 电器有 限责任公 司 、 插 ９ 株 洲时 代新材 料科 技股份 有 限公司 、 插 １ 、 同机 车设 备制修 有 限责任公 司 ０大
插 １ 、 东 圣 阳 电 源 股 份 有 限 公 司 １山
插 ２、 ３ 江苏 丰立 精密制 管有 限公 司
２ ４
测定其 值 ， 在试 验 过 程 中实 时 采 集试 样加 热 和 冷 并
却过程 中的时 间 、 度 和膨 胀量 。 温
冷 热 工 艺
机车车辆工 艺 第４ ２１ 年 ８月 期 ０２
表 ２ 各冷 却 速 度 下 的 硬 度 值
样 室温 组织 为 少 量 白色 小块 （ 素 体 ）＋大 量 小 岛 铁
目前 多 采 用 热 模 拟 技 术 对 金 属 材 料 的 Ｃ Ｔ 曲 Ｃ
线 进行测 试 。本试 验是在 Ｇｅｂｅ ｌｅｌ 热／ 力模 拟试 验机 上 进行 ， 采用 专用 软件 编制程 序 ， 编程 时输入 热模 在 拟试验 的 主要 数据 ： 加热 速 度 （ 间 ） 峰值 温度 、 时 、 高
关 键 词 ： ＭＡ４ ０ Ｗ 钢 ； Ｔ 曲 线 ； 接 工 艺 Ｓ ９Ｂ ＣＣ 焊
焊接热循环讲解
焊接冷却过程的组织转变
❖ 根据材料化学成分和冷却条件的不同，固态相变 一般可分为扩散型固态相变和非扩散型固态相变， 焊接过程中这两种相变都会遇到。
❖ 焊接条件下的组织转变特点不仅与等温转变不同， 也与热处理条件下的连续冷却组织转变不同，而 且在组织成分上比一般热处理条件下更为复杂。
焊接热循环
作者：陈立伟 学号：201303010
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目录
1
研究焊接热循环的意义
2
焊接热循环的参数及特征
3
焊接加热过程的组织转变
4
焊接冷却过程的组织转变
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焊接热循环的意义
❖在焊接热源的作用下，焊件上某点的温 度随时间的变化过程称为焊接热循环 。
由图可知，离焊缝越近的点其 加热速度越大，加热的峰值温度越 高，冷却速度也越大。但加热速度 远大于冷却速度。对于整个焊接接 头来说，焊接中的加热和冷却时不 均匀的，这种不均匀的热过程将引 起接头组织和性能的不均匀变化以 及复杂的应力状态。
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焊接冷却过程的组织转变
❖ 焊接过程属于非平衡热力学 过程，在这种情况下，随着 冷却速度的增大Ar1、Ar3、 Acm等均向更低的温度移动， 同时共析成分已经不是一个 点，而是一个成分范围。
❖ 钢中除碳之外，上有多种合 金元素，他们对相图的影响 也十分复杂。当冷却速度增 加到一定程度之后，珠光体 转变将被抑制，发生贝氏体 转变和马氏体转变。
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焊接热循环的参数及特征
❖相变温度以上的停留时间tH 在相变温度TH以上 停留时间越长，越有利于奥氏体的均匀化过程， 增加奥氏体的稳定性。但同时易使晶粒长大，引 起接头脆化现象，从而降低接头的质量。
基于Labview的激光焊接多点热循环曲线测量技术研究
拟 仪器 的硬 件 连接 被测 对 象 和计 算机 ， 其核 心部 位
是 数据 采集 卡 。 研究 采用 Ｎ 公 司 的 Ｕ Ｂ ６ １ 本 Ｉ Ｓ － ２ １型
数 据采 集 卡 ， 设 计合 理 的虚 拟 仪器 的 采集 程 序 完 并
成 热 电偶 的数 据采 集功 能 。
露 式 细直 径偶 丝热 电偶 。 献【】 出热 电偶测 量温 文 ２提
焊 设 接备
重珲梭
１ － 信 号 调 理模 块 ２
第４卷 ２
性 能具有 重要 的理 论 和实 际意 义 。目前 主 要采 用 热 电偶 接 触 式测 温 ， 方 法通 过 打孔 测得 焊 件 内部 点 该
信 号调 理 模块 采 用 Ｋ ８ ３ － ０ Ｂ ８板 ， 子布 局 如 板
１ 测 量 系 统 硬 件 和 工 作 原 理
系统 硬件 由热 电偶 传感 器 、 信号 调理模 块 、 数据
采集 卡 和 Ｐ Ｃ机 四部 分 组成 ， 工作 原 理如 图 １所示 。 Ｋ ８３ － ０ Ｂ板 通 过 与 Ｕ Ｂ 总线 兼 容 的一 块 数 据 采 集 Ｓ 板 ＵＢ６１ Ｓ － ２ １芯 片相 连 ， 采 集 到 的热 电偶 电势 信 将 号 进行模 数 转化 ， 由 Ｕ Ｂ接 口将测 量数 据 传输 给 再 Ｓ
变 化 的 恒 电 流 源 ， 上 升 １ 增 加 １ Ａ， 回 路 中 每 ℃ 将
温 度 ， 有 价 格便 宜 、 度 高 、 于扩 展 的优 点 ， 具 精 易 能 够 实现 多通 道 同时采 集连 续 的温度 数 据 。 随着 计算
机技 术 和采 集 系统 的快 速发 展 ， 电偶 测试 焊 接 温 热
Ｄ２
１ ． 数 据采 集卡 的主要参 数 ．２ ３
回流焊的温度曲线
通过对回流焊温度曲线的分段描述，理解焊膏各成分在回流炉中不同阶段所发生的变化，给出获得最佳温度曲线的一些基本数据，并分析不良温度曲线可能造成的回流焊接缺陷。
在SMT生产流程中，回流炉参数设置的好坏是影响焊接质量的关键，通过温度曲线，可以为回流炉参数的设置提供准确的理论依据，在大多数情况下，温度的分布受组装电路板的特性、焊膏特性和所用回流炉能力的影响。
为充分理解焊膏在回流焊接的不同阶段会发生什么，产生的温度分布对焊膏组成成分的影响，以下先介绍焊膏的组成成分及其特性，再介绍获得温度曲线的方法，然后对温度曲线进行较为详细的分段简析，最后列表分析不良温度曲线可能造成的回流焊接缺陷。
(1)冷却段这一段焊膏中的铅锡粉末已经熔化并充分润湿被焊接表面，快速度地冷却会得到明亮的焊点并有好的外形及低的接触角度，缓慢冷却会使板材溶于焊锡中，而生成灰暗和毛糙的焊点，并可能引起沾锡不良和减弱焊点结合力。
(2)回流焊接段这一段把电路板带入铅锡粉末熔点之上，让铅锡粉末微粒结合成一个锡球并让被焊金属表面充分润湿。
结合和润湿是在助焊剂帮助下进行的，温度越高助焊剂效率越高，粘度及表面张力则随温度的升高而下降，这促使焊锡更快地湿润。
但过高的温度可能使板子承受热损伤，并可能引起铅锡粉末再氧化加速、焊膏残留物烧焦、板子变色、元件失去功能等问题，而过低的温度会使助焊剂效率低下，可能使铅锡粉末处于非焊接状态而增加生焊、虚焊发生的机率，因此应找到理想的峰值与时间的最佳结合，一般应使曲线的尖端区覆盖面积最小。
曲线的峰值一般为210℃－230℃，达到峰值温度的持续时间为3－5秒，超过铅锡合金熔点温度183℃的持续时间维持在20－30秒之间。
(3)保温段溶剂的沸点在125－150℃之间，从保温段开始溶剂将不断蒸发，树脂或松香在70－100℃开始软化和流动，一旦熔化，树脂或松香能在被焊表面迅速扩散，溶解于其中的活性剂随之流动并与铅锡粉末的表面氧化物进行反应，以确保铅锡粉末在焊接段熔焊时是清洁的。
焊接热循环曲线
焊接热循环曲线焊接热循环曲线是指在金属焊接过程中，热量的传递过程所形成的曲线。
焊接热循环曲线可以用来描述焊接时金属的温度和热应力的变化规律，帮助焊接工程师确定更优化的焊接过程参数。
下面，我们将详细说明焊接热循环曲线的步骤：第一步，准备工作。
在进行焊接热循环曲线的绘制之前，需要对各种材料进行充分的准备工作，包括焊接材料、辅助材料、焊接设备等。
第二步，测量温度。
在焊接过程中，需要测量工件的表面温度，以确定热循环曲线。
温度可通过红外测温仪、热电偶、焊后无损检测等方法进行测量。
第三步，收集数据。
在测量温度的同时，还需要收集与焊接相关的各种数据，如焊接电流、电压、焊条直径、断裂功、硬度变化等。
这些数据有助于更好地分析焊接过程和把握动态过程。
第四步，绘制曲线。
在准备工作和数据分析后，可以对焊接热循环曲线进行绘制。
一般来说，热循环曲线包括焊接前、焊接期间和冷却期间三个阶段。
通过绘制曲线，可以清晰地反映出焊接过程中金属温度的变化规律以及应力的大小和方向。
第五步，分析曲线。
绘制好焊接热循环曲线后，还需要对曲线进行分析。
根据曲线的形态和数据，可以确定出影响焊接的主要因素，如焊接电流和电压、热输入、焊接速度、焊条直径等。
通过这些数据，可以进一步优化焊接工艺参数，以提高焊接质量和效率。
综上所述，焊接热循环曲线对于焊接工程师来说非常重要。
通过绘制热循环曲线，可以更好地了解焊接过程中金属的温度和应变情况，从而进行更优化的焊接工艺设计，提高焊接质量和效率。
铝-钢脉冲DE-GMAW与CMT熔钎焊热循环曲线测试与对比
ｉｇ ｎ ，Ｇａ ｓ ｏ ａｉｎ ｌ Ｔｅｈ ｉ ｌ ｏ ｌ ｅｏ ｎｅ ｒ ｕ ｔｌ ｒ ｙ Ｊｎ ｈ ｎ ７ ７ ０ ） ｎ ｕＶ ｃｔ ａ ＆ ｏ ｃ ｎｃ ｌ ｇ ｆ ａＣ ｅ Ｎｏ ｆｒｏ ｓＭｅ ａｌ ｇ ， ｉｃ ａ ｇ ３ １ ０ ｕ
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回流焊炉温曲线的设定及异常情况分析
回流焊温度曲线的设定及异常情况分析正确设定回流焊温度曲线是获得优良焊接质关键前言红外回流焊是SMT大生产中重要的工艺环节，它是一种自动群焊过程，成千上万个焊点在短短几分钟内一次完成，其焊接质量的优劣直接影响到产品的质量和可靠性，对于数字化的电子产品，产品的质量几乎就是焊接的质量。
做好回流焊，人们都知道关键是设定回流炉的炉温曲线，有关回流炉的炉温曲线，许多专业文章中均有报导，但面对一台新的红外回流炉，如何尽快设定回流炉温度曲线呢？这就需要我们首先对所使用的锡膏中金属成分与熔点、活性温度等特性有一个全面了解，对回流炉的结构，包括加热温区的数量、热风系统、加热器的尺寸及其控温精度、加热区的有效长度、冷却区特点、传送系统等应有一个全面认识，以及对焊接对象--表面贴装组件（SMA）尺寸、组件大小及其分布做到心中有数，不难看出，回流焊是SMT工艺中复杂而又关键的一环，它涉及到材料、设备、热传导、焊接等方面的知识。
本文将从分析典型的焊接温度曲线入手，较为详细地介绍如何正确设定回流炉温度曲线，并实际介绍BGA以及双面回流焊的温度曲线的设定。
理想的温度曲线图1是中温锡膏（Sn63/Sn62）理想的红外回流温度曲线，它反映了SMA通过回流炉时，PCB上某一点的温度随时间变化的曲线，它能直观反映出该点在整个焊接过程中的温度变化，为获得最佳焊接效果提供了科学的依据，从事SMT焊接的工程技术人员，应对理想的温度曲线有一个基本的认识，该曲线由四个区间组成，即预热区、保温区/活性区、回流区、冷却区，前三个阶段为加热区，最后一阶段为冷却区，大部分焊锡膏都能用这四个温区成功实现回流焊。
故红外回流炉均设有4-5个温度，以适应焊接的需要。
图1 理想的温度曲线为了加深对理想的温度曲线的认识，现将各区的温度、停留时间以及焊锡膏在各区的变化情况，介绍如下：1、预热区预热区通常指由室温升至150℃左右的区域。
在这个区域，SMA平稳升温，在预热区，焊膏中的部分溶剂能够及时挥发，元器件特别是IC器件缓缓升温，以适应以后的高温。
焊接热效率、热循环、线能量、预热温度和层间温度
焊接热效率、热循环、线能量、预热温度和层间温度1. 焊接热效率焊接过程中，由电极（焊条、焊丝、钨极）与工件间产生强烈气体放电，形成电弧，温度可达6000℃，是比较理想的焊接热源。
由热源所产生的热量并没有全部被利用，而有一部分热量损失于周围介质和飞溅中。
被利用的热占发出热的百分比就是热效率。
它是一个常数，主要取决于焊接方法、焊接工艺、极性、焊接速度以及焊接位置等。
各种焊接方法的热效率见下表。
2. 焊接热循环在焊接热源作用下，焊件某点的温度是随着时间而不断变化的，这种随时间变化的过程称为该点的焊接热循环。
当热源靠近该点时，温度立即升高，直至达到最大值，热源离去，温度降低。
整个过程可以用一条曲线表示，此曲线称为热循环曲线，见图6。
距焊缝越近的各点温度越高，距焊缝越远的各点，温度越低。
焊接热循环的主要参数是加热速度、加热所达到的最高温度、在组织转变温度以上停留的时间和冷却速度。
加热到1100℃以上区域的宽度或在1100℃以上停留时间t△，即使停留时间不长，也会产生严重的晶粒粗大，焊缝性能变坏。
t△越长，过热区域越宽，晶粒粗化越严重，金属塑性和韧性就越差。
当钢材具有淬硬倾向时，冷却速度太快可能形成淬硬组织，极易出现焊接裂纹。
从t8/5可反映出此情况，有时还常用650℃时的冷却速度υ650℃或80 0～300℃的冷却时间t8/3来衡量。
应当注意的是熔合线附近加热到1 350℃时，该区域的冷却过程中约540℃左右时的瞬时冷却速度，或者800～500℃时的冷却时间tP8/5对焊接接头性能影响最大，因为此温度是相变最激烈的温度范围。
影响焊接热循环的因素有：焊接规范、预热温度、层间温度、工件厚度、接头形式、材料本身的导热性。
3. 焊接线能量熔焊时，热源输给焊缝单位长度上的能量，称为焊接线能量。
电弧焊时的焊接规范，如电流、电压和焊接速度等对焊接热循环有很大影响。
电流I与电压U的乘积就是电弧功率。
例如，一个220 A、24V的电弧，其功率W＝5280W，当其他条件不变时，电弧功率越大，加热范围越大。
回流焊工艺及曲线说明
爱迅通信工程部培训专用爱迅工程部2019.2.13目录爱迅通信工程部培训专用 回流焊工艺回流焊结构与原理SMT回流焊接流程回流焊曲线曲线说明曲线测试问题与对策清理与维护结束1回流焊工艺爱迅通信工程部培训专用 电子制造业中SMT回流炉焊接是最终实现SMT工艺的工序。
是PCBA电子線路板组装作业中的重要工序，如果没有很好的掌握它，不但会出现许多“临时故障”还会直接影响焊点的寿命回流焊是英文Reflow，是通过重新熔化预先印刷到PCB焊盘上的膏状软钎焊料，实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接。
回流焊是将元器件焊接到PCB板材上，是针对SMD(表面贴装器件)的焊接。
回流焊是靠热气流对焊点的作用,之所以叫"回流焊"是因为气体在焊机内循环流动产生高温达到焊接目的。
回流焊结构与原理①爱迅通信工程部培训专用 我们要了解影响热能从回流炉加热器向电路板传递的主要因素。
在通常情况下，如图所示，回流焊炉的风扇推动气体（空气或氮气）经过加热线圈，气体被加热后，通过孔板内的一系列孔口传递到产品上。
回流焊结构与原理②爱迅通信工程部培训专用 SMT回流焊炉温区的工作原理就是当组装PCB板在金属网式或双轨式输送带上，通过回焊炉各温区段的热冷行程，以达到锡膏熔融及冷却结合成为焊点的目的。
1：预热区（又名：升温区）2：恒温区（保温区/活性区）3：回流区4：冷却区回流焊结构与原理③爱迅通信工程部培训专用 当PCB进入升温区时，焊膏中的溶剂、气体蒸发掉，同时，焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元器件端头和引脚，焊膏软化、塌落、覆盖了焊盘，将焊盘、元器件引脚与氧气隔离。
PCB进入保温区时，使PCB和元器件得到充分的预热，以防PCB突然进入焊接高温区而损坏PCB和元器件。
当PCB进入焊接区时，温度迅速上升使焊膏达到熔化状态，液态焊锡对PCB的焊盘、元器件端头和引脚润湿、扩散、漫流或回流混合形成焊锡接点。
PCB进入冷却区，使焊点凝固此；时完成了回流焊。
焊接件的金相检验1
焊接件的金相检验—焊接区显微组织特征
焊缝冷速快，成分来不及扩散，分布不均匀，形成偏析，非金属夹杂来不及浮 出而残留在焊缝内，因此对焊缝性能影响大。 焊缝偏析分为显微偏析、宏观偏析和层状偏析。 ①显微偏析 低碳钢焊缝中C或杂质晶界上含量比钢平均含量高—晶界偏析。 ②宏观偏析 熔池中杂质浓度高，使最后凝固部分严重偏析，易产生纵向裂纹。 ③焊缝横断面上出现分层组织、成分不均匀，称为层状偏析。 （4）一次晶组织的性能 粗大柱状晶不仅降低焊缝强度，而且使塑性、韧性下降。 树枝晶比胞状晶产生裂纹倾向大。 粗大树枝晶比细小的树枝晶产生热裂纹倾向大。 2）焊缝金属的二次结晶（固态相变） 一次结晶后的奥氏体组织进一步转变成何种组织，取决于焊缝化学成分、冷却 条件及焊后热处理等因素。 （1）二次结晶组织 低碳钢：大部分为铁素体+少量珠光体，铁素体沿原奥氏体晶界析出。 冷速快，珠光体增加，还可能出现贝氏体。 冷速慢，铁素体呈粗大的魏氏组织。 低合金钢： ①合金元素含量少（如16Mn、20G钢），焊缝组织与低碳钢相似（铁素体+少量 珠光体），冷速快，出现粒状贝氏体，甚至出现马氏体。 ②合金元素较多的低合金高强度钢，焊后组织为贝氏体或下贝氏体，甚至出现
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焊接件的金相检验—焊接区显微组织特征
（2）不完全淬火区（ Ac1～Ac3之间区域） 铁素体不发生变化，只有不同程度长大。 珠光体、贝氏体转变为奥氏体，随后快速冷却得到马氏体。 最后形成马氏体+铁素体共存组织。 碳和合金元素含量低，冷速缓慢，也可能出现珠光体组织。 （3）回火区 焊前为调质态，除上述两个区域外，还可能发生不同程度的回火区。 所以，热影响区组织不仅与基体成分和焊接热循环特征有关，还和焊前热处理 状态有关。 3）焊接接头组织形貌特征 （1）铁素体 在焊缝金属和热影响区中常见的是先共析铁素体，包括自由铁素 体和魏氏组织铁素体两种。 ①自由铁素体 是由奥氏体晶界上析出的铁素体，常见有块状和网状两种形貌。 块状铁素体是在高温下而过冷度较小的冷却过程中形成的。 网状铁素体是在较低温度和过冷度较大的冷却过程中形成的。 自由铁素体析出数量与奥氏体晶粒大小有关，晶粒越大，铁素体越少。 ②魏氏组织铁素体 低碳钢焊缝金属和热影响区极易形成魏氏组织铁素体。 其形貌为除晶界铁素体外，还有大量的从晶界伸向晶粒内部形似锯齿状或梳状 的铁素体，或在晶内以针状独立分布的铁素体，往往针粗大且交叉分布。
焊接热循环实验报告
焊接热循环实验报告1. 引言焊接热循环是一种用来模拟焊接工艺中材料受热和冷却的情况的实验方法。
通过对焊接接头进行热循环实验，可以评估焊接接头在受热和冷却过程中的变形、残余应力和疲劳行为。
本实验旨在研究焊接接头的热循环效应，并对接头性能进行评估。
2. 实验目的1. 了解焊接热循环对焊接接头的影响；2. 研究焊接接头在热循环过程中的变形和残余应力情况；3. 分析接头在热循环过程中的疲劳行为。
3. 实验装置本次实验所用的焊接热循环装置主要包括：- 焊接机- 加热系统- 冷却系统- 温度控制仪4. 实验步骤1. 准备实验样品：选取代表性的焊接接头样品，确保其表面光洁度和尺寸精确度；2. 按照预先设计的热循环曲线，设置温度控制仪参数；3. 将焊接接头安装在焊接机上，并将温度控制仪与加热系统、冷却系统连接；4. 打开电源，开始进行焊接热循环实验；5. 实时记录接头表面温度、变形量和残余应力；6. 根据实验数据分析接头的热循环效应和疲劳行为。
5. 实验结果与分析根据实验记录的数据，我们可以得出以下结论：1. 焊接接头在受热过程中发生了热胀冷缩现象，导致接头发生变形；2. 接头在受热和冷却过程中产生了残余应力，这些应力可能对接头的机械性能产生影响；3. 随着热循环次数的增加，接头发生裂纹和断裂的风险逐渐增加。
基于以上分析，我们可以得出一些建议：1. 加强焊接接头的预处理工作，确保接头表面光洁度和尺寸精确度；2. 优化焊接工艺参数，减少焊接接头的变形；3. 定期检测焊接接头的残余应力，并进行必要的处理；4. 控制热循环次数，避免超过接头的耐久限度，以减少疲劳断裂的风险。
6. 实验结论通过本次实验，我们对焊接热循环的影响以及焊接接头的疲劳行为有了更深入的认识。
实验结果表明，在焊接过程中，焊接接头会受到热胀冷缩的影响，容易发生变形和残余应力。
随着热循环次数的增加，接头的疲劳风险也会逐渐增加。
因此，在实际焊接工艺中，应该注意控制焊接接头的热循环次数，避免超过接头的耐久限度。
实验3焊接热循环曲线的测定【最新】
实验3焊接热循环曲线的测定一、实验目的（一）了解焊接热循环曲线的特征和主要参数；（二）了解焊接规范对热循环曲线的影响；（三）掌握测定焊接热循环曲线的方法。
二、实验装置及实验材料（一）钨极氩弧焊机1台(二）电容储能式热电偶焊机1台（三）镍铬—镍硅或铂铑—铂热电偶丝(φ0.3~0.5mm)5对（四）氩气1瓶（五）X-Y/函数记录仪1台（六）试件300×200×20mm低碳钢板2块，20Mn材料（七）0～300(A)直流电流表、秒表、φ5mm钻头、φ5mm平头铰刀、深度尺等三、实验原理图１低合金钢手弧堆焊时焊缝附近各点的热循环（ｔ－从电弧通过测温点正上方时开始算起的时间）焊接热循环是指焊件上某点经历焊接过程时的温度变化，它可以用Ｔ＝ｆ（ｔ）这一函数关系来描述。
按此关系所画出的曲线称为该点的热循环曲线。
焊接过程中，焊件上直接被热源加热的部位将被熔化形成熔池。
连续相接的熔池冷却凝固后即成为焊缝。
焊缝以远的部位则保持固态，焊件上各点由于在焊件上所处位置不同，受到焊接热的作用不同而经历着不同的热循环，它们的热循环曲线也就不同。
图l为低合金钢手弧焊时焊件上热影响区不同点的焊接热循环曲线。
从该图可以看出：离焊缝熔合线越近的点，加热速度越大，峰值温度越高，冷却速度也越大，并且所有各点的加热速度都比冷却速度要大得多。
这表示焊接接头热影响区的金属都经历了一个自发的、特殊的热处理过程，产生了相变、晶粒长大、应力和变形等变化，从而对焊件金属的组织和性能发生强烈的影响。
因此，测量并正确控制焊接热循环对于控制接头热影响区金属的组织和性能具有重要意义。
焊接热循环曲线固然可以借助焊接热过程的理论公式Ｔ＝ｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｔ）计算出来，但由于计算时所采用的假定条件与实际焊接条件出入较大，计算所得的理论热循环曲线对比实际测得的曲线仍有很大误差，故在实际上多用实测的方法来获得热循环曲线。
测定焊接热循环的方法，大体上可分为接触式和非接触式两类。
焊接热循环曲线名词解释
焊接热循环曲线名词解释
焊接热循环曲线是指用于描述焊接过程中材料热循环变化的曲线。
在焊接过程中，焊接区域会因为焊接热源的作用而发生一系列温度变化，其中包括升温、保温和冷却等阶段。
焊接热循环曲线可以通过监测和记录焊接过程中的温度变化来绘制而成。
焊接热循环曲线的主要参数包括峰值温度、持续时间和冷却速率等。
峰值温度表示焊接过程中达到的最高温度，持续时间表示焊接区域在高温状态下的时间长度，冷却速率表示焊接后材料温度降低的速度。
焊接热循环曲线的分析和评估对于确定焊接材料的热影响区域（HAZ）和预测焊接接头的性能非常重要。
通过分析焊接热循环曲线，可以确定材料在焊接过程中的变形、残余应力和微观组织等变化，并进一步评估焊接接头的质量和性能。
高强高韧Q420qE桥梁钢SHCCT曲线测试与焊接工艺制定
高强高韧Q420qE桥梁钢SHCCT曲线测试与焊接工艺制定谯明亮;王同良;康双双【摘要】为指导高强高韧Q420qE桥梁钢实际焊接工艺,采用Gleeble-3500热模拟试验机建立了试验钢的SHCCT曲线;针对各模拟样品,采用光学显微镜和透射显微镜观察了显微组织,测定了维氏硬度HV10,并利用Rykalin 2D模型根据冷速反推大致对应的焊接热输入并进行不同线能量焊接工艺模拟.结果表明:试验钢SHCCT 冷速为1～10℃/s时,组织类型主要以粒状贝氏体为主,当冷速超过10℃/s时,开始出现板条贝氏体,并且随冷速的增加,相变开始和终了温度降低,贝氏体铁素体基体晶粒尺寸细化,由块状逐渐变为条状,维氏硬度增加.根据组织和硬度变化规律,初步推断高强高韧Q420qE钢适合焊接的热输入范围在45 kJ/cm以下.【期刊名称】《天津冶金》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】4页(P52-55)【关键词】高强高韧Q420qE桥梁钢;SHCCT曲线;显微组织;热输入【作者】谯明亮;王同良;康双双【作者单位】南京钢铁股份有限公司板材事业部,江苏南京210035;燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北秦皇岛066004;燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北秦皇岛066004【正文语种】中文前言中国铁路桥梁正在向高速、重载、大跨和整体焊接节点方向发展，这对桥梁钢提出了更高的要求[1]。
不仅要求钢板本身的强韧性匹配，同时为满足焊接制造要求，焊接接头同样要求具有优良的性能，桥梁设计构造复杂，厚度规格繁多，焊接施工难度大。
能否满足高质量的不同形式的焊接要求，是需要研究和解决的关键技术问题。
目前桥梁设计广泛使用的是Q345~Q370qE，而高性能Q420qE目前用量较少，缺乏系统的研究。
SHCCT（Simulated Heat Affect Zone Continuous Cooling Transformation）曲线可以反应钢材经历热循环后，不同冷却速度条件下各相的转变开始和终了温度，可以比较准确的判断焊接热影响区的组织、性能。
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焊接热循环曲线的测定
一、实验目的
（一）了解焊接热循环曲线的特征和主要参数；
（二）了解焊接规范对热循环曲线的影响；
（三）掌握测定焊接热循环曲线的方法。
二、实验装置及实验材料
（一）钨极氩弧焊机1台
(二）电容储能式热电偶焊机1台
（三）镍铬—镍硅或铂铑—铂热电偶丝(φ0.3~0.5mm)1对
（四）氩气1瓶
（五）X—Y／函数记录仪1台
（六）试件300×200×20mm低碳钢板2块（可用A3、A5、09Mn、16Mn等材料）
（七）0～300(A)直流电流表、秒表、φ5mm钻头、φ5mm平头铰刀、深度尺等
三、实验原理
焊接热循环是指焊件上某点经历焊接过程时的温度变化，它可以用Ｔ＝ｆ（ｔ）这一函
图１低合金钢手弧堆焊时焊缝附近各点的热循环
（ｔ－从电弧通过测温点正上方时开始算起的时间）
数关系来描述。
按此关系所画出的曲线称为该点的热循环曲线。
焊接过程中，焊件上直接被热源加热的部位将被熔化形成熔池。
连续相接的熔池冷却凝固后即成为焊缝。
焊缝以远的部位则保持固态，焊件上各点由于在焊件上所处位置不同，受到焊接热的作用不同而经历着不同的热循环，它们的热循环曲线也就不同。
图l为低合金钢手弧焊时焊件上热影响区不同点的焊接热循环曲线。
从该图可以看出：离焊缝熔合线越近的点，加热速度越大，峰值温度越高，冷却速度也越大，并且所有各点的加热速度都比冷却速度要大得多。
这表示焊接接头热影响区的金属都经历了一个自发的、特殊的热处理过程，产生了相变、晶粒长大、应力和变形等变化，从而对焊件金属的组织和性能发生强烈的影响。
因此，测量并正确控制焊接热循环对于控制接头热影响区金属的组织和性能具有重要意义。
焊接热循环曲线固然可以借助焊接热过程的理论公式Ｔ＝ｆ（ｘ，ｙ，ｚ，ｔ）计算出来，但由于计算时所采用的假定条件与实际焊接条件出入较大，计算所得的理论热循环曲线对比实际测得的曲线仍有很大误差，故在实际上多用实测的方法来获得热循环曲线。
测定焊接热循环的方法，大体上可分为接触式和非接触式两类。
在非接触式测定法中，
近年来发展了红外测温及热成象技术。
这种方法的实质是从弧焊熔他的背面，摄取温度场的热象(红外辐射能量分布图)，然后把热象分解成许多象素，通过电子束扫描实现光电和电光转换，在显象管屏幕上获得灰度等级不同的点构成的图象，该图象间接反映了焊接区的温度场变化，经过计算机图象处理和换算，便可得出某一瞬间或动态过程的真实温度场。
这种测定方法的优点是测定装置不直接接触被测物体，不会搅动和破坏被测物体的温度和热平衡，响应时间快、灵敏度高，并且可以连续测温和自动记录。
目前在国内已开展了这方面的研究，但由于这种测定法需要较复杂的设备和技术，所以尚未大量推广。
另一种方法为接触式测温，例如目前最常用的热电偶测温。
它是建立在热电偶两端由于温度差而产生热电势的基础上。
测温时把热电偶的热结点焊在被测点上，热电偶的另一端接在X－Y函数记录仪上，焊接时由于热结点受热产生热电势，并把这个电势作为X－Y函数记录仪的输入信号，经放大后由记录仪表笔自动记录下来，然后利用热电势温度换算表进行换算，即可得到被测点的热循环曲线。
这种测温方法由于热电偶的联接，会影响到被测物体的温度及热平衡，有时将降低测温的精确度，而且由于记录仪的机械惰性等原因，对于微小体积的快速温度变化响应速度也慢。
但是，它的突出优点是简单、直观、测出的温度有一定的精确性，因而仍是目前最主要的测温方法，本实验也是利用热电偶测温方法来获得热循环曲线。
四、实验方法及步骤
（一）实验方法
焊接热循环的测定方法如图２所示。
测定前，把热电偶丝的端头焊入试件背面的测
图２焊接热循环曲线测定方法示意图
１－弧焊整流器；２－电压表；３－电流表；４－试件；５－测温孔；６－ＴＩＧ焊炬；
７－热电偶；８－Ｘ－Ｙ函数记录仪。
温孔，当TIG电弧在试件表面上移动时，在X—Y函数记录仪上即可绘出工件上离熔合线不同距离的A、B两点的“热循环”曲线。
他们实际上为热电势－时间曲线。
第一个测温小孔离起弧处的距离应不小于80ｍｍ，以便测定时该点已处于准稳定状态的温度场。
测温孔的深度越大，表示该点离熔合线越近，则该点在焊接过程中所达到的最高温度也越高。
表1给出了采用手工电弧焊时离熔合线不同距离的各点所达到的最高温度T m℃，以供参考。
表１钢焊接时测温点位置与最高温度的关系
焊接规范：板厚20mm，焊接电流170A，电弧电压28V，焊接速度2.5mm/s，焊条直径φ4mm。
（二）实验步骤
1．焊接热电偶分别把每对镍铬—镍硅或铂铑—铂热电偶丝的端头用电容储能式热电偶焊机
焊合，以形成热结点。
然后将对热电偶的热结点分别焊到测温孔A、B的底部（如能将热电偶一端的两根单丝分别焊在被测点上十分挨近的位置，则其测温结果比焊在一起的热结点时更为准确），要仔细检查焊接点的质量，务必保证焊牢。
热电偶的正负极之间要隔开，以防短路影响测量。
2．接X—Y函数记录仪把热电偶的另一端分别接到X—Y记录仪上，注意把镍铬丝或铂姥丝接正极，镍硅丝或铂丝接负极。
镍硅丝有磁性，可用磁铁或磁性材料加以鉴别。
铂铑丝比铂丝更硬，略加弯曲便可以区分开来。
注意选择函数记录仪各旋钮所置定的量程及走纸速度。
3．焊接规范的调节建议采用表2所列的焊接方法及规范参数。
施焊时当焊接电弧经过被测点正上方时，即可先后得到某焊接电流下离熔合线不同距离的A、B两点的“热循环”曲线。
表２测温用的焊接方法和规范参数
五、实验结果的整理与分析，
根据记录纸上获得的两条“热循环”曲线，查热电势—温度换算表，把纵坐标所代表的电势换算成温度，经过整理将有关数据记入表中。
画出以温度—时间为坐标轴的A、B两点的热循环曲线。
应该注意：在用X—Y函数记录仪记录热电偶的热电势时，因为热电偶的冷端受环
境温度的影响，往往达不到0℃，因而对所测得的热电势应该进行修正。
本实验采用了补偿导线的方法进行了修正。
附录热电势与温度对照表
A B两点的焊接热循环曲线。