国际焊接工程师培训课程_低温钢
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国际焊接工程师培训课程_钢的工业生产
炼钢方法
转炉炼钢以废钢铁或液态 生铁为原料，以空气或纯氧 作为氧化剂，靠杂质的氧化 提供能量。
转炉炼钢优点是设备投资 小，生产效率高；但受到原 料成分的限制，仅适用于炼 制普通钢。
转炉
电炉炼钢是将炉料加热熔 化炼制钢材的方法。
电炉炼钢加热温度高达
3000℃，并且不存在加热气体，
可以炼制高纯度的钢材；由
避免方法：预热，焊后进行200～300℃脱氢处理
合金元素的作用
主要CR，NI，MO，CU，AL在钢中的作用。 下表中总结了碳，伴生元素及合金元素对钢的影响。
合金元素的影响
性能
C
Si
Mn P
S Cr Ni Mo Cu Al
抗拉强度
＋
＋
＋ ＋ (一) ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
硬度
＋
＋
＋＋
＋＋＋＋＋
屈服极限
是 弱氧化性-中性 优质钢和特种钢
小
电炉炼钢
与平炉类似
与平炉类似
与平炉类似 ﹤0.035 ﹤0.035
0.004-0.014 ﹥0.1 6-8h
废钢+液态纯铁 是
中性-还原性 优质钢和特种钢
小
钢的浇注
根据钢水脱氧程度不同，成品钢可分为沸 腾钢、镇静钢和特殊镇静钢三种，如图所示。
沸腾钢 钢水在冶炼后期仅用
C的作用
随着C含量的升高，钢的性能的变化
提高 硬度 抗拉强度 屈服强度 淬透性 耐磨性
降低 韧性 延伸率 深冲性 机加工性 焊接性
伴生元素
有益的伴生元素 锰
a)锰与硫反应生成MnS，可阻止钢的高温脆断和 热裂纹
b)锰与氧化合，起到脱氧作用 c) 锰 能 提 高 钢 的 强 度 ， 如 1% 的 含 量 可 提 高 强 度
国际焊接工程师培训课件
工艺总复习
国际焊接学会授权的培训机构 IIW Authorised Training Body
IIW Authorised Training Body
1、焊接概述包括：
1）焊接基本术语（ISO857） 2）ISO4063对焊接方法的分类及表示符号 3）各种焊接方法的焊接过程简介及适用范围
IIW Authorised Training Body
双道焊：熔敷两条焊道完成整条焊缝或者一个焊层中 熔敷两条焊道进行的焊接。 单面焊：仅在焊件的一面施焊，完成整条焊缝而进行 的焊接。 双面焊：在焊件的两面施焊，完成整条焊缝而进行的 焊接。 焊接操作：通过焊接完成工件的连接的过程。
IIW Authorised Training Body
焊接条件： 1）包括环境因素（例如天气） 2）应力和环境因素（例如噪音、热度、拘束状态） 3）工件因素（例如母材材质、坡口形状、工作位置） 焊接工艺参数：焊接时为保证焊接质量而需要的数据。 熔化速度：填充材料熔化的速度。指填充材料在单位 时间内熔化的长度 焊接速度：单位时间内完成焊缝的长度
SMAW
SAW
IIW Authorised Training Body
方
法
数字标记 (ISO4063)
德文缩写 (DIN1910)
英文缩写
气体保护焊 金属极气体保护焊
金属极活性气体保护 焊
药芯焊丝活性气体保护 焊
SG 13
135 136 131 14 MIG WSG
MSG
MAG
GMAW
MAG FCAW MIG GTAW
IIW Authorised Training Body
几种金属电子逸功：
Fe →Fe++ e-+4.8eV Al →Al++ e-+4.0eV Cu →Cu++ e-+4.8eV • 为提高电子发射能力和改善焊接工艺性能，TIG 焊时在钨极中常加入Th、Cs等成份，可以提高钨 极的电流容量和改善引弧性能。
国际焊接工程师技术员培训教教材26
钨极惰性气体保护焊Ⅲ 1、填充材料
IWE-3/1.2
1/5
焊接填充材料的国际标准（ISO）包括两个系列：按照屈服强度和全焊缝金属平均冲击功 47 焦耳分类(后 缀字母“A”的系列)，此系列相当于欧洲填充材料标准系列，或者按照抗拉强度和全焊缝金属平均冲击功 27 焦耳进行分类(后缀字母“B”的系列)，此系列是以泛太平洋国家填充材料标准为基础。 本教程中出现的焊接填充材料的国际标准（ISO）均按此原则进行标识。 1.1 ISO636 焊接填充材料―非合金钢及细晶粒钢钨极惰性气体保护焊中的焊棒、焊丝和熔敷金属―分类 按照A系列分类方法可分为四项： 1）第一部分给出产品/工艺的标记 ； 2）第二部分给出全焊缝金属的强度和延伸率标记； 3）第三部分给出全焊缝金属冲击性能的标记； 4）第四部分给出所用焊棒或者焊丝化学成分的标记。 例 1：
维
EN1668
其中： ISO 636-A 国际标准编号，按照屈服强度和 47 焦耳冲击功分类； W 钨极惰性气保护焊 强度和延伸率（见表 1） 46 3 冲击性能（表 3） W3Si1 焊棒/焊丝的化学成分（见表 2）
ISO 636-B
按照化学成分标记的焊丝，标记方式如下：
其中 ISO 636-B 国际标准编号，按照抗拉强度和 27 焦耳冲击功分类； W 钨极惰性气保护焊 55A 在焊态条件下的强度和延伸率 3 在焊态条件下的冲击性能 W3 焊棒/焊丝的化学成分
钨极惰性气体保护焊Ⅲ
按照化学成分标记的焊丝，标记方式如下：
IWE-3/1.2
2/5
EN1668
其中： EN1668 标准编号 W 熔敷金属/钨极惰性气保护焊 46 强度和延伸率 冲击功 3 W7 焊棒/焊丝的化学成分
W7
表 1 强度和延伸率 标记 35 38 42 46 50
IWE-3/1.2
1/5
焊接填充材料的国际标准（ISO）包括两个系列：按照屈服强度和全焊缝金属平均冲击功 47 焦耳分类(后 缀字母“A”的系列)，此系列相当于欧洲填充材料标准系列，或者按照抗拉强度和全焊缝金属平均冲击功 27 焦耳进行分类(后缀字母“B”的系列)，此系列是以泛太平洋国家填充材料标准为基础。 本教程中出现的焊接填充材料的国际标准（ISO）均按此原则进行标识。 1.1 ISO636 焊接填充材料―非合金钢及细晶粒钢钨极惰性气体保护焊中的焊棒、焊丝和熔敷金属―分类 按照A系列分类方法可分为四项： 1）第一部分给出产品/工艺的标记 ； 2）第二部分给出全焊缝金属的强度和延伸率标记； 3）第三部分给出全焊缝金属冲击性能的标记； 4）第四部分给出所用焊棒或者焊丝化学成分的标记。 例 1：
维
EN1668
其中： ISO 636-A 国际标准编号，按照屈服强度和 47 焦耳冲击功分类； W 钨极惰性气保护焊 强度和延伸率（见表 1） 46 3 冲击性能（表 3） W3Si1 焊棒/焊丝的化学成分（见表 2）
ISO 636-B
按照化学成分标记的焊丝，标记方式如下：
其中 ISO 636-B 国际标准编号，按照抗拉强度和 27 焦耳冲击功分类； W 钨极惰性气保护焊 55A 在焊态条件下的强度和延伸率 3 在焊态条件下的冲击性能 W3 焊棒/焊丝的化学成分
钨极惰性气体保护焊Ⅲ
按照化学成分标记的焊丝，标记方式如下：
IWE-3/1.2
2/5
EN1668
其中： EN1668 标准编号 W 熔敷金属/钨极惰性气保护焊 46 强度和延伸率 冲击功 3 W7 焊棒/焊丝的化学成分
W7
表 1 强度和延伸率 标记 35 38 42 46 50
国际焊工理论培训不锈钢
物理特性
不锈钢具有良好的导热性和导电性，其热膨胀系数较小，热 疲劳性能优异。
化学特性
不锈钢的化学稳定性高，对氧化性酸、有机酸和碱都有很好 的耐腐蚀性，但在还原性酸中容易受到腐蚀。
不锈钢的焊接性分析
焊接性特点
不锈钢的焊接性相对复杂，其焊接过 程中容易出现热裂纹、冷裂纹和晶间 腐蚀等问题。
焊接工艺要求
自动化焊接
智能化焊接缺陷检测
通过机器人和自动化设备的应用，可 以实现高质量、高效率的不锈钢焊接， 提高生产效率和产品质量。
通过智能化技术对焊接缺陷进行实时 检测和识别，可以及时发现和解决焊 接缺陷，提高焊接质量。
智能化焊接参数控制
通过智能化技术对焊接参数进行实时 监测和控制，可以确保焊接质量的稳 定性和一致性，提高焊接效率。
随着市场竞争的加剧，不锈钢焊接行业将 更加注重高质量和高效化的发展，提高产 品的竞争力和附加值。
THANKS
感谢观看
影响。
04
不锈钢焊接的质量控制
不锈钢焊接的质量标准与检测方法
质量标准
根据国际标准和行业规范，不锈钢焊接的质量标准主要包括焊接接头的强度、致密性、抗腐蚀性等方 面。
检测方法
为了确保不锈钢焊接的质量，可以采用多种检测方法，如外观检查、无损检测、力学性能测试等。
不锈钢焊接的质量问题与解决方案
质量问题
在不锈钢焊接过程中，可能出现的问题包括焊缝不直、焊缝高度不够、焊缝有气孔等。
解决方案
针对不同的质量问题，可以采用相应的解决方案，如调整焊接参数、提高操作技能、加 强焊前清理等。
不锈钢焊接的质量管理措施
人员培训
对焊工进行定期培训，提高其 技能水平和质量意识，确保焊
接操作符合规范要求。
不锈钢具有良好的导热性和导电性，其热膨胀系数较小，热 疲劳性能优异。
化学特性
不锈钢的化学稳定性高，对氧化性酸、有机酸和碱都有很好 的耐腐蚀性，但在还原性酸中容易受到腐蚀。
不锈钢的焊接性分析
焊接性特点
不锈钢的焊接性相对复杂，其焊接过 程中容易出现热裂纹、冷裂纹和晶间 腐蚀等问题。
焊接工艺要求
自动化焊接
智能化焊接缺陷检测
通过机器人和自动化设备的应用，可 以实现高质量、高效率的不锈钢焊接， 提高生产效率和产品质量。
通过智能化技术对焊接缺陷进行实时 检测和识别，可以及时发现和解决焊 接缺陷，提高焊接质量。
智能化焊接参数控制
通过智能化技术对焊接参数进行实时 监测和控制，可以确保焊接质量的稳 定性和一致性，提高焊接效率。
随着市场竞争的加剧，不锈钢焊接行业将 更加注重高质量和高效化的发展，提高产 品的竞争力和附加值。
THANKS
感谢观看
影响。
04
不锈钢焊接的质量控制
不锈钢焊接的质量标准与检测方法
质量标准
根据国际标准和行业规范，不锈钢焊接的质量标准主要包括焊接接头的强度、致密性、抗腐蚀性等方 面。
检测方法
为了确保不锈钢焊接的质量，可以采用多种检测方法，如外观检查、无损检测、力学性能测试等。
不锈钢焊接的质量问题与解决方案
质量问题
在不锈钢焊接过程中，可能出现的问题包括焊缝不直、焊缝高度不够、焊缝有气孔等。
解决方案
针对不同的质量问题，可以采用相应的解决方案，如调整焊接参数、提高操作技能、加 强焊前清理等。
不锈钢焊接的质量管理措施
人员培训
对焊工进行定期培训，提高其 技能水平和质量意识，确保焊
接操作符合规范要求。
国际焊接工程师培训课程——TIG焊
国际焊接学会授权的培训机构 IIW Authorised Training Body
IIW Authorised Training Body
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钨极氩弧焊工作原理 钨极氩弧焊焊接设备 钨极氩弧焊操作及钨极 钨极氩弧焊焊接材料 影响焊接质量的主要因素 其它钨极惰性气体保护焊工艺
钨极氩弧焊工作原理
60~150 100~200 170~250
—
10~20 15~25 17~30
—
10~20 15~25 17~30
15~55
45~90 65~125 80~140
15~70
60~125 85~160 120~210
3.2
4 5 6.3 8
160~310
275~450 400~625 550~875 —
哈尔滨焊接技术培训中心
Harbin Welding Training Institute
国际焊接工程师培训课程
Training Course for International Welding Engineer
1/1.12-14、3/1.2钨极氩弧焊
Tungsten inert gas welding
管和电磁气阀等组成。
IIW Authorised Training Body
TIG焊枪（结构） 可分为气冷和水冷式。
TIG焊气冷式焊枪结构（额定电流250A）
IIW Authorised Training Body
TIG焊水冷却焊枪结构
IIW Authorised Training Body
短式水冷焊枪
刷、磨、酸洗、喷砂处理 焊缝表面无光泽，边缘不光 施焊部位及焊丝清理不 滑，流动性不好 够（没有金属光泽） 气孔
焊工(中级)第13章
★第三类低温钢，合金元素总质量分数＞10%，其组织为奥氏
第十三章 低温钢的焊接
第一节 低温钢焊接概述
体，钢中含有较高的奥氏体化合金元素和稳定奥氏体的合金元
素，是高合金奥氏体型低温钢，在-196~-253℃的低温下仍保持相 当高的韧性。
3.低温钢按有无镍、铬元素分类
（1）含Ni或含Ni、Cr元素的低温钢 如2.5Ni钢用于-60℃；
技能型人才培训用书
国家职业资格培训教材
焊工(中级)
国家职业资格培训教材编审委员会 编 吴全生 主编
技能型人才培训用书
国家职业资格培训教材
第十三章 低温钢的焊接
依据劳动和社会保障部
制定的《国家职业标准》要求编写
第十三章 低温钢的焊接
培训学习目标
了解低温钢的分类及低温钢的焊接特 性，正确选择低温钢的焊接材料和焊接工 艺。
三、焊接参数的选择
1.焊接电流
当焊接电流增大时，也应加大焊接速度。
2.焊接速度
在焊接电流不变的情况下，随着焊接速度的加大，焊接热输入 减小，有利于低温韧性的提高。
3.电弧电压
在焊接速度不变的情况下，加大电弧电压，会使焊接热输入加 大，焊接热影响区变宽，焊缝晶粒易粗大，从而导致焊缝力学性能 的降低。
4.焊接热输入
第十三章 低温钢的焊接
第二节 低温钢的焊接工艺
7.常用的低温钢焊接参数
常用低温钢的焊接参数见表13-5。
表13-5 常用低温钢的焊接参数
第十三章 低温钢的焊接
第二节 低温钢的焊接工艺
四、焊前预热和层间温度
1.预热的目的 2.选择预热温度
预热的温度应该根据板厚决定，当板厚≥16mm时，预热的温 度以100～200℃为好。
第十三章 低温钢的焊接
第一节 低温钢焊接概述
体，钢中含有较高的奥氏体化合金元素和稳定奥氏体的合金元
素，是高合金奥氏体型低温钢，在-196~-253℃的低温下仍保持相 当高的韧性。
3.低温钢按有无镍、铬元素分类
（1）含Ni或含Ni、Cr元素的低温钢 如2.5Ni钢用于-60℃；
技能型人才培训用书
国家职业资格培训教材
焊工(中级)
国家职业资格培训教材编审委员会 编 吴全生 主编
技能型人才培训用书
国家职业资格培训教材
第十三章 低温钢的焊接
依据劳动和社会保障部
制定的《国家职业标准》要求编写
第十三章 低温钢的焊接
培训学习目标
了解低温钢的分类及低温钢的焊接特 性，正确选择低温钢的焊接材料和焊接工 艺。
三、焊接参数的选择
1.焊接电流
当焊接电流增大时，也应加大焊接速度。
2.焊接速度
在焊接电流不变的情况下，随着焊接速度的加大，焊接热输入 减小，有利于低温韧性的提高。
3.电弧电压
在焊接速度不变的情况下，加大电弧电压，会使焊接热输入加 大，焊接热影响区变宽，焊缝晶粒易粗大，从而导致焊缝力学性能 的降低。
4.焊接热输入
第十三章 低温钢的焊接
第二节 低温钢的焊接工艺
7.常用的低温钢焊接参数
常用低温钢的焊接参数见表13-5。
表13-5 常用低温钢的焊接参数
第十三章 低温钢的焊接
第二节 低温钢的焊接工艺
四、焊前预热和层间温度
1.预热的目的 2.选择预热温度
预热的温度应该根据板厚决定，当板厚≥16mm时，预热的温 度以100～200℃为好。
国际焊接工程师培训课程_热强钢(鞠)
钢材组别
钢材名称
数字
P235GH
1.0345
P265GH
1.0425
P295GH
1.0481
P355GH
1.0473
16Mo3
1.5415
18MnMo4-5
1.5414
20MnMoNi4-5
1.6311
13CrMo4-5
1.7335
13CrMoSi5-5
1.7336
10CrMo9-10
1.7380
药皮类型 R—金红石 B—碱性
标记 熔敷率% 1 ≤105 2 ≤105 3 >105≤125 4 >105≤125
电流种类 交直流 直流 交直流 直流
焊接位置
1全位置 2除立向下PG所有位置 3PA、PB 4PA、PB、PG
焊缝金属扩 散氢含量 (最大值) H5:5ml/100g
例 ISO3580-A E CrMo1 B 4 4 H5
8,0-10,5
0,90-1,20 —
—
0,801,20
0,150,30
Ni 0,40-1,00 Nb0,03- 0,10 N 0,02- 0,07
0,851,20
0,150,30
Ni 1,0 Cu 0,25 Al 0,04 Nb 0,02-0,10 N 0,02 - 0,07
ISO21952(EN12534) 热强钢气保焊焊丝焊棒，埋弧焊焊丝标准
必要部分：ISO 3580-A E CrMo1 B
ISO 3580-A 国际标准编号，按照屈服强度和化学成分分类； E 药皮焊条/焊条电弧焊； CrMo1 全焊缝金属化学成分（表9） ； B 焊条药皮类型； 4 熔敷率和电流种类； 4 焊接位置； H5 氢含量。
国际焊接工程师培训课程_高合金钢Ⅱ(王)
0.015 16.0018.00
16.0018.00
16.00- 0.9018.00 1.40
0.015 16.00- 1.0018.00 1.50
0.030 17.00- 1.8021.00 2.50
Ni Nb Ti
其它
0.301.00
0.501.50
0.050.35
12C1.00
0.300.60
1.00 1.50 0.040 0.015 15.5017.50
0.801.30
≤1.0 0
1.00 1.00 0.040 0.015 17.0019.00
0.901.30
V 0.070.12
马氏体不锈钢成分特点
• C 0.05~0.5%具有一定的硬度，强度 • Cr 12~20% 提高耐腐蚀性，淬硬性，强度
0.650.75
0.330.45
0.850.95
马氏体不锈钢的化学成分(节选)
Si max 1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
Mn max 1.50
1.50
1.50
1.50
1.00
1.00
P max 0.040
0.040
0.040
0.040
0.040
0.040
化学成分（%）
S
Cr Cu
1.4305
195
230
500700
42
35 ≤160 35 -
- ≤160 -
-
-
没没 有有
X2CrNi19 11
1.4306
180
215
460680
40
40
国际焊接工程师技术员培训教教材19
三维网1、焊接性的影响因素焊接性是材料的一种性能。
如果能焊出具有规定的材料性能的焊接接头，则这种材料是具有可焊性的。
钢的可焊性与下列因素有关： 1．1 化学成份伴生元素的含量和合金元素的含量 1．2钢材生产制造方法和热处理工艺方法生产制造方法，脱氧方法，热处理 1．3物理性能熔点、导热性、强度、可变形性、韧性2、焊接接头的组织由于加热和冷却，在焊接接头中产生组织变化。
焊缝中和热影响区中的组织形成取决于温度的高低、冷却速度以及化学成份。
2.1缓慢冷却情况下的焊接图1给出了含碳0.22%钢焊接接头的温度分布及与铁-碳平衡图的关系。
A 至F 区域中的组织变化在下面阐明。
图1 焊接接头温度分布和组织z 区域A ：熔池（焊道）熔池温度超过液相线的区域，是焊接时完全熔化的区域。
熔池的化学成份不能简单地被事先确定。
它是由熔化的母材、熔化的填充材料，以及由于焊接热（火焰、电弧等所产生的热量）使元素烧损或掺入所产生。
冷却时，熔池凝固成铸造组织。
z 区域B ：熔合线熔合线出现在温度处于液相线和固相线之间的区域内，在这个区域内既存在晶体，又存在熔融金属。
除了晶体，熔融金属部分具有足够的合金元素、伴生元素和气体。
然而，浓度差别不是通过扩散均衡的。
因为加热和冷却进行得太快了。
冷却时可以通过收缩过程将熔融的液体金属区域撕裂，致使形成热裂纹。
如果由于钢的化学成份浓度在熔融区很大，例如由于高的硫含量所造成，就特别容易引起热裂纹危险。
z 区域C ：过热组织过热区是指加热温度远远超过A 3-线（911℃）区域。
与母材相对比，在过热区大都产生具有硬度较大的，变形能力较小的粗晶粒组织。
z 区域D ：正火组织三维网这个区域是指只是短时间加热超过A 3-线的区域。
这个区域带来一个受过正火处理的、均匀的组织转变，该组织转变导致形成细晶粒组织。
该区域比未受过热处理影响的母材往往具有更好的机械性能。
z 区域E ：部分组织转变区该区域的温度低于A -线，但高于723℃，在此温度范围内珠光体部分转变成奥氏体，而后再转变珠光体。
低温刚钢焊接.
层间温度不得大于300℃。
（3）焊缝的韧性与焊接材料有密切关系，由于焊缝是铸造组织，要 保证低温韧性与母材相匹配，必要时需对焊缝成分作些调整。
（4）9Ni钢本身具良好的低温韧性，可在-196℃下工作，但用母材
成分相近的焊接材料时，焊缝的韧性却非常差。现在多采用镍基合金作 境充金属。
（5）Ni3.5%和F型低温用钢板厚时焊后可进行600-650℃消除应力
造组织、焊缝中含有氧），一般选镍基材料；
B、磁偏吹： 9Ni 钢属强磁性材料，用直流电会产生磁偏吹现象； 一般要求焊前避免接触强磁场，焊材选用适合交流焊接的镍基焊材；
C、选用镍基焊材时，焊缝金属易产生热裂纹，应选用抗裂性好，线
膨胀系数与母材相近的材料。
难焊或要求高的异种钢焊接，须选用镍基焊接材料的原因：
二、铬钼耐热钢的焊接
1、成分特点 wCr＝0.5％-9％，wMo＝0.5％-1％ ，Mo显著提高高温强度和抗蠕变能力； Cr形成氧化膜，提高钢的抗氧化能力。 如15CrMo、12CrMo。 2、焊接性分析 （1）冷裂纹：由于合金元素加入提高淬透性，低温焊接或焊接刚度较大 的结构时，易出现冷裂纹； （2）再热裂纹：大热输入焊接方法，接头高拘束应力下，在焊层间或堆 焊层下的过热区易出现。 预防：A、采用高温塑性高于母材的焊材，限制母材和焊材的合金成分 （限制V、Ti、Nb等）； B、提高预热温度至250℃，控制层间温度300℃左右； C、小热输入，减小过热区宽度，细化晶粒； D、选择合适热处理温度，避免在敏感温度区间停留较长时间。
（3）HAZ软化：珠光体耐热钢的焊接接头组织与性能不均匀，在长期高 温运行条件下，焊接接头内合金元素产生扩散，特别是熔合区的碳发生 迁移，使接头的持久强度和塑性降低。HAZ处于Ac1（727-768℃）附近温 度范围内出现“软化区”。 为控制软化，应尽量缩短在Ac1温度附近停留的时间，选用预热温度
国际焊接工程师培训课程_细晶粒结构钢
例如: EN10025-3 S275N、S275NL
EN10025-3 S355N、S355NL
正火细晶粒结构钢特点
-特殊镇静钢，无偏析
-含V、Nb、Ti时效倾向小，利于组织转变 -脆性转变温度低（脆断倾向小） -Re 255-500N/mm2 ,强度高，性能好 -细小晶粒的强化，过热倾向小 -没有S化物，层状撕裂倾向小
单位 s
KJ/mm － V A
mm/S ℃ mm mm －
表示含义 冷却时间 Q=K·E热输入 热效率系数K（表17） 电弧电压 焊接电流 焊接速度 预热温度
厚度 过渡厚度 三维，二维传导下的系数
三维热传导 二维热传导
焊接方法 UP（12） E（111） MAG（135） MIG（131）
相对热效率系数k 1 0.8
1 ）冷裂纹倾向大 因加入合金元素，大大提高了淬硬倾向，因此冷裂倾向比较大。 2） 再热裂纹 Cr、Mo、Cu、V、Ti、Nb、B等合金元素也可能会引起再热裂 纹，其中V的影响最大，Mo次之。 3） HAZ区的脆化 若线能量过大，高温停留时间长会引起晶粒粗大而脆化。 4）HAZ区的软化
在HAZ区受热未完全奥氏体化的区域，即受热时最高温度低 于Ac1，而高于钢调质处理时回火温度的那个区域有软化的倾向， 线能量越小，软化程度越小 。
主要内容
• 标准及规程 • 标记 • 化学成分 • 力学性能 • 焊接 —焊接性
—填充材料 —焊接工艺
1 细晶粒结构钢金属学基础
1.1 钢的强化方式
1）析出强化 2）固溶强化 3）晶界强化 4）热处理强化 5）冷作硬化
细晶粒结构钢的组织与性能与： 化学成分、热处理方式 密切相关
元素的影响---热处理的作用： 热处理的方式：主要是正火；调质。
EN10025-3 S355N、S355NL
正火细晶粒结构钢特点
-特殊镇静钢，无偏析
-含V、Nb、Ti时效倾向小，利于组织转变 -脆性转变温度低（脆断倾向小） -Re 255-500N/mm2 ,强度高，性能好 -细小晶粒的强化，过热倾向小 -没有S化物，层状撕裂倾向小
单位 s
KJ/mm － V A
mm/S ℃ mm mm －
表示含义 冷却时间 Q=K·E热输入 热效率系数K（表17） 电弧电压 焊接电流 焊接速度 预热温度
厚度 过渡厚度 三维，二维传导下的系数
三维热传导 二维热传导
焊接方法 UP（12） E（111） MAG（135） MIG（131）
相对热效率系数k 1 0.8
1 ）冷裂纹倾向大 因加入合金元素，大大提高了淬硬倾向，因此冷裂倾向比较大。 2） 再热裂纹 Cr、Mo、Cu、V、Ti、Nb、B等合金元素也可能会引起再热裂 纹，其中V的影响最大，Mo次之。 3） HAZ区的脆化 若线能量过大，高温停留时间长会引起晶粒粗大而脆化。 4）HAZ区的软化
在HAZ区受热未完全奥氏体化的区域，即受热时最高温度低 于Ac1，而高于钢调质处理时回火温度的那个区域有软化的倾向， 线能量越小，软化程度越小 。
主要内容
• 标准及规程 • 标记 • 化学成分 • 力学性能 • 焊接 —焊接性
—填充材料 —焊接工艺
1 细晶粒结构钢金属学基础
1.1 钢的强化方式
1）析出强化 2）固溶强化 3）晶界强化 4）热处理强化 5）冷作硬化
细晶粒结构钢的组织与性能与： 化学成分、热处理方式 密切相关
元素的影响---热处理的作用： 热处理的方式：主要是正火；调质。
国际焊接工程师培训第12章_其它焊接方法
• 激光焊是以聚焦激光束作为能源轰击工件产生热 量的一种焊接方法。是另一种高能量密度的熔化 焊方法。
• 实质上是激光与非透明物质相互作用的过程，这 一过程微观上是一个量子过程，宏观上表现为反 射、吸收、加热、熔化、气化等现象。
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2. 激光焊特点
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五、电子束焊接的缺陷及预防措施
焊缝缺陷：焊瘤、咬边、焊缝不连续、弧坑、未焊透、 下榻、焊偏、钉尖、气孔、冷隔、裂纹等。
缺陷种类 气孔 裂缝 产生原因 排气条件变坏 工件表面遭受污染 预防措施 最佳焊接参数的匹配和干净的 工件表面
由于快速冷却造成不良 预热 的结晶 部件处于受压环境中
电子束焊接是利用 被加速的高能电子流轰 击工件接缝处，将动能 转变为热能，使被焊金 属熔合的一种高能量密 度的熔化焊方法。
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电子束的产生 电子束是从电子枪中产生的。阴极 （钨钽等）被加热发射电子，在25～300KV 的加速电压的作用下，电子被加速到0.3～ 0.7倍的光速，具有一定的动能。经电子枪 中的静电透镜（偏压电极）和电磁透镜 （聚焦极）的作用，电子会聚成功率密度 很高的电子束。
激光焊
以高能量密度的激光作为 热源，对金属进行熔化形成焊 缝的一种焊接方法。
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一、激 光
1.激光的特点
1）高亮度； 世界上最亮的光。 CO2激光比太阳亮8个数量级。 固体激光比太阳亮16个数量级。 2）方向性好；扩散面积小，平行光。 3）单色性好；发光光谱宽度比氪灯光谱宽度 窄几个数量级（波长）。 4）功率密度；聚焦后的激光具有很高功率密 度（105～107 W∕㎝² ）。
• 实质上是激光与非透明物质相互作用的过程，这 一过程微观上是一个量子过程，宏观上表现为反 射、吸收、加热、熔化、气化等现象。
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2. 激光焊特点
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五、电子束焊接的缺陷及预防措施
焊缝缺陷：焊瘤、咬边、焊缝不连续、弧坑、未焊透、 下榻、焊偏、钉尖、气孔、冷隔、裂纹等。
缺陷种类 气孔 裂缝 产生原因 排气条件变坏 工件表面遭受污染 预防措施 最佳焊接参数的匹配和干净的 工件表面
由于快速冷却造成不良 预热 的结晶 部件处于受压环境中
电子束焊接是利用 被加速的高能电子流轰 击工件接缝处，将动能 转变为热能，使被焊金 属熔合的一种高能量密 度的熔化焊方法。
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电子束的产生 电子束是从电子枪中产生的。阴极 （钨钽等）被加热发射电子，在25～300KV 的加速电压的作用下，电子被加速到0.3～ 0.7倍的光速，具有一定的动能。经电子枪 中的静电透镜（偏压电极）和电磁透镜 （聚焦极）的作用，电子会聚成功率密度 很高的电子束。
激光焊
以高能量密度的激光作为 热源，对金属进行熔化形成焊 缝的一种焊接方法。
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一、激 光
1.激光的特点
1）高亮度； 世界上最亮的光。 CO2激光比太阳亮8个数量级。 固体激光比太阳亮16个数量级。 2）方向性好；扩散面积小，平行光。 3）单色性好；发光光谱宽度比氪灯光谱宽度 窄几个数量级（波长）。 4）功率密度；聚焦后的激光具有很高功率密 度（105～107 W∕㎝² ）。
国际焊接工程师培训教案
3.1.4MIG／MAG焊Ⅳ
1、焊接参数对焊接质量的影响
1.1焊接参数的调节 MIG/MAG焊的焊接参数： 电弧电压、焊接电流、送丝 速度、焊接速度、干伸长度 气体流量 1.2电弧电压 电弧电压↑，焊接功率↑ 焊缝宽，反之焊缝变窄，见 图2 1.3焊接电流、送丝速度 调节送丝速度就调节了焊接 电流
MIG／MAG焊Ⅳ
2、MIG/MAG脉冲电弧焊应用
脉冲电流在钨极氩弧焊和等离子焊应用的最普遍,熔化极气 体保护焊应用的较少,利用电流的脉冲,可以控制熔滴过渡, 实现无短路和小飞溅过渡
优点:良好的引弧性能,对所有位置的适用性,热输入量小,焊 接薄板,飞溅小,融敷率较高,焊缝成型良好
MIG／MAG焊Ⅳ
2.1.2 EN440：1994 焊接填充材料-气体保护焊用实芯焊 丝及熔敷金属-非合金钢和细晶粒钢 EN440 G 46 3 M G3Si1 按照化学成分标记的焊丝 EN440 G3Si1 G 熔化极气体保护焊 46 强度和延伸率 3 缺口冲击性能 M 保护气体 G3Si1 化学成分 2.2 ISO14175：1997/EN439：1994 电弧焊和切割用保 护气体 标记方法： 含有30%氦的保护气体和氦的余量标记为： 保护气体 ISO14175/EN439-I3
1.2 欧洲标准 EN1668焊接填充材料标准 非合金钢及细晶粒钢钨极惰性气体保护焊中的焊棒、焊丝 和熔敷金属标准 举例说明：标记方法 EN1668 W 46 3 W7 按照化学成分标记 EN1668 W7 W 钨极惰性气体保护焊 46 条件下的在焊态强度和延伸率 3 在焊态条件下的冲击性能 W7 焊棒或焊丝的化学成分
低温钢的焊接
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第4章 低温钢的焊接
• (2)低碳马氏体型低温钢含Ni较高的钢如9 Ni钢，淬火后组织为低碳马 氏体，正火后的组织除低碳马氏体外，还有少量铁素体和少量奥氏体， 具有较高的强度(高于奥氏体不锈钢)、塑性和低温韧性，能用于196℃的低温，适宜制造储存液化气的大型储罐。
• (3)奥氏体型低温钢具有很好的低温性能，其中以18-8型铬镍奥氏体 不锈钢应用最广泛，25 - 20型可用于超低温条件。我国为了节约铬、 镍贵重金属而研制了以铝代镍的15 Mn26A114的奥氏体钢。
和提高纯净度等。 • 低温钢大部分是接近铁素体型的低合金钢，其含碳量较低，主要通过
加入Al、V、Nb、Ti和稀土(RE)等元素固溶强化和细化晶粒，再经过 正火、回火处理获得晶粒细而均匀的组织，以得到良好的低温韧性。 如果在钢中加入Ni,固溶于铁素体，可提高钢的强度，同时又可进一 步改善低温韧性。但在提高Ni的同时，为了发挥Ni的有利作用，要相 应降低含碳量和严格控制S、P含量。
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• 与上部结构相比,地基与基础设计和施工中的不确定因素较多,需要更 多地依靠经验特别是当地经验去解决实际问题.地基基础的设计需同 时满足强度和变形的要求,因为地基基础的各种事故都是“强度”问 题和“变形”问题的反映.
• 二、地基加固方法 • 对已有地基基础加固的方法有基础补强注浆加固法、加大基础底面积
• 对这类易淬火的低温钢通常采用控制道间温度及焊后缓冷等工艺措施 以降低冷却速度，避免淬硬组织;采用较小的焊接线能量，避免热影 响区晶粒过分长大，达到防止冷裂和改善热影响区低温韧性的目的。
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图4-1 常用低温钢的类型及适用温度 节围
第4章 低温钢的焊接
• (2)低碳马氏体型低温钢含Ni较高的钢如9 Ni钢，淬火后组织为低碳马 氏体，正火后的组织除低碳马氏体外，还有少量铁素体和少量奥氏体， 具有较高的强度(高于奥氏体不锈钢)、塑性和低温韧性，能用于196℃的低温，适宜制造储存液化气的大型储罐。
• (3)奥氏体型低温钢具有很好的低温性能，其中以18-8型铬镍奥氏体 不锈钢应用最广泛，25 - 20型可用于超低温条件。我国为了节约铬、 镍贵重金属而研制了以铝代镍的15 Mn26A114的奥氏体钢。
和提高纯净度等。 • 低温钢大部分是接近铁素体型的低合金钢，其含碳量较低，主要通过
加入Al、V、Nb、Ti和稀土(RE)等元素固溶强化和细化晶粒，再经过 正火、回火处理获得晶粒细而均匀的组织，以得到良好的低温韧性。 如果在钢中加入Ni,固溶于铁素体，可提高钢的强度，同时又可进一 步改善低温韧性。但在提高Ni的同时，为了发挥Ni的有利作用，要相 应降低含碳量和严格控制S、P含量。
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第一节 建筑工程地基的基本要求及地 基加固方法
• 与上部结构相比,地基与基础设计和施工中的不确定因素较多,需要更 多地依靠经验特别是当地经验去解决实际问题.地基基础的设计需同 时满足强度和变形的要求,因为地基基础的各种事故都是“强度”问 题和“变形”问题的反映.
• 二、地基加固方法 • 对已有地基基础加固的方法有基础补强注浆加固法、加大基础底面积
• 对这类易淬火的低温钢通常采用控制道间温度及焊后缓冷等工艺措施 以降低冷却速度，避免淬硬组织;采用较小的焊接线能量，避免热影 响区晶粒过分长大，达到防止冷裂和改善热影响区低温韧性的目的。
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图4-1 常用低温钢的类型及适用温度 节围
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a a w或o
580-640 580-640
a或w a或w
+N
800-850
a
-
-
X12Ni5
1.5680
+NT +QT
880-930+ 770-830 770-830
a w或o
580-660 580-660
a或w a或w
X8Ni9 +NT640
1.5662 +NT640
+N加+NT
770-830
a
10Ni14 355 -100 40 * * * * * 12Ni19 390 -120 40 * * * * * * X7NiMo6 490 -160 40 * * * * * * * X8Ni9 490 -196 40 * * * * * * * * * *
提高低温钢韧性的措施
1)提高钢材的纯净度
a +N:正火处理；+NT:正火和淬火；+QT：调质；+NT640/+QT640/+QT680:最低抗拉强度为640MPa或者680MPa
的热处理状态。
b 温度和冷却条件见表A.1。 c 当产品厚度<，也可以采用+N加上+NT的供货条件。
钢种 钢号 材料号
热处理 产品 条件a， 厚度
方 向
b
mm
20
纵 100 100 100 100 100 100 100 横 70 70 70 70 70 70 70
90 60
80 50
70 50
60 45
50 40
X8Ni9 +QT
1.5662 +QT
+QT
纵 120 120 120 120 120 120 120 110 100 90 80 70 横 100 100 100 100 100 100 100 90 80 70 60 50
3)预热及层间温度
低合金低温钢碳含量较低，淬硬性和冷裂倾向小，
常温下焊接可不预热，当厚度＞25mm时，预热100150℃，层间温度应与预热温度相同。
对于12Ni19、X8Ni9钢，多层焊的层间温度控制应 小于100℃，否则焊接热影响区会形成粗晶组织。 9%Ni钢由于C、S、P含量控制很严，产生冷裂纹倾向 不大，其热影响区是淬火组织；有可能产生液化裂纹 、弧坑裂纹。焊接热输入量应小，线能量控制在735KJ/cm，操作应采用快速多道焊方法，以减轻焊道 过热，通过多层多道作用细化晶粒，防止晶粒粗大韧
≤30 30<t≤50 50<t≤80
≤30 30<t≤50
50<t≤80
≤30 30<t≤50
50<t≤80
≤30 30<t≤50
≤30 30<t≤50
≤30 30<t≤50
≤30 30<t≤50
≤30
30<t≤50
屈服强度 MPRaeHmin
265 275 285 355 345 335 355 345
不超过0.5%。
b 当产品厚度≤时，镍含量最小值的0.15%允许低于名义成分。
室温下的机械性能
钢种
钢号
材料号
11MnNi5-3
1.6212
13MnNi5-3
1.6217
15NiMn6
1.6228
12Ni14
X12Ni5 X8Ni9 +NT X8Ni9 +QT X8Ni9 +QT
X7Ni9
1.5637
0.05
12Ni14
1.5637
0.15
0.35
0.300.60
0.020
0.010
-
-
-
3.253.75
0.05
X12Ni5
1.5680
0.15
0.35
0.300.60
0.020
0.010
-
-
-
4.755.25
0.05
X8Ni9
1.5662
0.10
0.35
0.300.60
0.020
0.010
-
0.10
0
最低冲击功KV J 温度℃ -20 -40 -50 -60 -80 -100 -120 -150 -170 -196
11MnNi53
1.6212
+N
纵 70 60 55 50 45 40 - - - - - -
13MnNi63
1.6217
(+NT)
横 50 50 45 35 30 27 - - - - - -
X12Ni5
+N 1.5680 或+NT
或+QT
纵 70 70 70 65 65 65 60 50 40d - - 横 60 60 55 45 45 45 40 30 27d - - -
X8Ni9 +NT640 X8Ni9
+QT
1.5662 +NT640 1.5662
+QT
+N +NT；
+QT
-50
-
8.5010.00
0.05
X7Ni9
1.5663
0.10
0.35
0.300.60
0.015
0.005
-
0.10
-
8.5010.00
0.01
a 此表格中没有列出的成分需经过买方同意才可添加到钢材之中，熔样分析完成之后除外，炼
钢时应该采取相应的措施以避免影响机械性能和使用性能的成分存在，Cr+Cu+Mo的成分应该
X7Ni9 1.5663 +QT
纵 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 110 100 横 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 90 80
a +N：正火处理 +NT：正火+淬火 +QT：调质 +NT640/+QT640/+QT680:最低抗拉强度为640MPa或者
335
355 345
335
390 380 490 480 490 480 585 575 585
575
抗拉强度 MRPma
420-530 490-510 490-640 490-640 530-710 640-840 680-820 680-820
延伸率A % min
24 22 22 22 20 18 18 18
低温用钢的焊接
1)低温用钢的焊接性
低温用钢具有良好的焊接性，焊接关键是保证焊 缝和粗晶区的低温韧性。低温时，由于钢材随温度 降低，材料变脆，对缺陷和应力集中的敏感性较大 ，易造成产品的低温脆性破坏；低温用Ni钢具有回 火脆性倾向。
2)焊接方法
焊接方法可选用焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧 焊、熔化极气体保护焊。
降低含C量和严格限制S、P的含量。
2)固溶强化和晶粒细化
低温用钢一般是通过合金元素Ni、Mn的固溶强化； 加入V、Al、Nb、Ti等合金元素形成稳定的氮化物， 达到细化晶粒目的。同时，还应提高Mn/Ｃ比，降 低含碳量，可以得到较低的脆性转变温度。
3)热处理方法
通过正火, 正火加回火或调质处理细化晶粒、均化 组织，获得良好的低温韧性。
钢种
限 纵向试验 烷 烷 烯
烷烯烷气 气 气
N/mm2 温度（℃）
沸点温度（ ℃ ）
（J）
0 -42 -47 -78 -89 -104-181-183 -186 -196
TSTE355 355 -50 27 * *
TSTE420 420 -50 27 * * 11MnNi53 285 -60 40 * * * 13MnNi63 355 -60 40 * * *
4)增加钢材中的镍含量
含Ni钢与无Ni钢相比，具有较小的屈强比(σs/σb)， 钢材屈强比越大，表明其塑性变形能力储备越小，易 于促使脆性断裂。由于Ni元素的加入，含Ni钢屈强比 优于不含Ni的钢， 使低温韧性显著改善。
低温韧性钢中不同的Ni含量在不同温度条件下对冲击功的影响
低温用钢分类
• 低温用钢分为
15NiMn6
1.6228
+N 或+NT
-80
纵
65
65
65
60
50
50
40
-
-
-
-
-
或+QT
横 50 50 45 40 35 35 27 - - - - -
12Ni14
+N 1.5637 或+NT
或+QT
纵 65 60 55 55 50 50 45 40 - - - 横 50 50 45 35 35 35 30 27 - - - -
680MPa的热处理状态。
b温度和冷却条件见表A.1。
c 见EN10028-1；2000+Al：2002中的.3。
d 该数值针对于条件下产品厚度≤以及条件下产品厚度<t≤。
钢号
钢种 材料号
热处理条件a
奥氏体化 ℃
热处理 冷却b
回火 ℃ 冷却b
11MnNi5-3
1.6212
+N(+NT)
880-940
低温用钢主要用于制造生产、运输及储存液化气体 的设备，在低温条件下工作的管道、压力容器等。
这些装备最重要的性能要求是抗低温脆性破坏,保 证在使用温度下具有足够的低温韧性。
根据实验结果作出系列冲击曲线。曲线能够确定材 料由韧性状态转变为脆性态转的韧脆转变温度。