第七章 金属焊接性基础-PPT精品
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电弧螺柱焊螺柱与瓷环
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电阻焊
电阻焊是将被 焊工件压紧与 两电极之间， 并通以电流， 利用电流经过 工件接触面及 临近区域产生 的电阻热将其 加热到熔化或 塑性状态，使 之形成金属结 合的一种方法。
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二 接头形式和焊缝符号
三 焊接接头的根本类型
四 焊接接头的根本类型主要有： 对接接头、角接接头、T形接头、 搭接接头和卷边接头 。
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原理是以外部涂有涂料的焊条 作电极和填充金属，电弧是在焊条 的端部和被焊工作外表之间燃烧。 涂料在电弧热作用下一方面可以产 生气体以保护电弧，另一方面可以 产生熔渣覆盖在熔池外表，防止熔 化金属与周围气体的相互作用。熔 渣的更重要作用是与熔化金属产生 物理化学反响或添加合金元素，改 善焊缝金属性能。
我公司使用的混合保护气氩气+ CO2气体，配比为 Ar80%+CO220%。
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熔化极气体保护焊 主要优点：可以方便地进行各种位置的焊接，同时也具有 焊接速度较快、熔敷率较高等优点。熔化极活性气体保护电 弧焊可适用于大局部主要金属的焊接，包括碳钢、合金钢。 熔化极惰性气体保护焊适用于不锈钢、铝、镁、铜、钛，锆 及镍合金。 缺点：对设备的技术要求较高，设备造价相对较贵；焊接 过程飞溅较大；气体保护易受外来气体的影响。
焊条电弧焊的优缺点
优点：设备简单，易于维护，使用灵活；适于多种 钢材和有色金属等，是应用最广泛的焊接方法。 缺点：焊缝短而不连续，精焊品P缝PT 宽度不均，焊缝质量
熔化极气体 保护焊
这种焊接方法是 利用连续送进的 焊丝与工件之间 燃烧的电弧作热 源，由焊炬嘴喷 出的气体来保护 电弧进行焊接的。
电弧螺柱焊螺柱与瓷环
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电阻焊
电阻焊是将被 焊工件压紧与 两电极之间， 并通以电流， 利用电流经过 工件接触面及 临近区域产生 的电阻热将其 加热到熔化或 塑性状态，使 之形成金属结 合的一种方法。
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二 接头形式和焊缝符号
三 焊接接头的根本类型
四 焊接接头的根本类型主要有： 对接接头、角接接头、T形接头、 搭接接头和卷边接头 。
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原理是以外部涂有涂料的焊条 作电极和填充金属，电弧是在焊条 的端部和被焊工作外表之间燃烧。 涂料在电弧热作用下一方面可以产 生气体以保护电弧，另一方面可以 产生熔渣覆盖在熔池外表，防止熔 化金属与周围气体的相互作用。熔 渣的更重要作用是与熔化金属产生 物理化学反响或添加合金元素，改 善焊缝金属性能。
我公司使用的混合保护气氩气+ CO2气体，配比为 Ar80%+CO220%。
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熔化极气体保护焊 主要优点：可以方便地进行各种位置的焊接，同时也具有 焊接速度较快、熔敷率较高等优点。熔化极活性气体保护电 弧焊可适用于大局部主要金属的焊接，包括碳钢、合金钢。 熔化极惰性气体保护焊适用于不锈钢、铝、镁、铜、钛，锆 及镍合金。 缺点：对设备的技术要求较高，设备造价相对较贵；焊接 过程飞溅较大；气体保护易受外来气体的影响。
焊条电弧焊的优缺点
优点：设备简单，易于维护，使用灵活；适于多种 钢材和有色金属等，是应用最广泛的焊接方法。 缺点：焊缝短而不连续，精焊品P缝PT 宽度不均，焊缝质量
熔化极气体 保护焊
这种焊接方法是 利用连续送进的 焊丝与工件之间 燃烧的电弧作热 源，由焊炬嘴喷 出的气体来保护 电弧进行焊接的。
7-第七章 金属材料焊接性分析方法(焊工工艺-第3版)
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。
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。
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。
金属焊接幻灯片
金属焊接幻灯片
目录
• 焊接基本概念与原理 • 常见金属焊接方法及特点 • 金属焊接工艺与操作技巧 • 金属焊接缺陷识别与预防
目录
• 金属焊接质量检查与评价标准 • 安全生产与环保要求在金属焊接中应用
01
焊接基本概念与原理
焊接定义及分类
焊接定义
焊接是一种通过加热或加压，或 同时加热加压的方式，使两个分 离的金属表面达到原子间的结合 ，形成永久性连接的工艺过程。
化学成分分析
通过光谱分析、化学滴定等方法， 测定焊缝金属的化学成分。
04
06
安全生产与环保要求在金 属焊接中应用
安全生产规章制度遵守情况回顾
1 2 3
安全生产责任制落实情况
企业建立健全了安全生产责任制，各级管理人员 和员工明确各自的安全职责，并切实履行。
安全培训和教育情况
企业定期开展安全培训和教育活动，提高员工的 安全意识和操作技能，确保员工掌握必要的安全 知识和应急处理能力。
应急预案制定和演练情况
针对可能出现的紧急情况，企业制定相应的应急预案，并定期组织 演练，提高员工的应急处置能力。
环保法规遵守情况总结
环保法规执行情况
01
企业在金属焊接过程中严格遵守国家和地方环保法规，确保生
产过程中的废气、废水、噪声等污染物达标排放。
环保设施建设和运行情况
02
企业投入必要的资金和技术力量，建设和完善环保设施，确保
安全检查和隐患排查治理情况
企业定期进行安全检查和隐患排查治理工作，及 时发现和消除事故隐患，确保生产过程中的安全。
危险源辨识和风险评估结果展示
危险源辨识情况
通过对金属焊接过程中可能出现的危险源进行辨识，如高温、火 花、有害气体等，制定相应的防范措施。
目录
• 焊接基本概念与原理 • 常见金属焊接方法及特点 • 金属焊接工艺与操作技巧 • 金属焊接缺陷识别与预防
目录
• 金属焊接质量检查与评价标准 • 安全生产与环保要求在金属焊接中应用
01
焊接基本概念与原理
焊接定义及分类
焊接定义
焊接是一种通过加热或加压，或 同时加热加压的方式，使两个分 离的金属表面达到原子间的结合 ，形成永久性连接的工艺过程。
化学成分分析
通过光谱分析、化学滴定等方法， 测定焊缝金属的化学成分。
04
06
安全生产与环保要求在金 属焊接中应用
安全生产规章制度遵守情况回顾
1 2 3
安全生产责任制落实情况
企业建立健全了安全生产责任制，各级管理人员 和员工明确各自的安全职责，并切实履行。
安全培训和教育情况
企业定期开展安全培训和教育活动，提高员工的 安全意识和操作技能，确保员工掌握必要的安全 知识和应急处理能力。
应急预案制定和演练情况
针对可能出现的紧急情况，企业制定相应的应急预案，并定期组织 演练，提高员工的应急处置能力。
环保法规遵守情况总结
环保法规执行情况
01
企业在金属焊接过程中严格遵守国家和地方环保法规，确保生
产过程中的废气、废水、噪声等污染物达标排放。
环保设施建设和运行情况
02
企业投入必要的资金和技术力量，建设和完善环保设施，确保
安全检查和隐患排查治理情况
企业定期进行安全检查和隐患排查治理工作，及 时发现和消除事故隐患，确保生产过程中的安全。
危险源辨识和风险评估结果展示
危险源辨识情况
通过对金属焊接过程中可能出现的危险源进行辨识，如高温、火 花、有害气体等，制定相应的防范措施。
焊接第七章 金属材料焊接性分析方法
试件的形状和尺寸如图7⁃2所示，试件坡口采用机械加工。试验 所用焊条原则上与试验钢材相匹配，焊前应严格烘干。
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。
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。
常用金属的焊接及焊接件的结构工艺性解析课件
焊接的优缺点
优点
连接强度高，密封性好；适用于各种 金属材料和结构；设备简单，操作方 便。
缺点
易产生焊接变形和残余应力；焊接过 程中易产生裂纹、气孔和夹渣等缺陷； 对焊工技能要求较高。
02
CATALOGUE
常用金属的特性与焊接性
钢铁的特性与焊接性
钢铁是工业中应用最广泛的金属 材料，具有良好的强度、塑性和
焊接作业环境的安全管理
保持焊接作业环境的良好通风，减少有害气体和烟尘的浓度，避免 在密闭或通风不良的环境中进行焊接作业。
焊接作业的环保要求
控制有害气体和烟尘的排放
01
采用低烟尘、低有害气体的焊接材料，减少焊接过程中产生的
有害气体和烟尘的排放。
减少噪音和振动
02
采用低噪音、低振动的焊接设备和工艺，减少对周围环境和人
修复方法
打磨、补焊、更换等，根据具体情况选择合适的修复方法。
05
CATALOGUE
焊接安全与环保
焊接作业的安全防护措施
焊接工人的个人防护
使用焊接面罩、焊接手套、焊接工作服等个人防护装备，以减少 焊接过程中产生的有害光、热和烟尘对人体的伤害。
焊接设备的维护与检查
定期对焊接设备进行维护和检查，确保设备正常运行，防止因设备 故障导致的安全事故。
不锈钢在焊接过程中易出现晶间腐蚀、热裂纹等缺陷，需采取相应的措施进行预防 和控制。
有色金属的特性与焊接性
有色金属包括铝、铜、钛等，具有特殊的物理和 化学性能。
有色金属的可焊性因材料不同而异，常用的焊接 方法有熔化焊、压力焊等。
有色金属在焊接过程中易出现氧化、气孔、热裂 纹等缺陷，需采取相应的工艺措施进行控制。
常用金属的焊接 及焊接件的结构 工艺性解析课件
【精选】焊接基础知识PPT实用资料
• 材料因素对钢来讲,有钢的化学成分、冶炼轧制状 态、热处理条件、组织状态和力学性能等。
• 其中化学成分(包括杂质的分布)是主要的影响因素。对于 焊接性影响较大的有C、S、P、O、H和N等，为提高钢 的某种性能加入一些合金元素，如Mn、 Si、Cr、Ni、V、 Mo、Ti、Nb、Cu、 B和稀土等,但却不同程度地增大了钢 的淬硬倾向和焊接裂纹的敏感性。
先进行焊接性分析 焊缝及接头的高温性能试验（蠕变、持久等）
方 法
焊接热影响区最高硬度
及试验 焊条直径4mm;焊接电流170±10A; 电弧电压24土2分V; 焊接速度150±l0mm/寸
类
焊接热、力模拟试验
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,它用于评定等被焊焊接专金家属系对统热、作仿真用系的统敏感性(晶粒长大及组织性能 变化等)。
• 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(晶粒长大及组织性能变化等)。 主要与被焊材质及焊接工艺条件有关。
• 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 及氢、氧、氮的溶解等对气孔、夹杂、裂纹等缺 陷的敏感性,这些是影响焊缝金属化学成分和组织 性能的重要方面。
这个公式可应用于σb=500MPa~600MPa级的非调质高 强钢。当CE（IIW）小于或等于0.45%时，焊接厚 度小于25mm的板可不预热；当CE（IIW）小于 0.41%和碳的质量分数小于0.207%时,小于37mm厚 的板可不预热。
• 工艺焊接性的直接试验方法
• 本节中的五个焊接裂纹试验是国内、外最常用的焊接性试验方法,也 是到目前为止已纳入国家标准的全部焊接裂纹试验。
• 其中化学成分(包括杂质的分布)是主要的影响因素。对于 焊接性影响较大的有C、S、P、O、H和N等，为提高钢 的某种性能加入一些合金元素，如Mn、 Si、Cr、Ni、V、 Mo、Ti、Nb、Cu、 B和稀土等,但却不同程度地增大了钢 的淬硬倾向和焊接裂纹的敏感性。
先进行焊接性分析 焊缝及接头的高温性能试验（蠕变、持久等）
方 法
焊接热影响区最高硬度
及试验 焊条直径4mm;焊接电流170±10A; 电弧电压24土2分V; 焊接速度150±l0mm/寸
类
焊接热、力模拟试验
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,它用于评定等被焊焊接专金家属系对统热、作仿真用系的统敏感性(晶粒长大及组织性能 变化等)。
• 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(晶粒长大及组织性能变化等)。 主要与被焊材质及焊接工艺条件有关。
• 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 及氢、氧、氮的溶解等对气孔、夹杂、裂纹等缺 陷的敏感性,这些是影响焊缝金属化学成分和组织 性能的重要方面。
这个公式可应用于σb=500MPa~600MPa级的非调质高 强钢。当CE（IIW）小于或等于0.45%时，焊接厚 度小于25mm的板可不预热；当CE（IIW）小于 0.41%和碳的质量分数小于0.207%时,小于37mm厚 的板可不预热。
• 工艺焊接性的直接试验方法
• 本节中的五个焊接裂纹试验是国内、外最常用的焊接性试验方法,也 是到目前为止已纳入国家标准的全部焊接裂纹试验。
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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
2020/5/19
第七 章 金属焊接性基础
5
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。
2020/5/19 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
2020/5/19
11
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。
2020/5/19
第七 章 金属焊接性基础
7
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
2020/5/19
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。
2020/5/19
第七章 金属焊接性基础
13
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
第1节 金属焊接性概念 第2节 钢的焊接性判据 第3节 常用焊接裂纹试验方法
2020/5/19
第七章 金属焊接性基础
3
第1节 金属焊接性概念
一、金属焊接性的定义
焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性。主要指在一定
的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。包括两 方面的内容：
结合性能：“好不好焊”。
2020/5/19
第七章 金属焊接性基础
14
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
2020/5/19
第七章 金属焊接性基础
15
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
下，防止冷裂所需要的最低预热温度t0(℃)。
2020/5/19
第七章 金属焊接性基础
17
第2节 钢的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。
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
2020/5/19
第七章 金属焊接性基础
2
第9章 金属焊接性基础
学习目标
掌握金属焊接性的基本概念； 了解金属焊接性试验评价方法。
学习内容
第七 章 金属焊接性基础
8
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
2020/5/19
第七章 金属焊接性基础
9
各种金属材料焊接难易程度一览表
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。
2020/5/19
第七 章 金属焊接性基础
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
2020/5/19
第七章 金属焊接性基础
16
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
工艺焊接性：在一定的工艺条件（包括焊接方法、焊接材料、 焊接工艺参数和结构形式等）下焊接时，产生焊接缺陷的倾 向性和严重性。
使用性能：“好不好用”。
使用焊接性：焊接接头或整体结构是否满足技术条件所规定
的2020各/5/1种9 使用性能的要求。第七章 金属焊接性基础
4
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。
➢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。
2020/5/19
第七章 金属焊接性基础
12
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、
6
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。
2020/5/19
第七 章 金属焊接性基础
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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。
2020/5/19 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。
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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
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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第七章 金属焊接性基础
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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
第1节 金属焊接性概念 第2节 钢的焊接性判据 第3节 常用焊接裂纹试验方法
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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
一、金属焊接性的定义
焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性。主要指在一定
的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。包括两 方面的内容：
结合性能：“好不好焊”。
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第七章 金属焊接性基础
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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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第七章 金属焊接性基础
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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
下，防止冷裂所需要的最低预热温度t0(℃)。
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第七章 金属焊接性基础
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第2节 钢的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。
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9章 金属焊接性基础
学习目标
掌握金属焊接性的基本概念； 了解金属焊接性试验评价方法。
学习内容
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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第七章 金属焊接性基础
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各种金属材料焊接难易程度一览表
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
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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第七章 金属焊接性基础
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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
工艺焊接性：在一定的工艺条件（包括焊接方法、焊接材料、 焊接工艺参数和结构形式等）下焊接时，产生焊接缺陷的倾 向性和严重性。
使用性能：“好不好用”。
使用焊接性：焊接接头或整体结构是否满足技术条件所规定
的2020各/5/1种9 使用性能的要求。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。
➢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。
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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
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、
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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。