影响金属焊接性的因素及对应措施

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金属材料的焊接性能汇总

金属材料的焊接性能（2014.2.27）摘要：对各种常用金属材料的焊接性能进行研究，通过参考各类焊接丛书及焊接前辈多年的经验总结，对常用金属材料的焊接工艺可行性起指导作用。

关键词：碳当量；焊接性；焊接工艺参数；焊接接头1 前言随着中国特种设备制造业的不断发展，我们在制造产品时所用到的金属材料种类也在不断增加，相应地所必须掌握的各种金属材料的焊接性能也在不断研究和更新中，为了实际产品制造的焊接质量，熟悉金属材料的焊接性能，以制定正确的焊接工艺参数，从而获得优良的焊接接头起到至关重要的指导作用。

2 金属材料的焊接性能2.1 金属材料焊接性的定义及其影响因素2.1.1 金属材料焊接性的定义金属材料的焊接性是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下，获得优良焊接接头的能力。

一种金属，如果能用较多普通又简便的焊接工艺获得优良的焊接接头，则认为这种金属具有良好的焊接性能金属材料焊接性一般分为工艺焊接性和使用焊接性两个方面。

工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，获得优良，无缺陷焊接接头的能力。

它不是金属固有的性质，而是根据某种焊接方法和所采用的具体工艺措施来进行的评定。

所以金属材料的工艺焊接性与焊接过程密切相关。

使用焊接性是指焊接接头或整个结构满足产品技术条件规定的使用性能的程度。

使用性能取决于焊接结构的工作条件和设计上提出的技术要求。

通常包括力学性能、抗低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度、耐蚀性能和耐磨性能等。

例如我们常用的S30403，S31603不锈钢就具有优良的耐蚀性能，16MnDR，09MnNiDR低温钢也有具备良好的抗低温韧性性能。

从理论上，凡是在熔化状态下相互能形成固熔体或共晶的两种金属或合金，原则上都可以实现焊接，即具有所谓原则焊接性，又叫物理焊接性，然而，这种原则焊接性仅仅为材料实现焊接提供依据，并不等于该材料用任何焊接方法，都能获得满足使用性能要求的优质焊接接头。

焊接材料的性能及其影响因素分析

焊接材料的性能及其影响因素分析焊接是一种常见的金属连接方法，通过熔化金属材料并使其冷却后重新凝固，实现金属工件的连接。

而焊接材料的性能对焊接质量和连接强度有着重要的影响。

本文将对焊接材料的性能及其影响因素进行分析。

首先，焊接材料的性能包括力学性能、化学性能和物理性能等方面。

力学性能是指焊接材料在外力作用下的变形和破坏特性，如强度、韧性和硬度等。

焊接材料的强度是指其抵抗外力破坏的能力，而韧性则是指焊接材料在受力时的塑性变形能力。

硬度则是指焊接材料的抗压能力，通常用于评估焊接接头的耐磨性。

化学性能是指焊接材料在不同环境下的耐腐蚀性能，如抗氧化性、耐酸碱性等。

物理性能则包括焊接材料的导热性、导电性和热膨胀系数等。

其次，焊接材料的性能受多种因素影响。

首先是焊接材料的成分。

焊接材料通常由基体金属和填充金属组成，其成分对焊接接头的性能有着重要影响。

例如，填充金属的成分可以调整焊接接头的强度和韧性。

其次是焊接材料的热处理状态。

焊接材料经过热处理可以改变其晶体结构和性能，如提高强度和韧性。

此外，焊接过程中的热输入也会对焊接材料的性能产生影响。

过高的焊接温度可能导致焊接材料发生烧结、热裂纹等缺陷，从而影响焊接接头的质量。

再次，焊接材料的性能还受焊接工艺的影响。

焊接工艺包括焊接方法、焊接参数和焊接环境等。

不同的焊接方法对焊接材料的性能有着不同的要求。

例如，氩弧焊适用于焊接不锈钢等高合金材料，而电阻焊适用于焊接低碳钢等材料。

焊接参数，如焊接电流、焊接速度和焊接压力等，也会对焊接材料的性能产生影响。

过高或过低的焊接参数可能导致焊接接头的质量下降。

焊接环境的气氛对焊接材料的化学性能有着重要的影响。

例如，在氧气存在下进行焊接可能导致氧化反应，从而降低焊接接头的质量。

最后，焊接材料的性能评价方法多种多样。

常用的评价方法包括金相显微镜观察、拉伸试验、冲击试验和硬度测试等。

金相显微镜观察可以用于观察焊接接头的显微组织和缺陷情况。

金属焊接性

于若干含碳量折合并迭加起来，求得所谓的“碳当量”(Ceq)，以Ceq值的大小估价冷裂纹倾向的大小，认为Ceq值越小，钢材的焊接性能越好
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

金属的焊接性

金属的焊接性一、金属焊接性1.概念：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。

含义：一是金属在焊接加工中是否容易形成缺陷；二是焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。

评价标准：如果某种金属采用简单的焊接工艺就可获得优质焊接接头并且具有良好的使用性能或满足技术条件的要求，就称其焊接性好；如果只有采用特殊的焊接工艺才能不出缺陷，或者焊接热过程会使接头热影响区性能显著变坏以至不能满足使用要求，则称其焊接性差。

2.影响焊接性的因素1）材料因素材料是指用于制造结构的金属材料及焊接所消耗的材料。

前者称为母材或基本金属，即被焊金属。

后者称为焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体等。

材料因素包括化学成分、冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态和力学性能等。

其中化学成分(包括杂质的分布与含量)是主要的影响因素。

碳对钢的焊接性影响最大。

含碳量越高，焊接热影响区的淬硬倾向越大，焊接裂纹的敏感性越大。

也就是说，含碳量越高焊接性越差。

除碳外钢中的一些杂质如氧、硫、磷、氢、氮以及合金钢中常用的合金元素锰、铬、钴、铜、硅、钼、钛、铌、钒、硼等都不同程度地增加了钢的淬硬倾向使焊接性变差。

若焊接材料选择不当或成分不合格，焊接时也会出现裂纹、气孔等缺陷，甚至会使接头的强度、塑性、耐蚀性等使用性能变差。

2）设计因素设计因素是指焊接结构在使用中的安全性不但受到材料的影响而且在很大程度上还受到结构形式的影响。

例如结构刚度过大或过小，断面突然变化，焊接接头的缺口效应，过大的焊缝体积以及过于密集的焊缝数量，都会不同程度地引起应力集中，造成多向应力状态而使结构或焊接接头脆断敏感性增加。

3）工艺因素工艺因素包括施焊方法(如手工焊、埋弧焊、气体保护焊等)、焊接工艺(包括焊接规范参数、焊接材料、预热、后热、装配焊接顺序)和焊后热处理等。

在结构材料和焊接材料选择正确、结构设计合理的情况下工艺因素是对结构焊接质量起决定性作用的因素。

11-1金属的焊接性

工艺措施对防止焊接接头的缺陷也起到重要作用焊前预热、焊后缓冷和消氢处理对防止热影响区的淬硬变脆降低焊接应力防止裂纹是比较有效的措施。构件类型方面：焊接构件的结构设计会影响应力状态，从而影响焊接性。接头处于刚度较小的状态，能自由收缩。可防止裂纹注意避免缺口、截面突变、焊缝余高过大、交叉焊缝不必增大焊件厚度和焊缝体积，否则产生多向应力。使用条件方面：高温工作时，易产生蠕变。低温工作或冲击载荷时，容易发生脆性破坏。在腐蚀介质下工作时，接头要求具有耐腐蚀性。
常用金属材料的焊接
目的与要求： ①掌握金属焊接性的含义、内容、影响因素。 ②掌握碳当量的含义、计算公式及评定方法。重点： ①碳当量焊接性的含义、焊接性的评定方法及工艺的拟订。 ②掌握碳当量的含义、计算公式及评定方法。难点：焊接性能的影响因素及碳当量的计算公式和评定方法。
一、焊接性概念金属的焊接性：指金属材料对焊接加工的适应性。也就是说在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。内容：包括接合性能和使用性能。接合性能：在一定的焊接工艺条件下，一定的金属形成焊接缺陷的敏感性。使用性能：在一定的焊接工艺条件下，一定的金属的焊接接头对使用要求的适应性。
同时具有预期的使用性能。
焊接性细分工艺焊接性——金属材料对各种焊接方法的适应能力。金属材料本身、焊接热源、工艺措施。使用焊接性——焊接接头满足技术条件中所规定的使用性能的能力。
焊接性还可以分为：冶金焊接性和热焊接性。
二、焊接性影响因素主要有四个方面：材料方面、焊接方法及工艺方面、构件类型方面、使用条件方面。材料方面：母材和焊接材料（如：焊条、焊丝、焊剂、保护气体等）。母材的性质起决定性影响焊接材料起关键性作用如母材与焊接材料匹配不当时，就会造成焊缝金属的化学成分不合格，力学性能和其他使用性能降低。焊接方法及工艺方面：焊接方法对焊接性的影响主要在两个方面焊接热源的特点影响热循环对熔池和接头的保护影响焊接冶金过程

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。

金属焊接性及其试验方法

• (2)严格按规定处理焊接材料焊条、焊剂应按规定烘干和保存；焊丝应严格除油、除锈；保护气体要经提纯去除杂质后使用。
• (3)合理安排焊接顺序大件或复杂形状的工件焊接时，为减少应力及变形，必须安排好各条焊缝的焊接次序。焊接次序安排不当，会影响接头性能，甚至引起焊接缺陷，从而使焊接性变差。
• (4)正确制定焊接规范只有焊接规范适当时，才能保证良好的熔合比和焊缝形状系数。这不仅对防止产生裂纹等缺陷是必要的，而且对保证接头性能也是十分重要的。除了控制线能量外，还要控制焊接电流、电弧电压及焊接速度，使之保持在一定的范围内。此外，预热温度和层间温度的控制也是不可忽视的。
• 二、烽接性试验方法分类
• 评定焊接性的方法有许多种，按照其特点可以归纳为以下几种类别：
• (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)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。
• (4) 层状撕裂试验常用的有Z向拉伸试验、Z向窗口试验、 Cranfield试验等。
通常是通过热裂纹试验来进行的。
(二)焊缝及热影响区金属抵抗产生冷裂纹的能力
•
焊缝及热影响区金属在焊接热循环作用下，由于组织

金属焊接性能影响因素

中碳钢的焊接
• 中碳钢含碳量较高，其焊接性比低碳钢差。当CE接近下限（0.25%）时焊接性良好，随着含碳量增加，其淬硬倾向随之增大，在热影响区容易产生低塑性的马氏体组织。当焊件刚性较大或焊接材料、工艺参数选择不当时，容易产生冷裂纹。多层焊焊接第一层焊缝时，由于母材熔合到焊缝中的比例大，使其含碳量及硫、磷含量增高、容易生产热裂纹。此外，碳含量高时，气孔敏感性也增大。
• （3）刚性对接裂纹试验方法，这种方法主要用于测定焊缝区热裂纹和冷裂纹，也可测定热影响区的冷裂纹，试件四周先用定位焊缝焊牢在刚度很大的底板上，试验时按实际施工焊接参数施焊试验焊缝，主要用于焊条电弧焊，试件焊后室温下放置24h，先检查焊缝表面，然后在切去试样磨片，检查有无裂纹，一般以裂与不裂为评定标准，每种条件焊两块试件。
金属焊接性能影响因素
金属材料的焊接性是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下，获得优良焊接接头的能力。一种金属，如果能用较多普通又简便的焊接工艺获得优良的焊接接头，则认为这种金属具有良好的焊接性能金属材料焊接性一般分为工艺焊接性和使用焊接性两个方面。
不会产生裂纹，但对厚大件或在低温下焊接，应考虑预热；< span=""> • CE在0.4～0.6％时，钢材的塑性下降，淬硬倾向逐渐增加，焊接性较差。焊前工件需适当预热，焊后注
意缓冷，才能防止裂纹；
• CE >0.6％时，钢材的塑性变差。淬硬倾向和冷裂倾向大，焊接性更差。工件必须预热到较高的温度，要采取减少焊接应力和防止开裂的技术措施，焊后还要进行适当的热处理。
• 化学组成方面，其中影响最大的是碳元素，也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。钢中的其他合金元素大部分也不利于焊接，但其影响程度一般都比碳小得多。钢中含碳量增加，淬硬倾向就增大，塑性则下降，容易产生焊接裂纹。通常，把金属材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材料可焊性的主要指标。所以含碳量越高，可焊性越差。含碳量小于0.25%的低碳钢和低合金钢，塑性和冲击韧性优良，焊后的焊接接头塑性和冲击韧性也很好。焊接时不需要预热和焊后热处理，焊接过程容易控制，因此具有良好的焊接性。

焊接工程学(第三章)

图3 试件形状试件尺寸
试件名称长L/mm 宽B/mm 焊缝长l/mm 1号试件 2号试件 200 200 75 150 125±10 125±10
焊接前先去除试件表面上的水分、铁锈、油污及氧化皮等杂质。所用焊条原则上应适合于所焊的试件，直径为4 mm。1号试件在室温下、2号试件在预热温度下进行焊接。焊接参数为：焊接电流：170±10A，焊接速度为150± 10mm/min。试件焊后在静止的空气中自然冷却，不进行任何热处理。不同强度等级和不同含碳量的钢种，有不同的最高硬度值。
高碳钢
≥0.60
40HRC
弹簧、模具、钢轨
二、低碳钢的焊接
1、低碳钢的焊接特点： a、可装配成各种不同的接头，适合各种不同位臵的施焊，且焊接工艺和技术简单，容易掌握； b、焊前一般不需预热； c、塑性好，焊接接头产生裂纹的倾向小，适合制造各类大型结构件和受压容器； d、不需使用特殊和复杂设备，对焊接电源（交流直流）和焊接材料（酸性碱性）无特殊要求。
三、金属焊接性的评定方法
1、工艺焊接性评定：主要评定对焊接缺陷的敏感性，尤其是裂纹形成倾向。 A、直接模拟实验：按照实际焊接条件，通过焊接过程观察焊接缺陷及其程度。主要有：冷裂纹实验、热裂纹实验、应力腐蚀实验、脆性断裂实验等。 B、间接推算法：根据材料的化学成分、金相组织、力学性能的关系，并联系焊接热循环过程对焊接进行评定。主要有：抗裂纹判据、焊接应力模拟等。
4、未熔合和未焊透：在焊缝金属和母材之间或焊道金属与焊道之间未完全熔化的部分称为未熔合。未熔合常出现在坡口的侧壁、多层焊的层间及焊缝的根部。未焊透是指母材金属之间应该熔合而未焊上的部分。该缺陷一般出现在单面焊的坡口根部及双面焊的坡口钝边。未焊透易造成较大的应力集中，往往从其末端产生裂纹。

焊接性基础求考试免挂版

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。

金属材料焊接性的影响因素分析

金属材料焊接性的影响因素分析摘要：金属材料的焊接性的好坏不仅是工程结构材料选择时的决定因素，也是选择焊接方法、焊接材料、焊接工艺的关键因素。

不同的金属材料的焊接性不仅跟材料的本身有关，还受很多外在因素的影响，所以，在选择焊接产品材料时既要考虑材料的成分、性能，又要考虑其他因素的影响，只有这样才能使选用的材料符合工程产品的要求。

关键词：金属材料；焊接性；因素；分析不同的金属材料获得优质的焊接接头的难易程度不同，选择相对应的合适的焊接方法、焊接材料、焊接工艺就很重要，所以金属材料的焊接性是一个很重要的指标。

所谓金属材料的焊接性是指在限定的施工条件下焊接成规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。

或者说金属材料的焊接性是指金属材料在一定的焊接工艺条件下获得完整焊接接头的能力，并且在一定的服役条件下安全运行的能力。

也就是说金属材料的焊接性要具备两种能力：一是要容易获得完整的焊接接头（外观和内在的质量要合格），说白了就是容易焊接成形，获得符合要求、优质外观美观、无缺陷的焊接接头的能力了；二是使用性，在一定的工作条件下（如低温环境、高温环境、动载荷、静载荷、腐蚀环境等）要能够安全使用不出现问题。

金属材料的焊接性其实是一个相对的概念。

对于同一种金属材料当选用不同的焊接工艺、不同的焊接方法设备、不同的焊接材料时，所表现出来了金属焊接性差异很大。

当焊接结构选定了金属材料时，进而选用适合这种材料焊接成形的焊接方法和焊接工艺。

例如一种金属材料采用现行的焊接方法焊接出来的焊缝效果不理想，那么随着新的焊接方法的开发和焊接工艺的完善，这种金属材料的焊接性可能会得到很好的改善。

另外，随着新的金属材料的出现以及对焊接结构的使用和服役条件有更高的要求时，也会带来新的焊接性问题。

金属材料的焊接性不仅与金属材料本身有至关重要的关系，而且还与其他因素密切相关，具体分析如下。

1.金属材料本身因素金属材料本身的成分和物理化学性能对金属材料的焊接性的好坏起着决定性的作用。

金属焊接性及试验方法

2
• 二、影响焊接性的因素
• 1、材料因素：母材和焊接材料
• （1）在相同焊接条件下，决定母材焊接性的主要因素是它本身的物理化学性能，其中化学成分是主要影响因素，它能决定HAZ的淬硬倾向、脆化倾向和产生裂纹的敏感性。
• （2）焊接材料直接参与焊接过程中的一系列化学冶金反应，决定着焊缝金属的成分、组织、性能及缺陷的形成。
金属含氢量与拘束条件的作用。 • 2）根据Pc值可以通过经验公式求出斜y坡口对接
裂纹试验条件下，为了防止冷裂纹所需要的最低预热温度To(℃): • To=1440 Pc-392
8
• （二）利用金属材料的物理性能分析 • （三）利用金属材料的化学性能分析 • （四）利用合金相图分析 • （五）利用CCT图或SHCCT图分析
3
• 2、工艺因素： • 焊接方法、焊接参数、预热、后热及焊后热处理等。 • 3、结构因素：主要有焊接结构和焊接接头的设计形式。 • （1）其影响主要表现在热的传递和力的状态方面； • （2）改善措施：减小接头刚度、减少交叉焊缝，避免
焊缝过于密集以及减少造成应力集中的各种因素。
4
• 4、焊接结构的使用条件： • 焊接结构的工作温度（高温、低温）; • 受载类别（静载荷、动载荷、冲击载荷、交变
SHCCT图是“模拟焊接热影响区的连续冷却曲线图”
9
第二节金属焊接性试验
• 一、焊接性试验的内容 • （一）焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力 • （二）焊缝及热影响区金属抵抗产生冷裂纹的能力 • （三）焊接接头抗脆性转变的能力 • （四）焊接接头的使用性能
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• 二、焊接性试验方法分类： • （一）、直接模拟试验类： • １）焊接冷裂纹试验 • ２）焊接热裂纹试验 • ３）再热裂纹试验 • ４）层状撕裂试验 • ５）应力腐蚀裂纹试验 • ６）脆性断裂试验 • （二）间接推算类： • 碳当量法、冷裂纹敏感指数Pc法、HAZ最高硬度法等 • （三）使用性能试验类：力学性能试验、耐压试验等

焊接性试验

p.1
p.1
p.1
p.1
第四节利用焊接性试验拟定焊接工艺的 -1994《焊接术语》中下的定义是：
•
焊接工艺是制造焊件所有关的加工方法和实施要
求。包括：
•
1 焊前准备
•
2 选择焊接方法
•
3 选择焊接材料
•
4 选择焊接参数：例如：焊接电流、电弧电压、
• 厚度：为焊件板厚。
p.1
• （二）焊接接头拉伸试验
• 板接头板形拉伸试样如图所示，至少1个。
• 按GB228-87《金属拉伸试验法》，在拉力机上进行。
p.1
• （三）焊接接头弯曲试验 • 试样种类和数量按相关标准制取。如无注明，可制
取正弯、背弯、侧弯试样各不少于1个，纵弯不少于2 个。尺寸按GB2649-89中的规定。 • 试验按GB232-88《金属弯曲试验法》，在拉力机上进行。
p.1
第六节金属焊接性试验工程应用实例
—— 拟定20MnMoNb钢大厚度高压蓄势水罐焊接工艺（自学）
p.1
• 一金属焊接性间接试验方法
• 有碳当量法、冷裂敏感指数法、SH-CCT图法、焊接
热模拟试验法等。
• 1 碳当量法
• (1) 由国际焊接学会（IIW）推荐的公式
• CE(IIW)= C + Mn /6 +（Cr + Mo+V）/5+（Cu+ Ni）/15
• 适用范围：中、高强度的非调质低合金高强钢（强度为 500～900MPa）
•
a 利用工艺焊接性试验（焊接冷裂纹敏感性试验）
确定热输入E的下限
•
E = 36IU/V
•
b 利用使用焊接性试验（焊接接头冲击试验）确

谈影响焊接质量的主要因素及存在问题的解决方法

谈影响焊接质量的主要因素及存在问题的解决方法摘要：焊接作为钢结构的一种主要连接方法，在我国建筑钢结构建设中发挥更加重要的作用。

在各种钢结构的建设中，必不可少的自然是钢的焊接技术。

因此焊接水平的提高是实现钢结构技术快速发展和确保建筑钢结构施工质量的关键。

关键词：焊接质量；影响因素；焊接工艺一、影响焊接质量的主要因素1、操作人员因素。

焊接工作的操作人员主要就是焊工及焊接设备的操作人员。

各种不同的焊接方法对焊工的依赖程度不同，手工操作占支配地位的手弧焊接，焊工操作技能的水平和谨慎认真的态度是焊接质量至关重要的因素。

即使埋弧自动焊，焊接规范的调整和施焊也离不开人的操作。

由于焊工质量意识差、操作粗心大意、不遵守焊接工艺规程、操作技能差等都可能影响焊接质量。

2、材料因素。

焊接使用的材料包括各种被焊材料，也包括各种焊接材料，还有与产品配合使用的各种外购或外协加工的零部件。

焊接生产中使用这些材料的质量是保证焊接产品质量的基础和前提。

从全面质量管理的观点出发，为了保证焊接质量，从生产过程的起始阶段，即投料之前就要把好材料关。

3、机器设备因素。

机器设备这一因素对焊接来说就是各种焊接设备。

焊接设备的性能，它的稳定性与可靠性对焊接质量会产生一定影响，特别是结构复杂、机械化、自动化高的设备，由于对它的依赖性更高，因此要求它有更好、更稳定的性能。

在压力容器质量体系中，要求建立包括焊接设备在内的各种在用设备的定期检查制度。

4、工艺方法因素。

焊接质量对工艺方法的依赖性较强，其影响主要来自两个方面：一方面是工艺制定的合理性；另一方面是执行工艺的严肃性。

某一产品或某种材料的焊接工艺的制定，首先要进行焊接工艺评定，然后根据评定合格的工艺评定报告和图样技术要求制订焊接工艺规程、编制焊接工艺说明书或焊接工艺卡。

这些以书面形式表达的各种工艺参数是指导施焊时的依据，它是模拟生产条件所作的试验和长期积累的经验以及产品的具体技术要求而编制出来的，是保证焊接质量的基础。

金属材料焊接性及试验方法

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1.2 金属材料的焊接性试验方法
• 1.2.2金属材料焊接性的试验方法与选择原则 • 1.焊接性试验方法分类 • 金属材料焊接性试验的方法很多，根据试验内容和特点可以分为工艺
焊接性和使用焊接性两大方面的试验，每一方面又可分为直接法和间接法两种类型。 • 直接法有两种情况:一种是模拟实际焊接条件，通过实际焊接过程考查是否发生某种焊接缺陷或发生缺陷的严重程度，根据结果直接评价材料焊接性;也可以通过试验确定出获得符合要求的焊接接头所需的焊接条件，这种情况一般用于工艺焊接性试验。另一种情况是直接在实际产品上进行焊接性试验。例如，压力容器的焊接试板主要用于使用焊接性试验。
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1.1 金属材料的焊接性
• 不同板厚、不同接头形式或坡口形状其传热方向和传递速度不一样，从而对熔池结晶方向和晶粒长大产生影响。结构的形状、板厚和焊缝的布置等决定接头的刚度和拘束度，对接头的应力状态产生影响。不良的结晶形态、严重的应力集中和过大的焊接应力是形成焊接裂纹的基本条件。
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1.2 金属材料的焊接性试验方法
• 间接法一般不需要焊接，只需对产品使用的材料做化学成分、金相组织、力学性能的试验，并进行分析与测定，根据结果和经验推测材料的焊接性。
• 金属材料焊接性试验方法分类见表1-1。 • 2.焊接性试验方法的选择原则 • 选择焊接性试验方法时一般应遵循下列原则。 • (1)针对性所选择的试验方法，其试验条件要尽量与实际焊接时的条
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1.2 金属材料的焊接性试验方法
• 1.2.4金属材料工艺焊接性试验方法
• 一、斜Y形坡口焊接裂纹试验法 • 这是一种在工程上广泛应用的试验方法。该试验广泛应用于评定碳钢

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。

影响金属材料焊接性的因素有哪些

影响金属材料焊接性的因素有哪些影响金属材料焊接性的因素很多，主要有：金属材料、结构设计、工艺措施、服役环境等四个方面。

焊接性是取决于母材和焊缝金属的化学成分、焊接结构和焊接接头的设计、焊接方法、焊接工艺等的一种综合性能。

材料因素材料因素是指木材本身和焊接材料；包括材料的化学成分、冶炼轧制状态、热处理、组织状态和力学性能等。

焊接材料如焊条电弧焊时的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、起提包弧焊时的焊丝和保护气体等。

在焊接过程中，木材和焊接材料直接参与熔池或熔合区的冶金反应，对焊接性和焊接质量有重要影响。

当母材或焊接材料选用不当时，会造成焊缝成分不合格，力学性能和其他性能降低，甚至会出现裂纹、气孔、夹渣等焊接缺陷，也就是焊接工艺性变差，因此必须正确选择。

在母材方面，以化学成分影响最大。

如钢材只是依靠合金元素来实现固溶强化，一般情况下在焊接过程中最易使焊缝金属、热影响区以及母材有良好的相匹配性能。

如果钢材为较复杂的合金系，并通过热处理、变形加工等方式实现强化，则不易获得与母材完全匹配的焊缝金属，甚至整个焊接接头。

对钢来说，影响焊接性较大的元素有C、P、H、S、O、N等，合金元素中的Mn、Si、Cr、Ni、Mo、Ti、V、Nb、Cu及B等，都在不同程度有可能增加焊接接头的淬硬倾向和裂纹敏感性。

一般来说，钢材的焊接性将随含碳量和合金元素含量的增加而恶化。

在冶炼方法、轧制工艺及热处理状态等，也都在不同程度上影响焊接性。

现在的CF钢（抗裂钢）、Z向钢、TMCP钢（控轧钢）等，都是通过精炼提纯、控制轧制工艺等手段来提高材料的焊接性。

结构因素结构因素有焊接结构和焊接接头的形式、刚度、及应力状态等，这些将影响接头的力学性能和产生焊接缺陷。

对于体积和重量有要求的焊接结构，设计中应选择比强度较高的材料（如轻合金材料），以达到缩小体积、减轻重量的目的。

对体积和重量无特殊要求的焊接结构，选用强度等级较高的材料也有其技术经济意义，这样可以减轻结构自重，节约母材和焊材，避免大型结构吊装和运输上的困难，并且能提高承载能力。