关于焊接中金属组织变化特性的研究
焊接接头的组织与性能
织和性能变化的区域,称为焊接
热影响区,亦称近缝区,
热影响区
熔合区
过热区 正火区
受到 不同规范的
热处理
部分 相变区
组织 性能最差
比淬火组织 脆性还大
正火处理 晶粒细化
晶粒大小 不均匀
熔合区
❖又称半熔化区,是焊 缝与母材的交界区,
❖加热温度:1490~1530℃ ❖组织:未熔化但因过热
而长大的粗晶组 织和 部分新结 晶的 铸态组织,
空气中的氧、氮; 空气中的水汽; 工件表面的锈、油和水
焊缝中气体含量增多, 产生气孔等缺陷,降低 焊缝的性能。
2 熔池体积小,冷却速度快,导致化学成分不均匀,易形 成气孔、夹渣等缺陷,甚至产生裂纹,
为保证焊缝的质量,焊接过程中通常采取以下措施:
❖减少有害元素进入熔池 在焊接过程中对熔化金属进行保护,使之与空气隔开,如: 采用焊条药皮、埋弧焊焊剂、气体保护焊的保护
❖正火区:紧靠着过热区; ❖加热温度:850~1100℃ AC1至AC3以上100-200℃ ❖组织:加热时金属发生重结
晶,冷却后得到均匀 细小的铁素体和珠光 体组织 近似于正火 组织 ,
❖特点:宽度约1.2~4.0mm,力学性能优于母材,
焊接热影响区:部分相变区
❖加热温度: AC1~AC3之
间 ❖组织:
❖特点:该区很窄,组织不均匀,强度下降,塑性很 差,是产生裂纹及局部脆断的发源地,
焊接热影响区:过热区
❖紧靠熔合区;
❖加热温度: 1100℃~1490℃
1100℃~固相线
❖组织: 粗大的过热组织,
❖特点:宽度为1~3mm,塑性和韧性下降, 焊接刚度大的结构时,该区易产生裂纹,
焊接热影响区:正火区
焊接过程中材料组织与力学性能相关性研究
焊接过程中材料组织与力学性能相关性研究随着制造业的不断发展,焊接作为一种常见的连接工艺,被广泛应用于各个领域。
焊接工艺的优化和焊缝强度的提高一直是研究的热点和难点。
而焊接过程中材料组织与力学性能之间的相关性研究,对焊缝质量的控制和性能的提升具有重要意义。
焊接是通过加热并保持一定时间,使金属基体与填充材料或母材之间的原子之间的相互作用增强,在接缝处形成一个新的金属连接体。
焊接过程中,在高温状态下,材料的组织会发生变化,从而影响焊缝的力学性能。
首先,焊接可能引起材料中的组织相变。
例如,焊接热循环过程中,钢材的奥氏体组织可能会发生相变,从而影响焊缝的强度和塑性。
焊接过程中材料的组织变化涉及相变和固溶度的变化,这些变化将直接影响焊接接头的性能。
其次,焊接过程中的热应力也会对材料的组织和力学性能产生影响。
焊接时,由于局部加热和快速冷却引起的温度梯度和应力梯度的存在,会导致焊缝产生热应力。
这些热应力可能会导致晶格、晶粒和相的畸变,从而产生裂纹和变形。
热应力还可能降低焊缝的强度和韧性。
此外,焊接过程中的金属的晶粒尺寸和形态也对焊缝的性能有重要影响。
晶粒尺寸直接决定材料的塑性和强度。
由于焊接过程中的局部加热和快速冷却,焊缝中的晶粒尺寸和形态可能与母材存在差异。
晶粒尺寸的变化可能导致焊缝的强度和韧性变化。
还有,焊接过程中可能发生的焊接缺陷也会对焊缝的力学性能产生影响。
焊接缺陷包括气孔、夹杂物、裂纹等。
这些缺陷不仅会导致焊缝强度降低,还可能引起断裂和破坏。
因此,为了研究焊接过程中材料组织与力学性能的相关性,需要深入了解焊接过程中材料组织的变化规律。
利用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等先进的测试仪器,可以观察和分析焊接接头中的组织结构和相变情况。
通过对焊接接头的切割、磨制和腐蚀处理,可以获得横截面的组织结构,进一步研究不同区域的成分分布和晶粒尺寸。
通过力学性能测试方法,如拉伸试验、冲击试验和硬度测试,可以评估焊接接头的强度、塑性和韧性。
Ti6Al4VCu异种金属激光焊接头组织及性能研究
Ti6Al4VCu摘要本文以Ti6Al4VCu 为基础材料,采用激光焊接的方法,研究了Ti6Al4VCu 异种金属激光焊接头的组织及性能,并通过分析实验结果,探讨了激光焊接过程中的物理化学现象以及焊接头成形的原理。
实验结果表明,Ti6Al4VCu 异种金属激光焊接头的组织结构均匀且致密,焊缝处没有明显的裂纹或夹杂物。
焊接头的强度和延展性能都非常优秀,并且耐腐蚀性能良好。
因此,Ti6Al4VCu 异种金属激光焊接头可以在航空航天、汽车制造、工程机械等领域中得到广泛的应用。
关键词:Ti6Al4VCu;异种金属;激光焊接头;组织;性能AbstractIn this paper, Ti6Al4VCu was used as the base material, and the laser welding method was adopted to study the microstructure and properties of the Ti6Al4VCu dissimilar metal laser welding joint. By analyzing the experimental results, the physical and chemical phenomena during the laser welding process and the principle of joint formation were discussed. The experimental results show that the microstructure of dissimilar metal laser welding joints is uniform and dense, and there are no obvious cracks or inclusions at the weld. The strength and ductility of the welded joints are excellent, and the corrosion resistance is also good. Therefore, the Ti6Al4VCu dissimilar metal laser welding joint can be widely used in aerospace, automobile manufacturing, engineering machinery and other fields.Keywords: Ti6Al4VCu; Dissimilar metal; Laser welding joint; Microstructure; properties1.引言激光焊接作为现代焊接技术中的一种重要方法,已经在航空、航天、汽车制造、机械制造等领域得到广泛的应用。
焊接热循环对焊接接头组织与性能的影响分析
焊接热循环对焊接接头组织与性能的影响分析焊接是一种常见的金属连接方法,通过加热和冷却来使金属材料相互结合。
焊接热循环是指焊接过程中金属材料所经历的加热和冷却的循环过程。
这个循环过程对焊接接头的组织和性能有着重要的影响。
首先,焊接热循环会对焊接接头的组织结构产生影响。
焊接过程中,焊接接头会经历高温和低温的循环,这会导致金属材料的晶粒尺寸发生变化。
在高温下,晶粒会长大,而在低温下则会细化。
这种晶粒尺寸的变化会影响焊接接头的力学性能。
晶粒细化可以提高焊接接头的强度和韧性,而晶粒粗化则会降低其力学性能。
因此,焊接热循环对焊接接头的晶粒尺寸有着直接的影响。
其次,焊接热循环还会对焊接接头的残余应力产生影响。
焊接过程中,金属材料会经历热胀冷缩的过程,从而产生残余应力。
这些残余应力可能会导致焊接接头产生变形、裂纹等缺陷。
焊接热循环的循环次数和温度变化幅度都会对残余应力产生影响。
循环次数越多、温度变化幅度越大,残余应力就越大。
因此,在焊接过程中需要合理控制焊接热循环,以减小残余应力对焊接接头的影响。
此外,焊接热循环还会对焊接接头的晶体结构产生影响。
焊接过程中,金属材料的晶体结构可能会发生相变。
相变会改变金属材料的晶体结构和性质,从而影响焊接接头的性能。
例如,某些金属在焊接过程中可能发生固溶体析出现象,导致焊接接头的硬度发生变化。
此外,相变还可能导致焊接接头的晶体结构发生变化,从而影响其力学性能。
因此,在焊接过程中需要考虑焊接热循环对晶体结构的影响,以保证焊接接头的性能。
最后,焊接热循环还会对焊接接头的耐腐蚀性能产生影响。
焊接过程中,金属材料会经历高温和低温的循环,这可能会导致焊接接头的耐腐蚀性能发生变化。
例如,某些金属在高温下容易发生氧化反应,从而降低其耐腐蚀性能。
此外,焊接热循环还可能导致焊接接头的组织结构发生变化,从而影响其耐腐蚀性能。
因此,在焊接过程中需要注意焊接热循环对焊接接头的耐腐蚀性能的影响。
综上所述,焊接热循环对焊接接头的组织和性能有着重要的影响。
焊缝金属的组织与性能
第一节焊缝金属的组织与性能一、焊缝熔池的一次结晶1.焊缝一次结晶的特点焊缝熔池的结晶都经过晶核生成和长大的过程。
有如下特征:(1)焊缝熔池小,冷却速度快;(2)焊缝熔池中的液态金属处于过热状态;(3)焊缝熔池金属是在运动状态下结晶;2.焊缝熔池一次结晶组织的特征:是从熔合线未完全熔化的晶粒上开始,沿着垂直熔合线的方向,向与散热方向禁止反的方向长大,形成柱状晶。
1.焊缝熔池一次结晶的组织性能由液态凝固后所得到的组织是一次组织,而在室温显微镜下所观察到的焊缝组织都是二次组织。
要观察一次组织时,必须用特殊的浸蚀方法才能将它显示出来。
焊缝对一次结晶时性能的影响是很吸显的。
粗大的柱状晶不但降低焊缝的温度,而且还降低焊缝的韧性。
此外,焊缝的一次结晶形态还对产生裂纹、气孔、夹渣、腐蚀都有很大的影响。
2.焊缝中的偏析焊接过程中,由于冷却速度过快,焊缝熔池在结晶时,其化学成分还来不及扩散均匀就已凝固,出现偏差;此外,还有一些非金属夹杂物,因来不及浮出熔池表面残存在在焊缝内也形成偏差。
焊缝中的偏差,常常是力学性能最薄弱的地带。
焊缝中的偏析分3种1)显微偏析:焊缝熔池在结晶过程中,先结晶的固相比较纯,后结晶的固相含合金元素和杂质略高,最后结晶的固相含合金元素和杂质最高。
影响显微偏析的主要因素是金属的化学成分。
2)区域偏析:焊缝熔池在结晶时随着电弧向前移动,熔池中的柱状晶也在不断的推移和大,此时会把未凝固的合金成分和杂质推向焊缝熔池中心,使中心的杂质浓度逐渐升高形成区域偏析。
3)层状偏析:在焊缝断面上,不同分层的化学成分分布不均匀的现象为层状偏析焊缝熔池结晶时,在结晶前沿的液体金属中,熔质的浓度较高,同时也集结一些杂质,当冷却速度较慢时,这一层的浓度较高的熔质和杂质可以通过扩散来减轻偏析的程度;当泠却速度较快时,浓度较高的熔质和杂质还没来不及“均匀化”就已凝固,使这个区域形成层状偏析。
二、焊缝金属的二次结晶1.二次结晶的组织焊缝熔池金属一次结晶结束后,熔池金属将转变为固体焊缝。
金属焊接中的微观组织与力学性能关系
金属焊接中的微观组织与力学性能关系金属焊接是一种常见的加工技术,用于将金属工件连接在一起。
焊接过程中,金属的微观组织会发生变化,而这些变化对焊接接头的力学性能产生重要影响。
本文将探讨金属焊接中微观组织与力学性能之间的关系。
1. 焊接的微观变化在金属焊接过程中,热输入会引起焊缝和热影响区域的温度升高,从而导致金属的相变和晶体结构发生变化。
例如,在焊接过程中,金属会经历熔化、凝固和再结晶等过程,形成新的晶粒和晶界。
同时,焊接过程中产生的高温和热应力还会导致金属的相变和晶体畸变。
2. 微观组织对力学性能的影响焊接接头的力学性能取决于金属的微观组织。
晶粒的尺寸和形状、晶界的分布和结晶度等微观特征对焊接接头的强度、韧性和硬度等性能具有重要影响。
2.1 晶粒尺寸和形状焊接过程中,金属的晶粒尺寸和形状会发生变化。
一般来说,焊接接头中的晶粒尺寸较大,且呈现出不规则的形状。
这种大尺寸和不规则形状的晶粒会导致焊接接头的强度降低,因为晶界的分布较不均匀,易于形成应力集中区域。
2.2 晶界的分布和结晶度焊接过程中形成的晶界对焊接接头的力学性能也具有重要影响。
晶界是相邻晶粒之间的边界,可以分为普通晶界和特殊晶界。
晶界的分布和结晶度会影响焊接接头的塑性和韧性。
晶界的分布越均匀,结晶度越高,焊接接头的塑性和韧性越好。
3. 优化焊接工艺为了优化焊接接头的力学性能,可以通过优化焊接工艺来控制微观组织的形成和变化。
以下是一些常见的优化方法:3.1 焊接温度和速度的控制控制焊接温度和焊接速度可以控制焊接接头中的晶粒尺寸和形状。
通过合理选取焊接温度和速度,可以使晶粒尺寸细化,形状更加均匀,从而提高焊接接头的强度和韧性。
3.2 热处理热处理是通过控制焊接接头的温度和时间进行加热和冷却处理,以改变焊接接头的微观组织和力学性能。
常见的热处理方法包括时效处理、退火处理和淬火处理等。
3.3 添加合金元素添加合金元素是通过改变焊接材料的成分,以调控焊接接头的微观组织和力学性能。
关于焊接中金属组织变化特性的研究
关于焊接中金属组织变化特性的研究【摘要】在焊接过程中,焊接接头、材料等方面的金属会发生组织变化,这将影响到焊接的品质。
另一方面,铝合金、钛合金轻质金属与不锈钢金属的组织变化特性也并不相同,因而有必要分别加以分析。
在这种背景下,本文首先分析了焊接中轻金属组织变化特性,进而探讨了焊接中不锈钢金属组织变化特性。
通过分析,以期为更好的了解焊接中金属组织变化特性,并进而指导焊接工作的合理开展提供必要的借鉴与参考。
【关键词】焊接;金属;组织变化;特性1.焊接中轻金属组织变化特性从轻金属方面来看,铝合金与钛合金是较为常见的焊接金属,其组织与性能通常对焊接热力具有显著的依赖性,不同的焊接热处理流程都会引起轻金属组织特性的变化。
就工业生产方面来看,所应用的钛合金通常是α相与β相的混合型组织。
所谓的α相,其具有典型密排六方结构,而β相则呈现的是体心立方结构。
目前,对通过熔化焊和固相焊方法焊接的轻金属焊接接头力学行为的研究较多。
在不同焊接方法焊接的接头中,除组织特征改变外,接头的力学性能常常与母材不相同,表现为局部的高梯度力学不均匀性。
硬度和断裂性能的变化是力学不均匀性的重要方面。
1420A1-Li合金Nd:YAG激光焊后,在焊缝处存在着较为显著的软化状况,显微硬度(HV)下降25以上。
Al-Li-Cu2095合金变极性钨极气体电弧焊接接头区应变分布也有类似的软化现象。
然而,Al-Mg异质材料激光焊接接头的硬度却却与前述两者相反,呈现出硬化现象。
大厚度Ti-6A1-4V钛合金电子束焊接接头焊缝区也反映出硬化现象,焊接热影响区和焊缝的硬度升高了34HV~37HV。
从过往的研究结果来看,Tl-6A1-4V钛合金薄板CO2激光焊对接接头和搭接接头硬度的测试结果也具有类似的硬化现象。
根据这些结果,可以看出轻金属焊接接头硬度的变化与焊接工艺的应用有着紧密的联系,然而当前还尚未能形成对于这一硬度变化规律的系统认识。
就轻金属焊接的接头区域而言,除了在硬度变化上具有不统一的状况外,在焊接接头的断裂部位也会受到焊接工艺的影响,并且这种影响存在着不均衡性。
焊接过程中的元素迁移与扩散行为研究
焊接过程中的元素迁移与扩散行为研究焊接是一种常见的金属加工方法,通过高温加热,使金属材料熔化并连接在一起。
在焊接过程中,元素迁移和扩散行为是一个重要的研究领域。
本文将探讨焊接过程中的元素迁移和扩散行为,并分析其对焊接质量和性能的影响。
在焊接过程中,高温下的金属熔池中,元素迁移和扩散是不可避免的现象。
元素迁移是指在焊接过程中,由于热量和流动力的作用,金属材料中的元素会从一个区域迁移到另一个区域。
而元素扩散则是指元素在金属材料中的自由运动,从高浓度区域向低浓度区域扩散。
元素迁移和扩散行为对焊接质量和性能有着重要的影响。
首先,元素的迁移和扩散会导致焊接接头中的成分变化,从而改变了焊接接头的化学成分。
这可能导致焊接接头的力学性能、耐腐蚀性能等方面的变化。
其次,元素的迁移和扩散还会影响焊接接头的晶体结构和晶界特性。
这可能导致焊接接头在应力下产生晶界腐蚀、晶界断裂等问题。
为了更好地理解焊接过程中的元素迁移和扩散行为,研究人员进行了大量的实验和理论研究。
实验上,他们通过使用高分辨率的电子显微镜和化学分析技术,观察和分析焊接接头中元素的分布和变化。
理论上,他们建立了各种模型和数学方程,用于描述元素迁移和扩散的机制和规律。
研究结果表明,焊接过程中的元素迁移和扩散行为受多种因素的影响。
首先,焊接温度是影响元素迁移和扩散的关键因素。
较高的焊接温度会加速元素的迁移和扩散速率。
其次,焊接材料的化学成分和晶体结构也会影响元素迁移和扩散的行为。
不同材料之间的化学反应和晶体缺陷会改变元素迁移和扩散的路径和速率。
此外,焊接过程中的焊接速度、焊接压力以及焊接气氛等因素也会影响元素迁移和扩散的行为。
例如,较高的焊接速度和压力可能会导致元素迁移和扩散的不均匀性,从而影响焊接接头的质量。
而不适当的焊接气氛可能会引入杂质元素,进一步影响焊接接头的性能。
综上所述,焊接过程中的元素迁移和扩散行为是一个复杂而重要的研究领域。
深入研究元素迁移和扩散的机制和规律,对于提高焊接接头的质量和性能具有重要意义。
焊接热循环条件下的金属组织转变特点
焊接和热处理的加热 及冷却过程如图示
45钢在焊接条件下比在热处理条件下的CCT曲线稍向 右移(Ms附近),说明相同冷却条件下,焊接时比热 处理的淬硬倾向大。 40Cr钢焊接条件下比热处理条件下的CCT曲线左移, 说明相同冷却条件下,焊接时比热处理的淬硬倾向小。
原因分析:
碳化物形成元素充分溶解在奥氏体中,才会增加奥氏体 的稳定性,热处理条件比焊接溶解充分,焊接淬硬倾 向低; 碳素钢不存在碳化物溶解过程,焊接条件下近缝区组织 粗化,故淬化倾向比热处理大。
焊接条件下CCT图的建立及其应用
影响CCT图的主要因素有母材的化学成分、冷却速度(或 冷却时间)、峰值温度、晶粒度和应力应变。
3.3.2 焊接热循环条件下 的金属组织转变特点
焊接条件的加热特点: 加热温度高 加热速度快 高温停留时间短 自然条件连续冷却 局部加热
焊接时加热过程组织转变特点
焊接时加热速度很快,各种金属的相变温度比等温转 变时发生很大变化,对于低碳钢和低合金钢焊接时, 不同焊接方法的加热速度如下:
应力应变都会增加内能, 从而加速扩散过程,有利 于扩散相变进行;拉应力 促进马氏体相变,即Ms 升高,转变要因素。
Tm与T8/5对晶粒长大的影响
a)16Mn钢(热扎)
b)15MnVN(正火)
晶粒粗化对奥氏体的分解转变及转变产物的形态有很大 影响。晶粒越粗大,晶界的总面积越少,减少了形核 机会,不利于奥氏体的转变。
应力应变的影响 焊接不可避免会产生热应力、组织应力以及拘束 应力,这样会引起弹性和塑性变形,对过冷奥氏体 转变具 有重要影响。
加热速度越快, 金属的相变点 Ac1和Ac3的温 度越高,且Ac1 和Ac3的温差越 大。
高温下焊接接头的组织变化
高温下焊接接头的组织变化碳钢和低合金耐热钢焊接构件在高温下长期工作时,由于组织不稳定,会导致性能改变。
碳钢和碳锰钢在高温下长期运行后,最容易发生珠光体球化和石墨化,在焊接热影响区还会产生魏氏组织。
(1)珠光体球化所谓珠光体球化就是片状珠光体中的渗碳体(Fe,C)有自行转化为球状并聚集成大球团的趋势。
面铁素体中析出的碳化物也同时聚集长大,在晶界处尤为明显。
钢中碳化物形态及分布情况对热强性有较大的影响,一般说来,片状碳化物的热强性较高。
球状碳化物,特别是聚集成大块的碳化物,会使钢的热强性明显下降。
碳钢最易球化,而钼钢、铬钼钢则较碳钢稳定,但铬钼钢如运行不当(如超温等),也会发生珠光体球化。
l2CrlMoV钢180℃时的管子爆破试验表明,中度球化对持久强度影响不大,但完全球化将使持久强度降低1/3。
球化组织可通过正火处理恢复成原先的片状组织。
(2)石墨化石墨化是比球化更为严重和有害的组织变化现象。
产生石墨化的原因主要是渗碳体在高温下的自行分解:Fe,C→3Fe+C(石墨)。
石易通常沿晶析出,呈链状分布,由于石墨的强度非常低,在钢中可视为空洞或裂纹。
譬如,某电厂管道在505℃下工作5年半后,在距焊缝金属约3-4mm处沿整个横截面突然断裂,原因即在于石墨化。
为避免石墨化的产生,往往在钢中加入与碳有较强结合力的元素,如铬、钒等。
一般说来,0.5%钼钢有较大的石墨化倾向,所以这种钢已由Cr-Mo钢来代替。
(3)魏氏组织魏氏组织在焊接热影响区产生的原因是由于过热,魏氏组织对室温强度影响较小,却能提高高温强度,但塑性有所降低。
魏氏组织的最大不利之处在于冲击韧度太低,旺旺会引起接头的脆性断裂。
实验三 焊接接头金相组织观察
实验四焊接接头金相组织观察一、实验目的1. 观察与分析焊缝的各种典型结晶形态;2. 掌握碳钢焊接接头各区域的组织变化。
二、实验设备及材料1. 粗细金相砂纸;2. 平板玻璃;3. 吹风机;4. 4%硝酸酒精溶液、脱脂棉;5. 金相显微镜;6. 碳钢焊接接头试块;7. 典型金相照片。
三、实验原理焊接接头由焊缝、熔合区和热影响区组成。
熔化焊是利用能量高度集中的热源,将被焊金属和填充材料快速熔化,然后冷却结晶而形成牢固接头。
在该过程中,焊接接头各部分经受了不同的热循环,因而获得的组织不同,从而直接导致机械性能的变化。
因此,了解焊接接头组织变化的规律,对于控制焊接质量有重要的意义。
1. 焊缝凝固时的结晶形态(1) 焊缝的交互结晶焊后联接处的母材和焊缝金属具有交互结晶的特征,图1所示为母材和焊缝金属交互结晶示意图。
由图可见,焊缝由熔池金属结晶凝固形成的,由于熔池金属冷却速度快且在运动状态下结晶,因此形成的组织为非平衡组织。
焊接熔池金属开始凝固时,多数情况下晶粒从熔合区半熔化的晶粒上以柱状晶形态联生长大,长大的主方向与最大散热方向一致。
图1焊缝金属的交互结晶示意图(2) 焊缝的结晶形态根据成分过冷的结晶理论,合金的结晶形态与溶质的浓度C0、结晶速度(或晶粒长大速度)R和温度梯度G有关。
C0、R和G对结晶形态的影响如图2所示。
由图可见,①当R和G不变时,随着C0增大,成分过冷程度增加,结晶形态将由平面晶转变为胞状晶、胞状树枝晶、树枝状晶、等轴晶;②当C0一定时,R越快,成分过冷程度越大,结晶形态逐渐由平面晶转变为胞状晶、树枝状晶及等轴晶;③当C0和R一定时,随着G增大,成分过冷程度减小,结晶形态将由等轴晶转变为树枝晶,最后为平面晶。
由于熔池各部位成分过冷不同,凝固结晶形态也有所不同。
在焊接熔池的熔化边界上,G较大,R很小,因此该处的成分过冷程度最图2 C0、R和G对结晶形态的影响小。
从熔化的边界处到焊接缝中心G逐渐变小,R却逐渐增大,且在焊缝中心处,G最小,R最大,故该处成分过冷程度最大。
金属焊接中的焊接材料微观组织演变
金属焊接中的焊接材料微观组织演变焊接是一种常见的金属连接方法,它通过将两个或多个金属部件熔化并结合在一起,从而形成强固的连接。
焊接材料的选择是焊接过程中至关重要的一环,因为材料的微观组织可以对焊接接头的性能和质量产生重大影响。
本文将探讨金属焊接中的焊接材料微观组织演变。
一、焊接材料选择的重要性在进行金属焊接时,选择合适的焊接材料非常重要。
焊接材料应具备与被焊金属相近的化学成分和物理性能,以实现良好的焊接性能和连接强度。
此外,焊接材料的微观组织也应考虑到焊接接头的使用条件和需求。
二、焊接材料的微观组织演变焊接过程中,焊接材料经历了一系列的热循环和冷却过程,这将导致其微观组织发生演变。
下面将分别介绍焊接材料的热影响区和熔化区的微观组织演变。
1. 热影响区的微观组织演变热影响区指的是在焊接过程中受到热输入但没有熔化的区域。
在热影响区,金属经历了不同程度的热处理,从而导致其微观组织发生变化。
首先是回火效应。
焊接过程中,金属会受到高温,然后迅速冷却,这会导致热影响区中的金属发生回火现象。
回火会使金属的硬度降低,但也会使其韧性增加,从而提高焊接接头的耐冲击性。
其次是晶界演变。
焊接过程中,原本无晶界的金属会形成晶界,同时原有的晶界也会发生变化。
晶界的形成和演变可能会导致金属的强度和韧性发生改变,因此需要对焊接材料的晶界进行评估。
此外,热影响区还可能发生相变和晶粒长大等现象,这些变化也会对焊接接头的性能产生影响。
2. 熔化区的微观组织演变熔化区是焊接过程中被熔化的区域。
在熔化区,焊接材料会经历熔化和再结晶的过程,从而形成新的晶粒结构。
焊接过程中的熔化和再结晶会导致晶粒尺寸变大,晶粒形态也可能发生变化。
这些变化在一定程度上会影响焊接接头的强度和塑性。
此外,焊接材料熔化区的固溶体和析出物也会发生变化,这可能会影响焊接接头的耐腐蚀性能。
三、控制焊接材料微观组织演变的方法为了获得理想的焊接接头性能,需要通过控制焊接材料的微观组织演变来实现。
焊接过程中的微观组织演变研究
焊接过程中的微观组织演变研究摘要焊接是一种常用的连接工艺,在焊接过程中,材料的微观组织会发生演变,这对焊接接头的性能起着重要影响。
本文通过对焊接过程中微观组织演变的研究,探讨了焊接过程中各个阶段的组织变化,以及不同焊接参数对组织演变的影响。
研究结果表明,焊接过程中的微观组织演变与焊接参数、材料性质等因素密切相关,通过合理调节焊接参数和材料选择,可以获得理想的焊接接头。
1. 引言焊接是一种将金属或非金属材料加热至熔点或塑性状态,利用加压或非加压形式实现熔融材料连接的工艺。
在焊接过程中,材料的微观组织会发生演变,这是由于焊接过程中的热输入、冷却速率等因素引起的。
微观组织的演变对焊接接头的性能起着重要影响,因此研究焊接过程中的微观组织演变具有重要意义。
2. 焊接过程中的微观组织演变焊接过程中的微观组织演变可以分为以下几个阶段:2.1 加热阶段在焊接过程中,首先是加热阶段。
当电弧或火焰作用于焊缝时,焊缝区域开始升温。
材料的微观组织会因加热而发生变化。
其中,金属晶粒的尺寸增大,晶界迁移和重结晶现象开始发生。
2.2 熔化阶段随着温度的升高,焊缝区域的材料开始熔化。
在熔化阶段,金属的晶体结构完全破坏,形成液态金属。
同时,由于熔融的金属具有高温、高浓度的活性化学性质,容易与周围环境中的气体、氧化物等发生反应。
2.3 冷却阶段当焊接过程结束后,焊缝区域开始冷却。
冷却速度的快慢对于焊接接头的微观组织演变起着决定性影响。
如果冷却速度较快,则会形成细小的晶粒,其中可能存在残余应力和不均匀的组织。
而如果冷却速度较慢,则晶粒会较大,组织均匀性较好。
3. 影响微观组织演变的因素焊接过程中微观组织演变受多种因素影响,包括焊接参数、材料性质等。
3.1 焊接参数焊接参数是指焊接过程中的温度、热输入、冷却速率等参数。
这些参数的变化会直接影响焊接接头的微观组织演变。
例如,在加热阶段,加热温度的高低会影响晶粒尺寸的生长速率;而在冷却阶段,冷却速率的快慢会决定晶粒的大小和组织的均匀性。
焊接金相组织的转变动力学计算
焊接金相组织的转变动力学计算
焊接金相组织的转变动力学计算是针对焊接过程中金属材料组织结构变化的研究。
在焊接过程中,金属材料会经历相变、晶粒生长、残余应力等复杂的物理过程,对于研究焊接接头的性能和质量具有重要意义。
动力学计算可以通过数学模型和计算方法来模拟焊接过程中组织结构的演变。
通常的研究方法包括:
1. 热传导模拟:模拟焊接过程中的温度场分布,确定热影响区域和焊接接头的温度历程。
2. 相变动力学模拟:考虑材料的熔化、凝固过程,预测固态相变和组织结构的演化。
3. 晶粒生长模拟:模拟焊接接头中晶粒的生长行为,预测晶粒尺寸和取向分布。
4. 残余应力计算:考虑焊接过程中的热应力和冷却过程中的残余应力,评估焊接接头的应力状态。
通过这些计算方法,可以更深入地理解焊接过程中金相组织的转变规律,帮助优化焊接工艺参数,提高焊接接头的质量和性能。
这种研究对于材料加工和工程应用具有重要意义。
熔焊原理:焊接接头的组织与性能
熔焊原理:焊接接头的组织与性能
层状偏析的存在,说明焊缝的凝固速度在作周期性变化,但造成这种变化的 原因,目前尚未完全认识清楚。层状偏析对焊缝质量的影响目前研究的也不够充 分。现已发现,层状偏析不仅可能使焊缝金属的力学性能不均匀,有时还会沿层 状线产生裂纹或气孔等缺陷。
三、焊缝金属的固态相变 熔池凝固后得到的组织通常叫做一次组织,对大多数钢来说是高温奥氏体。 在凝固后的继续冷却过程中,高温奥氏体还要发生固态相变,又称为二次结晶, 得到的组织称为二次组织。焊缝经过固态相变得到的二次组织即为室温组织。二 次组织是在一次组织的基础上转变而成,二者承前启后,对焊缝金属的性能都有 着决定性的作用。 1.低碳钢焊缝的固态相变 低碳钢焊缝的二次组织主要是铁素体十少量的珠光体,这是因为其含碳量很 低所致。一般情况下,铁素体首先沿原奥氏体柱状晶晶界析出,可以勾画出凝固 组织的轮廓。当焊缝在高温停留时间较长而冷速又较高时,铁索体也可从奥氏体 晶粒内部沿一定方向析出,以长短不一的针状或片状直接插入珠光体晶粒之中, 而形成所谓魏式组织。而在冷却速度特别大时,低碳钢焊缝中也可能出现马氏体 组织。
熔焊原理:焊接接头的组织与性能
◆ 熔池的凝固与焊缝金属的固态相变 随着温度下降,熔池金属开始了从液态到固态转变的凝固过程(图3—1),并
在继续冷却中发生固态相变。熔池的凝固与焊缝的固态相变决定了焊缝金属的结 晶结构、组织与性能。在焊接热源的特殊作用下,大的冷却速度还会使焊缝的化 学成分与组织出现不均匀的现象,并有可能产生焊接缺陷。
熔焊原理:焊接接头的组织与性能
1.焊缝金属的变质处理 液体金属中加人少量合金元素使结晶过程发生明显变化,从而使晶粒细化的方 法叫做变质处理。 2.振动结晶 振动结晶是通过不同途径使熔池产生一定频率的振动,打乱柱状晶的方向并 对熔池产生强烈的搅拌作用,从而使晶粒细化并促进气体排出。常用的振动方法 有机械振动、超声振动和电磁振动等。
金属焊接中的相变与组织演变规律研究
金属焊接中的相变与组织演变规律研究金属焊接是一种常见的连接技术,广泛应用于工业制造、建筑和航空航天等领域。
在焊接过程中,金属材料经历了相变和组织演变,这些变化对焊接接头的性能和质量具有重要影响。
因此,研究金属焊接中的相变与组织演变规律对于提高焊接接头的性能和可靠性具有重要意义。
首先,焊接过程中的相变是指金属材料在高温下发生的晶体结构转变。
常见的相变有固溶体的析出和溶解、相变的形核和长大等。
这些相变过程与焊接工艺参数、焊接材料的成分和热循环等因素密切相关。
例如,焊接过程中的快速冷却会导致金属材料中的固溶体析出,形成硬化相,从而提高焊接接头的强度和硬度。
相反,缓慢冷却则有利于固溶体的溶解,使接头具有较好的韧性和可塑性。
其次,焊接过程中的组织演变是指焊接接头中晶体结构的变化。
金属焊接过程中的热输入会引起焊接区域的晶粒长大和晶界迁移,从而改变了晶体的取向和排列方式。
这种组织演变对焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能具有显著影响。
例如,在焊接接头的热影响区,晶粒的长大和晶界的迁移会导致晶粒的取向不均匀,从而降低了焊接接头的强度和韧性。
此外,焊接接头中的残余应力也是组织演变的重要结果,它会导致接头的变形和开裂。
为了研究金属焊接中的相变与组织演变规律,研究者们采用了多种实验和数值模拟方法。
实验方法主要包括金相显微镜观察、X射线衍射和电子显微镜等。
这些实验方法可以直接观察到焊接接头中的相变和组织演变现象,并通过显微组织分析和晶体取向测量等手段来定量描述它们的规律。
数值模拟方法则通过建立焊接接头的数学模型,利用有限元分析和相场模拟等技术来模拟焊接过程中的相变和组织演变过程。
这些模拟方法可以预测焊接接头的力学性能和组织结构,并优化焊接工艺参数。
近年来,随着材料科学和计算机技术的发展,金属焊接中的相变与组织演变规律研究取得了许多重要进展。
研究者们不仅探索了焊接接头中的相变和组织演变机制,还提出了一系列改善焊接接头性能的方法。
焊接热循环条件下的金属组织转变特点
应力应变都会增加内能, 从而加速扩散过程,有利 于扩散相变进行;拉应力 促进马氏体相变,即Ms 升高,转变量增加。
人有了知识,就会具备各种分析能力, 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书,广泛阅读, 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍,我们能丰富知识, 培养逻辑思维能力; 通过阅读文学作品,我们能提高文学鉴赏水平, 培养文学情趣; 通过阅读报刊,我们能增长见识,扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操, 给我们巨大的精神力量, 鼓舞我们前进。
峰值温度Tm是影响晶粒长大的最重要因素。
Tm与5对晶粒长大的影响 a)16Mn钢(热扎) b)15MnVN(正火)
晶粒粗化对奥氏体的分解转变及转变产物的形态有很大 影响。晶粒越粗大,晶界的总面积越少,减少了形核 机会,不利于奥氏体的转变。
应力应变的影响 焊接不可避免会产生热应力、组织应力以及拘束
3.3.2 焊接热循环条件下 的金属组织转变特点
焊接条件的加热特点: 加热温度高 加热速度快 高温停留时间短 自然条件连续冷却 局部加热
焊接时加热过程组织转变特点
焊接时加热速度很快,各种金属的相变温度比等温转 变时发生很大变化,对于低碳钢和低合金钢焊接时, 不同焊接方法的加热速度如下:
加热速度越快,
金属的相变点
Ac1和Ac3的温 度越高,且Ac1 和Ac3的温差越 大。
加热时由珠光体、铁素体转变为奥氏体的过程是扩散性 重结晶过程,需要有孕育期。加热速度提高,必然引 起相变温度提高。
加热速度快和相变以上停留时间短,不利于扩散过程进 行,从而均质化的程度很差。
焊接时冷却过程组织转变的特点
焊接工艺对不锈钢材料组织和性能的影响
焊接工艺对不锈钢材料组织和性能的影响不锈钢是一种重要的金属材料,具有耐腐蚀、高强度和良好的加工性能等特点,在工业生产中得到了广泛应用。
而焊接是不锈钢加工中常用的连接方法之一,然而焊接工艺对不锈钢材料的组织和性能有着重要影响。
本文将从焊接工艺的选择、热影响区的变化以及焊接缺陷等方面探讨焊接工艺对不锈钢材料的影响。
首先,焊接工艺的选择对不锈钢材料的组织和性能有着直接的影响。
不同的焊接工艺会产生不同的热输入和冷却速率,从而影响焊缝和热影响区的组织结构。
例如,TIG焊接工艺通常采用惰性气体保护,热输入较小,能够得到较细小的晶粒和均匀的组织结构,从而提高了焊接接头的强度和耐腐蚀性。
而MIG焊接工艺则热输入相对较大,焊缝和热影响区的晶粒较大,容易产生晶间腐蚀等缺陷。
因此,在选择焊接工艺时需要根据具体应用要求和不锈钢材料的特性进行合理选择,以获得最佳的组织和性能。
其次,焊接过程中热影响区的变化也对不锈钢材料的组织和性能产生重要影响。
焊接过程中,焊缝周围的材料会受到高温热输入和快速冷却的影响,从而产生热影响区。
热影响区的组织结构和性能与焊接工艺、焊接参数以及不锈钢材料的化学成分等因素密切相关。
一般来说,热影响区的晶粒度会增大,晶粒形状也会发生变化,同时还可能出现相变、析出物的形成等现象。
这些变化会影响热影响区的力学性能和耐腐蚀性能,甚至引发裂纹和变形等缺陷。
因此,在焊接过程中需要合理控制焊接参数,以减小热影响区的变化,从而提高焊接接头的质量。
最后,焊接过程中可能出现的缺陷也会对不锈钢材料的组织和性能产生重要影响。
焊接缺陷包括焊缝中的气孔、夹杂物、裂纹等,这些缺陷会导致焊接接头的强度和耐腐蚀性下降。
气孔是最常见的焊接缺陷之一,它们会破坏焊缝的连续性,使焊接接头易受腐蚀介质侵蚀。
夹杂物是指在焊接过程中未熔化的杂质或异物,它们会降低焊接接头的强度和韧性。
裂纹是最严重的焊接缺陷,会导致焊接接头的破裂和失效。
因此,在焊接过程中需要严格控制焊接参数和操作技术,以减少焊接缺陷的产生,保证焊接接头的质量。
不同焊接材料的接头组织及力学性能研究
不同焊接材料的接头组织及力学性能研究摘要:搅拌摩擦焊接依靠高速旋转的非消耗搅拌头与被焊工件摩擦产生热量,使金属达到塑性状态,随着搅拌头的运动,塑性材料从前进侧迁移到后退侧,同时搅拌头会在塑性金属上作用一定的顶锻力,使金属实现紧密可靠的连接。
搅拌摩擦焊接过程中,轴肩产热占据了焊接过程总产热的85%左右,足够的热输入可以有效保证充分的材料流动。
然而,在工件厚度方向上,轴肩的影响范围有限,搅拌针就成了决定工件下方材料流动好坏的关键。
因此,轴肩对焊接过程的主要贡献是产热,而搅拌针对焊接过程的主要贡献是促进材料流动。
从材料塑性流态决定最终焊缝成形角度来看,搅拌针是决定最终焊缝成形的关键因素。
关键词:熔化极气体保护焊;接头组织;力学性能;工艺试验引言高强度低合金(HSLA)钢的历史可以追溯到19世纪,首次将碳含量在0.64%~0.90%的低合金钢用于桥梁建造,在随后的1个多世纪里,研究人员持续对材料的化学成分和性能进行改进,降低碳含量,增加Cr、Mn、Nb、Ce等合金以提升强度、增加抗腐蚀性等,以更好地适应工业应用。
硫化氢腐蚀主要存在于深海生态系统、油气田环境和污水环境中,金属材料均易在湿硫化氢环境下发生不同类型的腐蚀。
由于硫化氢在金属表面的解离能垒通常很小,解离的S快速沉积在表面,从而引起H2S“中毒”。
此外,金属焊接接头处往往具有复杂的组织,存在应力和缺陷,更容易产生疲劳裂纹,而成为硫化氢腐蚀的重点区域。
统计数据表明,尽管焊接接头只占压力容器总体积的1%左右,却有约70%的腐蚀断裂是由它们引起的。
焊接接头在焊接过程中要经历高温、熔化、再冷却凝结的过程,其中的显微组织会发生很大变化。
焊接接头主要由焊缝区、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成,是整个设备中质量最不容易控制的地方。
焊缝处强度增大,韧性降低,是整个容器受力情况最恶劣的地方,也是腐蚀情况最严重的部分,其应力腐蚀敏感性明显大于其他部位。
影响应力腐蚀开裂的因素有很多,诸如温度、pH值、材料本身等。
焊接热影响区组织变化的特点
焊接热影响区组织变化的特点焊接这事儿,听起来有点儿高大上,但其实跟咱们的生活关系可大着呢。
想象一下,你手里拿着个铁棍,开始在金属上点焊接,热气腾腾的,火花四溅。
那火花飞溅的背后,发生了什么你知道吗?其实是金属的组织在发生变化,尤其是焊接热影响区,这个区域的变化可是至关重要!那会儿金属的“脾气”大变样,老铁心情大变,刚才还硬邦邦的,现在软了、脆了,咋办?这就是热影响区的魅力——它可不是什么小角色哦!一不小心,这里的组织变化会导致焊接质量大打折扣,搞不好整块材料就废了。
得说焊接热影响区为什么这么特殊。
你看,金属在焊接过程中,受到了极高的温度,瞬间像是经历了“从天堂到地狱”的煎熬。
说的简单点,就是本来是硬硬的金属块,忽然被一团火热的电弧烧得发烫,这时候金属的结构就开始“犯二”,有些部分硬了,有些部分脆了。
高温下,金属晶粒发生了变化,变得粗大或者不稳定,甚至有些地方融化了,跟咱们吃的糖一样,热了就开始流动,冷了就又变硬。
尤其是在焊接的热影响区,温度不均匀,造成了金属的组织不一。
你想,这样一个不安定的状态,想让它继续稳定下来,那可不是小事一桩。
这种热影响区的变化,不仅仅是结构上的问题。
它还会直接影响到材料的力学性能。
比如说,刚焊接完的地方,它的强度、韧性都可能下降。
想象一下你吃了一块硬邦邦的牛排,突然咬到一块超嫩的,里面的油脂甚至让你觉得怪怪的,这就像热影响区的变化一样,有些地方被加热过后,软了,失去了原有的硬度。
哦,别忘了,金属加热过后冷却速度不一,也会导致它的晶体结构发生变化。
结果可能是这部分变得特别脆,甚至一碰就碎。
热影响区的结构变化对焊接接头的性能影响最为明显。
你别看焊缝本身可能挺结实的,但如果热影响区搞得不好,那整个结构的稳定性就打了折扣。
比如,可能原本非常坚硬的钢材,焊接后在热影响区变得像饼干一样脆弱,拿着它搬东西可能就断掉了。
这种变化,往往是在焊接操作完成后才发现的,怎么办呢?只有通过后期的热处理来恢复它的韧性与强度,但这也得看情况,弄不好就事倍功半。
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关于焊接中金属组织变化特性的研究
【摘要】在焊接过程中,焊接接头、材料等方面的金属会发生组织变化,这将影响到焊接的品质。
另一方面,铝合金、钛合金轻质金属与不锈钢金属的组织变化特性也并不相同,因而有必要分别加以分析。
在这种背景下,本文首先分析了焊接中轻金属组织变化特性,进而探讨了焊接中不锈钢金属组织变化特性。
通过分析,以期为更好的了解焊接中金属组织变化特性,并进而指导焊接工作的合理开展提供必要的借鉴与参考。
【关键词】焊接;金属;组织变化;特性
1.焊接中轻金属组织变化特性
从轻金属方面来看,铝合金与钛合金是较为常见的焊接金属,其组织与性能通常对焊接热力具有显著的依赖性,不同的焊接热处理流程都会引起轻金属组织特性的变化。
就工业生产方面来看,所应用的钛合金通常是α相与β相的混合型组织。
所谓的α相,其具有典型密排六方结构,而β相则呈现的是体心立方结构。
目前,对通过熔化焊和固相焊方法焊接的轻金属焊接接头力学行为的研究较多。
在不同焊接方法焊接的接头中,除组织特征改变外,接头的力学性能常常与母材不相同,表现为局部的高梯度力学不均匀性。
硬度和断裂性能的变化是力学不均匀性的重要方面。
1420A1-Li合金Nd:YAG激光焊后,在焊缝处存在着较为显著的软化状况,显微硬度(HV)下降25以上。
Al-Li-Cu2095合金变极性钨极气体电弧焊接接头区应变分布也有类似的软化现象。
然而,Al-Mg异质材料激光焊接接头的硬度却却与前述两者相反,呈现出硬化现象。
大厚度Ti-6A1-4V钛合金电子束焊接接头焊缝区也反映出硬化现象,焊接热影响区和焊缝的硬度升高了34HV~37HV。
从过往的研究结果来看,Tl-6A1-4V钛合金薄板CO2激光焊对接接头和搭接接头硬度的测试结果也具有类似的硬化现象。
根据这些结果,可以看出轻金属焊接接头硬度的变化与焊接工艺的应用有着紧密的联系,然而当前还尚未能形成对于这一硬度变化规律的系统认识。
就轻金属焊接的接头区域而言,除了在硬度变化上具有不统一的状况外,在焊接接头的断裂部位也会受到焊接工艺的影响,并且这种影响存在着不均衡性。
对两种焊接方法焊接的接头,断裂时近缝区存在明显的应变集中。
很多轻金属结构为薄板焊接结构,这类结构焊接接头断裂韧度的测试和评价目前仍无可以遵循的标准。
对1420A1-Li合金Nd:YAG激光焊接接头和BT20钛合金CO2激光焊接接头母材、热影响区和焊缝的断裂韧度分别参照ASIMB871-O1和BS7448标准进行测试。
从断裂韧度的测试结果可以看出,1420A1-Li合金和BT20钛合金激光焊接接头不同区域的断裂韧度有较大差别,焊缝和热影响区的断裂韧度低于母材,焊缝金属断裂韧度最低,热处理状态对断裂韧度有一定影响。
这些研究结果表明,就轻金属焊接而言,其接头的焊缝、热影响区域及材料的断裂具有不同的机制,断裂的韧度也受到焊接技术、材料表面的具体状态及焊接之后的热处理
环节等的影响,而目前安也缺少较为科学完善的轻金属焊接接头的检测方法。
总体而言,针对焊接接头金属组织的变化,可以采用如下方法来加以处理:一是有针对性的加入Mo、Ti等合金元素,从而确保碳化物可以在温度不断升高时得到先行析出;二是采用跟踪回火操作,也即在每一道焊缝完成之后,立刻使用气焊的火焰来对焊道的表面进行加热处理,从而更好的对焊缝金属组织进行改善;三是使用多层多道的焊接工艺,这种方式的使用可以保证不同焊层之间的互相热作用得到有效发挥,从而起到对晶粒加以细化的效果;四是锤击焊道表面,其目的是为了细化晶粒,改善整个焊缝的组织性能。
2.焊接中不锈钢金属组织变化特性
焊接是一种接合的方式,可以用于不锈钢焊接,而不锈钢中奥氏体铁含量对焊接性及焊道有很大的关系,一般要求注意焊道中的奥氏体铁含量,因其关系到焊道与母材之间的稀释作用,也即在焊接时母材有多少成份熔入焊道而产生稀释反应。
奥氏体铁系不锈钢是目前运用十分广泛,就我国市场来说,其占总使用量80%以上。
一般而言,奥氏体铁系不锈钢的焊接性比肥粒铁系和马氏体系不锈钢要好。
其中又以304型用得最多,为了成形,焊接接合十分常见。
304型不锈钢焊接时正常状况下较不会产生明显的龟裂,并且经高温融熔后并无相变化反应,仍然为FCC结构特有的延性、韧性,但焊件热影响区(Heat-Affected zone,HAZ)却常因敏化(sensitization)现象导致抗蚀性劣化。
为了确切掌握实际影响之状况,本文按照一定的304型不锈钢焊接参数,作出焊接试片,并进行了敏化处理、电解腐蚀试验、金相观察等。
研究分别制作了304不锈钢件在620℃x24h敏化热处理条件下,在热影响区的敏化OM金相图;304焊件经620℃x24h HAZ,也即包括焊道区域析出物的EDS成分分析图;304焊件620℃x24h HAZ 附近基地的EDS成分分析图。
根据这些图像,本文发现热影响区及其附近基地并无明显的龟裂现象、也无相的变化反应,由此可以证明焊接空冷完后仍是安定的γ相、FCC结构之奥氏体铁系组织;但由于热影响区含碳量(counts130)较焊件基地(counts90)高,因而在热影响区晶界的地方有很多碳化物(碳化铬)析出,因为此区铬(Cr)量冲高(counts1090),却使周围基地Cr(铬)量减少(counts230),于是造成“铬贫乏区”的容易腐蚀现象,这是热影响区的“敏化”所生成的。
又由于Fe(铁),Cr(铬)的成分皆很高,所以也有M23C6的析出。
因此,304不锈钢焊件热影响区因敏化的现象容易产生晶界腐蚀的现象。
一般304型不锈钢虽然相变态与焊接冷却速率成正比,不过敏化程度与焊接冷却速率却成反比,层间温度越高,冷速越慢,敏化越严重。
焊接时,应采用低熔填/多道次的方式,并降低焊接起始温度,可降低热影响区的敏化程度,提升焊件寿命。
总体而言,不锈钢焊件在热影响区的金相,因敏化现象的缘故,在晶界上有很多碳化物析出,容易造成晶界腐蚀现象;不锈钢焊接时并无明显的龟裂,一般的空冷也不会造成相变态;不锈钢敏化程度与焊接冷却速率成反比,层间温度越高,冷速越慢,敏化越严重。
焊接时,应采用低熔填/多道次的方式,并降低焊接起始温度,可降低热影响区的敏化程度,提升焊件寿命。
3.小结
总的来说,在焊接过程中,对于金属接头、金属材料及其他金属物件都会造成一定的影响,这种影响在不同属性金属中的展现也是不同的,有必要分别进行探讨。
从本文研究结果来看,轻质金属接头受到的影响是较为显著的,而对于不锈钢材质的金属而言,焊接所带来的组织变化并不是很显著。
当然,无论哪一种属性的金属,都应当有针对性的合理开发与应用焊接工艺,以求将这种影响力降到最低。
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