焊接冶金学
焊接冶金学重点答案
（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）焊接结构的使用条件：
焊接结构的工作温度（高温、低温）;
碳当量公式没有考虑元素之间的交互作用，也没有考虑板厚、结构拘束度、焊接工艺、含氢量等因素的影响。因而用碳当量评价焊接性是比较粗略的，使用时应注意条件
2）焊接冷裂纹敏感系数
(1）不仅包括了母材的化学成分，又考虑了熔敷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(℃):
（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
3-2:选择或制定焊接性试验方法的原则:１)针对性与可比性原则：焊接性试验的条件要尽量与实际焊接时的条件相一致２)可靠性原则：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原则
To=1440 Pc-392()通常的讲就是对冷裂纹发生可能的敏感程度或指标。一般和碳当量同步的，其值越高，裂纹倾向就越大，一般碳当量公式计算结果大于等于0.45 即有冷裂纹的倾向。此外表面硬度越高，裂纹倾向也越大。
3、焊接性的试验方法分类？
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)中碳钢调质状态下焊接时的工艺特点
(1)当必须在调质状态下进行焊接时，除了裂纹外，热影响区的主要问题是：高碳马氏体引起的硬化和脆化；高温回火区软化引起的强度降低。
焊接冶金学-焊接化学冶金
氢通过熔渣向金属中溶解时，氢先溶于熔 [OH ] 向金属中过渡 渣，然后再以
H2O (O ) 2(OH )
(Fe2 ) 2(OH ) [Fe] 2[O] 2[ H ]
40
2
此时的溶解反应为吸热反应，故溶解度随着温 度的升高而增大，并在一定温度下达到最大值
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气保护 用于保护熔池和溶 滴的气体应是惰性气 体，并在高温下不分 解，或是活性的不溶 于金属液体的双原子 气体(CO2)。
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氩气
氩气为惰性气体，高温下不溶入液态金属，也不与金属发生化学反 应，因此，氩气是一种理想的保护气体。 由于氩弧温度高，因此一旦引燃，电弧就很稳定。 氩弧焊一般要求氩气纯度达99.9%，我国生产的工业纯氩，其纯度 可达99.9%，完全合乎氩弧焊的要求。 氩弧焊对焊前的除油、去锈、去水等准备工作要求严格，否则就会 影响焊缝质量。
3) 铁合金氧化 ：先期氧化，降低气相的氧化性
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2）熔滴反应区
指熔滴形成、长大、脱离焊条、过渡到整个 熔池 特点:
１).温度高：1800－2400℃ ２).与气体、熔渣的接触面积大 ：1000－ 10000 cm2/kg ３).时间短速度快 :0.01-0.1s;0.0001-0.001s
焊接方法不同，冶金反应阶段也不同。以手 工电弧焊为例，加以讨论
1、药皮反应区：指焊条受热后，直到焊条药 皮熔点前发生的一些反应。(100-1200℃)
1) 水分蒸发：100 ℃吸附水的蒸发，200－400 ℃结晶 水的去除，化合水在更高温度下析出
2) 某些物质分解:形成Co，CO2，H2O，O2等气体
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熔渣保护 利用焊剂、药芯或药 皮熔化形成的熔渣起到 保护作用。对于埋弧焊 来讲，焊剂及其熔渣的 保护效果很好。 • 防止金属氧化和吸气 • 另一方面向熔池过渡合 金元素，提高焊缝性能 • 还可以减少散热，提高 生产率，防止强光辐射
焊接冶金学共19页文档
从发展趋势看，焊接逐步向高效率、高质量，降低劳动强度，降低能源消耗的方向发展。
焊接能源应当：热量高度集中，可快速实现焊接过程，并保证得到致密而强韧的焊缝和最小的焊接热影响区热源种类电弧热、化学热、电阻热、高频热源、摩擦热、等离子焰、电子束、激光束等等。
焊接过程的热效率热源提供的热量为Q0，有效地用于加热焊件的热量为Q，那一定条件下η是常数，决定于热源性质、焊接工艺方法、焊接材料种类、焊接金属的性质及尺寸形状等。
焊接传热的基本形式:电弧焊条件下，由热源传给焊件主要以辐射和对流为主；母材和焊条获取热量后，以热传导为主。
焊接传热研究内容主要是焊件上的温度变化及其分布。
温度梯度：构件上某点温度最大方向导数。
稳定温度场：焊件上各点的温度不随时间的改变而变。
焊接准稳定温度场：对于正常焊接条件下移动热源，经过一定的时间以后，焊件各点温度虽随时间而变化，但温度能跟随热源一起移动，热源下各点的温度相对保持不变。
加热和熔化焊条的热能：电阻热、电弧热和化学反应热。
电阻加热:电阻加热使焊芯和药皮的温度升高。
焊条金属的熔化: 焊条金属的熔化速度在焊接过程中是不均匀的。
焊条金属平均熔化速度: 单位时间内熔化焊芯的质量或长度，即平均熔化速度，试验表明与焊接电流成正比。
熔敷速度：单位时间内焊接材料进入焊缝金属的质量。
损失系数：飞溅、氧化和金属蒸发损失焊条金属与熔化金属总量之比。
分析可知提高焊条熔化速度的途径：增加电弧在焊条端部析热；提高过渡频率，以细颗粒过渡；在药皮中加入铁粉或其他金属添加剂；适当增加电阻热等研究熔滴过渡的意义：过渡影响焊接过程稳定性、飞溅大小、焊缝成形和缺陷产生；影响高温冶金反应的时间、温度、比表面；调节焊接热输入，影响焊缝结晶、改变热影响区的尺寸和性能；影响焊条金属的溶化速度比表面：熔滴的表面积Fg与其体积Vg或质量之比对低碳钢熔滴平均温度2100～2700K。
电流 I↑，熔滴温度T↑焊条直径Φ↑，T↓熔池的形状、尺寸、温度、存在时间、流动状态对熔池中的冶金反应、结晶方向、晶体结构、夹杂物数量分布、焊接缺陷的产生均有重要影响。
焊接冶金学 缩印版
一、焊接性是指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力。
它有两方面的含义，一是工艺焊接性即结合性能，指材料在焊接加工中是否容易形成接头或产生缺陷；二是使用焊接性即使用性能，指焊接完成的接头在一定使用条件下可靠运行的能力。
冶金焊接性：是指熔焊高温下的熔池金属与气相、熔渣等相之间发生化学冶金反应所引起的焊接性变化。
主要影响焊缝金属的组织和性能。
热焊接性：焊接过程中要向接头区域输入很多热量，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，从而引起热响应区硬度、强度、韧性、耐蚀性等的变化。
影响焊接性的因素。
1、材料因素：包括母材本身和使用的焊接材料。
母材或焊材选用不当时，会造成焊缝成分不合格、力学性能和其他使用性能降低，造成焊接缺陷。
2、设计因素；设计结构时应使接头处的应力处于较小的状态，能够自由收缩，这样有利于减小应力集中和防止焊接裂纹。
3、工艺因素：焊接方法对焊接性的影响首先表现在焊接热源的能量密度、温度以及热量输入上，其次表现在保护熔池及接头附近区域的方式上。
工艺措施有焊前预热、缓冷和焊后热处理，可防止热影响区淬硬变脆、减小焊接应力，避免氢致冷裂纹等。
4、服役环境：工作温度高时可产生蠕变；工作温度低或荷载为冲击荷载时，易发生脆性破坏；工作介质有腐蚀性时，接头要求有耐腐蚀性。
二、焊接性实验的内容1、焊接金属抵抗产生热裂纹的能量力。
2、焊缝及热影响区抵抗产生冷裂纹的能力。
3、焊接接头抵抗脆性断裂的能力。
4、焊接接头的使用性能。
评定焊接性的原则1、评定焊接接头产生工艺缺陷的倾向，为制订合理的焊接工艺提供依据。
2、评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。
三、热轧及正火钢的焊接性：1冷裂纹及影响因素热轧钢含少量合金元素，碳含量比较低，一般情况下，冷裂倾向不大。
正火钢由于合金元素比较多，淬硬倾向有所增加，易产生焊接冷裂纹。
影响因素：1碳当量2淬硬倾向 3热影响区最高硬度2热裂纹和消除应力裂纹(1)焊缝热裂纹：热轧及正火钢一般含碳量较低，而Mn含量较高，具有良好的抗热裂性能，焊接过程中的热裂纹倾向较小，正常情况下焊缝中不会出现热裂纹。
焊接冶金学
绪论焊接：被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。
焊接实质：当两个被焊的固体金属表面接近到相距r时，就可以在接触表面上A进行扩散、再结晶等物理化学过程，从而形成金属键，达到焊接的目的。
为了克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素，两种措施：1.对被焊接的材质施加压力2.对被焊材料加热（局部或整体）焊接热源：1.电弧热2.化学热3.电阻热4.高频感应热5.摩擦热6.等离子焰7.电子束8.激光束焊接接头的形成：一般要经历加热、熔化、冶金反应、凝固结晶、固态相变，直至形成焊接接头提高焊缝韧性:加入微量合金元素（Ti、Mo、Nb、V、Zr、B和稀土等）排除焊缝杂质（S、P、O、N、H等）焊缝缺陷:偏析、夹杂、气孔、热裂纹、冷裂纹、脆化等第一章焊接化学冶金1.1熔池：母材上由熔化的焊条金属与局部熔化的母材所组成的具有一定几何形状的液体金属叫做熔池熔池中流体的运动：1.原因1）温度分布不均匀由液态金属的密度差造成自由对流运动2）表面张力差所引起的强对流运动3）热源的各种机械力所产生的搅拌作用 2.作用：1）使熔池中焊丝金属和母材金属混合均匀，使冶金反应顺利进行2）获得成分均匀的焊缝金属，有利于气体和非金属夹杂逸出1.2焊接过程中对金属的保护熔渣:埋弧焊、电渣焊、不含造气成分的焊条和药芯焊丝焊接。
利用焊剂以及其熔化以后形成的熔渣隔离空气保护金属的，焊接的保护效果取决于焊剂的粒度和结构、混合气体）中焊接。
保护效气体：气焊、在惰性气体和其他保护气体（如CO2果取决于保护气的性质与纯度、焊炬的结构、气体的特性等因素熔渣和气体：具有造气成分的焊条和药芯焊丝焊接。
一般由造气剂、造渣剂和钛合金等组成的。
造渣剂融化以后形成熔渣，覆盖在熔滴和熔池表面上将空气隔开。
熔渣凝固以后，在焊缝上面形成渣壳，可以防止处于高温的焊缝金属与空气接触。
焊接冶金学 绪论
第 0章 绪论 第 0章 绪论
3.焊接接头及其形成过程
(2)焊接接头的形成过程
固态相 对于有同素异构转变的材料而言，焊接过程中会发生 固态相变。相变过程既可发生在热影响区，也可出现 变过程 在焊缝。 相变的 焊缝成分是由被焊材料和填加材料共同组成，因而焊 缝相变过程与热影响区有所不同。热影响区中各点所 差异性 经受的焊接热作用不同，因而组织转变也不同。
焊接冶金学
刘会杰
焊接冶金学 焊接冶金学
第0章 绪论
本课程的教学目的和内容
教学方法，教学目的，教学内容。
焊接的本质和途径
焊接的概念及内涵, 实现焊接的途径。
焊接接头及其形成过程
焊接接头的组成，焊接接头的形成过程。
焊接方法的种类和特点
熔焊方法的种类，熔焊方法的特点。
焊接温度场和焊接热循环
温度场类型及成因，热循环参数和特点。
响区的形成过程。
过程 由于各区所经历的焊接 热作用不同，其形成所 差异 经历的过程也不相同。 过程 经历
焊接热过程 固-液状态演变过程 焊接化学冶金过程 固态相变过程
图0-3 焊接接头形成过程描述图 T—温度 t—时间 T0—初始温度 Tr—相变温度 TS—固相线温度 TL—液相线温度 Tm—峰值温度
准稳定温度场形成后，热源周围的温度分布不变。当采用 坐标原点与热源中心重合的移动坐标系时，工件上各点温 度只取决于它们的空间坐标，而与热源的移动距离无关。
第 0章 绪论 第 0章 绪论
5.焊接温度场和焊接热循环
(1)焊接温度场
准 稳 定 温 度 场
恒定功率的热源作 用在工件的固定位 置时，经过一段时 间后，工件上就会 形成等温线或等温 面形状和尺寸不变 的准稳定温度场。
焊接冶金学课后答案
焊接冶金学课后答案第三章：合金结构钢1．分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差别？在制定焊接工艺时要注意什么问题？答：热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si。
（2）细晶强化，主要强化元素：Nb,V。
（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V.；正火钢的强化方式：（1）固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。
热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件下粗晶区的V析出相基本固溶，抑制A长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、M-A等导致韧性下降和时效敏感性增大。
制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接。
2．分析Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。
答:Q345钢属于热轧钢，其碳当量小于0.4％，焊接性良好，一般不需要预热和严格控制焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345钢连续冷却时，珠光体转变右移，使快冷下的铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏体与马氏体具有淬硬倾向，Q345刚含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在Q345刚中加入V、Nb达到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。
被加热到1200℃以上的热影响区过热区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，Q345钢经过600℃某1h退火处理，韧性大幅提高，热应变脆化倾向明显减小。
；焊接材料：对焊条电弧焊焊条的选择：E5系列。
埋弧焊：焊剂SJ501，焊丝H08A/H08MnA.电渣焊：焊剂HJ431、HJ360焊丝H08MnMoA。
CO2气体保护焊：H08系列和YJ5系列。
焊接冶金学
焊接冶金基础三、焊接热影响区的组织和性能焊接热影响区焊接接头各部位的加热峰值温度分布如图10所示。
加热时各部位组织变化情况是：加热温度超过Ac3开始发生α－γ的转变，在且Ac1～Ac3之间转变继进行，到达Ac3转变完了，温度继续升高达1100℃时，晶粒急剧长大，热影响区各点的组织变化首先取决于峰值温度Tmax不同焊接方法热影响区的平均尺寸如表2所示。
按照Tmax的不同，淬硬倾向小的低碳钢和淬硬倾向大的钢种热影响区的组织可分为以下几个区。
表2 不同焊接方法热影响区的平均尺寸1．低碳钢接头的热影响区组织和性能（1）熔合区焊缝金属和母材之间的过渡区，即半熔化区和未混合区，称为熔合区，其温度处于固相线与液相线宰。
熔合区在化学成分和组织性能上都有较大的不均匀性，在接近母材一侧的金属组织是过热组织，塑性差。
同时又因温度梯度大，所以熔合区是很窄的，但对强度、塑性都有很大的影响。
在许多情况下，熔合区是产生裂纹、局部脆性破坏的发源地。
（2）过热区此区段处于1100℃到固相线温度的高温范围。
在这样高的温度下，奥氏体晶粒严重长大，尤其在1300℃以上时晶粒十分粗大，冷却后就获得粗大的过热组织（气焊时还可能得到魏氏组织），使材料的塑性大大降低，特别冲击韧性的影响尤为显著（通常要降低20％～30％）。
如果焊件的刚性很大，则常在此区产生裂纹。
所以，过热区是焊接接头中最危险的区段。
（3）正火区（相变重结晶区）金属被加热到止Ac3以上稍高的温度下，铁素体和珠光体全部转变为奥氏体。
由于焊接时加热速度很快，在高温下停留时间又短，所以奥氏体晶粒还未十分长大。
故该区空冷下来后，得到均匀细小的铁素体和珠光体组织，相当于热处理中的正火组织，是接头中综合力学性能最好的区段。
此区的温度范围约在Ac3～1000℃之间。
（4）不完全重结晶区此区段是温度范围在Ac1～Ac3之间的热影响区。
温度稍高于Ac1是地，首先珠光体转变为奥氏体，随温度的升高，在Ac1～Ac3温度范围内只有部分铁素体溶入奥氏体，其余部分铁素体则保留下来。
焊接冶金学A卷答案
一、名词解释(共5小题,每小题2分,共10分)。
熔焊：熔焊是指待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。
喷射过渡：喷射过渡是指熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式。
碱性焊条：在焊条药皮中含有多量碱性氧化物，同时含有氟化钙的焊条。
显微偏析：先结晶的固相比较纯，后结晶的固相含杂质的浓度较高，并富集了较多的杂志，而焊接的冷却速度较快，固相内的成分来不及扩散。
高温液化裂纹：产生在近缝区或多层焊的层间，是由于母材含有较多的低熔点共晶，在焊接热源的高温作用下晶间被重新熔化，在拉应力作用下沿奥氏体晶界发生的开裂现象。
二、填空题(共20空,每空1分,共20分)。
1.熔池长度、熔深、熔宽。
2.药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区。
3.上贝氏体、下贝氏体、粒状贝氏体、条状贝氏体。
4.氧化物夹杂、硫化物夹杂和氮化物夹杂。
5.焊趾裂纹、焊根裂纹、焊道下裂纹、横向裂纹。
6.完全淬火区、不完全淬火区、回火软化区。
三、分析题(共4小题,每小题10分,共40分)。
1. 熔滴过渡有几种形式？各有何特点？（10分）答：熔滴有三种过渡形式：（1）短路过渡：熔滴长大到和熔池金属接触，形成短路，电弧熄灭，液滴下落后，电弧重新引燃。
（3分）（2）粗滴过渡：熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过渡的形式。
（2分）（3）喷射过渡：是指溶滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式。
（3分）熔滴的过渡形式与焊接方法、药皮、焊条直径、电流、极性、焊工操作水平等有关。
（2分）2. 氧对焊接质量的影响。
（10分）答：氧在焊缝中是有害元素，但在焊接过程中又是必须要利用的元素。
（2分）（1）随着焊缝中氧含量的增加，其强度、塑性、韧性（尤其是低温冲击韧性）下降。
（2分）（2）氧和熔池中的碳反应生成CO气体，造成飞溅和气孔。
（2分）（3）烧损焊缝中的合金元素，降低焊缝金属的性能。
（2分）（4）氧可以有效减少焊缝中的含氢量。
（2分）3. 试对比分析酸性焊条及碱性焊条的工艺性能和冶金性能。
《焊接冶金学》复习资料
《焊接冶金学》复习资料1.什么是焊接，其物理本质是什么？答：①定义：焊接通过加热或加压；或两者并用，使焊件达到原子结合，从而形成永久性连接工艺。
②物理本质：焊接的物理本质是使两个独立的工件实现了原子间结合，对于金属而言，既实现了金属键结合。
2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？答：①对被焊接的材质施加压力：目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触。
②对被焊材料加热(局部或整体)：对金属来讲，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。
3.焊芯和药皮升温过高会引起哪些不良后果？答：(1)熔化激烈产生飞溅；(2)药皮开裂与过早脱落，导致电弧燃烧不稳；(3)焊缝成形变坏，甚至引起气孔等缺陷；(4)药皮过早进行冶金反应，丧失冶金反应和保护能力；(5)焊条发红变软，操作困难。
4.简述焊缝合金化的目的与方式。
答：合金化的目的：补充焊接过程中由于蒸发、氧化等原因造成的合金元素损失；消除焊接缺陷，改善焊缝金属的组织和性能；获得特殊性能的堆焊层。
合金化的方式：应用合金焊丝或带极；应用药芯焊丝或药芯焊条；应用合金药皮；应用合金粉末。
5.简述焊缝中磷的危害。
答：磷在钢中主要以Fe2P、Fe3P的形式存在。
在液态铁中可溶解较多的磷，固态铁中磷的溶解度很低。
磷与铁、镍可以形成低熔点共晶。
焊缝凝固时，磷易造成偏析。
磷化铁常分布于晶界，减弱晶间结合力，增加焊缝金属冷脆性；磷还能促使形成结晶裂纹。
控制磷的措施：(1）限制原材料的含磷量；（2）用冶金方法脱磷。
6.简述熔池运动原因及对焊接质量的影响？原因：1）液态金属密度差引起自由对流运动使液相产生对流运动。
温度高的地方金属密度小，温度低的地方金属密度大。
由于这种密度差将使液相从低温区向高温区流动。
2）表面张力差强迫对流运动。
3）熔池中各种机械力搅拌电磁力、气体吹力、熔滴下落的冲击力、离于的冲击力等。
焊接冶金学
焊接冶金学结论一、焊接过程的物理本质1、焊接定义被焊工件的材质通过加热或加压或二者并用，用或不用添充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。
定义掌握三个要点：一是材料，可以是金属、非金属；可以是同种材料、异种材料。
二是达到原子间的结合。
三是永久性。
2、金属连接的障碍1）金属表面只有个别微观点接触；2）材料表面存在着氧化膜、油、杂质、污物、锈等。
3、解决的方法1）加热加热到熔化状态——熔化焊2）加压（加热或不加热）——压力焊4、分类1）冶金角度分：液相焊接：指熔化焊，利用热源加热侍焊部位，使之发生熔化，利用液相的相溶，达到原子间的结合。
它包括电弧焊、电渣焊、气焊、电子束焊、激光焊等。
固相焊接：指压力焊，是焊接时必须使用压力，使待焊部位的表面在固态下达到紧密接触，并使待焊表面的温度升高（一般低于材料的熔点），通过调解温度、压力和时间，造成接头处材料进行扩散，实现原子间的结合。
它包括电阻焊、磨擦焊、超声波焊等。
固-液相焊接：待焊表面并不直接接触，通过两者毛细间隙中的中间液相联系。
在待焊的同质或异质材质固态母材与中间液相之间存在两个固-液界面，由于固液相间能充分进行扩散，可实现原子间的结合。
2）从焊接方法上分：一是熔化焊：a、电弧焊：手工电弧焊、埋弧焊、气电焊。
b、气焊c、电渣焊d、等离子焊e、真空电子束焊f、激光焊二是压力焊：a、磨擦焊、b、接触焊：点焊、对焊、闪光焊、缝焊等。
c、超声波焊d、扩散焊三是钎焊：真空钎焊、火焰钎焊、感应钎焊等。
二、焊接热源种类及其特性1、热源的发展上个世纪80年代发现碳弧焊；1891年金属极电弧焊；本世纪初薄皮焊条电弧焊和氧乙炔气焊；30年代，厚皮焊条电弧焊、氢原子焊、氦气保护焊；40年代，埋弧焊和电阻焊；50年代，CO2气体保护焊和电渣焊；60年代，电子束焊和等离子弧焊与切割；70年代，激光焊焊接与切割；80年代，逐步完善电子束焊接和激光焊接工程；90年代，寻找新能源，如太阳能、微波等。
1焊接冶金学笔记知识点整理
绪论1：焊接的定义：被焊工件的材质，通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使材质达到原子间的结合而形成永久连接的工艺过程称为焊接。
2：焊接热源及特点（1）电弧热利用气体介质中放电过程所产生的热能作为焊接热源（2）化学热一利用可燃气体或铝、镁热剂进行化学反应时所生的热能作为焊接热源（3）电阻热一利用电流通过导体时产生的电阻热作为焊接热源（4）高频感应热一对于有磁性的金属，利用高频感应所产生的二次电流作为热源，在局部集中加热。
（5）摩擦热一一由机械摩擦而产生的热能作为焊接热源。
（6）等离子焰一电弧放电或高频放电产生高度电离的离子流，利用其携带的热量作为焊接热源。
（7）电子束：利用高压高速运动的电子在真空中猛烈撞击金属局部表面，是动能转化成热能作为焊接热源。
（8）激光束：使用能量高度集中的激光束作为焊接热源。
3：焊接接头的形成过程经历加热，熔化，冶金反应，凝固结晶，固态相变，直至形成焊接接头。
（1）焊接热过程被焊金属在热源下发生局部熔化。
整个焊接过程始终在焊接热过程中发生。
（与凝固结晶，冶金反应，固态相变，等有重要联系）（2）焊接化学冶金过程：金属，熔渣，气相之间一系列化学冶金反应。
（金属氧化，脱硫等）（直接影响焊接成分，组织，性能）（3）焊接时的金属凝固结晶和固态相变过程：随着热源离开，熔池金属就开始凝固结晶，即由液态转变为固态。
具有同素异构转变的金属，随温度下降，发生固态相变。
（该过程可能产生偏析，夹杂，气孔等多种缺陷）4：焊接接头的组成焊缝——熔合区——热影响区5：焊接的传热方式对流传热，辐射传热、（热传导）6：热导率概念表示金属的导热能力，物理意义——单位时间内，沿法线方向单位距离相差1℃时经过单位面积所传递的热能。
第一章1：熔滴过渡形式：短路过渡，颗粒状过度，附壁过渡（酸性）细颗粒状过度，附壁过渡。
（碱性）短路过渡，大颗粒状过度2：三过渡的形式（1）短路过渡：焊条端部的熔滴长大与熔池发生接触。
焊接冶金学基本原理要点归纳总计.doc
焊接冶金学基本原理要点归纳总计.焊接冶金学基本原理绪论1)焊接：焊接是指被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。
2)焊接、钎焊和粘焊本质上的区别: 焊接：母材与焊接材料均熔化，且二者之间形成共同的晶粒；钎焊：只有钎料熔化，而母材不熔化，在连接处一般不易形成共同晶粒，只有在母材和钎料之间形成有相互原子渗透的机械结合；粘焊：既没有原子的相互渗透而形成共同的晶粒也没有原子间的扩散，只是靠粘接剂与母材的粘接作用。
3)熔化焊热源：电弧热、等离子弧热、电子束、激光束、化学热。
压力焊和钎焊热源：电阻热、摩擦热、高频感应热。
4)焊接加热区：可分为活性斑点区和加热斑点区5)焊接温度场：焊接时焊件上的某瞬时的温度分布称为焊接温度场。
表示方法：等温线或者等温面。
特点：焊接时焊件上各点的温度在每一瞬时都在有规律的变化。
影响因素：（1）热源的性质；（2）焊接线能量；（3）被焊金属的热物理性质；;（4）焊件的板厚和形状。
6)稳定温度场：当焊件上温度场各点温度不随时间变化时，称之7)准稳定温度场：恒定功率的热源作用在焊件上做匀速直线运动时，经过一段时间后，焊。
，件传热达到饱和状态，温度场会达到暂时稳定状态，并可随着热源以同样速度移动。
8)焊接热循环：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。
9）焊接热传递的三种形式：传导、对流和辐射。
由热源传热给焊件的热量以辐射和对流为主，而母材和焊丝获得热能后热的传播以传导为主。
10）焊接线能量：热源功率q与焊接速度v的比值。
热输入：在单位时间内，在单位长度上输入的热能。
第一章焊接化学冶金1）平均熔化速度：单位时间内熔化焊芯质量或长度。
平均熔敷速度：单位时间内熔敷在焊件上的金属质量称为平均熔敷速度。
(真正反应焊接质量的指标)损失系数：在焊接过程中，由于飞溅、氧化、蒸发损失的一部分焊条金属(或焊丝)质量与熔化的焊芯质量之比称焊条损失系数。
《焊接冶金学》知识点总结
《焊接冶金学》知识点总结第一篇：《焊接冶金学》知识点总结焊接冶金学，焊接科学中的战斗机，O Ye！1.对被焊材质经过加热加压或者二者并用的方法，并且用或者不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接。
2.当被焊接的固体金属表面接近相距ra时，就可以在接触面上进行扩散，再结晶等物理化学过程，从而形成金属健，达到焊接的目的。
（原子间的作用力随距离变化的图中，在ra的距离时，吸引力最大。
）3.焊接过程中加压，目的是为了破坏工件表面的氧化物，使结合处增大有效接触的面积，从而达到紧密接触，行成化学键。
4.对被焊工价加热，是为了使金属结合处达到塑性或熔化状态，破坏氧化膜，降低金属的变形阻力，同时增加原子的振动能，促进扩散，再结晶，化学反应和结晶过程的进行。
5.金属成功焊接所需的压力和温度是有关系的，压力大，则温度低，反之亦然。
6.一般焊接和钎焊的区别是：钎焊母材没有熔化，所以只有钎料和母材间原子相互渗透的机械组合，而没有形成共同晶粒，但是一般熔化焊接是通过原子的扩散形成共同晶粒的。
7.粘贴是靠粘贴剂与母材之间的粘合作用，一般讲没有原子的相互渗透和扩散。
8.高频感应热是利用高频感应所产生的二次电流作为热源，实质上也是电阻热的另一种形式。
这种方法热量高度集中，所以可以实现很高的焊接速度，如高频焊管等，但对于不锈钢和铝等不易导磁的金属难以实现高频焊接。
9.电子束焊接，在真空中利用高速运动的电子撞击金属表面，使之加热熔化，达到焊接的目的。
由于在真空中所以焊接质量比较好而且可焊接得较深的焊缝。
10.等离子焊接，就是利用等离子电弧，是将普通电弧压缩形成的高能量密度的电弧经行焊接。
11.热焊接性，冶金焊接性，工艺焊接性：分别指在不同的热循环，不同冶金过程，和不同的焊接工艺，所能得到优质焊缝的能力。
12.使用焊接性：整个焊接接头能满足技术规范和使用性能的程度。
13.焊接接头形成过程，一般包括：加热，熔化，液晶反应，凝固和固态相变。
焊接冶金学总结
i.保护的原因
a)焊缝金属中的氧(7~35倍)和氮(20~45倍)的含量显著增加；
b)强度变化不大(N的强化作用)；
c)锰，碳等有益合金元素含量减少；
d)焊缝金属的塑性和韧性急剧下降；
e)电弧不稳定，熔渣飞溅，气孔多，成型差。
ii.保护方式和效果
a)埋弧焊通过焊剂熔化后的熔渣隔离空气保护金属，其保护效果取决于焊剂的粒度和结构；
用于熔化焊条的功率qe为
其中U为电弧电压，I为焊接电流， 为焊条加热有效系数。
iii.(化学反应热)
2.焊条金属熔化
i.焊条金属平均熔化速度：在单位时间内熔化的焊芯质量或长度。
ii.平均熔敷速度：单位时间内真正进入焊缝金属的金属质量。
iii.损失系数：由于飞溅，氧化和蒸发损失的那部分金属质量与熔化的焊芯质量之比。
i.药皮反应区：在固态药皮中进行，温度范围为100度到药皮的熔点。
a)吸附水的蒸发：100度以上；
b)分解反应：有机物，碳酸盐，高价氧化物分解产生大量气体
பைடு நூலகம்A.对熔化金属有机械保护作用；
B.对被焊金属和药皮中的铁合金有很大的氧化作用。
c)氧化反应：温度高于600度时发生铁合金的明显氧化，使气相的氧化性大大下降，即“先期脱氧”。
iii.熔池反应区：从熔滴和熔渣落入熔池，直到金属凝固属于熔池反应区。
反应特点：
a)比起熔滴反应区，平均温度较低，比表面积较小，反应时间更长；
b)熔池会发生有规律的搅拌作用，有利于加快反应速度，有利于气体和非金属夹杂物的逸出；
c)熔池头部(金属熔化和气体的吸收)和尾部(金属凝固和气体的外逸)温度不均，反应方向不同；
c)熔渣的粘度：
焊接冶金学——基本原理
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焊接冶金学——基本原理
1.4 焊接热循环 weld thermal cycle
➢ 焊接热循环的主要参数
① 加热速度 ② 加热的最高温度 ③ 在相变温度以上的停留时间 ④ 冷却速度或冷却时间
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•焊接热循环的参数
焊接冶金学——基本原理
1.4 焊接热循环 weld thermal cycle
化问题。
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焊接冶金学——基本原理
1.1 焊接过程分析
Ø 焊接过程
– 热源加热→熔化→冶金反应→
•加热过程
结晶→固态相变→接头（冷却而形成）
Ø 焊接热过程的特点
1. 局部性——加热和冷却过程极不均匀 2. 瞬时性——1800K/s 3. 热源是运动的 4. 焊接传热过程的复合性
•冷却过程
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1.2 焊接热源 welding heat source
➢ 热源在焊件上的分布
➢ 热流密度的分布
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•q:电弧的有效功率 •qm:加热斑点中心的最大比热流
•dH:回执斑点直径
•加热斑点的比热流分布---立体高斯锥体
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1.2 焊接热源 welding heat source
1.3 焊接温度场 field of weld temperature
➢ 焊条电弧焊时，焊接 电弧做为热源，对焊 条和母材进行加热
•焊接熔池形状示意图
➢ 在焊接热源作用下， 母材上所形成的具有 一定几何形状的液态 金属部分称为熔池
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焊接冶金学——基本原理
1.3 焊接温度场 field of weld temperature
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课程编号：02044017
课程名称：焊接冶金学（Metallurgy of Welding ）
学分：2.5
学时：40 （实验：0 上机：0 ）
适用专业：焊接技术与工程
建议修读学期：5
开课单位：材料科学与工程学院
课程负责人：李明喜
先修课程：物理化学，材料科学基础，材料热处理
考核方式与成绩评定标准：闭卷考试，平时成绩与实验成绩占课程考核成绩的30%，期终考试成绩占课程考核成绩的70%。
教材与主要参考书目：
教材：《焊接冶金学基本原理》，张文钺，机械工业出版社，2014.
参考书目：《焊接冶金原理》，黄继华编，机械工业出版社，2015.
《先进焊接、连接技术》，李亚江等编，化学工业出版社，2016.
《焊接科学与工程》，王元良，西南交通大学出版社，2008.
《焊接冶金与焊接性》，刘会杰，机械工业出版社，2007.
《焊接冶金学与金属材料焊接》，吴金杰主编，大连理工大学出版社，2014.
《焊接冶金学》，SindoKou著，高等教育出版社，2012.
内容概述：
本课程内容包括焊接化学冶金、焊接材料、焊接熔池凝固与固态相变、焊接热影响区组织与性能以及焊接裂纹与防治等。
通过本课程学习，培养学生合理选择焊接方法与焊接材料，优化焊接工艺参数，调控焊接熔池凝固与固态相变以及焊接热影响区的组织和性能，避免焊接接头的缺陷及焊接裂纹，同时具有初步应对实际工况条件下的应变能力、综合分析和解决问题工程能力。
The course basically introduced chemical metallurgy, welding materials, solidification of welding pool, solid phase transformation, microstructure and properties of heat affected zone, welding crack and its prevention. Selecting of welding methods and welding materials, optimizing welding parameters, controlling microstructure and properties of the weld the heat affected zone, avoiding welding crack and other defects, etc. should be mastered through studies. At the same time, the students should be with the initial ability to the actual conditions and the skills to comprehensive analysis and engineering problem-solving.
课程编号：02044017
课程名称：焊接冶金学（Metallurgy of Welding ）
学分：2.5
学时：40 （实验：0 上机：0 ）
适用专业：焊接技术与工程
建议修读学期：5
开课单位：材料科学与工程学院
课程负责人：李明喜
先修课程：物理化学，材料科学基础，材料热处理
一、课程性质、目的与任务
【课程性质】
本课程是是焊接技术与工程专业的一门理论性与实用性都很强的专业基础课程。
课程目的是培养学生掌握金属材料熔化焊条件下的有关化学冶金和物理冶金方面的普遍性规律，在此基础上分析各种条件下金属材料的焊接性，为制订合理的焊接工艺、避免焊接缺陷（气孔、夹杂和裂纹）等提供理论依据。
【教学目标】
本课程内容包括焊接化学冶金、焊接材料、焊接熔池凝固与固态相变、焊接热影响区组织与性能以及焊接裂纹与防治等。
通过本课程学习，培养学生合理选择焊接方法与焊接材料，优化焊接工艺参数，调控焊接熔池凝固与固态相变以及焊接而影响区的组织和性能，避免焊接接头的缺陷及焊接裂纹，同时具有初步应对实际工况条件下的应变能力、综合分析和解决问题工程能力。
【毕业要求】
具体要求如下：
1）掌握与焊接相关的数学、自然科学和工程科学的基本原理（指标点2-1）。
2）具备分析焊接过程复杂工程问题和创新的能力（指标点2-3）。
3）能够基于焊接冶金原理对复杂焊接工程实际问题进行设计、实验（指标点4-1）。
4）使用现代工具对材料焊接工程问题进行预测和模拟，并能够理解其局限性（指标点5-2）。
5）能够基于焊接技术工程相关背景知识对复杂工程问题进行合理分析（指标点6-1）。
二、教学内容、基本要求及学时分配（按章节列出内容要求学时等，实验上机项目要列在课程内容一栏）
（教学基本要求：A-熟练掌握；B-掌握；C-了解）
三、建议实验（上机）项目及学时分配
无
四、教学方法与教学手段
课程教学以课堂理论教学为主，辅以作业、课堂提问与讨论，实验等。
运用电子课件，及时更新与补充与焊接冶金相关的最新研究方向和研究成果，增加信息量。
部分内容开设专题讲座，丰富学生知识面，为后续学习奠定基础。
五、考核方式与成绩评定标准
课程考核成绩采用平时成绩与实验成绩+期终考试成绩相结合的方式。
平时成绩与实验成绩占课程考核成绩的30%，期终考试成绩占课程考核成绩的70%。
平时成绩考核采用作业、课堂提问以及考勤等，实验成绩以实验报告成绩评定。
六、教材与主要参考书目
1．教材：《焊接冶金学基本原理》，张文钺，机械工业出版社，2014.
2．参考书：《焊接冶金原理》，黄继华编，机械工业出版社，2015.
《先进焊接、连接技术》，刘亚江等编，化学工业出版社，2016.
《焊接科学与工程》，王元良，西南交通大学出版社，2008.
《焊接冶金与焊接性》，刘会杰，机械工业出版社，2007.
《焊接冶金学与金属材料焊接》，吴金杰主编，大连理工大学出版社，2014.
《焊接冶金学》，SindoKou著，高等教育出版社，2012.
七、大纲编写的依据与说明
本大纲依据“安徽工业大学焊接技术与工程专业本科指导性培养方案（2016版）”培养目标及毕业要求，着重理论联系实际，参考国内重点高校相关课程大纲，结合本校专业实
际情况，以及任课教师多年教学经验体会，经学院教学委员会审定后进行编制。
起草人：李明喜审核人：方俊飞日期：2016.12.1。