第七章 金属焊接性基础说课讲解
金属焊接与切割基课件
个人防护措施
1 2
佩戴个人防护用品
如手套、口罩、眼镜等，以减少对身体的危害。
保持工作场所清洁卫生
及时清理工作区域内的废弃物和垃圾，保持工作 场所整洁。
3
注意个人卫生
勤洗手、洗脸、洗澡等，保持个人卫生清洁。
感谢您的观看
THANKS
04
金属焊接与切割安全
焊接烟尘与有害气体防护
01
焊接烟尘
焊接过程中会产生大量烟尘，其中含有有害物质，如锰、铬、铅等，长
期吸入会对人体造成危害。
02
有害气体
焊接时会产生多种有害气体，如一氧化碳、氮氧化物、臭氧等，长期吸
入会对人体健康造成严重影响。
03
防护措施
使用合格的焊接烟尘和有害气体过滤器，定期更换过滤器；使用防护口
VS
等离子切割利用高温等离子弧作为热 源，将金属迅速熔化并由高速气流吹 走，形成切口。等离子切割具有切割 速度快、精度高、切口质量好等特点 ，适用于不锈钢、铝、铜等有色金属 的切割。
激光切割
利用高能激光束照射金属表面，使金属迅速 熔化或汽化，并通过高速气流将熔化或汽化 的金属吹走形成切口的一种切割方法。
罩、面罩等个人防护用品；保持工作场所通风良好，减少有害物质的浓
度。
高温与火灾预防
高温
焊接过程中会产生高温，容易引起烫伤和火灾。
火灾
焊接时产生的火花和热源容易引燃周围的可燃物质，造成 火灾事故。
防护措施
使用耐高温的防护用品，如防火服、手套、鞋等；定期检 查和维护焊接设备，确保其正常运转；工作场所应配备灭 火器等消防器材，并定期进行演练和培训。
金属焊接与切割的重要性
连接金属构件
焊接与切割是制造和维修过程中 常用的连接和分离金属构件的方
金属焊接性基础课程设计
金属焊接性基础课程设计前言金属焊接是现代制造业中广泛应用的一种技术，它在工业、建筑、军事等各个领域都有着重要的应用。
因此，金属焊接是机械制造、汽车制造、管道安装、制造业等领域中非常重要的一环。
为此，需要对金属焊接进行基础课程设计，为学生提供丰富的金属焊接知识，并提高其金属焊接技能。
学习目标本课程旨在通过理论讲解、实践操作和实验检测等多种形式，使学生充分了解金属焊接的基础知识、工艺和材料特性等，从而培养其以下技能：•了解不同金属焊接技术的优缺点•熟练掌握金属焊接材料的选择和应用•掌握基本的金属焊接工艺和操作技能•熟悉金属焊接质量控制与检测方法•具有良好的金属焊接规范意识和安全意识教学内容第一部分：金属焊接知识1.金属焊接的概述–金属焊接的定义和分类–金属焊接的应用领域和发展趋势2.金属焊接材料–金属焊接材料的种类和特性–金属焊接材料的选择和应用3.金属焊接工艺–金属焊接工艺的基本原理和流程–金属焊接过程中需要注意的问题4.金属焊接质量控制–金属焊接质量控制的重要性–金属焊接质量控制和检测方法5.金属焊接安全–金属焊接中的安全卫生知识–金属焊接安全操作规程第二部分：金属焊接实验1.金属焊接实验室介绍–金属焊接实验室概述–实验室设备和实验用具介绍2.金属焊接实验项目–燃气焊接实验–电弧焊接实验–焊接质量检测实验3.金属焊接实验报告–实验所用材料、设备和工具–实验过程和实验数据–实验结论和总结课程评估考核方式1.课堂测试：每个章节结束后，进行一次小测验，测试学生对本章节内容的掌握情况。
2.焊接实验：学生需要完成三个实验项目，并提交实验报告。
3.期末考试：针对本课程所学内容进行考核。
考核标准1.课堂测试：占总成绩的20%。
测试内容涵盖所有章节的基础知识。
2.焊接实验：占总成绩的40%。
实验报告表现和实验数据准确性是考核标准的重要指标。
3.期末考试：占总成绩的40%。
考核内容以理论知识为主，包括选择和应用焊接材料、掌握焊接工艺和技能、掌握质量控制和检测方法、安全卫生规程等。
第七章 金属焊接性基础
评判指标：断裂 时的临界应力或 启裂时的临界应 力
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1—试板；2—支点；3—加压；4—油缸；5—插销试样；6—加载夹头 7—加载棒；8—应变片；9—载荷；10—支柱；11—导线
第七章 金属焊接性基础
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第3节 常用焊接裂纹试验方法
二、横向可变拘束热裂纹试验
在焊缝凝固后期，施加不同的应变
HCS
25 100 103
3Mn Cr Mo V
当HCS≤4时，一般不会产生热裂纹。HCS越大的金属材 料，其热裂纹敏感性越高。
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第七章 金属焊接性基础
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第3节 常用焊接裂纹试验方法
一、冷裂纹试验 斜Y形坡口焊接裂纹试验(GB/T4675.1-1984)
“小铁研”试验，主要用来检验母材热影响区的冷裂纹倾向。
下，防止冷裂所需要的最低预热温度t0来自℃)。2019/5/25
第七章 金属焊接性基础
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第2节 钢的焊接性判据
三、热裂纹敏感性指数
考虑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。
热裂纹敏感系数（简称HCS）计算公式为：
C（S P Si Ni ）
第七章 金属焊接性基础
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第3节 常用焊接裂纹试验方法
三、层状撕裂试验
层状撕裂的试验方法很多，工程上广泛应用的是Z向拉伸 试验法。
断面收缩率ψz=5%~8%，层状撕裂敏感性严重； 断面收缩率ψz=15%~25%，能较好抵抗层状撕裂。
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第七章 金属焊接性基础
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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。
金属的焊接性能课件
机械焊接性
总结词
机械焊接性是指金属在外力作用下，通过塑性变形或压力连接实现与其他金属或 非金属材料连接的能力。
详细描述
机械焊接性主要取决于金属的塑性、硬度、屈服强度等机械性质。在焊接过程中 ，金属通过塑性变形或压力作用，使母材之间紧密接触并形成原子间作用力，从 而实现连接。机械焊接性的好坏对焊接接头的强度和致密性有重要影响。
焊接工艺评定
焊接工艺评定是对已经确定的焊接工艺参数进行 验证的过程，通过实际焊接和测试来评估焊接工 艺参数的适用性和正确性。
焊接性试验的方法
熔点试验
熔点试验是测试金属的熔 化温度，了解金属的熔化 特性和润湿性，从而评估 其可焊性。
扩散试验
扩散试验是测试金属在焊 接过程中不同阶段的扩散 行为，了解金属的扩散特 性和冶金反应。
金属焊接
通过加热或加压，或两者并用，使两个分离的金属表面达到原子 间的结合，形成一个不可分割的整体的过程。
焊接方法
熔焊、压焊、钎焊等。
焊接工艺
电弧焊、气焊、激光焊等。
金属焊接的重要性
01
02
03
连接金属材料
焊接是连接金属材料最常 用的方法之一，广泛应用 于建筑、机械、船舶、航 空航天等领域。
修复损坏的部件
PART 03
影响金属焊接性能的因素
金属的种类
金属的种类对焊接性能的影响主要体现在可焊性上。不同金 属的可焊性差异很大，主要取决于金属的化学性质和纯度。 例如，铝、铜、镍等金属的可焊性较差，而钢、铸铁等金属 的可焊性较好。
不同金属的物理性质和化学性质也影响其焊接性能。例如， 导热系数高的金属需要更高的焊接温度和更快的冷却速度， 而导热系数低的金属则需要更低的焊接温度和更慢的冷却速 度。
焊接知识培训讲义
焊接知识培训讲义《焊接工艺》授课教师：授课时间：1第一讲§9-1金属焊接性的基本概念教学目的：金属焊接性的概念焊接性影响因素教学重点：焊接性概念教学难点：焊接性影响因素教学过程：一、金属焊接性的基本概念1、焊接性金属焊接性是指材料在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。
金属焊接性是指材料对焊接加工的适应性，又分为工艺焊接性和使用焊接性。
(1) 工艺焊接性是指在一定的焊接工艺条件下能否获得优质致密、无缺陷焊接接头的能力。
(2) 使用焊接性是指焊接接头或整体结构满足技术条件中所规定的使用性能的程度。
使用焊接性与产品的工作条件有密切关系。
2、影响焊接性的因素2(1)材料因素材料因素有钢的化学成分、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）是主要的影响因素。
对焊接性影响较大的因素有碳、硫、磷、氢、氧和氮。
对钢中合金元素来说，还有锰、硅、铬、镍、钼、钛、钒、铌、铜和硼等。
(2)工艺因素包括施工时所采用的焊接方法、焊接工艺规程和焊后热处理等。
对于同一母材，当采用不同的焊接方法和工艺措施时，会表现出不同的焊接性。
（3）设计因素是指焊接结构的安全性不但受材料的影响，而且在很大程度还受到结构型式的影响。
焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接性也发生影响。
结构的刚度过大，接口的断面突然变化，焊接接头的缺口效应等，均会不同程度地造成脆性破坏的条件。
此外，在某些部位焊缝过度集中和多向应力状态也会对结构的安全性有不良影响。
（4）服役环境因素是指焊接结构的工作温度、负荷条件和工作环境。
如在高温下工作时有可能发生蠕变；在低温或冲击载荷下工3作时，会发生脆性破坏；在腐蚀介质中工作时，接头会发生腐蚀等。
3、评价焊接性准则：（1）评定焊接接头产生焊接缺陷的倾向（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求小结：1、金属焊接性概念2、金属焊接性的影响因素作业：P109 第1题课后记：4第二讲§9-2 常用焊接性试验方法教学目的：1、了解常用焊接性试验方法2、用间接估算法、斜丫形坡口试验法教学重点：碳当量估算法教学难点：热影响区最高硬度法教学过程：复习提问：焊接性概念及影响因素是什么？一、焊接试验的研究目的与方法焊接热裂纹试验焊接冷裂纹试验直接法再热裂纹试验层状撕裂试验热应变时效脆化试验工艺焊接性焊接气孔敏感性试验由碳当量推测焊接性裂纹敏感指数及临界应力为判据间接法连续冷却组织转变图焊接性试验方法分类断口分析及相组织分析焊接热影响区最高硬度焊接热、应力模拟试验直接法实际产品结构运行的服役试验压力容器的爆破试验使用焊接性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间接法焊缝及接头的断裂韧性试验焊缝及接头的高温性能试验（蠕变、持久等）焊缝及接头疲劳、动载试验焊缝及接头抗腐性、耐磨性及应力腐蚀开裂试焊接性试验方法的分类51、焊接性试验的研究目的研究目的：制定最佳焊接工艺和正确选材2、金属焊接性的研究方法（1）对母材进行的试验方法（2）对焊接接头的试验方法二、常用焊接性试验方法（一）间接估算法1、碳当量估算法碳当量：把钢中合金元素（包括碳）的含量按其作用换算成碳的相当含量。
焊接原理基础解释ppt课件
CO气孔： 焊接冶金反应产生的CO结晶时来不及逸出残 留在焊缝内形成气孔，特点是CO气孔在焊缝 内沿结晶方向分布，像条虫状表面光滑。
27
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CO气孔示意图：
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CO气孔示意图：
56D 807 109
30
其他焊接缺陷：
疏松：焊接熔池凝固结晶时由于熔池金属体积收 缩，在形成的树枝晶间有较多的低熔点物质，这 些低熔点物质沿结晶浸润、扩散形成孔洞，或者 是一些气体相析出造成的孔隙。 疏松经常是密集在焊缝中心处，因为熔池中心夹 杂物很难浮出，或者某些气体在液相中的溶解度 高，凝固时溶解度降低析出气体，这些气体在焊 接熔池中心处即焊道中心造成疏松。
线）为A3，1394~1495度为A4（铁碳相图上面的NJ
线）。
12
概念： 焊接应力是焊接过程中对焊件的不均匀加热 和冷却，存在于焊件中的内应力。由焊接而 引起的焊件尺寸的改变称为焊接变形。 焊接应力和变形是同时存在的。
13
焊接变形的本质是焊缝区的压缩塑性变形，常见 的焊接变形有以下几种：
体。
Ac3 、Ac1 ：热处理中一个温度代号，不同含碳量
的钢种、不同合金元素含量的钢种，其热处理Ac3 、
Ac1 是不同的。法语中A代表临界点，c代表加热，在铁
碳相图上，命名230°（渗碳体的居里点）为A0，727
度（铁碳相图的PSK线）为A1，770度（铁素体的居里
点，磁性转变点）为A2，727~912° （铁碳相图的GS根据各点受热温度的不同， 热影响区可分为熔合区、 过热区、正火区、 不完全结晶区和再结晶区。
9
热影响区的组织和性能:
熔合区：
受热温度在液相线与固相线之间，熔化金属与未熔化母材金属共 存，冷却后组织为部分铸态组织和部分过热组织，塑形差、强度 低、脆性大。是焊接接头中力学性能最差的薄弱部位。
金属焊接性及其评定PPT课件
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决定接头的刚度、应力集中程度与应力状态。影 响材料对裂纹的敏感性，接头的力学性能，应合 理安排焊缝位置、数量，尽量避免焊缝集中，截 面突变等。
使用要求
焊接结构的工作温度（高温、低温）、受载类别（静、 动、冲击、交变载荷等）和工作环境（服役地点、工作 介质），使用条件苛刻，焊接性越难保证。
评定不同材料的焊接性，必须在相同的焊接工艺条件下进行， 才具有可比性。材料的焊接性随着焊接技术的发展而变化。
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2.焊接冷裂敏感指数法PC
对钢中含合金元素较多、结构复杂、刚性大、
产生冷裂缝倾向大的焊件，日本首先提出并采用
了冷裂缝敏感系数来预测钢材焊接时产生冷裂缝
倾向的方法。
散P氢PCC与值=拘不P束仅cm条包+件括〔的母H作材〕用的/。化60学+成分δ/，60而0且考虑了扩
式中：Pcm— 化学成分冷裂敏感指数 Pcm = C + Si/30 +（Mn + Cu+ Cr）/20 + Ni/60 +
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优质的焊接接头应具备两个条件：
接头中不存在超过质量标准规定的缺陷
具有预期的使用性能
焊接性分类
工艺焊接性 使用焊接性
热焊接性 冶金焊接性
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1.工艺焊接性
工艺焊接性----是指在一定焊接工艺条件下，能否获得优质、无缺陷 的焊接接头的能力。
影响工艺焊接性的因素
焊接工艺条件的变化， 某些原来不能焊接或不易 焊接的金属材料，可能会 变得能够焊接和易于焊接。 （铝、钛、高合金）
实焊性试验
接
性
实
《金属的焊接》课件
未来焊接技术的研究方向与展望
高效、自动化和智能化的焊接技术研究
未来焊接技术的研究将更加注重提高生产效率和自动化程度，通过智能化技术的应用，实现焊接过程的自动化和智能 化控制。
绿色焊接技术的研发
环保意识的提高对焊接技术的发展提出了新的要求。未来焊接技术的研究将更加注重环保和节能，推动绿色焊接技术 的研发和应用。
国外焊接技术的发展趋势
国际焊接界致力于推广高效、自动化和智能化的焊接技术，以提升生产效率和 产品质量。同时，随着环保要求的提高，绿色焊接技术也成为未来发展的重要 趋势。
新材料、新工艺、新设备的研发与应用
新材料的焊接
随着科技的不断进步，新型材料的出现对焊接技术提出了更高的要求。为了满足新材料的 需求，焊接界不断探索新的焊接工艺和方法，以提高焊接质量和效率。
各种金属零件的拼接、修复和 加固。
航空航天
飞机机身、发动机部件等高强 度、高性能金属材料的连接。
建筑行业
钢结构、钢筋等金属材料的连 接。
汽车制造
车身结构、底盘等部件的连接 。
压力容器
储罐、管道等设备的制造和维 修。
02
金属焊接性
金属焊接性的概念
金属焊接性
指金属在一定的焊接工艺条件 下，获得优质焊接接头的难易
无损检测
采用射线、超声、磁粉或涡流等无损检测方法，对焊缝内部进行检 测，发现潜在的缺陷。
修复方法
对于发现的缺陷，根据具体情况选择合适的修复方法，如打磨、补 焊或挖补等。
06
焊接技术的发展趋势与展望
国内外焊接技术的发展现状与趋势
国内焊接技术的发展现状
目前，国内的焊接技术已经取得了长足的进步，技术水平不断提升，应用领域 不断扩大。随着国家对制造业的重视和支持力度的加大，国内焊接技术将迎来 更加广阔的发展空间。
金属焊接性基础金属焊接性基础
《金属焊接性基础》-孟庆森主编-北京化学工业出版社
◆结构因素 结构因素主要是指焊接结构形状、尺寸、厚度以及接头坡口 形式和焊缝布置等。焊接结构的形状、板厚和焊缝的布置决定接头的刚 度和拘束度，对接头的应力状态产生影响。在设计焊接结构过程中，尽 量避免接头缺口、截面突变、堆高过大、交叉焊缝等。 ◆服役条件 服役条件指工件的工作温度、负载条件和工作介质等。一定 的工作环境和运行条件要求焊接结构具有相应的使用性能。例如，在低 温工作的焊接结构必须具备抗脆性断裂性能，在高温工作的焊接结构要 具备抗蠕变性能，在交变载荷下工作的焊接结构具有良好的抗疲劳性能， 在一定腐蚀介质中工作的焊接容器应具备抗腐蚀性能等
Chapter1 金属焊接性基础
《金属焊接性基础》-孟庆森主编-北京化学工业出版社
➢(3) 利用合金相图分析 大多数被焊材料都是合金，或至少含有 某些杂质元素，因而可以利用它们的相图分析焊接性。 共晶型相图 固相线与液相线之间的温度区间大小会影响结晶过程 的成分偏析，影响生成低熔点共晶的程度，也影响脆性温度区间的 大小，这对分析热裂倾向是重要的参考依据。 单相组织 焊缝晶粒粗大
主要包括：焊缝及接头的拉伸、弯曲、冲击等力学性能试 验、高温蠕变及持久强度试验、断裂韧性试验、低温脆性试验、 耐腐蚀及耐磨试验、疲劳试验等。直接用产品做的试验有水压 试验、爆破试验等。
Chapter1 金属焊接性基础
《金属焊接性基础》-孟庆森主编-北京化学工业出版社
➢国际焊接学会(IIW)推荐：
C E C M C n M r V o N C i (u %)
6
5
15
此式适用于中、高强度的非调质低合金高强钢。CE≤0.45%时，焊接厚度
金属熔焊基础课件7
第二节 气孔与夹杂产生的原因及其防止措施
一、气孔的产生与防控 (3)熔池受到空气侵入 氮气孔一般在熔池没有得到有效的保护,受到空气侵入时才会出现,正常情
况下很少形成氮气孔。 影响焊缝中产生气孔的因素还有很多,如焊条的种类、电源极性、电弧长度、焊接速度和焊接方
法等。
第二节 气孔与夹杂产生的原因及其防止措施
4.未焊满 未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未焊满的根本原因;焊接规范 太弱、焊条过细、运条不当等也会导致未焊满。 未焊满同样削弱了焊缝,容易产生应力集中。同时,由于焊接规范太弱使冷却速度增加,容易带来 气孔、裂纹等。
Байду номын сангаас
第一节 焊接缺陷的基本知识
5.烧穿 烧穿是指焊接过程中,熔深超过工件厚度,熔化金属自焊缝背面流出而形成的穿孔性缺陷。 焊接电流过大、焊接速度太慢、电弧在焊缝处停留过久都会产生烧穿缺陷;工件间隙太大,钝边太 小时,也容易出现烧穿现象。 烧穿是锅炉压力容器产品上不允许存在的缺陷,它完全破坏了焊缝,使接头丧失其连接及承载能力。 选用较小电流并配合合适的焊接速度,减小装配间隙,在焊缝背面加设垫板或药垫,使用脉冲焊等, 能有效地防止烧穿。
气孔的形状有球形、椭圆形、链状和蜂窝状等,位于 焊缝表面的气孔称为外部气孔,位于焊缝内部的气孔称 为内部气孔。
1.气孔的分类
气孔按形状不同可分为球状气孔、条虫状气孔;按数 量不同可分为单个气孔和群状气孔,如图5-3所示。
图5-3 气孔 a)群状气孔 b)单气孔
第二节 气孔与夹杂产生的原因及其防止措施
第一节 焊接缺陷的基本知识
2.焊瘤 焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成的未与母材熔合 的金属瘤称为焊瘤。焊接规范过强、焊条熔化速度过快、焊条质量欠佳、焊接电源特性不稳定及操 作姿势不当等都容易引起焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。
金属熔化焊基础教案焊接冶金基础焊缝的组织与性能
金属熔化焊基础教案焊接冶金基础焊缝的组织与性能授课题目第七节焊缝的组织与性能教研室主任教务科长授课时数授课方法授课教师授课班级与时间教学目标使学生掌握焊缝金属结晶条件与特点和改善焊缝组织性能的途径教学重点焊缝金属结晶条件与特点及改善焊缝组织性能教学难点焊缝金属的固态相变和焊缝金属偏析教学内容、方法及过程复习：焊缝金属合金化的概念和提高过度系数的因素引言：在化学成分一定的条件下，焊缝金属的性能取决于组织，焊缝金属的组织则与其结晶过程和固态相变有关。
新课讲解：板书：一、焊缝金属的结晶板书：1、熔池结晶的条件与特点焊接熔池与铸锭相比，结晶过程又如下特点：板书：（1）体积小（2）温度不均匀（3）在运动状态下结晶（4）熔池金属不断更新（5）以熔化母材为基础进行结晶板书：2、熔池结晶过程熔池的结晶是以母材半熔化晶粒的表面为晶核而长大的，也就是说，焊缝的结晶是从母材半熔化晶粒开始，朝着散热反方向（与等温面得垂直方向）以柱状晶的形式向熔池中心推进。
焊缝实际上时母材晶粒的延伸，二者之间不存在界面。
板书：二、焊缝金属的偏析偏析是焊缝金属结晶中常见的缺陷，主要有枝晶偏析和区域偏析两种形式。
板书：1、枝晶偏析（显微偏析）枝晶偏析发生于晶粒内部，偏析范围很小，又叫做显微偏析板书：2、区域偏析（宏观偏析）区域偏析是指在整个焊缝范围内的化学部均匀现象。
它的形成原因是熔池在洁净过程中，柱状晶前沿相熔化中心推进的同时把低熔点物质排挤到最后凝固从而造成在整个焊缝截面上成分明显不均匀。
由于偏析的范围比较大，区域偏析又叫宏观偏析。
板书：三、焊缝金属的固态相变熔池结晶后得到的组织叫做一次组织。
对大多数的钢焊缝来说，一次组织是奥氏体。
在继续冷却中，奥氏体还是发生固态相变，得到的组织叫做二次组织。
一般情况下，焊缝的二次组织即为室温组织。
二次组织对焊缝的性能起决定性作用。
板书：四、改善焊缝组织与性能的途径改善焊缝的性能可从调整成分与组织两方面入手，通常措施有以下几个：板书：1、焊缝的变质处理含义：在液体金属中加入少量合金元素（变质剂）使结晶过程发生明显变化，从而使晶粒细化的方法叫变质处理。
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2020/5/29
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
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2020/5/29 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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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。
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
2020/5/29
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”。
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
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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
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。
冶金过程包括：（1）合金元；
（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，
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/5/2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
✓ 冶金焊接性
HCS
25100130
3MnCrMoV
当HCS≤4时，一般不会产生热裂纹。HCS越大的金属材 料，其热裂纹敏感性越高。
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第七章 金属焊接性基础
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第3节 常用焊接裂纹试验方法
一、冷裂纹试验 斜Y形坡口焊接裂纹试验(GB/T4675.1-1984)
“小铁研”试验，主要用来检验母材热影响区的冷裂纹倾向。
➢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、
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 钢的焊接性判据
三、热裂纹敏感性指数
考虑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。
热裂纹敏感系数（简称HCS）计算公式为：
C（ SPSiN） i
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
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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
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
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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。
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