专题七-焊接工艺制定PPT教学课件
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6-1金属的焊接性
2020/10/16
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一、焊接性的概念
金属的焊接性是金属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。也就是指金属材料在一定的焊接工艺条件下，焊接 成符合设计要求，满足使用要求的构件的难易程度，即 金属材料对焊接加工的适应性和使用的可靠性。
2020/10/16
2. 预热温度的选择
应根据钢材的成分、厚度、结构刚度、接头形式、 焊接材料、焊接方法及环境因素等综合考虑，并通过焊 接性试验来确定。
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3 . 预热方法
预热时的加热范围， 对于对接接头每侧加热宽度 不得小于板厚的5倍，一般在坡口两侧各75 ~100 mm范 围内应保持一个均热区域，测温点应取在均热区域的 边缘。如果采用火焰加热， 测温最好在加热面的反面 进行，预热的方法有火焰加热、工频感应加热、红外 线加热等。
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❖ 二、低合金钢的焊接工艺
❖ 以Q345为例(δ=23mm) ❖ 1、焊接性分析：C≦0.16%，Mn ≦0.1%.
σs=345MPa, σb=500MPa;强度、硬度较高、淬硬 倾向略大于Q235 ，当δ﹥22mm时，易冷裂。 ❖ 2、焊接方法及材料选择：焊条电弧焊;E5015.ZX7300. ❖ 3、焊接工艺制定:
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低碳钢、低合金钢的焊接工艺
焊接工艺
焊前准备 操作要点 焊后热处理
清理 预热 烘干
消应处理:焊后将工件加 热到600-650℃，空冷。
坡口两侧20mm铁锈
油污20彻20底/10清/16理干净，
20
直至露出金属光泽。
低碳钢、低合金钢的焊接工艺
❖ 问题： ❖ 1、试制定15MnV的焊接工艺 ❖ 2、试制定15MnVN的焊接工艺 ❖ 3、试制定18MnMoNb的焊接工艺
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6--4 异种金属的焊接工艺
❖ 异种金属的焊接，是指各种母材的物理常数、 化学成分以及组织性能各不相同的金属之间 的焊接，常见的有黑色金属之间的焊接（如 低碳钢与低合金钢；低碳钢、低合金钢与奥 氏体不锈钢），有色与黑色金属之间的焊接 （如低碳钢与铜及铜合金）、有色与有色金 属之间的焊接（如铜与铝）。
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二、后热
1. 后热的作用
后热的作用是避免形成淬硬组织及使氢逸出焊缝表 面，防止裂纹产生。
2. 后热的方法
后热的加热方法、加热区宽度、测温部位等要求与 预热相同。
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三、焊后热处理
1. 焊后热处理的作用和种类
焊后热处理的主要作用是消除焊接残余应力，软化 淬硬部位， 改善焊缝和热影响区的组织和性能，提高 接头的塑性和韧性，稳定结构的尺寸。
❖ ZX7-300. ❖ 3、焊接工艺制定:
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焊接工艺
制定
2020/10/16
坡口两侧20mm铁锈油污彻底 清理干净，直至露出金属光泽。
焊前准备
清理
操作要点
较小热输入
小电流，快速焊，直 道焊，不摆动。
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❖ 二、低合金钢的焊接工艺制定
❖ 低合金钢的分类 ❖ Q295 09MnV 、09MnNb 、09Mn2、 ❖ Q345 12MnV、14MnNb、16Mn、 ❖ Q390 15MnV、15MnTi、 ❖ Q420 15MnVN、14MnVTi ❖ Q460 18MnMoNb
（2）处在低温下工作的压力容器及其他焊接结构， 特别是在脆性转变温度以下使用的压力容器。
（3）承受交变载荷工作， 要求疲劳强度高的构件。 （4）大型受ห้องสมุดไป่ตู้容器。 （5）有应力腐蚀和焊后要求几何尺寸较稳定的焊接 结构。
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6--3 低碳钢、低合金钢的焊接工艺
焊接工艺制定 一般步骤：
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二、影响焊接性的因素
1. 材料方面 2. 焊接方法及工艺方面 3. 构件类型方面 4. 使用条件方面
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三、焊接性的评定方法
1. 碳当量法
钢材的化学成分对焊接热影响区的淬硬及冷裂倾向 有直接影响，因此，可用化学成分来间接估算其焊接性。
在钢材的各种化学元素中，对焊接性影响最大的是 碳，碳是引起淬硬及冷裂的主要元素，故常把钢中含碳 量的多少作为判断钢材焊接性的主要标志。钢中含碳量 越高，其焊接性越差。
最常用的焊后热处理是在600 ~ 650℃范围内的消除 应力退火和低于Ac1点温度的高温回火。
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2. 焊后热处理工艺及方法
（1）整体热处理 焊件进炉和出炉时的温度应在300℃以下，300℃以 上的加热和冷却速度与板厚有关，应符合下式要求：
v≤200×25/ δ 式中 v———冷却速度（℃ /h）；
δ———板材厚度（mm）。
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（2）局部热处理 筒体的加热宽度与筒体半径、壁厚有关，可按下式计算：
式中 B———筒体加热宽度（mm）； R———筒体半径（mm） ； δ——— 筒体壁厚（mm） 。
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3. 焊后热处理的应用
（1）母材金属强度等级较高，产生延迟裂纹倾向较 大的普通低合金钢。
1、焊接性分析 2、焊接方法及材料选择 3、焊接工艺制定
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焊前准备、操作要点、 焊后处理
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❖ 一、低碳钢的焊接工艺制定
❖ 以Q235为例(δ=23mm)
❖ 1、焊接性分析：C≦0.12%，σs=235MPa σb=400MPa;强度、硬度较低、塑、韧性较好，焊 接性优良。
❖ 2、焊接方法及材料选择：焊条电弧焊;E4303.
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异种金属的焊接工艺
❖一、低碳钢与低合金钢的焊接
❖1、焊接性分析：在所有金属材料中，低碳钢具有良 好的焊接性，而低合金钢随着合金元素的增加，强度 增加，但塑、韧性下降，碳当量随之增加，钢的淬硬 倾向增加，焊接性变差。
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2 . 斜Y形坡口焊接裂纹试验
斜Ｙ 形坡口焊接裂纹试验的试件形状和尺寸 １，３—拘束焊缝 ２—试验焊缝
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6--2 常用焊接工艺措施
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一、预热
1. 预热的作用
降低焊后冷却速度，对于给定成分的钢种，焊缝及 热影响区的组织和性能取决于冷却速度的大小。
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一、焊接性的概念
金属的焊接性是金属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。也就是指金属材料在一定的焊接工艺条件下，焊接 成符合设计要求，满足使用要求的构件的难易程度，即 金属材料对焊接加工的适应性和使用的可靠性。
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2. 预热温度的选择
应根据钢材的成分、厚度、结构刚度、接头形式、 焊接材料、焊接方法及环境因素等综合考虑，并通过焊 接性试验来确定。
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3 . 预热方法
预热时的加热范围， 对于对接接头每侧加热宽度 不得小于板厚的5倍，一般在坡口两侧各75 ~100 mm范 围内应保持一个均热区域，测温点应取在均热区域的 边缘。如果采用火焰加热， 测温最好在加热面的反面 进行，预热的方法有火焰加热、工频感应加热、红外 线加热等。
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❖ 二、低合金钢的焊接工艺
❖ 以Q345为例(δ=23mm) ❖ 1、焊接性分析：C≦0.16%，Mn ≦0.1%.
σs=345MPa, σb=500MPa;强度、硬度较高、淬硬 倾向略大于Q235 ，当δ﹥22mm时，易冷裂。 ❖ 2、焊接方法及材料选择：焊条电弧焊;E5015.ZX7300. ❖ 3、焊接工艺制定:
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低碳钢、低合金钢的焊接工艺
焊接工艺
焊前准备 操作要点 焊后热处理
清理 预热 烘干
消应处理:焊后将工件加 热到600-650℃，空冷。
坡口两侧20mm铁锈
油污20彻20底/10清/16理干净，
20
直至露出金属光泽。
低碳钢、低合金钢的焊接工艺
❖ 问题： ❖ 1、试制定15MnV的焊接工艺 ❖ 2、试制定15MnVN的焊接工艺 ❖ 3、试制定18MnMoNb的焊接工艺
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6--4 异种金属的焊接工艺
❖ 异种金属的焊接，是指各种母材的物理常数、 化学成分以及组织性能各不相同的金属之间 的焊接，常见的有黑色金属之间的焊接（如 低碳钢与低合金钢；低碳钢、低合金钢与奥 氏体不锈钢），有色与黑色金属之间的焊接 （如低碳钢与铜及铜合金）、有色与有色金 属之间的焊接（如铜与铝）。
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二、后热
1. 后热的作用
后热的作用是避免形成淬硬组织及使氢逸出焊缝表 面，防止裂纹产生。
2. 后热的方法
后热的加热方法、加热区宽度、测温部位等要求与 预热相同。
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三、焊后热处理
1. 焊后热处理的作用和种类
焊后热处理的主要作用是消除焊接残余应力，软化 淬硬部位， 改善焊缝和热影响区的组织和性能，提高 接头的塑性和韧性，稳定结构的尺寸。
❖ ZX7-300. ❖ 3、焊接工艺制定:
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焊接工艺
制定
2020/10/16
坡口两侧20mm铁锈油污彻底 清理干净，直至露出金属光泽。
焊前准备
清理
操作要点
较小热输入
小电流，快速焊，直 道焊，不摆动。
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❖ 二、低合金钢的焊接工艺制定
❖ 低合金钢的分类 ❖ Q295 09MnV 、09MnNb 、09Mn2、 ❖ Q345 12MnV、14MnNb、16Mn、 ❖ Q390 15MnV、15MnTi、 ❖ Q420 15MnVN、14MnVTi ❖ Q460 18MnMoNb
（2）处在低温下工作的压力容器及其他焊接结构， 特别是在脆性转变温度以下使用的压力容器。
（3）承受交变载荷工作， 要求疲劳强度高的构件。 （4）大型受ห้องสมุดไป่ตู้容器。 （5）有应力腐蚀和焊后要求几何尺寸较稳定的焊接 结构。
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6--3 低碳钢、低合金钢的焊接工艺
焊接工艺制定 一般步骤：
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二、影响焊接性的因素
1. 材料方面 2. 焊接方法及工艺方面 3. 构件类型方面 4. 使用条件方面
2020/10/16
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三、焊接性的评定方法
1. 碳当量法
钢材的化学成分对焊接热影响区的淬硬及冷裂倾向 有直接影响，因此，可用化学成分来间接估算其焊接性。
在钢材的各种化学元素中，对焊接性影响最大的是 碳，碳是引起淬硬及冷裂的主要元素，故常把钢中含碳 量的多少作为判断钢材焊接性的主要标志。钢中含碳量 越高，其焊接性越差。
最常用的焊后热处理是在600 ~ 650℃范围内的消除 应力退火和低于Ac1点温度的高温回火。
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2. 焊后热处理工艺及方法
（1）整体热处理 焊件进炉和出炉时的温度应在300℃以下，300℃以 上的加热和冷却速度与板厚有关，应符合下式要求：
v≤200×25/ δ 式中 v———冷却速度（℃ /h）；
δ———板材厚度（mm）。
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（2）局部热处理 筒体的加热宽度与筒体半径、壁厚有关，可按下式计算：
式中 B———筒体加热宽度（mm）； R———筒体半径（mm） ； δ——— 筒体壁厚（mm） 。
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3. 焊后热处理的应用
（1）母材金属强度等级较高，产生延迟裂纹倾向较 大的普通低合金钢。
1、焊接性分析 2、焊接方法及材料选择 3、焊接工艺制定
2020/10/16
焊前准备、操作要点、 焊后处理
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❖ 一、低碳钢的焊接工艺制定
❖ 以Q235为例(δ=23mm)
❖ 1、焊接性分析：C≦0.12%，σs=235MPa σb=400MPa;强度、硬度较低、塑、韧性较好，焊 接性优良。
❖ 2、焊接方法及材料选择：焊条电弧焊;E4303.
2020/10/16
22
异种金属的焊接工艺
❖一、低碳钢与低合金钢的焊接
❖1、焊接性分析：在所有金属材料中，低碳钢具有良 好的焊接性，而低合金钢随着合金元素的增加，强度 增加，但塑、韧性下降，碳当量随之增加，钢的淬硬 倾向增加，焊接性变差。
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2 . 斜Y形坡口焊接裂纹试验
斜Ｙ 形坡口焊接裂纹试验的试件形状和尺寸 １，３—拘束焊缝 ２—试验焊缝
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5
6--2 常用焊接工艺措施
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一、预热
1. 预热的作用
降低焊后冷却速度，对于给定成分的钢种，焊缝及 热影响区的组织和性能取决于冷却速度的大小。