(完整版)熔焊原理-焊缝性能的控制

3.4 焊缝性能的控制
(3) Ti、B： Ti 和B同时存在，焊缝韧性↑↑ 原因：
✓ Ti和O亲和力大，形成细小的（TiO）弥散分布在焊缝 中，一方面这些微小颗粒位于晶粒边界而阻碍A晶粒长大， 另一方面这些微小颗粒可作为AF的形核质点，促进AF形 成，从而细化焊缝金属晶粒。 ✓ Ti保护B不被氧化，B原子偏聚在A晶界，抑制PF(GBF) 和FSP的形核和生长，利于形成AF。
最佳：Mo=0.2-0.35%，Ti=0.03~0.05%
3.4 焊缝性能的控制
(5) RE： 稀土分为两类: 重稀土：Y(钇组) 轻稀土：Ce(铈组) 作用：脱氢、脱氧、脱氮 改变夹杂物形态 减少热裂纹 提高韧性
3.4 焊缝性能的控制
(6) Te： 碲：去H2、抗冷裂能力↑ 与稀土一同加入，提高韧性。
Si
<0.1%
0.1~0.25% >0.25%
Mn 显微组织 韧性 -20ºC Akv
<0.8% 粗大PF <100J
0.8~1.0% FGF＋AF/细FSP
>100J
>1.0% AF/FSP <100J
3.4 焊缝性能的控制
1 焊缝金属的固溶强化和变质处理
Si、Mn；Nb、V；Ti、B；Mo；RE；Te
The redistribution of the solute depends on both thermodynamics, that is, the phase diagram, and kinetics, that is, diffusion, undercooling, fluid flow, and so on.
(1) Si、Mn： 脱氧、抗拉强度↑
Si、Mn含量-焊缝金属的显微组织-夏比冲击性能关系
Si
<0.1%
0.1~0.25% >0.25%
Mn 显微组织 韧性 -20ºC Akv
ຫໍສະໝຸດ Baidu
<0.8% 粗大PF <100J
0.8~1.0% FGF＋AF/细FSP
>100J
>1.0% AF/FSP <100J
3.4 焊缝性能的控制
最佳含量：Ti＝0.01~0.02% B=0.002~0.006%
3.4 焊缝性能的控制
(4) Mo：
Mo%→
3.4 焊缝性能的控制
Mo 焊缝的强度↑，韧性↑ Mo<0.2%时，A→F转变温度↑， 形成粗大的PF Mo>0.5%时， A→F转变温度↓， 形成FSP 合理：Mo=0.2-0.35%，形成均一 的FGF+AF
熔L焊O原G理O
3.4 焊缝性能的控制
3.4 焊缝性能的控制
改善焊缝金属性能的途径： ✓ 焊缝的固溶强化 ✓ 变质处理（微合金化） ✓ 调整焊接规范
3.4 焊缝性能的控制
1 焊缝金属的固溶强化和变质处理
Si、Mn；Nb、V；Ti、B；Mo；RE；Te
(1) Si、Mn： 脱氧、抗拉强度↑
Si、Mn含量-焊缝金属的显微组织-夏比冲击性能关系
注意： 一般地，Mn/Si比例为3~6时，焊缝金属力学性能最佳； Mn、Si单纯加入提高焊缝韧性有限，需加入其它细晶元素。
3.4 焊缝性能的控制
(2) Nb、V： ✓适量时，焊缝韧性↑ 原因：通过Nb、V元素固溶，推迟冷却过程中A→F 转变，抑制PF和FSP，利于形成细小的AF。 ✓与焊缝中的氮化合，形成的NbN、VN： • N%↓，焊缝韧性↑ • 如果焊后不经正火处理，氮化物NbN、VN以微细 共格沉淀相存在，焊缝强度↑，韧性↓。 因此，只有经过正火处理，才可添加Nb和 V。
4.2 Solidification Modes and Constitutional Supercooling 4.2.1 Solidification Modes
During the solidification of a pure metal the S/L interface is usually planar, unless severe thermal undercooling is imposed.
总结：固溶强化 Mn、Si 变质处理 Ti、B、Zr、RE 二者兼有 V、Nb、Mo 韧化机制：↑AF，↓PF
3.4 焊缝性能的控制
2 调整焊接工艺改善焊缝的性能
✓ 振动结晶：低频机械振动、高频超声振动、电磁振动 ✓ 焊后热处理 ✓ 多层焊接 ✓ 锤击焊道表面 ✓ 跟踪回火处理
1、焊条电弧焊中所用焊条的直径取决于工件厚度、 焊接位置和接头形式。那么，在仰焊或立焊时， 应该使用粗一些的焊条还是细一些的焊条？为什么？
During the solidification of an alloy, however, the S/L interface and hence the mode of solidification can be planar, cellular, or dendritic depending on the solidification condition and the material system involved.
4.1 Solute Redistribution during Solidification
When a liquid of uniform composition solidifies, the resultant solid is seldom uniform in composition. The solute atoms in the liquid are redistributed during solidification.
2、与钢相比，焊接铝和铝合金时焊缝更易形成氢气 孔，为什么？
3、P159第15题
4、P159第16题
5、P159第17题
4 Basic Solidification Concepts
These concepts include solute redistribution， 溶质再分配 solidification modes, 凝固方式 constitutional supercooling, 成分过冷 microsegregation and banding, 显微偏析 区域偏析 the dendrite-arm or cell spacing, 枝晶臂或晶胞间距 and the solidification path. 凝固路径