焊工培训PPT课件

12
3．预热与层间温度的影响
焊接性差的钢材，一般要采取预热和保持层 间温度的技术措施，以降低焊接接头的冷却速 度，降低焊接过程的淬硬倾向，防止裂纹的产 生。
金属材料预热温度一般不超过350℃，在低 温（600℃）时对冷却速度能起到显著的降低作 用，对t过值影响不大，所以预热对焊接线能量 不起增强作用，对焊接热循环是有利的。
9
4．焊接热循环的主要特点
1）急剧加热且温度高，熔池（焊缝）附近 最高加热温度比一般热处理加热温度都高， 故发生过热，致使该区晶粒长大粗化严重。 2）急速冷却且速度快，从而致使焊接接头 容易发生淬硬，形成淬硬组织，加剧了焊 接冷裂纹的产生。
10
影响焊接热循环的因素
影响焊接热循环的因素主要有焊接方法、 焊接规范、焊接线能量、预热和层间温度、焊 件厚度和接头型式及材料本身的导热性等。
6
焊接热循环
一、焊接热循环的特点
1．概念 焊接热循环是指在焊接热源的作用下，
焊件上某点的温度随着时间由低而高、又 由高而低的变化过程。
在加热和冷却过程中，焊件上不同位置 所经受的热循环状态是不同的，靠焊缝越 近的位置，被加热的最高温度越高，反之， 越远的位置被加热的最高温度越低。
7
2．基本要素
（1） 加热速度 （2）最高加热温度 （3）高温停留时间焊缝熔池金属一次结晶后的组织基本是
柱状奥氏体，在冷却至室温的过程中， 焊缝金属还会发生组织转变，这就是焊 缝金属的二次结晶。。
18
• 焊缝的性能 • 焊缝金属的性能决定于化学成分和组织，
焊缝的特点是碳低。但有一定数量的合 金元素，一般来说焊缝的化学成分比较 理想。但焊缝的组织较差（晶粒粗大、 组织疏松、成分偏析），没有轧制的母 材组织均匀，因此，焊缝的强度可以达 到母材，但塑性、韧性比母材差。
1．焊接方法 焊接方法不同，加热速度、高温停留时间和焊 后冷却速度都会有所不同。气焊加热速度慢， 冷却速度也慢，高温停留时间长；而钨极氩弧 焊，则加热速度快，冷却速度也快，高温停留 时间较短。
11
2。焊接规范及线能量的影响 焊接规范指焊接时的主要工艺参数，也就是保证焊接质量而选定
的各物理量，如焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等。 焊接线能量是单位长度焊缝内输入的焊接能量，对电弧焊常用下
8
3．焊接热循环特性指标
反映焊接热循环特性的指标主要有2个：t过 和 时t间8/5，。其t过值：越焊大接，接焊头接在接11头00的℃组以织上与高性温能的越停差留。 间t 8，/5这：个焊温接度接区头由域8是0焊0℃缝冷金却属到固5态00相℃变所过需程的时， 其值大小，对焊缝金属的充分转变、过热过程 或淬硬倾向均有一定影响。
第八章：焊接冶金与焊接接头 性能
焊接接头是基本金属或基本金属和填充金属在高温 热源的作用下，经过加热和冷却过程而形成不同组织和 性能的不均匀体。
在熔化焊的条件下，焊缝及其邻近的 母材组织及性能发生变化的区域共同组成 焊接接头。
1
• 一、焊接接头的组成
• 焊接接头一般由三个区域组成： • （1）焊缝 • （2）熔合区 • （3）热影响区
• 3．熔合区
• 熔合区是焊缝区和热影响区的交 界处，在焊接过程中，处于固、 液状态的半熔化区。
• 熔合区一般很窄，约有 0.1~0.4mm宽，常称熔合线， 在合金钢焊接接头中很难区分出 熔合区。
5
二．焊接接头的特点：
（1）具有组织和性能的不均匀性， （2）易产生各种焊接缺陷， （3）存在着应力集中、焊接残余应 力、焊接变形等。
2
1．焊缝
• 焊缝是焊接接头的主体， • 焊缝金属是焊接时由填充金属（焊
条、焊丝）和部分基本金属经过熔 化、结晶凝固而形成的。 • 焊缝区的宽度取决于坡口型式和焊 接线能量。
3
2．热影响区
• 受焊接热循环作用，组织和性能 发生变化的基本金属部分。
• 热影响区的宽度主要取决于焊接 线能量的大小。
4
在多层多道焊接中，层间温度一般等于或略 高于预热温度，控制层间温度的目的在于降低 焊接接头在低温时的冷却速度，有利于焊接热 循环的作用。
13
4．连接结构和钢材性能的影响
焊缝处的连接结构是由焊件厚度和接头型式 决定的，焊件厚度越大，焊接接头的相对冷却 速度越大，t8/5越小；当焊缝为角接接头时，其 冷却速度比对接接头速度要大，t8/5比对接接头 焊缝要小
钢材的导热性能对焊接热循环具有直接的影 响，导热性不同的钢材在相同的线能量条件下， 焊接接头的t过和t8/5是不同的，导热性好的钢材 t过和t8/5都小于导热性差的钢材。
14
焊缝的金属组织和性能 • 熔池中的金属从液态变为固态的这种过
程称为熔池的一次结晶。 • 熔池凝固后的焊缝金属从高温冷却到室
温时，还会发生固态的相变，产生不同 的组织。焊缝的这种固态相变过程称为 焊缝金属的二次结晶。 • 焊缝金属组织除与化学成分有关外，在 很大程度上取决于这两次结晶的特征， 而焊缝金属的性能与其组织有密切关系。
式表示： Q= IU/υ
Q-----线能量，J/cm I----焊接电流，A U-焊接电压，V υ—焊 速，cm/s
焊接线能量越大，热影响区越宽，加热到1100℃以上高温区域也 就越宽，而且t过和t8/5越大，焊接线能量偏小时，不利于焊缝的熔透 和成形，因此焊接线能量必须在一个合理的范围才能保证焊接接头 具有良好的性能。 一般通过焊接规范来调整焊接线能量，不同的焊接方法，在常规规 范条件下，焊接线能量的差别较大，埋弧焊时焊接线能量较大，手 工电弧焊次之、钨极氩弧焊最小。
15
• 一、焊接熔池的一次结晶
• 1．结晶过程的特点
• （1）熔池的体积小、冷却速度快； • （2）液态金属温度高； • （3）运动状态下结晶； • （4）以散热方向向焊缝中呈柱状生长。
16
• 2．组织特征与组织偏析
• 柱状晶是一次结晶的组织特征。 • 由于冷却速度极快，相内的成分来不及趋于
一致，所以保持着结晶先后而产生成分不均 匀性，这种不均匀性就是晶内偏析，
19
• 焊接区域的气体对焊缝金属的影响 • 焊接时焊接区域中主要有一氧化碳
（CO）、二氧化碳（C O2）、氢（H2 ）、 水 蒸 汽 （ H2O）、 氧 （ O2）、 氮 （N2）等气体，其中氧、氮、氢对焊接 质量的影响最大。