焊工培训PPT课件
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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
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。
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,
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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 (4)冷却速度
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。
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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。
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
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。
• 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。
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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。
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wk.baidu.com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
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。
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。
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• 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
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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。
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。
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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。
17
• 二、焊缝金属的二次结晶 • 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。
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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。
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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。
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• 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。
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• 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,
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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。
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2.基本要素
(1) 加热速度 (2)最高加热温度 (3)高温停留时间 (4)冷却速度
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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。
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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。
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。
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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
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。
• 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。
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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。
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。
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2。焊接规范及线能量的影响 焊接规范指焊接时的主要工wk.baidu.com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
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• 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。
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。
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• 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
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。
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。
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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。
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• 二、焊缝金属的二次结晶 • 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。。
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• 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。