1-金属焊接性及其试验方法-讲义
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焊接性及其试验方法
（1）材料因素 （2）工艺因素 （3）结构因素 （4）使用条件
三. 焊接性分析方法 工艺焊接性 使用焊接性
5.2 焊接性试验内容和方法
• 一.焊接性试验的内容 • (一)焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力 • 热裂纹试验与焊接材料关系密切, 热裂纹试验与焊接材料关系密切, 母材也有一定的影响. 母材也有一定的影响. • (二)焊缝及焊接热影响区金属抵抗产生冷 裂纹的能力 • 冷裂纹试验是针对母材进行的试验
预热１５０ １５０～ Ⅳ可以 预热１５０～ ２００℃ ２００℃
必要
希望
试验试板尺寸及焊缝的位置
可调拘束裂纹试验示意图
3.斜 形坡口焊接裂纹试验方（GB4675.1-84） 3.斜Y 形坡口焊接裂纹试验方（GB4675.1-84） 可用于评定钢材的冷裂敏感性， 可用于评定钢材的冷裂敏感性，也可 用于拟定焊接工艺。 用于拟定焊接工艺。 （1）制备试样，如下图： 制备试样，如下图：
(二)间接推算类方法: 间接推算类方法:
不需要焊接焊缝, 不需要焊接焊缝,而是根据材料的化学成 金相组织、力学性能之间的关系, 分、金相组织、力学性能之间的关系,联系焊 接热循环过程进行推测和评估, 接热循环过程进行推测和评估,从而确定焊接 性的好坏和合适的焊接条件.使用的方法主要 性的好坏和合适的焊接条件. 碳当量法、焊接裂纹敏感指数法、 有:碳当量法、焊接裂纹敏感指数法、连续冷 却组织转变曲线法、焊接热---应力模拟法、 ---应力模拟法 却组织转变曲线法、焊接热---应力模拟法、 焊接热影响区最高硬度法及断口金相分析等. 焊接热影响区最高硬度法及断口金相分析等.
• 国际焊接学会（ＩＩＷ）：适用于中强度 国际焊接学会（ＩＩＷ）：适用于中强度 （ＩＩＷ）： 的非调质低合金高强钢， 的非调质低合金高强钢， • Ceq ≤０.４５％，焊接厚度２５㎜的板件可 ４５％，焊接厚度２５ ０ ４５％，焊接厚度２５㎜ 以不预热， 以不预热， • Ceq ＜０.４１％时，焊接厚度为３７㎜的 ４１％ 焊接厚度为３７ ３７㎜ ４１ 板件可以不预热． 板件可以不预热．
三. 焊接性分析方法 工艺焊接性 使用焊接性
5.2 焊接性试验内容和方法
• 一.焊接性试验的内容 • (一)焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力 • 热裂纹试验与焊接材料关系密切, 热裂纹试验与焊接材料关系密切, 母材也有一定的影响. 母材也有一定的影响. • (二)焊缝及焊接热影响区金属抵抗产生冷 裂纹的能力 • 冷裂纹试验是针对母材进行的试验
预热１５０ １５０～ Ⅳ可以 预热１５０～ ２００℃ ２００℃
必要
希望
试验试板尺寸及焊缝的位置
可调拘束裂纹试验示意图
3.斜 形坡口焊接裂纹试验方（GB4675.1-84） 3.斜Y 形坡口焊接裂纹试验方（GB4675.1-84） 可用于评定钢材的冷裂敏感性， 可用于评定钢材的冷裂敏感性，也可 用于拟定焊接工艺。 用于拟定焊接工艺。 （1）制备试样，如下图： 制备试样，如下图：
(二)间接推算类方法: 间接推算类方法:
不需要焊接焊缝, 不需要焊接焊缝,而是根据材料的化学成 金相组织、力学性能之间的关系, 分、金相组织、力学性能之间的关系,联系焊 接热循环过程进行推测和评估, 接热循环过程进行推测和评估,从而确定焊接 性的好坏和合适的焊接条件.使用的方法主要 性的好坏和合适的焊接条件. 碳当量法、焊接裂纹敏感指数法、 有:碳当量法、焊接裂纹敏感指数法、连续冷 却组织转变曲线法、焊接热---应力模拟法、 ---应力模拟法 却组织转变曲线法、焊接热---应力模拟法、 焊接热影响区最高硬度法及断口金相分析等. 焊接热影响区最高硬度法及断口金相分析等.
• 国际焊接学会（ＩＩＷ）：适用于中强度 国际焊接学会（ＩＩＷ）：适用于中强度 （ＩＩＷ）： 的非调质低合金高强钢， 的非调质低合金高强钢， • Ceq ≤０.４５％，焊接厚度２５㎜的板件可 ４５％，焊接厚度２５ ０ ４５％，焊接厚度２５㎜ 以不预热， 以不预热， • Ceq ＜０.４１％时，焊接厚度为３７㎜的 ４１％ 焊接厚度为３７ ３７㎜ ４１ 板件可以不预热． 板件可以不预热．
金属焊接性与焊接方法讲解
是甘油法。 （1） 甘油法试验原理： 焊接试样，利用仪器收
集从试样扩散出来的氢气。 （2 ） 测定装置：如图所示。 （3 ） 试样：焊条电弧焊：
100×25×12mm （ 4 ） 试验方法：试样焊接
以后，用丙酮清洗、吹干； 在90s内放入氢气收集器内；
经72h后读取气体读数Vo。
48
（ 5） 计算： V o = PVTo/PoWT ×100
1）压板对接（FISCO) 焊接裂纹试验方法GB4675.4-84), 可用于评定焊条焊缝的热裂纹敏感性。 （1）准备试件
试件材质与焊件相 同，采用原板厚，开 I形坡口。
采用机械加工方法。
37
（2）试验装置
38
（3）试验步骤 把试件安装在C形装置中，调好坡口间隙。将螺栓旋紧 ，在水平、垂直方向顶紧试板。用待试焊条焊4条长约 40mm的试验焊缝。10min后，取出试件，沿焊缝弯 断，观察断面有无裂纹。
理论上具有焊接性，但实际实施非常困难，需要复杂 的苛刻的施工条件才能完成焊接施工；或者即使完成焊 接施工，焊接接头质量（使用性能）也不能保证。
焊接性不良
4
第六章 金 属 焊 接 性
工艺焊接性包括冶金焊接性与热焊接性 （1）冶金焊接性 冶金焊接性是指冶金反应对焊缝性能和产生缺陷的影响程度， 它包括合金元素的氧化、还原、蒸发、氢、氧、氮的溶解，对气 孔、夹杂、裂纹等缺陷的敏感性。 （2）热焊接性 热焊接性是指焊接热过程对焊接热影响区组织性能及产生缺陷 的影响程度，它用于评定被焊金属对热作用的敏感性。
三、焊接性试验
（一）试验内容 1、焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力 2、焊缝及HAZ区抵抗产生冷裂纹的能力 3、焊接接头金属抗脆性转变能力 4、焊接接头的使用性能
集从试样扩散出来的氢气。 （2 ） 测定装置：如图所示。 （3 ） 试样：焊条电弧焊：
100×25×12mm （ 4 ） 试验方法：试样焊接
以后，用丙酮清洗、吹干； 在90s内放入氢气收集器内；
经72h后读取气体读数Vo。
48
（ 5） 计算： V o = PVTo/PoWT ×100
1）压板对接（FISCO) 焊接裂纹试验方法GB4675.4-84), 可用于评定焊条焊缝的热裂纹敏感性。 （1）准备试件
试件材质与焊件相 同，采用原板厚，开 I形坡口。
采用机械加工方法。
37
（2）试验装置
38
（3）试验步骤 把试件安装在C形装置中，调好坡口间隙。将螺栓旋紧 ，在水平、垂直方向顶紧试板。用待试焊条焊4条长约 40mm的试验焊缝。10min后，取出试件，沿焊缝弯 断，观察断面有无裂纹。
理论上具有焊接性，但实际实施非常困难，需要复杂 的苛刻的施工条件才能完成焊接施工；或者即使完成焊 接施工，焊接接头质量（使用性能）也不能保证。
焊接性不良
4
第六章 金 属 焊 接 性
工艺焊接性包括冶金焊接性与热焊接性 （1）冶金焊接性 冶金焊接性是指冶金反应对焊缝性能和产生缺陷的影响程度， 它包括合金元素的氧化、还原、蒸发、氢、氧、氮的溶解，对气 孔、夹杂、裂纹等缺陷的敏感性。 （2）热焊接性 热焊接性是指焊接热过程对焊接热影响区组织性能及产生缺陷 的影响程度，它用于评定被焊金属对热作用的敏感性。
三、焊接性试验
（一）试验内容 1、焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力 2、焊缝及HAZ区抵抗产生冷裂纹的能力 3、焊接接头金属抗脆性转变能力 4、焊接接头的使用性能
金属焊接性与焊接方法.ppt
试件材质与焊件相 同，采用原板厚，开 I形坡口。
采用机械加工方法。
35
（2）试验装置
36
（3）试验步骤
把试件安装在C形装置中，调好坡口间隙。将螺栓旋 紧，在水平、垂直方向顶紧试板。用待试焊条焊4条长 约40mm的试验焊缝。10min后，取出试件，沿焊缝弯断 ，观察断面有无裂纹。
（4）计算裂纹率C
5
第六章 金 属 焊 接 性
（三）使用焊接性 使用焊接性是指焊接接头或整体结构满足各
种使用性能的程度，其中包括常规的力学性能， 低温韧性，高温蠕变，疲劳性能，持久强度，以 及抗腐蚀性和耐磨性等。
6
（四）、焊接性评价标准 焊缝及HAZ产生裂纹的敏感性如何 焊缝及HAZ产生气孔的敏感性如何 焊接热循环对HAZ组织结构的影响
极差 （只焊补）
焊弧焊、 气焊（薄壁）
重要件、复杂件 焊前 预热，焊后缓冷
12
13
第六章 金 属 焊 接 性
二、如何分析金属的焊接性
（一）从金属的特性分析焊接性 1.化学成分 1）碳当量法
钢材中的各种元素，碳对淬硬及冷裂影响最显著 ，所以有人将钢材中各种元素的作用按照相当于若干 含碳量折合并迭加起来，求得所谓的“碳当量”(Ceq) ，以Ceq值的大小估价冷裂纹倾向的大小，认为Ceq值 越小，钢材的焊接性能越好。
42
（四）析因理化试验
目的：分析影响金属焊接性的内在原因。 主要包括： （1）焊接材料熔敷金属扩散氢测定试验； （2）焊接接头金相分析试验； （3）焊接接头维氏硬度试验； （4）化学成分分析试验； （5）焊接接头断口分析试验。
在切点点两侧各取7个以上的 点（测点15个以上），各点的 间距0.5mm
24
（二）、直接试验法
采用机械加工方法。
35
（2）试验装置
36
（3）试验步骤
把试件安装在C形装置中，调好坡口间隙。将螺栓旋 紧，在水平、垂直方向顶紧试板。用待试焊条焊4条长 约40mm的试验焊缝。10min后，取出试件，沿焊缝弯断 ，观察断面有无裂纹。
（4）计算裂纹率C
5
第六章 金 属 焊 接 性
（三）使用焊接性 使用焊接性是指焊接接头或整体结构满足各
种使用性能的程度，其中包括常规的力学性能， 低温韧性，高温蠕变，疲劳性能，持久强度，以 及抗腐蚀性和耐磨性等。
6
（四）、焊接性评价标准 焊缝及HAZ产生裂纹的敏感性如何 焊缝及HAZ产生气孔的敏感性如何 焊接热循环对HAZ组织结构的影响
极差 （只焊补）
焊弧焊、 气焊（薄壁）
重要件、复杂件 焊前 预热，焊后缓冷
12
13
第六章 金 属 焊 接 性
二、如何分析金属的焊接性
（一）从金属的特性分析焊接性 1.化学成分 1）碳当量法
钢材中的各种元素，碳对淬硬及冷裂影响最显著 ，所以有人将钢材中各种元素的作用按照相当于若干 含碳量折合并迭加起来，求得所谓的“碳当量”(Ceq) ，以Ceq值的大小估价冷裂纹倾向的大小，认为Ceq值 越小，钢材的焊接性能越好。
42
（四）析因理化试验
目的：分析影响金属焊接性的内在原因。 主要包括： （1）焊接材料熔敷金属扩散氢测定试验； （2）焊接接头金相分析试验； （3）焊接接头维氏硬度试验； （4）化学成分分析试验； （5）焊接接头断口分析试验。
在切点点两侧各取7个以上的 点（测点15个以上），各点的 间距0.5mm
24
（二）、直接试验法
8.0金属焊接性及实验方法
停留时间长时热影响区晶粒粗大；
(2) 热焊接性 焊接过程中要向接头区域输 入很多热量，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。
绪言
《金属焊接性》 是《焊接冶金（基本原理）》 课程的后续课程 ，重点介绍基础知识和基本概念， 并 注重引入了有关新金属材料的焊接性及其连接 新技术、新标准的相关内容，其中部分内容是作 者在近年的科学研究工作中所取得的研究成果。
目录
第一章 金属焊接性基础
第五章 钛及其合金的焊接
第二章 碳钢及低合金钢的焊接
焊接性又可分成工艺焊接性和使用焊接性。
工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，获得优质、无缺陷
的焊接接头的能力。如果一种金属材料可以在很简单的工艺条 件下焊接而获得完好的接头且能够满足使用要求，就可以说其
焊接性良好；反之，则焊接性较差。
使用焊接性是指焊接接头满足某种使用性能的能力，通常包 括常规的力学性能、低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳 性能、持久强度以及抗腐蚀性和耐磨性等指标。
日本的JIS和WES推荐：
Mn Si Ni Cr Mo V Ceq C (%) 6 24 40 5 4 14
此式适用于低合金调质钢，其化学成分范围：C≤0.2%或0.18%；Si≤0.55%； Mn≤1.5%；Cu≤0.5%；Ni≤2.5%；Cr≤1.25%；Mo≤0.7%；V≤0.1%；B≤0.006%。当 板厚＜25mm，手弧焊线能量17kJ/cm时，预热范围大致如下： 钢材 =500MPa， Ceq =0.46%时，可不预热； 钢材 =600MPa， Ceq =0.52%时，预热75℃； 钢材 =700MPa， Ceq =0.52%时，预热100℃； 钢材
《焊接冶金学及金属材料焊接》教学课件—模块六金属的焊接性试验
（二）利用化学性能分析
从焊接对象材料的化学性能出发，考虑焊缝金属被有害元素侵害的倾 向性。
二、利用CCT图分析
焊接连续冷却组织转变图（CCT图）是表征某种钢的焊缝及热影响区 在各种连续冷却条件下转变开始温度和终了温度、转变开始时间和终了时 间，以及转变的组织、室温硬度与冷却速度之间关系的曲线图。
由于焊接热影响区CCT图应用比较广泛，一般焊接CCT图多指焊接热 影响区CCT图。
再现性 ３
经济性 ４
回目录
（1）△G法
△G=Cr﹢3.3Mo﹢8.1V﹣2(%)
课题一 金属焊接性的影响因素
（2）PSR法
此法主要更全面地考虑到Cu、Nb、Ti等元素对再热裂纹的影响，计算 公式为：
PSR=Cr﹢Cu﹢2Mo﹢5Ti﹢7Nb﹢10V﹣2(%)
5.层状撕裂敏感性指数法
PL
Pcm
[H ] 60
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6S
课题一 金属焊接性的影响因素
课题一 金属焊接性的影响因素
焊接连续冷却转变图反映了焊接热影响区从高温连续冷却时，热 影响区显微组织和室温硬度与冷却速度的关系。这种关系可以方便地 预测热影响区组织、性能和硬度变化，预测某种钢焊接热影响区的淬 硬倾向和产生冷裂纹的可能性。同时也可以作为调整焊接热输入、改 进焊接工艺（包括焊前预热和焊后热处理等）的依据。
模块六 金属的焊接性试验
• 课题一 金属焊接性的影响因素 • 课题二 金属焊接性的分析方法 • 课题三 焊接性试验方法及其选用原则
课题一 金属焊接性的影响因素
一、金属焊接性的概念
定义：金属焊接性是指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能 够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力。
二、影响焊接性的因素
从焊接对象材料的化学性能出发，考虑焊缝金属被有害元素侵害的倾 向性。
二、利用CCT图分析
焊接连续冷却组织转变图（CCT图）是表征某种钢的焊缝及热影响区 在各种连续冷却条件下转变开始温度和终了温度、转变开始时间和终了时 间，以及转变的组织、室温硬度与冷却速度之间关系的曲线图。
由于焊接热影响区CCT图应用比较广泛，一般焊接CCT图多指焊接热 影响区CCT图。
再现性 ３
经济性 ４
回目录
（1）△G法
△G=Cr﹢3.3Mo﹢8.1V﹣2(%)
课题一 金属焊接性的影响因素
（2）PSR法
此法主要更全面地考虑到Cu、Nb、Ti等元素对再热裂纹的影响，计算 公式为：
PSR=Cr﹢Cu﹢2Mo﹢5Ti﹢7Nb﹢10V﹣2(%)
5.层状撕裂敏感性指数法
PL
Pcm
[H ] 60
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6S
课题一 金属焊接性的影响因素
课题一 金属焊接性的影响因素
焊接连续冷却转变图反映了焊接热影响区从高温连续冷却时，热 影响区显微组织和室温硬度与冷却速度的关系。这种关系可以方便地 预测热影响区组织、性能和硬度变化，预测某种钢焊接热影响区的淬 硬倾向和产生冷裂纹的可能性。同时也可以作为调整焊接热输入、改 进焊接工艺（包括焊前预热和焊后热处理等）的依据。
模块六 金属的焊接性试验
• 课题一 金属焊接性的影响因素 • 课题二 金属焊接性的分析方法 • 课题三 焊接性试验方法及其选用原则
课题一 金属焊接性的影响因素
一、金属焊接性的概念
定义：金属焊接性是指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能 够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力。
二、影响焊接性的因素
第一章 金属焊接性及其试验方法.
第二节 金属焊接性试验
(6)脆性断裂试验 除低温冲击试验外，常用的还有落锤试验、裂 纹张开位移试验(COD)以及Wells宽板拉伸试验等。 2.使用性能试验
(二)间接法推算 三、焊接性试验方法的选择原则 现有的焊接性试验方法很多，随着技术的进步，要求的提高，焊 接性试验方法还会不断增加。选择焊接性试验方法时一般应遵循 下列原则： (一)针对性 (二)可比性 (三)可靠性 (四)经济性
第三节 常用的焊接性试验方法
图1-10 压板对接裂纹试验装 1—C形拘束框架 2—试件 3—紧固螺栓 4—齿形底座 5—定位塞 6—调节板
第三节 常用的焊接性试验方法
图1-11 刚性固定对接裂纹 试验试件尺寸和形 注：图注同图1-10。
第三节 常用的焊接性试验方法
(三)Z向拉伸试验
图1-12 Z向拉伸试验试件制备及尺 a)试件的制取部位 b)试件的形状和尺寸
第二节 金属焊接性试验
1.直接模拟试验 (1)焊接冷裂纹试验 常用的有插销试验、斜Y形坡口对接裂纹试 验、拉伸拘束裂纹试验(TRC试验)、刚性拘束裂纹试验(RRC试验)
等。 (2)焊接热裂纹试验 常用的有可调拘束裂纹试验、菲斯柯(FISCO) 焊接裂纹试验、窗形拘束对接裂纹试验、刚性固定对接裂纹试验 等。 (3)再热裂纹试验 有H形拘束试验、缺口试棒应力松弛试验、U形 弯曲试验等。 (4)层状撕裂试验 常用的有Z向拉伸试验、Z向窗口试验等。 (5)应力腐蚀裂纹试验 有U形弯曲试验、缺口试验、预制裂纹试 验等。
第三节 常用的焊接性试验方法
(四)拉伸拘束裂纹试验(TRC试验)
图1-13
TRC试验机的简
复习思考题
1.何谓金属材料的焊接性？影响金属材料焊接性的因素有哪些？ 2.焊接性试验方法的选择原则是什么？ 3.“凡是能够获得优质焊接接头的金属，焊接性都很好”这种说法
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。
第15讲 金属焊接性及试验方法
增加而恶化。
50 7
钢材的冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态等，在不
同程度上都对焊接性发生影响。 近年来研制和发展了各种CF钢（抗裂钢）、Z向钢（抗
层状撕裂钢）TMCP钢（控轧钢）等，就是通过精炼提
纯、细化晶粒和控轧工艺等手段，改善钢材的焊接性。
50
8
(2)工艺因素 焊接方法的影响主要表现在：热源特性和保护条件。 不同的焊接方法其热源在功率、能量密度、最高加热温 度等方面有很大差别。金属在不同热源下焊接，将显示 出不同的焊接性能。
50 3
使用焊接性是指焊接接头或整个结构满足产品技术条件
规定的使用性能的程度。
使用性能取决于焊接结构的工作条件和设计上提出的技
术要求。通常包括常规力学性能、低温韧性、抗脆断性
能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度、耐蚀性能和耐磨 性能等。 金属材料的焊接性不仅与材料本身的固有性能有关，同 时也与许多焊接工艺条件有关。在不同的焊接工艺条件
Cs
H H
50
s
100%
32
对于低合金钢一般认为表面裂纹率小于20％，用于生产 是安全的，但不应有根部裂纹。
如果试验用的焊接工艺参数不变，用不同预热温度进行
试验，就可以测定出防止冷裂纹的临界预热温度，作为 评定钢材冷裂纹敏感性指标。
50
33
二、插销试验 此法主要是测定钢材焊接热影响区对冷裂纹敏感性的
第 15 讲 焊接性及试验方法
50
1
§5.1 焊接性概念
一、金属焊接性
金属焊接性是金属是否能适应焊接加工而形成完整的、
具备一定使用性能的焊接接头的特性。
焊接性包括工艺焊接性和使用焊接性。 工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，能否获得优良 致密，无缺陷焊接接头的能力。它不是金属本身所固有 的性能，而是根据某种焊接方法和所采用的具体工艺措 施来进行评定的。
50 7
钢材的冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态等，在不
同程度上都对焊接性发生影响。 近年来研制和发展了各种CF钢（抗裂钢）、Z向钢（抗
层状撕裂钢）TMCP钢（控轧钢）等，就是通过精炼提
纯、细化晶粒和控轧工艺等手段，改善钢材的焊接性。
50
8
(2)工艺因素 焊接方法的影响主要表现在：热源特性和保护条件。 不同的焊接方法其热源在功率、能量密度、最高加热温 度等方面有很大差别。金属在不同热源下焊接，将显示 出不同的焊接性能。
50 3
使用焊接性是指焊接接头或整个结构满足产品技术条件
规定的使用性能的程度。
使用性能取决于焊接结构的工作条件和设计上提出的技
术要求。通常包括常规力学性能、低温韧性、抗脆断性
能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度、耐蚀性能和耐磨 性能等。 金属材料的焊接性不仅与材料本身的固有性能有关，同 时也与许多焊接工艺条件有关。在不同的焊接工艺条件
Cs
H H
50
s
100%
32
对于低合金钢一般认为表面裂纹率小于20％，用于生产 是安全的，但不应有根部裂纹。
如果试验用的焊接工艺参数不变，用不同预热温度进行
试验，就可以测定出防止冷裂纹的临界预热温度，作为 评定钢材冷裂纹敏感性指标。
50
33
二、插销试验 此法主要是测定钢材焊接热影响区对冷裂纹敏感性的
第 15 讲 焊接性及试验方法
50
1
§5.1 焊接性概念
一、金属焊接性
金属焊接性是金属是否能适应焊接加工而形成完整的、
具备一定使用性能的焊接接头的特性。
焊接性包括工艺焊接性和使用焊接性。 工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，能否获得优良 致密，无缺陷焊接接头的能力。它不是金属本身所固有 的性能，而是根据某种焊接方法和所采用的具体工艺措 施来进行评定的。
金属焊接性及其试验方法
第二节焊接性试验
• 一、焊接性试验的内容 • 针对材料的不同性能特点和不同使用要求，焊接性试 验的内容可以有以下几种： (一)焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力 • 熔池金属结晶时，由于存在一些有害的元素(如低熔 点的共晶物)并受热应力的作用，就可能在结晶末期发生 热裂纹。热裂纹是一种较常发生又是危害严重的缺陷，所 以焊缝抵抗产生热裂纹的能力就是焊接性的一项重要内容， 通常是通过热裂纹试验来进行的。 (二)焊缝及热影响区金属抵抗产生冷裂纹的能力 • 焊缝及热影响区金属在焊接热循环作用下，由于组织 及性能变化，加之受焊接应力和扩散氢的影响，可能发生 冷裂纹。冷裂纹在低合金高强钢焊接中是较为常见的缺陷， 而且也是一种严重的缺陷，是焊接性试验中很重要，又最 常用到的一项试验内容。冷裂纹试验是针对母材进行的试 验。
• (一)直接模拟试验类
这类焊接性评定方法一般是仿照实际焊接的条件，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，直 观地评价焊接性的优劣，有时还可以从中确定必要的焊接 条件。 • (1)焊接冷裂纹试验 常用的有插销试验、斜Y坡口对接裂 纹试验、拉伸拘束裂纹试验(TRC)、刚性拘束裂纹试验 (RRC) (RRC)等。 • (2)焊接热裂纹试验 常用的有可调拘束裂纹试险、压板对 接（FISCO）焊接裂纹试验、窗形拘束对接裂纹试验、刚 性固定对接裂纹试验等 • (3)再热裂纹试验 有H型拘束试验、缺口试棒应力松弛试 验、U形弯曲试验等。还可以利用插销试验进行再热裂纹 试验。 •
•
4．其他工艺因素 为改善焊按性，防止各类缺陷的发生，对工艺因素 的其他环节也应给予足够的重视，其中主要的几个环节如下：
• (1)彻底清理坡口及其附近区域 清除油、锈对低合金钢焊接时防止气孔、 裂纹是十分重要的。去除铝及铝合金表面氧化铝膜对防止气孔和夹渣也 很有效。 • (2)严格按规定处理焊接材料 焊条、焊剂应按规定烘干和保存；焊丝应 严格除油、除锈；保护气体要经提纯去除杂质后使用。 • (3)合理安排焊接顺序 大件或复杂形状的工件焊接时，为减少应力及变 形，必须安排好各条焊缝的焊接次序。焊接次序安排不当，会影响接头 性能，甚至引起焊接缺陷，从而使焊接性变差。 • (4)正确制定焊接规范 只有焊接规范适当时，才能保证良好的熔合比 和焊缝形状系数。这不仅对防止产生裂纹等缺陷是必要的，而且对保证 接头性能也是十分重要的。除了控制线能量外，还要控制焊接电流、电 弧电压及焊接速度，使之保持在一定的范围内。此外，预热温度和层间 温度的控制也是不可忽视的。
金属焊接性及其试验方法
（1）
热焊接性
（2）冶金焊接性来自第8章 金属焊接性及其试验方法
8.1 金属焊接性的基本概念
8.1.1 基本概念 8.1.1.2 使用焊接性 使用焊接性是指焊接接头或整体焊接结构满足技术条件所规定的各种使用性能的 程度，其中包括常规的力学性能、低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变性、疲劳性能、 持久强度、抗腐蚀性、耐磨性能等。
8.2 常用焊接性试验方法
8.2.2 常用的试验方法 8.2.2.1 间接估算法
（1） 碳当量估算法
计算公式：CE(IIW)=C+Mn6+Cr+Mo+V5+Cu+Ni15 (%) Ceq(JIS)=C+Mn6+Si24+Ni40+Cr5+Mo4+V14 (%)
第8章 金属焊接性及其试验方法
8.2 常用焊接性试验方法
8.2 常用焊接性试验方法
8.2.1 焊接性试验 8.2.1.1 焊接性试验的研究目的
（1）
制定最佳焊接工艺
（2）
正确选材
第8章 金属焊接性及其试验方法
8.2 常用焊接性试验方法
8.2.1 焊接性试验 8.2.1.2 金属焊接性的研究方法
（1）
对母材进行的试验方法
（2）
对焊接接头进行的试验方法
第8章 金属焊接性及其试验方法
8.1.1 基本概念 8.1.1.1 工艺焊接性 工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷焊接接头的 能力，从而进一步分析评价金属材料在一定工艺条件下(主要指用某种焊接方法)焊接
时产生焊接缺陷的倾向性和严重性。
第8章 金属焊接性及其试验方法
8.1 金属焊接性的基本概念
金属焊接性及其评定PPT课件
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感谢观看！
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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。
第12页/共18页
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 +
第1页/共18页
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
第2页/共18页
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
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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
金属材料焊接(1)(金属焊接性)
本节小结
本节应掌握的内容： 金属焊接性概念。 优质焊接接头及其条件 影响焊接性因素。 分析焊接性方法。 碳当量法的应用及局限性。 典型焊接性试验的实验过程及应用。
第 一 章
第 一 章
导言：
第一节
金属的焊接性
一．金属焊接性的概念
GB/T3375-1994《焊接术语》 金属焊接性: 金属材料在限定的施工（生产）条件下，焊接成规定设计要求的构件，并满足预 定服役要求的能力。 优质焊接接头： 接头中不允许存在超过质量标准规定的缺陷； 满足使用性能要求。 ---（材料对焊接加工的适应性称为材料的焊接性。） ①接头的接合性 对产生焊接缺陷(如气孔、裂缝等)的敏感性。 ② 接头的使用性能 与母材性能的差异程度----机械性能、耐热、耐腐蚀、抗疲劳等性能。 1、工艺焊接性（接头的接合性） 对产生焊接缺陷(如气孔、裂缝等)的敏感性。 2、使用焊接性（接头的使用性能） 机械性能、耐低温、耐热、耐腐蚀、抗疲劳及耐磨性等
• 能力目标：
金属焊接性及其试验方法
• 1、掌握典型金属焊接性实验的应用 • 2、能合理进行焊接性试验 • 3、能结合焊接性试验结果分析焊接性
第一节
金属的焊接性
第 一 章
Байду номын сангаас
【主要问题提示】
1.什么是金属焊接性？
2.如何正确确定金属焊接性？其影响因素？
3.分析金属焊接的方法有哪些？如何运用？
第一节
金属的焊接性
第一节
CE C
金属的焊接性
Mn Cr Mo V Ni Cu % 6 5 15
国际焊接学会推荐用于碳钢和低合金钢的碳当量(CE)计算公式：
第 一 章
式中化学元素符号均表示元素在钢中的含量，计算时应取成分的上限。 日本JIS标准公式：
第一章 金属焊接性和其试验方法
第一章金属焊接性及其试验方法不同的金属材料用不同的焊接方法进行焊接时，由于材料本身的成分和性能差异及焊接时发生了一系列复杂的冶金过程，从而对焊接操作的难易程度和材料的组织和性能产生不同的影响。
为了从焊接角度对此现象进行分析，因而提出了焊接性的问题。
本章将重点介绍金属焊接性的基本知识及试验方法。
第一节金属焊接性概述一、金属焊接性的概念焊接性是表示材料对焊接加工的适应性，是指材料在一定的焊接工艺条件下（包括焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数和结构形式等），能否获得优质焊接接头的难易程度和该焊接接头能否在使用条件下可靠运行的一种特性。
金属焊接性是个相对的概念，同一种材料在不同的焊接工艺条件下焊接性可以表现出很大的差异。
如焊接铝合金时，如采用氧-乙炔进行气焊时，则焊接性差，如改用交流氩弧焊时，则有良好的焊接性。
随着新的焊接方法和焊接工艺的开发和完善，一些原来焊接性差的材料，也会变成焊接性好的材料；当然，随着新材料的出现和对焊接结构使用条件要求越高，又将会带来新的焊接性问题。
二、金属焊接性的内容金属焊接性包括工艺焊接性和使用焊接性两方面的内容。
1.工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷的焊接接头的能力。
它不是金属本身所固有的性能，它不仅和母材的成分和性能有关，还受焊接热源的性质、保护方式、热处理状态、接头形式及焊接方位、预热、后热等因素影响，反应了金属在焊接过程中对接头性能的改变，尤其是形成缺陷的敏感性。
对于熔化焊而言，工艺焊接性可分为热焊接性和冶金焊接性。
（1）热焊接性是指在焊接热过程中，对焊接热影响区的组织性能及产生缺陷的影响程度。
它主要和被焊材质及焊接工艺条件有关，常用来评定被焊金属对热的敏感性（晶粒长大和组织性能变化等）。
（2）冶金焊接性是指冶金反应对焊接性能和产生缺陷的影响程度。
包括合金元素的氧化、还原、氮化、蒸发及氢、氧和氮的溶解等对气孔、夹杂物和裂纹等的敏感性，主要影响焊缝金属的化学成分和性能。
金属焊接性及其试验方法讲解PPT教案
能否获得
在焊接热过程中，对焊接热影响区的 组织性 能及产 生缺陷 的影响 程度
优质致密、无缺陷的焊接接 冶金反应对焊接性能和产生缺陷的影 响程度
头的能力。
热焊接性第4页/共41页
分类
（2）使用焊接性
定义：焊接接头或整体焊接结构 满足技术要 求条件所规定的各种使用性 能的程度。
包括：力学性能 低温性能 抗 脆断性能
第27页/共41页
该试验条件苛刻，因此认为裂纹 率小于20%
为合格
第28页/共41页
⑥插销试验 用途：判定冷裂纹的敏感性来测
定钢材热影 响区的冷裂纹的敏感性。
试样：被测试样加工成为ø8mm 或ø6mm的插销
第29页/共41页
第30页/共41页
底板
第31页/共41页
焊接
将试样带有缺口的一端插入加工 的底板的孔
I=170±10A V=150mm/min±10mm/min
焊条直径ø=4mm 焊后自然冷却12个小时
第22页/共41页
取样和检验： 照图取试样并对其进行研磨腐蚀
取7个以上的点，用载荷为 10kg的维氏硬度进行测量
第23页/共41页
⑤斜Y形坡口焊接裂纹试验法 用途：评价碳素钢和低合金高强
钢打底焊缝 及热影响区的冷裂纹倾向
解答：根据国际焊接学会（ⅡW） 所推荐的CE（ⅡW）如下：
把20CrMo钢中各个元素的含量 带入前面的公第13式页/共4计1页 算可得
CE（ⅡW）=0.5%
Ceq(JIS)
Ceq=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14(%)
主要适用于低碳调质的低合金高 强度钢
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图1-5 插销试棒缺口处于 a)环形缺口试棒 b)螺形缺口试棒
第三节 常用的焊接性试验方法
图1-6 a)环形缺口插销 b)螺形缺口插销
第三节 常用的焊接性试验方法
图1-7
第三节 常用的焊接性试验方法
表1-1 插销试棒的尺寸
表1-2 缺口位置a与热输入E的关系
第三节 常用的焊接性试验方法
1)因为试件尺寸小，底板材料与插销材料又不必完全相同，并且底 板可重复使用，所以试验材料损耗小。 2)调整焊接热输入及底板厚度，即可得到不同的冷却速度。 3)因插销尺寸小，故可从被试验材料的任意方向取样，也可以从全 熔敷金属中取样用来测定焊缝金属对冷裂纹的敏感性。 4)环形缺口整个圆周温度往往不可能达到十分均匀，这就影响试验 结果的准确性，造成数据分散，再现性不很好。 三、焊接热影响区最高硬度试验方法 焊接热影响区最高硬度比碳当量能更好地判断钢种的淬硬倾向和冷 裂纹敏感性，因为它不仅反映了钢种化学成分的影响，而且也反映 了金属组织的作用。由于该试验方法简单，已被国际焊接学会（IIW） 纳为标准。我国已制定了GB/T4675．5—1984，适用于焊条电弧图1-10 1—C形来自束框架 2—试件 3—紧固螺栓
4—齿形底座 5—定位塞 6—调节板
第三节 常用的焊接性试验方法
表1-3 HAZ最高硬度试件尺寸(单位：mm)
第三节 常用的焊接性试验方法
图1-8
第三节 常用的焊接性试验方法
图1-9
第三节 常用的焊接性试验方法
四、其他焊接性试验方法简介 (一)压板对接(FISCO)焊接裂纹试验法 (二)刚性固定对接裂纹试验
第三节 常用的焊接性试验方法
第一节 金属的焊接性
焊接性是金属材料的一种工艺性能。除了受材料本身性质影响外， 还受到工艺条件、结构条件和使用条件的影响。 (一)材料因素 (二)工艺因素 (三)结构因素 (四)使用条件 三、分析金属焊接性的方法 除直接采用焊接试验的方法来确定金属的焊接性之外，通过分析金 属的化学成分、物理性能、化学性能、相图特点、连续冷却转变图 (CCT图)或模拟焊接热影响区的连续冷却转变图(SHCCT图)等，均可 以在某种程度上评价金属的焊接性。 (一)利用化学成分分析
图1-4 a)表面裂纹 b)根部裂纹 c)断面裂纹
第三节 常用的焊接性试验方法
二、插销试验 插销试验是主要用于测定碳钢和低合金高强度钢焊接热影响区对冷 裂纹敏感性的一种定量试验方法。因试验消耗钢材少，试验结果稳 定可靠，在国内外都广泛应用。我国已制定了国家标准，即GB/T94 46⁃1988《焊接用插销冷裂纹试验方法》。经适当改变，此方法还可 用于测定再热裂纹和层状撕裂的敏感性。
第三节 常用的焊接性试验方法
一、斜Y形坡口焊接裂纹试验方法 这是一种在工程上广泛应用的试验方法。该试验主要用于评价碳钢 和低合金高强度钢焊接热影响区的冷裂纹敏感性。其试验规范应遵 循GB/T4675．1—1984《焊接性试验—斜Y形坡口焊接裂纹试验方 法》。
图1-1
第三节 常用的焊接性试验方法
图1-2
第二节 金属焊接性试验
(6)脆性断裂试验 除低温冲击试验外，常用的还有落锤试验、裂纹 张开位移试验(COD)以及Wells宽板拉伸试验等。 2.使用性能试验 (二)间接法推算 三、焊接性试验方法的选择原则 现有的焊接性试验方法很多，随着技术的进步，要求的提高，焊接 性试验方法还会不断增加。选择焊接性试验方法时一般应遵循下列 原则： (一)针对性 (二)可比性 (三)可靠性 (四)经济性
1-金属焊接性及其试验方法
精品jing
第一章 金属焊接性及其试验方法
第一章 金属焊接性及其试验方法
第一节 金属的焊接性 第二节 金属焊接性试验 第三节 常用的焊接性试验方法 复习思考题
第一节 金属的焊接性
一、金属焊接性的概念 金属焊接性根据GB/T3375—1994《焊接术语》的定义为：“金属材 料在限定的施工条件下，焊接成规定设计要求的构件，并满足预定 服役要求的能力”。即金属材料对焊接加工的适应性和使用的可靠 性。根据这两方面内容，优质的焊接接头应具备两个条件：即接头 中不允许存在超过质量标准规定的缺陷；同时具有预期的使用性能。 因此，焊接性的具体内容可分为工艺焊接性和使用焊接性。 1.工艺焊接性 2.使用焊接性 二、影响焊接性的因素
第一节 金属的焊接性
1.碳当量法 2.焊接冷裂纹敏感指数
(二)利用金属材料的物理性能分析 (三)利用金属材料的化学性能分析 (四)利用合金相图分析 (五)利用CCT图或SHCCT图分析
第二节 金属焊接性试验
一、焊接性试验的内容 针对材料的不同性能特点和不同使用要求，焊接性试验包括以下内 容。 (一)焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力 (二)焊缝及热影响区金属抵抗产生冷裂纹的能力 (三)焊接接头抗脆性转变的能力 (四)焊接接头的使用性能 二、焊接性试验方法分类 研究与评定金属材料焊接性的试验方法很多，根据试验的内容和特 点主要分为工艺焊接性和使用焊接性两大方面的试验，每一方面又 分为直接法和间接法两种类型。 (一)直接法试验
第二节 金属焊接性试验
1.直接模拟试验 (1)焊接冷裂纹试验 常用的有插销试验、斜Y形坡口对接裂纹试验、 拉伸拘束裂纹试验(TRC试验)、刚性拘束裂纹试验(RRC试验)等。 (2)焊接热裂纹试验 常用的有可调拘束裂纹试验、菲斯柯(FISCO) 焊接裂纹试验、窗形拘束对接裂纹试验、刚性固定对接裂纹试验等。 (3)再热裂纹试验 有H形拘束试验、缺口试棒应力松弛试验、U形弯 曲试验等。 (4)层状撕裂试验 常用的有Z向拉伸试验、Z向窗口试验等。 (5)应力腐蚀裂纹试验 有U形弯曲试验、缺口试验、预制裂纹试验 等。
第三节 常用的焊接性试验方法
图1-3
第三节 常用的焊接性试验方法
(1)表面裂纹率Cf (2)根部裂纹率Cr 检测根部裂纹时，应先将试件着色后拉断或弯断， 然后按图1-4b进行根部裂纹长度测量。 (3)断面裂纹率Cs 在试验焊缝上，用机械加工等分地切取4～6块试 样，检查五个横断面上的裂纹深度Hs，如图1-4c。
第三节 常用的焊接性试验方法
图1-6 a)环形缺口插销 b)螺形缺口插销
第三节 常用的焊接性试验方法
图1-7
第三节 常用的焊接性试验方法
表1-1 插销试棒的尺寸
表1-2 缺口位置a与热输入E的关系
第三节 常用的焊接性试验方法
1)因为试件尺寸小，底板材料与插销材料又不必完全相同，并且底 板可重复使用，所以试验材料损耗小。 2)调整焊接热输入及底板厚度，即可得到不同的冷却速度。 3)因插销尺寸小，故可从被试验材料的任意方向取样，也可以从全 熔敷金属中取样用来测定焊缝金属对冷裂纹的敏感性。 4)环形缺口整个圆周温度往往不可能达到十分均匀，这就影响试验 结果的准确性，造成数据分散，再现性不很好。 三、焊接热影响区最高硬度试验方法 焊接热影响区最高硬度比碳当量能更好地判断钢种的淬硬倾向和冷 裂纹敏感性，因为它不仅反映了钢种化学成分的影响，而且也反映 了金属组织的作用。由于该试验方法简单，已被国际焊接学会（IIW） 纳为标准。我国已制定了GB/T4675．5—1984，适用于焊条电弧图1-10 1—C形来自束框架 2—试件 3—紧固螺栓
4—齿形底座 5—定位塞 6—调节板
第三节 常用的焊接性试验方法
表1-3 HAZ最高硬度试件尺寸(单位：mm)
第三节 常用的焊接性试验方法
图1-8
第三节 常用的焊接性试验方法
图1-9
第三节 常用的焊接性试验方法
四、其他焊接性试验方法简介 (一)压板对接(FISCO)焊接裂纹试验法 (二)刚性固定对接裂纹试验
第三节 常用的焊接性试验方法
第一节 金属的焊接性
焊接性是金属材料的一种工艺性能。除了受材料本身性质影响外， 还受到工艺条件、结构条件和使用条件的影响。 (一)材料因素 (二)工艺因素 (三)结构因素 (四)使用条件 三、分析金属焊接性的方法 除直接采用焊接试验的方法来确定金属的焊接性之外，通过分析金 属的化学成分、物理性能、化学性能、相图特点、连续冷却转变图 (CCT图)或模拟焊接热影响区的连续冷却转变图(SHCCT图)等，均可 以在某种程度上评价金属的焊接性。 (一)利用化学成分分析
图1-4 a)表面裂纹 b)根部裂纹 c)断面裂纹
第三节 常用的焊接性试验方法
二、插销试验 插销试验是主要用于测定碳钢和低合金高强度钢焊接热影响区对冷 裂纹敏感性的一种定量试验方法。因试验消耗钢材少，试验结果稳 定可靠，在国内外都广泛应用。我国已制定了国家标准，即GB/T94 46⁃1988《焊接用插销冷裂纹试验方法》。经适当改变，此方法还可 用于测定再热裂纹和层状撕裂的敏感性。
第三节 常用的焊接性试验方法
一、斜Y形坡口焊接裂纹试验方法 这是一种在工程上广泛应用的试验方法。该试验主要用于评价碳钢 和低合金高强度钢焊接热影响区的冷裂纹敏感性。其试验规范应遵 循GB/T4675．1—1984《焊接性试验—斜Y形坡口焊接裂纹试验方 法》。
图1-1
第三节 常用的焊接性试验方法
图1-2
第二节 金属焊接性试验
(6)脆性断裂试验 除低温冲击试验外，常用的还有落锤试验、裂纹 张开位移试验(COD)以及Wells宽板拉伸试验等。 2.使用性能试验 (二)间接法推算 三、焊接性试验方法的选择原则 现有的焊接性试验方法很多，随着技术的进步，要求的提高，焊接 性试验方法还会不断增加。选择焊接性试验方法时一般应遵循下列 原则： (一)针对性 (二)可比性 (三)可靠性 (四)经济性
1-金属焊接性及其试验方法
精品jing
第一章 金属焊接性及其试验方法
第一章 金属焊接性及其试验方法
第一节 金属的焊接性 第二节 金属焊接性试验 第三节 常用的焊接性试验方法 复习思考题
第一节 金属的焊接性
一、金属焊接性的概念 金属焊接性根据GB/T3375—1994《焊接术语》的定义为：“金属材 料在限定的施工条件下，焊接成规定设计要求的构件，并满足预定 服役要求的能力”。即金属材料对焊接加工的适应性和使用的可靠 性。根据这两方面内容，优质的焊接接头应具备两个条件：即接头 中不允许存在超过质量标准规定的缺陷；同时具有预期的使用性能。 因此，焊接性的具体内容可分为工艺焊接性和使用焊接性。 1.工艺焊接性 2.使用焊接性 二、影响焊接性的因素
第一节 金属的焊接性
1.碳当量法 2.焊接冷裂纹敏感指数
(二)利用金属材料的物理性能分析 (三)利用金属材料的化学性能分析 (四)利用合金相图分析 (五)利用CCT图或SHCCT图分析
第二节 金属焊接性试验
一、焊接性试验的内容 针对材料的不同性能特点和不同使用要求，焊接性试验包括以下内 容。 (一)焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力 (二)焊缝及热影响区金属抵抗产生冷裂纹的能力 (三)焊接接头抗脆性转变的能力 (四)焊接接头的使用性能 二、焊接性试验方法分类 研究与评定金属材料焊接性的试验方法很多，根据试验的内容和特 点主要分为工艺焊接性和使用焊接性两大方面的试验，每一方面又 分为直接法和间接法两种类型。 (一)直接法试验
第二节 金属焊接性试验
1.直接模拟试验 (1)焊接冷裂纹试验 常用的有插销试验、斜Y形坡口对接裂纹试验、 拉伸拘束裂纹试验(TRC试验)、刚性拘束裂纹试验(RRC试验)等。 (2)焊接热裂纹试验 常用的有可调拘束裂纹试验、菲斯柯(FISCO) 焊接裂纹试验、窗形拘束对接裂纹试验、刚性固定对接裂纹试验等。 (3)再热裂纹试验 有H形拘束试验、缺口试棒应力松弛试验、U形弯 曲试验等。 (4)层状撕裂试验 常用的有Z向拉伸试验、Z向窗口试验等。 (5)应力腐蚀裂纹试验 有U形弯曲试验、缺口试验、预制裂纹试验 等。
第三节 常用的焊接性试验方法
图1-3
第三节 常用的焊接性试验方法
(1)表面裂纹率Cf (2)根部裂纹率Cr 检测根部裂纹时，应先将试件着色后拉断或弯断， 然后按图1-4b进行根部裂纹长度测量。 (3)断面裂纹率Cs 在试验焊缝上，用机械加工等分地切取4～6块试 样，检查五个横断面上的裂纹深度Hs，如图1-4c。