焊接知识培训课件

焊接知识
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主要内容
1、焊接术语简介 2、焊接热循环的特征 3、焊接接头的组成及分布特征 4、焊接接头的组织和性能 5、焊接裂纹的形成及其特征
主要内容
6、焊接接头的失效问题 7、焊接检验 8、新材料的焊接工艺要点 9、焊接标准
一、焊接术语
1、焊接
通过加热或加压，或两者并用，并且用或 不用填充材料，使工件达到结合的一种方 法。
③耐热钢（含Cr5％～12％） 组织：贝氏体或马氏体 性能：强度高，塑性、韧性一般偏 低；较高的高温强度
④奥氏体钢 组织：奥氏体（＋少量铁素体） 性能：强度较低，塑性、韧性高； 较高的高温强度和抗氧化性
2、熔合区的组织和性能
（1）熔合区金属处于局部熔化状态， 晶粒十分粗大，化学成分及组织都极 不均匀，冷却后的组织属于过热组织。
热影响区中各区的划分
不易淬火钢
（1）过热区 TS～1100℃ （2）相变重结晶区 1100℃～AC3 （3）不完全重结晶区 AC3～AC1 易淬火钢
（1）淬火区 TS～AC3
（2）部分淬火区 AC3～AC1
（3）回火区 AC1～T回火
四、焊接接头的组织和性能
1、焊缝的组织和性能
（1）两次结晶过程 一次结晶：液态－固态 二次结晶：固态相变
1)焊缝上纵向裂纹 2)焊缝上横向裂纹 3)热影响区纵向裂纹 4)热影响区横向裂纹 5)弧坑裂纹 6)焊道下裂纹
7)焊缝内晶间裂纹 8)层状撕裂 9)焊趾裂纹 10)焊缝根部裂纹
2、焊接裂纹的一般特征及产生原因
（1）热裂纹
高温下产生，沿奥氏体晶界开裂； 位置：焊缝和热影响区的近缝区。 ①结晶裂纹 位置：焊缝中心，一般会形成肉眼可见的宏 观裂纹。 原因： a)杂质被排挤到晶界部位并富集，形成低熔 点共晶物的液膜；b)拉伸应力。
五、焊接裂纹的形成及其特征
咬边
焊瘤
凹坑 未焊满
烧穿
a、b)焊缝超高 c)表面粗糙 d)错边 e)塌陷 f)表面气孔 g)弧坑缩孔
气孔
夹渣
未焊透
未熔合
五、焊接裂纹的形成及其特征
1、焊接裂纹的分类——五大类
（1）热裂纹 （2）冷裂纹 （3）再热裂纹 （4）层装撕裂 （5）应力腐蚀裂纹
（2）偏析问题：在一次结晶中产生 （3）二次结晶与冷却速度
二次结晶的组织与冷却速度密切相关，冷 却速度越快，低温转变的组织比例越大。
（4）不同材料焊缝的典型组织和性能 ①低碳钢和低合金钢 组织：铁素体＋珠光体 性能：强度较低，塑性、韧性高 ②耐热钢（含Cr<5％） 组织：珠光体＋部分淬硬组织 性能：强度高于①，但塑性、韧性 比①差；一定的高温强度
原因：淬硬，形成脆化组织，抗裂性 差。
基本与扩散氢的含量无关。
（3）再热裂纹
焊后热处理或高温服役中产生。
位置：主要产生于合金钢的热影响区的过热 区。
特征：
①沿晶开裂；
②与温度和时间相关，有一个敏感温度区， 大约在550～750℃之间。
等轴晶 柱状晶
4、热影响区
余高
过热区 相变重结晶区
不完全重结晶区
热影响区的构成及其界域
一般 HAZ：TS～TCR TS —— 固相线温度 TCR —— 连续加热转变的重结晶温度
(1)低碳钢： TCR ≈AC1 (2)中、高碳钢及合金钢
淬火态： HAZ：TS～低温回火温度 回火态： HAZ：TS～供货状态回火温度
7、焊接材料
焊接时所消耗的材料（主要包括焊条、焊 丝、焊剂、气体等）的通称。
一、焊接术语
8、焊接工艺 制造焊件所有关的加工方法和实施要求。 包括焊前准备、材料选用、焊接方法选定、 焊接参数、操作要求等。
二、焊接热循环的特征
1、焊接热循环的特征 （1）加热温度高，过热区接近Ts （2）加热速度快，60～1000℃/s （3）高温停留时间短 （4）冷却速度快
th
t8/5
1350℃ 1100℃
800℃
500℃
焊接热循环示意图
三、焊接接头的组成及分布特征
1、焊接接头的组成
焊接接头由焊缝＋熔合区＋热影响区组成
2、焊缝
母材金属和填充金属在焊接热源的作用下 熔化而形成熔池，热源离开后熔池中的液 态金属便冷却而凝固，形成焊缝。
3、熔合区（不完全熔化区）
熔合区是焊接接头中焊缝与母材交接的过 渡区域。 熔合区是焊接接头中最复杂的一个区域。 熔合区的宽度一般只有0.1～0.5mm。
对于低合金高强度钢，一般在Ms点附 近或更低温度下产生。
延迟裂纹是冷裂纹的一种最典型的形 态。
（2）冷裂纹 ①延迟裂纹 位置：焊缝根部、焊道下、焊趾。 原因——冷裂三因素： a)钢种的淬硬倾向； b)扩散氢的含量及其分布； c)焊接接头的应力状态。
②淬硬脆化裂纹
主要产生于含碳量较高的中碳钢和马 氏体不锈钢等
（1）热裂纹 ②近缝区液化裂纹 位置：热影响区的过热区，尺寸很小， 有时不在表面。 原因： a) 晶界低熔点共晶物重新熔化，形成 局部微小的液膜； b)拉伸应力。
（2）冷裂纹
焊后冷却到较低温度下产生。
位置：主要产生于低合金钢、中合金 钢、中碳钢和高碳钢的热影响区，有时 也出现在焊缝中，沿晶或穿晶开裂，往 往伴随有二次裂纹。
2、焊接接头
两个或两个以上零件用焊接方法组合的接 点。
一、焊接术语
3、焊缝 焊件经焊接后所形成的结合部分。
4、热影响区 焊接过程中材料因受热的影响（但未熔化） 而发生金相组织和力学性能变化的区域。
5、母材金属 被焊金属材料的统称。
一、焊接术语
6、焊接方法
指特定的焊接方法，其含义包括该方法涉 及的冶金、电、物理、化学、力学原则等 内容。（电弧焊：气体保护焊、手工电弧 焊、埋弧焊等；压力焊：扩散焊、摩擦焊、 电阻焊、爆炸焊等）
（2）塑性、韧性差。熔合区附近往往 是产生裂纹和局部脆性破坏的发源地。
3、热影响区的典型组织和性能
（1）不易淬火钢
①过热区（粗晶区） 晶粒粗大。 强度、硬度高，塑性、韧性差。 ②正火区（细晶区） 晶粒细小。综合性能好。 ③部分相变区 晶粒粗细不均，性能较差。
（2）易淬火钢
①淬火区（过热＋正火） 马氏体，粗大＋细小。 强度、硬度高，塑性、韧性差。 ②部分淬火区（部分相变） 晶粒粗细不均，铁素体＋细小马氏体。塑性、 韧性下降。 ③回火区（AC1～T回火） 回火区的大小与母材的供货状态有关，回火 程度与在焊接接头中所处位置有关。