焊接热循环讲解
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焊接冷却过程的组织转变
❖ 根据材料化学成分和冷却条件的不同，固态相变 一般可分为扩散型固态相变和非扩散型固态相变， 焊接过程中这两种相变都会遇到。
❖ 焊接条件下的组织转变特点不仅与等温转变不同， 也与热处理条件下的连续冷却组织转变不同，而 且在组织成分上比一般热处理条件下更为复杂。
焊接热循环
作者：陈立伟 学号：201303010
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目录
1
研究焊接热循环的意义
2
焊接热循环的参数及特征
3
焊接加热过程的组织转变
4
焊接冷却过程的组织转变
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焊接热循环的意义
❖在焊接热源的作用下，焊件上某点的温 度随时间的变化过程称为焊接热循环 。
由图可知，离焊缝越近的点其 加热速度越大，加热的峰值温度越 高，冷却速度也越大。但加热速度 远大于冷却速度。对于整个焊接接 头来说，焊接中的加热和冷却时不 均匀的，这种不均匀的热过程将引 起接头组织和性能的不均匀变化以 及复杂的应力状态。
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焊接冷却过程的组织转变
❖ 焊接过程属于非平衡热力学 过程，在这种情况下，随着 冷却速度的增大Ar1、Ar3、 Acm等均向更低的温度移动， 同时共析成分已经不是一个 点，而是一个成分范围。
❖ 钢中除碳之外，上有多种合 金元素，他们对相图的影响 也十分复杂。当冷却速度增 加到一定程度之后，珠光体 转变将被抑制，发生贝氏体 转变和马氏体转变。
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焊接热循环的参数及特征
❖相变温度以上的停留时间tH 在相变温度TH以上 停留时间越长，越有利于奥氏体的均匀化过程， 增加奥氏体的稳定性。但同时易使晶粒长大，引 起接头脆化现象，从而降低接头的质量。
❖冷却速度ωC 冷却速度是决定焊接热影响区组 织和性能的重要参数之一。对于低合金钢来说， 熔合线附近冷却到540℃左右的瞬时冷却速度是 最重要的参数。
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焊接冷却过程的组织转变
❖ 总之，焊接条件下的热影响区的组织转变与热处 理条件下的组织转变相比，其基本原理是相同的。 但由于焊接过程的特殊性，使焊接条件下的组织 转变又具有与热处理不同的特点。
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焊接热循环的参数及特征
❖加热速度ωH 焊接热源的集中程度较高，引起 焊接时的加热速度增加，较快的加热速度使相变 过程不充分，从而影响接头的组织和力学性能。 不同的的焊接方法、工艺因素和焊接材料等将影 响加热速度的大小。
❖最高加热温度Tmax 也称为峰值温度。距焊缝 远近不同的点，加热的最高温度不同。焊接过程 中的高温使焊缝附近的金属发生晶粒长大和重结 晶，从而改变母材的组织与性能。研究加热的最 高温度可以间接地判断焊件产生内应力的情况和 塑性变形区的范围。
加热速度快
特点
加热的局部性和移动性
高温停留时间短
自然条件下连续冷却
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焊接加热过程的组织转变
❖ 焊接过程的快速加热，加 热速度越快，不仅被焊金 属高AC的幅3之相度间变增的点大间A，隔C而1也和且越AAC大C31提。和
❖ 钢中含有较多的碳化物形 成元素时，随着加热速度 的A是C提因3的高为影，碳响对化更相物为变形明点成显元A。C素1这和的 扩散速度很小（仅为碳的 1/1000~1/10000） 同时它们本身还阻碍碳的 扩散，因而大大减慢了奥 氏体的转变过程。
❖ 总之，以上四种因素不易控制，这些都会直接影 响焊缝两侧附近母材的组织和性能的变化，即形 成焊下的金属组织的转变特点
焊接过程的 特殊性
焊接加热 过程的组 织转变
焊接冷却过 程的组织转 变
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焊接过程的特殊性
加热温度高
在应力状态下进行的组织转变
低合金钢堆焊焊缝邻近各点的焊接热循环
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焊接热循环的意义
❖ 由以上分析可知我们研究焊接热循环的意义为： 1.找出最佳的焊接热循环； 2.用工艺手段改善焊接热循环； 3.预测焊接应力分布及改善热影响区组织与性能。
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焊接热循环的参数及特征
❖ 加热速度ωH ❖ 最高加热温度Tmax ❖ 相变温度以上的停留时间tH ❖ 冷却速度ωC
焊接冷却过程的组织转变
❖ 根据材料化学成分和冷却条件的不同，固态相变 一般可分为扩散型固态相变和非扩散型固态相变， 焊接过程中这两种相变都会遇到。
❖ 焊接条件下的组织转变特点不仅与等温转变不同， 也与热处理条件下的连续冷却组织转变不同，而 且在组织成分上比一般热处理条件下更为复杂。
焊接热循环
作者：陈立伟 学号：201303010
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1
研究焊接热循环的意义
2
焊接热循环的参数及特征
3
焊接加热过程的组织转变
4
焊接冷却过程的组织转变
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焊接热循环的意义
❖在焊接热源的作用下，焊件上某点的温 度随时间的变化过程称为焊接热循环 。
由图可知，离焊缝越近的点其 加热速度越大，加热的峰值温度越 高，冷却速度也越大。但加热速度 远大于冷却速度。对于整个焊接接 头来说，焊接中的加热和冷却时不 均匀的，这种不均匀的热过程将引 起接头组织和性能的不均匀变化以 及复杂的应力状态。
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焊接冷却过程的组织转变
❖ 焊接过程属于非平衡热力学 过程，在这种情况下，随着 冷却速度的增大Ar1、Ar3、 Acm等均向更低的温度移动， 同时共析成分已经不是一个 点，而是一个成分范围。
❖ 钢中除碳之外，上有多种合 金元素，他们对相图的影响 也十分复杂。当冷却速度增 加到一定程度之后，珠光体 转变将被抑制，发生贝氏体 转变和马氏体转变。
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焊接热循环的参数及特征
❖相变温度以上的停留时间tH 在相变温度TH以上 停留时间越长，越有利于奥氏体的均匀化过程， 增加奥氏体的稳定性。但同时易使晶粒长大，引 起接头脆化现象，从而降低接头的质量。
❖冷却速度ωC 冷却速度是决定焊接热影响区组 织和性能的重要参数之一。对于低合金钢来说， 熔合线附近冷却到540℃左右的瞬时冷却速度是 最重要的参数。
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焊接冷却过程的组织转变
❖ 总之，焊接条件下的热影响区的组织转变与热处 理条件下的组织转变相比，其基本原理是相同的。 但由于焊接过程的特殊性，使焊接条件下的组织 转变又具有与热处理不同的特点。
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焊接热循环的参数及特征
❖加热速度ωH 焊接热源的集中程度较高，引起 焊接时的加热速度增加，较快的加热速度使相变 过程不充分，从而影响接头的组织和力学性能。 不同的的焊接方法、工艺因素和焊接材料等将影 响加热速度的大小。
❖最高加热温度Tmax 也称为峰值温度。距焊缝 远近不同的点，加热的最高温度不同。焊接过程 中的高温使焊缝附近的金属发生晶粒长大和重结 晶，从而改变母材的组织与性能。研究加热的最 高温度可以间接地判断焊件产生内应力的情况和 塑性变形区的范围。
加热速度快
特点
加热的局部性和移动性
高温停留时间短
自然条件下连续冷却
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焊接加热过程的组织转变
❖ 焊接过程的快速加热，加 热速度越快，不仅被焊金 属高AC的幅3之相度间变增的点大间A，隔C而1也和且越AAC大C31提。和
❖ 钢中含有较多的碳化物形 成元素时，随着加热速度 的A是C提因3的高为影，碳响对化更相物为变形明点成显元A。C素1这和的 扩散速度很小（仅为碳的 1/1000~1/10000） 同时它们本身还阻碍碳的 扩散，因而大大减慢了奥 氏体的转变过程。
❖ 总之，以上四种因素不易控制，这些都会直接影 响焊缝两侧附近母材的组织和性能的变化，即形 成焊下的金属组织的转变特点
焊接过程的 特殊性
焊接加热 过程的组 织转变
焊接冷却过 程的组织转 变
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焊接过程的特殊性
加热温度高
在应力状态下进行的组织转变
低合金钢堆焊焊缝邻近各点的焊接热循环
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焊接热循环的意义
❖ 由以上分析可知我们研究焊接热循环的意义为： 1.找出最佳的焊接热循环； 2.用工艺手段改善焊接热循环； 3.预测焊接应力分布及改善热影响区组织与性能。
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焊接热循环的参数及特征
❖ 加热速度ωH ❖ 最高加热温度Tmax ❖ 相变温度以上的停留时间tH ❖ 冷却速度ωC