金属焊接性总结.doc

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1、填空 1. 钢的强化方式有固溶强化、沉淀强化、位错强化、热处理强化、细晶强化。除了细晶强化是同时提高强度和韧性的强化手段外，其他的强化方式都是在强度提高到一定程度后，冲击韧度会下降。 Hall-Petch关系式是细晶强化的理论依据s =0 + Kd-1/2 ，0为铁素体晶格摩擦力；K为常数，d为晶粒直径2. 影响焊接性的因素是材料、设计、工艺、及服役环境。3. 常用的低合金钢焊接冷裂纹试验方法:斜Y形坡口对接裂纹试验、刚性固定对接裂纹试验、窗形拘束裂纹试验、十字接头裂纹试验、插销试验、刚性拘束裂纹试验、拉伸拘束裂纹试验。4. 焊缝韧性取决于针状铁素体(AF)和先共析铁素体(PF)组织所占的比例

2、。5. 低碳调质钢:14MnMoVN、14MnMoNbB、15MnMoVNRE、HQ70、HQ80C、HQ100 6、中碳调质钢最好在退火（或正火）状态下焊接，焊后通过整体调质处理获得性能满足要求的焊接接头，这是焊接中碳调质钢的一种比较合理的工艺方案。7.焊接主要是解决的是裂纹问题。8. 奥氏体-铁素体双相不锈钢综合了奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优点，具有良好的韧性、强度及优良的耐氯化物应力腐蚀能力。9. 采用加热减应区法焊补铸铁，成败的关键在于正确选择“减应区”，以及对其加热、保温和冷却的控制。选择原则是使减应区的主变形方向与焊接金属冷却收缩方向一致。焊前对减应区加热能使缺陷位置获得最大的张

3、开位移，焊后使减应区与焊补区域同步冷却。10. 金属基复合材料的焊接问题，关键是非金属增强相与金属基体以及非金属增强相之间的结合。11. 复合钢板的焊接过程，一般是复层和基层分开各自进行焊接，焊接中的主要问题在于基层与复层交接处的过渡层焊接。12.考虑到焊接结构应用主要是纯铜及黄铜，故焊接性分析是结合纯铜及黄铜熔焊来讨论的。13.焊接性评定方法分类1模拟类方法2实焊类方法3理论分析和计算类方法。名词解释1. 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，其包括结合性能和使用性能。2.工艺焊接性就是一定的材料在给定的焊接工艺条件下对形成焊接缺陷的敏感

4、性,涉及焊接制造工艺过程中的焊接缺陷问题。使用焊接性指一定材料在规定的焊接工艺条件下所形成的焊接接头适应使用要求的能力，涉及焊接接头的使用可靠性问题。3. 点腐蚀是指在金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微，而分散发生的局部腐蚀，又称坑蚀或孔蚀。4.晶间腐蚀 在晶粒边界附近发生的有选择性的腐蚀现象。受这种腐蚀的设备或零件，外观虽成金属光泽，但因晶粒彼此间已失去联系，敲击时已无金属的声音，钢制变脆，晶间腐蚀多半与晶界层贫铬现象有联系。5.韧性是表征金属对脆性裂纹产生和扩散难易程度的性能。6.应力腐蚀 也称应力腐蚀开裂，指不锈钢在特定的腐蚀介质和拉应力作用下出现的低于强度极限的脆性开裂现象。简答、1.

5、 热轧及正火钢焊接时，热影响区脆化机制是啥？答：（1）粗晶区脆化 被加热到1200度以上的热影响区过热区可能产生粗晶区脆化，韧性明显降低。这是由于热轧钢焊接时，采用过大的焊接热输入，粗晶区将因晶粒长大或者出现魏氏组织而降低韧性；焊接热输入过小，粗晶区中马氏体组织所占的比例增大而降低韧性。采用小焊接输入是避免这类钢过热区脆化的一个有效措施。(2)热应变脆化 产生在焊接融合区及最高加热温度低于Ac1的亚临界热影响区。对于C-Mn系热轧钢及氮含量较高的钢，一般认为热应变脆化是由于氮、碳原子聚集在位错周围，对位错造成钉扎作用造成的。一般认为在200度-400度时热应变脆化最为明显，当焊前已经存在缺口时

6、，会使亚临界热影响区的热应变脆化更为严重。熔合区易于产生热应变脆化与此区域存在缺口性质的缺陷和不利组织有关。热应变脆化易发生在一些固溶N含量较高而强度级别不高的低合金钢中。2. 热轧及正火钢焊接材料的选择注意事项？热轧及正火钢焊接一般是根据其强度级别选择焊接材料，而不要求与母材同成分，其选用要点如下：（1）选择与母材力学性能匹配的相应级别的焊接材料（2）同时考虑熔合比和冷却速度的影响（3）考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响。3. 低碳调质钢碳的质量分数不超过0.18%，焊接性能远优于中碳调质钢。低碳调质钢焊接热影响区形成的是低碳马氏体，马氏体开始转变温度Ms较高，所形成的马氏体具有“自回火”特

7、性，使得焊接冷裂纹倾向比中碳调质钢小。常采用低强匹配和等强匹配。低碳调质钢的合金化原则是在低碳基础上通过加入多种提高淬透性的合金元素，来保证获得强度高、韧性好的低碳“自回火”马氏体和部分下贝氏体的混合组织。4. 低碳调质钢热影响区获得较细小的低碳马氏体组织（ML）或下贝氏体组织时，韧性良好，而韧性最佳的组织为低碳马氏体与低温转变贝氏体的混合组织，随着上贝氏体组织的增加韧性急剧下降。其原因：板条马氏体转变时，约10个以上相邻板条大致具有同一结晶方位，形成一束板条，有效晶粒直径较大。下贝氏体的板条间结晶位向差较大，有效晶粒直径取决于其板条宽度，比较微细，韧性良好。当ML与下贝氏体混合生长时，原奥氏

8、体晶粒被先析出的下贝氏体有效地分割，促使ML有更多的形核位置，且限制ML的生长，因此ML+BL混合组织的有效晶粒最为细小。5. 低碳调质钢焊接参数的选择？（1）焊接热输入的确定 以抗裂性和对热影响区韧性要求为依据。从防止冷裂纹出发，要求冷却速度慢为佳，但对防止脆化来说，要求冷却速度越快越好，因此应兼顾两者的冷却速度范围。其上限取决于不产生冷裂纹，下限取决于热影响区不出现脆化混合组织。保证不出现裂纹和满足热影响区韧性条件下，热输入应尽可能选择大些。(2)预热温度和焊后热处理 当低碳调质钢板厚不大，接头拘束度较小时，可以采用不预热焊接工艺。当焊接热输入提高到最大允许值裂纹还不能避免时，就必须采取预

9、热措施。低碳调质钢焊接结构一般在焊态下使用，正常情况下不进行焊后热处理。6. 9Ni钢的焊接性需注意的问题：1）正确选择焊材2）避免磁偏吹现象3）严格控制焊接热输入和层间温度，避免焊前预热。但要严格控制9Ni钢中S、P含量，采用控制层间温度及焊后缓冷等工艺措施，可降低冷却速度，避免淬硬组织，采用较小的焊接热输入。7. 采用同质焊缝焊接马氏体不锈钢时，焊后热处理应该怎么做？采用同质焊缝焊接马氏体不锈钢时，为防止焊接接头形成冷裂纹，宜采取预热措施。预热温度：焊件焊后不可随意从焊接温度直接升温进行回火热处理。正确的方法是：回火前使焊件适当冷却，让焊缝和热影响区的奥氏体基本分解为马氏体组织。焊后热处理

10、制度的制定须根据具体成分制定具体工艺。8.双相不锈钢耐应力腐蚀机制是：(1)双相不锈钢的屈服强度比18-8型不锈钢高，即产生表面滑移所需的应力水平较高，在相同的腐蚀环境中，由于双相不锈钢的表面膜因表面滑移而破坏的应力较大，即应力腐蚀裂纹难以形成。（2)双向不锈钢中一般含有较高的铬、合金元素，而加入这些元素都可延长孔蚀的孕育期，使不锈钢具有较好的耐点腐蚀性能，不会由于点腐蚀而发展成为应力腐蚀。（3）双向不锈钢的两个相的腐蚀电极电位不同，裂纹在不同相中和在相界的扩展机制不同，其中必有对裂纹扩展起阻止或抑制的阶段，此时应力腐蚀裂纹发展极慢。（4）双向不锈钢中。第二相的存在对裂纹的扩展起机械屏障作用，

11、延长了裂纹的扩展期。此外两个相的晶体形面取向差异，使扩展中的裂纹频繁改变方向，从而大大延长了应力腐蚀裂纹的扩展期。9. 氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因，氢的来源是弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分，其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分对焊缝气孔的产生有重要影响。防止焊缝气孔的途径：1）减少氢的来源，焊前处理十分重要2）控制焊接工艺。10. 工件表面不清理状态下进行对接氩弧焊（无间隙或间隙很小）时焊缝有大量的气孔，但在同样不清理的板材上进行堆焊时，一般不产生气孔。对接间隙增大时，气孔也相应减少。这表明，紧密接触的对接端面表面层是形成气孔的重要原因。这是因为，在焊接热作用下，紧靠

12、熔池前部的对接边受到严重挤压而接触紧密，甚至可观察到塑性变形，对接端面的表面层往往有吸附的水汽及其他能形成气体的物质，此时紧靠熔池前方的对接端面又处于高温状态，这对生成气体有利。这些气体被对接端面严重封锁，处于高压状态，生成微气泡，随后这些微气泡在熔池中生长成气孔。在堆焊及预留间隙对接时，工件表面及对接端面的水汽、结晶水等杂质在熔化前就被加热到高温而分散进入气相，故对气孔生成影响很小。11. 比较分析三种镍基铸铁焊条特点待添加的隐藏文字内容31）纯镍铸铁焊条 优点是在电弧冷焊条件下焊接接头加工性优异。焊缝为奥氏体加点状石墨，硬度低，塑性较好，抗热裂纹性能较好 。2）镍铁铸铁焊条 由于铁的固溶强

13、化作用，其熔敷金属力学性能较高，主要用于高强度灰铸铁和球墨铸铁的焊接。小电流焊接时半熔化区白口宽度为0.100.15mm，热影响区最高硬度小于300HBS，使焊接接头的加工性比EZNi型焊条稍差。3）镍铜铸铁焊条 由于含镍量处于纯镍铸铁焊条和镍铁铸铁焊条之间，使焊接接头的半熔化区白口宽度和接头的加工性能也介于二者之间。仅适用于强度要求不高的加工面缺陷的焊补。镍基焊缝的共同特点是含碳量较高，组织为奥氏体石墨。这类焊条均采用石墨型药皮，主要用于不同厚度铸铁件加工面上中、小缺陷的焊补。12. 对于结构复杂或厚大灰铸铁件上的缺陷焊补，应本着从拘束度大的部位向拘束度小的部位焊接的原则。如图，灰铸铁缸体侧

14、壁有3处裂纹缺陷，焊前在1和2裂纹端部钻止裂孔，适当开坡口。焊接裂纹1时，应从闭合的止裂孔一端向开口端方向分段焊接。裂纹2处于拘束度较大部位，由于裂纹两端的拘束度比中心大，可采用从裂纹两端交替向中心分段焊接工艺，有助于减小焊接应力。还要注意，止裂孔最后焊接。当铸铁件的缺陷尺寸较大、情况复杂、焊补难度大时，可以采用镶块焊补法、栽丝焊补法及垫板焊补法等特殊焊补技术。图中的缺陷3由多个交叉裂纹组成，如逐个焊补，则难以避免出现焊接裂纹。可以将该缺陷整体加工掉，按尺寸准备一块厚度较薄的低碳钢板。焊前将低碳钢板冲压成凹形，如图6-12a所示，或者用平板在其中间切割一条窄缝，如图6-12b所示，目的是降低拘

15、束度。焊补时低碳钢板容易变形，利于缓解焊接应力，防止焊接裂纹，此即镶块焊补法。按图6-12b给出的顺序分段焊接，最后用结构钢焊条将中间的切缝焊好，保证缸体壁的水密性。13.评定焊接性的原则主要包括：一是评定焊接接头产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；二是评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。论述奥氏体不锈钢焊接性分析？焊接工艺要点？1)焊接接头的晶间腐蚀 晶间腐蚀在焊缝区，熔合区，热影响区均有可能出现；通常用贫铬理论来解释。危害：受腐蚀部位无尺寸上的变化，甚至仍旧保持金属泽，受到应力作用时会沿晶界断裂，强度几乎完全消失，防止措施：采用低碳焊条、降低焊接电流、加快焊接速度2）焊接

16、热裂纹 产生原因：奥氏体不锈钢导热系数小，而线膨胀系数大，焊接过程中易于产生拉应力、在结晶时晶粒间存在很薄的液相层，塑性很低。防止措施： 采用含S,P量少的焊丝、焊缝冷却速度不可过快、采用小电流快速焊、收弧时填满弧坑。3）应力腐蚀开裂防止措施：采用合理的焊接顺序，避免产生较大的焊接拉应力、避免焊缝与腐蚀介质接触、避免焊缝产生咬边等点蚀缺陷4）焊缝脆化 产生原因：焊接时过大残余应力，使得奥氏体焊缝产生“自生硬化”现象，降低了焊缝的塑性和韧性；焊缝中铁素体的存在 防止措施：采用限制热输入的办法，可以有效防止焊缝脆化；采用纯奥氏体焊条5）焊接变形 奥氏体不锈钢的导热系数较小，而线性膨胀系数较大，导致焊缝冷却过程中产生较大拉应力，宏观表现为较大的焊接变形。防止方法：采用专用夹具，以机械约束力减小变形倾向；选用较小的焊接电流，并多层多道焊、分段焊，减小局部变形倾向 工艺要点:1.合理选择焊接方法；2.控制焊接参数，避免接头产生过热现象；3.接头设计的合理性应给以足够的重视；4.尽可能控制焊接工艺稳定以保证焊缝金属成分稳定；5.控制焊缝成形；6.防止工件工作表面的污染。