2012太原科技大学期末考试试题
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。
含义：一是金属在焊接加工中是否容易形成缺陷；二是焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行能力。
影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境
评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。
1.实验方法应满足的原则：1、可比性2、针对性3、再现性4、经济性
中碳调质钢的焊接有冷裂纹,热裂纹热影响区性能的变化(脆化,软化)等问题。
特殊性能的低合金钢分为低温刚,耐候钢,低合金耐蚀钢三类。
珠光体耐热钢提高高温强度的途径是碳含量低,合金元素少（不超过3%-5%）热膨胀系数小导热性好,并有良好的冷热加工性,加入Cr,Mo,W,V,等主要强化铁素体,提高钢的高温强度。
不锈钢空冷后室温组织分为铁素体钢,奥氏体钢,马氏体钢,奥氏体-铁素体双相钢,沉淀硬化型或时效硬化型钢。
耐热钢的脆化形式淬火脆化,回火脆化,时效脆化,二次淬火脆化或高鉻铁素体钢的晶粒长大脆化,及鉻镍奥氏体钢沿晶界析出碳化物脆化,475℃脆化和σ相脆化。珠光体耐热钢以Cr,Mo,W,V,为主加元素的中低合金钢。
铝及铝合金焊接时会出现氢气孔,还存在强的氧化能力,热导率和比热容大,热裂纹倾向大,容易形成气孔,焊接接头容易软化,合金元素蒸发和烧损,焊接接头的耐腐蚀性低于母材,固态和液态无色泽变化等问题。
铜及铜合金焊接时易出现难融合及易变形,焊缝易产生热裂纹,易生成气孔,焊缝塑形下降,导电性下降,耐蚀性下降等问题。
焊接紫铜常会出现哪些问题？答：1难融合及易变形2产生热裂纹3产生气孔4接头塑形导电性耐蚀性下降。
出现问题的原因？1热导率大使热量很快消失,线胀系数和收缩率大,易变形。2铜在融化状态易与其中杂质氧反应生成Cu2O,Cu2O与Cu形成低熔点共晶,且共晶温度低于铜的熔点,使焊缝形成热裂纹,S与O相同。3焊缝为单质α组织,易生成粗大的晶粒加剧热裂纹生成,收缩率及线胀系数大,应力较大促使热裂纹生成。4氢及水蒸气在焊接时形成氢气孔.5焊缝及热影响区出现粗大晶粒,加入一定量的脱氧元素,降低了焊缝塑性与导电性,合金元素的氧化和蒸发,接头的各种缺陷。晶界上脆性共晶存在导致耐蚀性下降。
如何防止？1使用大功率的热源，在焊前或焊中采取预热或保温措施,提高加工刚度,增加防变形。2对融化金属进行脱氧,且严格控制焊缝中S的含量3控制焊接时氢的来源,降低熔池的冷却速度,使气体容易逸出使气体容易析出减少氧氢来源和对熔池进行适当的脱氧使熔池慢冷。4采用埋弧焊或惰性气体保护焊提高焊缝
金属的纯度。
铸铁与低合金钢产生裂纹的原因有何不同？论述产生裂纹的特点。答：铸铁产生裂纹主要是冷裂纹(热应力超过其塑性变形能力而发生突然断裂)和热裂纹(焊缝C,S,P含量不均形成低熔点共晶在奥氏体间分布),低合金钢产生的裂纹主要是冷裂纹(淬硬组织引起)和热裂纹(随碳及合金元素增加结晶偏析倾向形成),再热裂纹(焊后消除应力热处理或焊后高温加热)。
特点：铸铁：1焊缝和热影响区都有较大的冷裂纹敏感性2一般在400℃以下伴随脆性断裂声3尺寸较大,甚至贯穿整个焊缝的宏观裂纹4焊缝底部形成热裂纹甚至宏观热裂纹。低合金钢：1随着钢材强度级别的提高，合金元素的增加，淬硬倾向逐渐增大,冷裂纹倾向加大2热裂纹一般不会出现,但随碳含量和合金元素含量的增加,也可出现热裂纹3为加强淬透性和回火稳定性加入的一些合金元素易引起再热裂纹。
含铌及钛的不锈钢在焊接接头产生刀状腐蚀的原因是什么？答：固化之后加上敏化,其敏化机理是晶界析出碳化物,紧靠熔合线的金属加热到1000℃以上时,原先析出的碳化钛开始分解,碳和钛都
向奥氏体中溶解,变成固溶态,如果达到1300℃以上,如果时间允许,碳化钛几乎可以完全溶解,于是金属就变成了固溶处理,如果该处正好是下一道焊缝热影响的800-1000℃区带,冷却过程中肯定要经过450-800℃的敏化温度,产生晶间腐蚀的倾向。单道焊缝的结构经过敏化温度的受热,同样要在热影响区的过热段出现晶间腐蚀的倾向,由于前次焊缝的过热区段很窄,再次受热而敏化区也就很窄放在腐蚀介质作用下形成刀状腐蚀。
低碳钢与其它钢为什么要预热，预热的作用是什么？答：（1）预热能减缓焊后的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹。同时也减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高了焊接接头的抗裂性。
（2）预热可降低焊接应力。均匀地局部预热或整体预热，可以减少焊接区域被焊工件之间的温度差（也称为温度梯度）。这样，一方面降低了焊接应力，另一方面，降低了焊接应变速率，有利于避免产生焊接裂纹。
（3）预热可以降低焊接结构的拘束度，对降低角接接头的拘束度尤为明显，随着预热温度的提高，裂纹发生率下降。
合金钢结构的强化途径有哪些？钢的强化途径有哪些？简述它的机理。
（1）细晶强化（2）相变强化（3）加工强化（4）合金强化（5）热处理强化
珠光体不锈钢，奥氏体不锈钢与异种钢焊接时易出现什么问题？
1、焊缝化学成份的控制
2、凝固过渡层的形成3碳迁移过渡层的形成4残余应力的形成。
铝及铝合金焊接时易出现什么气孔？氢气孔产生原因？由于铝的本质特性决定与钢相比产生气孔所需临界氢分压最低，在高温时融化的铝中吸收大量氢，在凝固时，请的溶解度突变，以气泡形式溢出，因铝导热率大，熔池冷却速度快，所以气孔来不及逸出，尤其是纯铝。如何预防？1限制氢来源2控制焊接工艺3调整电弧气氛。焊接预热的作用是什么？1减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高抗裂性2降低焊接应力，降低焊接应变速率3降低焊接结构的拘束度。
镁合金焊接时容易出现哪些问题？如何防止？
答：粗晶问题、氧化和蒸发、热应力、焊缝下榻、气孔、热裂纹。其中气孔和裂纹是最常见的缺陷。防止措施：一、减少氢的来源。二、选择合理的焊接工艺参数。三、焊前预热。
奥氏体不锈钢产生裂纹的主要原因？
答：热导率小，线膨胀系数小，在焊接区降温期焊接接头必然要承受较大的拉应力，促成各种类型裂纹的产生。σ相析出脆化的原因是？一些镍含量不是很高的奥氏体不锈钢，为提高焊缝的抗热裂纹性而设计的体积分数为3-5%或更高的铁素体组织的焊缝，在650-850℃高温持续服役的过程中会发生六相脆变。与焊缝金属的化学成份，组织，加热温度保温时间等有关。如何防止？1选择焊接材料时不能只考虑防止热裂纹而选用使焊缝出现多量铁素体的组织2严格限制加速σ相形成的元素(硅、铌等)3适当降低铬含量提高镍含量4选用热输入小的焊接方法5避免焊件在650-850℃进行焊后热处理，减少在此温度停留时间。
低碳调质钢和中碳调质钢哪类对冷裂纹敏感？中碳调质钢更敏感。为什么？答：因为中碳调质钢含碳量高，加入合金元素也多，在500℃以下的温度区间过冷奥氏体具有更大的稳定性所致，由于Ms点较低在低温下形成的马氏体，难于产生自回火效应，使其冷裂纹敏感性变高。
奥氏体不锈钢焊接时希望焊缝获得奥氏体组织和少量铁素体组织，为什么？答：焊缝金属中添加一定量的铁素体组织使焊缝成为奥氏体-δ铁素体双相组织,有效的防止热裂纹的产生同时提高焊缝金属的抗晶间腐蚀能力。
分析18-8Ti或18-8Nb产生刀状腐蚀的原因？答：固溶之后加上敏化,其敏化机理是晶界析出碳化物,紧靠熔合线的金属加热到1000℃以上时,原先析出的碳化钛开始分解,碳和钛都向奥氏体中溶解,变成固溶态,如果达到1300℃以上,如果时间允许,碳化钛几乎可以完全溶解,于是金属就变成了固溶处理,如果该处正好是下一道焊缝热影响的800-1000℃区带,冷却过程中肯定要经过450-800℃的敏化温度,产生晶间腐蚀的倾向。单道焊缝的结构经过敏化温度的受热,同样要在热影响区的过热段出现晶间腐蚀的倾向,由于前次焊缝的过热区段很窄,再次受热而敏化区也就很窄放在腐蚀介质作用下形成刀状腐蚀。防止措施：1采用低碳的18-8型不锈钢材和相应的低碳型不锈钢焊接材料2采用合理的焊接参数和工艺。
分析钛及钛合金焊接时气体污染引起的接头脆化的原因？答：钛在高温下，尤其是在熔融状态下
对气体(O2,N2,H2)有很大的活泼性，这些气体被吸收后直接引起焊接接头脆化，氧和氮原子以固溶方式溶解于钛中，使得钛发生晶格畸变，强化硬度增加，塑形，韧性降低，随焊缝的氢含量增加显著降低，而焊缝氢含量对焊缝的强度提高及韧性降低作用不明显。防止措施：1表面油污清理2表面打磨去除氧化膜3用惰性气体作为保护气体4对温度超过400℃的焊缝和热影响区要加以妥善保护5限制基本金属及焊丝中的氧含量，选用含氢低的焊接材料。
奥氏体不锈钢（18-8）或铁素体不锈钢如Gr25产生晶间腐蚀有何不同？答：1出现位置不同，铁素体在紧靠焊缝的高温区，奥氏体在热循环峰值温度600-1000℃的热影响区也可发生在焊缝金属上。2奥氏体中在多层多道焊中常出现，铁素体无此特性。3铁素体在700-800℃进行短时间保温退火处理可恢复耐蚀性，奥氏体无次特性。4铁素体在加热到950℃以上温度区域冷却时会发生倾向，而奥氏体敏化温度为450-850℃且需长时加热。分析它的机理机理相同都是贫格理论，由于金属晶粒内部过饱和的固溶体碳原子会逐步向晶粒边界扩散与晶粒边界的铬原子结合而成碳化物并沿晶界沉淀析出由于铬原子的扩散速度比碳原子慢得多来不及补充形成的碳化物所消耗的铬，导致晶粒边缘贫铬降低了耐腐蚀能力防止措施一铁素体：焊后热处理在700-900℃短时间保。二奥氏体，工艺1选用适当的焊接方法采用小线能量2工艺参数的制定原理以熔池停留时间最短为宗旨。3采用窄焊缝，多层多道焊，不许摆动操作。4进行稳定化处理或固溶处理。冶金1使焊缝金属具有奥氏体-铁素体双相组织其中δ铁素体体积分数为5-12% 。2在焊缝中加入比铬跟容易与碳结合的稳定元素。3降低焊缝金属的含碳量。
金属材料的焊接性能 （2014.2.27） 摘要：对各种常用金属材料的焊接性能进行研究，通过参考各类焊接丛书及焊接前辈多年的经验总结，对常用金属材料的焊接工艺可行性起指导作用。 关键词：碳当量；焊接性；焊接工艺参数；焊接接头 1 前言 随着中国特种设备制造业的不断发展，我们在制造产品时所用到的金属材料种类也在不断增加，相应地所必须掌握的各种金属材料的焊接性能也在不断研究和更新中，为了实际产品制造的焊接质量，熟悉金属材料的焊接性能，以制定正确的焊接工艺参数，从而获得优良的焊接接头起到至关重要的指导作用。 2 金属材料的焊接性能 2.1 金属材料焊接性的定义及其影响因素 2.1.1 金属材料焊接性的定义 金属材料的焊接性是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下，获得优良焊接接头的能力。一种金属，如果能用较多普通又简便的焊接工艺获得优良的焊接接头，则认为这种金属具有良好的焊接性能金属材料焊接性一般分为工艺焊接性和使用焊接性两个方面。 工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，获得优良，无缺陷焊接接头的能力。它不是金属固有的性质，而是根据某种焊接方法和所采用的具体工艺措施来进行的评定。所以金属材料的工艺焊接性与焊接过程密切相关。 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。通常包括力学性能、抗低温韧性、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。例如我们常用的S30403，S31603不锈钢就具有优良的耐蚀性能，16MnDR，09MnNiDR低温钢也有具备良好的抗低温韧性性能。
金属材料焊接性知识要点 1. 金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括（工艺焊接性和使用焊接性）。 2. 工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。 3. 使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度，包括常规的力学性能。 4. 影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5. 评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 6. 实验方法应满足的原则：1可比性 2针对性 3再现性 4经济性 7. 常用焊接性试验方法： A:斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。 B:插销试验 C:压板对接焊接裂纹试验法 D:可调拘束裂纹试验法 一问答：1、“小铁研”实验的目的是什么，适用于什么场合？了解其主要实验步骤，分析影响实验结果稳定性的因素有哪些？ 答：1、目的是用于评定用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性时，影响结果稳定因素焊接接头拘束度预热温度角变形和未焊透。（一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小于20%时。用于一般焊接结构是安全的） 2、影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 答：影响因素：（1）材料因素包括母材本身和使用的焊接材料，如焊条电弧焊的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、气体保护焊时的焊丝和保护气体等。 （2）设计因素焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接性产生影响。 （3）工艺因素对于同一种母材，采用不同的焊接方法和工艺措施，所表现出来的焊接性有很大的差异。 （4）服役环境焊接结构的服役环境多种多样，如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等都属于使用条件。 3、举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。 答：金属材料使用焊接性能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主要包括常规的力学性能或特定工作条件下的使用性能，如低温韧性、断裂韧性、高温蠕变强度、持久强度、疲劳性能以及耐蚀性、耐磨性等。而工艺焊接性是指金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力。比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好。 4、为什么可以用热影响区最高硬度来评价钢铁材料的焊接冷裂纹敏感性？焊接工艺条件对热影响区最高硬度有什么影响？ 答：因为（1）.冷裂纹主要产生在热影响区； （2）其直接评定的是冷裂纹产生三要素中最重要的，接头淬硬组织，所以可以近似用来评价冷裂纹。 一般来说，焊接接头包括热影响区，它的硬度值相对于母材硬度值越高，证明焊接接头的
金属材料的焊接性能 （1）焊接性能良好的钢材主要有： 低碳钢（含碳量<0.25）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量<0.20）；不锈钢（合金元素含量>3、含碳量<0.18）。 （2）焊接性能一般的钢材主要有： 中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.25～0.35）；低合金钢（合金元素含量<3、含碳量<0.30）；不锈钢（合金元素含量13～25、含碳量￡0.18） （3）焊接性能较差的钢材主要有： 中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.35～0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量0.30～0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.20）。 （4）焊接性能不好的钢材主要有： 中、高碳钢（合金元素含量<1、含碳量>0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量>0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.30～0.40）。 焊条和焊丝选择的基本要点如下： 同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素： 考虑工件的物理、机械性能和化学成分；考虑工件的工作条件和使用性能； 考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位置等；考虑焊接设备情况；考虑改善焊接工艺和环保；考虑成本。 异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况： 一般碳钢和低合金钢间的焊接；低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接；不锈钢复合钢板的焊接。 焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号（GB 980-76）、焊条的性能和用途（GB 980～984-76）等有关国家标准。 ###15CrMoR的换热器的热处理工艺 ***当板厚超过筒体内径的3％时，卷板后壳体须整体热处理。 *** 15CrMoR焊接性能良好。手工焊用E5515-B2（热307）焊条，焊前预热至200-250℃（小口径薄壁管可不预热），焊后650-700℃回火处理。自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。 ###压力容器用钢的基本要求 压力容器用钢的基本要求：较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与相容性。 改善钢材性能的途径：化学成分的设计,组织结构的改变,零件表面改性。 本节对压力容器用钢的基本要求作进一步分析。 一、化学成分 钢材化学成分对其性能和热处理有较大的影响。 1、碳:碳含量增加时，钢的强度增大，可焊性下降，焊接时易在热影响区出现裂纹。 因此压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%。2、钒、钛、铌等：在钢中加入钒、钛、铌等元素，可提高钢的强度和韧性。
金属的焊接性 一、金属焊接性 1.概念：金属焊接性就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。 含义：一是金属在焊接加工中是否容易形成缺陷；二是焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。 评价标准：如果某种金属采用简单的焊接工艺就可获得优质焊接接头并且具有良好的使用性能或满足技术条件的要求，就称其焊接性好；如果只有采用特殊的焊接工艺才能不出缺陷，或者焊接热过程会使接头热影响区性能显著变坏以至不能满足使用要求，则称其焊接性差。 2.影响焊接性的因素 1）材料因素 材料是指用于制造结构的金属材料及焊接所消耗的材料。前者称为母材或基本金属，即被焊金属。后者称为焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体等。 材料因素包括化学成分、冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态和力学性能等。其中化学成分(包括杂质的分布与含量)是主要的影响因素。碳对钢的焊接性影响最大。含碳量越高，焊接热影响区的淬硬倾向越大，焊接裂纹的敏感性越大。也就是说，含碳量越高焊接性越差。除碳外钢中的一些杂质如氧、硫、磷、氢、氮以及合金钢中常用的合金元素锰、铬、钴、铜、硅、钼、钛、铌、钒、硼等都不同程度地增加了钢的淬硬倾向使焊接性变差。 若焊接材料选择不当或成分不合格，焊接时也会出现裂纹、气孔等缺陷，甚至会使接头的强度、塑性、耐蚀性等使用性能变差。 2）设计因素 设计因素是指焊接结构在使用中的安全性不但受到材料的影响而且在很大程度上还受到结构形式的影响。例如结构刚度过大或过小，断面突然变化，焊接接头的缺口效应，过大的焊缝体积以及过于密集的焊缝数量，都会不同程度地引起应力集中，造成多向应力状态而使结构或焊接接头脆断敏感性增加。 3）工艺因素 工艺因素包括施焊方法(如手工焊、埋弧焊、气体保护焊等)、焊接工艺(包括焊接规范参数、焊接材料、预热、后热、装配焊接顺序)和焊后热处理等。在结构材料和焊接材料选择正确、结构设计合理的情况下工艺因素是对结构焊接质量起决定性作用的因素。 4）使用因素 使用因素指焊接结构的工作温度、负荷条件(动载、静载、冲击、高速等)和工作环境(化工区、沿海及腐蚀介质等)。一般来讲环境温度越低钢结构越易发生脆性破坏，承受交变载荷的焊接结构易发生疲劳破坏。 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”(C eq)，以C eq值的大小估价冷裂纹倾向的大小，认为C eq值越小，钢材的焊接性能越好。 碳当量公式没有考虑元素之间的交互作用，也没有考虑板厚、结构拘束度、焊接工艺、含氢量等因素的影响。因而用碳当量评价焊接性是比较粗略的，使用时应注意条件。 2）焊接冷裂纹敏感系数
第一章： 1. 金属焊接性：金属能否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。它的内涵：1、是否适合焊接加工？－－金属在焊接加工中是否容易形成缺陷2、焊后使用可靠性？－－性能焊成的接头在一定的使用条件下可靠使用的能力。 2．影响金属焊接性的因素：1、材料本身因素—母材和焊接材料的成分及性能2、工艺条件—焊接方法、工艺措施；3、结构因素—刚度、应力集中、多轴应力；4、使用条件—工作温度、负荷条件、工作环境。3.金属的焊接性的分析方法:（一）从金属特性分析金属焊接性1、利用金属本身的化学成分分析（1）碳当量法:指将各种元素按相当于若干含碳量折合并叠加起来求得所谓碳当量（CE和Ccq），用其来估计冷裂倾向的大小。CE=C+Mn/6+Ni+Cu/15+Cr+Mo+V/ (2)焊接冷裂纹敏感指数Pc=C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B+δ/600+H/60（%）式中δ—板厚（mm）H—焊缝中扩散氢含量（ml/100g）. 2、利用金属本身的物理性能分析: 3、利用金属本身的化学性能分析4、利用合金相图分析（二）从焊接工艺条件分析焊接性: 1、热源特点2、保护方法3、热循环控制4、其他工艺因素 4. 选择或制定焊接性试验方法的原则: 1、焊接性试验的条件尽量与实际焊接时的条件相一致。 2、焊接性试验的结果要稳定可靠，具有较好的再现性。 3、注意试验方法的经济性。 5.焊接性试验的内容:（一）焊缝金属抗热裂的能力（二）焊缝及热影响区金属抗冷裂纹的能力（三）焊接接头抗脆性转变的能力（四）焊接接头的使用性能 6. 常用焊接性试验方法: （一）斜Y坡口焊接裂纹试验法:此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。 (二) 插销试验:此法是测定钢材焊接热影响区冷裂纹敏感性的一种定量试验方法。测定加载16~24 h而不断裂的最大应力σcr （三）压板对接焊接裂纹试验法 （四）可调拘束裂纹试验法 第二章： 1．合金结构钢：在碳素结构钢的基础上添加一定数量的合金元素来达到所需要求的钢材。包括：结构钢、碳素结构钢、合金结构钢。 2．高强钢：可分为三种类型：热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢。 3．专用钢：除通常的力学性能外，还必须要求特殊性能主要用于一些特殊的条件下工作的机械零件和工程结构，如耐高温、低温和耐腐蚀。大致可分为：珠光体耐热钢、低温钢、低合金耐蚀钢。 4．钢的强韧化: 固溶强化（置换固溶、间隙固溶）细晶强化第二相强化位错强化： 5．钢的相变：成分和工艺（温度、时间）影响奥氏体的稳定性，通过控制冷却速度和第二次处理得到组织。※热轧及正火钢 1、热轧钢 供货状态：热轧态 性能特点：强度最低σs294～392MPa，具有满意的综合力学性能和加工工艺性能，价格便宜 成分特点：热轧钢属于C- Mn 或Mn-Si系的钢种，有时用一些V、Nb等代替部分Mn。 基本成分：C≤0.2%,Si≤0.55,Mn≤1.5% 强化机制：主要以固溶强化为主 典型钢种：Q345(16Mn)、14MnNb、Q294(09MnV) 2、正火钢 （1 )正火态供货的钢 性能特点：最低强度σs343～450MPa，具有比热轧钢更高的强度和塑韧性 成分特点：0.15～0.2%C，在C-Mn、Mn-Si系的基础上加入一些碳化物和氮化物生成元素V、N b、Ti等 强化机制：在固溶强化的基础上，通过沉淀强化和细化晶粒来进一步提高强度和保证韧性 典型钢种：Q390(15MnTi、15MnVN)等。
《材料焊接性》（专科）学案 第一章绪论 二、本章习题 1. 根据本章所述内容，举例说明低合金钢焊接在工程结构中的重要作用。 2.先进材料的发展和应用在工程中越来越受到人们的重视，简述先进材料（如陶瓷、金属间化合物和复合材料等）和金属材料相比，在工程结构中的应用有什么不同？ 第2章材料焊接性及其试验方法 1. 了解焊接性的基本概念。什么是工艺焊接性？影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 焊接性，是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下，获得优良焊接接头的难易程度。 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。 影响因素：材料因素、工艺因素、结构因素、使用条件。 2. 什么是热焊接性和冶金焊接性，各涉及到焊接中的什么问题？ 冶金焊接性指在熔焊高温下的熔池金属与气象熔渣等相互之间繁盛化学冶金反映所引起的焊接变化
3. 举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。 工艺焊接性是指影响焊接操作的焊接性能，如电弧的稳定性、焊缝的成形性、脱渣性、飞溅大小及发尘量等。而使用焊接性则是指焊件需满足的使用要求，如接头的力学性能、物理性能及化学性能要求。 有时，工艺焊接性好的材料如果焊接材料选择不当，其使用性能就不一定好：例如不锈钢焊接，若使用普通结构钢焊条焊接，其工艺焊接性很好，即焊接过程很顺利，但是，焊缝不耐腐蚀，就不能满足不锈钢焊件的使用要求，因此焊接接头是不合格的。 金属材料使用性能主要指力学性能，即金属材料在外力作用下表现出来的各种特性，如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。 比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好| 第3章低合金结构钢的焊接 1. 分析热轧钢和正火钢的强化方式及主强化元素有什么不同。二者的焊接性有何差异，在制定焊接工艺时应注意什么问题。 热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si。（2）细晶强化，主要强化元素：Nb,V。（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V.；正火钢的强化方式：（1）固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件粗晶区的析出相基本固溶，抑制A长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、M-A等导致韧性下降和时敏感性增大。制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接 2. 分析16Mn的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。
一、超声波金属焊接基础知识 1、原理 超声波金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工；缺点是所焊接金属件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊点位不能太大、需要加压。 2、焊接优点： 1）、焊接材料不熔融，不脆弱金属特性。 2）、焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零。 3）、对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接。 4）、焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料。 5）、焊接无火花，环保安全。 3、超声波金属焊接适用产品： 1）、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。. 2）、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔，铝箔与铝片互熔。. 3）、电线互熔，偏结成一条与多条互熔。 4）、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。 5）、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。 6）、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点，异种金属片的互熔。 7）、金属管的封尾、切断可水、气密。 4、振幅参数 振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数，相当于铬铁的温度，温度达不到就会熔接不上，温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。因为每一间公司选择的换能器不同，换能器输出的振幅都有所不同，经过适配不同变比的变幅杆及焊头，能够校正焊头的工作振幅以符合要求，通常换能器的输出振幅为10—20μm，而工作振幅一般为30μm左右，变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状，前后面积比等因素有关，形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等，对变比影响很大，前后面积比与总变比成正比。贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机，最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作，能保证振幅参数的稳定。 5、频率参数 任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率，例如20KHz、40 KHz等，焊接机的工作频率主要由换能器（Transducer）、变幅杆（Booster）、和焊头（Horn）的机械共振频率所决定，发生器的频率根据机械共振频率调整，以达到一致，使焊头工作在谐振状态，每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围，如一般设定为±0.5 KHz，在此范围内焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时，都会对谐振频率作调整，要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1 KHZ，如 20KHz 焊头，我们焊头的频率会控制在19.90—20.10 KHz，误差为5‰。 6、节点 焊头、变幅杆均被设计为一个工作频率的半波长谐振体，在工作状态下，两个端面的振幅最大，应力最小，而相当于中间位置的节点振幅为零，应力最大。节点位置一般设计为固定位，但通常的固定位设计时厚度要大于3mm，或者是凹槽固定，所以固定位并不是一定为零振幅，这样就会引致一些叫声和一部分的能量损失，对于叫声通常用橡胶圈同其它部件隔离，或采用隔声材料进行屏蔽，能量损失在设计振幅参数时予以考虑。 7、网纹 超声波金属焊接通常会在焊接位表面，底座表面设计网纹，网纹设计的目地在于防止金属件的滑动，尽可
常用金属焊接性之高温合金的钎焊 高温合金是在高温下具有较好的力学性能、抗氧化性和抗腐蚀性的合金。这类合金可分为镍基、铁基和钴基三类；在钎焊结构中用得最多的是镍基合金。镍基合金按强化方式分为固溶强化、实效沉淀强化和氧化物弥散强化三类。固溶强化镍基合金为面心立方点阵的固溶相，通过添加铬、钴、钨、钼、铝、钛、铌等元素提高原子间结合力，产生点阵畸变，降低堆垛层错能，阻止位错运动，提高再结晶温度来强化固溶体。沉淀强化镍基合金钢是在固溶强化的基础上添加较多的铝、钛、铌、钽等元素而形成的。这些元素除形成强化固溶体外，还与镍形成Ni3(Al、Ti)γ’或Ni3(NbAlTi)γ”金属间化合物相；同时钨、铜、硼等元素与碳形成各种碳化物。TD-Ni和TD-NiCr合金是在镍或镍铬基体中加入2%左右弥散分布的ThO2颗粒，产生弥散强化效果的新型高温合金。 一：钎焊性 高温合金均含有较多的铬，加热时表面形成稳定的Cr2O3，比较难以去除；此外镍基高温合金均含铝和钛，尤其是沉淀强化高温合金和铸造合金的铝和钛含量更高。铝和钛对氧的亲和力比铬大得多，加热时极易氧化。因此，如何防止或减少镍基高温合金加热时的氧化以及去除其氧化膜是镍基高温合金钎焊时的首要任务。镍基高温合金钎焊时不建议用钎剂来去除氧化物，尤其是在高的钎焊温度下，因为钎剂中的硼砂或硼酸在钎焊温度下与母材起反应，降低母材表面的熔化温度，促使钎剂覆盖处的母材产生溶蚀；并且硼砂或硼酸与母材发生反应后析出的硼可能渗入母材，造成晶间渗入。对薄的工件来说是很不利的。所以镍基高温合金一般都在保护气氛，尤其是在真空中钎焊。母材表面氧化物的形成和去除与保护气氛的纯度以及真空度密切相关。对于含铝和钛低的合金，热态真空度不应低于10-2Pa；对于含铝钛较高的合金，表面氧化物的去除不仅与真空度有关，而且还与加热温度有关。 无论是固溶强化，还是沉淀强化的镍基高温合金，都必须将其合金元素及其化合物充分固溶于基体内，才能取得良好的高温性能。沉淀强化合金固溶处理后还必须进行时效处理，已达到弥散强化的目的。因此钎焊热循环应尽可能与合金的热处理相匹配，即钎焊温度尽量与热处理的加热温度相一致，以保证合金元素的充分溶解。钎焊温度过低不能使合金元素完全溶解；钎焊温度过高将使母材的晶粒长大，这些均对母材
金属材料焊接性知识要 点 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
金属材料焊接性知识要点 1.金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括（工艺焊接性和使用焊接性）。 2.工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。 3.使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度，包括常规的力学性能。 4.影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5.评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 6.实验方法应满足的原则：1可比性2针对性3再现性4经济性 7.常用焊接性试验方法： A:斜Y坡口焊接裂纹试验法:此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。B:插销试验C:压板对接焊接裂纹试验法D:可调拘束裂纹试验法 一问答：1、“小铁研”实验的目的是什么，适用于什么场合了解其主要实验步骤，分析 影响实验结果稳定性的因素有哪些 答：1、目的是用于评定用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性时，影响结果稳定因素焊接接头拘束度预热温度角变形和未焊透。（一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小于20%时。用于一般焊接结构是安全的） 2、影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 答：影响因素：（1）材料因素包括母材本身和使用的焊接材料，如焊条电弧焊的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、气体保护焊时的焊丝和保护气体等。 （2）设计因素焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接性产生影响。 （3）工艺因素对于同一种母材，采用不同的焊接方法和工艺措施，所表现出来的焊接性有很大的差异。 （4）服役环境焊接结构的服役环境多种多样，如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等都属于使用条件。 3、举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。 答：金属材料使用焊接性能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主要包括常规的力学性能或特定工作条件下的使用性能，如低温韧性、断裂韧性、高温蠕变强度、持久强度、疲劳性能以及耐蚀性、耐磨性等。而工艺焊接性是指金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力。 比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好。
1.金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括（工艺焊接性和使用焊接性）。 2.工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。 3.使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度，包括常规的力学性能。 4.影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5.评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 6.实验方法应满足的原则：1、可比性2、针对性3、再现性4、经济性 7.常用焊接性试验方法 A:斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。B:插销试验 C:压板对接焊接裂纹试验法 D:可调拘束裂纹试验法 一问答：“小铁研”实验的目的是什么，适用于什么场合？了解其主要实验步骤，分析影响实验结果稳定性的因素有哪些？ 答：1、目的是用于评定用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性时，影响结果稳定因素焊接接头拘束度预热温度角变形和未焊透。（一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小雨20%时。用于一般焊接结构是安全的） 三合金结构钢的焊接 低碳调质钢的焊接性分析 低碳调质钢主要是作为高强度的焊接结构用钢，因此含碳量限制的较低，在合金成分的设计上考虑了焊接性的要求。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。由于这类钢的焊接热影响区是低碳马氏体，马氏体转变温度Ms较高，所形成的马氏体具有“自回火”特性，使得焊接冷裂纹倾向比中碳调质钢小。 焊缝强韧性匹配： 焊缝强度匹配系数S=（σb）w/（σb）b,是表征接头力学非均质性的参数之一，（σb）w为焊缝强度，（σb）b为母材强度。当（σb）w/（σb）b>1时，为高强匹配;=1为等强匹配。<1为低强匹配低碳调质钢热影响区获得细小的低碳马氏体（ML）组织或下贝氏体（B L）组织时，韧性良好，而韧性最佳的组织为ML与低温转变贝氏体组织（B L）的混合组织下贝氏体的板条间结晶位相差较大，有效晶粒直径取决于板条宽度，比较微细，韧性良好，当ML与B L混合生成时，原奥氏体晶粒被先析出的B L有效地分割，促使ML有更多的形核位置，且限制了ML的生长，因此ML+B L混合组织有效晶粒最为细小。 Ni是发展低温钢的一个重要元素。为了提高钢的低温性能，可加入Ni元素，形成含Ni的铁素体低温钢，如1.5Ni钢等在提高Ni的同时，应降低含碳量和严格限制S、P的含量及N、H、O的含量，防止产生时效脆性和回火脆性等。这类钢的热处理条件为正火、正火+回火和淬火+回火等。 ○1在低温钢中由于含碳量和杂质S、P的含量控制的都很严格，所以液化裂纹在这类钢中不是很明显。○2另一个问题是回火脆性，要控制焊后回火温度和冷却速度。 低温钢焊接的工艺特点：除要防止出现裂纹外，关键是要保证焊缝和热影响区的低温韧性，这是制定低温钢焊接工艺的一个根本出发点。 9Ni钢具有优良的低温韧性但用与9Ni钢相似的铁素体焊材时所得焊缝的韧性很差。这除了与铸态焊缝组
目录 1、电阻焊的应用及发展 (1) 1.1电阻焊的应用现状 (1) 1.2电阻焊设备的发展及现状 (2) 2、电阻焊及其焊接原理 (3) 2.1电阻焊定义 (3) 2.2电阻焊形成的几个阶段 (3) 2.3影响电阻焊焊接的因素 (4) 2.3.1 电阻 (4) 2.3.2 电流密度和工件表面 (4) 2.3.3电极压力 (5) 2.3.4通电时间和电极材料及端面形状 (5) 3、电阻焊的分类和优缺点 (6) 3.1电阻焊的优缺点 (6) 3.1.1电阻焊优点： (6) 3.1.2电阻焊缺点： (6) 3.2电阻焊的分类 (6) 3.2.1点焊 (7) 3.2.2缝焊 ............................................................ 错误！未定义书签。 3.2.3对焊 (9) 3.3.4凸焊 (10) 4、电阻焊常用设备 (11) 4.1点焊机 (11) 4.2对焊机 (11)
5、电阻焊常见故障与焊接检验 (13) 5.1焊点常见故障 (13) 5.2电阻焊焊接检验 (14) 结束语 (15) 参考文献 (16)
1 电阻焊焊接原理 [摘 要]：电阻焊作为一种高效、廉价且机械化和自动化程度较高的连接技术，工业中得到了广泛的应用。电阻焊在工业中各个领域都占了相当重要且相当数量比例的地位。本文介绍了国内外电阻焊设备的发展现状，并对我国电阻设备的发展前景进行分析。着重介绍了电阻焊焊接原理、电阻焊的常用设备以及主要参数对焊接的影响。 [关键词]： 电阻焊；应用发展；焊接；电极； 1、电阻焊的应用及发展 1.1电阻焊的应用现状 电阻焊一经出现，便因其生产效率高、焊接质量容易得到保证、易实现机械化、自动化，在焊接领域中得到了广泛的应用。随着科学术的不断发展，对产品质量要求的不断提高，尤其是在大量使用电阻焊设备的汽车工业中出现的复合板、高合金钢及各种有色金属材料，对电阻焊设备提出了新的要求。电阻焊设备需要解决的主要问题是：提高生产效率、保证质量监控、新型材料电阻焊、节约能源。 电阻点焊在汽车白车身焊装中占据主导地位，其中一辆轿车的白车身上焊点数：3000~5000个，电阻电焊的汽车白车身以及薄板件的生存如图1-1。此外，电阻焊适用于各种薄板构件的生产，如：轿车外壳拼装，仪表柜、钢家俱的生产；油桶、油箱、化工原料盛器、食品罐等[1]。 图1-1 电阻焊接件
常用焊接方法手册 一、什么是钎焊？钎焊是如何分类的？钎焊的接头形式有何特点？ 钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后，钎料熔化，焊件不熔化，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，将焊件牢固的连接在一起。 依照钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。 （1）软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C，接头强度较低(小于70 MPa)。 （2）硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C，接头强度较高(大于200 MPa)。 钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。因此，钎焊一般采纳搭接接头和套件镶接，以弥补钎焊强度的不足。 二、电弧焊的分类有哪些，有什么优点？
利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体爱护焊等三种。手工自动焊的最大优点是设备简单，应用灵活、方便，适用面广，可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝。尤其适用于操作不变的场合和短小焊缝的焊接；埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点；气体爱护焊具有爱护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。 三、焊条电弧焊时，低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？ （1）焊接接头由焊缝金属和热阻碍区组成。 1）焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。 2）热阻碍区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。
2012太原科技大学期末考试试题 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。 含义：一是金属在焊接加工中是否容易形成缺陷；二是焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行能力。 影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 1.实验方法应满足的原则：1、可比性2、针对性3、再现性4、经济性 中碳调质钢的焊接有冷裂纹,热裂纹热影响区性能的变化(脆化,软化)等问题。 特殊性能的低合金钢分为低温刚,耐候钢,低合金耐蚀钢三类。 珠光体耐热钢提高高温强度的途径是碳含量低,合金元素少（不超过3%-5%）热膨胀系数小导热性好,并有良好的冷热加工性,加入Cr,Mo,W,V,等主要强化铁素体,提高钢的高温强度。 不锈钢空冷后室温组织分为铁素体钢,奥氏体钢,马氏体钢,奥氏体-铁素体双相钢,沉淀硬化型或时效硬化型钢。 耐热钢的脆化形式淬火脆化,回火脆化,时效脆化,二次淬火脆化或高铬铁素体钢的晶粒长大脆化,及铬镍奥氏体钢沿晶界析出碳化物脆化,475℃脆化和σ相脆化。珠光体耐热钢以Cr,Mo,W,V,为主加元素的中低合金钢。 铝及铝合金焊接时会出现氢气孔,还存在强的氧化能力,热导率和比热容大,热裂纹倾向大,容易形成气孔,焊接接头容易软化,合金元素蒸发和烧损,焊接接头的耐腐蚀性低于母材,固态和液态无色泽变化等问题。 铜及铜合金焊接时易出现难融合及易变形,焊缝易产生热裂纹,易生成气孔,焊缝塑形下降,导电性下降,耐蚀性下降等问题。 焊接紫铜常会出现哪些问题答：1难融合及易变形2产生热裂纹3产生气孔4接头塑形导电性耐蚀性下降。 出现问题的原因1热导率大使热量很快消失,线胀系数和收缩率大,易变形。2铜在融化状态易与其中杂质氧反应生成Cu2O,Cu2O与Cu形成低熔点共晶,且共晶温度低于铜的熔点,使焊缝形成热裂纹,S与O相同。3焊缝为单质α组织,易生成粗大的晶粒加剧热裂纹生成,收缩率及线胀系数大,应力较大促使热裂纹生成。4氢及水蒸气在焊接时形成氢气孔.5焊缝及热影响区出现粗大晶粒,加入一定量的脱氧元素,降低了焊缝塑性与导电性,合金元素的氧化和蒸发,接头的各种缺陷。晶界上脆性共晶存在导致耐蚀性下降。 如何防止1使用大功率的热源，在焊前或焊中采取预热或保温措施,提高加工刚度,增加防变形。2对融化金属进行脱氧,且严格控制焊缝中S的含量3控制焊接时氢的来源,降低熔池的冷却速度,使气体容易逸出使气体容易析出减少氧氢来源和对熔池进行适当的脱氧使熔池慢冷。4采用埋弧焊或惰性气体保护焊提高焊缝 金属的纯度。 铸铁与低合金钢产生裂纹的原因有何不同论述产生裂纹的特点。答：铸铁产生裂纹主要是冷裂纹(热应力超过其塑性变形能力而发生突然断裂)和热裂纹(焊缝C,S,P含量不均形成低熔点共晶在奥氏体间分布),低合金钢产生的裂纹主要是冷裂纹(淬硬组织引起)和热裂纹(随碳及合金元素增加结晶偏析倾向形成),再热裂纹(焊后消除应力热处理或焊后高温加热)。
常用金属材料的焊接(不锈钢) 24 试述耐候钢及耐海水腐蚀用钢的焊接工艺。 铜、磷能显著地降低钢的腐蚀速度，这是耐候钢及耐海水腐蚀用钢的主要合金元素，常用耐候钢及耐海水腐蚀用钢有：16CuCr、12MnCuCr、15MnCuCr、09Mn2Cu、16MnCu、09MnCuPTi、08MnPRE、10MnPNbRE钢等。 铜、磷耐蚀钢对焊接热循环不敏感，焊接热影响区的最高硬度不超过350HV。虽然钢中含有Cu、P等元素，但其含量均不高，通常铜的质量分数控制在0.2%～0.4%，不会促使产生热裂纹。含磷钢中碳、磷的质量分数都在0.25%以下，因而钢的冷脆倾向也不大，所以焊接性良好，焊接工艺与强度级别较低（σs为343～392MPa）的普通热轧钢相同。 焊接耐候及耐海水腐蚀用钢的焊条，见表17。埋弧焊时，采用H08MnA、H10Mn2焊丝配合HJ431焊剂。 表17 焊接耐候及耐海水腐蚀用钢的焊条 牌号型号主要用途 J422CrCu E4303 焊接12CrMoCu J502CuP 焊接10MnPNbRE、08MnP、09MnCuPTi J502NiCu E5003-G 焊接耐候铁道车辆09MnCuPTi J502WCr J502CrNiCu E5003-G 焊接耐候近海工程结构 J506WCu E5016-G 焊接耐候用钢09MnCuPTi J506NiCu E5016-G 焊接耐候用钢 J507NiCu E5015-G 焊接耐候用钢 J507CrNi E5015-G 焊接耐海水腐蚀用钢的海洋重要结构 25 什么是不锈钢的晶闸腐蚀？ 不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶闸腐蚀。产生晶闸腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶闸腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀，见图2。
精心整理 金属材料焊接性知识要点1.金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括（工艺焊接性和使用焊接性）。 2.工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。 3.使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度，包括常规的力学性能。 4.影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5.评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定 6. 7.A:斜Y 插销试验C:一问答：答：12、（2（3 （4 3、答：比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好。 4、为什么可以用热影响区最高硬度来评价钢铁材料的焊接冷裂纹敏感性？焊接工艺条件对热影响区最高硬度有什么影响？ 答：因为（1）.冷裂纹主要产生在热影响区； （2）其直接评定的是冷裂纹产生三要素中最重要的，接头淬硬组织，所以可以近似用来评价冷裂纹。 一般来说，焊接接头包括热影响区，它的硬度值相对于母材硬度值越高，证明焊接接头的韧性就越差，综合机械性能也就越差，容易出现脆化，断裂等危害。合理的焊接工艺条件就是减少这种硬度值的差异，保证焊接接头的使用性能。碳当量增大时，热影响区淬硬倾向随之提高，但并非始终保持线性关系。 三合金结构钢的焊接 低碳调质钢的焊接性分析
低碳调质钢主要是作为高强度的焊接结构用钢，因此含碳量限制的较低，在合金成分的设计上考虑了焊接性的要求。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。由于这类钢的焊接热影响区是低碳马氏体，马氏体转变温度Ms较高，所形成的马氏体具有“自回火”特性，使得焊接冷裂纹倾向比中碳调质钢小。 低碳调质钢热影响区获得细小的低碳马氏体（ML）组织或下贝氏体（B）组织时，韧性良好，而韧性最佳的组织为ML与低温转变贝氏体组织（B）的混合组织下贝氏体的板条间结晶位相差较大，有效晶粒直径取决于板条宽度，比较微细，韧性良好，当ML与BL混合生成时，原奥氏体晶粒被先析出的B有效地分割，促使ML有更多的形核位置，且限制了ML的生长，因此ML+B混合组织有效晶粒最为细小。Ni是发展低温钢的一个重要元素。为了提高钢的低温性能，可加入Ni元素，形成含Ni的铁素体低温钢，如1.5Ni钢等在提高Ni的同时，应降低含碳量和严格限制S、P的含量及N、H、O的含量，防止产生时效脆性和回火脆性等。这类钢的热处理条件为正火、 正火+ 1 2 9Ni 1 （1 M 2 软化区的宽度与焊接线能量、焊接方法有很大关系。热源越集中的焊接方法，对减小软化越有利。 三、中碳调质钢的焊接工艺特点 （1）中碳调质钢一般在退火状态下焊接，焊后通过整体调质处理才能获得性能满足要求的均匀焊接接头。(2)时必须在调质后进行焊接时，热影响区性能恶化往往难以解决。(3)焊前所处的状态决定了焊接时出现问题的性质和采取的工艺措施。 一：分析Q345钢的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。 答:Q345钢属于热轧钢，其碳当量小于0.4％，焊接性良好，一般不需要预热和严格控制焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345钢连续冷却时，珠光体转变右移，使快冷下的铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏体与马氏体具有淬硬倾向，Q345刚含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在Q345
第三节 金属材料的焊接性 1. 焊接性的概念 —定焊接技术条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属材料对焊接加工的适应性称为金属材料的焊接性。 2．焊接性的评价 1) 碳当量法 碳当量是把钢中的合金元素(包括碳)的含量，按其作用换算成碳的相对含量。国际焊接学会推荐的碳当量(CE)公式为： ％）＋＋＋＋＋＋＝10015 )Cu ()Ni (5)V ()Mo ()Cr (6)Mn ()C ([CE ?ωωωωωωω 式中，ω(C)、ω(Mn)等－碳、锰等相应成分的质量分数(%)。 当CE<0.4％时，钢材的塑性良好，淬硬倾向不明显，焊接性良好。在一般的焊接技术条件下，焊接接头不会产生裂纹，但对厚大件或在低温下焊接，应考虑预热；当CE 在0.4～0.6％时，钢材的塑性下降，淬硬倾向逐渐增加，焊接性较差。焊前工件需适当预热，焊后注意缓冷，才能防止裂纹；当CE>0.6％时，钢材的塑性变差。淬硬倾向和冷裂倾向大，焊接性更差。工件必须预热到较高的温度，要采取减少焊接应力和防止开裂的技术措施，焊后还要进行适当的热处理。 2)冷裂纹敏感系数法 冷裂纹敏感系数的其计算式为： ％＋＋＋＋＋＋＝100]600 60]H [)B (510) V (15) Mo (60) Ni (20) Cu ()Mn ()Cr (30) Si ()C ([?++++h P W ωωωωωωωωω 式中P W －冷裂纹敏感系数；h －板厚；[H]－100g 焊缝金属扩散氢的含量(mL)。 冷裂纹敏感系数越大，则产生冷裂纹的可能性越大，焊接性越差。 3．低碳钢的焊接 低碳钢的CE 小于0.4％，塑性好，一般没有淬硬倾向，对焊接热过程不敏感，焊接性良好。 4．中、高碳钢的焊接 中碳钢的CE 一般为0.4％～0.6％，随着CE 的增加，焊接性能逐渐变差。高碳钢的CE 一般大于0.6％，焊接性能更差，这类钢的焊接—般只用于修补工作。为了保证中、高碳钢焊件焊后不产生裂纹，并具有良好的力学性能，通常采取以下技术措施： 1)焊前预热、焊后缓冷 焊前预热和焊后缓冷的主要目的是减小焊接前后的温差，降低冷却速度，减少焊接应力，从而防止焊接裂纹的产生。预热温度取决于焊件的含碳量、焊件的厚度、焊条类型和焊接规范。
常用金属（镀锌板、铝合金等）的焊接 Tags: 铝合金, 镀锌板, 金属, 焊接 一、电阻焊前的工件清理 无论是点焊、缝焊或凸焊，在焊前必须进行工件表面清理，以保证接头质量稳定。 清理方法分机械清理和化学清理两种。常用的机械清理方法有喷砂、喷丸、抛光以及用纱布或钢丝刷等。 不同的金属和合金，需采用不同的清理方法。简介如下： 铝及其合金对表面清理的要求十分严格，由于铝对氧的化学亲合力极强，刚清理过的表面上会很快被氧化，形成氧化铝薄膜。因此清理后的表面在焊前允许保持的时间是严格限制的。 铝合金的氧化膜主要用以化学方法去除，在碱溶液中去油和冲洗后，将工件放进正磷酸溶液中腐蚀。为了减慢新膜的成长速度和填充新膜孔隙，在腐蚀的同时进行纯化处理。最常用的纯化剂是重铬酸钾和重铬酸纳（见表1）。纯化处理后便不会在除氧化膜的同时，造成工件表面的过分腐蚀。 腐蚀后进行冲洗，然后在硝酸溶液中进行亮化处理，以后再次进行冲洗。冲洗后在温度达75℃的干燥室中干燥，活用热空气吹干。这样清理后的工件，可以在焊前保持72h。 铝合金也可用机械方法清理。如用0-00号纱布，或用电动或风动的钢丝刷等。但为防止损伤工件表面、钢丝直径不得超过0.2mm，钢丝长度不得短于40mm，刷子压紧于工件的力不得超过15-20N，而且清理后须在不晚于2-3h内进行焊接。 为了确保焊接质量的稳定性，目前国内各工厂多在化学清理后，在焊前再用钢丝刷清理工件搭接的内表面。 铝合金清理后必须测量放有两铝合金工件的两电极间总阻值R。方法是使用类似于点焊机的专用装置，上面的一各电极对电极夹绝缘，在电极间压紧两个试件，这样测出的R值可以最客观地反映出表面清理的质量。对于LY12、LC4、LF6铝合金R不得超过120微欧姆，刚清理后的R一般为40-50微欧，对于导电性更好的LF21、LF2铝合金以及烧结铝类的材料，R不得超过28-40微欧。 镁合金一般使用化学清理，经腐蚀后再在铬酐溶液中纯化。这样处理后会在表面形成薄而致密的氧化膜，它具有稳定的电气性能，可以保持10昼夜或更长时间，性能仍几乎不变。镁合金也可以用钢丝刷清理。 铜合金可以通过在硝酸及盐酸中处理，然后进行中和并清除焊接处残留物。 不锈钢、高温合金电阻焊时，保持工件表面的高度清洁十分重要，因为油、尘土、油漆的存在，能增加硫脆化的可能，从而使接头产生缺陷。清理方法可用激光、喷丸、钢丝刷或化学腐蚀。对于特别重要的工件，有时用电解抛光，但这种方法复杂而且生产率低。 钛合金的氧化皮，可在盐酸、硝酸及磷酸钠的混合溶液中进行深度腐蚀加以去除。也可以用钢丝刷或喷丸处理。 低碳钢和低合金钢在大气中的抗腐蚀能力较低。因之，这些金属在运输、存放和加工过程中常常用抗蚀油保护。如果涂油表面未被车间的赃物或其它不良导电材料所污染，在电极的压力下，油膜很容易被挤开，不会影响接头质量。 钢的供货状态有：热轧，不酸洗；热轧，酸洗并涂油；冷轧。未酸洗的热轧钢焊接时，必须用喷砂、喷丸，或者用化学腐蚀的方法清除氧化皮，可在硫酸及盐酸溶液中，或者在以磷酸为主但含有硫脲的溶液中进行腐蚀，后一种成份可有效地同时进行涂油和腐蚀。 有镀层的钢板，除了少数例外，一般不用特殊清理就可以进行焊接，镀铝钢板则需要用钢丝刷或化学腐蚀清理。带有磷酸盐涂层的钢板，其表面电阻会高到在地电极压力下，焊接电流无法通过的程度。只有采用较高的压力才能进行焊接。 二、镀锌钢板的点焊