db金属焊接性基础金属焊接性基础

金属材料与焊接基础知识1.金属材料的分类金属材料主要分为有色金属和非色金属两大类。

有色金属包括铜、铝、铅、锡等，非色金属包括铁、钢等。

根据金属的组织结构和外形特点，金属材料可以进一步分为结晶态金属、非晶态金属和准晶态金属。

2.金属材料的特点金属材料具有良好的导电、导热性能，以及较高的强度和塑性。

金属材料也具有较高的熔点和热膨胀系数。

此外，金属材料容易与氧气反应生成氧化物，容易发生腐蚀。

3.焊接的基本概念焊接是利用高温将金属材料熔接在一起的过程。

焊接可以达到使焊缝与母材具有相同或相似的物理和化学性能的目的。

焊接方法可以分为气焊、电弧焊、电阻焊和激光焊等几种。

4.焊接的分类焊接可以分为气焊、弧焊、电阻焊、激光焊和电子束焊等几种。

气焊主要是通过燃烧混合气体来提供热源进行焊接；弧焊主要是使用电弧作为热源进行焊接；电阻焊主要是利用电流通过基材和焊件之间产生的电阻热进行焊接；激光焊则是利用激光束进行焊接；电子束焊则是利用电子束的能量进行焊接。

5.焊接缺陷与检测焊接中常见的缺陷主要有焊缝夹杂物、焊缝裂纹、焊接变形等。

为了保证焊接质量，需要进行焊缺陷的检测。

常见的焊缺陷检测方法有目视检测、超声波检测、射线检测等。

6.焊接安全注意事项在进行焊接操作时应注意个人安全。

首先，应佩戴焊接面罩和防护手套，以保护眼睛和皮肤免受强光和热溅的伤害。

其次，操作时应注意周围环境的通风和防护，避免中毒和火灾等危险。

最后，需要注意焊接设备和材料的正确使用和保养，以确保操作安全。

7.焊接中常用的金属材料焊接中常用的金属材料主要包括钢、铝、铜等。

钢是最常用的金属材料之一，具有较高的强度和耐用性。

铝和铜具有良好的导电和导热性能，适用于一些特殊焊接需求。

8.焊接材料与焊接参数在进行焊接操作时，需要选择合适的焊接材料和调整相应的焊接参数。

焊接材料包括焊芯和焊条。

焊接参数主要包括焊接电流、焊接电压、焊接速度等。

选择合适的焊接材料和调整适当的焊接参数对焊接质量至关重要。

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]60060]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。

金属材料的焊接性一、焊接性的概念焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性。

主要指在一定焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。

它包括两个方面的内容，其一是接合性能：即在一定焊接工艺条件下，一定的金属形成焊接缺陷的敏感性；其二是指使用性能：即在一定焊接工艺条件下，一定金属的焊接接头对使用要求的适应性。

金属的焊接是一个复杂的物理和化学变化、反应的过程。

在焊接过程中焊接接头几乎出现所有的冶金现象，如熔化、结晶、蒸发、金属反应、熔渣与金属的反应、固态相变等；此外焊缝和热影响区各不同位置，由于加热、冷却、相变都是不均匀的。

这样就会造成很大的内应力和集中应力，甚至可以导致各种类型的裂纹或形成焊接接头的其它缺陷。

一般低碳钢焊接，不需要复杂的工艺措施就能获得良好的焊接质量，因而说低碳钢的焊接性良好。

但如果用同样的工艺焊接铸铁，则会出现裂纹、断裂等严重缺陷，得不到完好的焊接接头。

从这个意义上讲，铸铁的焊接性能差。

但是，在焊接铸铁时，如果使用适当的气焊丝和气焊熔剂(焊接材料)并采取相适应的焊接工艺，如高温预热、缓冷、锤击等工艺措施，就能获得满意的焊接接头。

由此可见，金属材料的焊接性不仅与母材本身的化学成分及性能有关，而且还与焊接材料、焊接工艺措施有关。

金属材料的焊接性包括接合、使用两方面的性能。

有时，完整的无缺陷的焊接接头并不一定具备满足要求的使用性能。

例如，镍钼不锈钢的焊接，比较容易获得接合性能良好的焊接接头，但如果焊接方法和工艺措旋不合适，则焊缝金属和焊接热影响区的抗腐蚀性就有可能达不到使用性能的要求，造成使用上的不合格。

总之，影响焊接性的因素包括：(一)母材、焊接材料母材和焊接材料(如气焊丝、气焊熔剂等)，它们直接影响焊接性，所以正确选用母材是保证焊接性良好的重要基础。

(二)焊接工艺对同一母材采用不同的工艺方法和措施，所表现的焊接性就不同。

例如，钛合金对氧、氮、氢极为敏感，用气焊和手工电弧焊很难实现焊接，而用氩弧焊或等离子孤焊则可以取得满意的效果。

第一章金属的焊接性一、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。

金属材料的焊接性金属材料的焊接性是指金属在焊接过程中的可焊性和焊接后的性能表现。

金属材料的焊接性直接影响着焊接工艺的选择和焊接接头的质量。

在工程实践中，对金属材料的焊接性有着深入的研究和探讨，以期能够实现高效、高质量的焊接工艺。

首先，金属材料的焊接性与金属的化学成分密切相关。

金属材料的化学成分对焊接性能有着直接的影响。

例如，铝合金的焊接性受到铝合金成分中镁含量的影响，镁含量较高的铝合金焊接性较好。

另外，焊接时还需考虑金属材料中的杂质元素对焊接性能的影响，一些杂质元素可能会导致焊接接头的裂纹和变形，因此在焊接过程中需要对金属材料的化学成分进行充分的了解和控制。

其次，金属材料的晶粒结构对焊接性能也有着重要的影响。

金属材料的晶粒结构决定了金属的塑性和韧性，从而影响了焊接接头的强度和韧性。

在焊接过程中，晶粒的再结晶和长大会改变金属材料的晶粒结构，从而影响焊接接头的性能。

因此，在焊接工艺中需要考虑金属材料的晶粒结构对焊接性能的影响，采取合适的焊接工艺控制晶粒的再结晶和长大，以提高焊接接头的性能。

此外，金属材料的热物理性能也是影响焊接性能的重要因素。

金属材料的热导率、线膨胀系数等热物理性能对焊接过程中的热变形和应力分布有着重要的影响。

在焊接过程中，需要考虑金属材料的热物理性能，选择合适的焊接工艺和焊接参数，以控制焊接过程中的热变形和应力，从而保证焊接接头的质量。

最后，金属材料的表面状态对焊接性能也有着重要的影响。

金属材料的表面状态包括氧化膜、油污等，这些表面污染物会影响焊接接头的质量。

在焊接前需要对金属材料的表面进行清洁和处理，以保证焊接接头的质量。

综上所述，金属材料的焊接性是一个综合性的问题，受到金属材料的化学成分、晶粒结构、热物理性能和表面状态等多方面因素的影响。

在实际的焊接工程中，需要充分考虑这些因素，选择合适的焊接工艺和焊接参数，以保证焊接接头的质量和性能。

只有深入研究金属材料的焊接性，才能实现高效、高质量的焊接工艺，满足工程实践的需求。

第一章：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。

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。

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。

（老师的笔记：1根据使用条件选择。

2根据可能出现的焊接缺陷选择。

3焊接的的再现性，一个参量变化，其他参量基本不变。

4材料消耗尽可能少5尽可能选择周围内外常用的标准。

6对实验困难的，可做模拟实验。

）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。

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。

※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。

金属材料焊接性金属材料的焊接性是指金属在焊接过程中的熔化和凝固特性，以及焊接接头的性能表现。

金属材料的焊接性对于焊接工艺和焊接质量有着重要的影响，因此深入了解金属材料的焊接性是非常必要的。

首先，金属材料的焊接性受到金属成分的影响。

不同种类的金属材料，其成分差异很大，这就导致了它们在焊接过程中的熔化温度、熔化范围、凝固行为等方面存在着差异。

例如，碳素钢、不锈钢、铝合金等金属材料的焊接性能都有所不同，需要根据其成分特点选择合适的焊接方法和工艺参数。

其次，金属材料的焊接性还受到晶粒结构和组织性能的影响。

晶粒的大小和形状、晶界的特性、金属的晶格缺陷等因素都会对金属材料的焊接性产生影响。

通常情况下，晶粒细小、均匀分布的金属材料具有较好的焊接性能，而晶粒粗大、不均匀分布的金属材料则会导致焊接接头的强度和韧性下降。

另外，金属材料的焊接性还受到热影响区的形成和性能变化的影响。

在焊接过程中，热输入会导致焊接接头周围的金属发生显著的组织和性能变化，形成热影响区。

热影响区的形成会导致金属材料的硬化、脆化、晶粒长大等现象，从而影响焊接接头的性能。

此外，金属材料的焊接性还受到应力和变形的影响。

在焊接过程中，由于热应力和冷却收缩引起的残余应力会导致焊接接头产生变形和裂纹，从而影响焊接接头的性能。

因此，在焊接过程中需要采取相应的措施，如预热、焊接顺序、后热处理等，以减小应力和变形对焊接接头性能的影响。

综上所述，金属材料的焊接性受到多种因素的影响，包括金属成分、晶粒结构、热影响区、应力和变形等。

了解金属材料的焊接性对于选择合适的焊接方法和工艺参数，保证焊接接头的质量具有重要意义。

因此，在实际的焊接生产中，需要根据金属材料的特性和焊接要求，合理选择焊接材料、焊接工艺和焊接控制措施，以确保焊接接头具有良好的性能表现。

金属焊接性与焊接方法
1.熔点合适：熔点较低的金属焊接性能更好，因为熔点过高会导致焊
接过程中易出现脆性断裂。

2.密度合适：焊接性能也与金属的密度有关，密度过大或过小的金属
在焊接过程中容易出现裂纹和气孔。

3.化学稳定性好：金属焊接过程中容易受到外界氧气、水分等环境的
影响，化学稳定性好的金属焊接性能更好。

4.冶金性能好：金属的冶金性能直接影响焊接性能，冶金性能好的金
属焊接性能也较好。

根据金属焊接性能的不同，可以采用不同的焊接方法。

下面介绍几种
常见的焊接方法：
1.电弧焊：电弧焊是利用电弧热的高温作用将金属熔化并连接在一起
的方法。

常见的电弧焊有手工电弧焊、气体保护电弧焊、埋弧焊等。

2.气体焊接：气体焊接是利用气体燃料产生的火焰对金属进行加热并
熔化的方法。

常见的气体焊接有氧吹焊、乙炔焊接等。

3.点焊：点焊是利用电阻加热原理将两个金属件按一定顺序压在一起，通过电流通过的方式加热并连接在一起的方法。

4.TIG焊：TIG焊是利用非消耗性钨极和保护气体进行的电弧焊接方法。

常用于焊接高质量的非铁金属，如钛、铬、镍等材料。

5.MIG/MAG焊：MIG焊和MAG焊是利用金属惰性气体或活性气体的保
护下，通过连续给丝焊条提供电弧热源的焊接方法。

此外，还有激光焊接、电阻焊接、摩擦焊接等多种焊接方法可供选择，根据具体需求选择合适的焊接方法。

总之，金属焊接性与焊接方法是金属加工领域中至关重要的一部分。

了解金属焊接性的特点，并选择合适的焊接方法，能够提高焊接效率和质量，为金属加工提供更多可能性。

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。

金属焊接性分5大类金属材料在-定的焊接条件下，形成符合使用要求的完整的焊接接头的能力。

它是表征金属焊接难易的特性，也是金属材料的基本工艺特性之-。

影响焊接性的主要因素是金属材料的化学成分和组织，也与焊接工艺因素和使用条件密切相关。

研究焊接性对改进金属材料的焊接性能、研制新型焊接材料和促进焊接技术进步具有重要意义。

研究焊接性-般还涉及金属焊接热源、焊接热循环，焊接线能量，焊接熔池，焊接温度场，熔合线，焊缝区，热影响区，熔合比，熔焊稀释率，合金过渡系数，舍夫勒组织图，德龙组织图，以及各种评定焊接性的试验方法。

分类金属焊接性包括物理焊接性、工艺焊接性、冶金焊接性、热焊接性和使用焊接性。

物理焊接性从理论上讲，任何金属材料(包括纯金属和合金)，只要在高温熔化后能够共溶或形成共晶体，就可以用熔焊的方法进行焊接。

同种金属材料之间是完全可以进行焊接的，因此就可以称为具有焊接性。

而异种金属材料之间也可以通过添加过渡金属层的办法进行焊接。

这种单纯从物理结合的性质来分析的焊接性称为物理焊接性。

但由于物理焊接性没有考虑工艺条件和经济性，所以在实际生产中不-定行得通。

工艺焊接性联系工艺条件的焊接性。

研究金属的工艺焊接性，与焊接过程的工艺条件分不开。

以熔焊为例，焊接过程包括冶金过程和热过程。

在同-焊接接头上，冶金过程主要影响焊缝金属的性能，热过程主要影响近焊缝区金属的性能。

因此，可将工艺焊接性分为冶金焊接性和热焊接性加以分析。

468冶金焊接性在熔焊高温下，焊接熔池内液态金属与气、渣等相之间发生物理化学反应，以及凝固结晶中组织变化而形成具有-定使用性能的焊接接头的能材料性能力。

母材的化学成分是决定其冶金焊接性的主要因素。

对钢而言，含碳量越高，焊接性越差。

对钢内其他化学元素，可以通过碳当量(Ceq)来对其影响进行比较和估计。

国际焊接学会推荐的碳当量计算公式为：式中Ceq碳当量；C、Mn、Ni、Cr、Cu、V分别是碳、锰、镍、铬、铜、钒含量。