材料焊接性第2章 焊接性及其试验评定

焊接性：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。

工艺焊接性：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。

冶金焊接性：熔焊高温下的熔池金属与气相、熔渣等相之间发生化学冶金反应所引起的焊接性变化。

屈强比：屈服强度与抗拉强度之比称为屈强比（σs/σb）焊缝强度匹配系数：焊缝强度与母材强度之比S＝(σb)w/(σb)b，是表征接头力学非均质性的参数之一。

碳当量法：各种元素中，碳对冷裂纹敏感性的影响最显著。

可以把钢中合金元素的含量按相当于若干碳含量折算并叠加起来，作为粗略评定钢材冷裂纹倾向的参数指标，即所谓碳当量（CE或Ceq）。

点腐蚀：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应力腐蚀：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。

1、影响材料焊接性的因素：材料、设计、工艺和服役环境2、合金结构钢按性能分类可分为：强度用钢和低中合金特殊用钢3、强度用钢：热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢4、焊缝中存在较高比例针状铁素体组织时，韧性显著提高，韧脆转变温度降低5、低碳调质钢的种类：高强度结构钢、高强度耐磨钢、高强度韧性钢；成分：碳质量分数不大于0.22％。

热处理的工艺一般为奥氏体化→淬火→回火，经淬火回火后的组织是回火低碳马氏体、下贝氏体或回火索氏体6、中碳调质钢成分：含碳量Wc=0.25％~0.5％较高，并加入合金元素（Mn、Si、Cr、Ni、B）以保证钢的淬透性7、提高耐热钢的热强性三种合金方式：基体固溶强化、第二相沉淀强化、晶界强化8、不锈钢的主要腐蚀形式：均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀9、铜及铜合金分为工业纯铜、黄铜、青铜及白铜10、不锈钢的分类：按化学成铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬锰氮不锈钢按用途不锈钢、抗氧化钢、热强钢按组织奥氏体钢、铁素体钢、马氏体钢、铁素体-奥氏体双相钢、沉淀硬化钢11、铝合金的性质：化学活性强、表面极易氧化、导入性强、易造成不溶合、易形成杂质12、铸铁分为：白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁13、引起应力腐蚀开裂条件：环境、选择性的腐蚀介质、拉应力1、材料焊接性包含的两个含义一是材料在焊接加工中是否容易形成接头或产生缺陷；二是焊接完成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。

《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。

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。

****************第二章焊接性及试验评定一、名词解释1 焊接性：2结合性能：3使用性能：4工艺焊接性：5使用焊接性：6冶金焊接性：7热焊接性：8再热裂纹：9焊接热裂纹：10焊接冷裂纹：11层状撕裂：。

12延迟裂纹：13碳当量：14 t8/5：二、填空题1.焊接性包括和两个方面的含义。

2.研究焊接性的目的在于查明材料在指定的焊接工艺条件下可能出现的问题，以确定的合理性或材料的。

3金属材料的结合性能和使用性能也分别称为和。

4一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性称为材料的，一定的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称为材料的。

5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称为材料的。

6焊接接头或整体焊接结构满足技术条件所规定的各种性能的程度称为材料的。

7焊接性的评价标准是焊接工艺过程简单而接头，就称为焊接性好。

8分析焊接性问题必须联系和。

9在焊接接头区域，冶金过程主要影响的组织和性能，热过程主要影响的组织和性能。

10 本身的化学成分和物理性能对热焊接性具有十分重要的意义。

11为了改善热焊接性，除了选择适当母材之外，还要正确选定和热输入。

12影响焊接性的因素有、、、。

13影响焊接性的设计因素不但受到材料的影响，而且在很大程度上还受到的影响。

14影响焊接性的工艺因素包括施工时所采用的、焊接工艺规程和焊后等。

15影响焊接性的材料因素包括和使用的。

16设计结构时应使接头处的应力处于的状态，能够自由收缩，这样有利于减小应力集中和防止焊接裂纹。

17焊接性试验的内容有焊缝金属抵抗产生的能力、焊缝及热影响区抵抗产生能力、焊接接头的能力、焊接接头的。

18热裂纹形成的原因有和。

19冷裂纹形成的原因、、。

20评定焊接性的原则主要包括一是评定焊接接头产生的倾向；二是评定焊接接头能否满足结构的要求。

21焊接性试验方法应符合的原则有、、、。