金屬材料焊接性知識(shí)要點(diǎn)

1、金屬材料焊接性知識(shí)要點(diǎn)1 .金屬焊接性：指同質(zhì)材料或異質(zhì)材料在制造工藝條件下，能夠形成完整接頭并滿足預(yù)期使用要求的能力。包括（工藝焊接性和使用焊接性）。2 .工藝焊接性：金屬或材料在一定的焊接工藝條件下，能否獲得優(yōu)質(zhì)致密無缺陷和具有一定使用性能的焊接接頭能力。3 .使用焊接性：指焊接接頭和整體焊接結(jié)構(gòu)滿足各種性能的程度，包括常規(guī)的力學(xué)性能。4.影響金屬焊接性的因素：1、材料本因素2、設(shè)計(jì)因素3、工藝因素4、服役環(huán)境5 .評(píng)定焊接，f的原則：（1）評(píng)定焊接接頭中產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，為制定合理的焊接工藝提供依據(jù)；（2）評(píng)定焊接接頭能否滿足結(jié)構(gòu)使用性能的要求。6 .實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)滿足的原則：1可比性2針

2、對(duì)性3再現(xiàn)性4經(jīng)濟(jì)性7 .常用焊接性試驗(yàn)方法：A:斜Y坡口焊接裂紋試驗(yàn)法：此法主要用于評(píng)定碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼焊接熱影響區(qū)對(duì)冷裂紋的敏感性。B:插銷試驗(yàn)C:壓板對(duì)接焊接裂紋試驗(yàn)法D:可調(diào)拘束裂紋試驗(yàn)法一問答：1、“小鐵研”實(shí)驗(yàn)的目的是什么，適用于什么場(chǎng)合？了解其主要實(shí)驗(yàn)步驟，分析影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定性的因素有哪些？答：1、目的是用于評(píng)定用于評(píng)定碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼焊接熱影響區(qū)對(duì)冷裂紋的敏感性。評(píng)定碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼焊接熱影響區(qū)對(duì)冷裂紋的敏感性時(shí)，影響結(jié)果穩(wěn)定因素焊接接頭拘束度預(yù)熱溫度角變形和未焊透。（一般認(rèn)為低合金鋼“小鐵研實(shí)驗(yàn)”表面裂紋率小于20%時(shí)。用于一般焊接結(jié)構(gòu)是安全的）2、影響工藝焊接性的主

3、要因素有哪些？答：影響因素：（1）材料因素包括母材本身和使用的焊接材料，如焊條電弧焊的焊條、埋弧焊時(shí)的焊絲和焊劑、氣體保護(hù)焊時(shí)的焊絲和保護(hù)氣體等。（2）設(shè)計(jì)因素焊接接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)影響應(yīng)力狀態(tài)，從而對(duì)焊接性產(chǎn)生影響。（3）工藝因素對(duì)于同一種母材，采用不同的焊接方法和工藝措施，所表現(xiàn)出來的焊接性有很大的差異。（4）服役環(huán)境焊接結(jié)構(gòu)的服役環(huán)境多種多樣，如工作溫度高低、工作介質(zhì)種類、載荷性質(zhì)等都屬于使用條件。3、舉例說明有時(shí)工藝焊接性好的金屬材料使用焊接性不一定好。答：金屬材料使用焊接性能是指焊接接頭或整體焊接結(jié)構(gòu)滿足技術(shù)條件所規(guī)定的各種使用性能主要包括常規(guī)的力學(xué)性能或特定工作條件下的使用性能，如低

4、溫韌性、斷裂韌性、高溫蠕變強(qiáng)度、持久強(qiáng)度、疲勞性能以及耐蝕性、耐磨性等。而工藝焊接性是指金屬或材料在一定的焊接工藝條件下，能否獲得優(yōu)質(zhì)致密、無缺陷和具有一定使用性能的焊接接頭的能力。比如低碳鋼焊接性好，但其強(qiáng)度、硬度卻沒有高碳鋼好。4、為什么可以用熱影響區(qū)最高硬度來評(píng)價(jià)鋼鐵材料的焊接冷裂紋敏感性？焊接工藝條件對(duì)熱影響區(qū)最高硬度有什么影響？答：因?yàn)椋?）.冷裂紋主要產(chǎn)生在熱影響區(qū)；（2）其直接評(píng)定的是冷裂紋產(chǎn)生三要素中最重要的，接頭淬硬組織，所以可以近似用來評(píng)價(jià)冷裂紋。一般來說，焊接接頭包括熱影響區(qū)，它的硬度值相對(duì)于母材硬度值越高，證明焊接接頭的韌性就越差，綜合機(jī)械性能也就越差，容易出現(xiàn)脆化，斷

5、裂等危害。合理的焊接工藝條件就是減少這種硬度值的差異，保證焊接接頭的使用性能。碳當(dāng)量增大時(shí)，熱影響區(qū)淬硬傾向隨之提高，但并非始終保持線性關(guān)系。三合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性分析低碳調(diào)質(zhì)鋼主要是作為高強(qiáng)度的焊接結(jié)構(gòu)用鋼，因此含碳量限制的較低，在合金成分的設(shè)計(jì)上考慮了焊接性的要求。低碳調(diào)質(zhì)鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過0.18%,焊接性能遠(yuǎn)優(yōu)于中碳調(diào)質(zhì)鋼。由于這類鋼的焊接熱影響區(qū)是低碳馬氏體，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms較高，所形成的馬氏體具有“自回火”特性，使得焊接冷裂紋傾向比中碳調(diào)質(zhì)鋼小。低碳調(diào)質(zhì)鋼熱影響區(qū)獲得細(xì)小的低碳馬氏體（MD組織或下貝氏體（B）組織時(shí)，韌性良好，而韌性最佳的組織為ML與低溫轉(zhuǎn)變貝氏體

6、組織（B）的混合組織下貝氏體的板條間結(jié)晶位相差較大，有效晶粒直徑取決于板條寬度，比較微細(xì)，韌性良好，當(dāng)ML與BL混合生成時(shí)，原奧氏體晶粒被先析出的B有效地分割，促使ML有更多的形核位置，且限制了ML的生長(zhǎng)，因此ML+印昆合組織有效晶粒最為細(xì)小。Ni是發(fā)展低溫鋼的一個(gè)重要元素。為了提高鋼的低溫性能，可加入Ni元素，形成含Ni的鐵素體低溫鋼，如1.5Ni鋼等在提高Ni的同時(shí)，應(yīng)降低含碳量和嚴(yán)格限制S、P的含量及N、H、O的含量，防止產(chǎn)生時(shí)效脆性和回火脆性等。這類鋼的熱處理?xiàng)l件為正火、正火+回火和淬火+回火等。1在低溫鋼中由于含碳量和雜質(zhì)S、P的含量控制的都很嚴(yán)格，所以液化裂紋在這類鋼中不是很明顯。

7、2另一個(gè)問題是回火脆性，要控制焊后回火溫度和冷卻速度。低溫鋼焊接的工藝特點(diǎn)：除要防止出現(xiàn)裂紋外，關(guān)鍵是要保證焊縫和熱影響區(qū)的低溫韌性，這是制定低溫鋼焊接工藝的一個(gè)根本出發(fā)點(diǎn)。9Ni鋼具有優(yōu)良的低溫韌性但用與9Ni鋼相似的鐵素體焊材時(shí)所得焊縫的韌性很差。這除了與鑄態(tài)焊縫組織有關(guān)外，主要與焊縫中的含氧量有很大的關(guān)系。與9Ni鋼同質(zhì)的11Ni鐵素體焊材，只有在鴇極僦弧焊時(shí)才能獲得良好的低溫韌性。因?yàn)榇藭r(shí)能使焊縫金屬中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到與母材相同的0.05%以下。二中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性分析（一）焊縫中的熱裂紋中碳調(diào)質(zhì)鋼含碳量及合金元素含量都較高，因此液-固相區(qū)間大，偏析也更嚴(yán)重，具有較大的熱裂紋傾向。（

8、二）冷裂紋中碳調(diào)質(zhì)鋼由于含碳量高，加入的合金元素多，淬硬傾向明顯；由于Ms點(diǎn)低，在低溫下形成的馬氏體一般難以產(chǎn)生自回火效應(yīng)，冷裂傾向嚴(yán)重。（三）再熱裂紋（四）熱影響區(qū)的性能變化1、過熱區(qū)的脆化(1)中碳調(diào)質(zhì)鋼由于含碳量高，加入的合金元素多，有相當(dāng)大的淬硬性，因而在焊接過熱區(qū)內(nèi)容易產(chǎn)生硬脆的高碳馬氏體，冷卻速度越大，生成的高碳馬氏體越多，脆化傾向越嚴(yán)重。(2)即使大線能量也難以避免高碳M出現(xiàn)，反而會(huì)使M更粗大，更脆。(3)一般采用小線能量，同時(shí)預(yù)熱、緩冷和后熱措施改善過熱區(qū)性能。2、熱影響區(qū)軟化焊后不能進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理時(shí)，需要考慮熱影響區(qū)軟化問題。調(diào)質(zhì)鋼的強(qiáng)度級(jí)別越高，軟化問題越嚴(yán)重。軟化程度和軟化

9、區(qū)的寬度與焊接線能量、焊接方法有很大關(guān)系。熱源越集中的焊接方法，對(duì)減小軟化越有利。三、中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝特點(diǎn)(1)中碳調(diào)質(zhì)鋼一般在退火狀態(tài)下焊接，焊后通過整體調(diào)質(zhì)處理才能獲得性能滿足要求的均勻焊接接頭。(2)時(shí)必須在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行焊接時(shí)，熱影響區(qū)性能惡化往往難以解決。(3)焊前所處的狀態(tài)決定了焊接時(shí)出現(xiàn)問題的性質(zhì)和采取的工藝措施。一：分析Q345鋼的焊接性特點(diǎn)，給出相應(yīng)的焊接材料及焊接工藝要求。答:Q345鋼屬于熱軋鋼，其碳當(dāng)量小于0.4%,焊接性良好，一般不需要預(yù)熱和嚴(yán)格控制焊接熱輸入，從脆硬傾向上，Q345鋼連續(xù)冷卻時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變右移，使快冷下的鐵素體析出，剩下富碳奧氏體來不及轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，

10、而轉(zhuǎn)變?yōu)楹剂扛叩呢愂象w與馬氏體具有淬硬傾向，Q345剛含碳量低含鎰高，具有良好的抗熱裂性能，在Q345剛中加入V、Nb達(dá)到沉淀強(qiáng)化作用可以消除焊接接頭中的應(yīng)力裂紋。被加熱到1200c以上的熱影響區(qū)過熱區(qū)可能產(chǎn)生粗晶脆化，韌性明顯降低，Q345鋼經(jīng)過600CX1h退火處理，韌性大幅提高，熱應(yīng)變脆化傾向明顯減小。；焊接材料：對(duì)焊條電弧焊焊條的選擇：E5系列。埋弧焊：焊劑SJ501,焊絲H08A/H08MnA電渣焊：焊劑HJ431、HJ360焊絲H08MnMoACO2H體保護(hù)焊：H08系列和YJ5系列。預(yù)熱溫度：100150C。焊后熱處理：電弧焊一般不進(jìn)行或600650c回火。電渣焊900930c

11、正火，600650c回火二：Q345與Q390的焊接性有何差異？Q345的焊接工藝是否適用于Q390的焊接，為什么？答：Q345與Q390都屬于熱軋鋼，化學(xué)成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于Q345,從而使Q390的碳當(dāng)量大于Q345,所以Q390的淬硬性和冷裂紋傾向大于Q345,其余的焊接性基本相同。Q345的焊接工藝不一定適用于Q390的焊接，因?yàn)镼390的碳當(dāng)量較大，一級(jí)Q345的熱輸入較寬，有可能使Q390的熱輸入過大會(huì)引起接頭區(qū)過熱的加劇或熱輸入過小使冷裂紋傾向增大，過熱區(qū)的脆化也變的嚴(yán)重。三：低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)選擇焊接材料的原則是什么？焊后熱處理對(duì)焊接材料有什么影響？答：選擇

12、原則：考慮焊縫及熱影響區(qū)組織狀態(tài)對(duì)焊接接頭強(qiáng)韌性的影響。由于一般不進(jìn)行焊后熱處理，要求焊縫金屬在焊態(tài)下應(yīng)接近母材的力學(xué)性能。中碳調(diào)質(zhì)鋼，根據(jù)焊縫受力條件，性能要求及焊后熱處理情況進(jìn)行選擇焊接材料，對(duì)于焊后需要進(jìn)行處理的構(gòu)件，焊縫金屬的化學(xué)成分應(yīng)與基體金屬相近。5.分析低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時(shí)可能出現(xiàn)的問題？簡(jiǎn)述低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝要點(diǎn)，典型的低碳調(diào)質(zhì)鋼如(14MnMoNiRHQ70HQ80)的焊接熱輸入應(yīng)控制在什么范圍？在什么情況下采用預(yù)熱措施，為什么有最低預(yù)熱溫度要求，如何確定最高預(yù)熱溫度。答：焊接時(shí)易發(fā)生脆化，焊接時(shí)由于熱循環(huán)作用使熱影響區(qū)強(qiáng)度和韌性下降。焊接工藝特點(diǎn)：焊后一般不需熱處理，采用多道

13、多層工藝，采用窄焊道而不用橫向擺動(dòng)的運(yùn)條技術(shù)。典型的低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接熱輸入應(yīng)控制在W(?0.18%時(shí)不應(yīng)提高冷速，W(?0.18%時(shí)可提高冷速(減小熱輸入)焊接熱輸入應(yīng)控制在小于481KJ/cm當(dāng)焊接熱輸入提高到最大允許值裂紋還不能避免時(shí)，就必須采用預(yù)熱措施，當(dāng)預(yù)熱溫度過高時(shí)不僅對(duì)防止冷裂紋沒有必要，反而會(huì)使800500c的冷卻速度低于出現(xiàn)脆性混合組織的臨界冷卻速度，使熱影響區(qū)韌性下降，所以需要避免不必要的提高預(yù)熱溫度，包括屋間溫度，因此有最低預(yù)熱溫度。通過實(shí)驗(yàn)后確定鋼材的焊接熱輸入的最大允許值，然后根據(jù)最大熱輸入時(shí)冷裂紋傾向再來考慮，是否需要采取預(yù)熱和預(yù)熱溫度大小，包括最高預(yù)熱溫度。8同一牌

14、號(hào)的中碳調(diào)質(zhì)鋼分別在調(diào)質(zhì)狀態(tài)和退火狀態(tài)進(jìn)行焊接時(shí)焊接工藝有什么差別？為什么中碳調(diào)質(zhì)鋼一般不在退火的狀態(tài)下進(jìn)行焊接？在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接：若為消除熱影響區(qū)的淬硬區(qū)的淬硬組織和防止延遲裂紋產(chǎn)生，必須適當(dāng)采用預(yù)熱，層間溫度控制，中間熱處理，并焊后及時(shí)進(jìn)行回火處理，若為減少熱影響的軟化，應(yīng)采用熱量集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接熱輸入越小越好。在退火狀態(tài)下焊接：常用焊接方法均可，選擇材料時(shí)，焊縫金屬的調(diào)質(zhì)處理規(guī)范應(yīng)與母材的一致，主要合金也要與母材一致，在焊后調(diào)質(zhì)的情況下，可采用很高的預(yù)熱溫度和層間溫度以保證調(diào)質(zhì)前不出現(xiàn)裂紋。因?yàn)橹刑颊{(diào)質(zhì)鋼淬透性、淬硬性大，在退火狀態(tài)下焊接處理不當(dāng)易產(chǎn)生延遲裂紋，一

15、般要進(jìn)行復(fù)雜的焊接工藝，采取預(yù)熱、后熱、回火及焊后熱處理等輔助工藝才能保證接頭使用性能。9.低溫鋼用于-40度和常溫下使用時(shí)在焊接工藝和材料上選擇是否有所差別？為什么？答：低溫鋼為了保證焊接接頭的低溫脆化及熱裂紋產(chǎn)生要求材料含雜質(zhì)元素少，選擇合適的焊材控制焊縫成分和組織形成細(xì)小的針狀鐵素體和少量合金碳化物，可保證低溫下有一定的AK要求。對(duì)其低溫下的焊接工藝選擇采用SMAW用小的線能量焊接防止熱影響區(qū)過熱，產(chǎn)生WF和粗大M,采用快速多道焊減少焊道過熱。采用SAW寸，可用振動(dòng)電弧焊法防止生成柱狀晶。10、分析熱軋鋼和正火鋼的強(qiáng)化方式和主強(qiáng)化元素又什么不同，二者的焊接性有何差別？在制定焊接工藝時(shí)要注

16、意什么問題？答：熱軋鋼的強(qiáng)化方式有：(1)固溶強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Mn,Si。(2)細(xì)晶強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Nb,Vo(3)沉淀強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Nb,V.;正火鋼的強(qiáng)化方式焊接性：熱軋鋼含有少量的合金元素，碳當(dāng)量較低冷裂紋傾向不大，正火鋼含有合金元素較多，淬硬性有所增加，碳當(dāng)量低冷裂紋傾向不大。熱軋鋼被加熱到1200c以上的熱影響區(qū)可能產(chǎn)生粗晶脆化，韌性明顯降低，而是、正火鋼在該條件下粗晶區(qū)的V析出相基本固溶，抑制A長(zhǎng)大及組織細(xì)化作用被削弱，粗晶區(qū)易出現(xiàn)粗大晶粒及上貝氏體、M-A等導(dǎo)致韌性下降和時(shí)效敏感性增大。制定焊接工藝時(shí)根據(jù)材料的結(jié)構(gòu)、板厚、使用性能要求及生產(chǎn)條件選擇焊接方法。11、低

17、碳調(diào)質(zhì)鋼和中碳調(diào)質(zhì)鋼都屬于調(diào)質(zhì)鋼，他們的焊接熱影響區(qū)脆化機(jī)制是否相同？為什么低碳鋼在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接可以保證焊接質(zhì)量，而中碳調(diào)質(zhì)鋼一般要求焊后熱處理？答：低碳調(diào)質(zhì)鋼：在循環(huán)作用下,t8/5繼續(xù)增加時(shí)，低碳鋼調(diào)質(zhì)鋼發(fā)生脆化，原因是奧氏體粗化和上貝氏體與M-A組元的形成。中碳調(diào)質(zhì)鋼：由于含碳高合金元素也多，有相當(dāng)大淬硬傾向，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度低，無自回火過程，因而在焊接熱影響區(qū)易產(chǎn)生大量M組織大致脆化。低碳調(diào)質(zhì)鋼一般才用中、低熱量對(duì)母材的作用而中碳鋼打熱量輸入焊接在焊后進(jìn)行及時(shí)的熱處理能獲得最佳性能焊接接頭.12、珠光體耐熱鋼的焊接性特點(diǎn)與低碳調(diào)質(zhì)鋼有什么不同？珠光體耐熱鋼選用焊接材料的原則與強(qiáng)度用鋼有

18、什么不同？why?答：珠光體耐熱鋼和低碳調(diào)質(zhì)鋼都存在冷裂紋，熱影響區(qū)硬化脆化以及熱處理或高溫長(zhǎng)期使用中的再熱裂紋，但是低碳調(diào)質(zhì)鋼中對(duì)于高饃低鎰?lì)愋偷膭傆幸欢ǖ臒崃鸭y傾向，而珠光體耐熱鋼當(dāng)材料選擇不當(dāng)時(shí)才可能常產(chǎn)生熱裂紋。珠光體耐熱鋼在選擇材料上不僅有一定的強(qiáng)度還要考慮接頭在高溫下使用的原則，特別還要注意焊接材料的干燥性，因?yàn)橹楣怏w耐熱鋼是在高溫下使用有一定的強(qiáng)度要求。第四章不銹鋼及耐熱鋼的焊接不銹鋼：指在大氣環(huán)境下及有侵蝕性化學(xué)介質(zhì)中使用的鋼。耐熱鋼：包括抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼?？寡趸撝冈诟邷叵戮哂锌寡趸阅艿匿摚瑢?duì)高溫強(qiáng)度要求不高。熱強(qiáng)鋼：指在高溫下即具有抗氧化能力，又要具有高溫強(qiáng)度。熱強(qiáng)性：指

19、在高溫下長(zhǎng)時(shí)工作時(shí)對(duì)斷裂的抗力（持久強(qiáng)度），或在高溫下長(zhǎng)時(shí)工作時(shí)抗塑性變形的能力（蠕變抗力）。X部分概念：1 .銘當(dāng)量：在不銹鋼成分與組織間關(guān)系的圖中各形成鐵素體的元素，按其作用的程度折算成Cr元素（以Cr的作用系數(shù)為1）的總和，即稱為Cr當(dāng)量。2 .饃當(dāng)量：不銹鋼成分與組織間關(guān)系的圖中各形成奧氏體的元素按其作用的程度，折算成Ni元素（以Ni的作用系數(shù)為1）的總和，即稱為Ni當(dāng)量。3 .4750C脆化：高銘鐵素體不銹鋼在400540度范圍內(nèi)長(zhǎng)期加熱會(huì)出現(xiàn)這種脆性，由于其最敏感的溫度在475度附近，故稱475度脆性，此時(shí)鋼的強(qiáng)度、硬度增加，而塑性、韌性明顯下降。4 .凝固模式：凝固模式首先指以何

20、種初生相（丫或8）開始結(jié)晶進(jìn)行凝固過程，其次是指以何種相完成凝固過程。四種凝固模式：以8相完成凝固過程，凝固模式以F表示；初生相為8,然后依次發(fā)生包晶反應(yīng)和共晶反應(yīng)，凝固模式以FA表示；初生相為丫，然后依次發(fā)生包晶反應(yīng)和共晶反應(yīng)，凝固模式以AF表示；初生相為丫,直到凝固結(jié)束不再發(fā)生變化，用A表示凝固模式。5 .應(yīng)力腐蝕裂紋：在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下，在低于材料屈服點(diǎn)和微弱的腐蝕介質(zhì)中發(fā)生的開裂形式6 .b相脆化：b相是一種脆硬而無磁性的金屬間化合物相，具有變成分和復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)。25-20鋼焊縫在800875c加熱時(shí)，丫向轉(zhuǎn)變非常激烈。在穩(wěn)定的奧氏體鋼焊縫中，可提高奧氏體化元素饃和氮，克服b

21、脆化。7、晶間腐蝕：在晶粒邊界附近發(fā)生的有選擇性的腐蝕現(xiàn)象。8、貧銘機(jī)理：過飽和固溶的碳向晶粒邊界擴(kuò)散。與邊界附近的銘形成銘的碳化物CR23C16或（Fe、Cr）C6并在晶界析出，由于碳比銘擴(kuò)散的快的多，銘來不及從晶內(nèi)補(bǔ)充到晶界附近，以至于鄰近晶界的晶粒周邊層Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于12%即所謂“貧銘”現(xiàn)象奧氏體鋼產(chǎn)生熱裂紋的原因？1、奧氏體鋼的導(dǎo)熱系數(shù)小和線脹系數(shù)大，在焊接局部加熱和冷卻條件下，接頭在冷卻過程中可形成較大的拉應(yīng)力。3、奧氏體鋼及焊縫的合金組成復(fù)雜，不僅S、P、SnSb之類會(huì)形成易溶液膜，一些合金元素因溶解度有限（如Si、Nb）,也可能形成易溶共晶。選擇焊接材料注意問題：1、應(yīng)堅(jiān)持“

22、適用性原則”。2、根據(jù)所選各焊接材料的具體成分來確定是否適用。3、考慮具體應(yīng)用的焊接方法和工藝參數(shù)可能造成的熔合比大小。4、根據(jù)技術(shù)條件規(guī)定的全面焊接性要求來確定合金化程度5、不僅要重視焊縫金屬合金系統(tǒng)，而且要注意具體合金成分在該合金系統(tǒng)中的作用；不僅考慮使用性能的要求，要考慮防止焊接缺陷的工藝焊接性要求。焊接工藝要點(diǎn)：（134頁）1、合理選擇焊接方法2、控制焊接參數(shù)3、接頭設(shè)計(jì)合理性應(yīng)給予足夠的重視4、盡可能控制焊接工藝的穩(wěn)定以保證焊縫金屬成分穩(wěn)定5、控制焊縫成形6、防止工件表面污染馬氏體不銹鋼焊前熱處理和焊后熱處理的特點(diǎn)：答：采用同質(zhì)焊縫焊接馬氏體不銹鋼時(shí)，為防止接頭形成冷裂紋，易采取預(yù)熱

23、措施。預(yù)熱溫度的選擇與材料的厚度，填充金屬的種類，焊接方法和接頭的拘束度有關(guān)，其中與碳含量關(guān)系最大。馬氏體不銹鋼預(yù)熱溫度不宜過高，否者使奧氏體晶粒粗大，并且隨冷卻溫度降低，還會(huì)形成粗大鐵素體加晶界碳化物組織，使焊接接頭塑性和強(qiáng)度均有所下降。焊后熱處理的目的是降低焊縫和熱影響區(qū)的硬度，改善其塑性和韌性，同時(shí)減少焊接殘余應(yīng)力。焊后熱處理必須嚴(yán)格限制焊件的溫度，焊件焊后不可隨意從焊接溫度直接升溫進(jìn)行回火熱處理。3. 18-8型不銹鋼焊接接頭區(qū)域在那些部位可能產(chǎn)生晶間腐蝕，是由于什么原因造成？如何防止？答：18-8型焊接接頭有三個(gè)部位能出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象：1焊縫區(qū)晶間腐蝕產(chǎn)生原因根據(jù)貧銘理論，碳與晶界附近的

24、Cr形成Cr23C6,并在在晶界析出，導(dǎo)致丫晶粒外層的含Cr量降低，形成貧Cr層，使得電極電位下降，當(dāng)在腐蝕介質(zhì)作用下，貧Cr層成為陰極，遭受電化學(xué)腐蝕；2熱影響區(qū)敏化區(qū)晶間腐蝕是由于敏化區(qū)在高溫時(shí)易析出銘的碳化物，形成貧Cr層，造成晶間腐蝕；3融合區(qū)晶間腐蝕刀狀腐蝕。只發(fā)生在焊Nb或Ti的18-8型鋼的融合區(qū),其實(shí)質(zhì)也是與M23C麻淀而形成貧Cr有關(guān)，高溫過熱和中溫敏化連過程依次作用是其產(chǎn)生的的必要條件。防止方法：1控制焊縫金屬化學(xué)成分，降低C%加入穩(wěn)定化元素Ti、Nb;2控制焊縫的組織形態(tài)，形成雙向組織丫+15%8;3控制敏化溫度范圍的停留時(shí)間；4焊后熱處理：固溶處理，穩(wěn)定化處理，消除應(yīng)力

25、處理。5 .奧氏體鋼焊接時(shí)為什么常用“超合金化”焊接材料？答：為提高奧氏體鋼的耐點(diǎn)蝕性能，采用較母材更高Cr、Mo含量的“超合金化”焊接材料。提高Ni含量，晶軸中Cr、Mo的負(fù)偏析顯著減少，更有利于提高耐點(diǎn)蝕性能。6 .鐵素體不銹鋼焊接中容易出現(xiàn)什么問題？焊條電弧焊和氣體保護(hù)焊時(shí)如何選擇焊接材料？在焊接工藝上有什么特點(diǎn)？答：易出現(xiàn)問題：1焊接接頭的晶間腐蝕；2焊接接頭的脆化高溫脆性。相脆化475c脆化。SMAW酸求耐蝕性：選用同質(zhì)的鐵素體焊條和焊絲；要求抗氧化和要求提高焊縫塑性：選用A焊條和焊絲。CO2氣保焊選用專用焊絲H08Cr20Ni15VNAl。焊接工藝特點(diǎn)：1采用小的q/v,焊后快冷一

26、一控制晶粒長(zhǎng)大；2采用預(yù)熱措施，TC<=300接頭保持一定ak;3焊后熱處理，嚴(yán)格控制工藝一一消除貧Cr區(qū);4最大限度降低母材和焊縫雜質(zhì)一一防止475c脆性產(chǎn)生；5根據(jù)使用性能要求不同，采用不同焊材和工藝方法。9 .雙相不銹鋼的成分和性能特點(diǎn)，與一般A不銹鋼相比雙相不銹鋼的焊接性有何不同？在焊接工藝上有什么特點(diǎn)？答：雙相不銹鋼是在固溶體中F和A相各占一半，一般較少相的含量至少也要達(dá)到30%勺不銹鋼。這類鋼綜合了A不銹鋼和F不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的韌性、強(qiáng)度及優(yōu)良的耐氧化物應(yīng)力腐蝕性能。與一般A不銹鋼相比：1其凝固模式以F模式進(jìn)行；2焊接接頭具有優(yōu)良的耐蝕性，耐氯化物SCCf生能，耐晶間腐

27、蝕性能，但抗H2s的SCCf生能較差;3焊接接頭的脆化是由于Cr的氮化物析出導(dǎo)致；4雙相鋼在一般情況下很少有冷裂紋，也不會(huì)產(chǎn)生熱裂紋。焊接工藝特點(diǎn)：1焊接材料應(yīng)根據(jù)“適用性原則”，不同類型的雙向鋼所用焊材不能任意互換，可采取“適量”超合金化焊接材料；2控制焊接工藝參數(shù)，避免產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，可適當(dāng)緩冷，以獲得理想的8/丫相比例；3A不銹鋼的焊接注意點(diǎn)同樣適合雙相鋼的焊接。10、不銹鋼焊接時(shí)，為什么要控制焊縫中的含碳量？如何控制焊縫中的含碳量？答：焊縫中的含碳量易形成脆硬的淬火組織，降低焊縫的韌性，提高冷裂紋敏感性。碳容易和晶界附近的Cr結(jié)合形成Cr的碳化物Cr23C6,并在晶界析出，造成“貧Cr”

28、現(xiàn)象，從而造成晶間腐蝕。選擇含碳量低的焊條和母材，在焊條中加入Ti,Zr,Nb,V等強(qiáng)碳化物形成元素來降低和控制含氟中的含碳量。11、簡(jiǎn)述奧氏體不銹鋼產(chǎn)生熱裂紋的原因？在母材和焊縫合金成分一定的條件下，焊接時(shí)應(yīng)采取何種措施防止熱裂紋？答：產(chǎn)生原因：1奧氏體鋼的熱導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，在焊接局部加熱和冷卻條件下，接頭在冷卻過程中產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力；2奧氏體鋼易于聯(lián)生結(jié)晶形成方向性強(qiáng)的柱狀晶的焊縫組織，有利于雜質(zhì)偏析，而促使形成晶間液膜，顯然易于聯(lián)生結(jié)晶形成方向性強(qiáng)的柱狀晶的焊縫組織，有利于雜質(zhì)偏析，而促使形成晶間液膜，顯然易于促使產(chǎn)生凝固裂紋；3奧氏體鋼及焊縫的合金組成較復(fù)雜，不僅S、P、Sn、S

29、b之類雜質(zhì)可形成易溶液膜，一些合金元素因溶解度有限如Si、Nb,也易形成易溶共晶。防止方法：1嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)元素S、P可形成易溶液膜;2形成雙向組織，以FA模式凝固，無熱裂傾向；3適當(dāng)調(diào)整合金成分：Ni<15%,適當(dāng)提高鐵素體化元素含量，使焊縫8%提高，從而提高抗裂性；Ni>15%時(shí)，加入MnWV、N和微量Zr、Ta、Re<0.01%達(dá)到細(xì)化焊縫、凈化晶界作用，以提高抗裂性；4選擇合適的焊接工藝。12、何為“脆化現(xiàn)象”？鐵素體不銹鋼焊接時(shí)有哪些脆化現(xiàn)象，各發(fā)生在什么溫度區(qū)域？如何避免？答：“脆化現(xiàn)象”就是材料硬度高，但塑性和韌性差?，F(xiàn)象：1高溫脆性：在9001000c急冷至

30、室溫，焊接接HAZ的塑性和韌性下降?？芍匦录訜岬?50850C,便可恢復(fù)其塑性。2b相脆化：在570820c之間力口熱，可析出b相。b相析出與焊縫金屬中的化學(xué)成分、組織、加熱溫度、保溫時(shí)間以及預(yù)先冷變形有關(guān)。加入Mn使b相所需Cr的含量降低，Ni能使形成b相所需溫度提高。3475C脆化：在400500c長(zhǎng)期加熱后可出現(xiàn)475c脆性適當(dāng)降低含Cr量，有利于減輕脆化，若出現(xiàn)475c脆化通過焊后熱處理來消除。13、馬氏體不銹鋼焊接中容易出現(xiàn)什么問題，在焊接材料的選用和工藝上有什么特點(diǎn)？制定焊接工藝時(shí)應(yīng)采取哪些措施？答：易出現(xiàn)冷裂紋、粗晶脆化。焊接材料的選用：1對(duì)簡(jiǎn)單的Cr13型，要保證性能，要求S、

31、P、Si,C含量較低，使淬硬性下降，更要保證焊接接頭的耐蝕性。2對(duì)Cr12為基加多元元素型，希望焊縫成分接近母材，形成均一的細(xì)小M組織。3對(duì)于超低C復(fù)相M鋼，采用同質(zhì)焊材，焊后經(jīng)超微細(xì)復(fù)相化處理，可使焊縫的強(qiáng)韌化約等于母材水平。工藝特點(diǎn):1預(yù)熱溫度高局部或整體TC=150-260C；2采用小的q/v:防止近縫區(qū)出現(xiàn)粗大a和k析出；3選用低H焊條：焊縫成分與母材同質(zhì)，高碳M可選用A焊條焊第五章有色金屬的焊接冷作硬化：鋼材在常溫或再結(jié)晶溫度以下的加工，能顯著提高強(qiáng)度和硬度降低塑性和韌性。焊接時(shí)最容易出現(xiàn)的焊接性問題及基本原因，防止的針對(duì)性措施：主要問題是：焊縫中氣孔，焊接熱裂紋，焊接接頭與母材的等

32、強(qiáng)性。（1）氣孔。最常見的缺陷。氫是鋁及其合金產(chǎn)生氣孔的主要原因，氫的來源有弧柱氣氛中的水分，焊接材料及母材中的水分。針對(duì)性措施：減少氫的來源；控制工藝措施。（2）熱裂紋：鋁及其合金的線膨脹系數(shù)大，在拘束條件下焊接易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。針對(duì)性措施：合金系統(tǒng)的影響；焊絲成分影響；焊接工藝的影響。2為什么Al-Mg合金及Al-Li合金焊接時(shí)易形成氣孔？鋁及鋁合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的原因是什么，如何防止氣孔？為什么純鋁焊接易出現(xiàn)分散小氣孔？而AlMg合金焊接時(shí)易出現(xiàn)焊接大氣孔？答：1）氫是鋁合金及鋁焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因。2）氫的來源非常廣泛，弧柱氣氛中的水分，焊接材料以及母材所吸附的水分，焊絲及母材

33、表面氧化膜的吸附水，保護(hù)氣體的氫和水分等都是氫的來源。3）氫在鋁及合金中的溶解度在凝點(diǎn)時(shí)可從0.69ml/100g突降至0.036mol/100g，相差20倍，這是產(chǎn)生氣孔的重要原因之一。4）鋁的導(dǎo)熱性很強(qiáng)，熔合區(qū)的冷速很大，不利于氣泡的浮出，更易促使形成氣孔防止措施：1）減少氫的來源，焊前處理十分重要，焊絲及母材表面的氧化膜應(yīng)徹底清除。2）控制焊接參數(shù)，采用小熱輸入減少熔池存在時(shí)間，控制氫溶入和析出時(shí)間3）改變弧柱氣氛中的性質(zhì)原因：1）純鋁對(duì)氣氛中水分最為敏感，而al-mg合金不太敏感，因此純鋁產(chǎn)生氣孔的傾向要大2）氧化膜不致密，吸水強(qiáng)的鋁合金al-mg比氧化膜致密的純鋁具有更大的氣孔傾向，

34、因此純鋁的氣孔分?jǐn)?shù)小，而al-mg合金出現(xiàn)集中大氣孔3）Al-mg合金比純鋁更易形成疏松而吸水強(qiáng)的厚氧化膜，而氧化膜中水分因受熱而分解出氫，并在氧化膜上萌出氣泡，由于氣泡是附著在殘留氧化膜上，不易脫離浮出，且因氣泡是在熔化早期形成有條件長(zhǎng)大，所以常造成集中大的氣孔。因此al-mg合金更易形成集中的大氣孔。3、硬鋁及超硬鋁焊接時(shí)易產(chǎn)生什么樣的裂縫？為什么？如何防止裂紋？答：裂紋傾向大，鋁及硬鋁產(chǎn)生焊接熱裂紋原因：1）易熔共晶的存在，是鋁合金焊縫產(chǎn)生裂紋的重要原因2）線膨脹系數(shù)大，在拘束條件下焊接時(shí)易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力也是產(chǎn)生裂紋的原因之一防止措施：1）加合金元素cu,mn,si,mg,zn使主要合金元素含量Me%>Xm產(chǎn)生自愈合作用2）生產(chǎn)中采用含5%勺Si,Al合金焊絲解決抗裂問題，具有很好的愈合作用3）加入Ti,zr,v,b微量元素作為變質(zhì)劑，細(xì)化晶粒，改善塑性韌性，并提高抗裂性4）熱能集中焊接方法可