材料焊接性全學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1材料焊接性全材料焊接性全第一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。Q345E,16Mnq（南京長(zhǎng)江大橋）（南京長(zhǎng)江大橋）第1頁(yè)/共432頁(yè)第二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第2頁(yè)/共432頁(yè)第三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。以以“渤海渤海8號(hào)號(hào)”自升式鉆井平自升式鉆井平臺(tái)為例，懸臂臺(tái)為例，懸臂梁選用梁選用588MPa級(jí)高強(qiáng)級(jí)高強(qiáng)度鋼，牌號(hào)為度鋼，牌號(hào)為WELLEN60。第3頁(yè)/共432頁(yè)第四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。Q235A第4頁(yè)/共432頁(yè)第五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。Q460，化學(xué)成分，化學(xué)成分16Mn鋼為基礎(chǔ)，不添加鋼為基礎(chǔ)，不添加V元素，添加約的元素，添加約的Nb元

2、素，采用控軋控冷工藝元素，采用控軋控冷工藝(TMCP)主要依靠晶粒細(xì)化和析出強(qiáng)化提高鋼材強(qiáng)度。主要依靠晶粒細(xì)化和析出強(qiáng)化提高鋼材強(qiáng)度。（鳥(niǎo)巢）（鳥(niǎo)巢）第5頁(yè)/共432頁(yè)第六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。S355K2G3 （16Mn）第6頁(yè)/共432頁(yè)第七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。銅合金螺旋槳銅合金螺旋槳第7頁(yè)/共432頁(yè)第八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第8頁(yè)/共432頁(yè)第九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第9頁(yè)/共432頁(yè)第十頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。n成績(jī)?cè)u(píng)定方式：平時(shí)成績(jī)成績(jī)?cè)u(píng)定方式：平時(shí)成績(jī)30%+30%+期末考試期末考試70%70%第10頁(yè)/共432頁(yè)第十一頁(yè)，編輯于

3、星期日：十六點(diǎn) 三分。焊接金屬學(xué)焊接金屬學(xué)焊接工藝學(xué)焊接工藝學(xué)焊接力學(xué)焊接力學(xué)焊接工程學(xué)焊接工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)新技術(shù)新技術(shù)焊接系統(tǒng)工程學(xué)焊接系統(tǒng)工程學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)材料材料施工施工試驗(yàn)檢驗(yàn)試驗(yàn)檢驗(yàn)性能評(píng)價(jià)性能評(píng)價(jià)材料選擇材料選擇生產(chǎn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)管理生產(chǎn)管理質(zhì)量管理質(zhì)量管理人為因素人為因素生產(chǎn)性生產(chǎn)性經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性可靠性可靠性安全性安全性焊焊 接接 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò)焊接網(wǎng)絡(luò)圖焊接網(wǎng)絡(luò)圖 第11頁(yè)/共432頁(yè)第十二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 如何解決實(shí)際工程中的焊接技術(shù)、焊接質(zhì)量問(wèn)題？這如何解決實(shí)際工程中的焊接技術(shù)、焊接質(zhì)量問(wèn)題？這就是材料焊接性課程要解決的問(wèn)題。即要解決以下兩個(gè)問(wèn)就是材料焊接性課程要解決

4、的問(wèn)題。即要解決以下兩個(gè)問(wèn)題：題： 1. 從工程實(shí)際提取理論研究對(duì)象；從工程實(shí)際提取理論研究對(duì)象； 2. 如何把理論應(yīng)用到工程實(shí)踐中去。如何把理論應(yīng)用到工程實(shí)踐中去。理論與實(shí)踐結(jié)合第12頁(yè)/共432頁(yè)第十三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。1、如何把材料、如何把材料焊得好焊得好！ 解決材料的焊接性，研究焊接接頭的性解決材料的焊接性，研究焊接接頭的性能和工藝方法，焊接參數(shù)之間的關(guān)系。能和工藝方法，焊接參數(shù)之間的關(guān)系。2、如何、如何焊得快焊得快！ 在保證焊接接頭性能的前提下，研究采用什在保證焊接接頭性能的前提下，研究采用什么工藝手段，使焊接的效率提高。么工藝手段，使焊接的效率提高。好而快第13頁(yè)/共

5、432頁(yè)第十四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。機(jī)機(jī)械工業(yè)出版社械工業(yè)出版社第14頁(yè)/共432頁(yè)第十五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。石器石器 青銅器青銅器 鐵器時(shí)代鐵器時(shí)代先進(jìn)材料先進(jìn)材料中國(guó)億噸，河北，寶鋼，鞍本，武鋼，沙鋼，首鋼中國(guó)億噸，河北，寶鋼，鞍本，武鋼，沙鋼，首鋼世界億噸，米塔爾，浦項(xiàng)，新日鐵，世界億噸，米塔爾，浦項(xiàng)，新日鐵，JFE 生產(chǎn)工具是生產(chǎn)力發(fā)展水平的標(biāo)志生產(chǎn)工具是生產(chǎn)力發(fā)展水平的標(biāo)志 第15頁(yè)/共432頁(yè)第十六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第16頁(yè)/共432頁(yè)第十七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第17頁(yè)/共432頁(yè)第十八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。鉚接；設(shè)計(jì)參數(shù)鉚

6、接；設(shè)計(jì)參數(shù):抗拉強(qiáng)度；抗拉強(qiáng)度； 鋼的強(qiáng)化鋼的強(qiáng)化:碳、單一合金元素。碳、單一合金元素。采用焊接技術(shù)；設(shè)計(jì)參數(shù)：采用焊接技術(shù)；設(shè)計(jì)參數(shù)：屈服強(qiáng)度、韌性和焊接性屈服強(qiáng)度、韌性和焊接性低合金高強(qiáng)鋼快速發(fā)展，低合金高強(qiáng)鋼快速發(fā)展，鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到0.1%以下以下20世紀(jì)20年代以前20世紀(jì)20-60年代20世紀(jì)70年代以后第18頁(yè)/共432頁(yè)第十九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。建筑、橋梁、建筑、橋梁、工程機(jī)械等工程機(jī)械等 可以熱軋、退火、正火、可以熱軋、退火、正火、回火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨回火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨 船舶用鋼的合金系統(tǒng)基本船舶用鋼的合金系統(tǒng)基本上為上為C-Mn和和C

7、-Mn-V-Nb用各種液態(tài)烯烴用各種液態(tài)烯烴低溫貯存設(shè)備低溫貯存設(shè)備第19頁(yè)/共432頁(yè)第二十頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。航天航天電子、信息、汽車(chē)、電子、信息、汽車(chē)、交通、輕工等交通、輕工等第20頁(yè)/共432頁(yè)第二十一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 合金組分總合金組分總 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)根據(jù)組成合根據(jù)組成合金元素?cái)?shù)目金元素?cái)?shù)目 按基體金屬按基體金屬鋁合金、銅合金、鋁合金、銅合金、鈦合金、鎳合金等鈦合金、鎳合金等二元合金、二元合金、三元合金和多元合金三元合金和多元合金小于小于2.5%的為低合金，的為低合金，2.5%-10%的為中合金，的為中合金，大于大于10的為高合金。的為高合金。第2

8、1頁(yè)/共432頁(yè)第二十二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。特點(diǎn)特點(diǎn)應(yīng)用應(yīng)用 密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、可焊接及導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、可焊接及加工性能好，應(yīng)用僅次于加工性能好，應(yīng)用僅次于鋼鐵，成為第二大金屬。鋼鐵，成為第二大金屬。航空航天航空航天 、汽車(chē)、高速、汽車(chē)、高速列車(chē)、地鐵車(chē)輛、飛機(jī)列車(chē)、地鐵車(chē)輛、飛機(jī)、艦船等艦船等第22頁(yè)/共432頁(yè)第二十三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。較高的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、較高的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、抗磁性、耐蝕性、抗磁性、耐蝕性、加工性。加工性。特點(diǎn)特點(diǎn)分類(lèi)分類(lèi)純銅純銅黃銅（銅鋅合金）黃銅（銅鋅合金）青銅（青銅（ 黃銅、白銅黃銅、白銅 以外的銅合金以外的

9、銅合金 ）白銅（銅鎳合金）白銅（銅鎳合金）第23頁(yè)/共432頁(yè)第二十四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。日本神戶(hù)日本神戶(hù)制鋼公司制鋼公司美國(guó)汽車(chē)美國(guó)汽車(chē) 公司公司在飛機(jī)機(jī)在飛機(jī)機(jī) 體制造體制造轎車(chē)和運(yùn)動(dòng)摩托車(chē)排氣轎車(chē)和運(yùn)動(dòng)摩托車(chē)排氣系統(tǒng)用新型鈦合金，系統(tǒng)用新型鈦合金，最高溫度可達(dá)最高溫度可達(dá)800。汽車(chē)彈簧、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿汽車(chē)彈簧、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿和閥門(mén)上也采用了和閥門(mén)上也采用了鈦合金材料。鈦合金材料。樹(shù)脂基復(fù)合材料和樹(shù)脂基復(fù)合材料和 鈦合金用量增加。鈦合金用量增加。第24頁(yè)/共432頁(yè)第二十五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。優(yōu)點(diǎn)：耐更高溫，但焊接難優(yōu)點(diǎn)：耐更高溫，但焊接難度很大。在新能源、航天以度很大。

10、在新能源、航天以及海洋開(kāi)發(fā)等特殊領(lǐng)域及海洋開(kāi)發(fā)等特殊領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。具有廣泛的應(yīng)用前景。第25頁(yè)/共432頁(yè)第二十六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。具有許多獨(dú)特的具有許多獨(dú)特的物理、化學(xué)和力物理、化學(xué)和力學(xué)性能，是一種學(xué)性能，是一種很有發(fā)展前景的很有發(fā)展前景的高溫結(jié)構(gòu)材料。高溫結(jié)構(gòu)材料?？朔我徊牧峡朔我徊牧系木窒扌缘木窒扌訲i3Al在航空在航空航天應(yīng)用十航天應(yīng)用十分廣泛。分廣泛。Fe3A1能夠在熔能夠在熔爐高溫裝置以及爐高溫裝置以及航空航天、電航空航天、電力等的應(yīng)用力等的應(yīng)用。第26頁(yè)/共432頁(yè)第二十七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。1.2.1 本課程的目的和任務(wù)本課程的目的和任

11、務(wù)目的目的培養(yǎng)學(xué)生掌培養(yǎng)學(xué)生掌握對(duì)材料進(jìn)握對(duì)材料進(jìn)行焊接性分行焊接性分析的基本方析的基本方法法任務(wù)任務(wù)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)基本概念的業(yè)基本概念的理解理解,加強(qiáng)學(xué)生加強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立歸納整理獨(dú)立歸納整理 和分析的能力。和分析的能力。第27頁(yè)/共432頁(yè)第二十八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。內(nèi)內(nèi)容容由概述、焊接性及其試驗(yàn)由概述、焊接性及其試驗(yàn) 評(píng)定、合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接、評(píng)定、合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接、不銹鋼及耐熱鋼的焊接、不銹鋼及耐熱鋼的焊接、有色金屬的焊接、鑄鐵焊有色金屬的焊接、鑄鐵焊接、先進(jìn)材料的焊接和異接、先進(jìn)材料的焊接和異 種材料的焊接等章節(jié)組成。種材料的焊接等章節(jié)組成。第28頁(yè)/共432頁(yè)第二十

12、九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。思考題：思考題： 根據(jù)本章所述內(nèi)容，舉例根據(jù)本章所述內(nèi)容，舉例說(shuō)明低合金鋼焊接在工程結(jié)構(gòu)說(shuō)明低合金鋼焊接在工程結(jié)構(gòu)中的重要作用。中的重要作用。第29頁(yè)/共432頁(yè)第三十頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 由于在焊接過(guò)程中由于在焊接過(guò)程中, 焊接接頭中的各種物理化學(xué)反焊接接頭中的各種物理化學(xué)反應(yīng)應(yīng), 在溫度和化學(xué)成分都處于極不平衡的特定條件下進(jìn)行在溫度和化學(xué)成分都處于極不平衡的特定條件下進(jìn)行的的, 引起兩方面的后果引起兩方面的后果:1. 在焊接區(qū)內(nèi)產(chǎn)生各種類(lèi)型的缺陷在焊接區(qū)內(nèi)產(chǎn)生各種類(lèi)型的缺陷,使焊接接頭喪失其使焊接接頭喪失其連連續(xù)性續(xù)性;2. 即使沒(méi)有產(chǎn)生缺陷即

13、使沒(méi)有產(chǎn)生缺陷, 也可能也可能降低降低了某些必要的了某些必要的性能性能, 影響影響焊接結(jié)構(gòu)的使用壽命。焊接結(jié)構(gòu)的使用壽命。第30頁(yè)/共432頁(yè)第三十一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 因此，因此，金屬本身固有的基本性能金屬本身固有的基本性能，還不能直接，還不能直接表明它在焊接時(shí)出現(xiàn)什么問(wèn)題，以及焊后接頭性能是表明它在焊接時(shí)出現(xiàn)什么問(wèn)題，以及焊后接頭性能是否滿(mǎn)足使用要求。這樣就要求人們從焊接的角度來(lái)分否滿(mǎn)足使用要求。這樣就要求人們從焊接的角度來(lái)分析研究金屬某些特有的性能析研究金屬某些特有的性能焊接性焊接性。第31頁(yè)/共432頁(yè)第三十二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。一、焊接性概念一、焊接性概念

14、焊接性焊接性同質(zhì)材料或異質(zhì)材料在制造工同質(zhì)材料或異質(zhì)材料在制造工藝條件下，能夠焊接形成完整接頭并滿(mǎn)足預(yù)期藝條件下，能夠焊接形成完整接頭并滿(mǎn)足預(yù)期使用要求的能力。使用要求的能力。第32頁(yè)/共432頁(yè)第三十三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。討論：討論：1. 正確區(qū)別正確區(qū)別“焊接焊接”和和“焊接性焊接性”；2. 分析研究焊接性的目的。分析研究焊接性的目的。第33頁(yè)/共432頁(yè)第三十四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 工藝焊接性工藝焊接性是指金屬或材料在一定的焊接工藝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(wú)缺陷和具有一定使條件下，能否獲得優(yōu)質(zhì)致密、無(wú)缺陷和具有一定使用性能的焊接接頭

15、的能力。用性能的焊接接頭的能力。 使用焊接性使用焊接性是指焊接接頭或整體焊接結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足技術(shù)是指焊接接頭或整體焊接結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足技術(shù)條件所規(guī)定的各種性能的程度，包括常規(guī)的力學(xué)性能條件所規(guī)定的各種性能的程度，包括常規(guī)的力學(xué)性能(強(qiáng)強(qiáng)度、塑性、韌性等度、塑性、韌性等)或特定工作條件下的使用性能，如或特定工作條件下的使用性能，如低溫韌性、斷裂韌性、高溫蠕變強(qiáng)度、持久強(qiáng)度、疲勞低溫韌性、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。性能以及耐蝕性、耐磨性等。第34頁(yè)/共432頁(yè)第三十五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。焊接過(guò)程焊接過(guò)程熱過(guò)程熱過(guò)程,HAZ冶金過(guò)程冶金過(guò)程,WM熱焊接性熱焊接性冶金

16、焊接性冶金焊接性第35頁(yè)/共432頁(yè)第三十六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。(1)冶金焊接性冶金焊接性 冶金焊接性是指熔焊高溫下的熔池金屬與氣相冶金焊接性是指熔焊高溫下的熔池金屬與氣相、熔渣等相之間發(fā)生化學(xué)冶金反應(yīng)所引起的焊接性、熔渣等相之間發(fā)生化學(xué)冶金反應(yīng)所引起的焊接性變化。變化。 (2)熱焊接性熱焊接性 焊接過(guò)程中要向接頭區(qū)域輸人很多熱量，對(duì)焊縫焊接過(guò)程中要向接頭區(qū)域輸人很多熱量，對(duì)焊縫附近區(qū)域形成加熱和冷卻過(guò)程，這對(duì)靠近焊縫的熱影附近區(qū)域形成加熱和冷卻過(guò)程，這對(duì)靠近焊縫的熱影響區(qū)的組織性能有很大影響，從而引起熱影響區(qū)硬度響區(qū)的組織性能有很大影響，從而引起熱影響區(qū)硬度、強(qiáng)度、韌性、耐蝕性等

17、的變化。、強(qiáng)度、韌性、耐蝕性等的變化。第36頁(yè)/共432頁(yè)第三十七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。四大因素：材料、設(shè)計(jì)、工藝及服役環(huán)境。四大因素：材料、設(shè)計(jì)、工藝及服役環(huán)境。1、材料、材料母材和焊材以一定熔合比形成熔池，正確選用母材和焊材是母材和焊材以一定熔合比形成熔池，正確選用母材和焊材是保證焊接性良好的重要因素。若選擇不當(dāng)，影響化學(xué)成分，保證焊接性良好的重要因素。若選擇不當(dāng)，影響化學(xué)成分，力學(xué)性能等性能，甚至導(dǎo)致焊接缺欠。力學(xué)性能等性能，甚至導(dǎo)致焊接缺欠。2、設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)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。設(shè)計(jì)時(shí)注意減少

18、焊接缺陷、多向應(yīng)力和應(yīng)力集中。響。設(shè)計(jì)時(shí)注意減少焊接缺陷、多向應(yīng)力和應(yīng)力集中。第37頁(yè)/共432頁(yè)第三十八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。焊焊接接材材料料種類(lèi)種類(lèi)供應(yīng)方式供應(yīng)方式電極電極藥芯焊絲藥芯焊絲實(shí)心焊絲實(shí)心焊絲燒結(jié)型燒結(jié)型熔煉型熔煉型焊條焊條焊絲焊絲焊劑焊劑保護(hù)氣體保護(hù)氣體焊炬保護(hù)氣體焊炬保護(hù)氣體背面保護(hù)氣體背面保護(hù)氣體控制熔池用氣體控制熔池用氣體控制電弧用氣體控制電弧用氣體自保護(hù)自保護(hù)連續(xù)供給連續(xù)供給手工手工固定固定填入填入熔化熔化非熔化非熔化第38頁(yè)/共432頁(yè)第三十九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。接接頭頭形形式式對(duì)接接頭對(duì)接接頭T型接頭型接頭十字接頭十字接頭角接接頭角接接頭搭接

19、接頭搭接接頭堆堆 焊焊結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)類(lèi)類(lèi)型型圓筒結(jié)構(gòu)圓筒結(jié)構(gòu)球形結(jié)構(gòu)球形結(jié)構(gòu)管管 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)平板結(jié)構(gòu)平板結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)完全焊透完全焊透部分焊透部分焊透雙面焊雙面焊單面焊單面焊襯墊焊襯墊焊 無(wú)襯墊無(wú)襯墊水冷銅壁板水冷銅壁板第39頁(yè)/共432頁(yè)第四十頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。3 3、工藝、工藝 對(duì)于同一母材，采用不同的焊接方法和工藝措施，所對(duì)于同一母材，采用不同的焊接方法和工藝措施，所表現(xiàn)出來(lái)的焊接性有很大的差異。表現(xiàn)出來(lái)的焊接性有很大的差異。 焊接方法焊接方法的影響首先表現(xiàn)在焊接熱源能量密度、溫度以及熱的影響首先表現(xiàn)在焊接熱源能量密度、溫度以及熱量輸入上，其次表現(xiàn)在保護(hù)熔池

20、及接頭附近區(qū)域的方式上，如渣量輸入上，其次表現(xiàn)在保護(hù)熔池及接頭附近區(qū)域的方式上，如渣保護(hù)、氣體保護(hù)、渣保護(hù)、氣體保護(hù)、渣-氣聯(lián)合保護(hù)以及在真空中焊接等。氣聯(lián)合保護(hù)以及在真空中焊接等。 工藝措施工藝措施（預(yù)熱、層溫、緩冷和焊后熱處理）對(duì)防止焊（預(yù)熱、層溫、緩冷和焊后熱處理）對(duì)防止焊接缺陷，提高接頭使用性能有重要的作用。接缺陷，提高接頭使用性能有重要的作用。第40頁(yè)/共432頁(yè)第四十一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。熔熔焊焊方方法法手工電弧焊手工電弧焊自動(dòng)買(mǎi)弧焊自動(dòng)買(mǎi)弧焊MIG/MAGTIG等離子弧焊等離子弧焊氣電立焊氣電立焊自保護(hù)電弧焊自保護(hù)電弧焊電渣焊電渣焊電子束焊電子束焊激光焊激光焊氣焊氣焊

21、其它其它焊焊接接位位置置平焊平焊橫焊橫焊立焊立焊仰焊仰焊水平固定管水平固定管（全位置）（全位置）第41頁(yè)/共432頁(yè)第四十二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。11A1C第42頁(yè)/共432頁(yè)第四十三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。橫看：橫看：沒(méi)有一種母材所有焊接方法都適用沒(méi)有一種母材所有焊接方法都適用豎看：豎看：沒(méi)有一種焊接方法所有母材都適用沒(méi)有一種焊接方法所有母材都適用第43頁(yè)/共432頁(yè)第四十四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。4、服役環(huán)境、服役環(huán)境 焊接結(jié)構(gòu)的服役環(huán)境多種多樣，如焊接結(jié)構(gòu)的服役環(huán)境多種多樣，如工作溫度工作溫度高低、高低、工作介工作介質(zhì)種類(lèi)質(zhì)種類(lèi)、載荷性質(zhì)載荷性質(zhì)等都屬于使用條件

22、。工作溫度高時(shí)，可能產(chǎn)生蠕等都屬于使用條件。工作溫度高時(shí)，可能產(chǎn)生蠕變；工作溫度低或載荷為沖擊載荷時(shí)，容易發(fā)生脆變；工作溫度低或載荷為沖擊載荷時(shí)，容易發(fā)生脆性破壞；工作介質(zhì)有腐蝕性時(shí)，接頭要求具有耐腐蝕性。使用條性破壞；工作介質(zhì)有腐蝕性時(shí)，接頭要求具有耐腐蝕性。使用條件越不利，焊接性就越不易保證。件越不利，焊接性就越不易保證。第44頁(yè)/共432頁(yè)第四十五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。一、焊接性試驗(yàn)的內(nèi)容一、焊接性試驗(yàn)的內(nèi)容1. WM，熱裂紋？，熱裂紋？第45頁(yè)/共432頁(yè)第四十六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。一、焊接性試驗(yàn)的內(nèi)容一、焊接性試驗(yàn)的內(nèi)容2. WM，HAZ冷裂紋？冷裂紋？淬硬傾向

23、淬硬傾向氫的作用氫的作用拘束度拘束度冷裂紋冷裂紋第46頁(yè)/共432頁(yè)第四十七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。一、焊接性試驗(yàn)的內(nèi)容一、焊接性試驗(yàn)的內(nèi)容3. 焊接接頭，脆性轉(zhuǎn)變能力？焊接接頭，脆性轉(zhuǎn)變能力？第47頁(yè)/共432頁(yè)第四十八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。一、焊接性試驗(yàn)的內(nèi)容一、焊接性試驗(yàn)的內(nèi)容4. 焊接接頭，使用能力？焊接接頭，使用能力？第48頁(yè)/共432頁(yè)第四十九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。二、評(píng)定焊接性的原則二、評(píng)定焊接性的原則1 1、評(píng)定焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，為制定合理的焊接工藝提供依據(jù)；、評(píng)定焊接接頭產(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 2、評(píng)定焊接接

24、頭能否滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)使用性能的要求。、評(píng)定焊接接頭能否滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)使用性能的要求。選擇已有的或設(shè)計(jì)新的焊接性試驗(yàn)方法應(yīng)符合下述原則：選擇已有的或設(shè)計(jì)新的焊接性試驗(yàn)方法應(yīng)符合下述原則：1 1、可比性、可比性 盡可能接近實(shí)際焊接條件盡可能接近實(shí)際焊接條件2 2、針對(duì)性、針對(duì)性 應(yīng)針對(duì)具體的焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)針對(duì)具體的焊接結(jié)構(gòu)3 3、再現(xiàn)性、再現(xiàn)性 結(jié)果要穩(wěn)定可靠，具有很好的再現(xiàn)性結(jié)果要穩(wěn)定可靠，具有很好的再現(xiàn)性4 4、經(jīng)濟(jì)性、經(jīng)濟(jì)性 力求少耗材，易加工，短周期，低費(fèi)用力求少耗材，易加工，短周期，低費(fèi)用第49頁(yè)/共432頁(yè)第五十頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。三、焊接性評(píng)定方法的分類(lèi)三、焊接性評(píng)定方法的分類(lèi)1. 模擬

25、類(lèi)模擬類(lèi)2. 實(shí)焊類(lèi)實(shí)焊類(lèi)3. 理論分析和計(jì)算類(lèi)理論分析和計(jì)算類(lèi)第50頁(yè)/共432頁(yè)第五十一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。1、模擬類(lèi)、模擬類(lèi)Gleeble 3500第51頁(yè)/共432頁(yè)第五十二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 在一定條件下進(jìn)行焊接，通過(guò)實(shí)焊過(guò)程來(lái)評(píng)價(jià)焊接性。主要有：裂在一定條件下進(jìn)行焊接，通過(guò)實(shí)焊過(guò)程來(lái)評(píng)價(jià)焊接性。主要有：裂紋敏感性試驗(yàn)、焊接接頭的力學(xué)性能試驗(yàn)、低溫脆性試驗(yàn)、斷裂韌性試驗(yàn)紋敏感性試驗(yàn)、焊接接頭的力學(xué)性能試驗(yàn)、低溫脆性試驗(yàn)、斷裂韌性試驗(yàn)、高溫蠕變及持久強(qiáng)度試驗(yàn)等。、高溫蠕變及持久強(qiáng)度試驗(yàn)等。(1)焊接冷裂紋試驗(yàn)焊接冷裂紋試驗(yàn) “小鐵研小鐵研” 試驗(yàn)、插銷(xiāo)試驗(yàn)、試

26、驗(yàn)、插銷(xiāo)試驗(yàn)、TRH、RRC等等。(2)焊接熱裂紋試驗(yàn)焊接熱裂紋試驗(yàn) 可調(diào)拘束裂紋試驗(yàn)、可調(diào)拘束裂紋試驗(yàn)、FISCO等。等。(3)消除應(yīng)力裂紋試驗(yàn)消除應(yīng)力裂紋試驗(yàn) “小鐵研小鐵研” 試驗(yàn)、試驗(yàn)、H形拘束試驗(yàn)、插銷(xiāo)式消除形拘束試驗(yàn)、插銷(xiāo)式消除應(yīng)力裂紋試驗(yàn)法等。應(yīng)力裂紋試驗(yàn)法等。(4)層狀撕裂試驗(yàn)層狀撕裂試驗(yàn) Z向拉伸試驗(yàn)、向拉伸試驗(yàn)、Z向窗口試驗(yàn)等。向窗口試驗(yàn)等。(5)應(yīng)力腐蝕裂紋試驗(yàn)應(yīng)力腐蝕裂紋試驗(yàn) U形彎曲試驗(yàn)、缺口試驗(yàn)等。形彎曲試驗(yàn)、缺口試驗(yàn)等。第52頁(yè)/共432頁(yè)第五十三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。利用物理性能分析利用物理性能分析Tm、利用化利用化學(xué)成分分析學(xué)成分分析CE Ceq利用

27、化學(xué)性能分析利用化學(xué)性能分析（Ti+O2TiO 4Al+3O22Al2O3）利用利用CCT圖或圖或SHCCT圖分析圖分析利用合金相圖利用合金相圖根據(jù)金屬的特性根據(jù)金屬的特性第53頁(yè)/共432頁(yè)第五十四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第54頁(yè)/共432頁(yè)第五十五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第55頁(yè)/共432頁(yè)第五十六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。間接分析法間接分析法直接試驗(yàn)法直接試驗(yàn)法焊接性試驗(yàn)方法焊接性試驗(yàn)方法第56頁(yè)/共432頁(yè)第五十七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 碳碳是各元素中對(duì)冷裂敏感性影響最顯著的，是各元素中對(duì)冷裂敏感性影響最顯著的，因而人們就將各種元素都按相當(dāng)與若干含碳量折

28、因而人們就將各種元素都按相當(dāng)與若干含碳量折合疊加起來(lái)求得所謂合疊加起來(lái)求得所謂碳當(dāng)量碳當(dāng)量（CE或或Ceq），用來(lái)），用來(lái)估計(jì)冷裂傾向的大小。估計(jì)冷裂傾向的大小。加權(quán)、權(quán)重1、碳當(dāng)量法、碳當(dāng)量法 第57頁(yè)/共432頁(yè)第五十八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。u國(guó)際焊接協(xié)會(huì)（國(guó)際焊接協(xié)會(huì)（IIW）u此式適用于中、高強(qiáng)度的非調(diào)質(zhì)低合金高強(qiáng)此式適用于中、高強(qiáng)度的非調(diào)質(zhì)低合金高強(qiáng)鋼。，焊接鋼。，焊接25mm的板可以不預(yù)熱。時(shí)，的板可以不預(yù)熱。時(shí)，焊接厚度焊接厚度37mm的板可以不預(yù)熱。的板可以不預(yù)熱。 %5156VMoCrCuNiMnCCE第58頁(yè)/共432頁(yè)第五十九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。u日

29、本日本JISu此式適用于低合金調(diào)質(zhì)鋼，其化學(xué)成分范圍此式適用于低合金調(diào)質(zhì)鋼，其化學(xué)成分范圍：或；：或；Mn1.5%；Cu 0.5%；Ni2.5%；Cr1.25%；Mo 0.7%；V0.1%；B0.006%。 %144540246VMoCrNiSiMnCCeq第59頁(yè)/共432頁(yè)第六十頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。鋼材強(qiáng)度級(jí)別鋼材強(qiáng)度級(jí)別b/MPa碳當(dāng)量碳當(dāng)量Ceq（JIS）/%工藝措施工藝措施5000.46焊時(shí)不需預(yù)熱焊時(shí)不需預(yù)熱6000.52焊前預(yù)熱焊前預(yù)熱757000.52焊前預(yù)熱焊前預(yù)熱1008000.62焊前預(yù)熱焊前預(yù)熱150鋼板厚度小于鋼板厚度小于25mm，采用焊條電弧焊，焊接熱輸

30、入，采用焊條電弧焊，焊接熱輸入17KJ/cm。第60頁(yè)/共432頁(yè)第六十一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。u美國(guó)焊接學(xué)會(huì)美國(guó)焊接學(xué)會(huì)AWSu此式適合化學(xué)成分范圍：；此式適合化學(xué)成分范圍：；Mn1.6%；Ni 3.3%；Cr 1.0%；Mo0.6%；P：0.15%。Cu：1.0%；當(dāng)或時(shí)不計(jì)入。；當(dāng)或時(shí)不計(jì)入。 %2134515246PCuMoCrNiSiMnCCeq第61頁(yè)/共432頁(yè)第六十二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第62頁(yè)/共432頁(yè)第六十三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。焊接性焊接性用普通酸性焊條用普通酸性焊條用低氫焊條用低氫焊條消除應(yīng)力消除應(yīng)力 敲擊處理敲擊處理 優(yōu)良優(yōu)良不需預(yù)熱

31、不需預(yù)熱不需預(yù)熱不需預(yù)熱不需不需不需不需 較好較好預(yù)熱預(yù)熱40100-10 以上不需預(yù)熱以上不需預(yù)熱任意任意任意任意 尚好尚好預(yù)熱預(yù)熱150預(yù)熱預(yù)熱40100希望希望希望希望 可以可以預(yù)熱預(yù)熱150200預(yù)熱預(yù)熱100必須必須希望希望第63頁(yè)/共432頁(yè)第六十四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 除除碳當(dāng)量碳當(dāng)量外，焊縫外，焊縫含氫量含氫量和和接頭拘束度接頭拘束度都對(duì)都對(duì)冷裂紋傾向有很大影響。冷裂紋傾向有很大影響。 T0=1440Pc-39260600HPPcmcBVMoCrNiCuMnSiCPcm510152060202030第64頁(yè)/共432頁(yè)第六十五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。(1)

32、熱裂紋敏感系數(shù)熱裂紋敏感系數(shù)HCS HCS4，無(wú)熱裂紋；，無(wú)熱裂紋；HCS越大，熱裂紋越敏感。越大，熱裂紋越敏感。臨界應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)率臨界應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)率CST(2) CST6.510-4，無(wú)裂紋。，無(wú)裂紋。310310025VMoCrMnNiSiPSCHCS4100 . 75 .6187 .659 . 30 . 18 . 02 .972 .19BNbMnNiCuSCCST第65頁(yè)/共432頁(yè)第六十六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。(1) G法法 （%） G0時(shí)，對(duì)裂紋不敏感；時(shí)，對(duì)裂紋不敏感； G 0時(shí)，敏感。時(shí)，敏感。 （%） 時(shí)，對(duì)裂紋不敏感；時(shí)，對(duì)裂紋不敏感； G2時(shí)，敏感。時(shí)，敏感。PSR法法

33、（%）(2) PSR 0，對(duì)裂紋敏感。，對(duì)裂紋敏感。21 . 83 . 3VMoCrGCVMoCrCGG1021 . 83 . 310210752VNbTiMoCuCrPSR第66頁(yè)/共432頁(yè)第六十七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。SHPPcmL660BVMoCrNiCuMnSiCPcm510152060202030第67頁(yè)/共432頁(yè)第六十八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 L=200mm；B=150mm；=20mm；l=125mmGB 4675.5-1984焊接性試驗(yàn)焊接性試驗(yàn) 焊接熱影響區(qū)最高硬度試驗(yàn)方法焊接熱影響區(qū)最高硬度試驗(yàn)方法第68頁(yè)/共432頁(yè)第六十九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn)

34、三分。第69頁(yè)/共432頁(yè)第七十頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第70頁(yè)/共432頁(yè)第七十一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第71頁(yè)/共432頁(yè)第七十二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第72頁(yè)/共432頁(yè)第七十三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。1). 斜斜Y坡口對(duì)接裂紋試驗(yàn)（小鐵研試驗(yàn)）坡口對(duì)接裂紋試驗(yàn)（小鐵研試驗(yàn)） 主要用于評(píng)價(jià)打底焊縫及其熱影響區(qū)冷裂紋傾向。試主要用于評(píng)價(jià)打底焊縫及其熱影響區(qū)冷裂紋傾向。試驗(yàn)焊縫只有一道，目的是鑒定第一層焊道根部裂紋敏感性驗(yàn)焊縫只有一道，目的是鑒定第一層焊道根部裂紋敏感性。第73頁(yè)/共432頁(yè)第七十四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第74頁(yè)/共432頁(yè)第七十

35、五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 焊接規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，焊條直徑焊接規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，焊條直徑4mm，I=170A，U=24V，V焊焊=150mm/min。試驗(yàn)焊縫兩試驗(yàn)焊縫兩端都不得與拘束焊縫相連端都不得與拘束焊縫相連，應(yīng)各相距，應(yīng)各相距2-3mm。 熔敷焊縫試驗(yàn)以后，至少放置熔敷焊縫試驗(yàn)以后，至少放置24小時(shí)小時(shí)，然，然后進(jìn)行裂紋檢驗(yàn)。后進(jìn)行裂紋檢驗(yàn)。 表面裂紋率表面裂紋率lf/L100% 根部裂紋率根部裂紋率lr/L100% 斷面裂紋率斷面裂紋率Hs/H100%第75頁(yè)/共432頁(yè)第七十六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第76頁(yè)/共432頁(yè)第七十七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。2). T

36、RC試驗(yàn)和試驗(yàn)和RRC試驗(yàn)試驗(yàn)第77頁(yè)/共432頁(yè)第七十八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 基本原理是模擬焊接接頭承受的平均拘束應(yīng)力基本原理是模擬焊接接頭承受的平均拘束應(yīng)力，主要評(píng)定冷裂紋敏感性。，主要評(píng)定冷裂紋敏感性。 此法設(shè)備較大而復(fù)雜，所需試板也很大。此法設(shè)備較大而復(fù)雜，所需試板也很大。試驗(yàn)結(jié)果常與插銷(xiāo)試驗(yàn)結(jié)果一致，現(xiàn)在用的不試驗(yàn)結(jié)果常與插銷(xiāo)試驗(yàn)結(jié)果一致，現(xiàn)在用的不多。多。第78頁(yè)/共432頁(yè)第七十九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 基本原理是模擬焊接接頭承受外部拘束，基本原理是模擬焊接接頭承受外部拘束，由于接頭冷卻時(shí)金屬收縮所產(chǎn)生的應(yīng)力而引起由于接頭冷卻時(shí)金屬收縮所產(chǎn)生的應(yīng)力而引起裂紋

37、。裂紋。 可以用作評(píng)價(jià)冷裂紋敏感性的尺度。此可以用作評(píng)價(jià)冷裂紋敏感性的尺度。此試驗(yàn)比試驗(yàn)比TRC試驗(yàn)的恒載拉伸更接近實(shí)際焊接情況試驗(yàn)的恒載拉伸更接近實(shí)際焊接情況。第79頁(yè)/共432頁(yè)第八十頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 此法主要用于測(cè)定焊縫此法主要用于測(cè)定焊縫的冷裂紋和熱裂紋傾向，但的冷裂紋和熱裂紋傾向，但也可以測(cè)定熱影響區(qū)的冷裂也可以測(cè)定熱影響區(qū)的冷裂紋傾向。紋傾向。第80頁(yè)/共432頁(yè)第八十一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。4). 窗形拘束裂紋試驗(yàn)窗形拘束裂紋試驗(yàn) 此法主要用于測(cè)定多層焊時(shí)焊縫橫向冷裂紋及熱裂紋的敏感性焊后放置此法主要用于測(cè)定多層焊時(shí)焊縫橫向冷裂紋及熱裂紋的敏感性焊后放置

38、24小小時(shí)再檢查，一般以有無(wú)裂紋為準(zhǔn)，也可以裂紋率為相對(duì)比較。時(shí)再檢查，一般以有無(wú)裂紋為準(zhǔn)，也可以裂紋率為相對(duì)比較。第81頁(yè)/共432頁(yè)第八十二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 插銷(xiāo)試驗(yàn)是一種簡(jiǎn)便又省材料的試驗(yàn)方法主要用于考核插銷(xiāo)試驗(yàn)是一種簡(jiǎn)便又省材料的試驗(yàn)方法主要用于考核材料的氫致延遲裂紋敏感性。材料的氫致延遲裂紋敏感性。 一種模擬的方法一種模擬的方法 切口效應(yīng)切口效應(yīng) 不同板厚、不同冷卻速度、切口尖端的組織和抗裂性不同板厚、不同冷卻速度、切口尖端的組織和抗裂性 拘束應(yīng)力的大小、應(yīng)力開(kāi)始作用時(shí)間拘束應(yīng)力的大小、應(yīng)力開(kāi)始作用時(shí)間第82頁(yè)/共432頁(yè)第八十三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第83

39、頁(yè)/共432頁(yè)第八十四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第84頁(yè)/共432頁(yè)第八十五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第85頁(yè)/共432頁(yè)第八十六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果斷裂時(shí)間斷裂時(shí)間tF及及Cr的關(guān)系；的關(guān)系； 找出找出Cr=s的施工條件；的施工條件； 可調(diào)節(jié)的工藝因素可調(diào)節(jié)的工藝因素 HD； T0； TP；填充金屬材料。填充金屬材料。第86頁(yè)/共432頁(yè)第八十七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第87頁(yè)/共432頁(yè)第八十八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第88頁(yè)/共432頁(yè)第八十九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 此法（）主要用于評(píng)定熱裂紋敏感性，此法（）主要用于評(píng)定

40、熱裂紋敏感性，也可以做鋼材與焊條匹配性的試驗(yàn)。也可以做鋼材與焊條匹配性的試驗(yàn)。第89頁(yè)/共432頁(yè)第九十頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第90頁(yè)/共432頁(yè)第九十一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。（2）焊接按生產(chǎn)中的工藝焊接）焊接按生產(chǎn)中的工藝焊接4條約條約40mm長(zhǎng)的焊縫（長(zhǎng)的焊縫（3）計(jì)算裂紋率）計(jì)算裂紋率lF裂紋長(zhǎng)度之和；裂紋長(zhǎng)度之和；LF焊縫長(zhǎng)度之和。焊縫長(zhǎng)度之和。%100FFFLlC第91頁(yè)/共432頁(yè)第九十二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。1、用途：評(píng)定熱裂紋敏感性（美國(guó)焊接專(zhuān)家、用途：評(píng)定熱裂紋敏感性（美國(guó)焊接專(zhuān)家Savage1965年提出）年提出）2、試驗(yàn)方法：、試驗(yàn)方法： 縱

41、向可調(diào)拘束裂紋試驗(yàn)法縱向可調(diào)拘束裂紋試驗(yàn)法 橫向可調(diào)拘束裂紋試驗(yàn)法橫向可調(diào)拘束裂紋試驗(yàn)法第92頁(yè)/共432頁(yè)第九十三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第93頁(yè)/共432頁(yè)第九十四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。試驗(yàn)原理試驗(yàn)原理 改變模塊的改變模塊的R即可改變應(yīng)變量，而達(dá)到即可改變應(yīng)變量，而達(dá)到一定值時(shí)，就會(huì)在焊縫或熱影響區(qū)發(fā)生熱裂一定值時(shí)，就會(huì)在焊縫或熱影響區(qū)發(fā)生熱裂紋，隨著增加，裂紋的數(shù)目及長(zhǎng)度的總和也紋，隨著增加，裂紋的數(shù)目及長(zhǎng)度的總和也增加，從而獲得一定的規(guī)律。增加，從而獲得一定的規(guī)律。第94頁(yè)/共432頁(yè)第九十五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。1、插銷(xiāo)式消除應(yīng)力裂紋試驗(yàn)法、插銷(xiāo)式消除應(yīng)力

42、裂紋試驗(yàn)法2、H形拘束試驗(yàn)形拘束試驗(yàn)3、斜、斜Y形坡口消除應(yīng)力裂紋試驗(yàn)形坡口消除應(yīng)力裂紋試驗(yàn)第95頁(yè)/共432頁(yè)第九十六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。1)、Z向拉伸試驗(yàn)向拉伸試驗(yàn) 此法用于測(cè)定層狀撕裂敏感性。試棒拉伸破此法用于測(cè)定層狀撕裂敏感性。試棒拉伸破壞后，以壞后，以Z向斷面收縮率向斷面收縮率為層狀撕裂敏感性的為層狀撕裂敏感性的判據(jù)。判據(jù)。 1525%時(shí)，才能較好地抵抗層狀撕裂。時(shí)，才能較好地抵抗層狀撕裂。第96頁(yè)/共432頁(yè)第九十七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第97頁(yè)/共432頁(yè)第九十八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第98頁(yè)/共432頁(yè)第九十九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 此

43、法也是測(cè)試層狀撕裂敏感性的試驗(yàn)方法焊接順序此法也是測(cè)試層狀撕裂敏感性的試驗(yàn)方法焊接順序：先焊：先焊1、2兩條拘束焊縫，再焊兩條拘束焊縫，再焊3、4兩條試驗(yàn)焊縫。兩條試驗(yàn)焊縫。 計(jì)算裂紋率計(jì)算裂紋率lF裂紋長(zhǎng)度之和；裂紋長(zhǎng)度之和；LF焊縫長(zhǎng)度之和。焊縫長(zhǎng)度之和。%100FFFLlC第99頁(yè)/共432頁(yè)第一百頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。1、什么是焊接性、什么是焊接性? 包含哪幾個(gè)方面包含哪幾個(gè)方面?2、不同的焊接方法是如何影響材料焊接性的？、不同的焊接方法是如何影響材料焊接性的？3、小鐵研實(shí)驗(yàn)的條件是什么、小鐵研實(shí)驗(yàn)的條件是什么? 裂紋率如何測(cè)量與計(jì)算裂紋率如何測(cè)量與計(jì)算?4、插銷(xiāo)試驗(yàn)的目的是

44、什么？如何利用插銷(xiāo)試驗(yàn)確定預(yù)、插銷(xiāo)試驗(yàn)的目的是什么？如何利用插銷(xiāo)試驗(yàn)確定預(yù)熱溫度？熱溫度？5、產(chǎn)生層狀撕裂的主要原因是什么？如何用試驗(yàn)的方法確、產(chǎn)生層狀撕裂的主要原因是什么？如何用試驗(yàn)的方法確定材料層狀撕裂的敏感性？定材料層狀撕裂的敏感性？第100頁(yè)/共432頁(yè)第一百零一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。碳素鋼碳素鋼+合金元素合金元素=合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼綜合性能好（強(qiáng)度高、韌性、塑性和焊接性好）綜合性能好（強(qiáng)度高、韌性、塑性和焊接性好）應(yīng)用廣泛（壓力容器、工程機(jī)械、石油化工、橋梁、船舶等）應(yīng)用廣泛（壓力容器、工程機(jī)械、石油化工、橋梁、船舶等）第101頁(yè)/共432頁(yè)第一百零二頁(yè)，編輯于星期日：十

45、六點(diǎn) 三分。1 分類(lèi)和性能分類(lèi)和性能一、分類(lèi)一、分類(lèi) 按合金元素含量分類(lèi)：按合金元素含量分類(lèi)：合金鋼合金鋼低合金鋼：低合金鋼：合金元素總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)合金元素總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過(guò)5%中合金鋼：中合金鋼：合金元素總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為合金元素總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%-10%高合金鋼：高合金鋼：合金元素總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于合金元素總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于10%第102頁(yè)/共432頁(yè)第一百零三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。一、合金結(jié)構(gòu)鋼的分類(lèi)一、合金結(jié)構(gòu)鋼的分類(lèi) 凡是用做機(jī)械零件和各種工程結(jié)構(gòu)的鋼凡是用做機(jī)械零件和各種工程結(jié)構(gòu)的鋼材都稱(chēng)為材都稱(chēng)為結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼。 合金結(jié)構(gòu)鋼可分兩類(lèi)：合金結(jié)構(gòu)鋼可分兩類(lèi)： 1、強(qiáng)度用鋼、強(qiáng)度用

46、鋼 2、特殊用鋼、特殊用鋼第103頁(yè)/共432頁(yè)第一百零四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。強(qiáng)度用鋼強(qiáng)度用鋼 凡是屈服強(qiáng)度大于凡是屈服強(qiáng)度大于295MPa的強(qiáng)度用鋼均的強(qiáng)度用鋼均可稱(chēng)為可稱(chēng)為高強(qiáng)鋼高強(qiáng)鋼。 一般有熱軋鋼、正火鋼、低碳調(diào)質(zhì)鋼和中碳一般有熱軋鋼、正火鋼、低碳調(diào)質(zhì)鋼和中碳調(diào)質(zhì)鋼、微合金化鋼、焊接無(wú)裂紋鋼、抗層狀撕調(diào)質(zhì)鋼、微合金化鋼、焊接無(wú)裂紋鋼、抗層狀撕裂鋼和大線(xiàn)能量鋼。裂鋼和大線(xiàn)能量鋼。第104頁(yè)/共432頁(yè)第一百零五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。1. 熱軋及正火鋼熱軋及正火鋼 凡是屈服強(qiáng)度為凡是屈服強(qiáng)度為295490MPa的低合金高的低合金高強(qiáng)鋼，一般都在熱軋或正火狀態(tài)下供貨使用

47、強(qiáng)鋼，一般都在熱軋或正火狀態(tài)下供貨使用，故稱(chēng)，故稱(chēng)熱軋鋼及正火鋼熱軋鋼及正火鋼。是一種非熱處理強(qiáng)化。是一種非熱處理強(qiáng)化鋼。鋼。 CF鋼、鋼、Z向鋼、大線(xiàn)能量鋼、向鋼、大線(xiàn)能量鋼、TMCP鋼、鋼、UFG鋼。鋼。第105頁(yè)/共432頁(yè)第一百零六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 日本的日本的610U2，屬于低碳調(diào)質(zhì)鋼中的，屬于低碳調(diào)質(zhì)鋼中的焊接無(wú)焊接無(wú)裂紋鋼裂紋鋼(CF鋼鋼)，其特點(diǎn)是含碳量低，其特點(diǎn)是含碳量低 (0.09)、總碳、總碳當(dāng)量低當(dāng)量低(CEQ2=0.39%)、裂紋敏感系數(shù)低、裂紋敏感系數(shù)低(PCM0.19)。由于在鋼材生產(chǎn)過(guò)程中采用新技術(shù)，。由于在鋼材生產(chǎn)過(guò)程中采用新技術(shù)，如在線(xiàn)余熱淬

48、火等，在碳當(dāng)量不大情況下，增加其如在線(xiàn)余熱淬火等，在碳當(dāng)量不大情況下，增加其淬透性，并加入多種微量元素，所以能在保證高強(qiáng)淬透性，并加入多種微量元素，所以能在保證高強(qiáng)度的同時(shí)提高其塑性和韌性度的同時(shí)提高其塑性和韌性(-40時(shí)其時(shí)其AKv200J甚甚至達(dá)至達(dá)300以上以上)。第106頁(yè)/共432頁(yè)第一百零七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 Z向鋼向鋼是在某一等級(jí)結(jié)構(gòu)鋼（稱(chēng)為母級(jí)是在某一等級(jí)結(jié)構(gòu)鋼（稱(chēng)為母級(jí)鋼）的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)特殊冶煉、鎮(zhèn)靜處理和適鋼）的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)特殊冶煉、鎮(zhèn)靜處理和適當(dāng)熱處理的鋼材。厚度方向承受拉伸載荷而對(duì)當(dāng)熱處理的鋼材。厚度方向承受拉伸載荷而對(duì)厚度方向有性能要求的厚度不小于厚度方

49、向有性能要求的厚度不小于15mm的鋼的鋼材與扁鋼（簡(jiǎn)稱(chēng)材與扁鋼（簡(jiǎn)稱(chēng)Z向鋼向鋼）。）。第107頁(yè)/共432頁(yè)第一百零八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 Ti作為微合金元素提高鋼的大線(xiàn)能量焊接的作為微合金元素提高鋼的大線(xiàn)能量焊接的可焊性可焊性，這是由于，這是由于Ti的氮化物和氧化物在高溫的氮化物和氧化物在高溫下具有較好的穩(wěn)定性，下具有較好的穩(wěn)定性，Ti微合金鋼合金化的經(jīng)典微合金鋼合金化的經(jīng)典觀點(diǎn)是觀點(diǎn)是Ti和和N的含量應(yīng)保持在理想化學(xué)比附近。的含量應(yīng)保持在理想化學(xué)比附近。第108頁(yè)/共432頁(yè)第一百零九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 熱機(jī)械控制處理熱機(jī)械控制處理(TMCP:Thermo Mec

50、hanical Control Process，也稱(chēng)控軋控冷工藝，在日本被譯，也稱(chēng)控軋控冷工藝，在日本被譯為加工熱處理為加工熱處理)工藝。將工藝。將“控軋控軋”(CR: Controlled Rolling; 軋制溫度比普通軋制低軋制溫度比普通軋制低)技術(shù)與隨后的技術(shù)與隨后的“加速加速冷卻冷卻”(AcC: Accelerated Cooling，快于空冷，快于空冷)結(jié)合結(jié)合起來(lái)，在盡量減少合金元素添加的情況下，依靠起來(lái)，在盡量減少合金元素添加的情況下，依靠細(xì)化晶粒能得到正火或淬火、回火等熱處理不可細(xì)化晶粒能得到正火或淬火、回火等熱處理不可能得到的強(qiáng)度和低溫韌性，實(shí)現(xiàn)了非調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼能得到的強(qiáng)度和

51、低溫韌性，實(shí)現(xiàn)了非調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼的開(kāi)發(fā)。的開(kāi)發(fā)。第109頁(yè)/共432頁(yè)第一百一十頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 超細(xì)晶粒鋼超細(xì)晶粒鋼(Utrafine-Grained Steel，簡(jiǎn)稱(chēng)，簡(jiǎn)稱(chēng)UFG鋼鋼，目標(biāo)粒徑約，目標(biāo)粒徑約1m)作為作為21世紀(jì)的代表性先進(jìn)高性能金世紀(jì)的代表性先進(jìn)高性能金屬結(jié)構(gòu)材料，其強(qiáng)化思路具有鮮明的特點(diǎn)，即通過(guò)晶屬結(jié)構(gòu)材料，其強(qiáng)化思路具有鮮明的特點(diǎn)，即通過(guò)晶粒的超細(xì)化同時(shí)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)韌化，完全不同于傳統(tǒng)的以合粒的超細(xì)化同時(shí)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)韌化，完全不同于傳統(tǒng)的以合金元素添加及熱處理為主要手法的強(qiáng)化思路。其優(yōu)點(diǎn)金元素添加及熱處理為主要手法的強(qiáng)化思路。其優(yōu)點(diǎn)在于：能同時(shí)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)韌化；可盡量少用合

52、金元素降低在于：能同時(shí)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)韌化；可盡量少用合金元素降低碳當(dāng)量、改善焊接性，并利于循環(huán)利用以降低對(duì)環(huán)境碳當(dāng)量、改善焊接性，并利于循環(huán)利用以降低對(duì)環(huán)境的損害。的損害。第110頁(yè)/共432頁(yè)第一百一十一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。2. 低碳調(diào)質(zhì)鋼低碳調(diào)質(zhì)鋼 屈服強(qiáng)度為屈服強(qiáng)度為490980MPa，是熱處理強(qiáng)化，是熱處理強(qiáng)化鋼，一般都在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下供貨，含碳量小于鋼，一般都在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下供貨，含碳量小于0. 22。第111頁(yè)/共432頁(yè)第一百一十二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。3、中碳調(diào)質(zhì)鋼、中碳調(diào)質(zhì)鋼 屈服強(qiáng)度為屈服強(qiáng)度為8801176MPa以上，含碳量較以上，含碳量較高，約高，約0.5%。 這

53、類(lèi)鋼通常在退火狀態(tài)下焊接，然后再通過(guò)這類(lèi)鋼通常在退火狀態(tài)下焊接，然后再通過(guò)熱處理來(lái)達(dá)到需要的性能。熱處理來(lái)達(dá)到需要的性能。第112頁(yè)/共432頁(yè)第一百一十三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。特殊用鋼特殊用鋼1、珠光體耐熱鋼、珠光體耐熱鋼 具有較好的高溫強(qiáng)度和高溫抗氧化的特具有較好的高溫強(qiáng)度和高溫抗氧化的特性。用于工作溫度為性。用于工作溫度為500600的高溫設(shè)備等的高溫設(shè)備等。合金化主要元素是：。合金化主要元素是：Cr、Mo為基礎(chǔ)，再加為基礎(chǔ)，再加V、W、Nb和和B等合金元素。焊后進(jìn)行高溫回火處等合金元素。焊后進(jìn)行高溫回火處理。理。第113頁(yè)/共432頁(yè)第一百一十四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分

54、。2、低溫鋼、低溫鋼 具有非常好的低溫韌性。用于各種低溫裝具有非常好的低溫韌性。用于各種低溫裝置置( -40-196)。 合金化主要元素是：合金化主要元素是： Ni元素。元素。3、低合金耐蝕鋼、低合金耐蝕鋼第114頁(yè)/共432頁(yè)第一百一十五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。1、化學(xué)成分、化學(xué)成分低碳鋼：低碳鋼：C：0.10%-0.25%，提高強(qiáng)度，但，提高強(qiáng)度，但引起淬硬和裂紋，應(yīng)在保證強(qiáng)度的條件下引起淬硬和裂紋，應(yīng)在保證強(qiáng)度的條件下，越少越好。，越少越好。Si：0.3 ；Mn：0.5%-0.8%。P、S含量要低。含量要低。 合金化元素：合金化元素：Mn、Si、Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、C

55、u等。等。第115頁(yè)/共432頁(yè)第一百一十六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。VNiMnTiCoCrSiwwwwwwwA3105365287201Ni組元素：組元素：Ni、Mn、 Co；Cr組元素：組元素：Cr、Si、P、A1、Ti、V、Mo、W。N：作用與作用與C相似，擴(kuò)大相似，擴(kuò)大A區(qū)。與其他合金元素形成穩(wěn)定的氮化物區(qū)。與其他合金元素形成穩(wěn)定的氮化物，這些氮化物往往以彌散的微粒分布，從而細(xì)化晶粒，提高鋼，這些氮化物往往以彌散的微粒分布，從而細(xì)化晶粒，提高鋼的屈服點(diǎn)和抗脆斷能力。為了充分發(fā)揮氮作為合金元素的作用的屈服點(diǎn)和抗脆斷能力。為了充分發(fā)揮氮作為合金元素的作用，鋼中必須同時(shí)加入，鋼中必須同

56、時(shí)加入Al、V和和Ti等氮化物形成元素。等氮化物形成元素。C：為了保證良好的綜合性能和焊接性，要求鋼中碳的質(zhì)量分為了保證良好的綜合性能和焊接性，要求鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于數(shù)不大于0.22%（實(shí)際上碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在（實(shí)際上碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在0.18%以下）。以下）。 此外，添加一些合金元素，如此外，添加一些合金元素，如Mn、Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Cu等，主要是為了提高鋼的淬透性和馬氏體的回火穩(wěn)定性。等，主要是為了提高鋼的淬透性和馬氏體的回火穩(wěn)定性。第116頁(yè)/共432頁(yè)第一百一十七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。PTiVCuNiCrSiMnCswwwwwwwww5407553537844

57、5455822741225230hPTiVCuNiCrSiMnCbwwwwwwwww450529314563373907868623054 . 121h第117頁(yè)/共432頁(yè)第一百一十八頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。2、力學(xué)性能、力學(xué)性能 屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比第118頁(yè)/共432頁(yè)第一百一十九頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。3、顯微組織、顯微組織第119頁(yè)/共432頁(yè)第一百二十頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第120頁(yè)/共432頁(yè)第一百二十一頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。一、熱軋、正火鋼的成分及性能一、熱軋、正火鋼的成分及性能熱軋鋼：熱軋鋼：強(qiáng)化機(jī)理：固溶強(qiáng)化強(qiáng)化機(jī)理：固溶強(qiáng)化 屈服強(qiáng)度：屈服強(qiáng)度

58、：295390MPa級(jí)級(jí) 合金系：合金系：C-Mn或或Mn-Si系系 主合金化元素：主合金化元素： Mn、Mn-Si 輔合金化元素：輔合金化元素：V、Nb代替部分代替部分Mn 典型鋼種：典型鋼種：Q345(16Mn)第121頁(yè)/共432頁(yè)第一百二十二頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。正火鋼：正火鋼：強(qiáng)化機(jī)理：強(qiáng)化機(jī)理：固溶強(qiáng)化沉淀強(qiáng)化或細(xì)晶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化沉淀強(qiáng)化或細(xì)晶強(qiáng)化屈服強(qiáng)度：屈服強(qiáng)度：為為390490MPa合金系：合金系：C-Mn或或Mn-Si ( V、Nb、Ti、Mo ) 系系主合金化元素：主合金化元素： Mn、Mn-Si輔合金化元素：輔合金化元素：V、Nb、Ti、Mo (碳化物碳化物,氮

59、化物元素氮化物元素) 熱處理狀態(tài)：熱處理狀態(tài)：正火，充分發(fā)揮碳化物形成元素的作用正火，充分發(fā)揮碳化物形成元素的作用典型鋼種：典型鋼種：15MnVN第122頁(yè)/共432頁(yè)第一百二十三頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 正火狀態(tài)下使用鋼正火狀態(tài)下使用鋼 除除15MnTi外，主要是外，主要是V、Nb鋼。鋼。15MnV、15MnVN。 正火回火狀態(tài)使用的含正火回火狀態(tài)使用的含Mo鋼鋼 18MnMoNb，第123頁(yè)/共432頁(yè)第一百二十四頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。 微合金化控軋鋼微合金化控軋鋼 采用微合金化采用微合金化(加入微量加入微量Nb、V、Ti) 和控制軋制和控制軋制技術(shù)達(dá)到細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化

60、相結(jié)合的效果，同時(shí)從技術(shù)達(dá)到細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化相結(jié)合的效果，同時(shí)從冶煉冶煉工藝上采取了降冶煉冶煉工藝上采取了降C降降S，改變夾雜物形態(tài)，改變夾雜物形態(tài)，提高鋼的純度等措施，使鋼具有均勻的細(xì)晶粒等軸提高鋼的純度等措施，使鋼具有均勻的細(xì)晶粒等軸鐵素體基體。鐵素體基體。X70、X80。 X70除加微量除加微量Nb、V、Ti 外，還加入外，還加入Ni、Cr、Cu、Mo。第124頁(yè)/共432頁(yè)第一百二十五頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第125頁(yè)/共432頁(yè)第一百二十六頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。第126頁(yè)/共432頁(yè)第一百二十七頁(yè)，編輯于星期日：十六點(diǎn) 三分。二、熱軋、正火鋼的焊接性分析二、熱軋、