资源描述
1、焊接接头由焊接区和部分母材组成，其中对结构可靠性起决定作用的是焊接区。焊接区包括焊缝金属、熔合区和热影响区三部分。2、因为在焊接过程或使用中，焊接区要发生许多有别于母材的变化。除组织和性能变化外，还存在焊接缺陷，焊接残余应力和应力集中等不利因素。3、缝金属：焊缝金属由熔化的母材和填充材料组成。焊接时，焊缝金属由高温液态冷却至常温固态，要经过从液相转为固相的一次结晶过程和在固相焊缝金属中进行的同素异构转变的二次结晶过程。4、缝金属具有如下特点：存在铸造缺陷焊缝中的夹杂焊缝中的偏析焊缝中的杂质元素硫和磷焊缝金属的力学性能5、热影响区过热区（粗晶粒区） 过热区的温度范围是处在固相线以下至1100左右。当加热到1100以上时，奥氏体晶粒即开始剧烈长大，尤其在1300以上，晶粒十分粗大，冷却后即获得晶粒粗大的过热组织。晶粒度都在12级左右。在气焊和电渣焊的情况下，甚至会得到“魏氏组织”。魏氏组织是一种过热组织，其特点为铁素体沿晶界分布，并呈针状插入珠光体内，使钢的塑性和韧性都大大降低（通常要降低2030%）。因此，焊接刚度较大的结构时，常在过热区发生裂纹。正火区 又称细晶区或相变重结晶区，对于低碳钢该区约为9001100。加热到该温度区域时，铁素体和珠光体全部变成奥氏体，由于晶粒来及长大，故冷却后得到均匀、细小的铁素体和珠光体，相当于正火热处理。该区强度高，塑性、韧性也好，一般认为是焊接接头中综合机械性能最好的区域。部分相变区 在AC1AC3之间，又称不完全重结晶区。加热时母材中的珠光体和部分铁素体转变成细小的奥氏体，但有部分铁素体不发生转变，在高温下其晶粒变得粗大。冷却后，细小的奥氏体转变成细珠光体和铁素体，加上未转变而晶粒变粗大的铁素体，该区晶粒大小极不均匀，所以机械性能不好，强度有所下降。再结晶区 只有焊前经冷塑性变形加工而发生加工硬化的焊件才存在。焊接时破碎的晶粒加热到400AC1之间发生再结晶，晶粒复原、强度稍有下降、塑性回升，性能略有改善，总的来说该区域的机械性能变化不大。6、接接头中的裂纹1）焊接热裂纹2） 焊接冷裂纹3） 再热裂纹4 ） 层状撕裂7、焊接变形纵向收缩引起的构件纵向弯曲变形。横纵向收缩引起的构件纵向弯曲形横向收缩引起的角变形或挠曲变形8、采取适当的工艺措施正确地选择焊接方法和焊接规范 反变形法刚性固定法正确地确定装配焊接次序9、断裂的性质和产生原因，焊接结构主要有延性断裂、脆性断裂、疲劳断裂和应力腐蚀断裂等形态。10、变形的矫正如果采取了各种措施后仍然存在超标焊接变形，就必须进行矫正。常用的方法是机械压力来矫正和火焰加热矫正法。11、焊接方法：1）手工电弧焊2） 埋弧自动焊3）气体保护焊4）电渣焊12、常见的焊接缺陷有咬边、凹陷、焊瘤、气孔、夹渣、裂纹、未焊透、未熔合等。通常按缺陷在焊缝中的位置不同，分为外部缺陷和内部缺陷两大类。外部缺陷有表面裂纹、表面气孔、咬边、凹陷、满溢、焊瘤、孤坑等，这些缺陷主要与焊接工艺和操作技术水平有关。还有些是外观形状和尺寸不合要求的外部缺陷，如错边、角变形和余高过高等。内部缺陷常见的有各种裂纹、未熔合、未焊透、气孔、夹渣和夹钨等12、特别提出的是，目前超声波还不能用于奥氏体不锈钢铸件与焊缝，以及黄铜和镍基合金的探伤。这首先是因为这类材料的铸态晶粒粗大，晶粒间易产生反射杂波；同时声波在粗晶界传播衰减大，以至难以把缺陷波与杂波分辩出来。13、体不锈钢具有较好的综合力学性能，便于压力加工和焊接，焊接中无淬硬和冷裂现象。与其它类型钢相比，奥氏体不锈钢还具有下列特点，焊接时应予注意：1）电阻率高，约为碳钢的5倍，故焊条易发红；2）导热系数小，仅为碳钢的1/3。3）线胀系数大，轻碳钢大40%以上，故焊接时易变形。14、常采用的晶界腐蚀控制措施有：1）减少含碳量2）加入强碳化物形成元素3）采用小线能量焊接4）进行热处理15、焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体等。16、过程设备制造中最常用的焊接材料为手工电弧焊焊条、自动焊焊丝及焊剂。17、氢对焊缝金属的不利影响如下：形成气孔形成白点引起氢脆性形成冷裂纹 由于氢的上述有害作用，应当尽量减少焊缝金属中的含氢量。控制氢的主要措施是：限制焊缝金属中的含氢量。除了通过烘陪去掉焊条、焊剂中吸附的水分外，在制造焊接材料过程中，应尽量排除各种原材料中的结晶水。清除焊件及焊丝表面的杂质。在焊接材料中加入氟化钙等物质，使之与氢生成不溶于钢液的稳定化合物氟化氢，以降低焊缝中含氢量。采用合理的焊接规范。焊后进行消氢处理。 焊条的储存方法：18、焊条必须分类、分牌号存放,避兔混乱。 2)焊条必须存放在通风良好、干燥的地方。3)焊条需垫高0.3米以上分别堆放,保证上下左右通风。4)焊条堆放距墙应大于0.3米,以兔受潮变质。5)低氢型焊条最好存放在专用仓库,库内保持一定的温度和湿度。19、焊剂的作用保证电弧稳定燃烧。 保证焊缝金属得到所需的化学成分和性能。保证有较强的抗气孔能力，对铁锈，油污，水分等引起气孔的敏感性小。焊接时放出的有害气体少。焊剂熔化后粘度，流动性适中，能获得良好的焊缝成型。焊剂应有一定的颗粒度和强度，以便多次使用。20、药皮的作用：1）保护2）稳弧3）脱氧4）渗金属5）提高生产力（必考）21、热影响区：过热相晶去2）正火区3）粗细晶区4）再结晶区5）兰脆区22焊接区：包括焊缝金属，熔化区和热影响区。23、焊缝区：焊缝及其邻近的区域。23、熔融区：焊接接头焊接向母材热影响区过度的区域。24、热影响区：焊接过程中受焊接热循环作用，组织和性能发生变化的木材区域。25、焊接接头：由焊接区及部分母材组成。26、工件接负级反接，工件加热较多。27、按照热处理状态，普通低合金钢分为热轧、正火和调质钢三类。普低钢焊接中可能出现的问题，归纳起来主要有以下几点：焊缝金属中的热裂纹 普低钢由于含碳量低，且都含有对防热裂纹有利的Mn，故这类钢的热裂倾向均较小，一般不会产生热裂纹。粗晶区脆化 在热影响区被加热至1100以上的粗晶区，是焊接接头的薄弱区。尤其在焊接线能量过大时，粗晶区将因晶粒过余粗大或出现魏氏组织等而韧性降低；若焊接线能量过小，粗品区中的马氏体比例增大也会使韧性降低，对于含碳量较高的热轧钢尤其明显。冷裂纹 主要产生于热影响区，在碳当量高和板厚大时，冷裂纹倾向也大。此时需要采取降低扩散氢含量、预热和后热等措施防止冷裂纹的产生。再热裂纹 16MnR等热轧钢无再热裂纹倾向，但其它含Mo、V、Nb、Ti等元素的正火或调质钢，则有再热裂纹倾向。其中V的影响最大，同时含V、Mo时更为严重。这类钢在焊后热处理时应避开在再热裂纹敏感温度范围内加热。普低钢的焊接工艺要点手工电弧焊、埋弧自动焊、CO2气体保护焊和电渣焊等均适用于普低钢的焊接。其中电渣焊，适用于热轧或正火钢30mm以上厚板焊接，且焊后必须进行正火处理，以细化晶粒，提高性能。焊条按等强度原则选择，大多使用碱性低氢焊条并充分烘干，焊前将坡口清理干净，采用短弧焊。目的在于减少氢的来源。采取适当的焊接规范以控制焊接冷却速度。既要防止因焊接规范过小，冷却速度大，增加热影响区淬硬的倾向；也要防止因焊接规范过大，冷却速度缓慢，使高温停留时间过长，晶粒严重长大。因此，对于有过热倾向而又有一定淬硬性的钢，可以用线能量小的规范，以减少高温停留时间，同时采用预热来减少过热区的淬硬性。焊前预热和焊后低温消氢处理相配合，防止强度级别较高的低合金钢产生冷裂纹。尽量减小结构的刚性和装配应力。禁止强力组装，并采用合理的焊接顺序。15MnVNR、18MnMbNbR等较高强度正火钢，焊后必须进行消除应力热处理，以减小焊接缝残余应力和改善组织。而其它钢种是否需焊后热处理，可按图样要求确定。正火和调质钢均存在热影响区淬硬和冷裂倾向，但二者在工艺措施上却有所不同；正火钢采用的线能量较大，预热温度较高；而调质钢采用的线能量和预热温度均相对较低，目的是保证调质钢具有足够的冷却速度，以便形成低碳马氏体。另外，调质钢的焊后热处理温度必须低于调质时的回火温度。28、按照组织，耐热钢可分为珠光体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢和奥氏体耐热钢等。这类钢除具有较好的抗氧化性和热强性外，还具有良好的抗硫和抗氢腐蚀性能。1）珠光体耐热钢的焊接性低合金珠光体耐热钢，通常以正火态供货和使用，其焊接性类似于普低钢中的低碳调质钢。焊接中主要存在淬硬、冷裂、再热裂和回火软区化等问题，其焊接性较差。热影响区熔合线附近的淬硬、冷裂和AC1附近的软化这类钢中均含有Cr、M0等提高淬硬性的元素，尤其M0的作用比Cr大50倍。再热裂纹 这类钢中的主添加元素Cr和M0，均为再热裂纹敏感性元素，V对再热裂纹更敏感。回火脆性 Cr-M0耐热钢在350500温度下长期运行，其焊接接头会产生回火脆性。2）珠光体耐热钢的焊接工艺要点焊前准备 采用热切割制备坡口，板厚大于15mm时应进行不低于150的预热，以防淬硬或冷裂。切割后表面应进行磁粉探伤，发现裂纹应打磨除掉。以150400的较高温度进行预热，焊后应适当保温缓吟，点焊处亦应预热150以上。焊后进行680760回火热处理，以消除应力、降低淬硬区硬度。手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊和电渣焊均可采用。但以埋弧焊和手工电弧焊应用最多。按等成分原则选用焊条，以保证耐热性能。其焊条一般均为抗裂性好的低氢型焊条。在补焊或焊后不能进行热处理时，可以选用奥氏体钢焊条，以防冷裂产生和提高塑性与韧性。但使用奥氏体钢焊条，要注意在长期高温下会存在碳的迁移和相脆脆性问题。
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