焊接冶金学-材料焊接性

焊接冶金学-材料焊接性名词解释：;1、焊接性：焊接;性是指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。2、碳当量：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，作为粗略评定钢材料冷裂纹倾向的参数指 标。;3、焊接性的间;接评定：碳当量法；焊接冷裂纹敏感性指数法；消除应力裂纹敏感性指数法；热裂纹敏感性 指数;法；层;状撕裂敏感性指数法；焊接热影响区最高硬度法。第三;章 合金结构钢的焊接1、热;轧钢HA;Z过热区脆化原因： ;采用过;大的焊接热输入，粗晶区将因晶粒长大或出现魏氏组织而降低韧性；采用过小的焊接热输入，粗晶区 中的马;氏体组;织所占的比例增大而降低韧性。2、正火;钢HA;Z过热区脆化原因：1;、晶粒;长大2、沉淀相Ti和Vc发生高温溶解，溶入奥氏体基体，在冷却过程中来不及析出，保留在铁集体 内，使其;变脆;。过热区脆化与魏氏组织无关；采用过大的焊接输入，导致晶粒粗大，主要是1200 高温下其沉淀强 化作用的碳;化物;和氮化物质点分解并溶于奥氏体，在随后的冷却过程中来不及析出而固溶在基体中， Nb 等推迟铁 素体的产生， ;上贝;氏体的产生，上贝氏体增多，导致韧性下降；采用过小的焊接热输入，冷却速度加快，淬硬组织 马氏体增多，导致;韧性下降。3、分析热;轧;钢和正火钢的强化方式及主要强化元素有何不同，二者焊接性有何差异，在制定工艺时应注意什么？ 答：（1）强化;方式：热轧钢用Mn、Si等合金元素固溶强化，加入V、Nb以细化晶粒和沉淀强化；正火钢在固溶强化 的基础上加;入一些碳、氮化合物形成元素C、V、Nb、Ti、Mo进行沉淀强化和晶粒细化。裂纹-热轧钢对冷、热 裂纹都不敏;感，不出现再热裂纹，出现层状撕裂；正火钢冷裂纹倾向大于热轧钢，对热裂纹不敏感出现再热裂纹和 层状撕裂。；热影响区性能变化：热轧钢脆化、晶粒粗大和粗晶脆化；正火钢粗晶脆化和组织脆化。制定工艺时 应注意：热;轧钢线能量需要适中，正火钢应选较小线能量。4、低碳和中;碳调质都属于调质钢，他们的焊接热影响区脆化机制是否相同？为什么低碳在调质状态下焊接可以保 证焊接质量， ;而;中碳一班要焊后调质处理？答：低碳和;中;碳调质的焊接热影响区脆化机制不同。低碳调质钢脆化机制：晶粒粗大M-A+B导致冷却速度加快； 中碳调质钢;脆;化机制：含碳量高，合金元素较多，有相当大的淬硬倾向，生成大量高碳M,增加脆化；采用大的热 输入，使得奥;氏体冷却速度增加，产生高碳M,增加脆化，低碳调质钢可以自回火，因为它含碳量低，只要加热温 度超过它的;回;火温度，性能会发生变化。中碳含碳量高，冷裂和脆化严重，则必须用小的热输入进行焊接，且需焊 后处理。 ;5、比较Q;345、T-1、2.25Cr-1Mo、30CrMnSiA的冷裂、热裂、和消除应力裂纹的倾向？答：30CrMnSiA冷裂纹最大、消除应力裂纹2.25Cr-1Mo最大，30CrMnSiA较大、热裂纹最大的是第四章 不锈钢及耐热钢的焊接1、奥氏体不锈钢焊接性：答：（1）热裂纹：Ni含量高，倾向增大。防止措施：严格控制S、P含量调整焊缝金属组织和合金成分采用小 线能量及小截面焊道。接头脆化：防止措施-严格控制焊缝中铁素体含量多层焊时采用较小线能量。晶间腐蚀：防止措施-尽量降低母材及焊缝中含碳量采用热量采集中的焊接方法在钢中添加稳定元素 Ti、Nb等在钢及焊缝中加铁素体形成元素。应力腐蚀开裂：防止措施-焊后消除或减少焊接残余应力选用奥氏体-铁素体双相组织的母材或焊接材料采用高Ni的镍铬不锈钢焊条。常采用手工电弧焊，无极氩弧焊，熔化极富氩混合气体保护焊2、熔合区“刀蚀”产生的原因及防止措施：答：刀状腐蚀简称刀腐熔合区“刀蚀”产生的原因：只发生在含有Ti、Nb等稳定性化元素的奥氏体不锈钢焊接 接；腐蚀部位沿熔合线发展，处于HAZ过热区由于温度高，形状如刀削切口；高温过热和中温敏化导致焊接接 头产生刀状腐蚀；防止措施：降低母材的含碳量；采用合理的焊接工艺：小线能量、尽量避免与腐蚀介质接触中过热区再 次受到熔化加热、焊后矫正、对腐蚀性能要求高的焊件，进行焊后的稳定化处理或固溶处理。3、18-8奥氏体不锈钢焊接接头区域的那些部位可能产生晶间腐蚀，是由于什么原因造成的？如何防止？ 答：产生部位：HAZ敏化区、焊缝区、熔合区造成原因：450-850,由于其中含有C和Cr生成Cr23C6, C和Cr都扩散，但是C比Cr扩散的更快，若冷却 速度快，铬碳化合物就不会析出，则形成“晶间贫铬”。防止措施：固溶强化、稳定化处理。4、奥氏体钢焊接时为什么常采用“超合金化”焊接材料？ 答：奥氏体钢容易发生点蚀和晶间腐蚀，而焊接时的“超合金化”是防止这种腐蚀的重要措施。奥氏体不锈钢由于 Cr的存在使钝化层局部破坏，或由于耐点蚀成分Cr和Mo的偏析会形成点蚀，并常成为应力腐蚀的热源，在其中加 入Cr、Mo、Ni等元素，Cr可以稳定氧化膜，阻止Cl入侵活性点，Mo、Ni可减少Cr、Mo的负偏析，防止点蚀， 奥氏体不锈钢由于“晶间贫铬”而出现晶间腐蚀，通过适当的提高铁素体含量，同时降低奥氏体含量，以获得有一 定5相的双相不锈钢，5相弥散分布且Cr在5相均匀化，而不致形成贫铬。第五章 有色金属的焊接1、铝合金焊接热裂纹产生的原因：低熔点共晶的存在铝合金的线膨胀系数逼钢约大于1 倍，在拘束条件下焊接时易 产生较大的焊接应力，铝合金焊接过程中无相变，柱状晶粗大，容易产生偏析。2、铝合金及铝的焊接焊缝中的气孔产生原因及防止措施：氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因，氢的来源是 弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分，其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分对焊缝气孔的产生有 重要的影响。铝本身的物理性质造成的，焊接方法，表面状态；防止措施：减少氢的来源，控制焊接参数。3、纯铜焊缝对氢气孔的敏感性比低碳钢焊缝高得多，原因如下：铜的热导率比低碳钢高7倍多，结晶过程快，氢不易析出；平衡状态下，铜的最高溶解度与熔点溶解度相差很 大，其溶解度随温度增加而增加，对铜来说，氢的过饱和程度比铁严重；防止措施：减小氧氢的来源，对熔池进行 脱氧，加强脱氧时反应剧烈，有利于气体的排出。4、扩散气孔：由氢气引起的气孔。反应气孔：通过冶金反应生成的气体引起的气孔，主要是水蒸气和CO2不溶于铜。5、铜的热裂纹产生原因及防止措施？答：产生原因：（1）低熔点共晶物的产生；纯铜的导热性能强，易产生粗大晶粒；纯铜及黄铜的收缩率及线膨胀 系数较大，焊接应力大，易产生裂纹；防止措施：（1）严格限制铜中的杂质含量；增强对焊缝的脱氧能力，通过焊 丝加入Mn、Si、C、P等合金元素；选用能获得双向组织的焊丝，使焊缝晶粒细化，使以共晶物分散、不连续。 第六章 铸铁焊接1、同质焊缝（铸铁型）电弧热焊：将铸铁预热到600 C-700 C，然后在塑性状态下进行焊接，焊接温度不低于400 C,为防止焊接过程中开裂，焊后立即进行消除应力处理及缓冷。特点：大电流、大直径、连续焊、造型、缓冷、慢速焊。2、异质焊缝（非铸铁型）电弧冷焊：不预热处理焊接特点：小电流、小直径、断续焊、焊后锤击、短段焊、分散焊。