焊接接头的组织与性能

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,焊接接头的组织与性能,3,焊接方法的分类,(,按焊接过程特点,),压 力 焊,摩擦焊,超声波焊,爆炸焊,扩散焊,高频焊,钎 焊,软钎焊,硬钎焊,熔化焊,电弧焊,电渣焊,等离子弧焊,电子束焊,激光焊,手弧焊,气体保护焊,埋弧焊,电阻焊,3.1,熔化焊,:,熔焊是指焊接过程中将工件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。是最基本的焊接方法，在焊接生产中占主导地位，常见的熔焊方法有气焊、电弧焊、电渣焊等。,3.2,压力焊：,压焊是指焊接过程中对工件施加压力（加热或不加热）完成焊接的方法。压焊只适用于塑性较好的金属材料的焊接，常见的压焊方法有电阻焊、摩擦焊等。,3.3,钎焊,钎焊是将比母材（被焊接的材料的总称）熔点低的填充金属（钎料）熔化之后填充工件接头间隙，并与固态母材相互扩散实现连接的焊接方法，常见的钎焊方法有软钎焊和硬钎焊。,3,焊接方法的分类,(,按焊接过程特点,),一、,熔焊的冶金特点,1.,定义：利用焊接热源将被焊金属的连接处局部,加热,到,熔化,状态，通过,冷却结晶,过程把被焊金属连接起来。,2.,冶金特点：,1,）焊接热源和熔池温度高,使金属元素蒸发、烧损严重，同时气体分解为原子状态，物理化学反应剧烈；,空气中的氧、氮,;,空气中的水汽；,工件表面的锈、油和水,焊缝中气体含量增多，产生气孔等缺陷，降低焊缝的性能。,2,）熔池体积小，冷却速度快，导致化学成分不均匀,易形成气孔、夹渣等缺陷，甚至产生裂纹。,为保证焊缝的质量，焊接过程中通常采取以下措施：,清除已进入熔池的有害元素，增加合金元素。,对焊接熔池进行冶金处理。,如：通过焊条药皮加合金元素，进行脱氧、去氢、去硫、渗合金等，调整焊缝的化学成分。,减少有害元素进入熔池,在焊接过程中对熔化金属进行保护，使之与空气隔开。如：采用焊条药皮、埋弧焊焊剂、气体保护焊的保护,气体等使熔池同空气隔绝；,焊接前清理坡口处的锈、油、水；烘干焊条等。,二、焊接接头金属组织与性能的变化,1,、焊接工件上温度的变化与分布,1),距焊缝中心不同，受热最高温度不同。,2),各点到达最高温度的时间不同,。,3),各点均经过冷,-,热,冷，相当于受到一次不同规范的热处理。因此，必然有相应的组织和性能的变化。,焊接热循环,低碳钢焊接接头组织变化示意图,2,、焊接接头包括焊缝、熔合区和焊接热影响区。,二、焊接接头金属组织与性能的变化,2.1,焊缝金属：由熔池冷却凝固后形成,以低碳钢为例,1,、焊缝的结晶侧壁伸向中心，各个方向冷速不同，形成柱状的铸态组织，由,F + P,（少量）,组成。,2,、焊接时，熔池金属受到电弧吹力，干扰柱状晶连续成长，柱状晶呈倾斜状且有所细化，加之掺合金作用，焊缝金属中,Si,、,Mn,均,母材。,焊缝金属成分、强度不低于母材,但易产生裂纹。,2.2,熔合区及焊接热影响区 “,HAZ”, 焊接热影响区：焊缝两侧因焊接热作用而发生组,织和性能变化的区域，称为焊接,热影响区。亦称“近缝区”。,受到,不同规范的,热处理,熔合区,过热区,正火区,部分,相变区,热影响区,组织,性能最差,比淬火组织,脆性还大,正火处理,晶粒细化,晶粒大小,不均匀, 熔合区：焊接加热时，该区的温度处于固相线,和液相线之间，金属处于半熔化状态。,组织：未熔化但因过热,而长大的粗晶组,织和（部分新结,晶的）铸态组织。,熔合区,又称半熔化区，是焊,缝与母材的交界区。,特点：该区很窄，组织不均匀，强度下降，塑性很,差，是产生裂纹及局部脆断的发源地。,加热温度：,1490,1530,焊接热影响区：过热区,特点：宽度为,1,3mm,，,塑性和韧性下降。,焊接刚度大的结构时，该区易产生裂纹。,紧靠熔合区；,加热温度：,1100,1490,（,1100,固相线）,组织：,粗大的过热组织。,特点：宽度约,1.2,4.0mm,，,力学性能优于母材。,正火区：紧靠着过热区；,焊接热影响区：正火区,加热温度：,850,1100,（,AC1,至,AC3,以上,100-200,）,组织：加热时金属发生重结,晶，冷却后得到均匀,细小的铁素体和珠光,体组织（近似于正火,组织,),。,加热温度：,AC1,AC3,之间,特点：部分组织发生相变，晶粒不均匀，力学性能,比正火区稍差。,组织：,F+P,（,F,粗、细不均）,发生相变的,F,，变细小；,未相变的,F,，不变,焊接热影响区：部分相变区,焊接热影响区的大小和组织、性能变化的程度，,取决于,焊接方法、焊接参数、接头形式以及焊后冷却速度等。,同一种焊接方法采用不同焊接参数时，热影响区的大小也是不相同的。采用小电流快速焊可减小热影响区。,表：不同焊接方法焊接低碳钢热影响区的平均尺寸,2.3,提高焊接接头质量的措施,（,1,） 合理的选用焊接方法和焊接规范来减少热影响,区的影响,;,焊接方法：优先采用手工电弧焊、气保焊、埋弧焊,等，少用气焊和电渣焊等；,焊接规范：小直径焊条（或焊丝）、小电流、快速,焊、多层焊等。,（,2,） 焊前预热、焊后热处理来细化晶粒，清除硬化,组织,（,3,） 加强对焊缝金属的保护。,