焊接接头的组织与性能.ppt

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 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 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 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 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