材料焊接性知识点整理教学文案
材料焊接性复习
第二章焊接性及其试验评定
1.焊接性概念：
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。
焊接性包括两个方面的含义：一是结合性能，即在给定的焊接工艺条件下对形成焊接缺陷的敏感性；二是使用性能，指一定的材料在规定的焊接工艺条件下所形成焊接接头适应使用性能的要求。
焊接性影响因素：1）材料因素：焊材、母材；2）工艺因素：焊接方法、焊接工艺；3）结构因素：结构形式、接头形式；4）使用因素：工况环境、负载等条件、要求。
2.焊接性分析方法：
焊接性试验方法：（1）直接试验法；（2）间接分析法——1）根据金属的特性——a)利用化学成分分析（Ceq）、b)利用CCT图或SHCCT图分析；2）根据工艺条件
3.碳当量法：
钢材的化学成分对焊接热影响区的淬硬及冷裂倾向有直接影响。碳是各元素中对冷裂敏感性影响最显著的，因而人们就将各种元素都按相当与若干含碳量折
），用来估计冷裂倾向的大小。
合叠加起来求得所谓碳当量（CE或C
eq
焊接性与碳当量的关系
不同条件下的预热要求（参见课本第23页表2-6）
4.焊接性试验：
（1）焊接性试验的内容：
1）焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力；
2）焊缝及热影响区金属抵抗产生冷裂纹的能力；
3）焊接接头金属抵抗脆性转变能力；
4）焊接接头的使用能力。
（2）斜Y坡口对接裂纹试验（小铁研试验）
斜Y坡口对接裂纹试验主要用于评价打底焊缝及其热影响区冷裂纹倾向。试验焊缝只有一道，目的是鉴定第一层焊道根部裂纹敏感性。
试验焊缝两端都不得与拘束焊缝相连，应各相距2－3mm。熔敷焊缝试验以后，至少放置24小时，然后进行裂纹检验。
（3）插销试验：
插销试验是一种简便又省材料的试验方法,主要用于考核材料的氢致延迟裂纹敏感性。
当加载试棒时，插销可能在载荷持续时间内发生断裂，记下承载时间。在不预热条件下，载荷保持16h而试棒未断裂即可卸载。预热条件下，载荷保持至少24h才可卸载。可用金相或氧化等方法检测缺口根部是否存在断裂。
经多次改变载荷，可求出在试验条件下不出现断裂的临界应力σcr，根据临界应力σcr的大小可相对比较材料抵抗产生冷裂纹的能力。
（4）压板对接（FISCO）焊接裂纹试验法：
此法主要用于评定热裂纹敏感性，也可以做钢材与焊条匹配性的试验。
（5）可调拘束裂纹试验法
1）用途：评定热裂纹敏感性；
2）试验方法：
纵向可调拘束裂纹试验法
横向可调拘束裂纹试验法
试验原理：
改变模块的R即可改变应变量，而达到一定值时，就会在焊缝或热影响区发生热裂纹，随着增加，裂纹的数目及长度的总和也增加，从而获得一定的规律。
（6）拉伸拘束裂纹试验（TRC）
基本原理是模拟焊接接头承受的平均拘束应力，主要评定冷裂纹敏感性。
（7）刚性拘束裂纹试验（RRC）
基本原理是模拟焊接接头承受外部拘束，由于接头冷却时金属收缩所产生的应力而引起裂纹。可以用作评价冷裂纹敏感性的尺度。此试验比TRC试验的恒载拉伸更接近实际焊接情况。
（8）刚性固定对接裂纹试验（巴东试验）
此法主要用于测定焊缝的冷裂纹和热裂纹倾向，但也可以测定热影响区的冷裂纹倾向。
（9）窗形拘束裂纹试验
此法主要用于测定多层焊时焊缝横向冷裂纹及热裂纹的敏感性。焊后放置24小时再检查，一般以有无裂纹为准，也可以裂纹率为相对比较。
（10）Z向拉伸试验
此法用于测定层状撕裂敏感性。试棒拉伸破坏后，以Z向断面收缩率为层状
??
撕裂敏感性的判据。 <5~8%时层状撕裂敏感性严重； >15~25%时，才能较好地抵抗层状撕裂。
（11）Z向窗口试验
此法也是测试层状撕裂敏感性的试验方法。焊接顺序：先焊1、2两条拘束焊缝，再焊3、4两条试验焊缝。
第三章合金结构钢的焊接
5.合金结构钢的分类
凡是用做机械零件和各种工程结构的钢材都称为结构钢。合金结构钢可分两类：（1）强度用钢；（2）专用钢。
强度用钢主要应用在一些要求常规条件下能承受静载和动载的机械零件和工程结构，主要性能是力学性能。
专用钢主要应用在特殊条件下工作的机械零件和工程结构，除满足力学性能外，还要满足特殊性能要求。
6.热轧、正火钢的主要介绍
热轧钢：强化机理——固溶强化；屈服强度为294~343MPa；合金系C-Mn或Mn-Si系；主合金化元素：Mn、Mn-Si；辅合金化元素：V、Nb代替部分Mn；典型钢种：16Mn。
正火刚：强化机理——固溶强化＋沉淀强化或细晶强化；屈服强度为343~490MPa；合金系：C-Mn或Mn-Si ( V、Nb、Ti、Mo )系；主合金化元素：Mn、Mn-Si；辅合金化元素：V、Nb、Ti、Mo (碳化物、氮化物元素)；热处理状态：正火，充分发挥碳化物形成元素的作用；典型钢种：15MnVN。
7.热轧、正火钢的焊接性分析
(1)焊缝中的热裂纹：
热轧、正火钢一般含碳量较低，而Mn含量较高，因此Mn/S比能达到要求，具有较好的抗热裂性能。焊接过程中的热裂纹倾向较小，正常情况下焊缝中不会出现热裂纹。但个别情况下也会在焊缝中出现热裂纹，这主要与热轧及正火钢中C、S、P等元素含量偏高或严重偏析有关。
（2）冷裂纹：
从材料本身看，淬硬组织是引起冷裂纹的决定因素。热轧钢的含碳量并不高，但含有少量的合金元素，其淬硬倾向比低碳钢要大些，但冷裂纹敏感性不大；正火钢由于含合金元素较多，淬硬倾向有所增加。强度级别及碳当量较低的正火钢冷裂纹倾向不大，但随着正火钢碳当量及板厚的增加，淬硬性及冷裂倾向随之增大。
（3）再热裂纹：
一般C-Mn和Mn-Si系的热轧钢由于不含碳化物形成元素，对再热裂纹不敏感。正火钢中的18MnMoNb和14MnMoV有一定的再热裂纹倾向，这是因为Mn-Mo-Nb 和Mn-Mo-V系低合金钢对再热裂纹的产生有一定的敏感性。
（4）层状撕裂：
一般板厚在16mm以下就不会产生层状撕裂，从钢材本身的来讲，主要取决于冶炼条件，钢中的片状硫化物等杂质。层状撕裂两个基本条件是厚板焊接，且在厚度方向上存在拉应力。
（5）热影响区的性能变化：
主要是过热区的脆化，及还有可能是热应变脆化问题。
1）过热区脆化：主要原因有:a）大线能量时奥氏体严重长大，得到魏氏体和粗大马氏体或混合组织、M-A组元；b）难溶质点的溶入。
2）热应变脆化：热应变脆化和室温下预应变后的应变时效脆化，本质上都是由固溶氮引起的。热应变脆化容易发生于一些固溶氮含量较高的低碳钢和强度级别不高的低合金钢中，若加入足够的N化物形成元素( Ai、Ti、V ) 后，脆化倾向就减弱。
8.热轧、正火钢的焊接工艺参数
热轧及正火钢焊接对焊接方法的选择无特殊要求，可根据材料厚度、产品结构、使用性能要求及生产条件等选择。
（1）焊接材料的选择：
考虑两个问题：1）焊缝没有缺陷；2）满足使用性能要求。
对于热轧、正火钢，裂纹一般不会产生，主要根据使用性能要求来选择焊接材料。注意以下问题：
1）选择相应强度等级的焊接材料
为达到焊缝与母材的力学性能匹配，在选择焊接材料时应考虑从母材的力学性能出发，而不是从化学成分出发。
2）必须同时考虑到熔合比和冷却速度的影响
3）必须考虑到热处理对焊缝力学性能的影响
（2）焊接工艺参数的确定：
焊接线能量的确定，取决于：1）过热区的脆化；2）冷裂纹。
热轧钢，线能量没有特别限制，但一般小于50KJ；正火钢，小线能量+预热。
对于碳当量小于0.40%的热轧及正火钢，如Q295、09Mn2Si和Q345，焊接热输入的选择可适当放宽。碳当量大于0.40%的钢种，由于淬硬倾向加大，马氏体含量也增加，小热输入时冷裂倾向会增大，过热区的脆化也变得严重，在这种情况下热输入宁可偏大一些比较好。
但在加大热输入、降低冷速的同时，会引起接头区过热的加剧（增大线能量对冷速的降低效果有限，但对过热的影响较明显）。在这种情况下采用大热输入的效果不如采用小热输入＋预热更有效。预热温度控制恰当时，既能避免产生裂纹，又能防止晶粒的过热。
预热温度与钢材的淬硬性、板厚、拘束度和氢含量有关。
焊后热处理的原则：1）不要超过母材原来的回火温度；2）对于有回火脆性的材料，要避开出现回火脆性的温度区域。
9.低碳调质钢
强化机理——相变强化；屈服强度为490~1000MPa；合金系：低C、Mn-Ni-Cr-Mo系；主合金化元素：Mn-Ni-Cr-Mo；辅合金化元素：V、Nb、Ti、B、Cu。
10.低碳调质钢的焊接性分析
（1）焊缝中的热裂纹：
一般无热裂纹。由于采用了先进的冶炼工艺，钢中气体含量及S、P等杂质明显降低，氧、氮、氢含量均较低。高纯洁度使这类钢的热裂纹倾向较低。
（2）热影响区的液化裂纹：
一般无液化裂纹，但对高Ni低Mn类型的钢种有一定的液化裂纹敏感性，如HY-80、HY-130。主要是因为Ni与S、P杂质易形成低熔点共晶。
（3）冷裂纹：
由于有低碳马氏体的自回火作用，冷裂纹的敏感性较小。但是在焊接厚板，且冷却速度过大时，也会产生冷裂纹。
（4）再热裂纹：
有一定的再热裂纹倾向，特别是V、Mo存在时，再热裂纹敏感性更大。
（5）层状撕裂：
低碳调质钢多数属于高强钢，冶炼技术水平较高，层状撕裂敏感性很低，到目前为止还没有发现层状撕裂现象。
（6）热影响区的性能变化：
1）过热区的脆化：（参见课本78~79页）
除了奥氏体晶粒粗化的原因外，更主要由于上贝氏体和M－A组元。M-A 组元一般在中等冷速下形成，是奥氏体中碳含量升高的结果。
因此，M-A组元的存在导致脆化，M-A组元数量越多脆化越严重。M-A组元实质上成为潜在的裂纹源，起了应力集中的作用。因此M-A组元的产生对低碳调质钢热影响区韧性有不利的影响。
2）热影响区的软化：（参见课本79~80页）
热影响区峰值温度高于母材回火温度会导致软化；碳化物沉淀和聚集长大也会导致母材软化。
11.低碳调质钢的焊接工艺特点
这类钢的特点是碳含量低，基体组织是强度和韧性都较高的低碳马氏体＋下贝氏体，这对焊接有利。但是，调质状态下的钢材，只要加热温度超过它的回火温度，性能就会发生变化。因此焊接时由于热的作用使热影响区强度和韧性的下降几乎是不可避免的。因此，焊接时应注意两个基本问题：
1）要求马氏体转变时的冷却速度不能太快，使马氏体有一“自回火”作用，以防止冷裂纹的产生；
2）要求在800~500℃之间的冷却速度大于产生脆性混合组织的临界速度。
（1）焊接方法：
为了消除裂纹和提高焊接效率，一般采用MIG焊或MAG；对于焊后不能再进行调质处理的，要限制焊接过程中热量对母材的作用。低碳调质钢常用的焊接方法有焊条电弧焊、CO2焊和Ar+CO2混合气体保护焊等。
（2）焊接材料的选择：
低碳调质钢焊后一般不再进行热处理，在选择焊接材料时要求焊缝金属在焊态下应接近母材的力学性能。特殊条件下，如结构的刚度很大，冷裂纹很难避免时，应选择比母材强度稍低一些的材料作为填充金属。
（3）焊接工艺参数的选择：
焊接线能量和预热的选择原则：不出现裂纹和脆化。
低碳调质高强高韧性钢对接头区强韧性要求较高，这类钢对焊接热输入、预热温度、层间温度的控制更为严格，应采用较小焊接热输入的多层多道焊工艺。
12.中碳调质钢
强化机理——相变强化；屈服强度：880MPa ～1200MPa；合金系：中C、Cr -Mn -Ni-Mo-Si系；主合金化元素：Cr-Mn-Ni-Mo-Si；辅合金化元素：V
13.中碳调质钢的焊接性分析
（1）焊缝中的热裂纹：
中碳调质钢含碳、硅及合金元素较多，焊缝凝固结晶时，固-液相温度区间大，结晶偏析倾向严重，焊接时易产生结晶裂纹，具有较大的热裂纹倾向。
（2）冷裂纹：
中碳调质钢因含碳较高，合金元素多，淬硬倾向明显，冷裂纹倾向大。
（3）热影响区的性能变化：
1）过热区的脆化：中碳调质钢因为碳含量较高，合金元素较多，淬硬倾向大，马氏体无“自回火”过程，因此在焊接热影响区容易出现大量的高碳马氏体，导致热影响区脆化，生成的高碳马氏体越多，脆化越严重。
2）热影响区的软化：焊前为调质态焊接时，被加热到该钢回火温度以上时，焊接热影响区将出现软化；而退火态焊接时，则没有软化问题。
14.中碳调质钢的焊接工艺特点
（1）退火态下焊接时的工艺特点：
因可焊后热处理，所以焊接材料要选择成分与母材相当，以便得到热处理所要的性能。焊接工艺及焊接参数要求不严。焊接参数的确定主要是保证在调质处理之前不出现裂纹，接头性能由焊后热处理来保证。
（2）调质态焊接时的工艺特点：
因焊后不再进行调质处理，此时的主要问题是防止裂纹和避免软化，以及热影响区高碳马氏体引起的硬化和脆化。因此为了防止延迟裂纹，要适当采用预热、曾间温度控制、中间热处理等；焊接材料应选用塑韧性好的奥氏体焊条。为了避免软化，应选用小焊接线能量，使其峰值温度在回火温度以下。
第四章不锈钢及耐热钢的焊接
15.不锈钢、耐热钢的类型和特性
（1）不锈钢分类（参见课本114~115页）：
按用途分：
1）不锈钢（耐腐蚀，但对强度要求不高）；2）抗氧化钢（耐高温抗氧化性）；3）热强刚（高温抗氧化、高温强度）
1）奥氏体不锈钢：18-8型、25-20型、25-35型；
2）铁素体不锈钢：无Ni；
3）马氏体不锈钢：Cr含量少，低于17%；
4）铁素体-奥氏体双相不锈钢：含碳量很低，耐蚀性好；
5）沉淀硬化钢。
（2）不锈钢腐蚀形式：
1）均匀腐蚀：氧化性酸（硝酸）不易腐蚀；还原性酸（硫酸）马氏体钢，铁素体钢不耐腐蚀；奥氏体钢耐腐蚀；含氯离子的介质，只有含Mo的钢耐腐蚀。
2）点腐蚀：一般不锈钢耐点蚀都不理想。提高Cr、Ni、Mo、Si、Cu可改善耐点蚀性能。超低碳也有利。点蚀指数：PI＝Cr＋3.3Mo＋（13~16）N，一般希望PI大于35~40。
3）缝隙腐蚀：缝隙腐蚀和点蚀具有共同性质的腐蚀现象。耐点蚀的钢都耐缝隙腐蚀，也可以用点蚀指数来衡量耐缝隙腐蚀的倾向。
4）晶间腐蚀：多半与晶界层“贫铬”现象有联系。不锈钢固溶处理后再经450~850℃（敏化加热）会沿晶界沉淀出Cr23C6或（Fe，Cr）23C6，以至使晶界边界层含Cr量低于12%，即发生“贫铬”。
（3）贫铬造成的晶间腐蚀
奥氏体不锈钢会发生晶间腐蚀是由于这类钢加热到450℃～850℃温度区间会发生敏化，其机理是过饱和固溶的碳向晶粒边界扩散，与晶界附近的铬结合成
Cr23C6或(Fe，Cr)23C6（常写成M23C6），并在晶界析出，由于碳比铬的扩散快得多，
铬来不及从晶内补充到晶界附近，以至于临近晶界的晶粒周边层Cr的质量分数小于12%，即所谓的“贫铬”现象，从而造成晶间腐蚀。
450℃～850℃温度区间称为敏化温度区。当温度低于敏化温度区时，C,Cr 元素没有足够的扩散能力；当温度超出敏化温度区时形成的碳化物沉淀相因温度过高又重新溶解。以上两种情况均不易产生贫铬现象, 因而不会形成晶间腐蚀。
贫铬现象的防止措施：1）降低钢中的含碳量：若钢中含碳量低于其溶解度，
就不致有Cr23C6析出，因而不会有贫铬现象；2）加入能形成稳定碳化物的元素
Nb或Ti，稳定化处理，使之优先形成NbC或TiC，也不会产生贫铬现象。
（4）高铬铁素体不锈钢的晶间腐蚀
高铬铁素体不锈钢的晶间腐蚀，其原理和奥氏体不锈钢一样，但其敏化温度区和奥氏体不锈钢相反，这是由于碳在铁素体组织中的溶解度小，扩散速度又快，因此在高温阶段就已沉淀析出碳化物，因而造成贫铬现象。
（5）奥氏体不锈钢中铁素体相δ对晶间腐蚀性能的影响：
奥氏体不锈钢中铁素体相δ对提高其耐晶间腐蚀性能是有利的，这是由于：1）Cr在δ相中溶解度大，扩散速度又快，因而有良好的供Cr条件，可减少g相晶粒形成贫Cr层；
2）δ相在g相中呈弥散分布，因而使得Cr也在g相较均匀分布
（6）超低碳不锈钢的晶间腐蚀：
没有Cr23C6组织，也没有经过敏化加热。这时“贫铬”理论无法解释。主要是P、Si等杂质沿晶界偏析而导致晶间腐蚀。
（7）应力腐蚀：
应力腐蚀是在应力和腐蚀介质双重因素作用下产生的，由于焊接结构都在一定程度上存在一些残余应力，这是诱发应力腐蚀的力的因素。
16.奥氏体钢的焊接：
奥氏体钢的焊接性问题主要有：热裂纹、接头耐蚀性、脆化
（1）耐蚀性问题：
1）晶间腐蚀（参见课本121~123页）：
a）焊缝区晶间腐蚀：防止焊缝区晶间腐蚀的发生：第一采用超低碳焊缝或含足够稳定化元素Nb；第二调整焊缝成分获得一定数量的铁素体(δ)。
焊缝中铁素体(δ)的作用：其一，可打乱单一g相拄状晶的方向性，不形成连续贫Cr层；其二，铁素体(δ)富Cr，有良好的供Cr条件，可减少g相晶粒形
成贫Cr层，一般铁素体(δ)在4－12％左右。
b）HAZ敏化区晶间腐蚀：发生在600－1000℃的敏化区，碳化物沉淀引起的。
C）刀口腐蚀：在熔合区，经历1200℃的高温过热作用，由于TiC固溶使C 重新以原子的形式存在，并在经450－850℃的中温敏化加热与Cr结合形成碳化物沉淀相形成贫Cr层。
2）应力腐蚀开裂：焊接结构中的残余应力是引起应力腐蚀开裂的力的因素。
3）点蚀：奥氏体钢焊接接头有点蚀倾向，即使耐点蚀性能优异的双相不锈钢有时也会有点蚀产生。
（2）热裂纹问题：
1）奥氏体钢焊接易于热裂的原因：
a）导热系数小、线膨胀系数大，焊缝凝固时产生的拉应力较大；
b）奥氏体焊缝为方向性强的柱状晶，易形成偏析；
c）焊缝成分复杂，易形成多种低熔共晶。
2）热裂纹与凝固模式：
a）δ相对热裂纹的改善作用：δ相可打乱奥氏体组织柱状晶的方向性；δ相比?相能溶解更多的硫、磷等杂质元素；δ相可以改变低熔点夹杂物的形态。
b）奥氏体焊缝的凝固模式：全铁素体凝固模式（F）晶粒界面：δ-δ；铁素体凝固模式(FA) 晶粒界面：δ-?；先奥氏体凝固模式(AF) 晶粒界面：?-δ；全奥氏体凝固模式(A) 晶粒界面：?-?。
FA——不会有热裂倾向；单纯F，A——有热裂倾向；AF——有一定的热裂倾向。
（3）奥氏体焊缝的脆化：
1）焊缝中δ相对脆化的影响
a）低温脆化：由于δ相的晶体结构为体心立方，存在一脆性转变温度，因而在低温下易导致脆化。
b）高温脆化：δ相在650～850℃高温下长期运行易析出脆性的σ相因而导致脆化。
2）防止措施：严格限制Cr、Mo、Si、Nb等铁素体形成元素，控制δ相的含量。
17.双相不锈钢的焊接
（1）耐蚀性特点：
1）双相不锈钢屈服强度比奥氏体不锈钢高，在应力作用下表面氧化膜不易破裂；
2）双相不锈钢中第二相（δ或γ相）对裂纹扩展具有机械屏障或阻挡作用，这在一定程度上降低了应力腐蚀裂纹扩展的程度；
3）在腐蚀介质中δ相对γ相具有阴极保护作用；
4）由于各元素（其余还有Mo、N等)组合的特点，耐孔蚀能力比18-8型奥氏体不锈钢优越，不易形成孔蚀，减少了以孔蚀为起点的应力腐蚀裂纹源。
（2）双相不锈钢焊接接头相比例失调问题：
双相不锈钢焊接时，不论是焊缝还是热影响区，由于焊接热循环的非平衡特性，使得在加热过程中发生γ →δ相变，随后在急速冷却过程中又发生δ → γ逆相变过程未能充分进行，因而导致奥氏体和铁素体两相比例的失调（奥氏体相减少），进而影响双相不锈钢焊接接头的塑性及耐蚀性能。
因此，对于双相钢焊缝应当用奥氏体元素（Ni、N）进行超合金化，以保证焊缝中δ/γ有适当的比例。
（3）奥氏体钢、双相钢焊接工艺注意事项：
1）焊接材料选择：
a）焊接材料类型繁多，牌号复杂，应对应标准；
b）坚持适用原则；
c）必须根据具体成分，而不能按名义成分；
d）根据焊接方法和工艺考虑熔合比；
e）根据焊接性要求确定合金化程度，常超合金化；
f）不仅考虑使用要求，还要考虑焊接性要求。
2）焊接工艺要点：
a）合理选择最适用的焊接方法；
b）必须控制焊接参数，避免接头产生过热现象；
c）接头设计的合理性；
d）尽量控制焊接工艺稳定以保证焊缝金属成分稳定；
e）控制焊缝成形；
f）保护焊件的工作表面处于正常状态。
第五章有色金属的焊接
18.铝及铝合金的分类及性能
密度小、电阻率小、线胀系数大、导热系数大。
19．铝及其合金的焊接性分析
铝及其合金的化学活性很强，表面极易形成难熔氧化膜（Al2O3熔点约为2050℃，MgO熔点约为2500℃），加之铝及其合金导热性强，焊接时易造成不熔合现象。由于氧化膜密度与铝的密度接近，也易成为焊缝金属的夹杂物。氧化膜（特别是有MgO存在的不很致密的氧化膜）可吸收较多水分而成为焊缝气孔的重要原因之一。铝及其合金的线膨胀系数大，焊接时容易产生翘曲变形。
（1）焊缝中的气孔：
1）易产生气孔的原因：
氢是铝及其合金熔焊是产生气孔的主要原因。氢在铝中溶解度随温度变化剧烈。铝合金形成的熔池凝固速度过快，造成已经形成的气泡无法浮出。进而造成气孔。
2）氢的来源：
弧柱气氛中的水份；氧化膜中的水份——氧化膜不致密、吸水性强的铝合金（如Al-Mg合金），比纯铝具有更大的气孔倾向。因为Al-Mg合金的氧化膜由Al2O3和MgO构成，MgO膜疏松，易氧化、吸附，MgO比例越大，气孔倾向越大。
（2）防止气孔的工艺措施：
1）限制氢的溶入：焊接材料以及坡口周围，清洗，去膜，烘干；
2）调整焊接规范：焊接线能量增大，高温停留时间长，气泡容易逸出，但高温熔氢量也增大。TIG焊：大电流＋高速焊（减少高温停留时间，减少溶氢量）；MIG焊薄板：大电流＋低速焊（增加高温停留时间，气泡容易逸出）；MIG 焊厚板：预热＋大电流＋低速焊（减少冷却速度）；
3）正反面全面保护，配以坡口刮削是有效防止气孔的措施。将坡口下端根部刮去一个倒角（成为倒V形小坡口），对防止根部氧化膜引起的气孔很有效。焊接时铲焊根有利于减少焊缝气孔的倾向。在MIG焊时，采用粗直径焊丝，比用细直径焊丝时的气孔倾向小，这是由于焊丝及熔滴比表面积降低所致。
4）调整焊接位置：尽量在平焊位置，避免仰焊，有利与气泡的逸出。
5）调整焊接保护气体：采用He气或混合气体，可以使气孔率降低99%。
（3）焊接热裂纹：
1）冶金因素：铝合金属于共晶型合金；铝合金中有较多的低熔点共晶；
2）力的因素：铝合金线膨胀系数大，因而焊缝凝固时收缩应力大。
（4）防止热裂纹的途径：
1）调整焊缝合金系，控制适量的易溶共晶并缩小结晶温度区间使其产生愈合效应。对铝合金的焊接而言，如果低熔点共晶过多，反而可较好地填冲裂纹从而产生愈合效应。
2）变质处理：向焊缝过渡Ti、Zr、V、B以细化晶粒，提高塑性和韧性，提高其抗裂性能；
3）在焊接工艺上采用能量密度高的焊接方法；在焊接参数的选取上采用小电流、低焊速。
（5）焊接接头的软化：
1）非时效强化铝合金HAZ的软化：一般条件下不存在软化问题，主要是冷作硬化铝合金，热影响区峰值温度超过再结晶温度（200~300℃）的区域，就会产生软化。
2）时效强化铝合金HAZ的软化：主要是焊接热影响区“过时效”软化，这在熔焊条件下很难避免。软化程度取决于合金第二相的性质，最根本的就是第二相对时效反应的敏感性，第二相越容易脱溶析出并聚集长大时，就越容易发生“过时效”。
（6）焊接接头的耐蚀性：
铝合金焊接结构一般使用在腐蚀介质下，由于焊接加热使得接头组织不均匀、产生杂质偏析以及析出新相这些均有可能形成应力腐蚀开裂。
改善措施：
1）改善接头组织成分的不均匀性；
2）消除焊接应力；
3）采取保护措施。
（7）铝及其合金的焊接工艺的一般特点：
1）导热性强，采用能量集中的热源；
2）熔点低、高温强度小，线膨胀系数大。采用垫板和夹具；
3）高温不变色，操作困难；
4）元素烧损，焊接材料上解决；
5）氧化膜问题，最主要的问题；
（8）氧化膜解决办法：
1）酸碱洗：碱洗：5%NaoH水溶液，50~60℃，水冲，烘干；酸洗：15%磷酸水溶液，50~60℃，水冲，烘干。
2）机械去除：有时间限制，一般4小时之内；
3）采用交流电弧，利用“阴极雾化”作用，去除氧化膜。
20.铜及铜合金的分类和性能
（1）性能：导电、导热、耐腐蚀。
（2）分类：纯铜；黄铜——Cu-Zn合金；青铜——Cu-Sn合金；白铜——Cu-Ni 合金。
21.铜及其合金的焊接性分析
（1）难熔合及易变性
铜及铜合金导热系数大，母材散热太快，很难熔合，导致未熔合；另外，铜及其合金焊后变形也较严重，这与铜及铜合金的热导率、线膨胀系数和收缩率有关；液态铜及铜合金的表面张力小，流动性好，致使其表面成形能力较差。
（2）热裂纹：
铜与杂质形成多种低熔点共晶，如（Cu+Bi）共晶、（Cu+Pb）共晶、（Cu+Cu2O）共晶、（Cu+Cu2S）共晶等，这些都降低了焊缝金属抗热裂纹能力。
氧对铜的危害性最大，它不但在冶炼时以杂质的形式存在于铜中，还会在焊接过程中以Cu2O的形式溶入。当焊缝中含有质量分数为0.2%以上的Cu2O时会出现热裂纹。
（3）气孔：
1）扩散气孔：由氢引起的气孔。
原因：铜的热导率很高，铜焊缝结晶过程进行得特别快，氢不易析出，熔池内的气泡不易上浮逸出，，促使焊缝中形成气孔；平衡状态下，氢在铜中的溶解度随温度升高而增大，直到2180℃时氢在铜中的溶解度达到饱和。
2）反应气孔：通过冶金反应生成的气体引起。
原因：高温时铜与氧生成Cu2O，Cu2O又与溶解在液态铜中的氢或CO发生反应：
Cu2O+2H→2Cu+H2O↑
Cu2O+CO→2Cu+CO2↑
生成的水蒸气和CO2不溶于铜。由于铜导热性强，熔池凝固快，水蒸气和CO2来不及逸出而形成气孔。
防止反应气孔的主要措施就是减少氧、氢来源，对熔池进行脱氧。
（4）焊接接头性能的变化：
1）接头塑性降低：焊缝及热影响区晶粒粗大；为了防止裂纹及气孔，加入一定量的脱氧元素（如Si、Mn等），也在一定程度上降低了焊缝的塑性。
2）接头导电性下降。Pb的加入不会降低接头导电性和强度，但是Pb有毒。
22.铜及铜合金的焊接工艺
（1）焊接方法：原则：大功率、高能束。可根据板厚适当选择焊接方法：薄板——TIG，手工电弧焊、气焊；中厚板——埋弧焊（SAW）MIG焊；厚板——MIG电渣焊。
（2）焊接材料：选用焊接材料时，最重要的是控制杂质的含量和提高其脱氧能力，防止焊缝出现热裂纹及气孔等缺陷。常用的脱氧元素有Si、Mn、P等，但对导电性要求高的纯铜不宜选用含P的焊接材料。
（3）黄铜焊接时，Zn容易氧化与蒸发，Zn的沸点为907℃锌蒸汽对人体有害，须采取有效地通风措施。为了防止锌的氧化和蒸发，可采取含硅的填充金属。
23.钛及钛合金的分类和性能（参见课本183~185页）
（1）工业纯钛（同素异构）
α钛（密排六方）—882.5℃—》β钛（体心立方）
（2）钛合金：
钛合金根据其退火组织分为三大类：α钛合金、β钛合金、α+β钛合金。
（3）合金元素对同素异构转变的影响：
1）α稳定元素：在α钛中的溶解度大于在β钛中的溶解度，并使α同素异构转变温度上升的合金元素Al(N、O、C)。
2）β稳定元素，在β钛中的溶解度大于在α钛中有限固溶度，并使α同素异构转变温度下降的合金元素。
3）中性元素，在α钛和β钛中都无限固溶，对α转变温度影响不大。24.钛及其合金的焊接性分析
（1）焊接接头的脆化：
1等。
a）2)，γ相呈细小片状或针状，强度低，同时造成akv下降，引起氢脆。
b）氧引起的脆化：氧是α相稳定元素，氧间隙固溶于钛中，使钛晶格畸变，阻碍位错的运动，强度、硬度增加，塑性、韧性降低。工业纯钛焊缝最高允许含氧量0.15%。
c）氮引起的脆化：N是α稳定元素，氮引起的脆化与氧类似，但影响程度比氧大，业纯钛焊缝最高允许含氮量0.05%。
d）碳引起的脆化：C是α稳定元素，间隙固溶于钛中，温度降低，析出T iC 致使akv下降。
2）相变脆化：加热时α转变为β相，而在冷却时，β→α′（钛马氏体），α′呈板条状，稳定性差，造成脆化。
（2）延迟裂纹：
钛及钛合金焊接接头产生热裂纹可能性较小，主要是近缝区产生延迟裂纹。
原因：氢在钛中的溶解度随温度降低反而升高，致使热影响区氢的含量提高，析出γ相，增大了热影响区的脆性；另外，析出的γ相体积膨胀引起较大的组织应力，增大了其延迟裂纹敏感性。
防止延迟裂纹的措施主要是减少焊接接头处氢的来源，必要时焊后真空退火处理。
（3）焊缝气孔：气孔是钛及钛合金焊接中最常见的缺陷。
影响焊缝气孔的因素：
1）直接因素：
a）焊丝和工件表面吸附有气体、油脂、灰尘、氧化物。
b）焊丝和工件内部固溶有某种气体
c）在焊接区域的熔池中溶入氧、氢、氮等气体
2）间接因素：a）焊接工艺参数：电流过大；焊速过快；氩气纯度不够；
b）坡口角度太小，气体难以逸出
常用消除气孔的技术措施：
1）采用高纯度的氩气Ar≥99.99%；
2）焊前清洗（包括工件和焊丝）；
3）选择合适的焊接工艺参数
25.钛及钛合金的焊接工艺
（1）焊接方法：
1）钨极氩弧焊
a）拖罩结构：直缝拖罩、环缝拖罩
b）焊缝及热影响区的表面色泽是保护效果的标志：银白色（最好）黄色（轻微氧化）深蓝（氧化严重）
2）熔化极氩弧焊：焊接效率高，焊接变形小，但是飞溅大，容易出现未焊透，焊接材料获得困难。
3）等离子弧焊接：能量集中热影响区窄
由于液太钛的比重较小，表面张力较大，利用等离子弧的小孔效应可以单道焊接，厚度较小的钛和钛合金，保证不致发生熔池坍陷，焊缝成形良好。
4）真空电子束焊：
优点：焊接质量高，接头性能好。
缺点：价格贵，焊接效率低
备注：内容不是很全面，请大家对照课本和PPT复习，因为没有准确的答案，思考题没有加上去。最后一门考试了，希望大家都有一个圆满的收尾！
材料焊接性
焊接性：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。 工艺焊接性：指金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力。 冶金焊接性：熔焊高温下的熔池金属与气相、熔渣等相之间发生化学冶金反应所引起的焊接性变化。 屈强比：屈服强度与抗拉强度之比称为屈强比（σs/σb） 焊缝强度匹配系数：焊缝强度与母材强度之比S＝(σb)w/(σb)b，是表征接头力学非均质性的参数之一。碳当量法：各种元素中，碳对冷裂纹敏感性的影响最显著。可以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，作为粗略评定钢材冷裂纹倾向的参数指标，即所谓碳当量（CE或Ceq）。 点腐蚀：金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微，而分散发生的局部腐蚀 应力腐蚀：不锈钢在特定的腐蚀介质和拉应力作用下出现的低于强度极限的脆性开裂现象。 1、影响材料焊接性的因素：材料、设计、工艺和服役环境 2、合金结构钢按性能分类可分为：强度用钢和低中合金特殊用钢 3、强度用钢：热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢 4、焊缝中存在较高比例针状铁素体组织时，韧性显著提高，韧脆转变温度降低 5、低碳调质钢的种类：高强度结构钢、高强度耐磨钢、高强度韧性钢；成分：碳质量分数不大于0.22％。热处理的工艺一般为奥氏体化→淬火→回火，经淬火回火后的组织是回火低碳马氏体、下贝氏体或回火索氏体 6、中碳调质钢成分：含碳量Wc=0.25％~0.5％较高，并加入合金元素（Mn、Si、Cr、Ni、B）以保证钢的淬透性 7、提高耐热钢的热强性三种合金方式：基体固溶强化、第二相沉淀强化、晶界强化 8、不锈钢的主要腐蚀形式：均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀 9、铜及铜合金分为工业纯铜、黄铜、青铜及白铜 10、不锈钢的分类：按化学成铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬锰氮不锈钢 按用途不锈钢、抗氧化钢、热强钢 按组织奥氏体钢、铁素体钢、马氏体钢、铁素体-奥氏体双相钢、沉淀硬化钢 11、铝合金的性质：化学活性强、表面极易氧化、导入性强、易造成不溶合、易形成杂质 12、铸铁分为：白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁 13、引起应力腐蚀开裂条件：环境、选择性的腐蚀介质、拉应力 1、材料焊接性包含的两个含义 一是材料在焊接加工中是否容易形成接头或产生缺陷； 二是焊接完成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。 2.焊接性的影响因素 1、材料因素：母材的化学成分，状态，性能 2、设计因素：接头的应力状态，能否自由变形 3、工艺因素：焊接方法和工艺措施 4、服役环境：服役温度、服役介质、载荷性质 3、“小铁研”实验的条件 1) 试验条件试验焊缝选用的焊条应与母材相匹配，所用焊条应严格烘干。试 验焊接参数：焊条直径4mm，焊接电流（170±10）A，焊接电压（24±2）V，焊接速度（150±10）mm/min 2) 检测与裂纹率
金属材料焊接性知识要点(最新整理)
金属材料焊接性知识要点 1. 金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括（工艺焊接性和使用焊接性）。 2. 工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。 3. 使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度，包括常规的力学性能。 4. 影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5. 评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 6. 实验方法应满足的原则：1可比性 2针对性 3再现性 4经济性 7. 常用焊接性试验方法： A:斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。 B:插销试验 C:压板对接焊接裂纹试验法 D:可调拘束裂纹试验法 一问答：1、“小铁研”实验的目的是什么，适用于什么场合？了解其主要实验步骤，分析影响实验结果稳定性的因素有哪些？ 答：1、目的是用于评定用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性时，影响结果稳定因素焊接接头拘束度预热温度角变形和未焊透。（一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小于20%时。用于一般焊接结构是安全的） 2、影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 答：影响因素：（1）材料因素包括母材本身和使用的焊接材料，如焊条电弧焊的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、气体保护焊时的焊丝和保护气体等。 （2）设计因素焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接性产生影响。 （3）工艺因素对于同一种母材，采用不同的焊接方法和工艺措施，所表现出来的焊接性有很大的差异。 （4）服役环境焊接结构的服役环境多种多样，如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等都属于使用条件。 3、举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。 答：金属材料使用焊接性能是指焊接接头或整体焊接结构满足技术条件所规定的各种使用性能主要包括常规的力学性能或特定工作条件下的使用性能，如低温韧性、断裂韧性、高温蠕变强度、持久强度、疲劳性能以及耐蚀性、耐磨性等。而工艺焊接性是指金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力。比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好。 4、为什么可以用热影响区最高硬度来评价钢铁材料的焊接冷裂纹敏感性？焊接工艺条件对热影响区最高硬度有什么影响？ 答：因为（1）.冷裂纹主要产生在热影响区； （2）其直接评定的是冷裂纹产生三要素中最重要的，接头淬硬组织，所以可以近似用来评价冷裂纹。 一般来说，焊接接头包括热影响区，它的硬度值相对于母材硬度值越高，证明焊接接头的
《弧焊电源》重要知识点
1.焊接电弧的物理本质的气体放电。 2.焊接引弧分：接触引弧、非接触引弧。 3.焊接电弧静特性：一定长度的电弧在稳定状态下，电弧电压U f与电弧电流I f 之间的关系，即焊接电弧的静特性伏安特性，可表示为：U f= f ( I f ) . 4.焊接电弧动特性：在一定的弧长下，当电弧电流很快变化的时候，电弧电压与电流瞬时值之间的关系，可表示为：u f= f ( i f ) . 5.电弧焊、埋弧焊多半工作在静特性的水平段；非熔化极气体保护焊、微束等离子弧焊、等离子弧焊多半工作在水平段，当焊接电流较大时才工作在上升段；熔化极气体保护焊（MAG、CO2焊）、水下焊基本工作在上升段。 6.交流电弧的特点：①电弧周期性地熄灭和引燃；②电弧电压和电流波形发生畸变；③热惯性作用较为明显。 8.影响交流电话稳定燃烧的因素：⑴空载电压U0，U0愈高，同等大小的引弧电压下，熄弧时间t x愈短，电弧就愈稳定；⑵引燃电压U yh，U yh愈高，引燃电弧愈短，电弧愈不易稳定；⑶电路参数，增加L或减小R，使比值增大，可使电弧趋于稳定燃烧；⑷电弧电流，电弧电流愈大，可导致U yh降低，电弧的稳定性提高；⑸电源频率f，f的提高，周期和电弧熄灭的时间t x1相应缩短，热惯性 作用增强，提高了电弧稳定性；⑹电极的热物理性能和尺寸，电极有较大的热容量和热导率，或尺寸较大，熔点较低，则电极散热较快，温度较低，U yh较大，电弧稳定性下。 9.提高交流电弧稳定性的措施，①提高弧焊电源频率；②提高电源的空载电压； ③改善电弧电流的波形；④叠加高压电。 10弧焊工艺对弧焊电源要求：①保证引弧容易；②保证电弧稳定；③保证焊接参数稳定；④具有足够宽度的焊接参数调节范围。 11.弧焊电源电气性能四个考虑方面：①对弧焊电源空载电压的要求；②对弧焊电源外特性的要求；③对弧焊电源调节性能的要求；④对弧焊电源动特性的要求。 12.电源外特性：在电源参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压稳定值U y与输出电流稳定值I y之间的关系。 必须大于弧焊电源外特性曲线在该工 作点上的斜率 14.对弧焊电源外特性工作区段曲线的要求：⑴焊条电弧焊应采用缓降外特性的弧焊电源，有时采用恒流带外拖特性的弧焊电源，它能体现恒流特性使焊接参数
材料焊接性
一、名词解释 1.金属焊接性: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.Ceq（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 评定钢材冷裂纹倾向的参数指标。 3.焊接线能量：单位长度焊缝上吸收热源的能量 4.熔合比：焊缝是由局部熔化的母材和填充金属组成，局部熔化的母材所占总体的质量比 为熔合比 5.t8/5：在HAZ区中，温度从800到500℃的冷却时间 6.t8/3：在HAZ区中，温度从800到300℃的冷却时间 7.t100：在HAZ区中，温度从峰值温度到100℃的冷却时间 8.微合金化：加入微量的合金元素形成碳化物或氮化物，析出微小的这些化合物产生明显 的沉淀强化作用，在固溶强化的基础上屈服强度提高50~100MPa,并保持了韧性，故称为微合金化。 9.焊缝成形系数：熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度（B）与焊缝计算厚度（H）的比 值（F AI=B/H） 10.回火脆性:铬钼耐热钢及其焊接接头在350~500℃温度区间长期运行过程中发生脆变的 现象称为回火脆性 11.点腐蚀：是指在金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微，而分散发生的局部腐蚀 12.凝固模式：首先是指以何种初生相（γ或δ）开始结晶进行凝固过程，其次是指以何种 相完成凝固过程。 13.稳定化处理：将含有T i和N b的不锈钢，先经过固溶处理，再经850~950℃，保温1~4 小时后，空冷的一种处理方式，其目的是使——的碳化物溶解，使碳化物保留，从而达到防止晶间腐蚀的目的 14.铬当量：为把每一铁素体元素，按其铁素体化的强烈程度折合成相当若干铬元素后的总 和 15.应力腐蚀：是指不锈钢在特定的腐蚀介质和拉应力作用下出现的低于强度极限的脆性开 裂现象 16.镍当量：为把每一奥氏体元素折合成相当若干镍元素后的总和 17.均匀腐蚀：是指接触腐蚀介质的金属表面全部产生腐蚀的现象 18.晶间腐蚀：在晶粒边界附近发生的有选择性的腐蚀现象 19.敏化处理：指经过固溶处理的奥氏体不锈钢，在500~850℃加热，将铬从固溶体中以碳 化铬的形式析出，由于碳比铬扩散快，铬来不及从晶内补充到晶界，造成奥氏体不锈钢的晶界“贫铬”现象，产生晶界腐蚀敏感性 20.热强性：是指在高温下长时间工作时对断裂的抗力（持久强度），或在高温下长时间工 作抗塑性变形的能力（蠕变抗力） 21.耐热性能：是指高温下，既有抗氧化或耐气体介质腐蚀的性能即热稳定性，同时又有足 够的强度即热强性 22.475℃脆化：在430~480℃之间长期加热并缓冷，就可导致在常温时或负温时出现强度升 高而韧性下降的现象，称之为475℃脆性 二、选择题 1.焊接性试验（冷裂、热裂） 冷：斜Y形坡口对接裂纹试验、刚性拘束裂纹试验、刚性固定对接裂纹试验、窗形拘束裂纹试验、搭接接头焊接裂纹试验、插销试验
材料焊接性考试重点试题及答案备课讲稿
材料焊接性考试重点试题及答案
3.5.分析低碳调质钢焊接时可能出现的问题？简述低碳调质钢的焊接工艺要点，典型的低碳调质钢如(14MnMoNiB、HQ70、HQ80)的焊接热输入应控制在什么范围？在什么情况下采用预热措施，为什么有最低预热温度要求，如何确定最高预热温度。 答：焊接时易发生脆化，焊接时由于热循环作用使热影响区强度和韧性下降。焊接工艺特点：焊后一般不需热处理，采用多道多层工艺，采用窄焊道而不用横向摆动的运条技术。。典型的低碳调质钢的焊接热输入应控制在Wc＞0.18％时不应提高冷速，Wc＜0.18％时可提高冷速（减小热输入）焊接热输入应控制在小于481KJ/cm当焊接热输入提高到最大允许值裂纹还不能避免时，就必须采用预热措施，当预热温度过高时不仅对防止冷裂纹没有必要，反而会使800～500℃的冷却速度低于出现脆性混合组织的临界冷却速度，使热影响区韧性下降，所以需要避免不必要的提高预热温度，包括屋间温度，因此有最低预热温度。通过实验后确定钢材的焊接热输入的最大允许值，然后根据最大热输入时冷裂纹倾向再来考虑，是否需要采取预热和预热温度大小，包括最高预热温度。 4.3. 18-8型不锈钢焊接接头区域在那些部位可能产生晶间腐蚀，是由于什么原因造成？如何防止？答：18-8型焊接接头有三个部位能出现腐蚀现象：{1}焊缝区晶间腐蚀。产生原因根据贫铬理论，碳与晶界附近的Cr形成Cr23C6，并在在晶界析出，导致γ晶粒外层的含Cr量降低，形成贫Cr层，使得电极电位下降，当在腐蚀介质作用下，贫Cr层成为阴极，遭受电化学腐蚀；{2}热影响区敏化区晶间腐蚀。是由于敏化区在高温时易析出铬的碳化物，形成贫Cr层，造成晶间腐
焊接期末知识点总结
1、焊接的基本概念，本质，特点及分类？ （1）、焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或者不用填充材料，使工件达到原子结合的一种方法。 （2）、通过原子间的结合力将两个固体连接起来，对于金属来说，必须产生金属键，也就是说，被连接表面要接近到原子晶格间距。 （3）、特点： 1）焊接可将各个零部件直接连接起来，无需其他附加件，接头强度一般也能达到与母材相同，因此，焊接产品的重量轻、成本低。 2）焊接接头是通过原子间的结合力实现的连接，均匀性及整体性好、刚度大，在外力作用下不像机械连接那样产生较大的变形。 3）焊接结构具有良好的气密性、水密性，这是其他连接方法无法比拟的。 4）可连接不同类型的金属材料、不同形状及尺寸的材料，可使金属结构中材料的分布更合理。 5）可将结构复杂的大型构件分解为许多小型零部件分别加工，然后再将这些零部件焊接起来，这样就简化了金属结构的加工工艺、 缩短了加工周期。 6）焊接是一种“柔性”加工工艺，既适用于大批量生产，又适用于小批量生产。 （4）、按照焊缝金属结合的性质，分为：熔焊、压焊、钎焊。 熔化极电弧焊：螺柱焊、焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊、 CO2气体保护焊、 非熔化极电弧焊：钨极氩弧焊、原子氢焊、等离子弧焊 2、电弧的基本概念、区域组成？电弧的温度分布？ （1）、电弧是一种气体放电现象，通过放电将电能转变为热能与机械能。 （2）、由阴极区、阳极区、弧柱三部分组成。 1）、阴极区：长度极短、电压较大、E（电场强度）极高 2）、阳极区：长度也极短、电压较大、E极高 3）、弧柱区：长度基本上等于电弧长度，E较小 （3）、弧柱温度分布 1、轴向 1）两电极尺寸相等时，轴向温度分布均匀 2）两电极尺寸不等，轴向温度分布不均匀，靠近尺寸较小的一端，
焊接冶金学—材料焊接性课后答案
第三章：合金结构焊接热影响区（ HAZ最高硬度 1．分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差别？在制定焊接工艺时要注意什么问题？答：热轧钢的强化方式有：（ 1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si 。（ 2）细晶 强化，主要强化元素： Nb,V。（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V. ；正火钢的强化方式：（ 1）固溶强化， 主要强化元素：强的合金元素（ 2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo （ 3）沉淀强化，主要强化元素： Nb,V,Ti,Mo. ；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。热轧钢被加热到1200 C以上的热影响区可能产生粗晶脆 化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件下粗晶区的V析出相基本固溶，抑制 A长大及组织细化作用被 削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝氏体、 M-A 等导致韧性下降和时效敏感性增大。制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接方法。 2. 分析Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。答:Q345钢属于热轧钢，其碳当量小 于0.4 %，焊接性良好，一般不需要预热和严格控制焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345钢连续冷却时，珠 光体转变右移，使快冷下的铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏 体与马氏体具有淬硬倾向，Q345刚含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在Q345刚中加入V、Nb达 到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。被加热到1200 C以上的热影响区过热区可能产生粗晶脆 化，韧性明显降低，Q345钢经过600CX 1h退火处理，韧性大幅提高，热应变脆化倾向明显减小。；焊接材料：对焊条电弧焊焊条的选择：E5系列。埋弧焊：焊剂 SJ501，焊丝H08A/H08MnA电渣焊：焊剂HJ431、 HJ360焊丝H08MnMo A CO2气体保护焊：H08系列和YJ5系列。预热温度：100?150C。焊后热处理：电弧焊一般不进行或600?650 C回火。电渣焊 900?930 C正火，600?650 C回火 3. Q345与Q390焊接性有何差异？ Q345焊接工艺是否适用于 Q390焊接，为什么？答：Q345与Q390都属 于热轧钢，化学成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于Q345,从而使Q390的碳当量大于 Q345,所以Q390 的淬硬性和冷裂纹倾向大于Q345,其余的焊接性基本相同。Q345的焊接工艺不一定适用于 Q390的焊接， 因为Q390的碳当量较大，一级Q345的热输入叫宽，有可能使Q390的热输入过大会引起接头区过热的加剧或热输入过小使冷裂纹倾向增大，过热区的脆化也变的严重。 4. 低合金高强钢焊接时，选择焊接材料的原则是什么？焊后热处理对焊接材料有什么影响？答：选择原 则：考虑焊缝及热影响区组织状态对焊接接头强韧性的影响。由于一般不进行焊后热处理，要求焊缝金属在焊态下应接近母材的力学性能。中碳调质钢，根据焊缝受力条件，性能要求及焊后热处理情况进行选择焊接材料，对于焊后需要进行处理的构件，焊缝金属的化学成分应与基体金属相近。 5. 分析低碳调质钢焊接时可能出现的问题？简述低碳调质钢的焊接工艺要点，典型的低碳调质钢如 （14MnMoNiB HQ70 HQ80）的焊接热输入应控制在什么范围？在什么情况下采用预热措施，为什么有最低预热温度要求，如何确定最高预热温度。（P81）答：焊接时易发生脆化，焊接时由于热循环作用使热影 响区强度和韧性下降。焊接工艺特点：①要求马氏体转变时的冷却速度不能太快，使马氏体有一自回火” 作用，以防止冷裂纹的产生；② 要求在800~500C之间的冷却速度大于产生脆性混合组织的临界速度。此外，焊后一般不需热处理，采用多道多层工艺，采用窄焊道而不用横向摆动的运条技术 ; 典型的低碳调质钢在 Wc> 0.18 %时不应提高冷速，Wc< 0.18 %时可提高冷速（减小热输入）焊接热输入应控制在小于 481KJ/cm；当焊接热输入提高到最大允许值裂纹还不能避免时，就必须采用预热措施，当预热温度过高时不仅对防止冷裂纹没有必要，反而会使800?500C的冷却速度低于出现脆性混合组织的临界冷却速度，使 热影响区韧性下降，所以需要避免不必要的提高预热温度，包括层间温度，因此有最低预热温度。通过实验后确定钢材的焊接热输入的最大允许值，然后根据最大热输入时冷裂纹倾向再来考虑，是否需要采取预热和预热温度大小，包括最高预热温度。 6. 低碳调质钢和中碳调质钢都属于调质钢，他们的焊接热影响区脆化机制是否相同？为什么低碳钢在调质 状态下焊接可以保证焊接质量，而中碳调质钢一般要求焊后热处理？答：低碳调质钢：在循环作用下， t8/5 继续增加时，低碳钢调质钢发生脆化，原因是奥氏体粗化和上贝氏体与M-A组元的形成。中碳调质钢：由
焊接方法及设备复习总结
第一章 1.名词解释 1)焊接电弧焊接电弧是由焊接电源供给能量，在具有一定电压的两电极之间或 电极与母材之间的气体介质中产生的强烈而持久的气体放电现象。 2)热电离气体粒子由于受热而产生高速运动和相互之间激烈碰撞而产生的一 种电离。 3)场致电离气体中有电场作用时，气体中的带电粒子被加速，电能被转换为 带电粒子的动能，当动能增加到一定程度时能与中性粒子产生非弹性碰撞，使之电离，成为场致电离。 4)光电离中性粒子接受光辐射的作用而产生的电离现象。 5)热发射金属表面承受热作用而产生电子发射的现象称为热发射。 6)场致发射阴极表面空间有强电场存在并达到一定的强度，在电场作用下电 子获得足够的能量克服阴极内部正离子对他的静电引力，受到外加电场的加速，提高动能，从电极表面飞出电子的现象称为场致发射。 7)光发射当金属电极表面接受光辐射时，电极表面的自由电子能量增加，当 电子的能量增加到一定值时能飞出电极的表面，这种现象称为光发射。 8)粒子碰撞发射当高速运动的粒子碰撞金属电极表面，将能量传给电极表面 的电子，使电子能量增加并飞出电极表面，这种现象称为粒子碰撞发射。 9)热阴极型电极电弧的阴极区电子主要依靠阴极热发射来提供的电极。 10)冷阴极型电极电弧的阴极区电子主要依靠阴极场致发射来提供的电极。 11)焊接电弧动特性对于一定弧长的电弧，当电弧电流发生连续快速变化时， 电弧电压与电流瞬时值之间的关系。 12)磁偏吹磁偏吹是指焊接时由于某种原因使电弧周围磁场分布的均匀性受到 破坏，从而导致焊接电弧偏离焊丝（或焊条）的轴线而向某一方向偏吹的现象。 13)电弧的物理本质电弧是在具有一定电压的两电极之间的气体介质中所产生 的气体放电现象中电流最大、电压最低、温度最高、发光最强的自持放电现象。。 2.试述电弧中带电粒子的产生方式
材料焊接性考试重点试题及答案
3.5.分析低碳调质钢焊接时可能出现的问题？简述低碳调质钢的焊接工艺要点，典型的低碳调质钢如(14MnMoNiB、HQ70、HQ80)的焊接热输入应控制在什么范围？在什么情况下采用预热措施，为什么有最低预热温度要求，如何确定最高预热温度。 答：焊接时易发生脆化，焊接时由于热循环作用使热影响区强度和韧性下降。焊接工艺特点：焊后一般不需热处理，采用多道多层工艺，采用窄焊道而不用横向摆动的运条技术。。典型的低碳调质钢的焊接热输入应控制在Wc＞0.18％时不应提高冷速，Wc＜0.18％时可提高冷速（减小热输入）焊接热输入应控制在小于481KJ/cm当焊接热输入提高到最大允许值裂纹还不能避免时，就必须采用预热措施，当预热温度过高时不仅对防止冷裂纹没有必要，反而会使800～500℃的冷却速度低于出现脆性混合组织的临界冷却速度，使热影响区韧性下降，所以需要避免不必要的提高预热温度，包括屋间温度，因此有最低预热温度。通过实验后确定钢材的焊接热输入的最大允许值，然后根据最大热输入时冷裂纹倾向再来考虑，是否需要采取预热和预热温度大小，包括最高预热温度。 4.3. 18-8型不锈钢焊接接头区域在那些部位可能产生晶间腐蚀，是由于什么原因造成？如何防止？答：18-8型焊接接头有三个部位能出现
腐蚀现象：{1}焊缝区晶间腐蚀。产生原因根据贫铬理论，碳与晶界附近的Cr形成Cr23C6，并在在晶界析出，导致γ晶粒外层的含Cr量降低，形成贫Cr层，使得电极电位下降，当在腐蚀介质作用下，贫Cr层成为阴极，遭受电化学腐蚀；{2}热影响区敏化区晶间腐蚀。是由于敏化区在高温时易析出铬的碳化物，形成贫Cr层，造成晶间腐蚀；{3}融合区晶间腐蚀{刀状腐蚀}。只发生在焊Nb或Ti的18-8型钢的溶合区，其实质也是与M23C6沉淀而形成贫Cr有关，高温过热和中温敏化相继作用是其产生的的必要条件。防止方法：{1}控制焊缝金属化学成分，降低含碳量，加入稳定化元素Ti、Nb；{2} 控制焊缝的组织形态，形成双向组织{γ+15%δ}；{3}控制敏化温度范围的停留时间；{4}焊后热处理：固溶处理，稳定化处理，消除应力处理。 4.7何为“脆化现象”？铁素体不锈钢焊接时有哪些脆化现象，各发生在 什么温度区域？如何避免？答：“脆化现象”就是材料硬度高，但塑性 和韧性差。现象与避免措施：{1}高温脆性：在900~1000℃急冷至 室温，焊接接头HAZ的塑性和韧性下降。可重新加热到750~850℃， 便可恢复其塑性。{2}σ相脆化：在570~820℃之间加热，可析出σ相 。σ相析出与焊缝金属中的化学成分、组织、加热温度、保温时间以 及预先冷变形有关。加入Mn、Nb使σ相所需Cr的含量降低，Ni能使形成σ相所需温度提高。{3}475℃脆化：在400~500℃长期加热后可出 现475℃脆化。适当降低含Cr量，有利于减轻脆化，若出现475℃脆
材料成型知识点归纳总结
一、焊接部分 1.焊接是通过局部加热或同时加压，并且利用或不用填充材料，使两个分离的焊件达到牢固结合的一种连接方法。实质——金属原子间的结合。 2.应用：制造金属结构件；2、生产机械零件；3、焊补和堆焊。 3.特点：与铆接相比1 . 节省金属；2 . 密封性好；3 . 施工简便，生产率高。与铸造相比 1 . 工序简单，生产周期短；2 . 节省金属； 3 . 较易保证质量 4.焊条电弧焊：焊条电弧焊（手工电弧焊）是用电弧作为热源，利用手工操作焊条进行焊接的熔焊方法，简称手弧焊，是应用最为广泛的焊接方法。 5.焊接电弧：焊接电弧是在电极与工件之间的气体介质中长时间稳定放电现象，即局部气体有大量电子流通过的导电现象。电极可以是焊条、钨极和碳棒。用直流电焊机时有正接法和反接法. 6.引弧方式接触短路引弧高频高压引弧 7.常见接头形式：对接搭接角接T型接头 8.保护焊缝质量的措施：1、对熔池进行有效的保护，限制空气进入焊接区（药皮、焊剂和气体等）。2、渗加有用合金元素，调整焊缝的化学成分（锰铁、硅铁等）。3、进行脱氧和脱磷。 9.牌号J×××J-结构钢焊条××-熔敷金属抗拉强度最低值×-药皮类型及焊接电源种类 10.焊缝由熔池金属结晶而成。冷却凝固后形成由铁素体和少量珠光体组成的柱状晶铸态组织。 11.热影响区的组织过热区正火区部分相变区熔合区 12.影响焊缝质量的因素影响焊缝金属组织和性能的因素有焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数、焊接操作方法、焊接接头形式、坡口和焊后热处理等。 13.改善焊接热影响区性能方法：1.用手工电弧焊或埋弧焊焊一般低碳钢结构时，热影响区较窄，焊后不处理即可保证使用。2.重要的钢结构或用电渣焊焊接构件，要用焊后热处理方法消除热影响区。3.碳素钢、低合金结构钢构件，用焊后正火消除。4.焊后不能接受热处理的金属材料或构件，要正确选择焊接方法与焊接工艺。 14.常见的焊接缺陷裂纹夹渣未焊透未熔合焊瘤气孔咬边 15.焊接应力的产生及变形的基本形式收缩变形弯曲变形波浪变形扭曲变形角变形 16.焊接应力与变形产生的原因焊接过程中，对焊件进行了局部不均匀的加热是产生焊接应力与变形。 17.防止和减少焊接变形的措施：可以从设计和工艺两方面综合考虑来降低焊接应力。在设计焊接结构时，应采用刚性较小的接头形式，尽量减少焊缝数量和截面尺寸，避免焊缝集中等。 18.矫正焊接变形的方法机械矫正法火焰加热矫正法 19.坡口：焊件较薄时，在焊件接头处只需留出一定的间隙，用单面焊或双面焊，就可以保证焊透。焊件较厚时，为保证焊透，需预先将接头处加工成一定几何形状的坡口。 20.焊缝位置：熔焊时，焊缝所处的空间位置称为焊接位置。它有平焊、立焊、横焊和仰焊等四种。 21.埋弧自动焊的焊接电弧是在熔剂下燃烧，其引弧，维持一定弧长和向前移动电弧等主要焊接动作都由机械设备自动完成，故称为埋弧自动焊。 22.埋弧自动焊特点：1.生产率高2.焊缝质量好3.节省焊接材料和电能4.改善了劳动条件5.焊件变形小6.设备费用一次性投资较大。但由于埋弧焊是利用焊剂堆积进行焊接的，故只适用于平焊和直焊缝,不能焊空间位置焊缝及不规则焊缝。 23.自动焊工艺：仔细下料、清洁表面、准备坡口和装配点固。 24.气体保护焊：用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。按照保护气体的不同，气体保护焊分为两类：使用惰性气体作为保护的称惰性气体保护焊，包括氩弧焊、氦弧焊、混合气体保护焊等；使用CO2气体作为保护的气体保护焊，简称CO2焊。特点：保护气体廉价，成本低；热量集中，焊速快，不用清渣，生产率高；明弧操作，焊接方便；热影响区小，质量好，尤其适合焊接薄板。主要用于30mm 以下厚度的低碳钢和部分合金结构钢。缺点是熔滴飞溅较为严重，焊缝不光滑，弧光强烈操作不当，易产生气孔。焊接工艺规范：采用直流反接，低电压（小于36V）和大电流密度。
作业6焊接复习题及参考答案
焊接 一、思考题 1. 常用的焊接方法有哪些?各有何特点?应用范围如何? 2. 手工电弧焊为什么不能用光焊丝进行焊接?(氧化烧损严重，吸气多)焊条药皮 对保证焊缝质量能起什么作用?（保护、脱氧、合金化） 3. 酸性焊条与碱性焊条的特点和应用场合有何不同? 酸性焊条：熔渣呈酸性；工艺性能好；力学性能差，成本低，生产率高。用于一般结构件。 碱性焊条：熔渣呈碱性；工艺性能差；力学性能好，成本高，生产率低。用于重要结构件。 4. 试比较埋弧焊（质量好，生产率高，用于中等厚度的平直长焊缝的焊接）、CO2 气体保护焊（质量一般，生产率高，成本低。可全方位焊接，可焊薄板，用于焊接低碳钢，低合金结构钢）、氩弧焊（质量最高、成本高，可全方位焊接，可焊薄板，用于有色金属和高合金钢的焊接）电阻焊（质量好，生产率高，可焊薄臂结构或中小件）和钎焊的特点和应用范围（1.钎焊接头组织性能变化少，应力、变形小，光洁美观。 2.可焊接材料范围广，也可焊异种材料。 3.可焊接各种精密、复杂、微型的焊件。钎焊接头强度低，工作温度受到焊 料熔点的限制） 5. 产生焊接应力与变形的主要原因是什么?（不均匀的加热）如何消除或减少焊 接应力和焊接变形?（预热、缓冷、后热，锤击，反变形，退焊，跳焊等）6. 焊接接头由哪几部分组成，（焊缝金属、热影响区）它们对焊接接头的力学性 能有何影响? 1.半熔化区（熔合区）（塑韧性差） 2.过热区（塑韧性差） 3. 正火区（性能好） 4.部分相变区（性能基本不变） 5.再结晶区 7. 何谓焊接热影响区?低碳钢的热影响区组织有何变化?焊后如何消除热影响区 的粗晶和组织不均匀性?（正火） 8. 为什么低碳钢有良好的可焊性?（含碳量低，塑韧性好，不易开裂；不易产生 气孔）易淬火钢的可焊性为什么较差?（淬火马氏体的脆性大，易裂） 9. 铸铁的焊接特点如何?（易白口、易开裂、易流失）
各种材料的焊接性能
金属材料的焊接性能 （1）焊接性能良好的钢材主要有： 低碳钢（含碳量<0.25）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量<0.20）；不锈钢（合金元素含量>3、含碳量<0.18）。 （2）焊接性能一般的钢材主要有： 中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.25～0.35）；低合金钢（合金元素含量<3、含碳量<0.30）；不锈钢（合金元素含量13～25、含碳量￡0.18） （3）焊接性能较差的钢材主要有： 中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.35～0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量0.30～0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.20）。 （4）焊接性能不好的钢材主要有： 中、高碳钢（合金元素含量<1、含碳量>0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量>0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.30～0.40）。 焊条和焊丝选择的基本要点如下： 同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素： 考虑工件的物理、机械性能和化学成分；考虑工件的工作条件和使用性能； 考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位置等；考虑焊接设备情况；考虑改善焊接工艺和环保；考虑成本。 异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况： 一般碳钢和低合金钢间的焊接；低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接；不锈钢复合钢板的焊接。 焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号（GB 980-76）、焊条的性能和用途（GB 980～984-76）等有关国家标准。 ###15CrMoR的换热器的热处理工艺 ***当板厚超过筒体内径的3％时，卷板后壳体须整体热处理。 *** 15CrMoR焊接性能良好。手工焊用E5515-B2（热307）焊条，焊前预热至200-250℃（小口径薄壁管可不预热），焊后650-700℃回火处理。自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。 ###压力容器用钢的基本要求 压力容器用钢的基本要求：较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与相容性。 改善钢材性能的途径：化学成分的设计,组织结构的改变,零件表面改性。 本节对压力容器用钢的基本要求作进一步分析。 一、化学成分 钢材化学成分对其性能和热处理有较大的影响。 1、碳:碳含量增加时，钢的强度增大，可焊性下降，焊接时易在热影响区出现裂纹。 因此压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%。2、钒、钛、铌等：在钢中加入钒、钛、铌等元素，可提高钢的强度和韧性。
材料成型技术基础知识点总结
第一章铸造 1.铸造：将液态金属在重力或外力作用下充填到型腔中，待其凝固冷却后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法。 2.充型：溶化合金填充铸型的过程。 3.充型能力：液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力。 4.充型能力的影响因素： 金属液本身的流动能力（合金流动性） 浇注条件：浇注温度、充型压力 铸型条件：铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体、铸件结构 流动性是熔融金属的流动能力，是液态金属固有的属性。 5.影响合金流动性的因素： （1）合金种类：与合金的熔点、导热率、合金液的粘度等物理性能有关。 （2）化学成份：纯金属和共晶成分的合金流动性最好； （3）杂质与含气量：杂质增加粘度，流动性下降；含气量少，流动性好。 6.金属的凝固方式： ①逐层凝固方式 ②体积凝固方式或称“糊状凝固方式”。 ③中间凝固方式 7.收缩：液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减小的现象称为合金的收缩。 收缩能使铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形和内应力等缺陷。 8.合金的收缩可分为三个阶段：液态收缩、凝固收缩和固态收缩。 液态收缩和凝固收缩，通常以体积收缩率表示。液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。 合金的固态收缩，通常用线收缩率来表示。固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。 9.影响收缩的因素 （１）化学成分：碳素钢随含碳量增加，凝固收缩增加，而固态收缩略减。 （２）浇注温度：浇注温度愈高，过热度愈大，合金的液态收缩增加。 （３）铸件结构：铸型中的铸件冷却时，因形状和尺寸不同，各部分的冷却速度不同，结果对铸件收缩产生阻碍。 （4）铸型和型芯对铸件的收缩也产生机械阻力 10.缩孔及缩松：铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞，按照孔洞的大小和分布可分为缩孔和缩松。大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。 缩孔的形成：主要出现在金属在恒温或很窄温度范围内结晶，铸件壁呈逐层凝固方式的条件下。 缩松的形成：主要出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件壁中，是被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。 合金的液态收缩和凝固收缩越大，浇注温度越高，铸件的壁越厚，缩孔的容积就越大。 缩松大多分布在铸件中心轴线处、热节处、冒口根部、内浇口附近或缩孔下方。
钢结构知识点总结
第一章绪论 钢结构的特点 1、钢结构自重较轻 2、钢结构工作的可靠性较高 3、钢材的抗振(震)性、抗冲击性好 4、钢结构制造的工业化程度较高，施工周期短 5、钢材的塑性，韧性好 6、钢材的密闭性好 7、钢材的强度高 8、普通钢材耐锈蚀性差 9、普通钢材耐热不耐火10、钢材低温时脆性增大。钢结构的应用范围： 大跨度结构：用钢结构重量轻。 高层建筑：用钢结构重量轻和抗震性能好。强度高，截面尺寸小，提高有效使用面积。 工业建筑：用钢结构施工周期短，能承受动力荷载。 轻质结构：冷弯薄壁型钢，轻型钢。 高耸结构：轻，截面尺寸小。抗震抗风。 活动式结构：轻。 可拆卸或移动的结构：轻，运输方便，拆卸方便。 容器和大直径管道：密闭性好。 抗震要求高的结构，急需早日交付的结构工程，特种结构。 结构设计的目的：安全性，耐久性，适用性。 影响结构可靠性的因素：荷载效应S和结构抗力R Z=R-S Z表示结构完成预定功能状态的函数，简称功能函数。Z=0极限状态。 概论极限状态设计方法： 承载能力极限状态： 1.整个结构或结构的一部分失去平衡，如倾覆等. 2.结构构件或链接因超过材料的强度而破坏，包括疲劳破坏，或过度变形不适于继续承载。 3.结构转变为机动体系 4.结构或结构构件丧失整体稳定性。 5.低级丧失承载能力而破坏。 正常使用极限状态： 1.影响正常使用或外观的变形 2.影响正常使用或耐久性能的局部破坏（包括裂缝） 影响正常使用的振动。影响正常使用的其他特定状态。 可靠度：结构在规定的设计使用年限内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。 钢结构连接是以破坏强度而不是屈服作为承载能力的极限状态。 第二章钢结构的材料 钢材按照脱氧方法，分为沸腾钢，半镇静钢，镇静钢，脱氧剂硅和锰。 热轧型钢：钢锭加热至1200-1300度，通过轧钢机将其轧制成所需形状和尺寸。 热处理：淬火，正火，回火。 钢材疲劳：在反复荷载下在应力低于钢材抗拉强度甚至低于屈服点时突然断裂，属脆性破坏原因：焊接结构：应力幅 非焊接结构：应力幅+应力比 1.钢材的强度设计值为什么要按厚度进行划分？ 同种类钢材，随着厚度或者直径的减小，钢材的轧制力和轧制次数的增加，钢材的致密性较好，存在大缺陷的几率较小，故强素会提高，而且钢材的塑性也会提高。 2.碳，硫，磷对钢材的性能有哪些影响？ 碳含量增加，强度提高，塑性，韧性和疲劳强度下降，同时恶化可焊性和抗腐蚀性。 硫使钢热脆，即高温时钢材变脆。降低钢的塑性韧性，可焊性耐疲劳性能，有害成分。<0.045%
焊接冶金学-材料焊接性 思考题(课后)
第二章：焊接性及其实验评定 1. 了解焊接性的基本概念。什么是工艺焊接性？影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 答：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。影响因素：材料因素、设计因素、工艺因素、服役环境。 第三章：合金结构钢 1．分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差别？在制定焊接工艺时要注意什么问题？ 答：热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si 。（2）细晶强化，主要强化元素：Nb,V。（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V. ；正火钢的强化方式：（1） 固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo （3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V,Ti,Mo. ； 焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元 素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件下粗晶区的V析出相 基本固溶，抑制A 长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、M-A等导致韧性下降和时效敏感性增大。 制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接。 2．分析Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。 答:Q345 钢属于热轧钢，其碳当量小于0.4 ％，焊接性良好，一般不需要预热和严格控 制焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345钢连续冷却时，珠光体转变右移，使快冷下的铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏体与马氏体具 有淬硬倾向，Q345刚含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在Q345 刚中加入V、Nb 达到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。被加热到1200℃以上的热影响 区过热区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，Q345钢经过600℃×1h 退火处理，韧性大 幅提高，热应变脆化倾向明显减小。； 焊接材料：对焊条电弧焊焊条的选择：E5 系列。埋弧焊：焊剂SJ501，焊丝H08A/H08MnA. 电渣焊：焊剂HJ431、HJ360 焊丝H08MnMoA 。CO2气体保护焊：H08系列和YJ5 系列。预 热温度：100～150℃。焊后热处理：电弧焊一般不进行或600～650℃回火。电渣焊900～ 930℃正火，600～650℃回火 3.Q345 与Q390焊接性有何差异？Q345焊接工艺是否适用于Q390焊接，为什么？ 答：Q345与Q390都属于热轧钢，化学成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于Q345，从而使Q390的碳当量大于Q345，所以Q390的淬硬性和冷裂纹倾向大于Q345，其余的焊接性基本相同。Q345的焊接工艺不一定适用于Q390的焊接，因为Q390的碳当量较大， 一级Q345的热输入叫宽，有可能使Q390的热输入过大会引起接头区过热的加剧或热输入过小使冷裂纹倾向增大，过热区的脆化也变的严重。 4. 低合金高强钢焊接时，选择焊接材料的原则是什么？焊后热处理对焊接材料有什么影响？
材料焊接性
《材料焊接性》（专科）学案 第一章绪论 二、本章习题 1. 根据本章所述内容，举例说明低合金钢焊接在工程结构中的重要作用。 2.先进材料的发展和应用在工程中越来越受到人们的重视，简述先进材料（如陶瓷、金属间化合物和复合材料等）和金属材料相比，在工程结构中的应用有什么不同？ 第2章材料焊接性及其试验方法 1. 了解焊接性的基本概念。什么是工艺焊接性？影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 焊接性，是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下，获得优良焊接接头的难易程度。 工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。 影响因素：材料因素、工艺因素、结构因素、使用条件。 2. 什么是热焊接性和冶金焊接性，各涉及到焊接中的什么问题？ 冶金焊接性指在熔焊高温下的熔池金属与气象熔渣等相互之间繁盛化学冶金反映所引起的焊接变化
3. 举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。 工艺焊接性是指影响焊接操作的焊接性能，如电弧的稳定性、焊缝的成形性、脱渣性、飞溅大小及发尘量等。而使用焊接性则是指焊件需满足的使用要求，如接头的力学性能、物理性能及化学性能要求。 有时，工艺焊接性好的材料如果焊接材料选择不当，其使用性能就不一定好：例如不锈钢焊接，若使用普通结构钢焊条焊接，其工艺焊接性很好，即焊接过程很顺利，但是，焊缝不耐腐蚀，就不能满足不锈钢焊件的使用要求，因此焊接接头是不合格的。 金属材料使用性能主要指力学性能，即金属材料在外力作用下表现出来的各种特性，如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。 比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好| 第3章低合金结构钢的焊接 1. 分析热轧钢和正火钢的强化方式及主强化元素有什么不同。二者的焊接性有何差异，在制定焊接工艺时应注意什么问题。 热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si。（2）细晶强化，主要强化元素：Nb,V。（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V.；正火钢的强化方式：（1）固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件粗晶区的析出相基本固溶，抑制A长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、M-A等导致韧性下降和时敏感性增大。制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接 2. 分析16Mn的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。