PPT《3 金属的焊接》

对其它材料,易产生焊接变形、应力及裂纹. 3-1 电弧焊 受焊接热循环的影响,焊缝附近的母材组织或性能发生变化的区域,称为焊接热影响区. 熔化焊焊缝与母材的交界线叫熔合线,熔合线两侧有一个很窄的焊缝与热影响区的过渡区,叫熔合区,亦称半熔合区. 因此,焊接接头由焊缝区、熔合区和热影响区组成. 3-1 电弧焊 (2)焊缝的组织和性能 焊接热源移走后,熔池液体金属迅速冷却结晶.从熔合区许多未熔化完的晶粒开始,垂直熔合线向熔池中心生长成柱状树枝晶.这样,低熔点物质将被推向焊缝最后结晶部位,形成成分偏析. 从熔池液体金属凝固结晶为焊缝金属称为一次结晶.有的焊缝金属在冷却过程中处于固态还会发生组织转变,叫做二次结晶. 焊缝金属含碳量较高时,特别是合金钢焊接时,由于冷却速度快,焊缝金属可能产生淬硬组织马氏体. 3-1 电弧焊 电弧焊的焊缝是由熔池内的液体金属结晶而形成的,属铸态组织,晶粒粗大,呈垂直于熔池底壁的柱状晶,成分偏析,组织不致密. 但是,由于焊接相当于小熔池炼钢,冷却快,化学成分控制严格,碳、硫、磷都较低,通过渗合金调整焊缝化学成分,使焊缝金属的力学性能不低于母材.(3)热影响区与熔合区的组织与性能 下图为低碳钢热影响区的组织变化,由于热影响区各点的最高加热温度不同,因此,其组织变化也不同.低碳钢的热影响区分为过热区、正火区和部分相变区. 3-1 电弧焊 ①过热区 加热温度在1300℃至固相线间区域.温度高,奥氏体晶粒急剧长大,冷却后得到粗晶过热组织:塑韧性很低,是热影响区中机械性能最差部位.②正火区 加热温度在Ac3至1300℃间的区域,冷却后得到细小而均匀的铁素体和珠光体正火组织,该区力学性能优于母材. ③部分相变区 加热温度在Ac1~Ac3间的区域,受热影响,此区中珠光体和部分铁素体转变为细晶粒奥氏体,另一部分铁素体因温度太低来不及转变,仍为原来组织,使该区晶粒大小不均,性能较差. 3-1 电弧焊 易淬火钢的焊接热影响区,由于焊后冷却速度很快,会产生淬硬组织,因此,它的热影响区一般分为淬火区(Ac3以上)和部分淬火区(Ac1至Ac3的区域). 对于焊前调质状态的合金钢,还有软化区(Ac1至高温回火的区域).其中淬火区(尤其是接近熔合线部位)机械性能严重下降,甚至引起冷裂纹. 3-1 电弧焊 熔合区是焊缝向热影响区过渡的区域.加热温度处于固相线与液相线之间,焊接过程中,部分金属熔化,部分未熔化.冷却后,熔化金属成为铸态组织,未熔化金属因加热温度过高而形成过热粗晶组织.使该区强度下降,塑性韧性极差,化学成分不均匀,性能是焊接接头中最差的部位. 由上述分析看出焊接接头中熔合区和过热区是焊接接头中力学性能最差的薄弱部位. 3-1 电弧焊 4)影响焊接接头性能因素①焊接材料: 焊丝、焊剂及焊条直接影响焊缝金属的化学成分.②焊接方法 : 不同焊接方法,其热源温度高低和热量集中的程度不同,热影响区大小和组织也不同,接头性能不同;

其机械保护效果不同,杂质含量不同,焊缝性能也不同. 3-1 电弧焊 ③焊接工艺 焊接工艺参数(焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等)直接影响焊接接头输入热量的大小. 此外,熔合比(熔化母材在焊缝金属所占的百分数)的大小也影响焊缝的化学成分.④焊后热处理 焊后热处理(如正火)能细化接头组织,改善接头性能. 3-1 电弧焊