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焊接公式及实验
1・碳当量
国际焊接学会:
CE(IIW)=C+Mn∕6+(C叶Mo+V)∕5+(Ni+Cu)∕15v0.4淬硬倾向不大
日本焊接学会:
Ceq(JIS)=C+Mn∕6+Si∕24+Ni∕40+Cr∕5+Mo∕4+V∕14
Ceq《0.46%,焊接性优良;0.46-0.52%淬硬倾向逐渐明显,焊接时需要采取合适的措施;Ceq>0.52%时,淬硬倾向明显,属于较难焊接材料。
淬硬倾向较大的钢,焊后在空气中冷却时,焊缝易出现淬硬的马氏体组织,低温焊接或焊接刚性较大时易出现冷裂纹,焊接时需要预热,预热是防止冷裂纹和再热裂纹的有效措施。
与人是防止冷裂纹和再热裂纹的有效措施。
温度太低,焊缝会开裂,太高又会降低韧性,恶化劳动条件,所以确定合适的预热温度成为很重要的问题。
Rb=500MPa,Ceq=0.46不预热
Rb=600MPa,Ceq=0.52预热750CRb=700MPa,Ceq=O.52预热75OCRb=800MPa,Ceq=0.62预热150OC
新日铁:
CE二C+A(C){Si/24+Mil/16+Cu/15+
Ni/20+(Cr+Mo+V+Nb)∕5+5B}(%)
A(C)=075+0.25tgh[20(C-0.12)]
CEllW公式对碳钢和碳镜钢更合适,但不适用于低碳低合金钢;PCm适于低碳低合金钢oCEN在图表法中被用作评价钢冷裂纹敏感性的尺度(当碳增加时,CEN接近
CEnw,而当碳降低时他又接近PCm)。
一一用图表法确定钢焊接时的预热温度上
2、冷裂纹敏感指数:
PCm
PCm=C+Si∕30+(Mn+Cu+Cr)∕20+Ni∕60+Mo∕15+V∕10+5B
P"C+男+勢+芻十黑+富+寧+焉+23B-
使用化学成分范围(质量分数):
C=0.07-0.22%,Si=0-0.6%,Mn=0.4-1.4%JCU=O-0.5%,Ni=O-1.2%,Cr=O-1.2%,MO=O-0.7%,V=0-0.12%,Nb=O-0.04%,Ti=0-0.05%,B=0-0.005%.
3、冷裂纹敏感性PW
PW=PCm+[H]∕60+h∕600或PW=PCm÷[H]∕60+R∕40000
[H]:
熔敷金属中扩散氢含量(ml/1OOg)
R:
焊缝拉伸拘束度
h板厚(mm)
当Pw>0时,即有产生裂纹的可能性。
适用条件:
扩散氢含量[H]=(1-5)ml∕100g,h=19-50mm,线能量为17∙30kJ/Cm.
4=预热温度:
TOTo=1440Pw-392
根据日本CEN确定预热温度:
1、根据钢的化学成分计算CEN和CEnw;2、通过焊缝金属扩散氢含量与图3标准值的偏差求出CEN的某一增量;3、通过热输入与图4标准值的偏差和CEIlW求出CEN的某一增量;4、将CEN增量之和与原始CEN相加,对CEN进行修正;5、根据修正的CEN和图2基本
曲线中的板厚确定y坡口试验的临界预热温度;6、根据焊缝金属强度和接头拘束度,通过图5的修正,确定实际所需的预热温度。
[H]ιjvv-5ml/100g(DM)E=
17kj/mm
环境温度二】O七上
50、60
〜/7
40
■癌1015
/20-\25
30
图2确定所需预热温度的棊本曲线
碳当鹽(CEN)(%)
-XlO
-λ15
-0.20丄一j-
51050
堺啟金属中気含st[∕ml(ItMg)-I
图3CEN擁IE值与熔敷金属中氢含就的矢系曲
图4CEN修正值与焊接热输人及CEnW的尖系曲线
屈强强度
图5实际焊接时对所需预热温度的修正
图2■图5:
——用图表法确定钢焊接时的预热温度上
5・再热裂纹敏感经验公式:
PSR=Cr+Cu+2Mo+10V+7Nb+5Ti-2
Psr>0,有再热裂纹倾向。
6=t8∕5(焊接冶金学基础)
来源:
COOlingratein800to500rangefromClimenSiOnalanalysis很准确
a・根据传热学推导理论公式:
厚大焊件的三维传热:
薄板焊接时的二维传热:
1
4λpLl500——TO
Isooi
E:
焊接线能量(J∕cm)
入:
导热系数
cP:
容积比热容[J∕(CmTC)]S:
板厚(Cm)
TO:
初始温度
临界板厚SCr:
实践表明:
板厚V0.6SCr用薄板计算公式,板厚>0.9SCr用厚板计算公式b、理论经验公式:
厚大焊件的三维传热:
S=©67-5X10-%)阀5001〜800八
薄板焊接时的二维传热:
叶e0437⅝eg瞬〔(
临界板厚Scr:
∕θΓδ4j-7i3X10TTqf1
√0>67-5VoXiOX4T07I500二几
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