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焊接技术讲座讲解
徐州重型机械有限公司
焊接技术培训及讲座
第一章焊接应力与变形
第一节焊接应力
焊接应力按产生的原因可分为热应力和残余应力等。
一、热应力
焊件在焊接热源的局部加热下,受热区域与未受热区存在着较大的温度差。
由于金属材料遵循热胀冷缩原理,因此受热区会发生膨胀产生“膨胀应力”,而其周围的未受热区则会阻止其膨胀产生与其大小相等的拘束应力(作用与反作用力)。
在此状态下,受热区在拘束应力作用下承受着压应力,而其周围未受热区在膨胀应力的作用下则承受着拉应力。
由于这些(拉压)应力是不均匀(局部)加热造成的,所以称之为“热应力”(实际上就是温差应力)。
如果加热温度较低,应力低于金属的屈服强度(即在弹性极限内),当移除焊接热源或焊件的温度均匀化后,这些应力将随之消失。
热应力的大小与不均匀加热的温度差(温度梯度)成正比。
二、焊接残余应力
1、焊接残余应力产生的原因
金属物体在受热时膨胀多少,冷却时就要收缩多少。
如果上述受热区的温度足够高,受热时膨胀又受阻(承受压应力)而发生塑性压缩变形,当温度恢复(冷却)到原来的(均匀化)状态后,受热区域会因发生塑性压缩变形而不能回复到原始状态,产生与膨胀时相反的内应力—拉应力。
由于这一应力是温度恢复到原来(均匀化)状态后残留在焊件内的应力,所以称之为“残余应力”。
焊接热源加热时,温度越高、温度差(加热不均匀程度)越大,受热区域发生的塑性压缩变形就越大,残余应力也就越大。
另外,当受热区的温度超过AC1而发生相变时,伴随相变出现的体积变化将产生新的应力。
如果焊件温度恢复到原始(均匀化)状态后相变的产物仍残存在焊件内,便会产生相变应力。
此应力也是残余应力的一种。
2、焊接残余应力的分布
在板厚δ<15-20mm时属于常规焊接结构,残余应力基本上是平面(双轴)的,厚度方向的应力很小,可以忽略。
只有大厚板焊接结构中,厚度方向上的应力较大,应予以考虑。
⑴、纵向应力σx
对低碳钢而言,焊缝和近缝区的纵向应力是拉应力,数值可以达
到材料的屈服强度。
在靠近焊缝两端向边缘过渡区应力越来越小,到达边缘时为σx=0。
⑵、横向应力σY
垂直于焊缝的横向应力较为复杂,焊缝和近缝塑性变形区受纵向
和横向两个应力共同作用。
在垂直于焊缝方向的应力分布情况是焊缝和两侧近缝区受拉应力且最大,两侧再向外扩延至边缘是受压应力且边缘上最大。
沿焊缝长度(纵向)方向的应力分布情况为两端部一段区域内受压且两端头边缘最大,靠中间其它部位受拉。
⑶、厚板中的残余应力σZ
σx、σY和σZ三个应力在板厚方向上的分布极不均匀,不同的焊接工艺其分布规律差别较大。
如电渣焊时是厚度中心σx、σY最大,向上下表面逐渐降低为零。
低碳钢在多层焊时表面为较高的拉应力。
特别应注意是,Y型坡口单面对接多层焊,其焊缝根部横向应力σY值极高,大大超过材料的屈服强度σS,严重时可达到σb从而导致焊缝根部开裂。
⑷、拘束状态下的焊接应力
这是对整体结构而言,所有焊接都是在受拘束的情况下进行的,其应力比较复杂,应力场不是简单的叠加而是相互影响、相互作用,最大拉应力可达到材料的σS。
因此,在设计时要注意分析,选择焊接接头形式及其布局以及施焊顺序要尽可能合理,以减少或消除应力。
⑸、封闭焊缝引起的内应力
这种结构主要是指管件、容器、人孔和圆形镶块等圆形封闭焊缝。
其应力主要为径向应力和切向应力,这两种应力在焊缝和近缝区均为拉应力。
这种结构的刚度较大,焊接时的拘束度也就较大,所以内应力也
就越大。
⑹、相变应力
金属随温度发生相变时,比容将有一个突变(如奥氏体切变为马氏体),其体积也就随之突变,当膨胀受阻产生塑性变形时,冷却到室温后便产生了拉应力。
相变应力与σx、σY相互作用,最终的应力水平是三者的综合。
相变应力的数值有时也相当大,是造成冷裂的原因之一。
3、焊接残余应力的影响
⑴、对静载强度的影响
对于焊缝受拉应力,两侧受压应力的焊件在外加载荷拉应力的作用下,焊件内部的应力将发生变化。
两侧受压应力的区域随着拉应力的增加逐渐减小而转变为拉应力,而受拉应力的区域(焊缝)将与载荷的作用力叠加。
如果焊件材料具有良好的塑性,当叠加后的峰值应力先期达到σS(屈服)时,该区的应力不会增加,而是产生局部塑性变形。
其余应力未达到σS的区域随着外力的增加应力继续增加,截面上的应力通过塑性变形逐渐均匀化,直至构件整个截面上的应力均达到σS而全面均匀化(但此时不能再增加外力—载荷)。
由此可见,对于塑性良好的金属材料,焊接残余应力的存在并不影响构件的静载强度。
但是,就焊接接头而言(即便是低碳钢)其焊缝和过热区因晶粒粗大而呈现不同程度的脆性,不可能全部进行塑性变形。
这样当工作载荷作用力不断增加并与残余应力叠加后,脆性区的应力峰值也不断增加,直至达到材料的强度极限σb而先在该区发生破坏(局部破坏),最终导致整个构件断裂。
因此,焊接残余应力的存在,明显降低了脆性材料构件的静载强度。
⑵、对受压杆件稳定性的影响
由前面分析可知,焊接残余应力(内应力)在构件中是拉、压应力共存且是平衡(相等)的。
对于受压构件,其截面上受压区域的内应力将与外加载荷引起的压应力相叠加,使该区域先期达到材料的屈服极限σS,该区的应力不再增加,从而导致该区域丧失了承载的能力。
这相当于减少了构件的有效承载面积。
这种压应力的存在会使构件稳定性明显下降,造成局部或整体失稳,产生变形。
⑶、对加工精度的影响
焊接内应力的存在会使工件变形,从而影响工件的加工精度。
焊接内应力是不稳定的,它随时间而不断变化(时效),但不同材料中的内应力不稳定程度有较大差异。
如低碳钢Q235在20℃室温下存放,原始应力24000N/㎝2,经过两个月降低了2.5%。
而在100℃下存放,应力降低为20℃的5倍。
随着存放温度的上升,应力降低的百分比迅速增加(随着存放温度的提高,应力降低的越多、越快)。
可见,温度的影响远大于时间的影响。
对于中碳钢及合金钢等易于焊后产生马氏体的材料,室温存放过程中残余奥氏体不断转变为马氏体。
因马氏体比容较大,转变过程中马氏体的体积会不断膨胀(产生与焊接内应力相反的组织应力),使得内应力因马氏体的转变而降低,且降低的百分比远超过低碳钢。
低碳钢焊后的组织相对较稳定,所以其尺寸的稳定性比合金钢要高些,但长期存放中因蠕变和应力松弛,尺寸仍会有少量变化。
因此,若要保证构件的精度最彻底和最有效的办法就是先进行焊后热处理消除焊接内应力,然后再进行构件加工。
⑷、对应力腐蚀开裂的影响、
应力腐蚀(Scc)开裂是拉应力和腐蚀共同作用下产生裂纹的一种现象。
产生应力腐蚀裂纹应具备三个条件:
拉应力、腐蚀环境和时间。
能否发生应力腐蚀开裂和导致构件断裂所需的时间与应力的大小有关,应力越大,产生应力腐蚀开裂的几率越高,发生断裂的时间越短,反之亦反。
由此可见,焊接残余应力的存在提高了构件的应力水平,增加了产生应力腐蚀开裂的几率、缩短了发生脆性断裂的时间。
所以,为防止应力腐蚀开裂,要尽可能减小或消除焊接残余应力。
第二节焊接(残余)变形
一、金属的变形
金属物体的变形有弹性变形、塑性变形,自由变形和非自由变形。
1、弹性和塑性变形当外力(残余应力)去除或温度均匀化后变形随即消失,金属物体(焊件)恢复到原状,这种变形称之为弹性变形。
而不能恢复原状的变形则称为塑性变形。
2、自由和非自由变形当金属物体(焊件)受热或受热发生了相变,其尺寸和几何形状就要发生改变。
如果这种变化未受到外界任何阻碍而自由进行,这种变形就称为自由变形。
否则,受到阻碍的称非自由变形。
二、焊接(残余)变形
焊接残余变形是焊接后残存于结构中的变形。
简称“焊接变形”。
1、焊接变形产生的原因
综上所述,焊接时,焊接热源对焊件是局部加热(温度很高形成了熔池)且热量较集中,受热区与非受热区的温度梯度很大,焊接区加热过程中膨胀受周围阻碍发生了塑性(也发生了相变)变形,冷却时收缩同样受到周围的阻碍,且在回复到室温后而产生了仍残留在焊接区内的拉应力,这就是焊接残余应力。
当残余应力足够大并超过焊件内的拘束应力时焊件便发生变形。
这就是焊接残余变形。
由此可知焊接残余应力是导致变形的直接原因。
2、焊接变形的分类
焊接变形大致可分为七类:
纵向收缩变形、横向收缩变形、挠曲变形、角变形、波浪变形、错边变形(长度方向)和扭曲(螺旋)变形等。
第三节焊接应力与变形的控制
一、设计方面
1、合理选择构件截面,提高构件的抗变形能力
设计结构时要尽量使结构稳定、截面对称、有足够的刚度;避免采用易变形和不易矫正的结构形式;尽量采用型钢、弯曲成型件和冲压件(如工字钢、槽钢、角钢)等代替焊接结构。
2、合理选择焊接接头形式
在满足承载能力的前提下,尽量采用简单、合理的接头形式。
减少应力场和温度场的不均匀度(复杂程度),避免应力集中。
如对接接头形式简单、受力状态好、易于装配和矫正以及熔敷金属填充量少等优点。
3、合理选择焊缝截面和坡口形式
对于T形和十字接头,在强度相等时,开坡口熔敷金属的填充量要少于不开坡口,这对减小焊接应力、变形和降低成本均有利。
特别是大厚板角接接头的开坡口焊接经济意义更大。
因为角焊缝的尺寸(截面积)与焊脚尺寸的平方成正比,用坡口焊缝代替角焊缝,可大大节省人力和物力,降低热输入,减小应力和变形,改善焊缝的受力状态等。
对厚度不等的焊件,要合理组合焊缝,坡口开在较薄的一侧。
在工艺条件许可时,达到一定厚度(如12mm以上)的焊件,尽量采用X(对称)型坡口代替V型坡口。
总之,在保证焊缝承载能力及工艺条件允许的前提下,应尽量采用焊缝截面尺寸小的坡口形式,以减少熔敷金属的填充量、改善焊接热循环、减小应力和变形为原则。
不要误以为焊缝越高、越宽大越好。
因为,对接焊缝的强度是按焊件(即焊缝)厚度来计算的,与焊缝的宽度无关。
角焊缝是按腰高来计算的,但也并非焊脚越高强度就越高(后面有讲)。
不同厚度低碳钢板的最小焊脚尺寸:
板厚mm
≤6
7-18
19-30
31-50
51-100
最小焊脚mm
3
4
6
8
10
4、尽量减少不必要的焊缝
许多钢结构在壁厚设计时就强度而言,完全可以满足承载要求,但其刚性和稳定性却显不足。
为减轻重量和降低成本,往往采用较薄板加焊大量筋板的方法来提高结构的稳定性和刚性。
这样不仅不经济(总重量并未减轻),大大增加了装配和焊接工作量,而且增大了焊接应力和变形。
另外,不要误以为焊缝越多和所谓加强筋越多越好。
而正确的概念是尽可能减少焊缝数量。
5、合理的焊缝布局(焊缝位置)
A、设计时,尽可能将焊缝安排在构件(截面)的中性轴或接近中性轴。
B、焊缝要尽可能分散均布,不要集中于某一区域。
C、避免十字交叉焊缝。
D、焊缝要避开几何形状突变、复杂等易造成应力集中部位。
二、工艺方面
1、合理控制热输入
⑴、在保证熔深和熔合良好的前提下,尽可能减小焊接电流;
⑵、合理地选用多层或多层多道焊(焊条电弧焊时最佳层焊厚度不超过焊条直接径),尽可能使温度均匀。
⑶、对长焊道尽量采用分段跳焊,尽可能避免沿一个方向连续施焊。
2、采用合理的焊接顺序
⑴、尽可能使焊件伸缩自由,一般先焊短焊缝,后焊长焊缝。
⑵、双面不对称坡口,应先焊坡口尺寸小(熔敷金属少)的一侧。
⑶、采用双人或多人对称焊,尽可能使焊件受热(受力)均匀。
3、选用合理的焊接方法
不同的焊接方法(如埋弧焊、焊条电弧焊、熔化极和非熔化极气体保护焊等),其热输入不同。
所以要选用合适焊接方法。
4、合理选用焊接材料
不要片面追求焊接速度和生产效率而采用大直径焊接材料(焊条或焊丝)。
因为在保证熔合良好的前提下,直径越大焊接电流就必须随之增大。
这样热输入就越大。
对异种钢焊接和需焊打底过渡层时,要考虑焊材的线胀系数尽可能与母材相同。
5、合理的预热或加热减应区
合理的预热可以减少焊接区域与其周围母材的温差(温度梯度),从而降低焊接残余应力及其引起的变形。
加热减应区法是使该区域与焊缝伸缩同步(焊缝的伸缩有一定的自由度),从而减少应力和变形。
6、反变形
7、刚性固定
第二章焊接的有关基本概念
第一节焊接接头
一、焊接接头的组成和作用
焊接接头由四部分组成:
焊缝(混合区)、熔合区、热影响区和母材。
焊接接头的作用大致可分为三种:
⑴、工作接头
该接头在结构中的作用是将一个构件的力传至另一个构件,其一旦破坏将会影响整个结构的安全。
所以,对工作接头必须进行强度计算。
⑵、联系接头
该接头的作用是将两个或更多的构件联结成一整体,并不传递力,所以即使其破坏也不会影响整个结构的安全。
这种接头通常不作强度计算。
⑶、密封接头
这种接头的作用主要是保证结构的致密性,可以同时是工作接头和联系接头。
二、常用焊接接头的基本形式
1、对接接头
定义:
两件表面构成大于或等于135o,小于或等于180o夹角的接头。
对接接头用于连接同一平面中的构件,是各种形式接头中受力状态最好、传力效率最高、结构最简单和最节省材料的一种接头形式。
其对对口边缘加工和装配要求较高。
2、角接接头
定义:
两件端部构成大于30o,小于135o夹角的接头。
3、T形接头
定义:
一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头。
这种接头焊缝向母材过渡较急剧,接头在外力作用下力线扭曲很大,造成应力分布极不均匀,在角焊缝的根部和过渡处都有很大的应力集中,受力状态复杂,承载能力较差,所以不是焊接结构理想的接头。
4、搭接接头
定义:
两件部分重叠构成的接头。
这种接头一般用于不重要的构件中,其应力分布不均匀,疲劳强度较低,不是焊接结构理想的接头。
5、十字接头
定义:
三个件装配成“十”字形的接头。
这种接头的特点与T形接头类同。
三、焊缝的基本形式
焊缝是焊接接头的一个组成部分。
根据其承载情况焊缝可分为两种。
一种焊缝与被连接的构件是串联的,它承担着传递全部载荷的作用,一旦断裂,结构就立即失效。
故称其为工作焊缝(属于工作接头)。
另一种焊缝与被连接的构件是并联的,它传递很小的载荷,主要构件之间相互联系的作用,焊缝一旦断裂,结构不会立即失效。
1、对接焊缝
定义:
在焊件的坡口面间或一零件坡口与另一零件表面间焊接的焊缝。
对接焊缝的的焊接边缘分为卷边、平对或加工成V型、X型、K形和U型坡口(坡口形式取决于焊件的厚度、焊接方法和焊接工艺)。
对接焊缝开坡口的根本目的是为了确保接头的质量及其经济性。
对接焊缝的受力状态最好,承载能力最强。
2、角焊缝
定义:
沿两直交或近直交零件的交线索焊接的焊缝。
角焊缝是一种应用最广泛的焊缝,以角焊缝构成的的各种接头,其几何形状都有急剧变化,力线的传递比对接焊缝复杂的多,焊缝的根部和趾部的应力集中较大。
按承载方向的不同,角焊缝可分为三种:
①焊缝与载荷方向垂直的正面角焊缝;
②焊缝与载荷相平行的侧面角焊缝;
③焊缝与载荷相倾斜的斜向角焊缝。
正面角焊缝的破断往往与受力方向成200—300,但强度计算时仍以与受力方向成450的最小截面计算断面(按切应力计算)。
正面角焊缝的强度比侧面角焊缝高20%--30%,侧面角焊缝沿焊缝长度上的分布是不均匀的。
正面角焊缝的单位长度承载能力并非与焊脚K的高度成正比,单位面积的强度K>20mm时比K<10mm时约降低20%(但屈服强度并不降低)。
静载时,如母材塑性良好,角焊缝的截面形状对承载能力无明显影响。
但动载时,表面凹形比平形的承载能力高,凸形最低。
四、焊接接头与焊缝
焊缝只是焊接接头的一个组成部分,焊接接头的形式有多种,而焊缝归纳起来一般只有两种:
对接焊缝和角焊缝。
由上述焊接接头和焊缝的形式及定义可知,角焊缝一定是角接接头,但角接接头不一定就是角焊缝。
如开坡口全焊透或部分焊透的角接接头就是由对接焊缝和角焊缝组合而成的焊缝,称为“组合焊缝”。
第三章焊接接头的一般性能
熔化焊焊接接头是采用高温热源进行局部加热而形成,是一个激烈而又快速的局部冶金过程。
焊缝金属是由焊接填充材料与部分母材熔融凝固形成的具有“铸造”特征的组织,其化学成分、组织和力学性能既不同于母材,也不同于焊材,而是两者的混合体(称之为混合区)。
近缝区受焊接热循环和热塑性变形的影响,组织和性能均会发生变化,特别是熔合线附近(称熔合区)的变化更为明显。
因此,焊接接头是一个不均匀体,缺陷无处不在(宏观和微观缺陷)。
焊接接头因焊缝的形状和布置的不同而产生不同程度的应力集中、残余应力、变形和高刚性就构成了焊接接头的基本属性。
第一节影响焊接接头性能的基本因素
焊接结构的破坏,大多从焊接接头处开始。
因此焊接接头性能的优劣是能否保障焊接结构安全的基础。
影响焊接接头性能的因素很多,但归纳起来,大体可分为力学因素和冶金因素两个方面。
而这些因素又主要来源于结构材料、焊接材料、设计、制造工艺和使用条件等。
一、力学因素
在力学方面影响焊接接头性能的因素,主要为接头形状的不连续性、焊接缺陷残余应力、和焊接变形。
这些缺陷造成的不连续性都是应力集中的根源。
特别是焊接缺陷中的未熔合和裂纹,往往是接头破坏的直接起点。
二、冶金因素
在冶金方面影响焊接接头性能的因素,主要为焊接热循环引起的组织变化和焊接过程中热塑性变形循环所产生的材质变化。
此外,焊后热处理和矫正变形等工序都可能影响接头的性能。
第二节焊接热影响区(HAZ)及其性能
定义:
焊接或切割过程中,材料因受热的影响(但未熔化)而发生金相组织和力学性能变化的区域。
热影响区是焊接接头的一个组成部分,其性能直接影响整个接头的性能。
在焊接热循环的作用下,根据(不易淬火钢)组织变化的特点,热影响区可分为过热(粗晶)区、重结晶(正火或细晶)区、不完全重结晶(不完全正火或部分相变)区和再结晶区。
一、过热区
该区紧邻焊缝,温度约为1100--1490℃(碳钢)。
由于加热温度很高,因此A晶粒长得非常粗大,在快速冷却下形成一种特殊的过热组织—魏氏组织(粗大片状F+片间P的混合体,脆性大)。
这种魏氏组织的存在严重影响了金属的塑性和韧性。
焊接过程中,焊接热输入愈大,高温停留时间愈长,过热愈严重,奥氏体晶粒长得愈粗大,愈容易得到魏氏组织,焊接接头的性能就愈差。
这是低碳钢焊接时引起热影响区性能变坏的一个主要问题。
二、重结晶区
该区温度范围大约在900--1100℃之间(Ac3以上),该区的主要特征是在加热和冷却过程中经受了两次重结晶相变的作用(特别是经快速冷却后),使晶粒得到了显著的细化。
对不易淬火钢,其室温组织为均匀而细小的F+P,相当于经正火处理后的细晶粒组织。
因此,该区具有较高的综合力学性能,甚至优于母材。
三、不完全重结晶区
该区加热的峰值温度在Ac1—Ac3之间,约750--900℃。
该区的特点是只有部分金属经受了重结晶相变,剩余部分为未经重结晶的原始F晶粒。
因此,该区是一个粗晶粒与细晶粒的混合区(混晶区),其室温组织为原始粗大F+经重结晶后的细小F+粒状P。
所以该区的性能也并不很好。
四、再结晶区
在结晶与重结晶不同,重结晶时金属内部晶格要发生变化,即由一种晶格转变为另一种晶格(如加热时由α→γ,冷却时又由γ→α)。
而再结晶是金属在冷作变形加工过程中,破碎的晶粒被加热到相变点Ac1以下某一再结晶温度时再次恢复为完整的晶粒(破镜重圆)。
该区的室温组织为等轴F,再结晶后因冷作变形产生的应力和硬化现象消失,再结晶区的强度和硬度均低于冷作变形状态的母材,但塑性和韧性都得到改善。
因此,再结晶区在整个焊接接头中是一个软化区。
如果焊前母材是未经冷作变形的热轧钢板或是退火状态下的钢板,在焊接热影响区内不会出现再结晶区。
关于蓝脆区:
在低碳钢的焊接热影响区内,除了上述几个组织不同于母材的区域外,还可能存在一个组织上与母材没有差别,但塑性和韧性却显著低于母材的脆化区,通常称为“蓝脆区”。
该区的温度范围可扩大到200--750℃。
关于这种脆化的机理目前尚不十分清楚,一般都认为是由动态应变时效而引起,即所谓“热应变脆化”,这种时效是焊接过程中热和应变同时作用(受热和变形同时发生)下的时效。
这类时效脆化都与固溶于铁中的自由氮(N)含量关系密切。
一般低碳钢和低合金钢中的自由N原子较多,所以它们的热应变脆化倾向较大,特别是低碳沸腾钢的热影响区中这种脆化较为严重。
因此,低碳钢和低合金钢焊接时要注意热影响区中Ac1以下区域的脆化问题。
第三节焊接热循环
定义:
在焊接热源作用下,焊件上某点温度随时间变化的过程,
称之为焊接热循环。
其实质就是焊接温度场的变化过程。
一、焊接热循环参数:
1、加热速度
2、最高加热(峰值)温度
3、相变点(Ac1)以上温度停留时间
4、冷却速度(或冷却时间)。
二、影响焊接热循环的因素
1、热输入
定义:
熔焊时,由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能。
公式表示为:
q=IU/V单位:
J/mm
其中:
I—焊接电流单位:
安培A
U—电弧电压单位:
伏特V
V—焊接速度单位:
mm/s或cm/min
2、焊接接头形式
3、工件厚度
4、预热及层间温度
5、材料本身的导热性
四、焊接热循环对焊接接头性能及应力和变形的影响
1、最高加热温度增高,Ac1以上温度停留时间延长(冷却速度过低),将使焊缝金属晶粒粗化、合金元素烧损和化学成分偏析程度趋于严重,从而导致其韧性、塑性(抗裂性能)下降,产生缺陷的几率增高,综合力学性能劣化。
2、最高加热温度增高,Ac1以上温度停留时间延长(冷却速度过低),将使热影响区范围增大,近缝区和过热区化学成分偏析、晶粒粗化程度严重,从而导致其韧性、塑性下降,产生裂纹的几率增高,力学性能恶化。
3、最高加热温度增高,Ac1以上温度停留时间延长,焊接区与其周围的温度梯度增大;受热区膨胀量增加,受阻后的塑性变形量增大,结果导致残余应力和变形量增大。
4、冷却速度不可过低,但也不可过快,否则焊接接头容易产生淬硬组织,使韧性、塑性降低,产生裂纹的几率增加。
因此应合理控制冷却速度。
五、焊接CCT图
每种钢均可在焊接热循环作用下测得它的“奥氏体连续冷却转变曲线”,称为“焊接CCT图”(热处理也有CCT图)。
焊接CCT图反映了在焊接热循环的作用下,金属材料冷却过程中金相组织与奥氏体(高温时)的晶粒度、化学成分和冷却速度(时间)的关系。
根据焊接CCT图设计焊接接头和制订焊接工艺,有效控制奥氏体在各关键温度区间的冷却速度(如t8/3、t8/5),得到良好的金相组织,从而获得满足使用工况条件的优质焊接接头。
焊接过程是一个快速二次冶金过程,实质上就是物理化学变化过程。
由金属学可知,金属材料的性能取决于它的金相组织,而金相组织又取决于化学成分。
焊接接头也不例外,如能得到理想的金相组织,也就获得了性能优良的焊接接头。
因此,焊接CCT图非常重要而且实用,焊接设计人员和工艺人员均应重视焊接CCT图的应用。
后续:
一、焊接残余应力和变形的消除、矫正;
二、常见焊接缺陷及其产生的原因和对焊接接头(焊接结构)性能、使用可靠性的影响。
三、焊接缺陷(特别是裂纹)的修复工艺原则、修复接头的性能和对焊接结构的影响。
四、无损检测技术(RT、UT、MT、PT和ET、AET)、金相检验、力学性能实验及其在焊接中的应用。
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