合工大金属熔焊性能复习要点兼题库

1、合工大金属熔焊性考试要点（题库）第一章 金属的焊接性1. 金属焊接性概念：指金属材料在限定的施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。含义：一是金属在焊接加工中是否容易形成缺陷；二是焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。2.影响焊接性的因素1）材料因素 材料是指用于制造结构的金属材料及焊接材料。2）设计因素 焊接方法、焊接工艺3）工艺因素 结构形式、接头形式4）使用因素 工况环境、负载等条件3如何分析金属的焊接性1）从金属的特性分析焊接性化学成分 a碳当量法;b焊接冷裂纹敏感系数利用物理性能分析金属的熔点、导热系数、密度、线胀系数、热容量等因素、都对热循环、熔化、

2、结晶、相变等过程产生影响利用化学性能分析铝、钛合金与氧的亲和力较强，在焊接高温下极易氧化因而需要采取较可靠的保护方法，如：惰性气体保护焊，真空中焊接等利用合金相图分析主要是分析热裂纹倾向。依照成分范围，查找相图，可知道结晶范围，脆性温度区间的大小，是否形成低熔点共晶物，形成何组织等利用CCT图或SHCCT图分析2）从焊接工艺条件分析焊接性热源特点保护方法热循环的控制正确选择焊接工艺规范控制焊接热循环预热、缓冷、层间温度改变焊接性其它工艺因素彻底清理坡口及其附近焊接材料处理、烘干、除锈、保护气体要提纯、去杂质后使用合理安排焊接顺序正确制定焊接规范4.焊接性试验1) 焊接性试验的内容 焊缝金属抵抗

3、产生热裂的能力:压板对接（FISCO) 焊接裂纹试验; 可调拘束裂纹试验法。 焊缝及热影响区金属抵抗产生冷裂纹的能力:斜Y坡口对接裂纹试验; 插销试验。 焊接接头金属抵抗脆性转变能力； 焊接接头的使用能力。2)试验方法的选用原则：针对性 可靠性 经济性第二章 结构钢的焊接第一节 合金结构钢合金结构钢：在碳素钢基础上加入一定的合金元素来达到所需要求的钢种称为合金结构钢。包括：强度用钢（热扎正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢）和特殊用钢（珠光体耐热钢、低温钢 、低合金耐气候腐蚀钢）应用范围：机械零件、工程机械、交通运输工具、桥梁、建筑结构、管道等新发展：微合金控扎钢（热机轧制细晶粒钢） 焊接无裂纹钢抗

4、层状撕裂钢焊接大线能量第二节 热轧正火钢的焊接热轧钢强化方式：主要是固溶强化；合金系：C-Mn 或 Mn-Si Q295 Q345 Q390 ；正火钢强化方式：固溶强化沉淀强化或细化晶粒，；合金系：C-Mn 或 Mn-Si加：V、Nb、Ti、Mo Q390 Q420 Q460。1 热轧 正火钢的焊接性焊缝中的热裂纹因含C量低，Mn/S高，具有较好的抗热裂性能。冷裂纹1）热轧钢含C量不高，但含有少量的合金元素，这类钢的淬硬倾向比低碳钢的淬硬倾向大，并且随着钢材强度级别的提高淬硬倾向逐渐增大。热轧钢碳当量都比较低，除环境温度很低或钢板厚度很大，一般情况下其冷裂倾向都不大。2）正火钢的冷裂纹倾向随着

5、强度级别的提高而增大。当碳当量大于0.5时钢的淬硬倾向和冷裂倾向逐渐增加。防止措施：小线能量+预热和焊后热处理。3）再热裂纹C-Mn和Mn-Si系热轧钢对再热裂纹不敏感。正火钢、正火+回火钢 只有含沉淀强化的钢种如18MnMoNb、14MnMoV存在再热裂纹敏感性。对策是可提高预热温度和焊后立即后热来防止再热裂纹的产生。4）层状撕裂在低碳钢、热轧、正火钢中都可能发生层状撕裂。主要取决于冶炼条件，即钢中存在沿轧制方向的片状硫化物与层状硅酸盐等杂质。只发生在某些结构的截面厚度较大，构件厚度方向(Z向)承受较大拉伸应力的情况下。5）热影响区的性能变化 热轧钢 焊接线能量过大：导致冷速过慢，过热区将因

6、晶粒长大或出现魏氏组织等而使韧性降低， 焊接线能量过小：由于过热区组织中马氏体比例增大而使韧性降低，这在含碳量偏高时较明显。 对含V、Nb的正火钢焊接时线能量过大：会导致过热区沉淀相固溶，这时V、Nb的碳、氮化合物细化晶粒、抑制奥氏体长大的作用大大削弱，过热区奥氏体晶粒显著长大，冷却过程中可能产生一系列不利的组织转变，如魏氏体、粗大的马氏体、塑性很低的混合组织（铁素体、高碳马氏体和贝氏体）和M-A组元，再加上过热区金属碳、氮固溶量的增加，导致过热区韧性降低和时效敏感性增加。 焊接含钛正火钢(Ti含量约O.22) 线能量过大时：过热区的TiN、TiC都向奥氏体内熔入。由于钛的扩散能力低，在随后的

7、冷却过程中，即使大线能量条件下也来不及析出而停留在铁素体中，显著提高了铁素体的硬度，降低了材料的冲击韧性。 正火钢的过热敏感性较热轧钢大。预防措施：采用小线能量6）热应变脆化 产生区域：热影响区中发生过塑性变形同时受热温度在ACl以下、尤其最高加热温度在200-400的区间。 产生原因：一般认为这种脆化是由于氮原子聚集在位错周围，对位错造成钉扎作用所造成的。 发生材质：固溶氮含量较高的低碳钢和强度级别不高的低合金钢中。如造船中常用的16Mn、16MnC(热轧钢)就具有一定的热应变脆化倾向。 消除措施：焊后消除应力退火经验得出：16Mn焊后经600、1h的退火处理，韧性有很大提高。2热扎正火钢的

8、焊接工艺特点焊接方法的选取主要根据材料的厚度、产品结构和具体施工条件来确定。如SMAW、 SAW、 MIG、TIG、ESW都可选用。焊接材料的选择选择相应强度级别的焊接材料例如：焊接Q345、15MnTi、15MnV:SMAW可选用用焊条J507(E5015) SAW:H08MnA+HJ431.考虑熔合比和冷却速度的影响.必须考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响对于焊后要进行正火处理的焊缝，应选择强度高一些的焊接材料。例如焊接大坡口的15MnV厚板，焊后需进行热处理时，必须选用H08Mn2Si焊丝，若选用H10Mn2焊丝，焊缝金属的强度会偏低。焊接工艺参数的确定：焊接线能量对于热轧钢：焊接线能量

9、一般无限制；只是不能过大。对于正火钢：小焊接线能量预热。预热 焊接时进行预热的目的是防止裂纹和适当地改善焊接接头性能。预热温度的确定与以下多种因素有关：1）材料的成分(决定材料的淬硬倾向)，CE<0.4%基本上没有淬硬倾向，不必预热2）冷却速度(取决于环境温度、板厚、焊接线能量、焊接方法等)，3）结构的拘束度，拘束度增加，预热温度要求提高4）含氢量(取决于焊接材料的烘干等)，含氢量增加，预热温度要求提高5）焊后热处理。焊后不热处理，预热温度应偏高，对减少内应力和改善性能有利焊后热处理热扎正火钢一般焊后不需要热处理但母材ss490MPa 焊后立即消应力退火或消氢处理厚壁构件为消除应力，焊后

10、消应力退火电渣焊接头为细化晶粒，焊后要求正火或正火+回火对于抗应力腐蚀的焊接结构、低温下第三节 低碳调质钢的焊接强化机理：主要是相变强化（调质处理 ) C0.18%、Mn-Ni-Cr-Mo系：14MnMoVN、WCF62、HQ70A、HQ80C 1低碳调质钢的焊接性分析热裂纹低碳调质钢中S、P杂质控制严，含C量低、含Mn量较高因此热裂纹倾向较小。热影响区的液化裂纹液化裂纹主要发生在高Ni低Mn的钢中.冷裂纹这类钢马氏体含碳量很低，马氏体开始转变温度Ms较高，在该温度下以较慢的速度冷却，存在自回火作用，冷裂纹倾向较小。“若马氏体转变时冷却速度较快，得不到“自回火”效果，冷裂倾向就会增大。再热裂纹

11、存在一定的再热裂纹倾向，特别是V，Mo存在时， Mo-V钢、Cr-Mo-V钢对再热裂纹较敏感；例如多元化钢HT-80 Si-Mn-Cr-Ni-Mo-Cu-V-B含有多种促使再热裂纹的元素。500650加热2小时就出现再热裂纹。14MnMoNbB对再热裂纹也敏感。层状撕裂 无 热影响区性能的变化过热区的脆化过热造成奥氏体晶粒粗化引起脆化；形成上贝氏体引起的脆化；由于合金化程度增加提高了奥氏体的稳定性，在贝氏体中的铁素体之间形成M-A组元引起的脆化等。得到低碳马氏体+(1030)贝氏体，韧性最好。焊接热影响区的软化 接头热影响区的强度和硬度低于母材焊前的强度和硬度的现象软化区Ac1T回火(焊前母材

12、回火温度)焊前回火T越低，软化区越宽，强度下降幅度越大。对策：热量集中的焊接方法； 小E2低碳调质钢的焊接工艺制定低碳调质钢焊接工艺的主要依据一是要求在马氏体转变时冷速不能太快，以免产生冷裂；二是要求在800500之间的冷却速度大于产生脆性混合组织的临界温度。热影响区的软化问题在采用小线能量的焊接解决。焊接工艺方法和焊接材料的选择焊接方法s70kg/mm2 : SMAW, SAW , CO2焊， MIG , TIG s70kg/mm2 : TIG, MIG s100kg/mm2 : TIG , 真空电子束焊焊接材料 等强原则特殊情况(结构刚度很大)，为避免裂纹可选择比母材强度稍低些的焊接材料。

13、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。在保证不出裂纹，满足热影响区塑性、韧性的条件下，线能量应该尽可能选择大些。防止冷裂纹要求冷却速度慢些，脆化则要求冷却速度要快些为好（低碳M+B下）。但对于大厚板，即使采用大线能量，冷速也很大，要预热来解决。 预热温度 预热主要是为了防止冷裂，预热温度一般低于200 。焊后热处理一般不进行消应力热处理。除非特殊情况，例如要求耐应力腐蚀的焊件，进行消除应力退火处理；应力退火的温度应比该钢材调质时的回火温度低30左右。第四节 中碳调质钢的焊接强化机理：主要是相变强化（调质处理 )；C: 0.250.5%；Cr、 Cr-Mo，Cr-Mn

14、-Si、 Cr Ni-Mo系：14MnMoVN、40Cr, 35CrMoA, 30CrMnSi1中碳调质钢的焊接性分析热裂纹 因含碳、硅较高，有较大的热裂纹倾向。冷裂纹 含碳较高，合金元素多，淬硬倾向明显，冷裂纹倾向大。热影响区的性能变化过热区的脆化： 高碳马氏体。热影响区的软化：退火态焊接时，无软化问题；调质态焊接时，有软化问题。2中碳调质钢的焊接工艺 退火态下焊接时的工艺特点 因可以焊后热处理，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。调质态焊接时的工艺特点防止冷裂纹：预热缓冷。防止软化：要选择小焊接线能量。第五节 特殊用钢的焊接珠光体耐热钢的

15、焊接1珠光体耐热钢的主要焊接性问题与低碳调质高强钢很相似，冷裂、再热裂纹、HAZ脆化、软化、回火脆性现象。焊接接头产生冷裂纹Cr, Mo含量钢的冷裂倾向大；对策采用焊前预热、控制层间温度、焊后去氢处理、改善组织状态以及减小和消除应力等处理方法。热影响区的再热裂纹取决于钢中沉淀强化元素Mo V Ti Nb 等；敏感 T: 500700再热裂纹的产生部位一般都在工件较厚，残余应力大的部位。所以，在厚板结构的焊接过程中，当焊缝焊到一定厚度后，先进行次中间消除应力热处理，有利于防止再热裂纹的产生。HAZ脆化: Cr, Mo钢的淬硬性及过冷A稳定性 , E过大, HAZ粗化; E过小HAZ易淬硬。回火脆

16、性：P耐热钢在350500长期运行易发生剧烈脆变。X = (10P+5Sb+4Sn+As)×10-220PPMJ = ( Si + Mn)(P+Sn)×104 1502珠光休耐热钢焊接工艺特点焊接方法焊接生产中最常用的两种焊接方法是SMAW和SAW。焊接材料的选择 焊接材料的选择应力求焊缝金属成分和机械性能与母材相匹配。预热和层间温度的控制 珠光体耐热钢的预热温度和层间温度应控制在150350之间。焊后热处理选择热处理参数时，应尽量避免在回火脆性及消除应力裂纹敏感温度范围内进行，并规定在危险区间内快速加热通过。低温钢的焊接低温钢的成分特点 无镍低温钢：含镍钢：在低碳钢中加入

17、一些镍，提高强度，改善低温韧性2.5Ni , 3.5Ni等 1.低温钢焊接的主要问题无镍低温钢：相当于热轧正火钢和低碳调质钢，过热区脆化导致接头低温韧性降低；含镍钢：焊缝与热影响区低温韧性下降。2.低温钢的焊接工艺特点a) 严格控制线能量b) 正确选择焊接材料焊接低温用低合金钢时，除要保证焊缝的低温韧性外还要保证焊缝与母材等强。焊接低镍钢时所用焊条的含镍量应与母材相同或高于母材。耐候钢与耐海水腐蚀用钢的焊接耐候钢机理：通过加入P、Cu 、Cr 、Ni等元素在金属表面形成自保护的氧化膜抵抗大气腐蚀的钢。供货状态：热轧或正火；屈服强度： 290390MPa焊接材料选择除满足强度要求外，必须在耐腐蚀

18、方面与母材相匹配。等成分性能原则(如J507CuP焊条或J507CrNi焊条)第三章 不锈钢、耐热钢的焊接第一节 不锈钢及耐热钢分类铬当量 Creq=Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb+3Al+5V镍当量 Nieq=Ni+30C+0.87Mn+K(N-0.045)+0.33Cu奥氏体不锈钢： 18-8型 1Cr18Ni9Ti Cr18Ni8 25-20型 2Cr25Ni20Si2 4Cr25Ni2025-35型 0Cr21Ni32铁素体不锈钢： 高Cr钢，含Cr1730% 1Cr17 1Cr25Si2马氏体不锈钢： 1Cr13 2Cr13 3Cr13 4Cr13 1Cr12WMoV双相不锈钢：

19、 00Cr18Ni5Mo3Si2 00Cr22Ni5Mo3N第二节 奥氏体不锈钢焊接1.奥氏体钢的焊接性问题：接头耐蚀性、热裂纹、接头脆化 奥氏体钢焊接接头耐蚀性晶间腐蚀 奥氏体不锈钢焊接接头中可能会产生焊缝的晶间腐蚀、热影响区敏化区晶间腐蚀和热影响区过热区（熔合区）的“刀蚀”。 焊缝的晶间腐蚀： 当焊缝成分选择不当时，在焊缝中达到敏化温度的区域，如多层焊的前一层焊道中或焊缝再次经历敏化温度，处于该区段的金属晶粒内部过饱和固溶C原子会逐步向晶粒边缘扩散，与晶粒边缘Cr原子结合成碳化物，会在晶界上析出铬的碳化物(Cr23C6)而使晶粒边界贫铬（ Cr<12%），耐腐蚀性下降。如果该区恰好露

20、在焊缝表面并且与腐蚀介质接触，则将产生晶间腐蚀。(平衡态敏化温度区间是450850，而在热影响区中敏化温度区间是6001000。)防止焊缝区晶间腐蚀采取措施措施：a.采用超低碳焊接材料;b.焊缝中加入碳的稳定化元素Ti、Nbc.调整焊缝化学成分获得一定数量的铁素体(412，5%时最优)。d.采用固溶处理或稳定化处理f.合理制定焊接工艺热影响区敏化区晶间腐蚀 焊接热影响区中加热峰值温度处于敏化温度区间的部位也会由于奥氏体晶粒边界析出碳化成晶粒边界贫铬而产生晶间腐蚀。产生温度：6001000只有普通的18-8钢才会有敏化区。对策：选用较低线能量、快速冷却的工艺。刀口腐蚀在熔合区产生的晶间腐蚀，有如

21、刀削切口的形式，故称刀口腐蚀。腐蚀区的宽度初期不超过35个晶粒，逐步扩展到1.01.5mm发生材质：含有铌、钛的18-8钢的过热区产生原因：接头的过热区内，加热温度超过1200的部位，NbC或TiC将全部或大部固溶于奥氏体晶粒内。冷却时，体积小且活泼的碳原子向奥氏体晶界扩散并聚集于此，而Ti来不及扩散留在晶内。这种状态如果再经历6001000中温敏化加热，就会在晶界产生Cr23C6沉淀，造成该区晶粒边界的贫铬。在一定腐蚀介质作用下，将从表面开始产生晶间腐蚀，直至形成刀切状腐蚀破坏。不含钛或不含铌的18-8钢不应有刀蚀发生，超低碳不锈钢不但不发生敏化区腐蚀，也不会有刀蚀。控制措施：1）降低含C量

22、0.06%2）焊接时尽量减少过热、采用小的E。应力腐蚀开裂(简称SCC) 焊接结构中的由残余应力引起的腐蚀开裂。防止措施： 1）改进结构设计和加工方法,尽力降低焊接引起的热应力和装配应力； 2) 选择在工作介质中对于应力腐蚀不敏感的母材；如选择可产生双相组织(奥氏体+铁索体)的焊接材料，有利于提高在氯化物中的耐应力腐蚀开裂性能。 3) 注意保护奥氏体不锈钢表面的钝化膜；酸洗处理或随意在母材表面打弧都可能造成表面钝化膜的破坏而引起应力腐蚀。点蚀奥氏体不锈钢接头存在一定的点蚀倾向。PI = Cr+3.3Mo+(1316)N3540PI越小，点蚀倾向越大产生原因：耐点蚀成分Cr与Mo的发生偏析。控制

23、方法：1. 减少Cr，Mo偏析，提高Ni含量2. 采用比母材更高Cr，Mo含量的“超合金化”焊接材料3. 必须考虑母材的稀释作用，以保证足够的合金含量 奥氏体不锈钢焊接接头热裂纹奥氏体不锈钢具有较高的焊接热裂纹敏感性。形式：焊缝结晶裂纹和HAZ液化裂纹。热裂的基本原因：1.焊缝金属凝固期间存在较大的拉应力是产生凝固裂纹的必要条件奥氏体钢的导热系数小，线膨胀系数大，在焊接局部加热和冷却的条件下，焊接接头易形成较大的拉应力。2.奥氏体钢及焊缝的合金成分较复杂，焊接时容易形成各种低熔共晶分布于晶界成为液态薄膜因此焊缝和近缝区都可能产生热裂纹。3.奥氏体焊缝结晶时易形成方向性极强的柱状晶(特别是单相奥

24、氏体钢)，结晶时有利于杂质偏析而形成液膜，因而易引起焊缝的结晶裂纹。影响因素：主要影响因素是合金成分和一次结晶组织形态热裂纹与凝固模式（组织形态有关系）造成奥氏体+少量的铁素体的组织是防止热裂的有效措施 少量的铁素体相可打乱奥氏体组织柱状晶的方向性，使晶粒得到细化，降低杂质的偏聚程度。 铁素体相比奥氏体相能溶解更多的硫、磷等杂质元素； 铁素体相能降低奥氏体晶粒表面张力，改变低熔点夹杂物的形态。凝固模式：FA凝固模式Creq/ Nieq在1.52.0 一般不产生结晶裂纹化学成分S、P、Si、Nb等凡在奥氏体中溶解度小而能偏析形成易熔共晶的成分都可能引起热烈纹。焊接工艺的影响E，焊缝中奥氏体枝晶粗

25、大及过热区晶粒粗化，增大偏析倾向。1） 小的E 为避免焊缝枝晶粗大和过热区晶粒粗化2） 不预热 降低层间温度 奥氏体钢焊缝的脆化焊缝中相对脆化的影响焊缝低温脆化为了保证低温韧性，焊缝希望得到单一相，避免出现相，相的存在，使低温韧性降低。焊缝相脆化相性质：脆硬而无磁性的Fe-Cr金属间化合物，主要析集于柱状晶的晶界。防止措施1） 提高奥氏体化元素Ni、N2）焊接时应尽量采用较小的焊接线能量，焊前不预热，焊后可采用快速冷却，以减少焊接接头在高温下的停留时间。奥氏体钢焊接工艺要点：焊接方法选择： 1)电弧氧化性要小，2) 由于导热系数小，线胀系数大，自由状态下焊接易产生变形，应选焊接能量集中的方法，

26、以机械化快速焊为好。焊接材料的选择: 适用性原则 fitness-for-purpose要求焊缝的化学成分与母材接近，有时采用超合金化。控制焊接参数，避免接头产生过热现象小电流、不做摆动，不预热，快冷却，保持较低的层间温度。（奥氏体钢导热系数小，热量不易散失。在同样电流下比结构钢时得到较大的熔深，焊接所用焊接电流和焊接线能量比焊接碳钢要小20%左右。应避免交叉焊缝，不应预热，快冷却，保持较低的层间温度）。保护焊件的工作表面应处于正常状态奥氏体不锈钢焊接应与腐蚀介质接触的工作的焊缝最后焊，且不能在工作面上随便引弧。第三节 双相不锈钢的焊接1铁素体奥氏体双相不锈钢特点发展原因：奥氏体不锈钢的晶间腐

27、蚀、应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等问题，尤其是应力腐蚀开裂问题未能很好解决，因而进一步发展了铁素体奥氏体双相不锈钢。 成分：00Cr18Ni5Mo3Si2 18-5型 00Cr22Ni5Mo3N 22-5型 0Cr25Ni5Mo3N 255型 相组成 ：1 耐蚀性特点 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。 双相不锈钢中第二相（ 或相）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。 在腐蚀介质中相对相具有阴极保护作用 由于各元素（其余还有Mo、N等)组合的特点，耐点蚀能力比18-8型奥氏体不锈钢优越，不易形成点蚀，减少了以点蚀为起点的应

28、力腐蚀裂纹源。 2双相不锈钢焊接性分析 双相不锈钢焊接接头相比例失调的问题 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 相变，随后在急速冷却过程中又发生 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。 措施: 对焊缝可采取超合金化设计; 对HAZ则只有从工艺上（采用大线能量、多层焊等）来解决。双相不锈钢焊接接头的耐蚀性 在近缝区由于A相减少，出现-相界，并析出第二相（主要是铬的氮化物） 形成贫铬层所致。 措施：控制母材/ 相比例 Weld采用“超合金化”焊接材料双相不锈钢

29、焊接接头的脆化 原因是相数量30% 出现 -相界，并析出铬氮化物，HAZ韧性降低。双相钢焊接接头的抗裂性 主要是在高H的条件下，d相过多的HAZ区和焊缝才会产生冷裂纹。第四节 铁素体钢及马氏体钢的焊接1. 铁素体不锈钢焊接性：HAZ脆化和晶间腐蚀HAZ脆化： 粗晶脆化（ THAZ 900 ）; 相脆化（Cr21%）； 475脆化措施： 采用小的热输入 焊后进行750800退火处理退火后应快冷，防止相和475脆化。晶间腐蚀：在焊接温度925以上区域，碳、氮的化合物逐步溶解到铁素体相中，形成过饱和固溶体。由于C、N在F内不仅扩散速度快，且溶解度也低。因而在焊后冷却过程中， C、N易偏聚在晶界区。而

30、铬的扩散速度慢，导致晶界上沉淀Cr23C6、Cr2N，则在晶界区域出现贫铬区。 当加热到650850范围时，铁素体中的Cr有足够的速度向晶界扩散，使贫铬区程度降低或消失。2. 焊接工艺 焊接方法：SMAW、 TIG、MIG、SAW、 PAW、电子束焊等 焊接材料选择同质焊材：焊缝金属呈粗大的铁素体钢组织，引起粗晶脆化，室温下韧性低，易产生裂纹。应尽量限制杂质含量，提高其纯度，同时进行合理的合金化。异质焊缝：A焊接材料（在不宜进行预热或焊后热处理的情况下），焊后不可进行退火处理，因F钢退火温度范围（787843），正好处在A钢敏化温度区间，容易产生晶间腐蚀及脆化。预热温度为防止高温脆化，预热温度

31、要低些，一般T0=150，若C增加，T0<200300焊后热处理焊后在750850退火处理以消除晶间腐蚀、注意：高Cr铁素体钢在550820长期加热时会出现 相，因此焊后热处理加热和冷却过程应尽可能快速冷却。3. 马氏体钢焊接焊接性问题：冷裂纹、HAZ脆化焊接工艺特点： 焊接方法：手工电弧焊（SMAW）、气体保护电弧焊 焊接材料：为防止冷裂，可选用奥氏体焊接材料 焊接工艺参数：焊前预热与后热和焊后立即高温回火等措施。 第五节 低合金结构钢与奥氏体不锈钢的焊接1. 焊接性分析1） 母材对焊缝的稀释,引起焊缝组织与性能的变化 由于低合金结构钢的稀释作用,会引起焊缝组织与性能发生较大的变化,

32、如果焊材选择不当,则焊缝特别是在过渡区会产生数量不等的M ,使接头塑性和韧性下降。 通过调整填充金属的成分及熔合比,可改变焊缝的成分、组织与性能, 从而获得抗裂性较高的组织。2） 形成凝固过渡层3） 形成碳迁移过渡层4） 形成焊接残余应力两种异种钢 相差较大 形成较大残余应力。这种残余应力无法经热处理消除2. 焊接工艺焊接方法: SMAW、TIG 、MIG 焊接材料原则: 按舍夫勒组织图选择超合金奥氏体焊材，克服珠光体钢对焊缝金属稀释带来的不利影响 抑制碳迁移过渡层和凝固过渡层的形成 保证接头力学性能和使用性能 焊接接头区不产生冷热裂纹焊接工艺要点 降低熔合比: 采用大坡口、小电流, 快速多层

33、焊等工艺 如果珠光体钢有淬硬倾向，应适当预热。 在P钢坡口侧上堆焊一层隔离层：降低对接头的预热要求及减少产生裂纹的危险性;也可用高镍奥氏体不锈钢焊条堆焊过渡层。焊后一般不进行热处理复合钢的焊接1） 过渡层焊接材料的选择应选用Cr Ni含量比不锈钢板高的塑性和抗裂性较好的超合金化焊材2） 基板选用强度等级相当的焊材3） 复板选用相应成分的焊材第四章 铸铁的焊接铸铁焊接的应用： 铸造缺陷的焊接修复已损坏的铸铁成品件的焊接修复。零部件的生产这是指用焊接的方法将铸铁（主要是球墨铸铁）件与铸铁件、各种钢件或有色金属焊接起来而生产出零件。第一节 铸铁焊接性分析1. 灰铸铁焊接性： 焊接接头易出现白口及淬硬

34、组织 冷裂纹倾向大 可发生在焊缝或热影响区上，发生冷裂纹原因：a 铸铁塑性差 b 石墨尖端应力集中 c 白口组织收缩率大（白口：2.3%、铸铁：1.26%），易导致剥离性裂纹 d 半熔化区: 易产生白口、马氏体组织 热裂纹采用低碳钢焊条与镍基铸铁焊条冷焊时，焊缝较易出现属于热裂纹的结晶裂纹。铸铁型焊缝对热裂不敏感，高温时石墨析出过程中有体积增加，有助于减低应力。利用镍基铸铁焊条焊接铸铁时，由于铸铁中含有较多的S、P，焊缝易生成低熔点共晶，如Ni-Ni3S2,644,Ni-Ni3P,880,故焊缝对热裂纹有较大的敏感性。 气孔2.球墨铸铁焊接性特点1.球墨铸铁由于含有 Mg ,Y, Ce ,Ca

35、等球化剂，高温奥氏体稳定性更强，因而白口、淬硬组织更明显。2. 球墨铸铁由于强度级别更高、塑性好，接头强度与塑性匹配困难。铸铁焊接工艺焊接方法：电弧焊（电弧热焊、电弧冷焊）, 气焊, 钎焊焊接材料：同质焊接材料Z208异质焊接材料Z308、 Z408、Z508焊接工艺方法:电弧热焊电弧冷焊 第五章 铝及其合金的焊接1.铝及其合金的焊接性分析 铝合金接头强度系数低、软化严重 气孔 热裂纹铝合金接头失强 非时效强化铝台金，在退火状态下焊接时，可认为焊接接头与母材是等强的；在冷作硬化状态下焊接时，接头强度低于母材。 时效强化铝合金 (除A1-Zn-Mg合金)，无论是在退火状态下还是在时效状态下焊接，

36、焊后不经热处理，其接头强度均低于母材的强度。 A1-Zn-Mg合金的焊接接头强度与焊后自然时效的时间长短有关，该合金焊后仅靠自然时效的时间延长，焊接接头的强度就可提高到接近母材强度水平。焊缝中的气孔：主要是氢气孔氢来源：弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分、焊丝及母材表面氧化膜吸附的水分。弧柱气氛中的水分的影响气孔形成原因：弧柱气氛中的水分分解而来的氢，溶入过热熔融金属中特点：白亮内壁产生气孔的原因：据研究，在凝固点氢在铝中的溶解度从0.69(m1100g)突然下降至0.036(m1100g)，从液相到固相溶解量相差约20倍(钢材中，液相、固相中H溶解量相差约2倍)。此外，铝及铝合金比重小、导热性强，致使溶解于熔池中的大量氢在焊缝金属冷凝时来不及析出形成气孔。此外，合金系统不同，对弧柱气氛中水分的敏感性不同，纯铝最敏感，Al-Mg合金，随Mg增加不敏感。MIG焊时，弧柱温度高，熔滴比表面积大，焊缝气孔倾向大于TIG。氧