焊接公式及实验

1、1、碳当量国际焊接学会:CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15<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/14Ceq，焊接性优良；淬硬倾向逐渐明显，焊接时需要采取合适的措施；Ceq>%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

2、温度成为很重要的问题。Rb=500MPa,Ceq=不预热Rb=600MPa，Ceq=预热75oCRb=700MPa,Ceq=预热75oCRb=800MPa，Ceq=预热150oC新日铁：CE=C+A(C)Si/24+Mil/16+Cu/15+Ni/20十(Ct十Mo十V+Nb)/5+5B(%)A(C)=0.75+0.25tgh20(C-0.12)CEIIW公式对碳钢和碳锰钢更合适，但不适用于低碳低合金钢；Pcm适于低碳低合金钢。CEN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CEIIW,而当碳降低时他又接近Pcm。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

3、使用化学成分范围(质量分数)：C=、Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B冷裂纹敏感性PwPw=Pcm+H/60+h/600或Pw=Pcm+H/60+R/40000H:熔敷金属中扩散氢含量(ml/100g)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CEIIW；2、通过焊缝金属扩散氢含量与图3标准值的偏差求出C

4、EN的某一增量3、通过热输入与图4标准值的偏差和CEIIW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。碳当StH”/rtiJUQQgr1000(寧魯u<Ji1_CEiiw=E亠111,11Mn4Cu+¥打'Cr4-Mq+V1111_L_110-0.050.100.05(琨)售<图5实际焊接时对所需预热溫度的修正图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=

5、Cr+Cu+2Mo+10V+7Nb+5Ti-2PSR>0,有再热裂纹倾向。6、t8/5（焊接冶金学基础陶5=14491300k291/(1073几)l/(773-F)D0477(10)来源：coolingratein800to500rangefromdimensionalanalysis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：E:焊接线能量（J/cm）入：导热系数cp：容积比热容J/（cm3°C）8:板厚（cm）TO：初始温度临界板厚8cr:实践表明：板厚8cr用薄板计算公式，板厚8cr用厚板计算公式。b、理论经验公式：厚大焊件的三维传热：薄

6、板焊接时的二维传热：如严eQ437axio-5To攀（41；-soofc）4哀4-3彫响冷却时间的烽接接头系数ft焊播接头形式、F2二维热传甘堆焊1.01.0T序或十字接头的第一及第二M道0.670.440.67十字接头中的第三及第四层焊道即0.300.57角焊尬处的貼角焊建0.6?0.670.9搭接接头的貼帘揮輕0670.70V形壤口处的焊根焊道（60坡口，间隙3mm）101.2I1*0X形壤口处的輝根焊道60玻口，闻隙3maO0.770V带及X形域口处的中间焊道0.801.070V形及X形坡处的號面烬道0.901-01-01形对揍单面焊双甌成形°0.1.0临界板厚6cr:线算图的

7、用法如下；手弧焊对接时，如图475所示，如果不预热，可根据板厚（如1Owm）和所选用的焊接线能量（如18000J/cm直接连线（D,在（A）点可以直接得出g如果预热2OOC时，再由（A）点与预热2O（TC连宜线（2）,在（B）点即可得出预热2001的切5。E=60U/y丄l/ctn>3200G-24000-36000-3QO0U-L2000-10DOO-14000-120U080&0-11&000净旱时词圧；AllaiJOAddIJ6QOO-44(*00：10UD0-3600Q：20000-.lsooo-rooe16000-2颐0：沖航'4000026000k24

8、00014000-,22000-20000-18000*16000挣即时间Mnao-soifrEUl/v(JA'rtlJ10UOIH30GOCH2000ft'】gUO0T12U0U'90(X1，熔渣的碱度计算公式：当B1>1时为碱性渣，B1<1时为酸性渣；B1=1时为中性渣。马氏体相变温度:Ms(oC)=-453C贝氏体相变温度：Bs(oC)=830-270C-90Mn-37Ni-70Cr-83MoFe-Ni-Cr-Mo-C钢：Bs(oC)=844-597C-63Mn-16Ni-78Cr焊接热影响区的组织和性能低碳钢、低合金钢焊接热影响区组织分布：1、熔合区

9、2、过热区3、相变重结晶区4、不完全重结晶区对于焊接淬硬倾向较大的钢种，焊接热影响区组织分布为：1、完全淬火区2、不完全淬火区焊豪金属舍区肘敢脆化区9热影响区母材冷裂纹产生焊接冷裂纹的三大主要因素是：焊缝热影响区有一定的淬硬倾向、较大的焊接应力或拘束度、焊缝中扩散氢含量。拘束度R=Eh/L(h板厚)预防措施：1、采用优质的低氢焊接材料，并严格控制氢的来源，焊前烘干焊条和焊剂，仔细清楚焊接区的油污、水、铁锈等。2、焊前进行预热，焊接过程中控制层间温度不低于预热温度。焊后进行消氢或立即进行焊后热处理，使扩散氢能充分从焊缝中逸出。3、确定合理的焊接热输入。热输入越大，焊接接头冷却时间越长，热影响区就

10、可以减轻淬火，同事有利于氢的逸出，降低了冷裂纹倾向。但若焊接热输入过大，热影响区可能产生过热组织，使晶粒粗大，反而会降低焊接接头的抗裂性能。热裂纹：预防措施：1、采用碱性焊条和焊剂提高脱硫能力，控制焊缝中S,P等有害杂质的含量。2、焊前预热可减慢焊缝冷却速度，减小焊接应力。再热裂纹：焊接接头在焊后热处理过程中产生再热裂纹，从宏观上看可以认为是由于两个相互联系的重要条件引起的，一个是参与应力松弛时装应力集中部位引起的实际塑性变形量6p,另一个是应力集中部位产生裂纹的临界变形能力6c,当5p>5c时，也即塑性变形能力不能适应塑性变形的发展时，就可能在再热过程中产生再热裂纹。Ap与接头的拘束度

11、，参与应力大小以及应力集中程度有关；6c与晶界聚合强度、晶内蠕变抗力及晶粒尺寸大小等因素有关。晶界的偏西对晶界的聚合强度影响很大,而晶内沉淀相的析出硬化对晶内的蠕变抗力有很大影响。另外，再热过程中晶内合金碳化物沉淀造成的二次硬化，使晶内蠕变抗力提高，促使蠕变易于集中于晶界，这样，在应力松弛过程中蠕变变形将集中于晶界附近，以致导致深长变形量很小的晶间断裂。12CrlMoV再热裂纹敏感系数根据有关经验公式为：G=Cr+>0,有产生再热裂纹的可能。热影响区的软化问题12Cr1MoV的焊接接头，在焊前预热和焊后热处理的工艺措施下，热影响区可能出现硬度和强度明显下降的软化区。这个软化区中的组织除了

12、聚集了碳化物外，大部分是铁素体，同事还有奥氏体分解产物，形成所谓的“白带”组织，因为“白带”组织的出现，长期高温工作时，蠕变变形也很容易集中在这个部位而发生断裂，为了消灭这种组织，预热和焊后热处理温度必须十分谨慎。实验：再热裂纹敏感性评定：1、再热裂纹敏感性评估G'=Cr+10C-2当©'<时，对再热裂纹不敏感2、再热裂纹C形曲线和不同焊后热处理温度下临界断裂初应力测定插销应力松弛再热裂纹敏感性试验(GB9446-1995)再热裂纹C形曲线测定、不同焊后热处理温度下临界断裂初应力值测定斜Y型坡口再热裂纹试验工艺参数：00Crl9Nil0_15CrMoR复合板的焊

13、接（00Crl9Nil0_15CrMoR复合钢板焊接工艺评定）焊条：基层、覆层分别选择A002、R307焊条；过渡层选择A062焊条，过渡层焊接与异种钢类似，选择25-l3型焊条，保证过渡层金属的化学成分，成为奥氏体家少量铁素体，不至于出现马氏体，甚至热裂纹。焊后热处理：按HG20584和用户要求，热处理规范为炉温400°C以下进炉，升温速度50-100C/h、保温温度600+-20C、保温时间3h、降温速度50-130C/h、随炉冷却至400C出炉、空冷至室温。表3焊接工艺参数焊层焊条极性焊条规格d/mm焊接电流1/A电弧电压17/V焊接速度u/(anmin1)第一层R307DCE

14、P4016018022251216基层其它R307DCEPS020022023261216过渡层A062DCEP4012015022241418覆层A002DCEP401201502224141807MnNiMoVDR（低焊接裂纹敏感性低温容器用钢）焊接：（07MnNiCrMoVDR低温钢的焊接及其低温冲击韧性分析）焊接材料选择高强度、超低氢高韧性J607RH焊条。焊后热处理工艺曲线如下图：5VMTV-4Xjj-irItUAF?一二土i表3立焊工艺规范蠡数焊接一按乩焊A瑕克金忆牌号和直栓冷/mm扱性焊接电焊接度/(cnVmin)线能/(k7cmjiA,SMAWJ607RH3.2直流反接1101

15、1521-236.222-25人厂久3SMAWJ607RH4.0直流反接HOUS25-279,6-1217-24九M亠SMAWJ6O7RH4.0直流反接14014525-2791316-26B广讯SMAW607KH3.2直流反接11011521-236.8-731423B-LRf2SMAWLJ607RH4.0直锻反接14014525-2798-10.420-24表1试验用钢的化学成分(质量分数,%)Table1ClieniealcouposinoiisofteststeelCSiMnPSNCrV0.070241.390.0120060240.240.180.028表2试验用钢的力学性能Table2Me