焊接成形热过程

焊接接头焊接热过程+焊接化学冶金

+焊接物理冶金第二章焊接成形热过程焊接热过程焊接加热的特点：热作用集中性(局部熔化)、热作用的瞬时性(热源移动)温度场、热循环焊接化学冶金过程熔焊时，液态金属、熔渣及气相之间进行一系列的化学冶金反应。焊接物理冶金过程凝固结晶、固态相变焊接接头示意图焊接接头（weldedjoint）的组成：母材（basemetal）热影响区（heataffectzone）熔合线（bondline）焊缝（weld）熔焊时在高温热源作用下，靠近焊缝两侧一定范围内发生组织和性能变化的区域称为“焊接热影响区”。焊接接头示意图1-焊缝；2-熔合区；3-热影响区；4-母材

§2-1焊接热过程特点及热效率

一.焊接热过程特点:

1.熔焊使用的热源比较集中，焊接热源的能量密度比较大，相对加热面积比较小。

2.焊接是一局部的不均匀的集中加热过程。在焊接处的温度梯度很大。加热的速度很快。这与热处理时工件缓慢加热的传热过程有很大的区别.例如钨极氩弧焊用线能量为840J/cm焊接1mm钢板时，加热速度为1700℃/s，焊接熔池的中心温度很高，远远超过了被焊金属材料的熔点，整个焊接熔池基本上是处于过热状态，一般电弧焊熔池的平均温度在1700~1800℃之间，熔滴的温度一般高达1800~2400℃，而熔合区的温度仅是被焊金属的熔点,熔池的温度梯度较大。3.一般焊接时热源是移动的，也就是热的作用具有瞬时性，因而焊件上任一点热的作用是有限的，因此焊件上的传热过程是一种准稳态的过程。二.焊接过程热效率:

在材料加热过程中，能源所提供的热量，通常并不能全部被利用，其中一部分热量将不可避免地由于对流、辐射、传导以及热加工工艺方面的因素而损失，不能真正用于加热金属材料，因而就存在着热效率的问题。

假设能源提供的热量为Q0，而真正用加热金属材料的热量为Q,那么热效率η的定义为η=Q/Q0

影响热效率的因素很多，主要与热源的性质、热加工工艺方法、被加热材料的种类、性质及尺寸形状、以及周围介质环境等因素有关.焊接时的热效率与焊接工艺方法有关，例如电弧焊时的热效率约在70%左右，电渣焊的热效率约为80%左右，电子束焊的热效率在90%以上。以电弧焊为例，电弧焊时，电弧所产生的热能与电弧功率有关.P0=UIU-电弧电压,(V);I-焊接电流,(A);P0-电弧功率，即电弧在单位时间内放出的能量(W).由于在电弧焊时，电弧所产生的热能不可能全部被利用，真正用于焊接的有效功率为不同的电弧焊方法，其热效率η值是不同的，如表所示。从表中可以看出，电弧热效率η与电弧焊方法，电源种类以及被焊金属等因素有关。实际上，对于同一种电弧焊方法，电源种类、极性、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接材料以及周围的介质环境等诸多因素都会影响电弧的热效率η.下图形象地说明电弧焊时热能的分配。这里所说的热效率η是指电弧的有效功率占电弧总功率的百分比。电弧的有效热功率，应该包含两部分：一是被基本金属所吸收，用于加热熔化母材形成焊缝；二是被焊接材料所吸收，用于加热熔化焊接材料，填充焊缝。但是被母材吸收的部分热能，除了部分热量用于熔化母材形成焊缝外，还有相当一部分热量被母材以热传导的方式而形成热影响区，这是我们所不希望的，然而也是不可避免的。焊接规范的选择

焊接规范的定义：焊接时，焊接电流I（weldingcurrent）电弧电压U(arcvoltange)，焊接速度VH(weldingspeed),进条速度VT的数值的大小焊接线能量(energyinput)是焊接规范的一个综合指标，它表示单位长度焊缝上投入的有效热量用qL表示qL=[J/cm]VH=[cm/s]L—焊缝长度t—焊接时间焊接规范的重要性手工电弧焊焊接规范的选择

电弧电压一般为20~25V，由于高温会导致药皮的脱落，所以温度应控制在400ºC，电流不能太大，根据经验公式:I—焊接电流

k—系数[一般k=30-60]d—焊丝直径§2-2

焊接温度场

（weldingtemperaturefield）

温度场定义：某一瞬时工件上各点的温度T分布称为温度场

T—工件上某点某一瞬时的温度

x,y,z—工件上某点的空间坐标

t—时间研究温度场的方法1.等温线/等温面特点：各线面不相交，存在温度差（梯度）

2.温度梯度（单位长度上的温度变化）等温面：空间具有相同温度点的组合面。等温线：某个特殊平面与等温面相截的交线。温度梯度：对于一定温度场，沿等温面或等温线某法线方向的温度变化率。温度梯度越大，图形上反映为等温面（或等温线）越密集。温度场的分类不稳定温度场：温度场不仅在空间上变化，并且也随时间变化的温度场：稳定温度场：不随时间而变的温度场（即温度只是坐标的函数）：热传导过程的偏微分方程三维傅里叶热传导微分方程为：式中:——

导温系数，；

——

拉普拉斯运算符号。二维传热：一维传热：

对具体热场用上述微分方程进行求解时，需要根据具体问题给出导热体的初始条件与边界条件。初始条件：初始条件是指物体开始导热时（即t=0时）的瞬时温度分布。边界条件：边界条件是指导热体表面与周围介质间的热交换情况。常见的边界条件有以下三类：第一类边界条件：给定物体表面温度随时间的变化关系

第二类边界条件：给出通过物体表面的比热流随时间的变化关系

第三类边界条件：给出物体周围介质温度以及物体表面与周围介质的换热系数

上述三类边界条件中，以第三类边界条件最为常见。

焊接温度场的一般特征

若建立与热源移动速度相同并取热源作用点为坐标原点的动坐标系，则动坐标系中各点的温度不随时间而变。

移动热源焊接过程中，焊件上各点温度随时间及空间而变化（不稳定温度场），但经过一段时间后，达到准稳定状态（移动热源周围的温度场不随时间改变）。

焊接温度场的数学表达式：T=f(x,y,z,t)

为了研究方便，一般按照焊件的几何特征将焊件温度场简化为三种类型见下图。

无限大长杆，面状热源半无限大物体，点状热源无限大薄板，线状热源

半无限大物体表面受瞬时、固定热源作用时温度场的解析解为：OxyzP厚大焊件点状连续移动热源的准稳定温度场的计算方程

以热源作用点为动坐标原点建立三维移动坐标系，在达到极限饱和状态后，焊件上的焊接温度场见图4-4。极限饱和状态下的焊接温度场异种钢接头的有限元模型温度场的计算结果§2-3焊接热循环

一.概念:在焊接热源的作用下，焊件上某一点的温度随时间的变化过程称为焊接热循环。

研究焊接热循环的意义

焊接热循环反映了热源对焊件金属的热作用。焊件上距热源远近不同的位置，所受到热循环的加热参数不同，从而会发生不同的组织与性能变化。研究焊接热循环的意义为：①找出最佳的焊接热循环；②用工艺手段改善焊接热循环；③预测焊接应力分布及改善热影响区组织与性能。二.焊接热循环的主要参数焊接热循环的参数及特征加热速度ωH

最高加热温度Ｔm

相变温度以上的停留时间tH

冷却速度ωc(或冷却时间t8

/5)晶粒大小相变组织Fe-C相图中的3个恒温转变在1495℃发生的包晶转变：LB＋

H→YJ转变产物是奥氏体在1148℃发生的共晶转变：Lc→

E+Fe3C，转变产物是奥氏体和渗碳体的机械混合物，称为莱氏体；在727℃发生共析转变：

s→

P+Fe3C，转变产物是铁素体与渗碳体的机械混合物，称为珠光体。共析转变温度称为Al温度奥氏体→铁素体转变温度称为A3温度焊接热循环参数的计算

主要介绍焊接热源高速运动时厚板和薄板的热循环参数的计算（推导过程略）：

峰值温度Ｔm的计算

相变温度以上的停留时间tH

的计算

冷却速度ωC和冷却时间的计算点热源（厚板）线热源（薄板）

由两式可以看出，当焊接线能量E（单位长度上的焊接热输入量，E=IU/v

)

一定，焊件上某点离开热源轴心距离越远，最高温度Ｔm越低；而对焊件上某一定点，随着线能量E

的提高，其Ｔm增高，焊接热影响区的宽度增大。峰值温度的高低还受预热温度与焊件热物理性质的影响。点热源（厚板）线热源（薄板）

由公式可以看出，在其它条件不变的情况下，提高线能量E，高温停留时间tH延长，也就是说发生粗晶脆化的可能性增大。提高初始温度T0（预热温度），也会在一定程度上延长高温停留时间tH。冷却速度：厚板薄板冷却时间：厚板薄板

冷却速度ωc随着线能量E和初始温度T0的提高而降低，冷却时间随着线能量E和初始温度T0的提高而延长。母材的热物理性质、焊件的形状、尺寸、接头型式、焊道的长度及层数都会影响焊接热循环参数，焊接热循环条件下的金属组织转变特点

与热处理条件下的组织转变相比，其基本原理相同，又具有与热处理不同的特点。

焊接过程的特殊性

焊接加热过程的组织转变

焊接时冷却过程的组织转变

焊接过程的特殊性

五个特点（以低合金钢为例）：加热温度高在熔合线附近温度可达l350～l400℃；加热速度快加热速度比热处理时快几十倍甚至几百倍；高温停留时间短在AC3以上保温的时间很短(一般手工电弧焊约为4～20s，埋弧焊时30～l00s)；在自然条件下连续冷却（个别情况下进行焊后保温缓冷）；有热应力作用状态下进行的组织转变。焊接加热过程的组织转变焊接过程的快速加热，将使各种金属的相变温度比起等温转变时大有提高。当钢中含有较多的碳化物形成元素(Cr、W、Mo、V、Ti、Nb等)时，这一影响更为明显。这是因为碳化物形成元素的扩散速度很小(比碳小1000～10000倍)，同时它们本身还阻碍碳的扩散，因而大大地减慢了奥氏体转变过程。

图10-4焊接快速加热对Ac1、Ac3和晶粒长大的影响（CCT图）d—晶粒的平均直径；A—奥氏体；P—珠光体；F—铁素体；K—碳化物45钢40CrωH：1—1400℃/s；2—270℃/s；

3—35℃/s；4—7.5℃/s)ωH

：1—1600℃/s；2—300℃/s；

4—42℃/s；5—7.2℃/s钢种相变点平衡状态加热速度ωH/（℃·S-1）AC1与AC3的温差/℃/℃6~840~50250~3001400~170040~50250~3001400~170045钢AC17307707757908404560110AC3770820835860950659018040CrAC17407357507708401535105AC3780775800850940257516523MnAC1735750770785830355095AC3830810850890940408013030CrMnSiAC17407407758259203585180AC38207908358909804510019018Cr2WVAC1710800860930100060130200AC38108609301020112070160260表10-1加热速度对相变点Ac1和Ac3及其温差的影响焊接冷却过程中的组织转变焊接条件下的组织转变不仅与等温转变不同，也与热处理条件下的连续冷却组织转变不同。随冷却速度增大，平衡状态图上各相变点和温度线均发生偏移。共析成分成为一个成分范围通过进行焊接热模拟试验，研究各种材料热影响区的组织转变，建立“模拟焊接热影响区连续冷却组织转变图SH-CCT”

技术资料数据库，它可以比较方便地预测焊接热影响区的组织和性能，同时也能作为选择焊接线能量、预热温度和制定焊接工艺的依据。有关典型钢种的CCT图及组织的变化可参阅有关焊接手册。45＃40Cr三.多层焊的热循环在实际焊接生产中，很多情况下，特别是焊接厚度比较大的构件时，是采用多层多道焊的。因此，有必要了解多层焊接热循环的一些特点。多层焊热循环实际上是单层焊热循环的交替综合作用。在多道焊中开始焊接后一道焊缝时，前一道焊缝所具有的最低温度，或称层间温度，对于后一道焊缝而言，相当于预热温度；后一道焊缝对于前一道焊缝，相当于在焊接热循环条件下的后热处理。在实际生产中，根据情况不同，多层焊分为“长段多层焊”和“短段多层焊”.1.长段多层焊的焊接热循环:

所谓长段多层焊，就是每道焊缝的长度较长，一般在1m以上，这样在焊完第一层再焊第二层时，第一层已基本上冷却到较低的温度，一般多在100~200℃以下或Ms点以下。长段多层焊热循环曲线如下图所示。从图中可以看出，相邻各层之间有依次热处理的作用，为防止最后一层淬硬，可多加一层“退火焊道”，从而使焊接质量有所改善。

应当指出，对于一些淬硬倾向较大的钢种，在采用长段多层焊时，由于层间温度较低，焊缝和近缝区容易出现淬硬组织而产生裂纹。因此，在各层施焊时仍需配合与所焊钢种相应的工艺措施，如焊前预热、层间温度控制、焊后缓冷等。

2.短段多层焊焊接热循环:

所谓短段多层焊是指每层焊道长度较短，为40~400mm,在这种情况下，未等前一层焊缝冷却到较低的温度（如Ms点）以前就开始焊接下一层，也就是它的层间温度可以保持在Ms点以上。

短段多层焊的热循环曲线如下图所示。从图中可以看出，近缝区1点和4点所经历的焊接热循环是比较理想的。对于1点来说，一方面使该点在Ac3以上停留时间较短，避免了晶粒长大,另一方面减缓了Ac3以下的冷却速度，从而可以防止淬硬组织的产生.对于4点，它是在预热的基础上开始焊接的，如果焊缝长度控制合适，那么在Ac3以上停留的时间仍可很短，使晶粒不易长大。为了防止最后一道焊缝产生淬硬组织，生产上常多焊一层退火焊道，以增加奥氏体分解的时间.

由此可见，短段多层焊对焊缝金属和热影响区组织都具有一定的改善作用，适于焊接晶粒易长大而又易于淬硬的钢种。但是，短段多层焊的操作工艺十分繁琐，生产率低，只有在特殊情况下才采用。

§2-4焊接熔池的凝固及焊缝的组织与性能焊接熔池特征:1.熔池体积小，冷却速度大2．熔池中的液态金属处于过热状态3．熔池在运动状态下结晶焊接熔池凝固及控制一、熔池凝固条件二、熔池结晶特征三、熔池结晶组织的细化一、熔池凝固条件体积小、冷速快温差大、过热度高动态凝固过程液态金属对流激烈1.熔池金属的体积小，冷却速度快在一般电弧焊条件下，熔池的体积最大也只有30cm3

，重量不超过100g;周围被冷态金属所包围，所以熔池的冷却速度很大，通常可达4～100℃/s，远高于一般铸件的冷却速度;由于冷却快，温度梯度大，致使焊缝中柱状晶得到充分发展。这也是造成高碳、高合金钢以及铸铁材料焊接性差的主要原因之一。2.温差大、过热温度高熔池金属中不同区域因加热与冷却速度很快，熔池中心和边缘存在较大的温度梯度，例如，对于电弧焊接低碳钢或低合金钢，熔池中心温度高达2100～2300℃，而熔池后部表面温度只有1600℃左右，熔池平均温度为1700±100℃。由于过热温度高，非自发形核的原始质点数大为减少，这也促使焊缝柱状晶的发展。3.动态凝固过程处于热源移动方向前端的母材不断熔化，连同过渡到熔池中的熔融的焊接材料一起在电弧吹力作用下，对流至熔池后部。随着热源的离去，熔池后部的液态金属立即开始凝固。因此，凝固过程是连续进行并随熔池前进。熔池的运动状态下结晶4.液态金属对流激烈熔池中存在许多复杂的作用力，如电弧的机械力、气流吹力、电磁力，以及液态金属中密度差，使熔池金属产生强烈的搅拌和对流，在熔池上部其方向一般从熔池头部向尾部流动，而在熔池底部的流动方向与之正好相反，这一点有利于熔池金属成分分布的均匀化与纯净化。二、熔池结晶特征

联生结晶

柱状晶生长方向与速度的变化

熔池凝固组织形态的多样性1.联生结晶在熔池中存在两种现成固相表面：一种是合金元素或杂质的悬浮质点（在正常情况下所起作用不大）；另一种就是熔池边界未熔母材晶粒表面，非自发形核就依附在这个表面，在较小的过冷度下以柱状晶的形态向焊缝中心生长，称为联生结晶(也称外延生长)。2.柱状晶生长方向与速度的变化典型的焊接熔池形状像不标准的半椭球。熔池的形状和大小，受母材的热物理性质、尺寸和焊接方法以及工艺参数等因素的影响。焊接速度增大,L增加,Bmax减小.熔池的最大散热方向是液相等温线的法线方向,晶体生长方向与最大散热方向正好相反,因此在生长过程中不断改变方向,形成弯曲状柱状晶。生长速度R与焊接速度υ满足关系式:在熔合区上晶粒开始成长的瞬时（图中

H和F点）,晶粒生长线速度R为零，即焊缝边缘的生长速度最慢。而在热源移动后面的焊缝中心（D点），晶粒生长速度R与焊接速度υ相等，生长最快。一般情况下，由于等温线是弯曲的，其曲线上各点的法线方向不断地改变，因此晶粒生长的有利方向也随之变化，形成了特有的弯曲柱状晶的形态。焊接速度大时，焊接熔池长度增加,柱状晶趋向垂直于焊缝中心线生长;焊接速度越慢,柱状晶越弯曲。最后结晶的低熔点夹杂物易被推移到焊缝中心区域，形成脆弱的结合面，因此垂直于焊缝中心线的柱状晶，易导致纵向热裂纹的产生。焊接速度快焊接速度慢结晶形态主要决定于合金中的溶质的浓度C0、结晶速度R和液相中温度梯度G的综合作用。其关系如图所示。G/R1/2平面晶胞状晶胞状树枝晶树枝晶等轴晶C0

％3.熔池凝固组织形态的多样性在熔池两侧翼边界，由于结晶速度R非常小，温度梯度G较大，G/R则很大，成分过冷接近于零，满足平面晶生长的条件。随着凝固界面远离熔合区边界向焊缝中心推进时,结晶速度R逐渐增大，而温度梯度G减小,G/R逐步减小，成分过冷逐渐增大，平面生长将转为胞状生长；随着成分过冷的进一步加大，树枝晶生长的方式逐渐占主导地位，在到达熔池尾端结束凝固时，成分过冷度最大，有可能形成等轴树枝晶区。胞状晶与树枝晶生长过程三、熔池结晶组织的细化

通过提高形核率和抑制晶粒长大两个方面1．变质处理通过焊接材料向熔池加入一定量的合金元素(如B、Mo、V、Ti、Nb等),作为熔池中非自发晶核的质点,从而使焊缝晶粒细化。2．振动结晶采用振动的方法来打断正在成长的柱状晶，增大晶粒游离倾向，达到细化晶粒的目的。振动方式主要有机械振动、超声振动和电磁搅拌。3．焊接工艺采用恰当的焊接工艺措施，也可改善熔池凝固结晶。主要方法是小线能量、多层焊和锤击焊道表面等。a)G>0时的温度分布b)G<0时的温度分布c)G>0时的界面结晶形态d)G<0时的界面结晶形态浓度过冷对结晶形态的影响

1、平面结晶产生条件：过冷度＝0，无成分过冷特征：平面晶（G正温度梯度很大时） 平面结晶形态发生在结晶前沿没有浓 度过冷的情况下。2、胞状结晶产生条件：过冷度很小。特征：断面六角形，细胞或蜂窝状。3、胞状树枝结晶

产生条件：过冷度稍大。特征：主干四周伸出短小二次横枝，纵向树枝晶断面胞状。4、树枝状结晶

产生条件：过冷度较大。

特征：主枝长，主枝向四周伸出二次横枝，并能得到很好的生长。5、等轴晶产生条件：过冷度大。特征：结晶前沿长出粗大树枝晶，液相内，可自发生核，形成自由长大的等轴树枝晶。

焊接条件下的凝固形态

焊缝成分对结晶形态有影响，还与焊接规范参数有关。熔池中成分过冷的分布在焊缝的不同部位是不同的，将会出现不同的结晶形态。§2-5焊接热影响区的组织与性能

焊接热影响区的组织分布

焊接热影响区的性能一、焊接热影响区的组织分布

接头不同部位，经历的焊接热循环不同，便有不同的组织特点。按照热循环过程特点，将接头进行分区研究。不易淬火钢焊接热影响区的组织分布熔合区：又称半熔化区，是焊缝与母材的交界区。加热温度：1490～1530℃（固、液相线之间）组织：（未熔化但因过热而长大的）粗晶组织和（部分新凝固的）铸态组织。特点：该区很窄，组织不均匀，强度下降，塑性很差，是裂纹及局部脆断的发源地。过热区：紧靠熔合区加热温度：

1100℃～1490℃（1100℃～固相线）组织：粗大的过热组织。特点：宽度为1～3mm，塑性和韧性下降。相变重结晶区(正火区)：紧靠着过热区加热温度：

850℃～1100℃

（AC3至1100℃）组织：均匀细小的铁素体和珠光体组织（近似于正火组织）特点：宽度约1.2～4.0mm，力学性能优于母材。不完全重结晶区：加热温度：

AC1～AC3之间组织：

F+P(F粗、细不均)特点：部分组织发生相变，晶粒不均匀，力学性能差。1-熔合区；2-过热区；3-相变重结晶区；4-不完全重结晶区；5-母材；6-完全淬火区；7-不完全淬火区；8-回火软化区焊接热影响区的组织分布特征不易淬火钢易淬火钢1、完全淬火区焊接时处于Ac3以上的区域，与不易淬火钢的过热区、正火区对应。加热时铁素体、珠光体全部转变为奥氏体，冷却时很容易得到淬火组织。在紧靠焊缝相当于低碳钢过热区的部位，得到粗大的马氏体，而相当于正火区的部位则得到细小的马氏体。当焊件母材的淬硬性不是太高时，还会出现贝氏体、索氏体等正火组织与马氏体共存的混合组织。2、不完全淬火区

母材被加热到Ac1～Ac3温度之间的热影响区，相当于不易淬火钢的不完全重结晶区。在快速加热条件下，铁素体很少溶入奥氏体，而珠光体、贝氏体、索氏体等转变为奥氏体。在随后快冷时，奥氏体转变为马氏体，原铁素体保持不变，并有不同程度的长大，最后形成马氏体加铁素体的混合组织。如含碳量和合金元素含量不高或冷却速度较小时，奥氏体也可能转变成索氏体或珠光体。3、回火软化区如母材焊前是调质状态，焊接热影响区的组织分布除存在完全淬火区和不完全淬火区外，还存在一个回火软化区。在回火区内组织和性能发生变化的程度决定于焊前调质的回火温度Ｔt：热循环温度低于Ｔt的部位，其组织性能不发生变化，而高于Ｔt的部位，将发生软化现象；若焊前为淬火态，则可获得不同的回火组织。紧靠Ac1的部位，相当于瞬时高温回火，得到回火索氏体；离焊缝较远的区域，获得回火马氏体。低碳调质钢焊条电弧焊完全淬火区组织400×a)过热区(粗大马氏体)b)细晶区(细小马氏体)

二、焊接热影响区的性能

问题的严重性：焊缝可以通过化学成分的调整再配合适当的焊接工艺来保证性能的要求，而热影响区性能只能通过控制焊接热循环作用来改善。焊接热影响区的硬化焊接热影响区的脆化焊接热影响区的软化焊接热影响区的性能控制1、焊接热影响区的硬化HAZ的硬度高低取决于母材的淬硬倾向（内因）HAZ的冷却速度（外因）化学成分焊接规范焊接热影响区的最高硬度Hmax：

Hmax（HV10）=140+1089Pcm-8.2t8

/5材料淬硬倾向的评价指标—

碳当量钢中含碳量显著影响奥氏体的稳定性，对淬硬倾向影响最大。含碳量越高，越容易得到马氏体组织，且马氏体的硬度随含碳量的增高而增大。合金元素的影响与其所处的形态有关。溶于奥氏体时提高淬硬性(和淬透性)；而形成不溶碳化物、氮化物时，则可成为非马氏体相变形核的核心，促进细化晶粒，使淬硬性下降。碳当量（CarbonEquivalent）是反映钢中化学成分对硬化程度的影响，它是把钢中合金元素（包括碳）按其对淬硬（包括冷裂、脆化等）的影响程度折合成碳的相当含量。

国际焊接学会推荐的CE(IIW)，用于中等强度的非调质低合金钢（

b＝400～700MPa）：20世纪60年代以后，发展了低碳微量多合金元素的低合金高强钢。日本的伊藤等人采用Ｙ形坡口对接裂纹试验对200多个低合金钢进行研究，建立了Pcm公式：焊接热影响区Hmax与t8/5的关系板厚20mm，成分：C=0.12%，Mn=1.4%，Si=0.48%，Cu=0.15%2、焊接热影响区的脆化

粗晶脆化

组织转变脆化

析出脆化

热应变时效脆化氢脆以及石墨脆化

不同材料的焊接热影响区及热影响区的不同部位都会发生程度不同的材料脆化。粗晶脆化在热循环的作用下，熔合线附近和过热区将发生晶粒粗化。粗化程度受钢种的化学成分、组织状态、加热温度和时间的影响。如：钢中含有碳、氮化物形成元素，就会阻碍晶界迁移，防止晶粒长大。例如18CrWV钢，晶粒显著长大温度可达1140℃之高，而不含碳化物元素的23Mn和45号钢，超过1000℃晶粒就显著长大。晶粒粗大严重影响组织的脆性，尤其是低温脆性。一般来讲，晶粒越粗，则脆性转变温度越高。晶粒直径d对脆性转变温度VTrs的影响组织转变脆化焊接HAZ中由于出现脆硬组织而产生的脆化称之组织脆化。对于常用的低碳低合金高强钢，焊接HAZ的组织脆化主要是M-A组元、上贝氏体、粗大的魏氏组织等所造成。但对含碳量较高的钢（一般Ｃ≥0.2％），则组织脆化主