焊接工艺学实验.ppt

焊接工艺学实验课的要求 * * 焊接工艺学实验 授课教师：余进 Tel: O) 办公室：材料系338栋301室 一、焊接工艺学实验的作用和地位 二、如何上好焊接工艺学实验课？ 三、焊接工艺学实验课的安排 四、焊接工艺学实验课的要求 实验绪论及准备知识 二、如何上好焊接工艺学实验课？ 1、每次实验课前要求预习（完成预习报告） 2、实验中认真操作和记录实验数据，并进行适当数据处理（经过初步处理的实验的原始数据必须有教师签名） 3、实验完成后要求完成实验报告 4、按时交实验报告 实验课的安排 1、每班根据人数分为若干组 2、每五位同学一组 3、实验课成绩有两部分组成： 平时表现(40%)、实验报告(60%) 1、按时到实验室 2、上课时应注意秩序，不许大声喧哗。 3、应注意用电安全，化学药品废弃物应放入专用瓶。实验后注意卫生保持及用品的整洁。 主要参考书 1、中国机械工程学会焊接学会编著. 焊接金相图谱.机械工业出版社 .1987. 实验一 30CrMnSiA钢焊接接头的金相组织 观察分析 一、实验目的 (一)了解30CrMnSiA钢焊接热形响区的组织变化规律。 (二)熟悉焊接热影响区组织变化与硬度的关系。 二、实验内容 1．掌握30CrMnSiA钢的焊接特点。 2． 30CrMnSiA钢焊接接头的金相组织 观察分析 三、实验装置及实验材科 1．粗、细金相砂纸 2．玻璃平板、机械抛光机、抛光粉 3．无水乙醇、4％硝酸酒精溶液、吹风机、脱脂棉 4．金相显微镜 四、实验原理 (一)30CrMnSiA钢焊接热影响区组织变化特点 (二)焊接热影响区域组织与硬度的关系 (一)30CrMnSiA钢焊接热影响区组织变化特点 30CrMnSiA钢属于中碳调质钢，是淬火倾向较大的钢种。一般情况下，易淬火钢焊接接头热影响区的组织分布与毋材焊接前的热处理状态有关。如果母材焊接前是正火或退火状态，则焊后热影响区的组织仅为以下两个区域：完全淬火区——加热温度超过Ac3以上，焊后冷却时出现马氏体、贝氏体、珠光体组织；不完全淬火区——加热温度为Ac1—Ac3，焊后冷却时出现马氏体、贝氏体、铁素体组织。如果母材在焊接前处于调质状态，则焊接热影响区除存在上述两个区域以外，还可能有发生不同程度回火处理的区域，称为回火区。回火区为加热温度低于Ac1且冷却较慢的区域，它的组织、性能发生变化的程度，取决于焊前调质状态的回火温度。 为了估计焊接热影响区的组织招性能，最好借助于“模拟焊接热影响区连续冷却组织转变图”即SH—CCT图。但是，SH—CCT图的建立比较复杂，需要高精度的测试仪表和大量试试验工作，目前仅有少量钢种确立了SH—CCT图，因而只好利用一般的连续冷却组织转变图，即CCT曲线。对焊接热影响区的组织做粗略估计。图1(a)为30CrMnSiA钢的CCT曲线，为了明确曲线各区域的组织及便于比较，也列出了该钢种的恒温转变曲线(图1(b))。图中纵坐标表示强度，横坐标表示时间。标注1、2、……5的五条曲线分别是不同冷却速度的曲线。利用它们与CCT曲线相交的位置，可以推算冷却后的组织。例如，曲线1为图中冷却速度最快的曲线，按曲线1冷却后，钢的组织为马氏体十贝氏体组织；同理按曲线3冷却后的组织为铁素体十贝氏体十珠光体；按曲线5冷却后的组织为铁素体十珠光体。以此类推，只要知道冷却曲线，就可以预知冷却后所得的组织。 根据30CrMnSiA钢的CCT曲线可以预料．焊接热影响区的组织将是几种组织的混晶组织。如果焊接方法不同，则焊接后热影响区的组织也会不同。例如，采用电弧焊时，由于它的热源温度较高，能量较集中，因而出气焊的热循环曲线更陡。相应的冷却速度较快。因此，气焊焊接头的热影响区宽度远远大于电弧焊的热影响区宽度，其中尤以粗晶区差别最大。气焊接头的粗晶区为粗大的贝氏体；且主要为上贝氏体组织；电焊接头的粗晶区中则针状下贝氏体所占比例较大，同时亦有上贝氏体及马氏体。 30CrMnSiA钢虽为中碳调质钢，但它又是珠光体类钢，因而焊接接头中加热稍超过Ac3转变温度的区域，当冷却速度较慢对，并不产生马氏体转变，而为组织细小且均匀的珠光体类组织。该区域与不易淬火钢中的不完全重结晶区相当，其组织为经过相变后组织细化的珠光体和铁素体，以及未发生相变，组织粗大的铁素体。 (二)焊接热影响区域组织与硬度的关系 焊接热影响区的组织变化会引起其性能的一系列变化。例如：母材焊前为退火状态或正火状态时，热影响区中的淬火组织使这部分金属的强度增高、塑性降低；当母材焊前为