第四章焊接接头焊缝组织与性能介绍.ppt

3）Ti、B对焊缝韧性的影响 大幅度提高焊缝韧性。 a. TiO 亲和力很大，TiO微小颗粒弥散分布，细化晶粒。 b. 最佳含量 焊缝化学成分：w(C)=0.11～0.14%，w(Si)=0.20 ～0.35%，w(Mn)=1.2～1.5%，w(O)=0.027～0.032%，w(N)=0.0028～0.0055%， w(Ti)=0.01～0.02%，w(B)=0.0020～0.0060%。 c. Ti保护B不被氧化。原子B偏聚于晶界(rB=9.8nm)，降低晶界能，抑制PF(GBF和FSP)析出，促进AF形成，改善焊缝组织。 4) Mo对焊缝韧性的影响 w(Mo)=0.20～0.35%，FGF+AF，韧性最佳。 Mo和Ti联合作用。w(Mo)=0.20～0.35%，w(Ti)=0.03～0.05%，良好韧性。 大能量埋弧焊，当0oC时，夏比冲击功100J以上。 5) 稀土元素对焊缝金属性能的影响 降低焊缝中的扩散氢含量，改善焊缝抗热裂倾向，改善焊缝金属韧性。 4.3.2 调整焊接工艺参数改善焊缝的性能 1）振动结晶 a. 低频机械振动 振动频率10000 Hz以下，振幅2 mm以下。 b. 高频超声振动 超声波发生器，频率20000 Hz以上，振幅10-4mm。 c. 电磁振动 强磁场，搅动，细化晶粒；降低残余应力。 2) 焊后热处理 3) 多层焊接 4) 锤击焊道表面 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 第四章 焊接接头的组织与性能 熔焊时，在高温热源的作用下，母材将发生局部熔化，并与熔化了焊丝金属搅拌混合而形成焊接熔池。与此同时，进行了短暂而复杂的冶金反应。当焊接热源离开以后，熔池金属便开始凝固（结晶）。 4.1 熔池凝固和焊缝固态相变 熔池凝固过程的研究目的 1) 熔池凝固过程对焊缝金属的组织、性能具有重要影响。 2) 焊接工程中，由于熔池中的冶金条件和冷却条件不同，可得到性能差异很大的组织。 3) 有许多缺陷是在熔池凝固的过程中产生的，如:气孔、夹杂、偏析和结晶裂纹等。 4) 焊接过程是处于非平衡的热力学条件，熔池金属在凝固过程中会产生许多晶体缺陷，如:点缺陷（空位和间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（界面）。这些缺陷的严重影响焊缝金属性能。 4.1.1 熔池凝固的特点 1) 熔池的凝固条件和特点 a. 结晶过程：晶核生成和晶核长大 b. 熔池的体积小、冷却速度大 熔池的体积最大只有30 cm3，重量不超过100 g。周围 冷金属包围→冷速非常大，4?100 ℃/s。钢锭平均冷速 （3 ? 150）?10-4 ℃/s。 2）熔池中的金属处于过热状态 电弧焊条件下，熔池温度1770?100 ℃，熔滴 2300?200 ℃。钢锭不超过1550 ℃。 3）熔池在运动状态下结晶 4.1.2 熔池结晶的一般规律 结晶—形核与长大过程。 在熔池状态下，结晶过程规律？焊缝金属结晶形态？ 1）熔池中晶核的形成 均匀形核与非均匀形核。过冷度，形核功。 焊接条件下，熔池中存在两种表面： a. 合金元素或杂质的悬浮质点 b. 熔合区附近半熔化的金属界面晶粒表面（主要的非自发形核表面）。 2) 熔池中的晶核长大 柱状晶生长的形态与焊接条件密切相关，如: 焊接线能量、焊缝位置、熔池搅拌与振动等。 粗大的柱状晶 4.1.3 焊缝金属的化学成分不均匀性 冷速快，化学成分扩散不充分→偏析。 1）焊缝中的化学不均匀性 成分偏析 显微偏析 区域偏析 层状偏析 晶界、亚晶界、树枝晶之间 杂质等在焊缝中心区域聚集 结晶过程的周期性变化 层状偏析往往聚集有害元素，也易于形成缺陷，尤其是气孔→力学性能不均匀，抗腐蚀性下降，断裂韧性降低等。 2）熔合区的化学不均匀性 整个焊接接头的最为薄弱环节。易出现缺陷，如：裂纹。 A 熔合区的形成 半熔化过渡状态、热传播不均匀、晶粒的传热方向不同。 第三章 熔池凝固与焊缝固态相变 B 熔合区宽度 材料的液—固温度范围、被焊材料自身的热物 理性质和组织状态： 被焊金属的固相线温度 温度梯度 被焊金属的液相线温度 低合金钢熔合区附近的温度梯度约为300～80℃/mm，液固相线温度差约