第三章焊接接头和性能.pptxVIP

焊接接头的组织和性能;1 焊接热影响区;1.1 焊接热影响区的组织转变特点;(2) 奥氏体均质化程度降低、部分晶粒严重长大　 奥氏体均质化过程也是扩散过程，由于焊接加热速度快，高温停留时间短，不利于扩散过程的进行，因而使奥氏体均质化程度降低。同时，熔合线附近的热影响区峰值温度很高（Tm=1300~1350 ℃），接近与焊缝金属的熔点，因而造成晶粒过热而严重长大。;3.热影响区组织的确定方法 由于焊接加热的高温性、瞬时性以及冷却的快速性，使焊接条件下的组织转变不仅与等温转变不同，而且与热处理条件下的连续冷却转变也不同。因此，必须采用焊接CCT图来分析和确定焊接热影响区的组织和性能。 因焊接热循环参数不同会导致奥氏体均质化程度以及晶粒粗化程度的不同，因而焊接CCT曲线的形成也会发生变化。一般而言，热循环的峰值温度提高，奥氏体晶粒粗化，晶界总面积减小，形核机会减小，奥氏体的稳定性增强，因而淬硬倾向增大，CCT曲线右移，如图右图3-26a图所示； 加热速度越快，高温停留时间越短，碳化物在奥氏体中的溶解越不充分，奥氏体的稳定性减弱，因而淬硬倾向降低，CCT曲线左移，如图b所示。所以我们一般在分析焊接热影响区的组织和性能时，尽量选择与实际相近的CCT图分析。 ; 焊接CCT图描述的是组织随冷却时间的变化，而冷却时间是由焊接工艺参数（焊接热输入及预热温度等）决定的。因此，在应用焊接CCT图时，需要通过冷却时间这个媒介，建立起组织和焊接工艺参数的联系，从而进行组织预测或制定焊接工艺。具体应用包括如下三个方面： （1）预测给定工艺条件下的接头的组织和性能 （2）根据接头组织和性能的要求制定相应的焊接工 艺 （3）判断钢种的淬硬倾向及产生冷裂纹的可能性。;图3-27　焊条电弧焊的t8/5线算图;1.2　焊接热影响区的组织特征;表3-4　焊接方法对焊接热影响区各区尺寸的影响;图3-29　冷轧态不易淬火钢焊接热影响区的组织分布及其温度区间Ⅰ—过热区　Ⅱ—完全重结晶区　Ⅲ—不完全重结晶区Ⅳ—再结晶区　Ⅴ—母材; 对普通低碳钢而言，过热区温度约为1100-1490 ℃。由于加热温度很高，金属处于过热状态，特别是在固相线附近，一些难溶的碳化物和氮化物质点也都溶入奥氏体，因此奥氏体晶粒发生严重长大，冷却后主要得到粗大的铁素体和珠光体，甚至在热输入大或高温停留时间长时，出现魏氏组织。因此该区的组织特征是晶粒特征是晶粒粗大的铁素体和珠光体，甚至形成魏氏组织，如图30-30a所示。; (2) 完全重结晶区　 完全重结晶区又称正火区或细晶区，其峰值温度范围从Ac3一直到晶粒急剧长大的温度。 对普通低碳钢而言，该温度区约为900~1100 ℃。该区金属在加热过程中全部经历了有铁素体和珠光体到奥氏体的相变重结晶，而冷却过程又经历了由奥氏体到铁素体和珠光体的相变重结晶。正是该两次相变重结晶的作用，是晶粒得到了显著的细化，大小均匀化。所以，这给区的组织特征是晶粒细而均匀的铁素体和珠光体，如上图3-30b所示。 ; (4)再结晶区　 焊前经过冷作硬化的钢板，在峰值温度介于500℃～Ac1之间的热影响区中会出现一个明显的再结晶区，其组织特征为等轴晶粒。 再结晶与重结晶的区别： 1、 再结晶温度低于重结晶的相变温度。 2、重结晶时 ，晶粒的晶体结构要发生变化，即从一种晶体结构转变成另一种晶体结构；而再结晶时，没有晶粒内部晶体结构的变化，只有晶粒外形发生变化，由冷作变形后拉长的晶粒变为再轴晶粒。 低碳钢再结晶区的组织为等轴铁素体晶粒，它很明显不同于母材冷作变形后的拉长晶粒，所以再结晶区的强度和硬度都低于母材，但塑性和韧性都得到了改善。 ;2.易淬火钢热影响区的组织分布;(1) 完全淬火区　 完全淬火区是指焊接热影响区中峰值温度达到Ac3以上的区域，它包括了相当于不易淬火钢的过热区和正火区两部分。 ;(2) 不完全淬火区　 不完全淬火区是指焊接热影响区中峰值温度处于Ac1～Ac3之间的区域，它相当于不易淬火钢的不完全重结晶区。该区的组织特征是马氏体、铁素体以及中间体构成的混合组织，如图3-32c图所示。 在这种混合组织中，因马氏体是由含碳量较高的奥氏体转变而来的，所以它属于高碳马氏体，脆而硬。因此，不完全淬火区的脆性也较大，韧性也较低，仅此于完全淬火区的过热区。