金属熔焊原理完整版ppt整本书课件全套教学教程最全电子讲义（必威体育精装版).ppt

图4-6 焊接热影响区的组织 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。 焊接结构钢根据热处理特性不同分为两类：淬火钢,不易淬火钢,分别讲述淬火钢和不易淬火钢的组织分布。 1.不易淬火钢： 如低碳钢,某些不易淬硬的低合金钢,如16Mn、15MoV、15MnTi等 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 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； 焊接刚度大的结构时，该区易产生裂纹； 低碳钢的过热区主要是魏氏组织。 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，晶粒大小不一，组织不均匀，力学性能差。 时效脆化区（亚热影响区）： 加热温度： Ac1～300 ℃ 组织： 在显微镜下观察不到组织上的变化 特点： 由于热应力及脆化物析出，经时效而产生脆化现象。 部位 加热温度范围 组织特征及性能 焊缝 1500 铸造组织柱状树枝晶 熔合区及过热区 1400~1250 晶粒粗大，可能出现魏氏组织与不均匀晶粒合并，塑性差 1250~1100 粗晶与不均匀晶粒合并，塑性差 相变重结晶 1100~900 晶粒细化，力学性能良好 不完全重结晶 900~730 粗大铁素体和细小的珠光体，铁素体力学性能不均匀 时效脆化区 (亚热影响区) 730~300 由于热应力及脆化物析出，经时效而产生脆化现象，在显微镜下观察不到组织上的变化 母材 300~室温 没有受到热影响的母材部分 低碳钢热影响区的组织分布特征及性能 16Mn钢焊接热影响区 焊缝金属 母材 熔合区 过热区 不完全重结晶区 相变重结晶区 2.易淬火钢 此类钢热影响区的组织分布与母材焊前热处理有关。退火,正火,调质(淬火+高回火) 1)完全淬火区 2)不完全淬火区 3)如母材焊前是调质状态，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。 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。 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。 2）组织脆化 组织脆化：焊接HAZ中因出现脆硬组织而产生的脆化。 对不易淬火钢，焊接HAZ的组织脆化主要是形成粗大魏氏组织(W)、 M-A组元、上贝氏体；易淬火钢，主要是产生脆硬的孪晶马氏体。 析出脆化 析出脆化：由于焊接过程的快速加热与冷却，其热影响区组织处于非平衡态。在时效或回火过程中，其过饱和固溶体中将析出碳化物、氮化物、金属间化合物及其它亚稳定的中间相等，使材料的强度、硬度和脆性提高的现象。 析出脆化的机理：由于析出物出现以后，阻碍了位错运动，使塑性变形难以进行。 若析出物以弥散而细小的颗粒分布于晶内时，将有利于改善韧性。但析出物以块状或薄膜状沿晶界聚集时就会造成材料脆化。 3.热应变时效脆化 热应变时效脆化多发生在低碳钢和碳锰低合金钢的亚热影响区（加热温度低于Ac1的部位） 这种脆化，主要是由制造过程中各种加工（如下料、剪切、弯曲成型、气割等）或焊接热应力所引起的局部塑性应变与焊接热循环作用叠加而造成的。 4.热影响区的软化 经冷作强化的金属 经热处理强化的金属 再结晶软化 过时效软化 焊接热循环作用 4.改善热影响区性能的途径 控制焊接工艺过程 改善母材的焊接性能 针对不同母材焊接热影响区的性能变化分析，合理制定焊接工艺，包括： 选择焊接线能量 预热 缓冷 焊后热处理（正火、调质、去应力退火） 控制焊接 热循环 控制HAZ 组织 a） b） 图4-12 冷却速度对过热区力学性能的影响 （tma