焊接材料的热敏性和热敏问题分析和控制.pptx

焊接材料的热敏性和热敏问题分析和控制汇报人：XX2024-01-04

CONTENTS热敏性概述热敏问题原因分析热敏性问题识别方法控制策略与措施案例分析与应用实例总结与展望

热敏性概述01

热敏性定义及表现热敏性定义热敏性是指材料在加热或冷却过程中，其物理或化学性质随温度变化而发生显著改变的特性。热敏性表现在焊接过程中，热敏性材料可能表现出颜色变化、相变、热分解、氧化等现象。

热敏性可能导致焊缝金属组织粗大、硬度增加、韧性降低，从而影响焊缝质量。由于热敏性材料的热胀冷缩系数较大，焊接过程中容易产生较大的内应力，导致焊接变形。热敏性材料在快速冷却过程中可能产生淬硬组织，增加焊接裂纹的倾向。焊缝质量焊接变形焊接裂纹热敏性对焊接过程影响

可分为碳钢、合金钢、不锈钢、有色金属等。可分为淬火钢、回火钢、正火钢等。可分为低热敏性材料、中热敏性材料和高热敏性材料。可分为珠光体钢、马氏体钢、奥氏体钢等。按照化学成分按照金相组织按照热处理状态按照热敏性程度热敏性材料分类

热敏问题原因分析02

焊接热源类型不同的焊接方法（如电弧焊、激光焊等）产生的热源类型和强度不同，对焊接材料的热影响也不同。热输入量焊接过程中热输入量的大小直接影响焊接材料的加热和冷却速度，进而影响材料的组织和性能。热源分布热源在焊接接头上的分布不均匀，导致接头不同部位的温度梯度和冷却速度不同，从而产生热敏问题。焊接热源影响

材料成分与组织结构变化材料成分焊接材料的化学成分对其热敏性有重要影响，如合金元素、杂质元素等的含量和分布。组织结构焊接过程中，材料经历加热、熔化和冷却凝固等过程，其组织结构发生变化，如晶粒长大、相变等，导致热敏问题。热处理状态焊接前材料的热处理状态（如退火、正火、淬火等）对其热敏性也有影响，不同的热处理状态会使材料具有不同的组织和性能。

由于焊接接头各部分受热不均匀，产生热应力，导致接头变形和开裂等热敏问题。热应力相变应力残余应力焊接过程中，材料发生相变（如奥氏体向马氏体转变），伴随体积变化，产生相变应力。焊接后，接头中存在残余应力，对接头的力学性能和使用寿命产生不良影响。030201应力与变形产生

热敏性问题识别方法03

通过差示扫描量热仪（DSC）测试焊接材料的热流变化，获得材料的热敏性参数，如玻璃化转变温度、熔化温度等。DSC分析利用热机械分析仪（TMA）研究材料在不同温度下的机械性能变化，揭示热敏性对材料性能的影响。热机械分析通过热重分析仪（TGA）测定材料在加热过程中的质量变化，了解材料的热稳定性和热分解行为。热重分析实验法

建立焊接过程的有限元模型，模拟焊接温度场、应力场和变形场，预测热敏性引起的焊接缺陷。有限元模拟利用分子动力学方法模拟焊接材料在原子尺度的热行为，揭示热敏性问题的微观机制。分子动力学模拟采用相场模型模拟焊接过程中组织演变和缺陷形成，为优化焊接工艺提供理论指导。相场模拟模拟法

焊接工艺试验设计不同焊接工艺参数的试验，分析焊接接头质量和性能的变化，评估热敏性对焊接质量的影响。专家经验借助专家在长期实践中积累的经验和知识，对焊接材料的热敏性问题进行快速识别和判断。热处理试验通过对焊接材料进行不同条件的热处理试验，观察材料组织和性能的变化，总结热敏性问题的规律。经验法

控制策略与措施04

如TIG、MIG等，减少热输入量，降低热影响区范围。选择低热输入的焊接方法在保证焊接质量的前提下，尽量采用较小的焊接电流和电压，以减少热输入。控制焊接电流和电压适当提高焊接速度，减少单位长度焊缝的热输入量。调整焊接速度选用合适焊接方法及参数

如低合金钢、不锈钢等，降低材料对热的敏感性。通过合金化等手段，改变材料的组织结构和性能，提高其抗热裂性能。细化晶粒，提高材料的韧性，减少热裂纹的产生。选用低热敏性材料调整材料化学成分控制材料晶粒度优化材料成分与组织结构

在焊接前对焊件进行预热，减缓冷却速度，减少热应力，防止热裂纹的产生。在焊接后对焊件进行后热处理，消除残余应力，改善组织性能，提高抗裂性能。多层多道焊时，控制层间温度在一定范围内，避免过高的温度导致热影响区扩大。预热后热控制层间温度采取预热、后热等辅助措施

案例分析与应用实例05

热敏性问题导弹舱体材料为铝合金，热传导率高，易受热影响区影响，导致焊接变形和裂纹。案例二核电站主管道焊接解决方案严格控制焊接热输入和层间温度，采用低氢焊条和惰性气体保护焊，降低晶间腐蚀和应力腐蚀裂纹风险。案例一某型导弹舱体焊接解决方案采用低热输入焊接方法，如激光焊接或搅拌摩擦焊接，减少热输入量，降低变形和裂纹风险。热敏性问题主管道材料为不锈钢，焊接过程中易出现晶间腐蚀和应力腐蚀裂纹。010203040506典型案例分析

解决方案热敏性问题涡轮叶片材料为高温合金，焊接时易出现热裂纹和再热裂纹。案例二海洋工程用高强度钢焊