金属熔焊原理及材料焊接第六章-金属材料的焊接性及评定课件.ppt

1、 焊接性不是金属固有的属性焊接性不是金属固有的属性l常用金属材料焊接难易程度见表常用金属材料焊接难易程度见表1表表1 常用金属材料焊接难易程度常用金属材料焊接难易程度金属及合金金属及合金焊条焊条电弧电弧焊焊埋弧焊埋弧焊COCO2 2气体气体保护焊保护焊氩弧氩弧焊焊电渣电渣焊焊电子电子束焊束焊气焊气焊电阻焊电阻焊非合非合金钢金钢低碳钢低碳钢A AA AA AB BA AA AA AA A中碳钢中碳钢A AA AA AB BB BA AA AA A高碳钢高碳钢A AB BB BB BB BA AA AD D铸铁铸铁灰铸铁灰铸铁A AD DA AD DB BD DB BD D低合低合金钢金钢锰钢锰钢

2、A AA AA AB BB BA AB BD D铬钒钢铬钒钢A AA AA AB BB BA AB BD D不不锈锈钢钢马氏体不锈马氏体不锈钢钢A AA AB BA AC CA AB BC C铁素体不锈铁素体不锈钢钢A AA AB BA AC CA AB BA A奥氏体不锈奥氏体不锈钢钢A AA AA AA AC CA AB BA A注：注：A-通常采用，通常采用，B-有时采用，有时采用，C-很少采用，很少采用，D-不采用不采用 表表1 常用金属材料焊接难易程度（续）常用金属材料焊接难易程度（续）金属及合金金属及合金焊条焊条电弧电弧焊焊埋弧焊埋弧焊COCO2 2气体气体保护焊保护焊氩弧氩弧焊焊

3、电渣电渣焊焊电电子子束束焊焊气焊气焊电阻电阻焊焊非非铁铁金金属属材材料料纯铝纯铝B BD DD DA AD DA AB BA A非热处理强非热处理强化铝合金化铝合金B BD DD DA AD DA AB BA A热处理强化热处理强化铝合金铝合金B BD DD DA AD DA AB BA A镁合金镁合金D DD DD DA AD DB BC CA A钛合金钛合金D DD DD DA AD DA AD DA A铜合金铜合金B BD DC CA AD DB BB BC C注：注：A-通常采用，通常采用，B-有时采用，有时采用，C-很少采用，很少采用，D-不采用不采用 表表3 金属材料焊接性评定及试

4、验方法金属材料焊接性评定及试验方法工艺焊接性工艺焊接性使用焊接性使用焊接性直接法直接法焊接热裂纹试验焊接热裂纹试验焊接冷裂纹试验焊接冷裂纹试验消除应力裂纹试验消除应力裂纹试验层状撕裂试验层状撕裂试验焊接气孔敏感性试验焊接气孔敏感性试验实际产品结构运行的服役试验实际产品结构运行的服役试验压力容器的爆破试验压力容器的爆破试验间接法间接法用碳当量推测焊接性用碳当量推测焊接性裂纹敏感指数及临界应力裂纹敏感指数及临界应力为判据为判据连续冷却组织转变图连续冷却组织转变图断口分析及相组织分析断口分析及相组织分析焊接热影响区最高硬度焊接热影响区最高硬度焊缝及接头的常规力学性能试焊缝及接头的常规力学性能试验验焊

5、缝及接头的低温脆性试验焊缝及接头的低温脆性试验焊缝及接头的断裂韧性试验焊缝及接头的断裂韧性试验焊缝及接头高温性能试验焊缝及接头高温性能试验焊缝及接头耐蚀性、耐磨性及焊缝及接头耐蚀性、耐磨性及应力腐蚀开裂试验应力腐蚀开裂试验表表4 碳当量计算公式和应用范围碳当量计算公式和应用范围碳当量计算公式碳当量计算公式适用范围适用范围国际焊接学会（国际焊接学会（IIW）推荐）推荐CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15 (%)中高强度的非调质低合金高强度钢中高强度的非调质低合金高强度钢wc0.18%b=500900Mpa日本工业标准（日本工业标准（JIS）规定）规定 Ceq(JIS)

6、=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14 (%)调质低合金高强度钢调质低合金高强度钢 R Rb=5001000MPa化学成分化学成分wc0.20%、wsi0.55%、wMn1.5%、wCu0.5%、wNi2.5%、wCr1.25%、wMo0.7%、wV0.1%、wB0.006%美国焊接学会（美国焊接学会（AWS）推荐）推荐Ceq(AWS)=C+Mn/6+Si/24+Ni/15+Cr/5+Mo/4+Cu/13+P/2 (%)碳钢和低合金高强钢碳钢和低合金高强钢 化学成分化学成分wc0.6%、wMn1.6%、wNi3.3%、wCr1.0%、wMo0.6%、wCu=0.5

7、%1%、wP=0.05%0.15%表表5 钢材强度级别与碳当量和预热温度的关系钢材强度级别与碳当量和预热温度的关系钢材强度级别钢材强度级别（b b/MPa）Ceq(JIS)（%）临界值）临界值预热温度（预热温度（）5000.46不预热不预热6000.52757000.521008000.62150表表6 钢材焊接性等级不同时的最佳焊接工艺措施钢材焊接性等级不同时的最佳焊接工艺措施焊接性等级焊接性等级酸性焊条酸性焊条碱性焊条碱性焊条消除应力消除应力（优良）（优良）不需预热不需预热不需预热不需预热不需不需（较好）（较好）预热预热40100-10以上不预热以上不预热两可两可（尚好）（尚好）预热预热1

8、50预热预热40100需要需要（尚可）（尚可）预热预热150200预热预热100需要需要图图1 焊接性与碳当量和板厚的关系焊接性与碳当量和板厚的关系 图图2 试件尺寸和形状试件尺寸和形状图图3 施焊时的焊缝示意图施焊时的焊缝示意图a）焊条电弧焊试验焊缝）焊条电弧焊试验焊缝 b）焊条自动送进的试验焊缝）焊条自动送进的试验焊缝图图4 试样裂纹长度计算试样裂纹长度计算A）表面裂纹）表面裂纹 b）根部裂纹）根部裂纹 c）断面裂纹）断面裂纹试件号试件长度L试件宽度B焊缝长度l1号试件20075125102号试件20015012510表表7 7 热影响区最高硬度试件尺寸热影响区最高硬度试件尺寸图图5 热影

9、响区最高硬度试板热影响区最高硬度试板试样表面经研磨、腐蚀后，按图试样表面经研磨、腐蚀后，按图6位置测量硬度。位置测量硬度。图图6 硬度测量的位置硬度测量的位置钢钢 种种Pcm(%)CE(IIW)(%)最大硬度最大硬度HV非调质非调质调质调质非调质非调质调质调质非调质非调质调质调质Q2350.2485-0.4150-390-Q3900.2413-0.3993-400-Q4200.3091-0.4943-410380(正火正火)14MnMoV0.2850-0.5117-420390(正火正火)18MnMoNb0.3356-0.5782-420(正火正火)14MnMoNbB-0.2658-0.4593-450图图7 插销试棒的形状插销试棒的形状a）环形缺口插销）环形缺口插销 b）螺形缺口插销）螺形缺口插销图图8 插销试棒、底板及熔敷焊道插销试棒、底板及熔敷焊道a）环形缺口插销）环形缺口插销 b）螺形缺口插销）螺形缺口插销图图10 刚性固定对接裂纹试验试件尺寸和形状刚性固定对接裂纹试验试件尺寸和形状1-试件试件 2-刚性底板刚性底板