1、LOGO3.4 焊缝性能的控制熔焊原理熔焊原理3.4 3.4 焊缝性能的控制焊缝性能的控制改善焊缝金属性能的途径：改善焊缝金属性能的途径：焊缝的固溶强化焊缝的固溶强化 变质处理（微合金化）变质处理（微合金化）调整焊接规范调整焊接规范3.4 3.4 焊缝性能的控制焊缝性能的控制焊缝金属的固溶强化和变质处焊缝金属的固溶强化和变质处理理1Si、Mn；Nb、V；Ti、B；Mo；RE；Te(1)Si、Mn：脱氧、抗拉强度脱氧、抗拉强度Si0.25%Mn1.0%显微组织显微组织粗大粗大PFFGFAF/细细FSPAF/FSP韧性韧性-20C Akv100J100JSi、Mn含量含量-焊缝金属的显微组织焊缝金
2、属的显微组织-夏比冲击性能关系夏比冲击性能关系3.4 3.4 焊缝性能的控制焊缝性能的控制焊缝金属的固溶强化和变质处焊缝金属的固溶强化和变质处理理1Si、Mn；Nb、V；Ti、B；Mo；RE；Te(1)Si、Mn：脱氧、抗拉强度脱氧、抗拉强度Si0.25%Mn1.0%显微组织显微组织粗大粗大PFFGFAF/细细FSPAF/FSP韧性韧性-20C Akv100J100JSi、Mn含量含量-焊缝金属的显微组织焊缝金属的显微组织-夏比冲击性能关系夏比冲击性能关系3.4 3.4 焊缝性能的控制焊缝性能的控制注意：注意：一般地，一般地，Mn/Si比例为比例为36时，焊缝金属力学性能最佳；时，焊缝金属力学
3、性能最佳；Mn、Si单纯加入提高焊缝韧性有限，需加入其它细晶元素。单纯加入提高焊缝韧性有限，需加入其它细晶元素。3.4 3.4 焊缝性能的控制焊缝性能的控制(2)Nb、V：与焊缝中的氮化合，形成的与焊缝中的氮化合，形成的NbN、VN：N%，焊缝韧性焊缝韧性 如果焊后不经正火处理，氮化物如果焊后不经正火处理，氮化物NbN、VN以微细以微细共格沉淀相存在，焊缝强度共格沉淀相存在，焊缝强度，韧性，韧性。因此，只有经过正火处理，才可添加因此，只有经过正火处理，才可添加Nb和和 V。适量时，焊缝韧性适量时，焊缝韧性原因：通过原因：通过Nb、V元素固溶，推迟冷却过程中元素固溶，推迟冷却过程中AF 转变，抑
4、制转变，抑制PF和和FSP，利于形成细小的，利于形成细小的AF。3.4 3.4 焊缝性能的控制焊缝性能的控制Ti 和和B同时存在，焊缝韧性同时存在，焊缝韧性原因：原因：Ti和和O亲和力大，形成细小的（亲和力大，形成细小的（TiO）弥散分布在焊缝）弥散分布在焊缝中，一方面这些微小颗粒位于晶粒边界而阻碍中，一方面这些微小颗粒位于晶粒边界而阻碍A晶粒长晶粒长大，另一方面这些微小颗粒可作为大，另一方面这些微小颗粒可作为AF的形核质点，促进的形核质点，促进AF形成，从而细化焊缝金属晶粒。形成，从而细化焊缝金属晶粒。Ti保护保护B不被氧化，不被氧化，B原子偏聚在原子偏聚在A晶界，抑制晶界，抑制PF(GBF
5、)和和FSP的形核和生长，利于形成的形核和生长，利于形成AF。最佳含量：最佳含量：Ti0.010.02%B=0.0020.006%(3)Ti、B：3.4 3.4 焊缝性能的控制焊缝性能的控制(4)Mo：Mo%3.4 3.4 焊缝性能的控制焊缝性能的控制Mo 焊缝的强度焊缝的强度，韧性，韧性Mo0.5%时，时，AF转变温度转变温度，形成形成FSP合理：合理：Mo=0.2-0.35%，形成均一，形成均一的的FGF+AF最佳：最佳：Mo=0.2-0.35%，Ti=0.030.05%3.4 3.4 焊缝性能的控制焊缝性能的控制(5)RE：稀土分为两类稀土分为两类:重稀土：重稀土：Y(钇组钇组)轻稀土：
6、轻稀土：Ce(铈组铈组)作用：脱氢、脱氧、脱氮作用：脱氢、脱氧、脱氮 改变夹杂物形态改变夹杂物形态 减少热裂纹减少热裂纹 提高韧性提高韧性 3.4 3.4 焊缝性能的控制焊缝性能的控制(6)Te：碲：去碲：去H2、抗冷裂能力、抗冷裂能力 与稀土一同加入，提高韧性。与稀土一同加入，提高韧性。总结：固溶强化总结：固溶强化 Mn、Si变质处理变质处理 Ti、B、Zr、RE二者兼有二者兼有 V、Nb、Mo 韧化机制：韧化机制：AF，PF3.4 3.4 焊缝性能的控制焊缝性能的控制调整焊接工艺改善焊缝的性能调整焊接工艺改善焊缝的性能2 振动结晶：低频机械振动、高频超声振动、电磁振动振动结晶：低频机械振动
7、、高频超声振动、电磁振动 焊后热处理焊后热处理 多层焊接多层焊接 锤击焊道表面锤击焊道表面 跟踪回火处理跟踪回火处理1 1、焊条电弧焊中所用焊条的直径取决于工件厚度、焊条电弧焊中所用焊条的直径取决于工件厚度、焊接位置和接头形式。那么，在仰焊或立焊时，焊接位置和接头形式。那么，在仰焊或立焊时，应该使用粗一些的焊条还是细一些的焊条？为什么？应该使用粗一些的焊条还是细一些的焊条？为什么？2 2、与钢相比，焊接铝和铝合金时焊缝更易形成氢气、与钢相比，焊接铝和铝合金时焊缝更易形成氢气孔，为什么？孔，为什么？3 3、P159P159第第1515题题4 4、P159P159第第1616题题5 5、P159P
8、159第第1717题题4 Basic Solidification ConceptsThese concepts include solute redistribution，solidification modes,constitutional supercooling,microsegregation and banding,the dendrite-arm or cell spacing,and the solidification path.溶质再分配溶质再分配凝固方式凝固方式成分过冷成分过冷显微偏析显微偏析 区域偏析区域偏析枝晶臂或晶胞间距枝晶臂或晶胞间距凝固路径凝固路径4.1 Sol
9、ute Redistribution during SolidificationWhen a liquid of uniform composition solidifies,the resultant solid is seldom uniform in composition.The solute atoms in the liquid are redistributed during solidification.The redistribution of the solute depends on both thermodynamics,that is,the phase diagra
10、m,and kinetics,that is,diffusion,undercooling,fluid flow,and so on.4.2 Solidification Modes and Constitutional Supercooling4.2.1 Solidification ModesDuring the solidification of a pure metal the S/L interface is usually planar,unless severe thermal undercooling is imposed.During the solidification of an alloy,however,the S/L interface and hence the mode of solidification can be planar,cellular,or dendritic depending on the solidification condition and the material system involved.Figure 4.8 Basic solidification modes(magnification 67):
