第五章金属熔化过程

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表5—1 学校:唐山劳动技师学院 授课序号

第五章 金属熔化焊过程

焊接冶金过程:

加热--------熔化--------冶金反应--------结晶--------固态相变---------形成接头 三阶段:

1)焊条或焊丝及母材的熔化

2)化学冶金反应

3)焊缝金属的结晶和相变

§5—1 焊条、焊丝及母材的熔化

一. 焊接热源:能量集中,温度足够高的的局部加热热源

热源产热一部分用来加热和熔化焊条,焊丝及母材,另一部分热量损失于周围介质和飞溅等。

二 焊条,焊丝的加热及熔化

主要热量:电弧热和电阻热

1. 电阻加热

1)公式Q=I2RT 电阻热的大小取决于焊条或焊丝伸出长度、电流强度、焊条或焊丝金属的电阻率和直径。

2)电阻热过大的影响:焊条在熔化前发红,失去冶金和保护作用。

3)采取措施:

①限制焊条或焊丝伸出长度

②限制焊接电流:不锈钢焊条比同直径碳钢焊条电流小20%

2. 电弧加热:熔化焊条和焊丝的主要热量。

三、焊条,焊丝金属向母材的过渡

1.熔滴过渡:电弧焊时,焊条或焊丝端部在电弧高温作用下熔化成液态

金属滴,通过电弧空间不断向熔池中过渡的过程

2.熔滴过渡的影响:

焊接过程的稳定、焊缝的成形、飞溅及焊接接头的质量

3.熔滴过渡形式:滴状过渡、短路过渡、喷射过渡

1)滴状过渡:粗滴过渡:大颗粒自由过渡 飞溅大不稳定 例如:碱性焊条

细滴过渡:小颗粒 飞溅较小较稳定 例如:酸性焊条

2)短路过渡:熔滴与熔池接触 过程稳定飞溅较小成型较好

例如:细丝CO 2大电流的碱性焊条

3)喷射过渡:小颗粒喷射状态,飞溅小过程稳定成型美观

例如:熔化极氩弧焊

4.影响熔滴过渡的力:重力、表面张力、电磁力、极点压力、气体吹力

1)重力:方向:竖直向下

作用:平焊-------促进力 立横仰----阻碍力

2)表面张力: 表面积收缩到最小的趋势

作用: 平焊--------阻碍力 立横仰-----促进力

3)电磁压缩力:作用: 促进力

4)斑点压力:

电子和正离子在电场作用下向量极定向运动,撞击两极而产生的机械压力 作用:阻碍力

大小:正接---大,反接---小

正接:焊件与电源的正极相接阻碍力

反接:焊件与电源的负极相接阻碍力

5)气体吹力:作用:促进力

四.母材的熔化

1.熔池:母材上有熔化的焊条、焊丝金属与母材金属所组成的具有一定

几何形状的液体金属

2.熔池形状:不标准的半椭圆形球

3.影响因素:焊接电流、电弧电压

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§5—2 焊接化学冶金过程(1)

焊接化学冶金:指在焊接过程中,通过冶金处理的方法,消除焊缝金属

中的有害杂质,以增加焊缝金属中某些有益的合金元

素,从而保证焊缝金属的各种性能。

一. 对焊接区的保护

目的:防止空气的有害作用。

保护方式:熔渣保护,气保护,气—渣联合保护,真空保护,自保护

二. 焊接化学冶金过程的特点

1. 温度高温度梯度大:

电弧T 6000-8000℃ 高温下 金属蒸发、气体分解O 2→2O-Q

熔池T2000℃左右 热影响区T1000℃以下(温差大)

2. 熔池体积小,存在时间短:

手工电弧焊0.6~16g ,加热冷却速度快,易产生偏析

3. 熔池金属不断更新

4. 反应接触面积大,搅拌激烈 熔滴从焊条端部到熔池

三. 有害元素对焊缝金属的作用

气体对金属的作用:熔池周围大量气体,主要成分CO 、CO 2、H 2、O 2、

N 2、H 2O 及少量的金属和熔渣的蒸汽,其中影响最

大的是H 2、O 2、N 2与其发生反应

1. 氧对焊缝金属的作用

1)来源:主要来自电弧中氧化性气体、药皮中的高价氧化物和焊件表

面铁锈水分等的分解

2)存在形式:氧原子和FeO

3)影响:

①元素氧化,降低力学性能:Fe+O→FeO Mn+O→MnO

FeO+Mn→MnO+ Fe 使金属的强度、塑性和冲击韧性降低,同时还会

增加焊缝金属的热脆和冷脆、降低抗腐蚀性能,时效硬化。

②降低物理化学性能

③形成气孔

④产生飞溅

4)控制氧的措施:

①加强保护

②清理焊丝,焊件

③对焊缝脱氧

2. 焊缝金属的脱氧

1).目的:尽量减少熔池金属的含氧量(低碳和低合金钢来说,危害性最

大是FeO )使焊缝金属中的氧化物夹杂减少到最低限度

2).脱氧剂的选择原则:

①脱氧剂在焊接温度下对氧的亲和力应比被焊金属对氧的亲和力大

(由大到小的顺序是Al Ti C Si Mn Fe )

②脱氧后的产物应不溶于金属且容易被排除成渣

③脱氧后的产物熔点低,比重小,容易从熔池中上浮成渣

3).脱氧途径:脱氧剂脱氧(先期脱氧、沉淀脱氧)、扩散脱氧

①先期脱氧:(在焊条端部的焊条药皮中)不完全

②沉淀脱氧:(在熔池中脱氧)利用熔池中的合金元素脱氧,并将脱氧后

的产物变成熔渣。

脱氧的对象是FeO ,酸性焊条,脱氧剂选择锰;

碱性焊条,脱氧剂选择硅铁和钛铁

③扩散脱氧:FeO 即可溶解于铁中也可以从熔池扩散到熔渣中,当熔池中

FeO 不断扩散到熔渣中,使熔池中含氧量降低,此法称为扩

散脱氧

酸性焊条多采用,碱性焊条很少用

3. 氢气(H 2):

1)来源:来自受潮的药皮或焊剂中的水分,焊条药皮中的有机物分解,

焊件表面的铁锈、油脂及油漆等的分解

2)影响:

①冷裂纹 氢的溶解度变化使氢变成氢分子,产生很大的应力;同时氢易

产生硬脆组织

②气孔

③白点

碳钢或低合金钢焊缝若H 2%较大,常常在其中拉伸试件的端面出现鱼目 状的白色圆形斑点(¢ 0.5-3mm )其中间有杂质(作用使金属的塑性大大降低)

3)解决措施:严格限制氢的来源;后热处理(消氢处理)

4. 氮气(N 2):

1)来源:来自空气中

2)作用:降低焊缝金属的塑性和韧性、

气孔

4)解决措施:加强焊缝金属的保护,采取正确的工艺措施

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§5-2 焊接化学冶金过程(2)

三.焊缝金属的脱硫、磷

1.脱硫

1)硫的存在形式:是以化合物的形式存在 FeS 、MnS

2)硫的危害:产生热裂纹

原因:FeS 液态铁无限溶解

固态铁中溶解极少 0.15%--0.20%

晶体,聚于晶界在应力作用下开裂

MnS 在液态铁中溶解度小,易成渣,熔点高,呈球状,不易开

3)脱硫方法

①元素脱硫(单质)用脱硫剂(选择时同脱氧剂选择相似)

选择对硫的亲和力比铁对硫亲和力大的物质作脱硫剂Al >Ca >Mg >Mn >Fe

选择 锰 而其它的元素太活泼 Mn+ FeS→MnS+ Fe

②熔渣脱硫(化合物)

氧化锰 MnO+ FeS→MnS+ FeO

脱硫的同时还必须脱氧,脱硫不充分

氧化钙 CaO+ FeS→CaS+ FeO

钙对硫的亲和力比锰强,所以脱硫效果比锰强

2.焊缝金属的脱磷

1)存在形式:Fe 2P 、Fe 3P

2)危害:

冷裂 低熔点共晶体削弱了晶间的结合力,使钢在常温或低温时脆变 热裂纹 磷的化合物与铁形成低熔点共晶体,聚于晶界

3)脱磷:过程包括两步

①第一步 将磷氧化成五氧化二磷

②第二步 利用碱性氧化物与五氧化二磷复合成稳定的磷酸盐

由第一,二步反应来看,若脱磷必须有足够的FeO 、CaO

3. 酸碱性焊条的脱硫,脱磷

①酸性焊条:

药皮中有大量的SiO 2、TiO 2 氧化钙作用很小,焊条中脱硫只能靠锰,

而锰还有脱氧作用,所以脱硫效果不好即酸性焊条抗裂性能差;有大量

的CaO 但FeO 不多(碱性焊条脱氧能力强) 脱磷效果差

②碱性焊条:

药皮中有大量的大理石,(大理石能分解出大量的氧化钙)萤石脱硫的

果好,所以碱性焊条脱硫效果好,抗裂性能好有大量的SiO 2、TiO 2;

CaO 不会存在很多,脱磷效果差

注:减少焊缝金属中硫,磷的方法,只能是严格限制原材料的硫,磷的含量

四. 焊缝金属的渗合金

1. 定义:合金化就是把所需要的合金元素,通过焊接材料过渡到焊缝金属

(或堆焊金属) 中去。

2. 合金化的目的:

1) 补偿焊接过程中由于氧化、蒸发等原因造成的合金元素的损失;

2) 改善焊缝金属的组织和性能;

3) 获得具有特殊性能的堆焊金属。

3. 方式:焊芯过渡、药皮过渡(应用较广)

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§5—3 焊缝结晶过程

一.焊缝金属的一次结晶

1. 概念:指焊缝金属由液态转变成固态的过程

2. 结晶过程:

①生核 随温度的降低原子活动能力降低,逐渐变得有规律,形成一

的排布→微小晶核

②长大 已形成的晶核,吸附周围液体中原子的过程

长大方向 与散热方向相反,散热最快的方向,长大最快

二. 焊缝金属过程中的偏析

1. 概念:指合金中化学成分不均匀现象

2. 偏析的分类:显微偏析、区域偏析、层状偏析

1)显微偏析 在一个柱状晶粒内部和晶粒之间的化学成分不均匀现

影响因素:金属的化学成分→成分多,结晶区间大,偏析严重 例如: 低碳钢 区间不大 偏析不严重

合金钢 区间大 偏析严重

2) 区域偏析 熔池中心的杂质含量比其它部分高的现象

影响因素:焊缝的形状系数

焊缝窄而深 偏析在焊缝中心 易产生热裂

焊缝宽而浅 偏析在焊缝顶部 易清除

3)层状偏析 焊缝层间的化学成分不均匀(脉动结晶造成的) 影响:导致气孔

三.焊缝金属的二次结晶

1. 概念:焊缝金属由高温固态冷却到室温时发生的一系列相变

2分析:以低碳钢为例

一次结晶的组织是奥氏体,当冷却到A C3时,奥氏体析出铁素体

当冷却到A C1时,余下的奥氏体变成珠

光体

所以低碳钢常温下的组织是:铁素体、珠光体

四. 焊缝中的夹杂物

1. 定义:焊后残留在焊缝金属中的微观非金属杂质。

1)氧化物:二氧化硅、氧化锰、二氧化钛

2)硫化物:硫化亚铁、硫化锰

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§5—4 焊缝热影响区的组织和性能

一. 熔合区的组织和性能

1. 定义:焊接接头中焊缝金属向热影响区过渡的区域。

2. 特点:很窄,两侧分别为经过完全熔化的焊缝区和完全不熔化的热影响

区。熔合区的加热温度在合金的固, 液相线之间。

3. 性能:熔合区具有明显的化学不均匀性,其组织特征为少量铸态组织和

粗大的过热组织,因而塑性差,强度低,脆性大,易产生焊接裂纹和脆性断裂,是焊接接头最薄弱的环节之一。

二. 焊接热循环

1. 概念:焊接过程中,热源沿焊件移动,在焊接热源作用下,焊件上某点

的温度随时间变化的过程 。

如右图

2. 热循环的参数:加热速度、冷却速度、加热的最高温度Tm 、

相变温度以上停留的时间t A

三. 焊接热影响区的组织和性能

1. 定义:焊缝两侧因焊接热作用没有熔化但发生金相组织变化和力学性能

变化的区域。

2.热影响区的组成:过热区、正火区、不完全重结晶区、再结晶区

1

)过热区 l 一熔合区2一过热区3一正火区 4一不完全重结晶区5一母材

①温度区间 :固相线以下~1100℃

②特点:温度高,晶粒粗大→塑性低,尤其是冲击韧性降低

20%~30%刚性大时常出裂纹

③影响过热区宽窄的因素

焊接方法:气焊 电渣焊 大

手工电弧焊 埋弧焊 小

2)正火区

①温度区间:1100℃~A C3,又称相变重结晶区或细晶区 ②特点: 性能高于母材(性能最好)

3)不完全重结晶区

①温度区间:A C3~A C1

②特点 :组织粗细不均,性能也不均匀

4)再结晶区

①温度区间:A C1~450℃

②形成条件:焊前经过冷塑性变形

③特点: 塑性韧性提高,强度降低

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第五章 金属熔化焊过程

焊接冶金过程:

加热--------熔化--------冶金反应--------结晶--------固态相变---------形成接头 三阶段:

1)焊条或焊丝及母材的熔化

2)化学冶金反应

3)焊缝金属的结晶和相变

§5—1 焊条、焊丝及母材的熔化

一. 焊接热源:能量集中,温度足够高的的局部加热热源

热源产热一部分用来加热和熔化焊条,焊丝及母材,另一部分热量损失于周围介质和飞溅等。

二 焊条,焊丝的加热及熔化

主要热量:电弧热和电阻热

1. 电阻加热

1)公式Q=I2RT 电阻热的大小取决于焊条或焊丝伸出长度、电流强度、焊条或焊丝金属的电阻率和直径。

2)电阻热过大的影响:焊条在熔化前发红,失去冶金和保护作用。

3)采取措施:

①限制焊条或焊丝伸出长度

②限制焊接电流:不锈钢焊条比同直径碳钢焊条电流小20%

2. 电弧加热:熔化焊条和焊丝的主要热量。

三、焊条,焊丝金属向母材的过渡

1.熔滴过渡:电弧焊时,焊条或焊丝端部在电弧高温作用下熔化成液态

金属滴,通过电弧空间不断向熔池中过渡的过程

2.熔滴过渡的影响:

焊接过程的稳定、焊缝的成形、飞溅及焊接接头的质量

3.熔滴过渡形式:滴状过渡、短路过渡、喷射过渡

1)滴状过渡:粗滴过渡:大颗粒自由过渡 飞溅大不稳定 例如:碱性焊条

细滴过渡:小颗粒 飞溅较小较稳定 例如:酸性焊条

2)短路过渡:熔滴与熔池接触 过程稳定飞溅较小成型较好

例如:细丝CO 2大电流的碱性焊条

3)喷射过渡:小颗粒喷射状态,飞溅小过程稳定成型美观

例如:熔化极氩弧焊

4.影响熔滴过渡的力:重力、表面张力、电磁力、极点压力、气体吹力

1)重力:方向:竖直向下

作用:平焊-------促进力 立横仰----阻碍力

2)表面张力: 表面积收缩到最小的趋势

作用: 平焊--------阻碍力 立横仰-----促进力

3)电磁压缩力:作用: 促进力

4)斑点压力:

电子和正离子在电场作用下向量极定向运动,撞击两极而产生的机械压力 作用:阻碍力

大小:正接---大,反接---小

正接:焊件与电源的正极相接阻碍力

反接:焊件与电源的负极相接阻碍力

5)气体吹力:作用:促进力

四.母材的熔化

1.熔池:母材上有熔化的焊条、焊丝金属与母材金属所组成的具有一定

几何形状的液体金属

2.熔池形状:不标准的半椭圆形球

3.影响因素:焊接电流、电弧电压

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表5—1 学校:唐山劳动技师学院 授课序号

§5—2 焊接化学冶金过程(1)

焊接化学冶金:指在焊接过程中,通过冶金处理的方法,消除焊缝金属

中的有害杂质,以增加焊缝金属中某些有益的合金元

素,从而保证焊缝金属的各种性能。

一. 对焊接区的保护

目的:防止空气的有害作用。

保护方式:熔渣保护,气保护,气—渣联合保护,真空保护,自保护

二. 焊接化学冶金过程的特点

1. 温度高温度梯度大:

电弧T 6000-8000℃ 高温下 金属蒸发、气体分解O 2→2O-Q

熔池T2000℃左右 热影响区T1000℃以下(温差大)

2. 熔池体积小,存在时间短:

手工电弧焊0.6~16g ,加热冷却速度快,易产生偏析

3. 熔池金属不断更新

4. 反应接触面积大,搅拌激烈 熔滴从焊条端部到熔池

三. 有害元素对焊缝金属的作用

气体对金属的作用:熔池周围大量气体,主要成分CO 、CO 2、H 2、O 2、

N 2、H 2O 及少量的金属和熔渣的蒸汽,其中影响最

大的是H 2、O 2、N 2与其发生反应

1. 氧对焊缝金属的作用

1)来源:主要来自电弧中氧化性气体、药皮中的高价氧化物和焊件表

面铁锈水分等的分解

2)存在形式:氧原子和FeO

3)影响:

①元素氧化,降低力学性能:Fe+O→FeO Mn+O→MnO

FeO+Mn→MnO+ Fe 使金属的强度、塑性和冲击韧性降低,同时还会

增加焊缝金属的热脆和冷脆、降低抗腐蚀性能,时效硬化。

②降低物理化学性能

③形成气孔

④产生飞溅

4)控制氧的措施:

①加强保护

②清理焊丝,焊件

③对焊缝脱氧

2. 焊缝金属的脱氧

1).目的:尽量减少熔池金属的含氧量(低碳和低合金钢来说,危害性最

大是FeO )使焊缝金属中的氧化物夹杂减少到最低限度

2).脱氧剂的选择原则:

①脱氧剂在焊接温度下对氧的亲和力应比被焊金属对氧的亲和力大

(由大到小的顺序是Al Ti C Si Mn Fe )

②脱氧后的产物应不溶于金属且容易被排除成渣

③脱氧后的产物熔点低,比重小,容易从熔池中上浮成渣

3).脱氧途径:脱氧剂脱氧(先期脱氧、沉淀脱氧)、扩散脱氧

①先期脱氧:(在焊条端部的焊条药皮中)不完全

②沉淀脱氧:(在熔池中脱氧)利用熔池中的合金元素脱氧,并将脱氧后

的产物变成熔渣。

脱氧的对象是FeO ,酸性焊条,脱氧剂选择锰;

碱性焊条,脱氧剂选择硅铁和钛铁

③扩散脱氧:FeO 即可溶解于铁中也可以从熔池扩散到熔渣中,当熔池中

FeO 不断扩散到熔渣中,使熔池中含氧量降低,此法称为扩

散脱氧

酸性焊条多采用,碱性焊条很少用

3. 氢气(H 2):

1)来源:来自受潮的药皮或焊剂中的水分,焊条药皮中的有机物分解,

焊件表面的铁锈、油脂及油漆等的分解

2)影响:

①冷裂纹 氢的溶解度变化使氢变成氢分子,产生很大的应力;同时氢易

产生硬脆组织

②气孔

③白点

碳钢或低合金钢焊缝若H 2%较大,常常在其中拉伸试件的端面出现鱼目 状的白色圆形斑点(¢ 0.5-3mm )其中间有杂质(作用使金属的塑性大大降低)

3)解决措施:严格限制氢的来源;后热处理(消氢处理)

4. 氮气(N 2):

1)来源:来自空气中

2)作用:降低焊缝金属的塑性和韧性、

气孔

4)解决措施:加强焊缝金属的保护,采取正确的工艺措施

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§5-2 焊接化学冶金过程(2)

三.焊缝金属的脱硫、磷

1.脱硫

1)硫的存在形式:是以化合物的形式存在 FeS 、MnS

2)硫的危害:产生热裂纹

原因:FeS 液态铁无限溶解

固态铁中溶解极少 0.15%--0.20%

晶体,聚于晶界在应力作用下开裂

MnS 在液态铁中溶解度小,易成渣,熔点高,呈球状,不易开

3)脱硫方法

①元素脱硫(单质)用脱硫剂(选择时同脱氧剂选择相似)

选择对硫的亲和力比铁对硫亲和力大的物质作脱硫剂Al >Ca >Mg >Mn >Fe

选择 锰 而其它的元素太活泼 Mn+ FeS→MnS+ Fe

②熔渣脱硫(化合物)

氧化锰 MnO+ FeS→MnS+ FeO

脱硫的同时还必须脱氧,脱硫不充分

氧化钙 CaO+ FeS→CaS+ FeO

钙对硫的亲和力比锰强,所以脱硫效果比锰强

2.焊缝金属的脱磷

1)存在形式:Fe 2P 、Fe 3P

2)危害:

冷裂 低熔点共晶体削弱了晶间的结合力,使钢在常温或低温时脆变 热裂纹 磷的化合物与铁形成低熔点共晶体,聚于晶界

3)脱磷:过程包括两步

①第一步 将磷氧化成五氧化二磷

②第二步 利用碱性氧化物与五氧化二磷复合成稳定的磷酸盐

由第一,二步反应来看,若脱磷必须有足够的FeO 、CaO

3. 酸碱性焊条的脱硫,脱磷

①酸性焊条:

药皮中有大量的SiO 2、TiO 2 氧化钙作用很小,焊条中脱硫只能靠锰,

而锰还有脱氧作用,所以脱硫效果不好即酸性焊条抗裂性能差;有大量

的CaO 但FeO 不多(碱性焊条脱氧能力强) 脱磷效果差

②碱性焊条:

药皮中有大量的大理石,(大理石能分解出大量的氧化钙)萤石脱硫的

果好,所以碱性焊条脱硫效果好,抗裂性能好有大量的SiO 2、TiO 2;

CaO 不会存在很多,脱磷效果差

注:减少焊缝金属中硫,磷的方法,只能是严格限制原材料的硫,磷的含量

四. 焊缝金属的渗合金

1. 定义:合金化就是把所需要的合金元素,通过焊接材料过渡到焊缝金属

(或堆焊金属) 中去。

2. 合金化的目的:

1) 补偿焊接过程中由于氧化、蒸发等原因造成的合金元素的损失;

2) 改善焊缝金属的组织和性能;

3) 获得具有特殊性能的堆焊金属。

3. 方式:焊芯过渡、药皮过渡(应用较广)

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§5—3 焊缝结晶过程

一.焊缝金属的一次结晶

1. 概念:指焊缝金属由液态转变成固态的过程

2. 结晶过程:

①生核 随温度的降低原子活动能力降低,逐渐变得有规律,形成一

的排布→微小晶核

②长大 已形成的晶核,吸附周围液体中原子的过程

长大方向 与散热方向相反,散热最快的方向,长大最快

二. 焊缝金属过程中的偏析

1. 概念:指合金中化学成分不均匀现象

2. 偏析的分类:显微偏析、区域偏析、层状偏析

1)显微偏析 在一个柱状晶粒内部和晶粒之间的化学成分不均匀现

影响因素:金属的化学成分→成分多,结晶区间大,偏析严重 例如: 低碳钢 区间不大 偏析不严重

合金钢 区间大 偏析严重

2) 区域偏析 熔池中心的杂质含量比其它部分高的现象

影响因素:焊缝的形状系数

焊缝窄而深 偏析在焊缝中心 易产生热裂

焊缝宽而浅 偏析在焊缝顶部 易清除

3)层状偏析 焊缝层间的化学成分不均匀(脉动结晶造成的) 影响:导致气孔

三.焊缝金属的二次结晶

1. 概念:焊缝金属由高温固态冷却到室温时发生的一系列相变

2分析:以低碳钢为例

一次结晶的组织是奥氏体,当冷却到A C3时,奥氏体析出铁素体

当冷却到A C1时,余下的奥氏体变成珠

光体

所以低碳钢常温下的组织是:铁素体、珠光体

四. 焊缝中的夹杂物

1. 定义:焊后残留在焊缝金属中的微观非金属杂质。

1)氧化物:二氧化硅、氧化锰、二氧化钛

2)硫化物:硫化亚铁、硫化锰

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表5—1 学校:唐山劳动技师学院 授课序号

§5—4 焊缝热影响区的组织和性能

一. 熔合区的组织和性能

1. 定义:焊接接头中焊缝金属向热影响区过渡的区域。

2. 特点:很窄,两侧分别为经过完全熔化的焊缝区和完全不熔化的热影响

区。熔合区的加热温度在合金的固, 液相线之间。

3. 性能:熔合区具有明显的化学不均匀性,其组织特征为少量铸态组织和

粗大的过热组织,因而塑性差,强度低,脆性大,易产生焊接裂纹和脆性断裂,是焊接接头最薄弱的环节之一。

二. 焊接热循环

1. 概念:焊接过程中,热源沿焊件移动,在焊接热源作用下,焊件上某点

的温度随时间变化的过程 。

如右图

2. 热循环的参数:加热速度、冷却速度、加热的最高温度Tm 、

相变温度以上停留的时间t A

三. 焊接热影响区的组织和性能

1. 定义:焊缝两侧因焊接热作用没有熔化但发生金相组织变化和力学性能

变化的区域。

2.热影响区的组成:过热区、正火区、不完全重结晶区、再结晶区

1

)过热区 l 一熔合区2一过热区3一正火区 4一不完全重结晶区5一母材

①温度区间 :固相线以下~1100℃

②特点:温度高,晶粒粗大→塑性低,尤其是冲击韧性降低

20%~30%刚性大时常出裂纹

③影响过热区宽窄的因素

焊接方法:气焊 电渣焊 大

手工电弧焊 埋弧焊 小

2)正火区

①温度区间:1100℃~A C3,又称相变重结晶区或细晶区 ②特点: 性能高于母材(性能最好)

3)不完全重结晶区

①温度区间:A C3~A C1

②特点 :组织粗细不均,性能也不均匀

4)再结晶区

①温度区间:A C1~450℃

②形成条件:焊前经过冷塑性变形

③特点: 塑性韧性提高,强度降低


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