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1、焊接接头的组织与性能,3焊接方法的分类(按焊接过程特点),压 力 焊,摩擦焊,超声波焊,爆炸焊,扩散焊,高频焊,钎 焊,软钎焊,硬钎焊,熔化焊,电弧焊,电渣焊,等离子弧焊,电子束焊,激光焊,手弧焊,气体保护焊,埋弧焊,电阻焊,3.1 熔化焊:熔焊是指焊接过程中将工件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。是最基本的焊接方法，在焊接生产中占主导地位，常见的熔焊方法有气焊、电弧焊、电渣焊等。,3.2 压力焊：压焊是指焊接过程中对工件施加压力（加热或不加热）完成焊接的方法。压焊只适用于塑性较好的金属材料的焊接，常见的压焊方法有电阻焊、摩擦焊等。,3.3 钎焊钎焊是将比母材（被焊接的材料的总称）熔
2、点低的填充金属（钎料）熔化之后填充工件接头间隙，并与固态母材相互扩散实现连接的焊接方法，常见的钎焊方法有软钎焊和硬钎焊。,3焊接方法的分类(按焊接过程特点),一、熔焊的冶金特点,1.定义：利用焊接热源将被焊金属的连接处局部加热到熔化状态，通过冷却结晶过程把被焊金属连接起来。,2.冶金特点：,1）焊接热源和熔池温度高,使金属元素蒸发、烧损严重，同时气体分解为原子状态，物理化学反应剧烈；,2）熔池体积小，冷却速度快，导致化学成分不均匀,易形成气孔、夹渣等缺陷，甚至产生裂纹。,为保证焊缝的质量，焊接过程中通常采取以下措施：,清除已进入熔池的有害元素，增加合金元素。对焊接熔池进行冶金处理。如：通过焊条
3、药皮加合金元素，进行脱氧、去氢、去硫、渗合金等，调整焊缝的化学成分。,减少有害元素进入熔池在焊接过程中对熔化金属进行保护，使之与空气隔开。如：采用焊条药皮、埋弧焊焊剂、气体保护焊的保护 气体等使熔池同空气隔绝；焊接前清理坡口处的锈、油、水；烘干焊条等。,二、焊接接头金属组织与性能的变化,1、焊接工件上温度的变化与分布,1)距焊缝中心不同，受热最高温度不同。,2)各点到达最高温度的时间不同。,3)各点均经过冷-热冷，相当于受到一次不同规范的热处理。因此，必然有相应的组织和性能的变化。,焊接热循环,低碳钢焊接接头组织变化示意图,2、焊接接头包括焊缝、熔合区和焊接热影响区。,二、焊接接头金属组织与性
4、能的变化,2.1 焊缝金属：由熔池冷却凝固后形成,以低碳钢为例,1、焊缝的结晶侧壁伸向中心，各个方向冷速不同，形成柱状的铸态组织，由F+P（少量）组成。,2、焊接时，熔池金属受到电弧吹力，干扰柱状晶连续成长，柱状晶呈倾斜状且有所细化，加之掺合金作用，焊缝金属中Si、Mn 均母材。,焊缝金属成分、强度不低于母材,但易产生裂纹。,2.2 熔合区及焊接热影响区“HAZ”,焊接热影响区：焊缝两侧因焊接热作用而发生组 织和性能变化的区域，称为焊接 热影响区。亦称“近缝区”。,熔合区：焊接加热时，该区的温度处于固相线 和液相线之间，金属处于半熔化状态。,组织：未熔化但因过热 而长大的粗晶组 织和（部分新结
5、 晶的）铸态组织。,熔合区,又称半熔化区，是焊 缝与母材的交界区。,特点：该区很窄，组织不均匀，强度下降，塑性很 差，是产生裂纹及局部脆断的发源地。,加热温度：14901530,焊接热影响区：过热区,特点：宽度为13mm，塑性和韧性下降。焊接刚度大的结构时，该区易产生裂纹。,紧靠熔合区；,加热温度：11001490（1100固相线）,组织：粗大的过热组织。,特点：宽度约1.24.0mm，力学性能优于母材。,正火区：紧靠着过热区；,焊接热影响区：正火区,加热温度：8501100（AC1至AC3以上100-200）,组织：加热时金属发生重结 晶，冷却后得到均匀 细小的铁素体和珠光 体组织（近似于正
6、火 组织)。,加热温度：AC1AC3之间,特点：部分组织发生相变，晶粒不均匀，力学性能 比正火区稍差。,组织：F+P（F粗、细不均）,焊接热影响区：部分相变区,焊接热影响区的大小和组织、性能变化的程度，取决于焊接方法、焊接参数、接头形式以及焊后冷却速度等。,同一种焊接方法采用不同焊接参数时，热影响区的大小也是不相同的。采用小电流快速焊可减小热影响区。,2.3 提高焊接接头质量的措施,（1）合理的选用焊接方法和焊接规范来减少热影响 区的影响;焊接方法：优先采用手工电弧焊、气保焊、埋弧焊 等，少用气焊和电渣焊等；焊接规范：小直径焊条（或焊丝）、小电流、快速 焊、多层焊等。（2）焊前预热、焊后热处理来细化晶粒，清除硬化 组织（3）加强对焊缝金属的保护。,
