焊接冶金学及金属材料焊接-教案-模块六.pdf

1 授课题授课题目：目：模块六模块六 金属的焊接性试验金属的焊接性试验 授课方式（请打）理论课 讨论课 实验课 习题课 其他 课时 安排 教学大纲要求：教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1、了解评价材料焊接性常用的方法。2、熟悉我国在用的有效焊接性试验标准。教学重点及难点：重点：金属焊接性概念、分析金属焊接性的方法。难点：常用的焊接性试验方法 教 学内 容 备注 模块六模块六 金属的焊接性试验金属的焊接性试验 课题一课题一 金属焊接性的影响因素金属焊接性的影响因素 一金属焊接性的概念一金属焊接性的概念 二影响焊接性的因素二影响焊接性的因素 焊接性是金属材料的一种工艺性能。除了受材料本身性质影响外，还受到工艺条件、结构条件和使用条件的影响。1、材料因素 2、工艺因素 3、结构因素 4、使用条件（服役环境）任务二任务二 金属焊接性的分析方法金属焊接性的分析方法 一利用化学成分及性能分析一利用化学成分及性能分析（一）利用化学成分分析 1、碳当量法 由于世界各国和各研究单位所采用的试验方法和钢材的合金体系不同，各自建立了有一定适用范围的碳当量计算公式，见表 6-2 所示。此外，在评定时还须注意以下问题：（1）在使用国际焊接学会(IIW)推荐的公式时，根据经验，对于板厚小于 20mm 的钢材，若CE（IIW）0.4%,则淬硬倾向不大，焊接性良好，焊接时不需预热；若CE（IIW）=0.4%0.6%，尤其是大于 0.5%时，钢材易淬硬，说明焊接性已变差，焊接时需预热才能防止焊接裂纹，随着板厚增大，预热温度要相应提高。（2）在使用日本工业标准（JIS）碳当量的估算公式时，当板厚小于 25mm 和采用焊条电弧焊时（热输入为 17KJ/cm），对于不同强度级别的钢材规定了不产生裂纹的碳当量界限和相应的预热措施。（3）在使用美国焊接学会（AWS）推荐的碳当量的估算公式时，须根据计算出来某钢种的碳当量再结合焊件的厚度，先从图 6-1 中查出该钢材的焊接性的优劣等级，再从表6-4 确定出不同焊接性钢材的最佳焊接工艺措施。2、焊接冷裂纹敏感指数法 3、热裂纹敏感指数法（1）热裂纹敏感系数（简称 HCS），当 HCS4 时，一般不会产生热裂纹。HCS 越大的金属材料，其热裂纹敏感性越高。（2）临界应变增长率（简称 CST）任务二重点讲解碳当量法。要说明不同的钢材，所使用的碳当量公式不同 2 4、再热裂纹敏感性指数法 预热钢材焊接性时，根据合金元素对再热裂纹敏感性的影响，可采用再热裂纹敏感性指数法进行评定。再热裂纹敏感性指数一般有两种评定方法。（1）G 法（2）PSR法 5、层状撕裂敏感性指数法（二）利用化学性能分析 从焊接对象材料的化学性能出发，考虑焊缝金属被有害元素侵害的倾向性，例如，与氧的亲和力较强的金属材料在高温时极易氧化，必须采用惰性气体保护或真空环境进行焊接。二利用二利用 CCT 图分析图分析 三、利用材料的物理性能分析三、利用材料的物理性能分析 课题三课题三 焊接性试验方法及其选用原则焊接性试验方法及其选用原则 按材料的不同性能和不同使用要求，评定焊接性的试验方法有很多种。每一种试验方法都是从某一特定的角度来考虑焊接性的某一方面的要求。一焊接性试验的方法及选用原则一焊接性试验的方法及选用原则（一）焊接性试验的方法 （二）焊接性试验的选用原则 现有的焊接性试验方法很多，随着技术的进步，要求的提高，焊接性试验方法还会不断增加，选择已有的或设计新的焊接性试验方法时一般应考虑以下原则：1、可比性 2、针对性 3、再现性 4、经济性