第一篇：材料焊接性

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《材料焊接性》（專科）學案

第一章 緒論

二、本章習題

1.根據本章所述內容，舉例說明低合金鋼焊接在工程結構中的重要作用。

2.先進材料的發展和應用在工程中越來越受到人們的重視，簡述先進材料（如陶瓷、金屬間化合物和復合材料等）和金屬材料相比，在工程結構中的應用有什么不同？

第2章 材料焊接性及其試驗方法

1.了解焊接性的基本概念。什么是工藝焊接性？影響工藝焊接性的主要因素有哪些？

焊接性，是指金屬材料在采用一定的焊接工藝包括焊接方法、焊接材料、焊接規范及焊接結構形式等條件下，獲得優良焊接接頭的難易程度。

工藝焊接性是指在一定焊接工藝條件下，獲得優質、無缺陷的焊接接頭的能力。

影響因素：材料因素、工藝因素、結構因素、使用條件。2.什么是熱焊接性和冶金焊接性，各涉及到焊接中的什么問題？

冶金焊接性指在熔焊高溫下的熔池金屬與氣象熔渣等相互之間繁盛化學冶金反映所引起的焊接變化

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3.舉例說明有時工藝焊接性好的金屬材料使用焊接性不一定好。

工藝焊接性是指影響焊接操作的焊接性能，如電弧的穩定性、焊縫的成形性、脫渣性、飛濺大小及發塵量等。而使用焊接性則是指焊件需滿足的使用要求，如接頭的力學性能、物理性能及化學性能要求。

有時，工藝焊接性好的材料如果焊接材料選擇不當，其使用性能就不一定好：例如不銹鋼焊接，若使用普通結構鋼焊條焊接，其工藝焊接性很好，即焊接過程很順利，但是，焊縫不耐腐蝕，就不能滿足不銹鋼焊件的使用要求，因此焊接接頭是不合格的。

金屬材料使用性能主要指力學性能，即金屬材料在外力作用下表現出來的各種特性，如彈性、塑性、韌性、強度、硬度等。

比如低碳鋼焊接性好，但其強度、硬度卻沒有高碳鋼好| 第3章 低合金結構鋼的焊接

1.分析熱軋鋼和正火鋼的強化方式及主強化元素有什么不同。二者的焊接性有何差異，在制定焊接工藝時應注意什么問題。

熱軋鋼的強化方式有：（1）固溶強化，主要強化元素：Mn，Si。（2）細晶強化，主要強化元素：Nb,V。（3）沉淀強化，主要強化元素：Nb,V.；正火鋼的強化方式：（1）固溶強化，主要強化元素：強的合金元素（2）細晶強化，主要強化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀強化，主要強化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：熱軋鋼含有少量的合金元素，碳當量較低冷裂紋傾向不大，正火鋼含有合金元素較多，淬硬性有所增加，碳當量低冷裂紋傾向不大。熱軋鋼被加熱到1200℃以上的熱影響區可能產生粗晶脆化，韌性明顯降低，而是、正火鋼在該條件粗晶區的析出相基本固溶，抑制A長大及組織細化作用被削弱，粗晶區易出現粗大晶粒及上貝、M-A等導致韌性下降和時敏感性增大。制定焊接工藝時根據材料的結構、板厚、使用性能要求及生產條件選擇焊接

2.分析16Mn的焊接性特點，給出相應的焊接材料及焊接工藝要求。

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可靠措施

3.16Mn與15MnTi的焊接性有何差異？16Mn的焊接工藝是否適用于15MnTi的焊接，為什么？

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第4章 不銹鋼及耐熱鋼的焊接

1.不銹鋼焊接時，為什么要控制焊縫中的含碳量？如何控制焊縫中的含碳量？

或

2.為什么18-8奧氏體不銹鋼焊縫中要求含有一定數量的鐵素體組織？通過什么途徑控制焊縫中的鐵素體含量？

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18-8型奧氏體不銹鋼中，具有一定數量的鐵素體組織，可以增加鋼材的抗熱裂紋及耐晶間腐蝕的能力。（1）鐵素體對熱裂紋的影響1）鐵素體可以細化奧氏體組織，并在一定程度上打亂樹枝晶的方向性，見圖4。如果焊縫是單相組織，奧氏體柱狀晶很粗大，易熔共晶物集中在較少的晶界上，形成較厚的晶間偏析夾層，焊后冷卻過程中在拉應力的作用下很容易沿晶界被拉裂，形成熱裂紋。若在組織中加入了少量鐵素體后，會使柱狀晶變細，晶界增多。同樣數量的易熔共晶物被分割，將不連續地分散在各個晶界上，從而降低熱裂紋傾向。2）鐵素體能比奧氏體溶解更多的有害雜質如S、P等。（2）鐵素體對晶間腐蝕的影響 雙相組織對防止晶間腐蝕的有利作用，見圖5。單相組織的焊縫由于柱狀晶發展較快，晶間夾層厚而連續，析出碳化物后，貧鉻區貫穿于晶粒之間，構成侵蝕性介質的腐蝕通道。

3.18-8不銹鋼焊接接頭區域在哪些部位可能產生晶間腐蝕，是由于什么原因造成的？如何防止？

第5章 鑄鐵的焊接

1.鋁及其合金是如何分類的，各以何種途徑強化？鋁合金焊接時存在什么問題，在焊接性方面有何特點（哪些焊接性好，哪些焊接性差）？

2.為什么Al-Mg合金及Al-Li合金焊接時易形成氣孔？鋁及其合金焊接時產生氣孔的原因是

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什么，如何防止氣孔？分析為什么純鋁焊接易出現分散小氣孔，而Al-Mg合金焊接則易出現集中大氣孔？

3.純鋁及不同類型的鋁合金焊接應選用什么成分的焊絲比較合理？ 純鋁可以焊接，但它的以下特點是焊接中不可忽視的： 1，熔點低(660度)。

2，它的銀白色光澤從室溫至熔化都不會有明顯變化。3，高溫時它的強度幾乎完全喪失，客易塌陷，4，它的表面氧化膜不能以化學方法清除，只能從機械方式清除，或以物理方式溶觪掉。5，清理過的表面又會很快形成一層新的氧化膜

焊接時采取必不可少的對癥下藥方式 鋁合金焊接時選用的焊絲：

第6章 鋁及其合金的焊接

1.工業上常用的鑄鐵有哪幾種？簡述碳在每種鑄鐵中的存在形式和石墨形態有何不同，對

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力學性能各有什么影響？

一、按斷口分為：

1、灰口鑄鐵：HT150、HT200、HT250、HT300、HT350.2、白口鑄鐵：

二、按石墨形態分為：

1、片狀石墨鑄鐵：

2、球墨鑄鐵：QT350-

18、QT400-

15、QT450-

12、QT500-

8、QT600~800-8~2。

3、蠕墨鑄鐵：

三、按使用功能分為：

1、一般用途鑄鐵

2、耐磨鑄鐵：白口鑄鐵、高（中、低）鉻鑄鐵及其它合金鑄鐵。

3、耐腐蝕鑄鐵：

4、耐高溫鑄鐵：

1、根據碳的存在形式不同分：（1）白口鑄鐵碳主要以滲碳體形式存在，其斷口呈銀白色，所以稱為白口鑄鐵。這類鑄鐵的性能既硬又脆，很難進行切削加工，所以很少直接用來制造機器零件。（2）灰鑄鐵碳大部分或全部以石墨形式存在，其斷口呈暗灰色，故稱灰鑄鐵。它是目前工業生產中應用最廣泛的一種鑄鐵。（3）麻口鑄鐵碳大部分以滲碳體形式存在，少部分以石墨形式存在，斷口呈灰白色。這種鑄鐵有較大的脆性，工業上很多好使用。

2、根據石墨幾何形狀不同分：

（1）灰鑄鐵石墨以片狀存在于鑄鐵中。（2）可鍛鑄鐵石墨以團絮狀存在于鑄鐵中。（3）球墨鑄鐵石墨以球狀存在于鑄鐵中。（4）蠕墨鑄鐵石墨以蠕蟲狀存在鑄鐵中。

2.分析影響鑄鐵型焊縫組織的主要因素有哪些？

① 與焊縫基體組織有關，焊縫中滲碳體越多，焊縫中出現裂紋數量越多。當焊縫基體全為珠光體與鐵素體組成，而石墨化過程又進行得較充分時，由于石墨化過程伴隨有體積膨脹過程，可以松弛部分焊接應力，有利于改善焊縫的抗裂性。② 與焊縫石墨形狀有關

粗而長的片狀石墨容易引起應力集中，會減小抗裂性。石墨以細片狀存在時，可改善抗裂性。

石墨以團絮狀存在時，焊縫具有較好的抗裂性能。③ 與焊補處剛度與焊補體積的大小及焊縫長短有關

焊補處剛度大，焊補體積大，焊縫越長都將增大應力狀態，促使裂紋產生。3.分析灰鑄鐵電弧焊焊接接頭形成白口與淬硬組織的區域特點、原因及危害。

灰鑄鐵在化學成分上的特點是碳高及S、P雜質高，這就增大了焊接接頭對冷卻速度變化的敏感性及冷熱裂紋的敏感性。在力學性能上的特點是強度低，基本無塑性。焊接過程具有冷速快及焊件受熱不均勻而形成焊接應力較大的特殊性。這些因素導致焊接性不良。主要問題兩方面：一方面是焊接接頭易出現白口及淬硬組織。另一方面焊接接頭易出現裂紋。

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(一)焊接接頭易出現白口及淬硬組織P103，以含碳為3%，含硅2.5%的常用灰鑄鐵為例，分析電弧焊焊后在焊接接頭上組織變化的規律。1.焊縫區當焊縫成分與灰鑄鐵鑄件成分相同時，則在一般電弧焊情況下，由于焊縫冷卻速度遠遠大于鑄件在砂型中的冷卻速度，焊縫主要為共晶滲碳體+二次滲碳鐵+珠光體，即焊縫基本為白口鑄鐵組織。防止措施：焊縫為鑄鐵①采用適當的工藝措施來減慢焊逢的冷卻速度。如：增大線能量。②調整焊縫化學成分來增強焊縫的石墨化能力。異質焊縫：若采用低碳鋼焊條進行焊接，常用鑄鐵含碳為3%左右，就是采用較小焊接電流，母材在第一層焊縫中所占百分比也將為1／3～1／4，其焊縫平均含碳量將為0.7%～1.0%,屬于高碳鋼（C＞0.6%）。這種高碳鋼焊縫在快冷卻后將出現很多脆硬的馬氏體。采用異質金屬材料焊接時，必須要設法防止或減弱母材過渡到焊縫中的碳產生高硬度組織的有害作用。

2.半熔化區特點：該區被加熱到液相線與共晶轉變下限溫度之間，溫度范圍

1150～1250℃。該區處于液固狀態，一部分鑄鐵已熔化成為液體，其它未熔部分在高溫作用下已轉變為奧氏體。

1）冷卻速度對半熔化區白口鑄鐵的影響V冷很快，液態鑄鐵在共晶轉變溫度區間轉變成萊氏體，即共晶滲碳體加奧氏體。繼續冷卻則為C所飽和的奧氏體析出二次滲碳體。在共析轉變溫度區間，奧氏體轉變為珠光體。由于該區冷速很快，在共析轉變溫度區間，可出現奧氏體→馬氏體的過程，并產生少量殘余奧氏體。該區金相組織見 其左側為亞共晶白口鑄鐵，其中白色條狀物為滲碳體，黑色點、條狀物及較大的黑色物為奧氏體轉變后形成的珠光體。右側為奧氏體快冷轉變成的竹葉狀高碳馬氏體，白色為殘余奧氏體。還可看到一些未熔化的片狀石墨。當半熔化區的液態金屬以很慢的冷卻速度冷卻時，其共晶轉變按穩定相圖轉變。最后其室溫組織由石墨+鐵素體組織組成。當該區液態鑄鐵的冷卻速度介于以上兩種冷卻速度之間時，隨著冷卻速度由快到慢，或為麻口鑄鐵，或為珠光體鑄鐵，或為珠光體加鐵素體鑄鐵。影響半熔化區冷卻速度的因素有：焊接方法、預熱溫度、焊接熱輸入、鑄件厚度等因素。例：電渣焊時，渣池對灰鑄鐵焊接熱影響區先進行預熱，而且電渣焊熔池體積大，焊接速度較慢，使焊接熱影響區冷卻緩慢，為防止半熔化區出現白口鑄鐵焊件預熱到650～700℃再行焊接的過程稱熱焊。這種熱焊工藝使焊接熔池與HAZ很緩慢地冷卻，從而為防止焊接接頭白口鑄鐵及高碳馬氏體的產生提供了很好的條件。研究灰鑄鐵試板焊件、熱輸入相同時，隨板厚的增加，半熔化區冷卻速度加快。白口淬硬傾向增大。

2）化學成分對半熔化區白口鑄鐵的影響鑄鐵焊接半熔化區的化學成分對其白口組織的形成同樣有重大影響。該區的化學成分不僅取決于鑄鐵本身的化學成分，而且焊逢的化學成分對該區也有重大影響。這是因為焊逢區與半熔化區緊密相連，且同時處于熔融的高溫狀態，為該兩區之間進行元素擴散提供了非常有利的條件。某元素在兩區之間向哪個方向擴散首先決定于該元素在兩區之間的含量梯度（含量變化）。元素總是從高含量區域向低含量區域擴散，其含量梯度越大，越有利于擴散的進行。提高熔池金屬中促進石墨化元素（C、Si、Ni等）的含量對消除或減弱半熔化區白口的形成是有利的。用低碳鋼焊條焊鑄鐵時，半熔化區的白口帶往往較寬。這是因為半熔化區含C、Si量高于熔池，故半熔化區的C、Si反而向熔池擴散，使半熔化區C、Si有所下降，增大了該區形成較寬白口的傾向。

3.奧氏體區該區被加熱到共晶轉變下限溫度與共析轉變上限溫度之間。該區溫度范圍約為820～1150℃，此區無液相出現該區在共析溫度區間以上，其基體已奧氏體化，加熱溫度較高的部分（靠近半熔化區），由于石墨片中的碳較多地向周圍奧氏體擴散，奧氏體中含碳量較高；加熱較低的部分，由于石墨片中的碳較少向周圍奧氏體擴散，奧氏體中含碳量較低，隨后冷卻時，如果冷速較快，會從奧氏體中析出一些二次滲碳體，其析出量的多少與奧氏體中含碳量成直線關系。在共析轉變快時，奧氏體轉變為珠光體類型組織。冷卻更快時，會產

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生馬氏體，與殘余奧氏體。該區硬度比母材有一定提高。熔焊時，采用適當工藝使該區緩冷，可使A直接析出石墨而避免二次滲碳體析出，同時防止馬氏體形成。

4.重結晶區窄，加熱溫度范圍780～820℃。由于電弧焊時該區加熱速度很快，只有母材中的部分原始組織可轉變為奧氏體。在隨后冷卻過程中，奧氏體轉變為珠光體類組織。冷卻很快時也可能出現一些馬氏體。

第二篇：材料焊接性

一、焊接性概念

材料在限定的焊接施工條件下，焊接成按規定設計要求的構件，并滿足預定服役要求的能力。（國家標準）

一是結合性能----工藝焊接性 材料在焊接加工中是否容易形成接頭或產生缺陷

二是使用性能

焊接完成的接頭在一定使用條件下可靠運行的能

二、研究焊接性的目的

1查明指定材料在指定焊接工藝條件下可能出現的問題

2確定焊接工藝的合理性或材料的改進方向

三、影響焊接性的因素

1材料因素2設計因素3工藝因素4服役環境

四、評定焊接性的原則

一是評定焊接接頭產生工藝缺陷的傾向，為制定合理的焊接工藝提供依據； 二是評定焊接接頭能否滿足結構使用性能要求

五、評定焊接接頭工藝缺陷的敏感性主要進行抗裂性試驗，其中包括熱裂紋試驗、冷裂紋試驗、消除應力裂紋試驗和層狀撕裂試驗。

六、實焊類方法包含：裂紋敏感性試驗、焊接接頭的力學性能測試、低溫脆性試驗、斷裂韌性試驗、高溫蠕變及持久強度試驗。（較小的焊件直接做試驗，較大的實物縮小化）

七、碳當量的間接估測法

定義：可以把鋼中合金元素的含量按相當于若干碳含量折算并疊加起來，作為粗略評定鋼材冷裂紋傾向的參數指標，即所謂碳當量（CE或Ceq）。焊接熱影響區的淬硬及冷裂紋傾向與鋼種的化學成分有密切關系 化學成分間接地評估鋼材冷裂紋的敏感性。將鋼中各種合金元素折算成碳的含量。

鋼中決定強度和可焊性的因素主要是含碳量。以Ceq值的大小估價冷裂紋傾向的大小，認為Ceq值越小，鋼材的焊接性能越好。缺點：

1碳當量公式沒有考慮元素之間的交互作用

2沒有考慮板厚、結構拘束度、焊接工藝、含氫量等因素的影響。3用碳當量評價焊接性是比較粗略的，使用時應注意條件。所以，碳當量法只能用于對鋼材焊接性的初步分析 1）使用國際焊接學會（IIW）

推薦的碳當量公式時，對于板厚δ＜20mm的鋼材 CE＜0.4%焊接性良好，焊前不需要預熱；

CE＝0.4%-0.6%，尤其是CE>0.5%時，焊接性差，鋼材易淬硬，表焊接性已變差，焊接時需預熱才能防止裂紋，隨板厚增大預熱溫度要相應提高。2)日本工業標準（JIS）的碳當量公式時

當鋼板厚度δ＜25mm和采用焊條電弧焊時（焊接熱輸入為17kJ/cm），對于不同強度級別的鋼材規定了不產生裂紋的碳當量界限和相應的預熱措施

斜Y坡口焊接裂紋試驗法: 此法主要用于評定碳鋼和低合金高強鋼焊接熱影響區對冷裂紋的敏感性。低合金鋼“小鐵研”試驗表面裂紋率小于20%時，用于一般焊接結構生產是安全的。

八、微合金控軋鋼：采用微合金化和控軋等技術，達到細化晶粒和沉淀強化相結合的效果。

九、熱裂紋和消除應力裂紋

(1)焊縫中的熱裂紋：焊接過程中，焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區產生的裂紋。

熱軋、正火鋼一般含碳量較低，而Mn含量較高，因此Mn/S比能達到要求，具有較好的抗熱裂性能。異常：熱軋及正火鋼中C、S、P等元素含量偏高或嚴重偏析有關。

（2）消除應力裂紋：焊后焊件在一定溫度范圍再次加熱時，由于高溫及殘余應力的共同作用而產生的晶間裂紋。

產生部位：在熱影響區的粗晶區，延向細晶區停止

產生原因：與雜質元素在奧氏體晶界偏聚及碳化物析出“二次硬化”導致的晶界脆化有關。

十、低合金高強鋼焊縫金屬的組織主要包括：先共析鐵素體、側板條鐵素體、針狀鐵素體、上貝氏體、珠光體等，馬氏體較少。

11、熱應變脆化：由氮、碳原子聚集在位錯周圍，對位錯造成的釘軋作用造成的。措施：在鋼中加入足夠量的氮化物形成元素（Al、Ti、V），如Q420比Q345傾向小。、焊后退火處理。

12、熱軋、正火鋼預熱和焊后熱處理的目的：

預熱作用：改善韌性，降低馬氏體轉變時的冷卻速度，創造馬氏體“自回火”條件，從而避免產生冷裂紋。

預熱溫度的選擇與材料的淬硬傾向、焊接時的冷卻速度、拘束度、含氫量、焊后是否進行熱處理有關。焊后熱處理作用：焊件焊后或冷加工后鋼的韌度過低，要求結構尺寸穩定或要求焊件耐應力腐蝕，則需要進行焊后熱處理。

13、熱軋、正火鋼確定焊后回火溫度的原則

（1）不要超過母材原來的回火溫度，以免影響母材本身的性能（2）對于有回火脆性的材料，要避開出現回火脆性的溫度區間

14、“調質鋼”：經過“淬火+回火”熱處理的鋼（在焊接界高溫回火或低溫回火均稱為調質）

15、提高鋼的脆透性和馬氏體的回火穩定性：添加如Mn、Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Cu等

16、低碳調質鋼焊縫等強匹配：（σb）w/（σb）b=1時，稱為等強匹配（焊縫強度等于母材的強度）

17、低碳調質鋼熱影響區軟化：本質碳化物沉淀、聚集長大

18、低溫鋼按有無鎳分類：無鎳（鋁鎮靜低溫鋼、低合金低溫鋼），有鎳(低、中、高)

19、低碳調質鋼焊接時可能出現的問題？簡述低碳調質鋼的焊接工藝要點 焊接時易發生脆化，焊接時由于熱循環作用使熱影響區強度和韌性下降。

焊接工藝特點：①要求馬氏體轉變時的冷卻速度不能太快，使馬氏體有一“自回火”作用，以防止冷裂紋的產生；②要求在800~500℃之間的冷卻速度大于產生脆性混合組織的臨界速度。此外，焊后一般不需熱處理，采用多道多層工藝，采用窄焊道而不用橫向擺動的運條技術。

20、珠光體耐熱鋼的焊接性特點與低碳調質鋼有什么不同?珠光體耐熱鋼選用焊接材料的原則與強度用鋼有什么不同？為什么？ 答：珠光體耐熱鋼和低碳調質鋼都存在冷裂紋，熱影響區硬化脆化以及熱處理或高溫長期使用中的再熱裂紋，但是低碳調質鋼中對于高鎳低錳類型的剛有一定的熱裂紋傾向，而珠光體耐熱鋼當材料選擇不當時才可能常產生熱裂紋。珠光體耐熱鋼在選擇材料上不僅有一定的強度還要考慮接頭在高溫下使用的原則，特別還要注意焊接材料的干燥性，因為珠光體耐熱鋼是在高溫下使用有一定的強度要求。

21、不銹鋼及耐熱鋼按組織分類：奧氏體鋼，鐵素體鋼、馬氏體鋼、鐵素體-奧氏體雙相鋼、沉淀硬化鋼

22、不銹鋼的主要腐蝕形式有：均勻腐蝕、點腐蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕

23、晶間腐蝕：在晶粒邊界發生的有選擇性的腐蝕現象。

24、晶間腐蝕與晶界貧“鉻”現象有關。奧氏體不銹鋼是由于經450～850℃加熱（敏化加熱），即過飽和固溶的碳向晶粒邊界擴散，產生晶間腐蝕與晶界貧“鉻”現象。對于鐵素體鋼，由于碳在鐵素體中擴散速度快，故快冷時就易析出Cr23C6，再次加熱時就易使碳化物溶解，消除貧鉻層。

25、應力腐蝕：不銹鋼在特定的腐蝕介質和拉應力作用下出現的低于強度極限的脆性開裂現象。26、475℃脆性：在430~480℃之間長期加熱并緩冷，就可導致在常溫時或負溫時出現強度升高而韌性下降的現象。

27、σ相：Cr的質量分數約45%的典型FeCr金屬間化合物，無磁性，硬而脆。

28、奧氏體鋼接頭耐蝕性：晶間腐蝕有代表性的18-8鋼焊接接頭，有三個部位出現晶間腐蝕現象，包括焊縫區腐蝕、敏化區腐蝕、熔合區腐蝕。防止焊縫區晶間腐蝕，采取措施有：

①通過焊接材料，使焊縫金屬或者成為超低碳情況，或含有足夠的穩定化元素Nb，一般希望Nb≥8%或Nb≈1%；

②調整焊縫成分以獲得一定的鐵素體(δ)相。

29、HAZ敏化區晶間腐蝕：指焊接熱影響區中加熱峰值溫度處于敏化加熱區間的部位所發生的晶間腐蝕。

只有普通18-8鋼才會有敏化區存在，含Ti或Nb的18-8Ti或18-8Nb，以及超低碳的18-8鋼，不易有敏化區出現。防止18-8鋼敏化區腐蝕，在焊接工藝上應采取快速過程，以減少處于敏化加熱去區間。30、熔合區刀口腐蝕：只出現在18-8中（Ⅹ）

31、為什么18-8奧氏體不銹鋼焊縫中要求含有一定數量的鐵素體組織？通過什么途徑控制焊縫中的鐵素體含量？

答：焊縫中的δ相可打亂單一γ相柱狀晶的方向性，不致形成連續，另外δ相富碳Cr，又良好的供Cr條件，可減少γ晶粒形成貧Cr層，故常希望焊縫中有4%~12%的δ相。

通過控制鐵素體化元素的含量，或控制Creq/Nieq的值，來控制焊縫中的鐵素體含量。32、18-8型不銹鋼焊接接頭區域在那些部位可能產生晶間腐蝕，是由于什么原因造成？如何防止？

答：18-8型焊接接頭有三個部位能出現腐蝕現象：{1}焊縫區晶間腐蝕。產生原因根據貧鉻理論，碳與晶界附近的Cr形成Cr23C6，并在在晶界析出，導致γ晶粒外層的含Cr量降低，形成貧Cr層，使得電極電位下降，當在腐蝕介質作用下，貧Cr層成為陰極，遭受電化學腐蝕；{2}熱影響區敏化區晶間腐蝕。是由于敏化區在高溫時易析出鉻的碳化物，形成貧Cr層，造成晶間腐蝕；{3}融合區晶間腐蝕{刀狀腐蝕}。只發生在焊Nb或Ti的18-8型鋼的融合區，其實質也是與M23C6沉淀而形成貧Cr有關，高溫過熱和中溫敏化連過程依次作用是其產生的的必要條件。

防止方法：{1}控制焊縫金屬化學成分，降低C%，加入穩定化元素Ti、Nb； {2}控制焊縫的組織形態，形成雙向組織{γ+15%δ}； {3}控制敏化溫度范圍的停留時間；

{4}焊后熱處理：固溶處理，穩定化處理，消除應力處理。

33、鋁及鋁合金分類：工業純鋁、防銹鋁、防銹鋁、硬鋁、鍛鋁、超硬鋁、特殊鋁

非熱處理強化鋁合金－－－3系列、4系列、5系列

熱處理強化鋁合金－－－2系列、6系列、7系列

34、鋁及鋁合金熔焊是最常見的缺陷是焊縫氣孔，特別是對于純鋁和防銹鋁的焊接

35、焊接熱裂紋：焊絲成分的影響，采用異質焊絲，即其他合金組成的焊絲（同質焊絲具有較大的裂紋傾向）

36、非時效強化鋁合金HAZ的軟化：主要發生在焊前經冷作硬化的合金上。經冷作硬化的鋁合金，熱影響區峰值溫度超過再結晶溫度（200~300℃）的區域時就產生明顯的軟化現象。

37、銅材的焊接工藝要點

焊前準備

銅易氧化，工件表面會有氧化膜，此外油、水份、污物等亦妨礙焊接，必須清理干凈。

焊接工藝條件的一般要求（弧焊為主）

（1）因其導熱快，要求采用大電流。

（2）合理設計坡口形式以盡量減少拘束和收縮應力。

（3）合理的焊接順序。

（4）推薦采用TIG焊（填絲容易控制）。

（5）采用Ar或富Ar的（Ar+He）混合氣體保護。

焊接參數

（1）銅及其合金的TIG焊，一般多采用直流正接。

（2）鈹青銅和鋁青銅，采用反接；亦可用交流，能清除氧化膜同時減少鎢極過熱。

（3）熔化極氬弧焊采用反接。

——焊接質量的相關問題及予防措施

純銅及銅合金焊接區的主要缺陷：裂紋、氣孔。裂紋主要是熱裂紋、氫蝕裂紋

預防措施：A）采用含有脫氧劑（Mn、Si、Ti等）的焊絲；B）高溫預熱；C）焊后緩冷；D）磁力攪拌熔池

焊接中應注意的問題：預熱、防止氣孔、焊接用焊絲、防止變形、防止未熔合/未焊透、HAZ強度下降

38、為什么Al-Mg及al-li合金焊接時易形成氣孔？al及其合金焊接時產生氣孔的原因是什么？如何防止氣孔？為什么純鋁焊接易出現分散小氣孔？而al-mg焊接時易出現焊接大氣孔？

答：1）氫是鋁合金及鋁焊接時產生氣孔的主要原因。

2）氫的來源非常廣泛，弧柱氣氛中的水分，焊接材料以及母材所吸附的水分，焊絲及母材表面氧化膜的吸附水，保護氣體的氫和水分等都是氫的來源。

3）氫在鋁及其合金中的溶解度在凝點時突降，這是促使焊縫產生氣孔的重要原因之一。

4)鋁的導熱性很強，熔合區的冷速很大，不利于氣泡的浮出，更易促使形成氣孔

防止措施：1）減少氫的來源，焊前處理十分重要，焊絲及母材表面的氧化膜應徹底清除。

2）控制焊接參數，采用小熱輸入減少熔池存在時間，控制氫溶入和析出時 3）改變弧柱氣氛中的性質

原因：1）純鋁對氣氛中水分最為敏感，而al-mg合金不太敏感，因此純鋁產生氣孔的傾向要大

2）氧化膜不致密，吸水強的鋁合金al-mg比氧化膜致密的純鋁具有更大的氣孔傾向，因此純鋁的氣孔分數小，而al-mg合金出現集中大氣孔

3）Al-mg合金比純鋁更易形成疏松而吸水強的厚氧化膜，而氧化膜中水分因受熱而分解出氫，并在氧化膜上冒出氣泡，由于氣泡是附著在殘留氧化膜上，不易脫離浮出，且因氣泡是在熔化早期形成有條件長大，所以常造成集中大的氣孔。因此al-mg合金更易形成集中的大氣孔。

39、硬鋁及超硬鋁焊接時易產生什么樣的裂縫？為什么？如何防止裂紋？

答：裂紋傾向大，鋁及硬鋁產生焊接熱裂紋

原因：1）易熔共晶的存在，是鋁合金焊縫產生裂紋的重要原因

2）線膨脹系數大，在拘束條件下焊接時易產生較大的焊接應力也是產生裂紋的原因之一

防止措施：1）加合金元素cu,mn,si,mg,zn使主要合金元素含量Me%>Xm，產生自愈合作用

2）生產中采用含5%的Si，Al合金焊絲解決抗裂問題，具有很好的愈合作用 3）加入Ti,zr,v,b微量元素作為變質劑，細化晶粒，改善塑性韌性，并提高抗裂性

4）熱能集中焊接方法可防止形成方向性強的粗大柱狀晶，改善抗裂性 5）采用小電流焊接，降低焊接速度均可改善抗裂性問題

論述題

1.2000年9月,天鐵集團承擔了套筒的制作任務,材質16Mn,壁厚30mm,直徑3.5m,高4m,制作時采用手工電弧焊,焊條J506,無預熱,焊后自然冷卻。焊后，表面質量均達到圖紙要求，沒有宏觀缺陷。但放置兩天后，產生許多小裂紋，大多分布在熔合線多表現為縱向裂紋。（1）分析什么缺陷及其原因（2）合理工藝措施某電機廠準備開發一款新型的風力發電機，轉子為焊接結構軸材為42CrMo, 尺寸φ210mm×620 mm，供貨狀態為調質； 輻板為Q235，尺寸160 mm×600 mm×40 mm，供貨為熱軋，化學成分和結構如下。（1）分析焊接性？（2）確定合理的焊接材料？（3）焊接結構？

焊接工藝？

第三篇：材料焊接性總結

第二章： 1.金屬焊接性：

金屬能否適應焊接加工而形成完整的、具備一定使用性能的焊接接頭的特性。它的內涵：1）是否適合焊接加工 2）焊后使用可靠性

2.金屬的焊接性的分析方法:

（一）從金屬特性分析金屬焊接性

1、利用金屬本身的化學成分分析

（1）碳當量法:指將各種元素按相當于若干含碳量折合并疊加起來求得所謂碳當量，用其來估計冷裂傾向的大小。CE=C+Mn/6+Ni+Cu/15+Cr+Mo+V/

(2)焊接冷裂紋敏感指數Pc=C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B+δ/600+H/60（%）.2、利用金屬本身的物理性能分析:

3、利用金屬本身的化學性能分析

4、利用合金相圖分析

（二）從焊接工藝條件分析焊接性:

1、熱源特點

2、保護方法

3、熱循環控制

4、其他工藝因素 3.焊接性試驗的內容:

（一）焊縫金屬抗熱裂的能力

（二）焊縫及熱影響區金屬抗冷裂紋的能力

（三）焊接接頭抗脆性轉變的能力

（四）焊接接頭的使用性能 4.常用焊接性試驗方法:

（一）斜Y坡口焊接裂紋試驗法: 此法主要用于評定碳鋼和低合金高強鋼焊接熱影響區對冷裂紋的敏感性。(二)插銷試驗: 此法是測定鋼材焊接熱影響區冷裂紋敏感性的一種定量試驗方法。測定加載16~24 h而不斷裂的最大應力σcr

（三）壓板對接焊接裂紋試驗法

（四）可調拘束裂紋試驗 第三章：

※熱軋及正火鋼

1、熱軋鋼 供貨狀態：熱軋態 性能特點：強度最低 σs294～392MPa，具有滿意的綜合力學性能和加工工藝性能，價格便宜 成分特點：熱軋鋼屬于C-Mn 或 Mn-Si系的鋼種，有時用一些V、Nb等代替部分Mn。基本成分：C≤0.2%,Si≤0.55,Mn≤1.5%

強化機制：主要以固溶強化為主

典型鋼種：Q345(16Mn)、14MnNb、Q294(09MnV)

2、正火鋼（1)正火態供貨的鋼性能特點：最低強度σs343～450MPa，具有比熱軋鋼更高的強度和塑韌性成分特點：0.15～0.2%C，在C-Mn、Mn-Si系的基礎上加入一些碳化物和氮化物生成元素V、N b、Ti等強化機制：在固溶強化的基礎上，通過沉淀強化和細化晶粒來進一步提高強度和保證韌性 典型鋼種：Q390(15MnTi、15MnVN)等。（2)正火＋回火態供貨的鋼 性能特點：最低強度σs490MPa。具有比正火態鋼更好的強度和中溫性能成分特點：Mn-Mo系列低碳低合金鋼，0.15～0.2%C，在C-Mn、Mn-Si系的基礎上加入Mo、Nb等

強化機制：在固溶強化的基礎上，通過沉淀強化和細化晶粒來進一步提高強度和保證韌性,同時還需通過回火改善韌性

典型鋼種：Q490(18MnMoNb)、14MnMoV、（3)微合金控軋鋼

性能特點：在控軋狀態可以達到正火狀態的質量，具有高強、高韌和良好的焊接性能成分特點：在C-Mn基礎加入微量Nb、V、Ti等，同時降C、降S.強化機制：多元微合金化＋控軋在固溶強化的基礎上，通過細化晶粒+沉淀強化以及控扎改善夾雜物形態、分布，減少夾雜物數量（提高純凈度）典型鋼種：X60、X65、X70、X80等 熱軋、正火鋼的焊接性分析

這類鋼焊接性問題表現為焊接引起的各種缺陷，主要是各類裂紋；焊接時材料性能的變化，主要是脆化。

（一）熱裂紋傾向

（二）冷裂紋

冷裂是這類鋼焊接時的主要問題

淬硬組織是引起冷裂紋的決定因素，因此評價這類鋼的冷裂敏感性可以通過分析淬硬傾向來進行。1.通過SHCCT圖來評價2.通過碳當量分析3.通過HAZ最高硬度來評價。熱軋鋼的含碳量雖然不高，但含有少量的合金元素，因此這類鋼的淬硬性比低碳鋼大一些。正火鋼的強度級別較高，合金元素的含量較多，與低碳鋼相比，焊接性差別較大。18MnMoNb與15MnVN相比，前者的淬硬性高于后者，故冷裂敏感性也比較大。影響因素：淬硬組織，擴散氫含量，拘束度。

（三）再熱裂紋

（四）層狀撕裂

（五）熱影響區的性能變化 在這類鋼中熱影響區的性能變化與所焊的鋼材的類型和合金系統有很大關系熱影響區主要性能變化是過熱區的脆化問題，合金元素含量較低的鋼中有時還會出現熱應變脆化

熱軋、正火鋼的焊接工藝特點：

（一）焊接材料的選擇需考慮兩方面的問題：焊縫沒有缺陷；滿足使用性能要求。

1．選擇相應強度級別的焊接材料（等強原則）

2.必須考慮熔合比和冷卻速度的影響

3.同時考慮對焊縫金屬的使用性能提出的特殊要求

（二）焊接工藝參數的確定

1.焊接方法無特殊要求

2.焊接線能量的選擇 主要取決于過熱區的脆化和冷裂兩個因素 1）.焊接含碳量較低的熱軋鋼及正火鋼時，因淬硬傾向較小，從過熱區的塑性和韌性出發，線能量偏小些更有利（可避免粗晶脆化及碳化物過熱溶解）2）焊接含碳量較高的熱軋鋼時，因淬硬傾向增加及冷裂傾向增加，故寧可選線能量大些.3）對于含碳量和合金元素較高的正火鋼，因淬硬傾向大，線能小易引起冷裂，線能大則易引起脆化，故一般采用小線能量+預熱更合理.3.預熱 作用：

防冷裂，改善韌性。預熱溫度的選擇與材料的淬硬傾向、焊接時的冷卻速度、拘束度、含氫量、焊后是否進行熱處理有關4.焊后熱處理 一般情況下，熱軋和正火鋼焊后不需要熱處理要求抗應力腐蝕的焊接結構、低溫下使用的焊接結構及厚壁高壓容器，焊后需要進行消除應力的高溫回火。

※低碳調質鋼

一、低碳調質鋼典型鋼種成分及性能

強化機制： 熱處理組織強化，固溶強化，位錯強 性能：σs一般為441～980MPa；良好的綜合性能和焊接性。成分: C≤0.22%，添加Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Ti、Zr、Cu等合金元素保證足夠的淬透性和抗回火性。典型鋼種：HY80、HY130、A517J、T-

1、14MnMoNbB、CF鋼。

二、低碳調質鋼的焊接性分析

（一）焊縫中的熱裂紋

（二）熱影響區液化裂紋

（三）冷裂紋

低碳調質鋼的焊縫組織為強度高韌性好的低碳馬氏體和部分下貝氏體的混合組織，雖具有較大的淬硬傾向，但在馬氏體轉變的過程中有自回火，故冷裂傾向并不一定很大（關鍵是馬氏體轉變時的冷卻速度）。如果速度很快，冷裂傾向較大。

（四）再熱裂紋

（五）層狀撕裂

（六）1、過熱區的脆化

2、焊接熱影響區的軟化

三、低碳調質鋼的焊接工藝特點

這類鋼焊接時還是應注意防裂 和防脆 兩個基本問題，另外還應注意熱影響區軟化問題：防裂：

要求在馬氏體轉變時的冷卻速度不能太大，使馬氏體有一自回火的作用，以免冷裂紋的產生；防脆：

要求在800～500℃之間的冷卻速度大于產生脆性混合組織的臨界速度。防軟化：采用小線能量

（一）焊接方法和焊接材料的選擇

1、焊接方法的選擇

2、焊接材料的選擇

（二）焊接工藝參數的選擇

冷卻速度的范圍選擇：最大冷速（上限）取決于不產生冷裂紋

最小冷速（下限）取決于熱影響區不出現脆化的混合組織。正確選擇線能量和預熱是保證不出現裂紋和脆化的關鍵。

1、焊接線能量的確定

從保證不出現裂紋的角度出發，在滿足熱影響區的韌性的條件下，線能量應盡可能選擇大一些。但從考慮脆化和軟化角度，線能量又要求盡量低一些。故實際選擇時，一般先通過實踐從考慮脆化和軟化角度，來確定一種鋼最大允許的線能量，然后依據該線能量下鋼的冷裂傾向決定是否預熱及預熱溫度。

2、預熱溫度的確定（1）如果采用最小冷速還是不能避免冷裂，則必須采用預熱。（2）預熱的目的是為了防止冷裂紋，焊接低碳調質鋼時采用較低的預熱溫度（≤200℃）。預熱主要希望能降低馬氏體轉變時的冷卻速度，通過馬氏體的自回火作用來提高抗裂性。

3、焊后熱處理的確定 這類鋼的低碳馬氏體和下貝氏體組織能保證焊接熱影響區在快冷條件下具有高的強度和韌性，焊后熱處理并不能提高這類鋼的強韌性，一般情況下不采取消除應力的焊后熱處理。※中碳調質鋼

一、中碳調質鋼成分及性能及典型鋼種

性能特點： 這類鋼的σs高達880~1176MPa，其特點是高的比強和高硬度，這類鋼的淬透大因此焊接性差，要求焊接工藝非常復雜，焊后必須通過調質處理保證接頭性能成分特點：含碳量通常為0.25%~0.45%，S,P控制更為嚴格強化機制：

合金元素的作用： 淬透性和抗回火作用

馬氏體的強度和硬度主要還是取決于含碳量

典型鋼種：（1）40Cr

（2）35CrMo A和35CrMoVA

（3）30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A、40CrMnSiMoVA

二、中碳調質鋼的焊接性分析

（一）焊縫中的熱裂紋

中碳調質鋼含碳量及合金元素含量都較高，因此液-固相區間大，偏析也更嚴重，具有較大的熱裂紋傾向。

（二）冷裂紋 中碳調質鋼由于含碳量高，加入的合金元素多，淬硬傾向明顯；

由于M s點低，在低溫下形成的馬氏體一般難以產生自回火效應，冷裂傾向嚴重。

（三）再熱裂紋

（四）熱影響區的性能變化

1、過熱區的脆化（1）中碳調質鋼由于含碳量高，加入的合金元素多，有相當大的淬硬性，因而在焊接過熱區內容易產生硬脆的高碳馬氏體，冷卻速度越大，生成的高碳馬氏體越多，脆化傾向越嚴重。（2）即使大線能量也難以避免高碳M出現，反而會使M更粗大，更脆。（3）一般采用小線能量，同時預熱、緩冷和后熱措施改善過熱區性能。

2、熱影響區軟化 焊后不能進行調質處理時，需要考慮熱影響區軟化問題。調質鋼的強度級別越高，軟化問題越嚴重。軟化程度和軟化區的寬度與焊接線能量、焊接方法有很大關系。熱源越集中的焊接方法，對減小軟化越有利。

三、中碳調質鋼的焊接工藝特點

（1）中碳調質鋼一般在退火狀態下焊接，焊后通過整體調質處理才能獲得性能滿足要求的均勻焊接接頭。(2)時必須在調質后進行焊接時，熱影響區性能惡化往往難以解決。(3)焊前所處的狀態決定了焊接時出現問題的性質和采取的工藝措施。

（一）退火狀態下焊接時的工藝特點在退火狀態下焊接，焊后再進行整體調質，這是一種比較合理的工藝方案。所要解決的問題主要是焊接過程的裂紋問題。1.焊接方法沒有限制，常用的焊接方法都可以采用。2.選擇焊接材料時，除了要求不產生冷、熱裂紋外，還要求焊縫金屬的調質處理規范應與母材的一致（等成分原則）。因此焊縫金屬的主要合金組成應盡量與母材相似，對能引起焊縫熱裂傾向和促使金屬脆化的元素（C、Si、S、P等）加以嚴格控制。3.工藝參數的確定主要保證在調質處理前不出現裂紋，接頭性能由焊后熱處理來保證。因此可以采用高的預熱溫度（200℃～350℃）和層間溫度。焊后來不及立即調質處理時，必須進行一次中間熱處理，即焊后在等于或高于預熱溫度下保持一段時間。

（二）調質狀態下焊接時的工藝特點

必須在調質處理狀態下焊接時，出現的主要問題是：裂紋；高碳馬氏體引起的硬化和脆化；高溫回火區軟化引起的強度下降。1.焊接工藝參數的確定主要從防止冷裂紋和避免軟化出發。2.為了消除過熱區的淬硬組織和防止延遲裂紋的產生，必須正確選擇預熱溫度，并應焊后及時進行回火處理。預熱溫度、層間溫度中間熱處理溫度和焊后熱處理溫度控制在比母材淬火后的回火溫度低50℃。3.為了減少熱影響區的軟化，焊接方法應采用熱量集中、密度大的方法，而且焊接線能量越小越好。氣體保護焊較好特別是鎢極氬弧焊4.從防止冷裂出發，焊接材料通常選擇奧氏體的鉻鎳鋼焊條或鎳基焊條。※專用鋼焊接的特殊要求

一、珠光體耐熱鋼焊接的特殊要求

性能：具有較好的抗氧化性和熱強性，工作溫度可高達600℃，具有良好的抗硫和氫腐蝕的能力。成分：低碳，以Cr-Mo為基，含Cr量一般為0.5%～9%（提高淬透性），含Mo量一般為0.5%或1%（抗回火脆性，抗回火軟化）。還加入少量的V、W、Nb、Ti進一步提高熱強性。典型鋼種：12CrMo、10Cr2Mo1、12Cr9Mo

1（一）珠光體耐熱鋼的主要焊接性問題 主要問題是熱影響區的脆化、冷裂紋、軟化以及焊后熱處理或高溫長期使用中的再熱裂紋、回火脆化

（二）珠光體耐熱鋼的焊接工藝特點

珠光體耐熱鋼一般在正火＋回火或淬火＋回火狀態下焊接，焊后要進行高溫回火處理。

1、常用焊接方法以手弧焊為主，氣電焊、埋弧焊和電渣焊等也經常用。

2、選擇焊接材料要保證焊縫性能同母材匹配焊縫應具有必要的熱強性，其成分力求與母材相近。為了防止焊縫有較大的熱裂傾向，焊縫含碳量比母材低一些。

3、正確選擇預熱溫度和焊后回火溫度要綜合考慮裂紋（冷熱）、熱影響區脆化和軟化問題

二、低溫用鋼焊接的特殊要求

性能要求： 具有抗低溫脆化性能；保證在使用溫度下具有足夠的V型缺口夏比沖擊韌度；成分特點： 通過細化晶粒和合金化（加Ni)、提高純凈度來提高低溫韌性

常用低溫鋼類型： 低碳鋁鎮靜鋼、低合金高強鋼、含Ni鋼（～9%Ni）。

（一）低溫鋼的焊接工藝特點

1、嚴格控制焊接線能量

2、正確選擇焊接材料由于對低溫條件的要求不同，故針對不同類型的低溫鋼選擇不同的焊接材料和不同的線能量。

三、低合金耐蝕鋼焊接的特殊要求

（一）耐大氣、海水腐蝕用鋼的焊接特點

這類鋼的合金特點主要以Cu、P為主，配合其它的合金元素如Mo、Si、Al、Nb、Ti、Zr等。典型鋼種：16MnCu、10MnPNbRe、10NiCuP等。

（二）耐硫和硫化物腐蝕用鋼的焊接特點1.鋼種

耐硫和硫化物腐蝕用鋼：5Cr-1/2Mo和9C r-Mo鋼；奧氏體不銹鋼及含Al鋼（可分為含鋁較低（<0.5%Al)的熱軋鋼，含Al1%左右的熱軋鋼；含Al2%～3%的正火鋼等）。2.焊接性

對于含Al鋼，第一類含Al低的耐蝕鋼，具有較好的焊接性，基本可按16Mn的要求進行焊接；第二、三類含Al鋼由于含Al較高，焊接性很差，焊接接頭嚴重脆化，不宜用作焊接結構。對于Cr-Mo鋼，同低合金耐熱鋼 第四章

※ 不銹鋼

耐熱鋼的 概念 類型和特性．分類（1）按用途分

1、不銹鋼

主要用于大氣環境及有侵蝕性化學介質中使用，工作溫度一般不超高500oC，要求耐蝕，對強度要求不高應用最廣泛的有高Cr鋼（如1Cr13、2Cr13）和Cr-Ni鋼（如0Cr19Ni9、1Cr18Ni9Ti）或超低碳Cr-Ni鋼（如00Cr25Ni2Mo、00Cr22Ni5MoN

2、抗氧化鋼

高溫下具有抗氧化能力，工作溫度可達900~1100oC，對高溫強度要求不高。常用的有高Cr鋼（如1Cr17、1Cr25Si2）和Cr-Ni鋼（如2Cr25Ni20、2Cr25Ni20Si2）

3、熱強鋼 高溫下既要求有抗氧化能力，又要求有高溫強度，工作溫度可達600~800oC。廣泛應用的有Cr-Ni鋼（如1Cr18Ni9Ti、1Cr16Ni25Mo2、4Cr25Ni20、4 Cr25Ni34等）；以Cr12為基的多元合金化高Cr鋼（如1Cr12MoWV）.（2）按組織分類

1、奧氏體鋼

以高Cr-Ni鋼最為典型。其中以1Cr18Ni9Ti為代表的系列簡稱18-8鋼，；其中以25Cr-Ni20鋼為代表的系列簡稱25-20鋼，;還有25-35系列，如0Cr21Ni32、4Cr25Ni35、4Cr25Ni35Nb等。

2、鐵素體鋼

含鉻為17%～30%的高鉻鋼。主要用作耐熱鋼，也可用作耐蝕鋼，如1Cr171Cr25Si2。

3、馬氏體鋼

Cr13系列最為典型，如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17Ni12。以Cr12為基的1Cr12MoWV。

4、沉淀硬化鋼

為通過時效強化處理以析出硬化相的高強鋼，主要用做高強不銹鋼。最典型的有馬氏體沉淀硬化鋼，如0Cr17Ni4Cu4Nb，簡稱17-7PH；半奧氏體+馬氏體沉淀硬化鋼，如0Cr17Ni7Al，簡稱17-7PH。

5、鐵素體-奧氏體雙相鋼

鋼中鐵素體占60%～40%，奧氏體占40%～60%。具有極其優異的抗腐蝕性能。最典型的有18-5型、22-5型、25-5等

三、不銹鋼及耐熱鋼的特性

（一）不銹鋼的耐蝕性能

不銹鋼的耐蝕性能的產生基于表面的鈍化作用，在不同條件下可產生如下不同的腐蝕形式：

1、均勻腐蝕

2、點蝕

3、縫隙腐蝕

4、晶間腐蝕

在晶粒邊界發生的有選擇性的腐蝕現象。晶間腐蝕與晶界貧“鉻”現象有關。對于18-8鋼，固溶處理后再經450～850℃加熱（敏化加熱），Cr23C6或（FeCr)23C6（常寫成M23C6）會沿晶界沉淀出，以至使晶界邊界層的固溶含Cr量低于12%，即出現所謂的貧鉻，在腐蝕介質中將會發生腐蝕。對于鐵素體鋼，由于碳在鐵素體中擴散速度快，故快冷時就易析出M23C6，再次加熱時就倒易使碳化物溶解，消除貧鉻層。若鋼中含碳量低于其溶解度，C≤0.015%～0.03%(超低碳),就不至于有Cr23C6析出,因而不會產生貧鉻現象.如鋼中含有能形成穩定碳化物的元素Nb或Ti,并經穩定化處理(加熱850℃×2h空冷),使之優先形成Nb或TiC,則不會再成Cr23C6,也不會產生貧鉻現象.其它雜質的晶界偏析也易造成晶界（間）腐蝕.4。應力腐蝕（SCC)

（二）耐熱鋼的高溫性能

1、抗氧化性

2、熱強性

3、高溫脆化

※奧氏體鋼

一、奧氏體鋼焊接性

（一）接頭耐蝕性

1、晶間腐蝕有代表性的18-8鋼焊接接頭，有三個部位出現晶間腐蝕現象，包括焊縫區腐蝕、敏化區腐蝕、熔合區腐蝕。（1）焊縫區晶間腐蝕 防止焊縫區晶間腐蝕，采取措施有：①通過焊接材料，使焊縫金屬或者成為超低碳情況，或含有足夠的穩定化元素Nb，一般希望Nb≥8%或Nb≈1%； ②調整焊縫成分以獲得一定的鐵素體(δ)相。焊縫中δ相的作用：一是可以打亂單一γ相柱狀晶的方向性，不致形成連續貧鉻層；二是δ相富Cr，有良好的供Cr條件，可減少γ晶粒形成貧鉻層。常希望焊縫中存在4%～12%的δ相。（2）HAZ敏化區晶間腐蝕①HAZ敏化區晶間腐蝕，指焊接熱影響區中加熱峰值溫度處于敏化加熱區間的部位所發生的晶間腐蝕② 只有普通18-8鋼才會有敏化區存在，含Ti或Nb的18-8Ti或18-8Nb，以及超低碳的18-8鋼，不易有敏化區出現。防止18-8鋼敏化區腐蝕，在焊接工藝上應采取快速過程，以減少處于敏化加熱去區間。（3）熔合區刀口腐蝕

在熔合區產生的晶間腐蝕，有如刀削切口形式，故稱為“刀口腐蝕”。刀口腐蝕只發生在含Nb或含Ti的18-8Nb或18-8Ti鋼的熔合區。其實質是因M23C6沉淀而形成貧鉻層。18-8Ti在焊接時熔合區高溫過熱，大部分TiC溶解，冷卻時，碳在晶界附近成為過飽和狀態，再經過450～850℃中溫加熱，在晶界將發生M23C6沉淀而形成晶界貧鉻。越靠近熔合線，貧鉻越嚴重，因此形成“刀口腐蝕”。

2、應力腐蝕開裂SCC:

3、點蝕不銹鋼的點蝕較難控制

二、奧氏體鋼焊接接頭熱裂紋

奧氏體鋼焊接時，在焊縫及近縫區都有可能產生熱裂紋。最常見的是凝固裂紋，在近縫區的熱裂紋是液化裂紋。

奧氏體鋼焊接熱裂紋的基本原因

1、奧氏體鋼的導熱系數小和線脹系數大，在焊接局部加熱和冷卻條件下，接頭在冷卻過程中可形成較大的拉應力。

2、奧氏體鋼易于聯生結晶形成方向性強的柱狀晶的焊縫組織，有利于有害雜質偏析，而促使形成晶間液膜。

3、奧氏體鋼及焊縫的合金組成復雜，不僅S、P、Sn、Sb之類會形成易溶液膜，一些合金元素因溶解度有限（如Si、Nb），也可能形成易溶共晶。

（二）熱裂紋的防止措施

1．凝固模式

凝固裂紋最易產生于單相奧氏體（γ）組織焊縫中，如果為γ+δ雙相組織，則不易產生凝固裂紋。凝固裂紋與凝固模式有直接關系。凝固模式首先指以何種初生相（γ或δ）開始結晶進行凝固過程，其次是指以何種相完成凝固過程。影響熱裂傾向的關鍵是決定凝固模式的Creq/Nieq比值。18-8系列的奧氏體鋼，因Creq/Nieq處于1.5～2.0之間,一般不會輕易產生熱裂紋;而25-20系列奧氏體鋼,因Creq/Nieq＜1.5含鎳量越高,其比值越小，以具有明顯的熱裂傾向。

2.化學成分

碳化物和硼化物可以同δ相一樣使γ晶粒細化，而減小雜質的偏聚。提高含硼量，易溶共晶數量增多，反而細化了一次結晶組織而產生愈合作用，可降低熱裂傾向。調整化學成分是控制熱裂紋的重要手段。在單相奧氏體鋼中，可以用Mn進行合金化。

3.焊接工藝的影響

為避免焊縫組織粗大和過熱區晶粒粗化，以至增大偏析程度，應盡量采用小的焊接線能量，而且不預熱，并降低層間溫度。※簡答：為什么奧氏體鋼關注Cr Ni含量？ 因為Cr Ni得含量對奧氏體鋼焊接接頭的耐蝕性，熱裂紋及焊縫的脆化都有重要的影響。從接頭耐蝕性的角度看：（1）“貧Cr ”是奧氏體焊接接頭產生晶間腐蝕的主要原因。（2）在氯化物介質中，提高Ni可以提高抗應力腐蝕開裂性能。（3）采用較母材更高Cr ,Mo含量的超合金化焊接材料；提高Ni含量都有利于減少微觀偏析，提高奧氏體鋼焊接接頭抗點蝕性能。從接頭的熱裂紋角度看：鉻當量和鎳當量之比Creq/Nieq，是影響熱裂紋傾向的關鍵，比值大于1.5不易產生熱烈，小雨1.5熱裂傾向比較大，所以提高Ni當量熱裂紋傾向增大，而提高Cr當量對熱裂紋傾向不發生明顯影響。從焊縫的脆化角度看：(1)為了滿足低溫韌性的要求，Cr是鐵素體化元素之一。(2)在穩定的奧氏體鋼焊縫中，可提高奧氏體化元素Cr Ni，克服σ相脆化: ※部分概念：

1．鉻當量：在不銹鋼成分與組織間關系的圖中各形成鐵素體的元素，按其作用的程度折算成Cr元素（以Cr的作用系數為1）的總和，即稱為Cr當量。2．鎳當量：不銹鋼成分與組織間關系的圖中各形成奧氏體的元素按其作用的程度，折算成Ni元素（以Ni的作用系數為1）的總和，即稱為Ni當量。3.4750 C脆化: 高鉻鐵素體不銹鋼在400~540度范圍內長期加熱會出現這種脆性，由于其最敏感的溫度在475度附近，故稱475度脆性，此時鋼的強度、硬度增加，而塑性、韌性明顯下降。4.凝固模式： 凝固模式首先指以何種初生相（γ或δ）開始結晶進行凝固過程，其次是指以何種相完成凝固過程。四種凝固模式：以δ相完成凝固過程，凝固模式以F表示；初生相為δ，然后依次發生包晶反應和共晶反應，凝固模式以FA表示；初生相為γ，然后依次發生包晶反應和共晶反應，凝固模式以AF表示；初生相為γ，直到凝固結束不再發生變化，用A表示凝固模式。5.應力腐蝕裂紋：在應力和腐蝕介質共同作用下，在低于材料屈服點和微弱的腐蝕介質中發生的開裂形式6.σ相脆化: σ相是一種脆硬而無磁性的金屬間化合物相，具有變成分和復雜的晶體結構。25-20鋼焊縫在800～875℃加熱時，γ向σ轉變非常激烈。在穩定的奧氏體鋼焊縫中，可提高奧氏體化元素鎳和氮，克服σ脆化。7．熱強性：指在高溫下長時工作時對斷裂的抗力（持久強度），或在高溫下長時工作時抗塑性變形的能力（蠕變抗力）

鐵素體不銹鋼 馬氏體不銹鋼

第四篇：材料焊接性

焊接冶金學—材料焊接性復習總結

第2章

焊接性及其試驗評定

2.1焊接性及其影響因素 2.1.1焊接性概念

概念：指同質材料或異質材料在制造工藝條件下，能夠焊接形成完整接頭并滿足預期使用要求的能力。工藝焊接性：結合性能，就是一定的材料在給定的焊接工藝條件下對形成焊接缺陷的敏感性。

使用焊接性：使用性能，指一定的材料在規定的焊接工藝條件下所形成的焊接接頭適應使用要求的能力。2.1.2影響焊接性的因素 影響因素： 1)2)3)4)材料因素包括母材本身和使用的焊接材料 設計因素 焊接接頭的結構設計

工藝因素 同一種母材，采用不同的焊接方法和設備，所表現的焊接性有很大的差別。服役環境 如工作溫度的高低/工作介質種類/載荷性質等

2.2焊接性試驗的內容 2.2.1焊接性試驗的內容

（1）焊縫金屬抵抗產生熱裂紋的能力（2）焊縫及熱影響區抵抗產生冷裂紋的能力（3）焊接接頭抗脆性斷裂的能力（4）焊接接頭的使用性能

2.2.2評定焊接性的原則一是評定焊接接頭產生工藝缺陷的傾向，為制訂合理的焊接工藝提供依據；二是評定焊接接頭能否滿足結構的使用性能的要求。可比性、針對性、再現性、經濟性

2.2.3實焊類評定焊接性試驗包括焊接冷裂紋試驗、焊接熱裂紋試驗、消除應力裂紋試驗、層狀撕裂試驗、應力腐蝕裂紋試驗

2.3焊接性的評定及試驗方法 2.3.1焊接性的間接評定

（1）碳當量法 把鋼中合金元素的含量相對于若干碳含量折算并疊加起來，作為粗略評定剛才冷裂紋傾向的參數指標，即碳當量。碳當量的數值越大，被焊剛材的淬影傾向越大，焊接區越容易產生冷裂紋。

（2）焊接冷裂紋敏感指數法（3）熱裂紋敏感性指數法（4）消除應力裂紋敏感性指數法（5）層狀撕裂敏感性指數法（6）焊接熱影響區最高硬度法 2.3.2焊接性的直接試驗方法

（1）焊接冷裂紋試驗方法（2）焊接熱裂紋試驗方法（3）焊接再熱裂紋 裂紋試驗方法（4）層狀撕裂試驗方法

第3章

使用）

3.2.2熱軋及正火鋼的焊接性（1）冷裂紋及影響因素 a.淬硬傾向與冷裂傾向的關系

熱軋鋼含c量不高，但含有少量的合金元素，這類鋼的淬硬傾向比低碳鋼的淬硬傾向大，并且隨著鋼材強度級別的提高淬硬傾向逐漸增大。

正火鋼的強度級別較高，合金元素含量較多，高溫轉變區較穩定，焊接冷卻下來很易得到貝氏體和馬氏體。因此，其冷裂紋傾向隨著強度級別的提高而增大。b.碳當量與冷裂紋傾向的關系

熱軋鋼碳當量都比較低，除環境溫度很低或鋼板厚度很大，一般情況下其裂紋傾向都不大。當正火鋼碳當量不超過0.5％時，淬硬傾向比熱軋鋼大，但不算嚴重，焊接性尚可。但對于厚板往往需要進行預熱。當

合金結構鋼的焊接

3.2熱軋及正火鋼的焊接（屈服強度為9MPa的低合金高強度鋼，一般在熱軋、正火或控軋控冷狀態下 1

焊接冶金學—材料焊接性復習總結

碳當量大于0.5％時鋼的淬硬傾向和冷裂傾向逐漸增加。防止措施：嚴格控制線能量、預熱和焊后熱處理等。c.熱影響區的最高硬度值與冷裂傾向關系

減低冷卻速度有利于減小熱影響區淬硬性和熱影響區最高硬度，可減小冷裂紋傾向（2）熱裂紋和消除應力裂紋

焊縫中出現熱裂紋主要與熱軋及正火鋼中C、S、P等元素含量偏高或嚴重偏析有關。

再熱裂紋一般產生在熱影響區的粗晶區。裂紋沿熔合區方向在粗晶區的奧氏體晶界斷續發展，產生原因與雜質元素在奧氏體晶界偏聚及碳化物析出“二次硬化”導致晶界脆化有關。（3）非調制鋼焊縫的組織和韌性

焊縫韌性取決于針狀鐵素(AF)和先共析鐵素體（PF）組織所占的比例。AF增多會改善韌性，但過多會急劇降低。Si是鐵素體形成元素，Mn是擴大奧氏體區元素。Mn和Si含量過高或過少都使韌性下降。（4）熱影響區脆化 a)b)粗晶區脆化 熱軋鋼焊接時焊接采用過大的線能量輸入，粗晶區將因晶粒長大或出現魏氏組織等而使韌性降低；線能量過小：由于過熱區組織中馬氏體比例增大而使韌性降低，這在含碳量偏高時較明顯。熱應變脆化 對于C-Mn系熱軋鋼及氮含量較高的剛，由于氮碳原子聚集在位錯周圍，對位錯造成釘軋造成。（5）層狀撕裂

層狀撕裂主要發生在要求熔透的角接接頭和T形接頭的厚板結構中。

3.2.3熱軋及正火鋼的焊接工藝

熱軋和正火鋼對焊接方法無特殊要求，常用的焊接方法如手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊和電渣焊都可選用。1)2)坡口加工、裝配及定位焊

坡口加工可采用機械加工，也可采用火焰切割或碳弧氣刨 焊接材料的選擇

選擇相應強度級別的焊接材料 考慮熔合比和冷卻速度的影響

必須考慮焊后熱處理對焊縫力學性能的影響 3)焊接工藝參數的確定

焊接熱輸入 焊接線能量的確定主要取決于過熱區的脆化和冷裂兩個因素。因為各類鋼的脆化傾向和冷裂傾向不同，所以對線能量的要求也不同。

預熱和焊后熱處理 預熱和焊后熱處理的目的是防止裂紋和適當地改善焊接接頭性能。熱扎正火鋼一般焊后不需要熱處理 4)

焊接接頭的力學性能

3.3低碳調質鋼的焊接（wc≤0.18％）

低碳調質鋼的抗拉強度一般為600-1300MPa，屬于熱處理鋼，具有較高的硬度，又有良好的韌性和塑形 分為高強度結構鋼、高強度耐磨鋼和高強度韌性鋼。3.3.2低碳調質鋼的焊接性分析（1）焊縫強韌性匹配

低的屈強比有利于加工成形，高的屈強比使鋼材的潛力得以較大的發揮。（2）冷裂紋

低碳調質鋼是通過加入提高 淬透性的合金元素，保證獲得強度高、塑性和韌性好的低碳馬氏體和部分下貝 2

焊接冶金學—材料焊接性復習總結

氏體。

預熱溫度和t8/5對裂紋也有影響，如果馬氏體的冷卻轉變速度很快，得不到自馬氏體效果，冷裂紋傾向增加。

限制焊縫含氫量在超低氫水平對于防止低碳調質鋼焊接冷裂紋十分重要。（3）熱裂紋及消除應力裂紋

低碳調質鋼中S、P雜質控制嚴，含C量低、含Mn量較高．因此熱裂紋傾向較小。對一些高Ni低Mn型低合金高強調質鋼（HY80），焊縫中的含Mn量可通過焊接材料加以調整，焊接熱裂紋是不會產生的。避免熱裂紋和液化裂紋的關鍵在于控制c和s的含量，保證高的Mn、S比。V對再熱裂紋影響最大，Mo次之。（4）熱影響區性能變化 調質鋼熱影響區組織特征

焊接熱影響區的脆化（原因是奧氏體晶粒粗化，上貝氏體和M-A組元的形成）焊接熱影響區的軟化（母材的強化特性）強硬度降低。3.3.3低碳調質鋼的焊接工藝特點（1）焊接方法和焊接材料的選擇

為消除裂紋和提高效率，一般采用MIG/MAG等自動化方法

為保證熱影響區的強韌性——焊后調質；限制焊接熱輸入要求。采用焊條電弧焊，CO2焊，Ar+CO2氣保焊低碳調質鋼焊后—般不再進行熱處理，要求焊縫金屬在焊接狀態具有與母材近似相等的力學性能。特殊情況(結構剛度很大)，為避免裂紋可選擇比母材強度稍低些的焊接材料。（2）焊接參數的選擇 a)b)焊接線能量

在保證不出裂紋，滿足熱影響區塑性、韌性的條件下，線能量應該盡可能選擇大些。預熱溫度和焊后熱處理

預熱的目的是希望降低馬氏體轉變的冷卻速度，通過馬氏體的自回火作用在提高抗裂能力。預熱溫度一般低于200℃。為了保證材料的性能，消除應力退火的溫度應比該鋼材調質時的回火溫度低30℃左右。

（3）低碳調質鋼焊接接頭的力學性能

3.4中碳調質鋼的焊接（具有搞的比強度和高硬度）wc=0.25-0.5％ 3.4.2中碳調質鋼的焊接性分析（1）焊縫中的熱裂紋

盡可能選用含碳量低以及含S、P雜質少的焊接材料。在焊接工藝上應注意填滿弧坑和保證良好的焊縫成形。（2）淬硬性和冷裂紋

母材含碳量越高，淬硬性越大，焊接冷裂紋傾向也越大。

降低焊接接頭的含氫量，除了采取焊前預熱外，焊后須及時進行回火處理。（3）熱影響區脆化和軟化

無自回火作用在熱影響區產生大量脆硬的馬氏體組織，導致脆化。措施：采用小熱輸入，同時采取預熱，緩冷和后熱等措施。焊接熱源越集中，對減少軟化越有利。3.4.3中碳調質鋼的焊接工藝特點

（1）退火或正火狀態下焊接 焊后通過整體調質處理獲得性能滿足要求的焊接接頭（2）調質狀態下焊接

焊接冶金學—材料焊接性復習總結

（3）焊接方法及焊接材料 焊條電弧焊、氣體保護焊、埋弧焊

焊接材料應采用低碳合金系，降低焊縫金屬的韌性、塑性和強度；提高焊縫金屬的抗裂性。采用可能小的焊接熱輸入，同時采取預熱和后熱措施。

3.5珠光體耐熱鋼的焊接（Cr-Mo以及Cr-Mo基多元合金剛為主）具有很好大的抗氧化性和熱強性 隨著Cr、Mn含量的增加，鋼的氧化性、高溫性能和抗硫化物腐蝕性能也都增加 合金元素質量分數小于2％，鋼的組織為珠光體+鐵素體，大于3％。為貝氏體+鐵素體 3.5.2珠光體耐熱鋼的焊接性分析（1）熱影響區硬化及冷裂紋

冷裂傾向隨剛材中Cr、Mo含量的提高而增大；

影響耐熱鋼焊接產生冷裂紋的因素有剛材的淬硬性、焊縫擴散氫含量和接頭的拘束度；

可采用低氫焊條和控制焊接熱輸入在合適的范圍，加上適當的預熱、后熱措施，來避免產生焊接冷裂紋。（2）消除應力裂紋

再熱裂紋出現在焊接熱影響區粗晶區，與焊接工藝及焊接殘余應力有關；

防止措施： 采用高溫塑形高于母材的焊接材料限指合金成分；將預熱溫度提高到250°，層間溫度控制在300°左右；采用小的熱輸入工藝；選擇合理的熱處理制度。（3）熱影響區回火脆性

Cr-Mn鋼產生回火脆化的主要原因是由于在回火脆化溫度范圍內長期加熱后，雜質元素P、As、Sn和Sb等在晶界上偏析而引起的晶界脆化現象，此外與促進回火脆化元素Mn和Si也有—定關系。因此，對基休金屬來說，嚴格控制有害雜質元素的含量，同時降低Mn和Si含量是解決脆化的有效措施。3.5.3珠光體耐熱鋼的焊接工藝特點 1.常用焊接方法和焊接材料

焊接生產中最常用的兩種焊接方法是鎢極氬弧焊封底手工電弧焊蓋面和埋弧自動焊。

焊接材料的選用原則：焊縫金屬的合金成分及使用溫度下的強度性能應與母材相應的指標一致，或達到長判決書條件提出的最低性能指標。控制焊接材料的含水量 2.預熱及焊后熱處理

后熱去氫處理是防止冷裂紋的重要措施之一。

3.6低溫鋼的焊接（在低溫工作條件下具有足夠的強度塑性、和韌性，同時具有良好的加工性能）不想寫了p112

第4章

不銹鋼及耐熱鋼的焊接

4.1不銹鋼及耐熱鋼的分類及特性

不銹鋼是指耐空氣/水/酸/堿/鹽及其溶液和其他腐蝕介質腐蝕的，具有高度化學穩定性的合金鋼的總稱 廣義上泛指耐蝕鋼和耐熱鋼。

耐熱鋼是抗氧化鋼和熱強鋼的總稱。在高溫下具有較好的抗氧化性并具有一定強度的鋼種稱為抗氧化鋼；在高溫下有一定的抗氧化能力和較高強度的鋼種稱為熱強鋼。

焊接冶金學—材料焊接性復習總結

按主要化學成分分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻錳氮不銹鋼（氮作為固溶強化元素）不銹鋼及耐熱鋼的特性 1)2)物理性能 和低碳鋼有很大的差異

耐蝕性能 主要腐蝕方式有均勻腐蝕、點腐蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕、晶間腐蝕

晶間腐蝕與貧鉻現象有聯系 機理：過飽和固溶的碳向晶粒邊界擴散，與Cr形成鉻的碳化物，在晶界析出，由于碳比鉻擴散快得多，鉻來不及補充到晶界附近，以至于臨近晶界的Cr的質量分數小于12％。

固溶強化可以改善晶間腐蝕。3)高溫性能 高溫性能 合金化問題 高溫脆化問題（475℃脆化和σ相脆化）、475℃脆化主要出現在Cr的質量分數超過15％的鐵素體鋼中，在430℃-480℃之間長期加熱并緩冷導致強度升高而韌性下降的現象。

σ相是Cr的質量分數約45％的FeCr金屬間化合物，無磁性，硬而脆。貧鉻下形成σ相，顯著降低韌性。

4.1.4Fe-Cr、Fe-Ni相圖及合金元素的影響 Cr是縮小奧氏體相區的元素，是強鐵素體形成元素 Ni是強奧氏體形成元素

C是強奧氏體化元素，會使奧氏體相區增大，而鐵素體相區減小 N是強奧氏體化元素，N在奧氏體不銹鋼中不易形成脆性析出相 鉬 Mo也是鐵素體形成元素 錳 Mn是奧氏體化元素

4.2奧氏體不銹鋼的焊接 4.2.2奧氏體不銹鋼焊接性分析 1奧氏體不銹鋼焊接接頭的耐蝕性

1)a)晶間腐蝕

晶間腐蝕

貧鉻理論 防止：通過焊接材料，使焊縫金屬或超低碳情況或含有足夠穩定化元素Nb；調整焊縫成分以獲得一定量的鐵素體相。

b)c)2)a)b)c)生應力腐蝕。

焊接應力的作用 應力腐蝕開裂是應力和腐蝕介質共同作用的結果。退火消除殘余應力可以防合金元素的作用 晶界上合金元素偏析引起合金晶間開裂是應力腐蝕的主要因素之一。

引起應力腐蝕開裂需具備三個條件：首先金屬在該環境具有高的引力腐蝕開裂的傾向；其次是由這種材質組成的接觸或處于選擇性的腐蝕介質中；最后是應有高于一定水平的拉應力。

3)點蝕

最容易產生的部位是焊縫中的不完全混合區；提高點蝕性能，一方面須減少CrMo的偏析，一方面采用較母材更高的CrMo含量的超合金化的材料。止應力腐蝕開裂 熱影響區敏化區晶間腐蝕 指焊接熱影響區中加熱峰值溫度處于敏化加熱區間的部位 刀狀腐蝕 在熔合區產生的晶間腐蝕，有如刀削切口形式； 焊接時盡量減少過熱，加入稀 應力腐蝕開裂 所發生的晶間腐蝕。焊接工藝上應采取小熱輸入，快速焊過程，以減少處于敏化加熱的時間。土元素La、Ce 腐蝕介質的影響 應力腐蝕的特點是腐蝕介質與材料組合上的選擇性，在此特定組合之外不會產 5

焊接冶金學—材料焊接性復習總結

2熱裂紋

焊縫金屬凝固期間存在較大拉應力是產生熱裂紋的必要條件。1)凝固模式

單純F或A模式凝固時，只有γ-γ或δ-δ界面，偏析液摸能夠潤濕，會有熱裂傾向；

以FA模式形成δ相呈蠕蟲狀，防礙A枝晶支脈的發展，構成理想的γ-δ界面，不會有熱裂傾向。以AFA模式凝固時，是通過包晶/共晶反應面形成γ+δ，不足以形成理想的γ-δ界面，還會有一定的熱裂傾向。

影響熱烈傾向的關鍵是決定凝固模式的Cr/Ni值。2)化學成分

凡是溶解度小而能偏析形成易熔共晶的成分，都可能引起熱裂紋的產生。凡可無限固溶的成分或溶解度大的成分都不會引起熱裂紋凡促使出現A或AF模式的元素，該元素會增加焊縫的熱烈傾向。3)焊接工藝的影響

小的E為避免焊縫枝晶粗大和過熱區晶粒粗化；不預熱降低層間溫度；焊接速度不要過大，適當降低焊接電流 3析出現象

б相的析出使材料的韌性降低，硬度增加 4低溫脆化

4.2.3奧氏體不銹鋼的焊接工藝特點（1）焊接材料選擇 堅持適用性原則

根據焊接材料的具體化學成分確定是否適用，并通過工藝評定加以驗收 考慮母材的稀釋作用 采用同質的焊接材料

不僅要重視焊接金屬合金系統，而且注意具體合金元素在合金系統的作用（2）焊接工藝要點 合理選擇最適當的焊接方法

必須控制焊接參數，避免接頭產生過熱現象 接頭設計要合理

盡可能控制焊接工藝穩定以保證焊縫金屬成分穩定 控制焊縫成形 防止工件表面的污染

4.3鐵素體及馬氏體不銹鋼的焊接

4.3.1鐵素體不銹鋼焊接性分析 焊接接頭的晶間腐蝕、焊接接頭的脆化（高溫脆化、σ相脆化、4750C脆化）

4.3.2鐵素體不銹鋼的焊接工藝特點（1）焊接方法

焊接冶金學—材料焊接性復習總結

可采用焊條電弧焊、藥芯焊絲電弧焊、熔化極氣體保護焊、鎢極氬弧焊和埋弧焊，以控制熱輸入為目的，抑制焊接區的鐵素體晶粒的過分長大。（2）焊接材料的選擇

同質焊材：焊縫金屬呈粗大的鐵素體鋼組織，引起粗晶脆化，室溫下韌性低，易產生裂紋。應盡量限制雜質含量，提高其純度，同時進行合理的合金化。

異質焊縫：焊縫具有良好的塑性，但不能防止熱影響區的晶粒長大和焊縫形成馬氏體組織。

A焊接材料（在不宜進行預熱或焊后熱處理的情況下），焊后不可進行退火處理，因F鋼退火溫度范圍（787～843℃），正好處在A鋼敏化溫度區間，容易產生晶間腐蝕及脆化。（3）低溫預熱及焊后熱處理

預熱溫度一般控制在100-200℃，隨母材含鉻量的增加可適當提高預熱溫度。

4.3.3馬氏體不銹鋼焊接性分析（Fe-Cr-C三元合金）具有較高的強度和硬度，但耐蝕性和焊接性較差（1）焊接接頭的冷裂紋（2）焊接接頭的硬化現象

4.3.4馬氏體不銹鋼的焊接工藝特點（1）焊接材料的選擇

最好采用同質填充金屬來焊接馬氏體鋼，添加少量的Ti、Al等細化晶粒。（2）焊前預熱和焊后熱處理

預熱溫度不宜過高，否則會使奧氏體晶粒粗大，強度塑性下降。

焊后熱處理的目的是降低焊縫和熱影響區硬度，改善其塑性和韌性，同時減少焊接殘余應力。必須嚴格控制焊件的穩定。

4.4奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的焊接

4.4.3奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的焊接性分析 最大特點是焊接熱循環對焊接接頭組織的影響。（1）冶金特性 焊縫金屬組織的轉變 焊接熱影響區的組織轉變

（2）焊接接頭的析出現象 包括 鉻的氮化物 二次奧氏體 及金屬間相的析出 4.4.4奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的焊接工藝特點（1）焊接方法

除電渣焊外，基本上所有的熔焊方法都可以用來焊奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼（2）焊接材料

采用奧氏體相占比例大的焊接材料，來提高焊接金屬中奧氏體相的比例。（3）焊接工藝措施

控制熱輸入；焊接時，焊縫和熱影響區的冷卻時間t12/8不能太短；根據板厚選擇合適的冷卻速度 多層多道焊；后續焊道對前層焊道有熱處理作用，鐵素體進一步轉變成奧氏體 焊接順序及工藝焊縫

奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼綜合了奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的優點，具有良好的韌性，強度及優良的耐氯化物應力腐蝕性能。與純奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼焊后具有較低的熱裂傾向；與純鐵素體不銹鋼相比，焊后具有較低的脆化傾向，且焊接熱影響區粗化程度也較低，因而具有良好的焊接性。

焊接冶金學—材料焊接性復習總結

第5章

有色金屬的焊接

5.1鋁及鋁合金的焊接

鋁及鋁合金具有密度小，比強度高和良好的耐蝕性、導電性、導熱性，以及在低溫下能保持良好的力學性能等特點

5.1.2鋁及鋁合金的焊接性（1）焊縫中的氣孔

氫是熔焊時產生氣孔的主要原因。來源：弧柱氣氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分、焊絲及母材表面氧化膜吸附的水分。防止焊接氣孔的途徑 1)2)減少氫的來源 焊接材料嚴格限指含水量，干燥處理，焊前清理十分重要。正反面全面保護，配以坡口刮削時有效防止氣孔的措施

控制焊接參數

時對熔池高溫存在時間的影響，即對氫融入世界和氫析出時間的影響時間增長。2焊接熱裂紋

鋁及鋁合金焊接時，常見的熱裂紋主要是焊縫金屬的凝固裂紋和近縫區的液化裂紋。

原因：屬于共晶型合金；鋁合金中有較多的低熔點共晶；鋁合金線膨脹系數大，因而焊縫凝固時收縮應力大。防止途徑: 1)2)3)合金系的影響

控制適量的易溶共晶并縮小結晶溫度區間

焊絲成分的影響

絲，裂紋傾向大，焊接時宜改用其他合金組成的焊絲，一般采用標準的A1-5％Si焊絲、A1-5％Mg焊絲，具有較好的抗裂效果。

焊接參數的影響

增大焊接速度和焊接電流，都促使增大裂紋傾向。3焊接接頭的“等強性”

非時效強化鋁臺金熱影響區的軟化 時效強化鋁合金熱影響區的軟化 4焊接接頭的耐蝕性

為了改善焊接接頭的耐蝕性，目前主要采取以下措施： 改善接頭組織成分的不均勻性 消除焊接應力 采取保護措施

5.1.3鋁及鋁合金的焊接工藝

焊接方法：氬弧焊、等離子弧焊、電阻焊和電子束焊等 焊接材料：同質焊絲 異質焊絲 焊前清理和預熱 焊接工藝要點

化學清理 機械清理 焊前預熱

5.2銅及銅合金的焊接

銅及銅合金具有優良的導電、導熱性能，冷加工、熱加工性能良好，具有搞的強度、抗氧化性以及抗淡水、鹽水、氨堿溶液和有機化學物質腐蝕的性能。

純銅——紫銅

黃銅——Cu-Zn二元合金

青銅——不以Zn Ni 為主，而以Sn Al等為主要組成的銅合金

白銅——Cu-Ni合金

5.2.2銅及銅合金的焊接性

焊接冶金學—材料焊接性復習總結

（1）難熔合及易變形焊接時不僅要使用大功率的熱源。在焊前和焊接過程中還要采取加熱措施。（2）熱裂紋

銅與雜質形成多熔點共晶

避免措施:嚴格限指銅中的雜質含量；增強對焊縫的脫氧能力；選用能獲得雙相組織的焊絲，時焊縫晶粒細化，時易熔共晶物分散，不連續

（3）氣孔 氫在銅中的溶解度隨溫度下降而降低。銅焊縫結晶過程進行的特別快，氫不易析出，熔池易為氫飽和而形成氣泡。（4）焊接接頭性能的變化 5.2.3銅及銅合金的焊接工藝 1)焊接方法和焊接材料：

鎢極氬弧焊、熔化極氬弧焊、等離子弧焊 熱效率高，能量集中

焊絲選用銅及銅合金焊絲，控制雜質的含量來提高其脫氧能力，防止產生裂紋和氣孔。焊劑主要由 硼酸鹽、鹵化物或他們的混合物組成。焊條分為純銅焊條、青銅焊條 2)焊前準備

焊絲及工作表面的清理

接頭形式及坡口制備 采用散熱條件堆成的對接接頭、端接接頭 3)

焊接工藝參數

5.3鈦及鈦合金的焊接

鈦及鈦合金是一種優良的結構材料，具有密度小、比強度高、耐熱耐蝕性好、可加工性好。鈦合金根據其退火組織分為三大類：α鈦合金、β鈦合金、α+β鈦合金。鈦及其合金的焊接性分析（1）焊接接頭的脆化：

造成脆化的主要元素有O N H C等 a)b)c)d)氧的影響 焊縫含氧量隨氬氣中的含氧量增加而上升。氧是擴大α相區的元素，并使β→α同素異構轉變溫度上升，氧為α穩定元素。

氮的影響

氮在高溫液態金屬中的溶解度歲電弧氣氛中氮的分啊增高而增大；氮也是α相穩定元素。氮對提高工業純鈦焊縫的抗拉強度、硬度，降低焊縫的塑性方面比氧更顯著。

氫的影響 氫是β相穩定元素，在325℃時發生共析轉變β→α+γ(T iH2)，γ相呈細小片狀或針狀，強度低，同時造成akv下降，引起氫脆。

碳的影響

C是α穩定元素，間隙固溶于鈦中，溫度降低，析出T iC致使akv下降。a)b)熱裂紋

低熔點共晶產生

冷裂紋和延遲裂紋

焊接在焊氧、氮量較高時，焊縫性能變脆，在較大應力的作用想，會出現裂紋。氫是引起延遲裂紋的主要原因。防止延遲裂紋的辦法是減少接頭處氫的來源，必要時進行真空退火處理。

（3）焊縫氣孔

材質的影響主要是氬氣及焊絲中的不純氣體 工藝因素的影響（2）焊接區裂紋傾向

鈦及鈦合金的焊接工藝（1）（2）焊接方法及焊接材料 焊前準備 應用最多的是鎢極氬弧焊和熔化極氬弧焊。填充金屬與母材的成分相似。

焊接冶金學—材料焊接性復習總結

a)焊前清理

認真清理鈦及鈦合金坡口及其附近區域

焊接工藝參數 b)坡口的制備與裝配（3）

鎢極氬弧焊用于焊接3mm以下的薄板。

氬氣流量的選擇已達到良好的焊接表面色澤為準。氣體保護

工藝參數

采用小的焊接熱輸入，如果熱輸入過大，焊縫容易被污染而形成缺陷

第6章

6.1鑄鐵的種類及其焊接方法

鑄鐵時談的質量分數大于2.11％的鐵碳合金，工業上常用的鑄鐵為鐵-碳-硅合金。鑄鐵熔點低，液態下流動性好，結晶收縮率小，成本低，耐磨性、減震性和切削加工性能好。白口鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵 6.1.3鑄鐵焊接方法

焊條電弧焊、氣焊、CO2氣體保護焊、手工電弧焊、氣體火焰釬焊以及氣體火焰粉末噴焊等。6.2鑄鐵的焊接性分析

6.2.1焊接接頭白口及淬硬組織（1）焊縫區

焊縫將主要由共晶滲碳體、二次滲碳體及珠光體組成，即焊縫為具有萊氏體組織的白口鑄鐵。采用熱焊和半熱焊防止白口組織的生成。（2）半熔化區

半熔化狀態（3）奧氏體區 只有固態相變

（4）部分重結晶去 最終得到馬氏體+鐵素體混合組織 6.2.2焊接裂紋

冷裂紋（熱應力裂紋）可發生在焊縫或熱影響區上主要受焊接應力即熱應力的影響。防止冷裂紋的措施應從減小熱應力入手 熱裂紋 大多出現在焊縫上，為結晶裂紋

6.2.3球墨鑄鐵的焊接性特點

1）球墨鑄鐵中的球化劑有增大鐵液結晶過冷度、阻礙石墨化和促進奧氏體轉變為馬氏體的作用。2）由于球墨鑄鐵的力學性能遠比灰鑄鐵好，特別是以鐵素體為基體的球墨鑄鐵，塑性和韌性很好，對焊接接頭的力學性能要求相應提高。焊接接頭在白口鑄鐵的部位容易萌發裂紋，促進形成焊接冷裂紋。6.3鑄鐵的焊接材料及工藝

采用的焊接方法有電弧熱焊和不預熱焊、氣焊、手工電渣焊以及氣體火焰釬焊或噴焊。焊接材料有同質焊條和焊絲、一直焊條和焊絲、銅基釬料及鎳基或鐵基釬料；焊條可分為鐵基合金、鎳基合金基銅基合金。6.3.1灰鑄鐵的焊接材料及工藝特點 1)2)同質焊縫（鑄鐵型）電弧熱焊 電弧焊

對結構復雜的焊件，整體預熱；對結構簡單的焊件，采用大范圍局部預熱。氣焊

電弧熱焊及半熱焊主要適用于壁厚大于10mm鑄件上缺陷的焊補，薄壁件宜用氣焊。氣焊工藝：氣焊火焰應用中性焰或弱碳化焰，不能用氧化焰；在氣焊中應盡量保持水平位置。“加熱減應區”法（選擇原則是使減應區的主變形方向與焊接金屬冷卻收縮方向一致）

鑄鐵焊接

焊接冶金學—材料焊接性復習總結

3)4)5)手工電渣焊

異質焊縫（非鑄鐵型）電弧冷焊 裁絲焊補法

灰鑄鐵的釬焊與噴焊

因為加熱溫度低，將完全避免白口及淬硬組織 6.3.2球墨鑄鐵的焊接工藝特點 氣焊

同質焊縫（球墨鑄鐵型）電弧焊 異質焊縫（非球墨鑄鐵型）電弧焊

第七章

先進材料的焊接

先進材料是指采用先進技術新近開發或正在開發的具有獨特性能和特殊用途的材料。分為結構材料和功能材料兩大類。先進材料具有高強度、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化等一系列優點 高溫合金的焊接

高溫合金是指以Fe、Ni或Co為基，在700-1200℃以上及一定應力下長期關注的高溫金屬材料，具有優異的高溫強度與，良好的抗氧化、耐腐蝕和抗疲勞等綜合性能。高溫合金的焊接性分析 1.1)2)3)2.3.4.7.2 陶瓷材料與金屬的焊接

結構陶瓷和功能陶瓷 陶瓷與金屬的焊接性分析

1.焊接裂紋 原因陶瓷與金屬的化學成分和物理性能有大差別，特別是線膨脹系數差異很大，此外，陶瓷的彈性模量也很高。陶瓷與金屬的焊接一般是在高溫下進行。避免措施(添加中間層或合理選用釬料 合理選擇被焊陶瓷與金屬，在不影響接頭使用性能的條件下，盡可能使兩者的線膨脹系數相差最小;應盡可能地減少焊接部位及其附近的溫度梯度，控制加熱和冷卻速度，降低冷卻速度，有利于應力松弛而使應力減小;采取缺口、突起和端部變薄等措施合理設計陶瓷與金屬的接頭結構

2.界面潤濕性差

產生原因--------陶瓷材料含有離子鍵或共價鍵，表現出非常穩定的電子配位，很難被金屬鍵的金屬釬料潤濕，所以用通常的熔焊方法使金屬與陶瓷產生熔合是很困難的。改善方法：陶瓷表面的金屬化處理；活性金屬法

3.界面反應

界面反應的組織結構是影響陶瓷與金屬焊接性的關鍵。陶瓷與金屬的焊接工藝特點

焊接方法包括釬焊、擴散焊、電子束焊、摩擦焊等p265 焊接裂紋 結晶裂紋

液化裂紋

隨著合金元素含量的增加，其合金野花裂紋越顯著。產生在近縫區。避免液化裂紋的方法是盡可能降低焊接熱輸入和較小過熱去及母材高溫停留時間。

應變時效裂紋

與殘余應力和菊素壓力引起的應變以及時效過程中塑性損失以前你的應變時效有關 氣孔

焊接坡口處清理不徹底而殘存油污、氧化物及涂料是產生氣孔的主要原因。接頭組織不均勻、焊接接頭性能的變化

高溫合金的焊接工藝特點p249 11

焊接冶金學—材料焊接性復習總結

金屬基復合材料焊接性分析 1.2.3.界面反應

熔池流動性和界面潤濕性差 接頭強度低

金屬基復合材料焊接工藝特點 P275

第8章

影響異金屬焊接性的因素

a)b)c)d)熱物理性能的差異主要指熔化溫度、線膨系數、熱導率 結晶化學性能差異

冶金學上的不相容性 材料的表面狀態 過渡層的控制

異種材料的焊接

異種材料焊接方法：

熔焊： 焊條電弧焊、氣體保護焊、電子束焊、激光焊 固相焊

壓焊

擴散焊 摩擦焊 焊接異種材料焊接材料選取的一般原則：

a)b)c)d)e)保證焊接接頭的使用性能，焊縫具有一定的致密性，無氣孔、夾雜

有良好的工藝焊接性，焊接接頭不出現冷裂紋和熱裂紋

保證焊縫金屬具有所要求的特性，如熱強性、耐熱性、耐蝕性和耐磨性等 加能形成中間過渡層的焊接材料：

8.2異種鋼的焊接 8.2.1異種鋼的焊接性分析（1）焊縫成分的稀釋（熔合比）

珠光體鋼與奧氏體鋼焊接的異種鋼焊接接頭，一般都采用超合金化焊接材料，或是高鉻鎳奧氏體鋼，或是鎳基合金。（2）熔合過渡區的形成

填充金屬與母材在化學成分上差別越大，不完全混合區月明顯，即濃度梯度越明顯，這種因熔池凝固特性而造成的過渡變化區稱為凝固過渡層。

異種鋼焊接時或焊后熱處理以后，往往可以一側的碳通過焊縫邊界（熔合線）向高合金移”的現象，分別在焊縫邊界兩側形成脫碳層這種脫碳層和增碳層總稱為碳遷移過渡層。（3）接頭區應力狀態

異種鋼焊接接頭，由于兩種鋼的線膨脹系數相差很大，不僅焊接時會產生較大的殘余應力，而且在使用中如有循環溫度作用，也會形成熱應力。此焊接應力即使通過焊后熱處理也難以消除。8.2.2異種鋼的焊接工藝特點 焊接方法及焊接材料： 焊條電弧焊和氣體保護焊

針對奧氏體和珠光體異種鋼的焊接特點，一般選用Cr25-Ni13系焊條

焊接冶金學—材料焊接性復習總結

焊接工藝要點：

盡量降低熔合比，減少焊縫金屬被稀釋。為此應減小焊條或焊絲直徑，采用大坡口、小電流、快速多層焊等工藝。

自回火：M轉變點較高的低碳合金鋼，在淬火的過程中，先形成低碳M，由于形成溫度較高，在其它M不斷轉變的過程中，因工件自身的溫度而得到回火，并消除應力，從而不需要專門的回火工序，這種現象稱為“自回火”

調質處理：淬火+回火的熱處理工藝稱為調質處理。調質可以使鋼的性能得到很大程度的調整，其強度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機械性能。

斷裂韌度KIC：反應含裂紋的構件抵抗裂紋失穩擴展的能力。當應力或裂紋尺寸增大到某臨界值時，裂紋尖端一定區域內應力超出材料斷裂強度，從而導致裂紋失穩擴展，材料斷裂。該臨界值即稱為斷裂韌度KIC。等強匹配：焊接接頭的強度等級與母材的強度等級在同一數量上稱為等強匹配。即焊縫的屈服強度與母材的屈服強度相當。

淬透性：材料在一定條件下淬火時獲得淬透層深度的能力，用規定條件下試樣淬透層深度和硬度分布來表征。

不銹鋼：是指能耐空氣、水、酸、堿、鹽及其溶液和其他腐蝕介質腐蝕的，具有高度化學穩定性的合金鋼的總稱

耐熱鋼：包括抗氧化鋼和熱強鋼。抗氧化鋼指在高溫下具有抗氧化性能的鋼，對高溫強度要求不高。熱強鋼：指在高溫下即具有抗氧化能力，又要具有高溫強度。

熱強性：指在高溫下長時工作時對斷裂的抗力（持久強度），或在高溫下長時工作時抗塑性變形的能力（蠕變抗力）。部分概念：

1．鉻當量：在不銹鋼成分與組織間關系的圖中各形成鐵素體的元素，按其作用的程度折算成Cr元素（以Cr的作用系數為1）的總和，即稱為Cr當量。

2．鎳當量：不銹鋼成分與組織間關系的圖中各形成奧氏體的元素按其作用的程度，折算成Ni元素（以Ni的作用系數為1）的總和，即稱為Ni當量。

3.4750 C脆化: 高鉻鐵素體不銹鋼在400~540度范圍內長期加熱會出現這種脆性，由于其最敏感的溫度在475度附近，故稱475度脆性，此時鋼的強度、硬度增加，而塑性、韌性明顯下降。

4.凝固模式： 凝固模式首先指以何種初生相（γ或δ）開始結晶進行凝固過程，其次是指以何種相完成凝固過程。四種凝固模式：以δ相完成凝固過程，凝固模式以F表示；初生相為δ，然后依次發生包晶反應和共晶反應，凝固模式以FA表示；初生相為γ，然后依次發生包晶反應和共晶反應，凝固模式以AF表示；初生相為γ，直到凝固結束不再發生變化，用A表示凝固模式。

5.應力腐蝕裂紋：在應力和腐蝕介質共同作用下，在低于材料屈服點和微弱的腐蝕介質中發生的開裂形式。6.σ相脆化: σ相是一種脆硬而無磁性的金屬間化合物相，具有變成分和復雜的晶體結構。

25-20鋼焊縫在800～875℃加熱時，γ向σ轉變非常激烈。在穩定的奧氏體鋼焊縫中，可提高奧氏體化元素鎳和氮，克服σ脆化。

7、晶間腐蝕：在晶粒邊界附近發生的有選擇性的腐蝕現象。

8、貧鉻機理：過飽和固溶的碳向晶粒邊界擴散。與邊界附近的鉻形成鉻的碳化物CR23C16或（Fe、Cr）C6并在晶界析出，由于碳比鉻擴散的快的多，鉻來不及從晶內補充到晶界附近，以至于鄰近晶界的晶粒周邊 13

焊接冶金學—材料焊接性復習總結

層Cr的質量分數低于12%，即所謂“貧鉻”現象

焊縫稀釋：焊接過程中，母材金屬熔化，熔入焊縫后使其合金元素比例發生改變，若焊縫中合金元素的比例減小則稱為“焊縫稀釋”；若比例增加，則稱為“焊縫合金化”

第五篇：材料焊接性課后答案

第三章：合金結構焊接熱影響區（HAZ）最高硬度

焊接熱影響區（heat affected zone,簡稱HAZ）最高硬度，是指焊接后焊接接頭中的熱影響區硬度的最高值。一般其硬度值采用維氏硬度來表示，例如HV10。是評價鋼種焊接性的重要指標之一，比碳當量更為準確。采用焊接熱影響區最高硬度作為一個因子來評價金屬焊接性（包括冷裂紋敏感性），不僅反映鋼鐘化學成分的作用，還反映了焊接工藝參數影響下形成的不同組織形態的作用。

因為硬度與強度有一定的頭條，即強度高，對應的硬度也高。因此焊接熱影響區最高硬度也反映了焊接熱影響區的強度，而焊接熱影響區的強度超高，會導致其塑性降低，從而易形成裂紋或裂紋易于擴展。另外，不同的組織形態的硬度值也不一樣，在鋼中，高碳馬氏體（孿晶馬氏體）的硬度值最高，且高碳馬氏體的塑性、韌性最差，所以焊接熱影響區最高硬度也可以間接反映接頭的性能。焊接熱影響區的最高硬度值的數值越高，其對就的強度就越高，韌性、塑性就越差。因些，重要結構中，對焊接熱影響區最高硬度有一定的限制，并作為評價指標之一。鋼

1．分析熱軋鋼和正火鋼的強化方式和主強化元素又什么不同，二者的焊接性有何差別？在制定焊接工藝時要注意什么問題？

答：熱軋鋼的強化方式有：（1）固溶強化，主要強化元素：Mn，Si。（2）細晶強化，主要強化元素：Nb,V。（3）沉淀強化，主要強化元素：Nb,V.；正火鋼的強化方式：（1）固溶強化，主要強化元素：強的合金元素（2）細晶強化，主要強化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀強化，主要強化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：熱軋鋼含有少量的合金元素，碳當量較低冷裂紋傾向不大，正火鋼含有合金元素較多，淬硬性有所增加，碳當量低冷裂紋傾向不大。熱軋鋼被加熱到1200℃以上的熱影響區可能產生粗晶脆化，韌性明顯降低，而是、正火鋼在該條件下粗晶區的V析出相基本固溶，抑制A長大及組織細化作用被削弱，粗晶區易出現粗大晶粒及上貝氏體、M-A等導致韌性下降和時效敏感性增大。制定焊接工藝時根據材料的結構、板厚、使用性能要求及生產條件選擇焊接方法。

2．分析Q345的焊接性特點，給出相應的焊接材料及焊接工藝要求。

答:Q345鋼屬于熱軋鋼，其碳當量小于0.4％，焊接性良好，一般不需要預熱和嚴格控制焊接熱輸入，從脆硬傾向上，Q345鋼連續冷卻時，珠光體轉變右移，使快冷下的鐵素體析出，剩下富碳奧氏體來不及轉變為珠光體，而轉變為含碳量高的貝氏體與馬氏體具有淬硬傾向，Q345剛含碳量低含錳高，具有良好的抗熱裂性能，在Q345剛中加入V、Nb達到沉淀強化作用可以消除焊接接頭中的應力裂紋。被加熱到1200℃以上的熱影響區過熱區可能產生粗晶脆化，韌性明顯降低，Q345鋼經過600℃×1h退火處理，韌性大幅提高，熱應變脆化傾向明顯減小。；焊接材料：對焊條電弧焊焊條的選擇：E5系列。埋弧焊：焊劑SJ501，焊絲H08A/H08MnA.電渣焊：焊劑HJ431、HJ360焊絲H08MnMoA。CO2氣體保護焊：H08系列和YJ5系列。預熱溫度：100～150℃。焊后熱處理：電弧焊一般不進行或600～650℃回火。電渣焊900～930℃正火，600～650℃回火

3.Q345與Q390焊接性有何差異？Q345焊接工藝是否適用于Q390焊接，為什么？

答：Q345與Q390都屬于熱軋鋼，化學成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于Q345，從而使Q390的碳當量大于Q345，所以Q390的淬硬性和冷裂紋傾向大于Q345，其余的焊接性基本相同。Q345的焊接工藝不一定適用于Q390的焊接，因為Q390的碳當量較大，一級Q345的熱輸入叫寬，有可能使Q390的熱輸入過大會引起接頭區過熱的加劇或熱輸入過小使冷裂紋傾向增大，過熱區的脆化也變的嚴重。

4.低合金高強鋼焊接時，選擇焊接材料的原則是什么？焊后熱處理對焊接材料有什么影響？

答：選擇原則：考慮焊縫及熱影響區組織狀態對焊接接頭強韌性的影響。由于一般不進行焊后熱處理，要求焊縫金屬在焊態下應接近母材的力學性能。中碳調質鋼，根據焊縫受力條件，性能要求及焊后熱處理情況進行選擇焊接材料，對于焊后需要進行處理的構件，焊縫金屬的化學成分應與基體金屬相近。

5.分析低碳調質鋼焊接時可能出現的問題？簡述低碳調質鋼的焊接工藝要點，典型的低碳調質鋼如(14MnMoNiB、HQ70、HQ80)的焊接熱輸入應控制在什么范圍？在什么情況下采用預熱措施，為什么有最低預熱溫度要求，如何確定最高預熱溫度。（P81）

答：焊接時易發生脆化，焊接時由于熱循環作用使熱影響區強度和韌性下降。焊接工藝特點：① 要求馬氏體轉變時的冷卻速度不能太快，使馬氏體有一“自回火”作用，以防止冷裂紋的產生；② 要求在800~500℃之間的冷卻速度大于產生脆性混合組織的臨界速度。

此外，焊后一般不需熱處理，采用多道多層工藝，采用窄焊道而不用橫向擺動的運條技術;典型的低碳調質鋼在Wc＞0.18％時不應提高冷速，Wc＜0.18％時可提高冷速（減小熱輸入）焊接熱輸入應控制在小于481KJ/cm；當焊接熱輸入提高到最大允許值裂紋還不能避免時，就必須采用預熱措施，當預熱溫度過高時不僅對防止冷裂紋沒有必要，反而會使800～500℃的冷卻速度低于出現脆性混合組織的臨界冷卻速度，使熱影響區韌性下降，所以需要避免不必要的提高預熱溫度，包括層間溫度，因此有最低預熱溫度。通過實驗后確定鋼材的焊接熱輸入的最大允許值，然后根據最大熱輸入時冷裂紋傾向再來考慮，是否需要采取預熱和預熱溫度大小，包括最高預熱溫度。

6.低碳調質鋼和中碳調質鋼都屬于調質鋼，他們的焊接熱影響區脆化機制是否相同？為什么低碳鋼在調質狀態下焊接可以保證焊接質量，而中碳調質鋼一般要求焊后熱處理？

答：低碳調質鋼：在循環作用下，t8/5繼續增加時，低碳鋼調質鋼發生脆化，原因是奧氏體粗化和上貝氏體與M-A組元的形成。中碳調質鋼：由于含碳高合金元素也多，有相當大淬硬傾向，馬氏體轉變溫度低，無自回火過程，因而在焊接熱影響區易產生大量M組織大致脆化。低碳調質鋼一般才用中、低熱量對母材的作用而中碳鋼打熱量輸入焊接在焊后進行及時的熱處理能獲得最佳性能焊接接頭。

7.比較Q345、T-1鋼、2.25Cr-Mo和30MnSiA的冷裂、熱裂和消除應裂紋的傾向.答：

1、冷裂紋的傾向：Q345為熱扎鋼其碳含量與碳當量較底，淬硬傾向不大，因此冷裂紋敏感傾向較底。T-1鋼為低碳調質鋼，加入了多種提高淬透性的合金元素，保證強度、韌性好的低碳自回火M和部分下B的混合組織減緩冷裂傾向，2.25Cr-1Mo為珠光體耐熱鋼，其中Cr、Mo能顯著提高淬硬性，控制Cr、Mo的含量能減緩冷裂傾向，2.25-1Mo冷裂傾向相對敏感。30CrMnSiA為中碳調質鋼，其母材含量相對高，淬硬性大，由于M中C含量高，有很大的過飽和度，點陣畸變更嚴重，因而冷裂傾向更大。

2、熱裂傾向Q345含碳相對低，而Mn含量高，鋼的Wmn/Ws能達到要求，具有較好的抗熱裂性能，熱裂傾向較小。T-1鋼含C低但含Mn較高且S、P的控制嚴格因此熱裂傾小。30CrMnSiA含碳量及合金元素含量高，焊縫凝固結晶時，固-液相溫度區間大，結晶偏析嚴重，焊接時易產生潔凈裂紋，熱裂傾向較大。

3、消除應力裂紋傾向：鋼中Cr、Mo元素及含量對SR產生影響大，Q345鋼中不含Cr、Mo，因此SR傾向小。T-1鋼令Cr、Mo但含量都小于1%，對于SR有一定的敏感性；SR傾向峽谷年隊較大，2.25Cr-Mo其中Cr、Mo含量相對都較高，SR傾向較大。

8.同一牌號的中碳調質鋼分別在調質狀態和退火狀態進行焊接時焊接工藝有什么差別？為什么中碳調質鋼一般不在退火的狀態下進行焊接？

答：在調質狀態下焊接，若為消除熱影響區的淬硬區的淬硬組織和防止延遲裂紋產生，必須適當采用預熱，層間溫度控制，中間熱處理，并焊后及時進行回火處理，若為減少熱影響的軟化，應采用熱量集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接熱輸入越小越好。

在退火狀態下焊接：常用焊接方法均可，選擇材料時，焊縫金屬的調質處理規范應與母材的一致，主要合金也要與母材一致，在焊后調質的情況下，可采用很高的預熱溫度和層間溫度以保證調質前不出現裂紋。

因為中碳調質鋼淬透性、淬硬性大，在退火狀態下焊接處理不當易產生延遲裂紋，一般要進行復雜的焊接工藝，采取預熱、后熱、回火及焊后熱處理等輔助工藝才能保證接頭使用性能。

9珠光體耐熱鋼的焊接性特點與低碳調質鋼有什么不同?珠光體耐熱鋼選用焊接材料的原則與強度用鋼有什么不同？why？

答：珠光體耐熱鋼和低碳調質鋼都存在冷裂紋，熱影響區硬化脆化以及熱處理或高溫長期使用中的再熱裂紋，但是低碳調質鋼中對于高鎳低錳類型的剛有一定的熱裂紋傾向，而珠光體耐熱鋼當材料選擇不當時才可能常產生熱裂紋。珠光體耐熱鋼在選擇材料上不僅有一定的強度還要考慮接頭在高溫下使用的原則，特別還要注意焊接材料的干燥性，因為珠光體耐熱鋼是在高溫下使用有一定的強度要求。

10低溫鋼用于-40度和常溫下使用時在焊接工藝和材料上選擇是否有所差別？why？

答：低溫鋼為了保證焊接接頭的低溫脆化及熱裂紋產生要求材料含雜質元素少，選擇合適的焊材控制焊縫成分和組織形成細小的針狀鐵素體和少量合金碳化物，可保證低溫下有一定的AK要求。對其低溫下的焊接工藝選擇采用SMAW時用小的線能量焊接防止熱影響區過熱，產生WF 和粗大M,采用快速多道焊減少焊道過熱。采用SAW時，可用振動電弧焊法防止生成柱狀晶。

第四章 不銹鋼及耐熱鋼的焊接

1.不銹鋼焊接時，為什么要控制焊縫中的含碳量？如何控制焊縫中的含碳量？答：焊縫中的含碳量易形成脆硬的淬火組織，降低焊縫的韌性，提高冷裂紋敏感性。碳容易和晶界附近的Cr結合形成Cr的碳化物Cr23C6，并在晶界析出，造成“貧Cr”現象，從而造成晶間腐蝕。選擇含碳量低的焊條和母材，在焊條中加入Ti，Zr，Nb，V等強碳化物形成元素來降低和控制含氟中的含碳量。

2.為什么18-8奧氏體不銹鋼焊縫中要求含有一定數量的鐵素體組織？通過什么途徑控制焊縫中的鐵素體含量？答：焊縫中的δ相可打亂單一γ相柱狀晶的方向性，不致形成連續，另外δ相富碳Cr，又良好的供Cr條件，可減少γ晶粒形成貧Cr層，故常希望焊縫中有4%~12%的δ相。通過控制鐵素體化元素的含量，或控制Creq/Nieq的值，來控制焊縫中的鐵素體含量。

3.18-8型不銹鋼焊接接頭區域在那些部位可能產生晶間腐蝕，是由于什么原因造成？如何防止？答：18-8型焊接接頭有三個部位能出現腐蝕現象：{1}焊縫區晶間腐蝕。產生原因根據貧鉻理論，碳與晶界附近的Cr形成Cr23C6，并在在晶界析出，導致γ晶粒外層的含Cr量降低，形成貧Cr層，使得電極電位下降，當在腐蝕介質作用下，貧Cr層成為陰極，遭受電化學腐蝕；{2}熱影響區敏化區晶間腐蝕。是由于敏化區在高溫時易析出鉻的碳化物，形成貧Cr層，造成晶間腐蝕；{3}融合區晶間腐蝕{刀狀腐蝕}。只發生在焊Nb或Ti的18-8型鋼的融合區，其實質也是與M23C6沉淀而形成貧Cr有關，高溫過熱和中溫敏化連過程依次作用是其產生的的必要條件。防止方法：{1}控制焊縫金屬化學成分，降低C%，加入穩定化元素Ti、Nb；{2} 控制焊縫的組織形態，形成雙向組織{γ+15%δ}；{3}控制敏化溫度范圍的停留時間；{4}焊后熱處理：固溶處理，穩定化處理，消除應力處理。

4.簡述奧氏體不銹鋼產生熱裂紋的原因？在母材和焊縫合金成分一定的條件下，焊接時應采取何種措施防止熱裂紋？答：產生原因：{1}奧氏體鋼的熱導率小，線膨脹系數大，在焊接局部加熱和冷卻條件下，接頭在冷卻過程中產生較大的拉應力；{2}奧氏體鋼易于聯生結晶形成方向性強的柱狀晶的焊縫組織，有利于雜質偏析，而促使形成晶間液膜，顯然易于促使產生凝固裂紋；{3}奧氏體鋼及焊縫的合金組成較復雜，不僅S、P、Sn、Sb之類雜質可形成易溶液膜，一些合金元素因溶解度有限{如Si、Nb}，也易形成易溶共晶。防止方法：{1}嚴格控制有害雜質元素{S、P—可形成易溶液膜};{2}形成雙向組織，以FA模式凝固，無熱裂傾向；{3}適當調整合金成分：Ni<15%，適當提高鐵素體化元素含量，使焊縫δ%提高，從而提高抗裂性；Ni>15%時，加入Mn、W、V、N和微量Zr、Ta、Re{<0.01%}達到細化焊縫、凈化晶界作用，以提高抗裂性；{4}選擇合適的焊接工藝。

5.奧氏體鋼焊接時為什么常用“超合金化”焊接材料？答：為提高奧氏體鋼的耐點蝕性能，采用較母材更高Cr、Mo含量的“超合金化”焊接材料。提高Ni含量，晶軸中Cr、Mo的負偏析顯著減少，更有利于提高耐點蝕性能。

6.鐵素體不銹鋼焊接中容易出現什么問題？焊條電弧焊和氣體保護焊時如何選擇焊接材料？在焊接工藝上有什么特點？答：易出現問題：{1}焊接接頭的晶間腐蝕；{2}焊接接頭的脆化①高溫脆性②σ相脆化③475℃脆化。SMAW要求耐蝕性：選用同質的鐵素體焊條和焊絲；要求抗氧化和要求提高焊縫塑性：選用A焊條和焊絲。CO2氣保焊選用專用焊絲H08Cr20Ni15VNAl。焊接工藝特點：{1}采用小的q/v，焊后快冷——控制晶粒長大；{2}采用預熱措施，T℃<=300℃——接頭保持一定ak；{3}焊后熱處理，嚴格控制工藝——消除貧Cr區;{4}最大限度降低母材和焊縫雜質——防止475℃脆性產生；{5}根據使用性能要求不同，采用不同焊材和工藝方法。

7.何為“脆化現象”？鐵素體不銹鋼焊接時有哪些脆化現象，各發生在什么溫度區域？如何避免？答：“脆化現象”就是材料硬度高，但塑性和韌性差。現象：{1}高溫脆性：在900~1000℃急冷至室溫，焊接接頭HAZ的塑性和韌性下降。可重新加熱到750~850℃，便可恢復其塑性。{2}σ相脆化：在570~820℃之間加熱，可析出σ相。σ相析出與焊縫金屬中的化學成分、組織、加熱溫度、保溫時間以及預先冷變形有關。加入Mn使σ相所需Cr的含量降低，Ni能使形成σ相所需溫度提高。{3}475℃脆化：在400~500℃長期加熱后可出現475℃脆性適當降低含Cr量，有利于減輕脆化，若出現475℃脆化通過焊后熱處理來消除。

8.馬氏體不銹鋼焊接中容易出現什么問題，在焊接材料的選用和工藝上有什么特點？制定焊接工藝時應采取哪些措施？答：易出現冷裂紋、粗晶脆化。焊接材料的選用：{1}對簡單的Cr13型，要保證性能，要求S、P、Si，C含量較低，使淬硬性下降，更要保證焊接接頭的耐蝕性。{2}對Cr12為基加多元元素型，希望

焊縫成分接近母材，形成均一的細小M組織。{3}對于超低C復相M鋼，采用同質焊材，焊后經超微細復相化處理，可使焊縫的強韌化約等于母材水平。工藝特點:{1}預熱溫度高{局部或整體}T℃=150-260℃；{2}采用小的q/v：防止近縫區出現粗大α和κ析出；{3}選用低H焊條：焊縫成分與母材同質，高碳M可選用A焊條焊接.9.雙相不銹鋼的成分和性能特點，與一般A不銹鋼相比雙相不銹鋼的焊接性有何不同？在焊接工藝上有什么特點？答：雙相不銹鋼是在固溶體中F和A相各占一半，一般較少相的含量至少也要達到30%的不銹鋼。這類鋼綜合了A不銹鋼和F不銹鋼的優點，具有良好的韌性、強度及優良的耐氧化物應力腐蝕性能。與一般A不銹鋼相比：{1}其凝固模式以F模式進行；{2}焊接接頭具有優良的耐蝕性，耐氯化物SCC性能，耐晶間腐蝕性能，但抗H2S的SCC性能較差;{3}焊接接頭的脆化是由于Cr的氮化物析出導致；{4}雙相鋼在一般情況下很少有冷裂紋，也不會產生熱裂紋。焊接工藝特點：{1}焊接材料應根據“適用性原則”，不同類型的雙相鋼所用焊材不能任意互換，可采取“適量”超合金化焊接材料；{2}控制焊接工藝參數，避免產生過熱現象，可適當緩冷，以獲得理想的δ/γ相比例；{3}A不銹鋼的焊接注意點同樣適合雙相鋼的焊接。

10.從雙相不銹鋼組織轉變的角度出發，分析焊縫中Ni含量為什么比母材高及焊接熱循環對焊接接頭組織，性能有何影響？答：雙相不銹鋼的合金以F模式凝固，凝固結束為單相δ組織，隨著溫度的下降，開始發生δ→γ轉變不完全，形成兩相組織。顯然，同樣成分的焊縫和母材，焊縫中γ相要比母材少得多，導致焊后組織不均勻，韌性、塑性下降。提高焊縫中Ni含量，可保證焊縫中γ/δ的比例適當，從而保證良好的焊接性。在焊接加熱過程，整個HAZ受到不同峰值溫度的作用，最高接近鋼的固相線，但只有在加熱溫度超過原固溶處理溫度區間，才會發生明顯的組織變化，一般情況下，峰值低于固溶處理的加熱區，無顯著組織變化，γ/δ值變化不大，超過固溶處理溫度的高溫區，會發生晶粒長大和γ相數量明顯減少，緊鄰溶合線的加熱區，γ相全部溶于δ相中，成為粗大的等軸δ組織，冷卻后轉變為奧氏體相，無扎制方向而呈羽毛狀，有時具有魏氏組織特征。

第五章：有色金屬

1.為什么Al-Mg及al-li合金焊接時易形成氣孔？al及其合金焊接時產生氣孔的原因是什么？如何防止氣孔？為什么純鋁焊接易出現分散小氣孔？而al-mg焊接時易出現焊接大氣孔？

答：1）氫是鋁合金及鋁焊接時產生氣孔的主要原因。

2）氫的來源非常廣泛，弧柱氣氛中的水分，焊接材料以及母材所吸附的水分，焊絲及母材表面氧化膜的吸附水，保護氣體的氫和水分等都是氫的來源。

3）氫在鋁及其合金中的溶解度在凝點時可從0.69ml/100g突降至0.036mol/100g相差約20倍，這是促使焊縫產生氣孔的重要原因之一。

4)鋁的導熱性很強，熔合區的冷速很大，不利于氣泡的浮出，更易促使形成氣孔

防止措施：

1）減少氫的來源，焊前處理十分重要，焊絲及母材表面的氧化膜應徹底清除。2）控制焊接參數，采用小熱輸入減少熔池存在時間，控制氫溶入和析出時間3）改變弧柱氣氛中的性質

原因：1）純鋁對氣氛中水分最為敏感，而al-mg合金不太敏感，因此純鋁產生氣孔的傾向要大2）氧化膜不致密，吸水強的鋁合金al-mg比氧化膜致密的純鋁具有更大的氣孔傾向，因此純鋁的氣孔分數小，而al-mg合金出現集中大氣孔3）Al-mg合金比純鋁更易形成疏松而吸水強的厚氧化膜，而氧化膜中水分因受熱而分解出氫，并在氧化膜上冒出氣泡，由于氣泡是附著在殘留氧化膜上，不易脫離浮出，且因氣泡是在熔化早期形成有條件長大，所以常造成集中大的氣孔。因此al-mg合金更易形成集中的大氣孔。

2.硬鋁及超硬鋁焊接時易產生什么樣的裂縫？為什么？如何防止裂紋？

答：裂紋傾向大，鋁及硬鋁產生焊接熱裂紋

原因：1）易熔共晶的存在，是鋁合金焊縫產生裂紋的重要原因

2）線膨脹系數大，在拘束條件下焊接時易產生較大的焊接應力也是產生裂紋的原因之一

防止措施：1）加合金元素cu,mn,si,mg,zn使主要合金元素含量Me%>Xm，產生自愈合作用

2）生產中采用含5%的Si，Al合金焊絲解決抗裂問題，具有很好的愈合作用

3）加入Ti,zr,v,b微量元素作為變質劑，細化晶粒，改善塑性韌性，并提高抗裂性

4）熱能集中焊接方法可防止形成方向性強的粗大柱狀晶，改善抗裂性

5）采用小電流焊接，降低焊接速度均可改善抗裂性問題

3.分析高強度鋁合金焊接接頭性能低于母材的原因及防止措施，焊后熱處理對焊接接頭性能有什么影響？什么情況下對焊接接頭進行焊后熱處理？ 答：原因：1）晶粒粗化，降低塑性，晶界液化產生顯微裂紋

2）非時效強化鋁合金haz軟化，主要發生在焊前經冷作硬化的合金上，經冷作硬化的鋁合金，haz峰值溫度超過再結晶溫度（200-300）區域就產生明顯軟化

3）時效強化鋁合金haz軟化，由于第二相脫溶析出聚集長大發生過時效軟化

防止措施：1）采用小的焊接熱輸入

2）對al-zn-mg合金，焊后經自然時效可逐步恢復或接近母材的水平

熱處理對接頭性能的影響：1）焊后不熱處理接頭強度均低于母材，特別是在時效狀態下焊接的硬鋁，即使焊后人工熱處理，接頭強度系數也未超過60%

2）al-zn-mg合金強度與焊后自然時效長短有關系，隨自然時效的增長，強度可接近母材

要求焊縫有足夠的強度，則焊后要熱處理

焊后要洗掉焊劑殘渣，以防焊件腐蝕

4.銅及銅合金的物理化學性能有何特點，焊接性如何？不同的焊接方法對銅及銅合金焊接接頭有什么影響？

答：1）銅及銅合金的物理化學性能：優良的導電導熱性能；冷熱加工性能好，無磁性；具有高的強度，抗氧化性及抗淡水，鹽水，氨堿溶液和有機化學物質腐蝕的性能

2）焊接性：銅及合金在焊接中難熔合，易變形，而且產生很大的焊接應力；

銅及合金與雜質形成多種低熔點共晶，焊接時出現熱裂紋

銅及合金焊接中易產生擴散氣孔（H）反應氣孔（冶金反應）及氮氣孔（空氣中的氮）

焊接接頭的性能變化：純銅焊接時，焊縫與焊接接頭的抗拉強度可與母材接近，但塑性比母材有些降低

3）焊接方法對銅及合金的接頭性能影響： 焊條電弧焊，使焊接接頭焊縫中氫氧百分比增加，zn蒸發嚴重容易形成氣孔

埋弧焊時，對中厚板焊接可獲得優質焊接接頭

氬弧焊工藝，TIG焊由于電弧能量集中易使焊接接頭產生難熔合及變形

MIG焊可獲得好的焊接接頭

等離子弧焊可使接頭不易變形，焊接接頭質量達到母材

5.分析采用埋弧焊和氬弧焊焊接中等厚度純銅板的工藝特點，各有什么優缺點？

答：1）埋弧焊 板厚δ<20mm工件在不預熱及開坡口條件下獲得優質接頭，使焊接工藝大為簡化，特別適合中厚板長焊縫的焊接

2）氬弧焊 TIG具有電弧能量集中，保護效果好，熱影響區窄，操作靈活的優點，特別適合中板及薄小件的焊接和補焊

MIG下熔化效率高，熔深大，焊速快