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焊接工艺及熔熔保护控制

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焊接工艺及熔熔保护控制（精选6篇）由网友“owenism”投稿提供，下面是小编为大家整理后的焊接工艺及熔熔保护控制，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

焊接工艺及熔熔保护控制

篇1：焊接工艺及熔熔保护控制

1 什么是焊接？常用的焊接方法分为哪几类？通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工工艺方法称为焊接，工件可以用各种同类或不同类的金属、非金属材料（塑料、石墨、陶瓷、玻璃等），也可以用一种金属与一种非金属材料。金属的焊接在现代工业中具有广泛的应用，因此狭义地讲，焊接通常就是指金属材料的焊接。按照焊接过程中金属材料所处的状态不同，目前把焊接方法分为以下三类：⑴熔焊焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法称为熔焊。常用的熔焊方法有电弧焊、气焊、电渣焊等。⑵压焊焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法称为压焊。常用的压焊方法有电阻焊（对焊、点焊、缝焊）、摩擦焊、旋转电弧焊、超声波焊等。⑶钎焊焊接过程中，采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法称为钎焊。常用的钎焊方法有火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊、盐浴钎焊和真空钎焊等。2 焊接区内有哪些气体？其来源如何？焊接过程中，焊接区内充满大量气体。用酸性焊条焊接时，主要气体成分是CO、H2、H2O；用碱性焊条焊接时，主要气体成分是CO、CO2；埋弧焊时，主要气体成分是CO、H2。焊接区内的气体主要来源于以下几方面：一是为了保护焊接区域不受空气的侵入，人为地在焊接区域添加一层保护气体，如药皮中的造气剂（淀粉、木粉、大理石等）受热分解产生的气体、气体保护焊所采用的保护气体（CO2气体、Ar气）等；其次是用潮湿的焊条或焊剂焊接时，析出的气体、保护不严而侵入的空气、焊丝和母材表面上的杂质（油污、铁锈、油漆等）受热产生的气体，以及金属和熔渣高温蒸发所产生的气体等。3 试述氮、氢、氧对焊缝金属的作用和影响⑴氮氮主要来自焊接区域周围的空气。手弧焊时，堆焊金属中约含有0.025%的氮。氮是提高焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素，也是在焊缝中产生气孔的主要原因之一。⑵氢氢主要来源于焊条药皮、焊剂中的水分、药皮中的有机物，焊件和焊丝表面上的污物（铁锈、油污）和空气中的水分等。各种焊接方法均使焊缝增氢，只是增氢的程度不同：手弧焊时用纤维素药皮焊条焊得的焊缝含氢量比母材高出70倍；只有采用低氢型焊条施焊时，焊缝的含氢量才比较低；而用CO2气体保护焊时，含氢量最低。氢使焊缝金属的塑性性严重下降，促使在焊接接头中产生气孔和延时裂纹，并且还会在拉伸试样的断面上形成白点。⑶氧氧主要来源于空气、药皮和焊剂中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。随着焊缝中含氧量的增加，其强度、硬度和塑性会明显下降，还能引起金属的热脆、冷脆和时效硬化，并且也是焊缝中形成气孔（CO气孔）的主要原因之一。总之，进入焊缝金属中的氮、氢、氧都是属于有害的元素。4 为什么对焊接区域要进行保护？如何保护？对焊接区域进行保护的目的是防止空气侵入熔滴和熔池，减少焊缝金属中的氮、氧含量。保护的方式有下列三种：⑴气体保护例如，气体保护焊时采用保护气体（CO2、H2、Ar）将焊接区域与空气隔离起来。⑵渣保护在熔池金属表面覆盖一层熔渣使其与空气分开隔离，如电渣焊、埋弧焊。⑶气—渣联合保护利用保护气体和熔渣同时对熔化金属进行保护，如手弧焊。5 如何减少焊缝金属中的含氧量？对焊接区域进行保护、防止空气与熔化金属进行接触是控制焊缝金属中含氧量的重要措施，但是不能根本解决问题，因为氧还可以通过许多其它渠道进入焊缝中，要彻底堵塞这些渠道事实上是不可能的，因此目前只能采取措施，对已进入熔化金属中的氧进行脱氧处理。6 焊缝金属常用的脱氧方法有哪些？利用熔渣或焊芯（丝）金属与熔化金属相互作用进行脱氧，是焊缝金属常用的脱氧办法。⑴扩散脱氧当温度下降时，原先熔解于熔池中的FeO会不断地向熔渣进行扩散，从而使焊缝中的含氧量下降，这种脱氧方法称为扩散脱氧。如果熔渣中有强酸性氧化物SiO2、TiO2等，它们会与FeO生成复合物，其反应式为（SiO2+FeO）= FeO·SiO2（TiO2+FeO）= FeO·TiO2反应的结果使熔渣中的自由FeO减少，这就使熔池金属中的[FeO]不断地向渣中扩散，焊缝金属中的含量因此得以减少。酸性熔渣（如焊条J422、焊剂HJK431熔化所成的熔渣）中含有较多量的SiO2、TiO，所以其脱氧方法主要是扩散脱氧。但是在焊接条件下，由于熔池冷却速度快，熔渣和液体金属相互作用的时间短，扩散脱氧进行得很不充分，因此用酸性焊条（剂）焊成的焊缝，其含氧量还比较高，焊缝金属的塑性和韧性也比较低。⑵用脱氧剂脱氧在焊芯、药皮或焊丝中加入某种元素，使它本身在焊接过程中被氧化，从而保证被焊金属及其合金元素不被氧化或已被氧化的金属还原出来，这种用来脱氧的元素称为脱氧剂。常用的脱氧剂有碳、锰、硅、钛和铝。碱性焊条的脱氧剂以铁合金的形式加入到药皮中去，如锰铁、硅铁等。埋弧焊常采用合金焊丝，如H08MnA、H10MnSi等。用脱氧剂脱氧的效果比扩散脱氧好得多，所以用碱性焊条施焊的焊缝，其含氧量比用酸性焊条施焊时要低，塑性、韧性相应得到提高，因此碱性焊条常用来焊合金钢及重要的焊接结构。

1 什么是焊接？常用的焊接方法分为哪几类？通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种加工工艺方法称为焊接。工件可以用各种同类或不同类的金属、非金属材料（塑料、石墨、陶瓷、玻璃等），也可以用一种金属与一种非金属材料。金属的焊接在现代工业中具有广泛的应用，因此狭义地讲，焊接通常就是指金属材料的焊接。按照焊接过程中金属材料所处的状态不同，目前把焊接方法分为以下三类：⑴熔焊焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法称为熔焊。常用的熔焊方法有电弧焊、气焊、电渣焊等。⑵压焊焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法称为压焊。常用的压焊方法有电阻焊（对焊、点焊、缝焊）、摩擦焊、旋转电弧焊、超声波焊等。⑶钎焊焊接过程中，采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法称为钎焊。常用的钎焊方法有火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊、盐浴钎焊和真空钎焊等。2 焊接区内有哪些气体？其来源如何？焊接过程中，焊接区内充满大量气体。用酸性焊条焊接时，主要气体成分是CO、H2、H2O；用碱性焊条焊接时，主要气体成分是CO、CO2；埋弧焊时，主要气体成分是CO、H2。焊接区内的气体主要来源于以下几方面：一是为了保护焊接区域不受空气的侵入，人为地在焊接区域添加一层保护气体，如药皮中的造气剂（淀粉、木粉、大理石等）受热分解产生的气体、气体保护焊所采用的保护气体（CO2气体、Ar气）等；其次是用潮湿的焊条或焊剂焊接时，析出的气体、保护不严而侵入的空气、焊丝和母材表面上的杂质（油污、铁锈、油漆等）受热产生的气体，以及金属和熔渣高温蒸发所产生的气体等。3 试述氮、氢、氧对焊缝金属的作用和影响⑴氮氮主要来自焊接区域周围的空气。手弧焊时，堆焊金属中约含有0.025%的氮。氮是提高焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素，也是在焊缝中产生气孔的主要原因之一。⑵氢氢主要来源于焊条药皮、焊剂中的水分、药皮中的有机物，焊件和焊丝表面上的污物（铁锈、油污）和空气中的水分等。各种焊接方法均使焊缝增氢，只是增氢的程度不同：手弧焊时用纤维素药皮焊条焊得的焊缝含氢量比母材高出70倍；只有采用低氢型焊条施焊时，焊缝的含氢量才比较低；而用CO2气体保护焊时，含氢量最低。氢使焊缝金属的塑性性严重下降，促使在焊接接头中产生气孔和延时裂纹，并且还会在拉伸试样的断面上形成白点。⑶氧氧主要来源于空气、药皮和焊剂中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。随着焊缝中含氧量的增加，其强度、硬度和塑性会明显下降，还能引起金属的热脆、冷脆和时效硬化，并且也是焊缝中形成气孔（CO气孔）的主要原因之一。总之，进入焊缝金属中的氮、氢、氧都是属于有害的元素。4 为什么对焊接区域要进行保护？如何保护？对焊接区域进行保护的目的是防止空气侵入熔滴和熔池，减少焊缝金属中的氮、氧含量。保护的方式有下列三种：⑴气体保护例如，气体保护焊时采用保护气体（CO2、H2、Ar）将焊接区域与空气隔离起来。⑵渣保护在熔池金属表面覆盖一层熔渣使其与空气分开隔离，如电渣焊、埋弧焊。⑶气—渣联合保护利用保护气体和熔渣同时对熔化金属进行保护，如手弧焊。5 如何减少焊缝金属中的含氧量？对焊接区域进行保护、防止空气与熔化金属进行接触是控制焊缝金属中含氧量的重要措施，但是不能根本解决问题，因为氧还可以通过许多其它渠道进入焊缝中，要彻底堵塞这些渠道事实上是不可能的，因此目前只能采取措施，对已进入熔化金属中的氧进行脱氧处理。6 焊缝金属常用的脱氧方法有哪些？利用熔渣或焊芯（丝）金属与熔化金属相互作用进行脱氧，是焊缝金属常用的脱氧办法。⑴扩散脱氧当温度下降时，原先熔解于熔池中的FeO会不断地向熔渣进行扩散，从而使焊缝中的含氧量下降，这种脱氧方法称为扩散脱氧。如果熔渣中有强酸性氧化物SiO2、TiO2等，它们会与FeO生成复合物，其反应式为（SiO2+FeO）= FeO·SiO2（TiO2+FeO）= FeO·TiO2反应的结果使熔渣中的自由FeO减少，这就使熔池金属中的[FeO]不断地向渣中扩散，焊缝金属中的含量因此得以减少。酸性熔渣（如焊条J422、焊剂HJK431熔化所成的熔渣）中含有较多量的SiO2、TiO，所以其脱氧方法主要是扩散脱氧。但是在焊接条件下，由于熔池冷却速度快，熔渣和液体金属相互作用的时间短，扩散脱氧进行得很不充分，因此用酸性焊条（剂）焊成的焊缝，其含氧量还比较高，焊缝金属的塑性和韧性也比较低。⑵用脱氧剂脱氧在焊芯、药皮或焊丝中加入某种元素，使它本身在焊接过程中被氧化，从而保证被焊金属及其合金元素不被氧化或已被氧化的金属还原出来，这种用来脱氧的元素称为脱氧剂。常用的脱氧剂有碳、锰、硅、钛和铝。碱性焊条的脱氧剂以铁合金的形式加入到药皮中去，如锰铁、硅铁等。埋弧焊常采用合金焊丝，如H08MnA、H10MnSi等。用脱氧剂脱氧的效果比扩散脱氧好得多，所以用碱性焊条施焊的焊缝，其含氧量比用酸性焊条施焊时要低，塑性、韧性相应得到提高，因此碱性焊条常用来焊合金钢及重要的焊接结构。7 如何减少焊缝金属中的含氢量？减少焊缝金属中含氢量的常用措施有：1）烘干焊条的焊剂；2）清除焊件和焊丝表面上的杂质；3）在药皮和焊剂中加入适量的氟石（CaF2）、硅砂（SiO2），两者都具有较好的去氢效果；4）焊后立即对焊件加热，进行后热处理；5）采用低氢型焊条、超低氢型焊条和碱性焊剂。8 试述焊缝金属中硫的危害性。如何脱硫？硫是焊缝中常存的有害元素之一。硫能促使焊缝金属产生热裂纹、降低冲击韧度和需腐蚀性，并能促使产生偏析。厚板焊接时，硫还会引起层状撕裂。硫在液态金属中以FeS的形式存在，熔渣中的Mn、MnO、CaO具有一定的脱硫作用；其反应式如下 [Mn]+[FeS] =[MnS]+[Fe] [MnO]+[FeS]=[MnS]+[FeO] [CaO]+[FeS] =[CaS]+[FeO]生成的MnS、CaS都进入熔渣中，由于MnO、CaO均属碱性氧化物，在碱性熔渣中含量较多，所以碱性熔渣的脱硫能力比酸性熔渣强。9 试述焊金属中磷的危害性。如何脱磷？磷也是焊缝中常存的有害元素之一。磷会增加钢的冷脆性，大幅度地降低焊缝金属的冲击韧度，并使脆性转变温度升高。焊接奥氏体类钢或焊缝中含碳量较高时，磷也会促使焊缝金属产生热裂纹。磷在液态金属中以Fe2P、P2O5形式存在。脱磷反应可分为两步进行：第一步是将磷氧化成P2O5；第二步使之与渣中的碱性氧化物CaO生成稳定的复合物进入熔渣。其反应式为 2[Fe2P]+5（FeO=P2O5+11[Fe] P2O5+3（CaO）=（CaO）3·P2O5 P2O5+4（CaO）=（CaO）4·P2O5由于碱性熔渣中含有较多的CaO，所以脱磷效果比酸性熔渣要好。但是实际上，不论是碱性熔渣还是酸性熔渣，其最终的脱硫、脱磷效果仍不理想。所以目前控制焊缝中的硫、磷含量，只能采取限制原材料（母材、焊条、焊丝）中硫、磷含量的方法。10 什么是焊缝金属的合金化？常用的合金化方式有哪些？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。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，常用的合金化方式有：应用合金焊丝；应用药芯焊丝或药芯焊条；应用合金药皮或粘结焊剂；应用合金粉末；应用熔渣与金属之间的置换反应。11 什么是合金元素的过渡系数？合金元素在焊接过程中总有一部分因氧化、蒸发等原因损耗掉，不可能全部过渡到焊缝中去。合金元素的过渡系数是指焊接材料中的合金元素过渡到堆焊金属中的数量与其原始含量的百分比，即13 什么是偏析？焊缝中会产生哪几种偏析现象？合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析。焊接熔池一次结晶过程中，由于冷却速度快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，造成分布不均，产生偏析。焊缝中的偏析现象有以下三种：⑴显微偏析熔池一次结晶时，最先结晶的结晶中心金属最纯，后结晶部分含其它合金元素和杂质略高，最后结晶部分，即结晶的外端和前缘所含其它合金元素和杂质最高。在一个柱状晶粒内部和晶粒之间的化学成分分布不均现象称为显微偏析。⑵区域偏析熔池一次结晶时，由于柱状晶体的不断长大和推移，会把杂质“赶”向熔池中心，使熔池中心的杂质含量比其它部位多，这种现象称为区域偏析。焊缝的断面形状对区域偏析的分布影响很大。窄而深的焊缝，各柱状晶的交界在其焊缝的中心，因此焊缝中心聚集有较多的杂质，见图1。这种焊缝在其中心部位极易产生热裂纹。宽而浅的焊缝，杂质则聚集在焊缝的上部，见图1b，这种焊缝具有较高的抗热裂能力。⑶层状偏析熔池在一次结晶的过程中，要不断地放出结晶潜热，当结晶潜热达到一定数值时，熔池的结晶就出现暂时的停顿。以后随着熔池的散热，结晶又重新开始，形成周期性的结晶，伴随着出现结晶前沿液体金属中杂质浓度的周期变动，产生周期性的偏析称为层状偏析。层状偏析集中了一些有害元素，因此缺陷往往出现在层状偏析中。由层状偏析所造成的气孔。14 如何改善焊缝一次结晶组织？什么是变质处理？通过焊接材料（焊条、焊剂）向熔池中加入某些合金元素如V、Mo、Ti、Nb、A1、B、N等，可以细化晶粒，得到细晶组织，从而既可保证强度和塑性，又能提高抗裂性，这种方法称为变质处理。变质处理对改善焊缝的一次结晶组织十分有效。例如，E5015MoV焊条，就是在原来E5015焊条的基础上，在药皮中再加入少量的钼铁和钒铁，它具有更高的抗裂性能。15 什么是焊缝金属的二次结晶？一次结晶结束后，熔池就转变为固体的焊缝。高温的焊缝金属冷却到室温时，要经过一系列的组织相变过程，这种相变过程称为焊缝金属的二次结晶。低碳钢焊缝金属二次结晶结束时，其组织为铁素体加珠光体。由铁碳合金状态图可知，其中铁素体约占82%，珠光体约占18%，焊缝金属的硬度约为83HBS。但铁碳合金状态图是在材料极缓慢的冷却条件下获得的，实际上焊缝金属二次结晶时的冷却速度相当快，因此组织中的珠光体含量会增加，冷却速度越高，珠光体含量也越多，焊缝的硬度和强度也随之增加，例如，当焊缝金属的冷却速度为110℃s时，其硬度可达96HBS，这就是为什么当焊缝金属为低碳钢，冷却时尽管并未出现淬火组织，但其硬度仍会增加的原因。16 多层多道焊为什么可以提高焊缝金属的塑性？多层多道焊可以提高焊缝金属的质量，特别是塑性，这是因为后层（道）焊缝对前层（道）焊缝具有热处理的作用，相当于对前层（道）焊缝进行了一次正火处理，因而改善了二次组织。对最后一道焊缝，可在其焊缝上再施焊一条退火焊道。有的工厂，当焊接接头的弯曲试样试验不合格时，采取改变原来的焊接工艺参数的措施，将单层焊缝改成多层焊缝，用小电流进行快速施焊，对提高弯曲试样的试验合格率（塑性指标）有一定效果。应当指出，多层多道焊对提高手弧焊的质量效果较好。埋弧焊时，由于每层焊道厚度可达6～10mm，但次一层焊缝的热作用只达3～4mm，所以热处理效果较差。17 什么是焊接热循环？焊接热循环的主要参数有哪些？在焊接热源作用下，焊件上某点的温度随时间变化的过程称为该点的焊接热循环。当热源向该点靠近时，该点的温度随之升高，直到达到最大值；随着热源的离开，温度又逐渐降低，整个过程可以用一条曲线来表示，这种曲线称为焊接热循环曲线，见图3。显然，在焊缝两侧距焊缝远近不同的各点，所经历的热循环并不相同，距焊缝越近的各点，加热达到的最高温度越高，越远的各点加热的最高温度越低。焊接热循环的主要参数是加热速度、加热所达到的最高温度、在组织转变温度以上停留的时间和冷却速度。单层电弧焊和电渣焊低合金钢时的热循环参数见表2。对焊件进行多层多道焊时，当焊接后道焊逢时，前道焊缝的最低温度，称为层间温度。对于要求预热焊接的材料，当需要进行多层焊时，其层间温度应等于或略高于预热温度，如层间温度低于预热温度，应重新进行预热。焊接奥低体不锈钢时，为保持焊接接头有较高的耐蚀性，需要有较快的冷却速度，因此此时需要控制较低的层间温度，即在前道焊缝冷却到较低温度时，再进行后道焊缝的焊接。22 什么是焊接影响区？它有什么特性？焊接（或切割）过程中，紧靠焊缝的母材因受热影响（但未熔化）而发生金相组织力学性能变化的区域称为焊接热影响区。熔焊时，焊接接头由两个相互联系、而其组织和性能又有区别的两个部分，即焊缝区和热影响区所组成。实践表明，焊接接头的质量不仅决定于焊缝区，并且在相当程度上还决定于热影响区，有时热影响区存在的问题比焊缝区还要复杂，特别是合金钢焊接时更是如此。所以，研究、掌握热影响区在焊接过程中组织和性能的变化，有着十分重要的意义。23 试述固态无组织转变材料的焊接热影响区特点。固态无组织转变的纯金属（如A1、Cu、Ni、MoT W等）以及单相固溶体合金（如Zn的质量分数＜39%的α黄铜，Ni-Cu合金以及超低碳铬镍奥氏体不锈钢和超低碳高铬纯铁素体不锈钢等）在加热和冷却时都不会发生组织转变，因此其焊接热影响区非常简单，只有过热区和再结晶区（母材焊前为冷轧状态）两个区段。⑴过热区由于这类材料在冷却过程中没有任何组织转变，因此加热过程中长大了的晶粒在冷却过程中不会有组织转变引起的重结晶细化作用，所以过热区内的晶粒长得十分粗大，并且无法通过热处理（如钢材的正火处理）来进行细化。过热区内材料的塑性和韧性很差，为此应该采用小线能量进行焊接，并且要尽量防止在同一部位进行重复焊接，以免晶粒越长越大。⑵再结晶区如母材焊前处于冷轧状态，焊后过热区和母材之间存在着一个具有较细晶粒的再结晶区。但在再结晶区中，由于冷轧状态的母材组织发生了再结晶，原先冷轧过程中的冷作硬化效应完全消失，因此强度降低但塑性得到了改善。如果母材焊前是处于热轧状态或冷轧后的退火状态，则焊后热影响区无再结晶区。24 试述固态有同素异构转变的纯金属或单相合金的焊接热影响区特点。Fe、Mn、Ti、Co等金属属于固态有同素异构转变的纯金属以及以这些金属为基能形成有同素异构转变的单相合金，其焊接热影响区可分成过热区、重结晶区、不完全重结晶区（单相合金）和再结晶区几个区段。其特别是除了23例题中所讲过的过热区和再结晶区外，还有一个由同素异构转变引起的重结晶区，这一区位于过热区和再结晶区之间，其组织特征为由重结晶组织转变而引起的晶粒细化，即相当于钢材进行正火处理后所得到的细晶组织，这一区段的冲击韧性较高。如果母材是单相合金，如α-Ti和纯Ti相比较，在固态下都只有一个α β的同素异构转变，它们在高温时均为β相，低温时均为α相，所不同之处是纯金属的同素异构转变是在某一固定温度下进行的，而单相合金的同素异构转变是在某一温度范围内进行的，因此其热影响区的重结晶区还可进一步分为重结晶区Ⅱ和不完全重结晶区Ⅱ′两部分。此外，有些具有同素异构转变的纯金属，如Ti和Co等、单相合金如α-Ti，在快速冷却条件下会产生马氏体转变，如纯Ti和α-Ti合金，快速冷却时在焊接热影响区都能发现β→α′转变，α′称为钛马氏体。25 试述不易淬火钢的焊接热影响区特点。不易淬火钢，如低碳钢和合金元素较少的低合金高强钢（16Mn、15MnTi、15MnV钢），在固态下合金中除了有同素异构转变外，还有成分变化和第二相析出，即共析转变和 Fe3C的析出，其焊接热影响区可分为过热区、重结晶区、不完全重结晶区和再结晶区等四个区段。⑴过热区（又称粗晶区）该区紧邻焊缝，温度范围是从晶粒急剧长大的温度开始，一直到固相线的温度区间为止，对低碳钢为1100～1490℃。该区母材中的铁素体和珠光体全部变为奥氏体，奥氏体晶粒长得非常粗大，冷却后使金属的冲击韧度大大降低，一般比基本金属低25%～30%，是热影响区中的薄弱环节。⑵重结晶区（又称正火区域或细晶区）指过热区以下，加热温度在A3以上的区域，对低碳钢为900～1100℃。空冷后得到均匀而细小的铁素体和珠光体，相当于热处理中的正火组织。重结晶区由于晶粒细小均匀，因此既具有较高的强度，又有较好的塑性和韧性，这是热影响区中综合力学性能最好的区域。但由于整个焊接接头的性能取决于接头中的最薄弱区域，所以该区性能虽好，但却发挥不了作用。⑶不完全重结晶区（又称不完全正火区或部分相变区）指加热温度在Ac1～Ac3之间的区域，对低碳钢为750～900℃。该区母材中的全部珠光体和部分铁素体转变为晶粒比较细小的奥氏体，但仍保留部分铁素体。冷却时，奥氏体又转变为细小的铁素体和珠光体，而未溶入奥氏体的铁素体不发生转变，晶粒比较粗大，故冷却后的组织晶粒大小极不均匀，所以力学性能也不均匀，强度有所下降。⑷再结晶区指加热温度在450℃～Ac1之间的区域，对低碳钢为450～750℃。对于经过压力加工，即经过塑性变形的母材，晶粒发生破碎现象，在此温度区域内，再次变成完整的晶粒，称为再结晶。在本区域没有发生同素异构转变，组织没有变化，因此金属的力学性能变化不大，仅塑性稍有改善。对于焊前未经塑性变形的母材，本区不出现。26 什么是魏氏组织？它对焊接接头的性能有何影响？不易淬火钢焊接热影响区中的过热区，由于奥氏体晶粒长得非常粗大，这种粗大的奥氏体在较快的冷却速度下会形成一种特殊的过热组织，其组织特征为在一个粗大的奥氏体晶粒内会形成许多平行的铁素体针片，在铁素体针片之间的剩余奥氏体最后转变为珠光体，这种过热组织称为魏氏组织。魏氏组织不仅晶粒粗大，而且由于大量铁素体针片形成的脆弱面，使金属的韧性急剧下降，这是不易淬火钢焊接接头变脆的一个主要原因。魏氏组织的形成决定于过热区的过热程度，即金属在高温下停留的时间。手弧焊时，热影响区在高温下停留的时间较短，晶粒长大并不严重；而电渣焊时，热影响区在高温下停留的时间很长，晶粒严重长大。因此，电渣焊就比手弧焊容易出现粗大的魏氏组织。对于同一种焊接方法，施焊时采用的线能量越大，高温下停留的时间越长，过热越严重，奥氏体晶粒长得越粗大，越容易得到魏氏组织，焊接接头的性能就越差，这是低碳钢焊接时引起热影响区性能变坏的一个主要问题。27 试述易淬火钢的焊接热影响区特点。易淬火钢包括碳钢（35、40、45、50钢）、低碳调质高强钢（ωC㈠≤0.25%）、中碳调质高强钢（ωC为0.25%～0.45%）、耐热钢和低温钢，其热影响区在焊接空冷条件下也能得到马氏组织，处于淬火状态。如果母材焊前处于退火状态，则焊后热影响区的组织可分为完全淬火区和不完全淬火区两个区段，如果母材焊前处于淬火状态，则还会形成一个回火区。⑴完全淬火区指加热温度超过Ac3以上的区段，焊后奥氏体全部转变为马氏体，包括了相当于低碳钢焊接热影响区中的过热区和重结晶区。该区由于存在淬火组织，所以强度和硬度增高，塑性和韧性下降，并且容易产生冷裂纹。⑵不完全淬火区指加热温度在Ac1～Ac3之间的区段，焊后奥氏体转变为马氏体，原铁素体保持不变，仅有不同程度的长大，最后形成马氏体-铁素体的组织。该区段的组织和性能很不均匀，塑性和韧性下降。⑶回火区如果母材焊前处于淬火状态，则在温度低于Ac1的区段，会发生程度不同的回火过程，称为回火区。回火区的硬度下降、塑性增高。28 试述异种钢焊接热影响区碳的扩散及其影响。异种钢焊接时，母材成分与焊缝成分相差较大，碳会从母材向焊缝扩散，在母材熔合线附近形成一个1～2个晶粒宽度的“脱碳层”，在焊缝一侧相应地出现一个“增碳层”。促使碳由母材向焊缝扩散的因素有：当焊缝为液态时，由于碳在液态金属中的深解度大于固体金属，故促使碳由熔合线附近的母材金属向焊缝扩散迁移。1）加热温度和时间对碳的扩散影响很大。在Q235-A和Cr25Ni13的异种钢接头中，当加热到350℃才开始发现有脱碳层，当加热到高于550℃时，脱碳层才显著，超过600℃后更为严重，特别是在800℃时。Q235-A和Cr25Ni13异种钢焊接时，加热温度和时间对脱碳层宽度（B）的影响，见图8。因此，单道焊时一般不易形成碳的扩散层，通常是在接头经焊后热处理或高温长期工作时才明显。碳扩散层是异种钢焊接接头中的薄弱环节，它对接头的常温和高温瞬时力学性能影响不大，但将降低接头的高温持久强度，一般要降低10%～20%左右。29 焊接熔池结晶过程中会产生哪些缺陷？产生的缺陷有：⑴结晶裂纹（凝固裂纹）焊接熔池结晶过程中，金属收缩产生的拉应力，将晶界上的低熔点共晶液膜拉开导致产生结晶裂纹。结晶裂纹主要发生在含杂质较多的钢、单相奥氏体钢、镍基合金、铝合金、钼合金等的焊缝金属中。⑵气孔高温下焊接熔池中熔解了大量的氢、氧、氮，在快速冷却过程中，这些气体来不及逸出，而留在焊缝金属中（内部或表面）形成穴孔。⑶夹渣焊接熔渣残留在焊缝金属中的现象。⑷偏析由于焊接熔池结晶速度较快，形成焊缝中化学元素的分布不均匀，产生偏析现象.

篇2：涂层电子束重熔对裂纹的影响及控制

涂层电子束重熔对裂纹的影响及控制

由于涂层电子束重熔技术自身的特点,涂层重熔处理后材料表面极易形成裂纹,已成为阻碍电子束重熔技术工业化应用的主要障碍之一.为解决此问题, 加快推动涂层电子束重熔技术的.工业化应用,本文综述了国内外涂层电子束重熔的研究进展,着重介绍了涂层电子束重熔裂纹的产生机理及防治措施,并针对目前涂层电子束重熔技术面临的问题提出了解决途径.

作者：于斌靳庆臣何俊刘志栋程彬王祥龙 Yu Bin Jin Qingchen He Jun Liu Zhidong Cheng Bin Wang Xianglong 作者单位：兰州空间技术物理研究所,兰州,730000 刊名：航天制造技术英文刊名：AEROSPACE MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(4) 分类号：V4 关键词：涂层电子束重熔裂纹残余应力温度梯度

篇3：低功率激光-TIG电弧复合焊接不锈钢熔深研究

低功率激光-TIG电弧复合焊接不锈钢熔深研究

建立了一套低功率YAG脉冲激光-TIG电弧复合热源焊接系统,并用本系统对不锈钢1Cr18Ni9Ti进行焊接.研究了3种热源作用下不锈钢的焊缝熔深.通过引入焊缝有效热输入概念,对复合热源影响熔深的机理进行了分析.

作者：樊艳峰刘金合罗晓娜徐韦锋作者单位：西北工业大学刊名：航空制造技术 ISTIC英文刊名：AERONAUTICAL MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(22) 分类号：V2 关键词：低功率激光-TIG电弧复合热源不锈钢热输入熔深

篇4：铝合金与不锈钢异种金属管TIG熔钎焊接研究

铝合金与不锈钢异种金属管TIG熔钎焊接研究

采用铝硅共晶焊丝对铝合金/不锈钢异种金属管进行了TIG熔钎焊接实验,研究了镀Zn层的挥发对接头性能的影响,分析了接头微观组织,测试了接头力学性能.研究结果表明,不锈钢表面镀Zn层能够增强液态钎料在钢表面润湿铺展及防止金属间化合物生成的'作用,在多道焊过程中镀Zn层过热挥发失去了对钢表面的保护,在界面生成脆性的金属间化合物,并且Zn的挥发在接头中形成气孔缺陷;不锈钢界面层上部镀Zn层熔化严重,液态钎料对不锈钢产生溶蚀作用,Fe元素通过镀Zn层向液态AI-Si熔池中扩散,形成了枝晶状的AI-Fe金属间化合物,在界面层也生成了金属间化合物层,不锈钢界面层下部镀Zn层完整,起到了良好的保护作用;拉伸试件断裂于不锈钢与焊缝的界面处,接头为整体脆性断裂,抗拉强度达到105MPa.

作者：林三宝宋建岭杨春利马广超作者单位：哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室刊名：航天制造技术英文刊名：AEROSPACE MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)：2008 “”(2) 分类号：V4 关键词：铝/钢异种金属管 TIG熔钎焊 AI-Si焊金相组织

篇5：高压管道焊接工艺和质量控制研究论文

高压管道焊接工艺和质量控制研究论文

焊接施工是316LMod高压管道安装的重要步骤，焊接过程中由于各种原因，焊缝中可能会出现夹渣、气孔，焊接接头性能质变等问题，影响高压管道的安全。焊接工作中要严格按照工程的实际质量需求编制焊接工艺规程，做好质量控制工作，保证高压管道的安全运行。

1316LMod材料的性能及焊接特点

1.1316LMod材料性能。316LMod是一种强腐蚀不锈钢材料，主要由碳、氮、锰、镍等几种奥氏体形成元素，硅、铬、钼等几种铁素体形成元素以及铁元素组成。常温情况下，316LMod的抗拉强度超过530MPa，屈服强度超过255MPa，50~400℃条件下，316LMod的抗拉强度在530~420MPa左右，屈服强度在145~240MPa左右。尿素生产过程中会产生大量的甲胺溶液、液氨等，高温高压环境下，甲胺溶液对于不锈钢具有极强的晶间腐蚀性，因此，一般的不锈钢材料并不能用于尿素行业。316LMod材料含碳量极低，抗晶间腐蚀能力强，因此在尿素行业中，经常会利用这种材料焊接高压管道。1.2316LMod材料焊接特点。316LMod高压管道的热导率比较小，线膨胀系数比较大，如果选择一般的焊接方法，焊接过程中很容易产生焊接变形，出现晶界贫Cr现象，使得钢材的抗腐蚀性降低。因此316LMod高压管道焊接的方法比较特殊，焊接过程中不需要进行预热，层间温度必须要低于60℃，且焊接接头的冷却速度应尽量的快，为了避免焊条中各种合金元素烧毁，最好选择短弧焊接方式。另外，316LMod管道焊缝中柱状晶体具有很强的方向性，焊接过程中很容易出现低熔点共晶体偏析的现象。因此，316LMod高压管道的焊接方法比较特殊。

2316LMod高压管道焊接技术

2.1焊接工艺方法。就目前来说316LMod管道常用的焊接方法由氩电联焊、钨极氩弧焊等焊接方法。实际的焊接施工之中，现场工作人员需要根据高压管道的管径以及壁厚情况，选择不同的焊接方法。比如，高压管道管径壁厚6mm时，可以选择钨极氩弧焊方式，当高压管道的管径壁厚超过6mm时，可以采用钨极氩弧焊打底焊，利用焊条电弧焊方式填充。2.2焊接工艺参数选择。实际的焊接工作中，通常情况下，选择JQ.HOOCr19Ni12Mo2准1.6mm焊丝即可，焊接电流控制在60~80A，直流正接，焊接电压控制在12~15V左右。焊条主要由CHS022准2.5mm焊条、CHS022准3.2mm焊条以及CHS022准4.0mm焊条等几种，利用不同焊条焊接时，焊接电流、电压、焊接速度都有一定的区别。2.3坡口加工及组对要求。316LMod管道切割时可以选择无齿锯、机械切割等切割方法，一般情况下，需要根据具体的工艺要求，合理选择坡口角度、焊接透度，尤其316LMod高压管道具有管壁厚、热膨胀系数大、导热系数小等特征，坡口选择不当，很容易导致焊接变形问题，一般将坡口角度控制在40°~55°左右较好，坡口倾角最好呈U字型，底部向上缓慢减小，坡口的间隙控制在2.0~2.5mm左右。焊接之前，作业人员要能够利用角磨机将基层焊缝坡口及两侧的锈迹、油污等清理干净，并使用酒精、丙酮等物质将坡口边缘焊接区以及离边缘10mmzu左右的相邻区域清洗干净。坡口加工过程中，要边浇水边加工，水中的氯离子含量需要控制在25mg/L以下，为了保证坡口表面平整光滑，没有毛刺、裂缝等缺陷，需要对坡口进行修磨。同时，焊接过程中保证接焊口组对内壁平齐，内壁错边量小于壁厚十分之一，不超过0.5mm，外壁错边量不超过2.0mm，焊接组对准确性高。2.4316LMod高压管道定位焊。坡口及组对处理完成之后，对坡口进行全面细致的检查，确定没有质量问题之后，可以进行定位焊。定位焊是整个高压管道焊接施工的重要组成部分，定位焊的焊接长度、高度需要根据管道的实际情况进行确定。定位焊要保证焊接没有起泡、裂纹、夹渣等缺陷，为了避免正式焊接过程中，焊接部位无法融合，定位焊起弧及收尾时要做到圆滑过渡。2.5充氩保护316LMod高压管道焊丝打底焊时需要进行充氩保护，采用氩弧焊焊接方式时，需要利用氩气进行管内连续保护，直到两层焊道完成之后方可停止。充氩保护的效果通过焊接接头的颜色进行判断，一般情况下，焊接接头呈现银白色，说明充氩保护效果较好。

3316Lmod管道焊接质量控制

为了保证316Lmod高压管道的焊接质量，焊接施工过程中需要严格按照相关的工艺要求开展焊接工作，加强质量检查，及时发现焊接过程中存在的各种缺陷，制定完善的处理方案，避免焊接工作影响到管道的质量。焊接完成之后必须要及时进行焊接检验。焊接检验内容与管道的管径、壁厚等密切相关，管径壁厚不同，焊接检验的内容也存在一定的区别。当管径小于等于40mm，壁厚小于等于5mm时，焊接检验的内容主要包括外观检验、液体渗透检验、铁素体含量检验几部分。当高压管道管径超过40mm，壁厚大于5mm时，焊接工作分步完成，相应的，焊接检验工作也分步进行。打底焊及第一层填充焊完成之后，进行液体渗透检验、外观检验以及铁素体含量检验，检验结果合格，焊缝没有出现夹渣、裂缝等缺陷后，利用丙酮将坡口表面清理干净，然后进行第二层焊接工作。第二层焊接完成之后，实施渗透检验，如果没有缺陷，利用100%射线探伤方式再次检验。最终焊接完成之后，对整个管道安装工程进行渗透检验、外观检验及100%射线检验，必须要保证管道的安全性。渗透检验过程中，可以选用溶剂去除型着色渗透法，溶剂悬浮显示剂中的.有机溶剂渗透能力非常好，显像灵敏度比较高，选择这种溶剂进行检验效果较好。液体渗透检验过程中，管道表面的温度应控制在15~50℃左右，为了保证溶液能够比较彻底的渗透进管道缺陷之中，渗透时间应控制在15min以上。铁素体含量检验时可以选择探头式测量仪器进行，一般情况下，316Lmod高压管道中最大铁素体含量不得超过0.6%。检验过程中以此为标准对管道的合格性进行判断。检验之前，首先需要利用丙酮溶液将检验探头、校验试件、焊缝等清洗干净，保证表面没有油脂、锈迹等污染物质出现，从而保证检验的精度。检验过程中，为了保证探头没有被污染，确保检验结果的精确度，工作人员需要时常清洗。如果发现检验点铁素体含量超标，需要利用砂轮片、丙酮打磨清洗处理之后再次检验，如果依然不合格，需要核对母材、焊材铁素体检验报告，检查是否存在不准确的地方。或者对焊材的使用过程进行检查，及时发现操作不当的地方，予以修复处理。休氏实验检验是评定焊接试件质量的重要方法，具体的操作过程中，现场工作人员必须要严格按照CWCEC工程设计标准8-A10S-95选择试板位置、尺寸，按照一定的要求将焊接工艺评定试件送到对应的实验室之中，由专业的实验人员开展实验过程。整个实验一共经历5个沸腾周期实验，每一个沸腾周期为48h，如果每个周期内试件的腐蚀平均值不超过3.3um，就说明该材料质量合格，满足工程需要。

4结语

316LMod高压管道的焊接对于尿素生产企业有着十分重要的影响，实际的焊接施工过程中必须要加强焊接质量控制工作。焊接施工之前，结合工程的实际情况选择恰当的焊接技术，焊接施工中严格执行相关的工艺规范，将焊接工艺与现场施工控制工作有效结合起来，因此，焊接单位必须要加强焊接全过程的质量控制，严格控制焊接作业流程，规范工人作业行为，并大力加强对焊接作业的全程质量监督和控制，从而更好的确保压力管道焊接项目的质量和水平。从整体层面把握焊接工作，确保焊接质量符合高压管道安装施工标准要求，保证管道安全有效运行。

参考文献：

[1]谢兰贺.石油化工管道焊接工艺与质量控制对策探究[J].化工管理，(06).

[2]韩海英，,徐立泉，董海洋.316Lmod管道焊接技术与质量控制[J].石油工程建设，(05).

[3]多洁才仁.化工金属管道焊接施工质量控制要点[J].中国石油和化工标准与质量，2016(21).

篇6：树脂膜熔渗工艺用FRP模具的设计与制备

树脂膜熔渗工艺用FRP模具的设计与制备

通过模具材料的`选择、分型和模具中加热装置的合理设计,制备出树脂膜熔渗工艺(RFI)实验用FRP模具.实验发现:自带加热系统可将模具和产品加热到110℃以上,模具可在85℃左右长期工作,并初步探索了RFI工艺参数,制备出了性能优异的板材.为制备大型RFI工艺用FRP模具提供了依据.

作者：陈书华刘钧曾竟成 Chen Shuhua Liu Jun Zeng Jingcheng 作者单位：国防科技大学航天与材料工程学院,长沙,410073 刊名：宇航材料工艺 ISTIC PKU英文刊名：AEROSPACE MATERIALS & TECHNOLOGY 年，卷(期)：2006 36(1) 分类号：V25 关键词：树脂膜熔渗工艺 FRP模具设计