焊接基础知识培训课件

焊接知识主要内容1、焊接术语简介2、焊接热循环的特征3、焊接接头的组成及分布特征4、焊接接头的组织和性能5、焊接裂纹的形成及其特征主要内容6、焊接接头的失效问题7、焊接检验8、新材料的焊接工艺要点9、焊接标准一、焊接术语1、焊接通过加热或加压，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方法。2、焊接接头两个或两个以上零件用焊接方法组合的接点。一、焊接术语3、焊缝焊件经焊接后所形成的结合部分。4、热影响区焊接过程中材料因受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。5、母材金属被焊金属材料的统称。一、焊接术语6、焊接方法指特定的焊接方法，其含义包括该方法涉及的冶金、电、物理、化学、力学原则等内容。（电弧焊：气体保护焊、手工电弧焊、埋弧焊等；压力焊：扩散焊、摩擦焊、电阻焊、爆炸焊等）7、焊接材料焊接时所消耗的材料（主要包括焊条、焊丝、焊剂、气体等）的通称。一、焊接术语8、焊接工艺制造焊件所有关的加工方法和实施要求。包括焊前准备、材料选用、焊接方法选定、焊接参数、操作要求等。二、焊接热循环的特征1、焊接热循环的特征（1）加热温度高，过热区接近Ts（2）加热速度快，60～1000℃/s（3）高温停留时间短（4）冷却速度快焊接热循环示意图1350℃1100℃800℃500℃tht8/5三、焊接接头的组成及分布特征1、焊接接头的组成焊接接头由焊缝＋熔合区＋热影响区组成2、焊缝母材金属和填充金属在焊接热源的作用下熔化而形成熔池，热源离开后熔池中的液态金属便冷却而凝固，形成焊缝。3、熔合区（不完全熔化区）熔合区是焊接接头中焊缝与母材交接的过渡区域。熔合区是焊接接头中最复杂的一个区域。熔合区的宽度一般只有0.1～0.5mm。等轴晶柱状晶4、热影响区过热区相变重结晶区不完全重结晶区余高热影响区的构成及其界域一般HAZ：TS～TCRTS——固相线温度TCR——连续加热转变的重结晶温度(1)低碳钢：TCR≈AC1(2)中、高碳钢及合金钢淬火态：HAZ：TS～低温回火温度回火态：HAZ：TS～供货状态回火温度热影响区中各区的划分不易淬火钢（1）过热区TS～1100℃（2）相变重结晶区1100℃～AC3（3）不完全重结晶区AC3～AC1易淬火钢（1）淬火区TS～AC3（2）部分淬火区AC3～AC1（3）回火区AC1～T回火四、焊接接头的组织和性能1、焊缝的组织和性能（1）两次结晶过程一次结晶：液态－固态二次结晶：固态相变（2）偏析问题：在一次结晶中产生（3）二次结晶与冷却速度二次结晶的组织与冷却速度密切相关，冷却速度越快，低温转变的组织比例越大。（4）不同材料焊缝的典型组织和性能①低碳钢和低合金钢组织：铁素体＋珠光体性能：强度较低，塑性、韧性高②耐热钢（含Cr5％）组织：珠光体＋部分淬硬组织性能：强度高于①，但塑性、韧性比①差；一定的高温强度③耐热钢（含Cr5％～12％）组织：贝氏体或马氏体性能：强度高，塑性、韧性一般偏低；较高的高温强度④奥氏体钢组织：奥氏体（＋少量铁素体）性能：强度较低，塑性、韧性高；较高的高温强度和抗氧化性2、熔合区的组织和性能（1）熔合区金属处于局部熔化状态，晶粒十分粗大，化学成分及组织都极不均匀，冷却后的组织属于过热组织。（2）塑性、韧性差。熔合区附近往往是产生裂纹和局部脆性破坏的发源地。3、热影响区的典型组织和性能（1）不易淬火钢①过热区（粗晶区）晶粒粗大。强度、硬度高，塑性、韧性差。②正火区（细晶区）晶粒细小。综合性能好。③部分相变区晶粒粗细不均，性能较差。（2）易淬火钢①淬火区（过热＋正火）马氏体，粗大＋细小。强度、硬度高，塑性、韧性差。②部分淬火区（部分相变）晶粒粗细不均，铁素体＋细小马氏体。塑性、韧性下降。③回火区（AC1～T回火）回火区的大小与母材的供货状态有关，回火程度与在焊接接头中所处位置有关。五、焊接裂纹的形成及其特征咬边焊瘤凹坑未焊满烧穿a、b)焊缝超高c)表面粗糙d)错边e)塌陷f)表面气孔g)弧坑缩孔气孔夹渣未焊透未熔合五、焊接裂纹的形成及其特征1、焊接裂纹的分类——五大类（1）热裂纹（2）冷裂纹（3）再热裂纹（4）层装撕裂（5）应力腐蚀裂纹1)焊缝上纵向裂纹2)焊缝上横向裂纹3)热影响区纵向裂纹4)热影响区横向裂纹5)弧坑裂纹6)焊道下裂纹7)焊缝内晶间裂纹8)层状撕裂9)焊趾裂纹10)焊缝根部裂纹2、焊接裂纹的一般特征及产生原因（1）热裂纹高温下产生，沿奥氏体晶界开裂；位置：焊缝和热影响区的近缝区。①结晶裂纹位置：焊缝中心，一般会形成肉眼可见的宏观裂纹。原因：a)杂质被排挤到晶界部位并富集，形成低熔点共晶物的液膜；b)拉伸应力。（1）热裂纹②近缝区液化裂纹位置：热影响区的过热区，尺寸很小，有时不在表面。原因：a)晶界低熔点共晶物重新熔化，形成局部微小的液膜；b)拉伸应力。（2）冷裂纹焊后冷却到较低温度下产生。位置：主要产生于低合金钢、中合金钢、中碳钢和高碳钢的热影响区，有时也出现在焊缝中，沿晶或穿晶开裂，往往伴随有二次裂纹。对于低合金高强度钢，一般在Ms点附近或更低温度下产生。延迟裂纹是冷裂纹的一种最典型的形态。（2）冷裂纹①延迟裂纹位置：焊缝根部、焊道下、焊趾。原因——冷裂三因素：a)钢种的淬硬倾向；b)扩散氢的含量及其分布；c)焊接接头的应力状态。②淬硬脆化裂纹主要产生于含碳量较高的中碳钢和马氏体不锈钢等原因：淬硬，形成脆化组织，抗裂性差。基本与扩散氢的含量无关。（3）再热裂纹焊后热处理或高温服役中产生。位置：主要产生于合金钢的热影响区的过热区。特征：①沿晶开裂；②与温度和时间相关，有一个敏感温度区，大约在550～750℃之间。③含有一定沉淀强化元素的金属才有再热裂纹敏感性。Cr、Mo、V、Nb、Ti等产生原因：焊接后的二次加热过程中，在焊接残余应力的作用下，由于晶内强化，塑性变形主要由晶界金属来承担，当变形量超过了其塑性储备时，就会在晶界形成微裂纹，成为裂纹源，随着应力的释放、塑性变形的增大，裂纹扩展连通，逐步形成宏观裂纹。（4）层状撕裂低温开裂，产生于厚壁结构的T型接头、十字接头、角接接头。位置：主要产生于厚板内部。特征：沿晶或穿晶开裂，裂纹平行于板材的轧制方向，呈阶梯形分布；轧制过程中形成了平行于轧制方向的非金属带状夹杂物，焊接时产生了基本垂直于板平面的Z向应力——形成条件。（5）应力腐蚀裂纹一种在腐蚀介质和拉伸应力共同作用下产生的延迟破坏现象。位置：奥氏体不锈钢的热影响区特征：形同枯干的树枝，从表面向深处发展，大多数属于晶间开裂，有比较典型的脆性断口。对介质敏感的钢材、腐蚀介质、拉伸应力三者共存且达到临界值——产生条件。钢材腐蚀介质拉伸应力六、焊接接头的失效1、焊接缺陷造成的失效2、应力造成的失效3、异种钢接头的早期失效4、腐蚀失效七、焊接检验1、常用检验方法射线、超声波、磁粉、渗透、涡流、硬度、金相、光谱、力学性能，等等2、检验方法的合理选用——根据具体问题有针对性地选择检验方法3、针对新材料的检验应更加严格要求，应注重对缺陷性质的判断4、高合金钢的光谱分析八、新材料的焊接工艺要点P91、P92、P122、super304、TP347HFG等新材料的焊接应注意其特殊性1、P91的焊接（DL/T869附录F）（1）预热：氩弧焊150～200℃电弧焊200～250℃（2）层间温度：≤300℃（3）焊后热处理：750～770℃（4）焊接热输入量——小150~200℃GTAWSMAW200~250℃80~100℃1~2h760±10℃300℃温度（℃）时间（h）2、奥氏体不锈钢的焊接Super304H或TP347HFG钢的焊接技术难点：（1）焊接接头有应200力腐蚀裂纹倾向；（2）焊缝接头有热裂纹倾向；（3）焊接接头的时效和σ相脆化；（4）大量的异种钢焊接问题；解决思路：小热输入量焊接九、焊接标准火力发电厂焊接技术规程DL/T869-2012焊接工艺评定规程DL/T868-2004焊工技术考核规程DL/T679-2012火力发电厂焊接热处理技术规程DL/T819-2010火力发电厂异种钢焊接技术规程DL/T752-2010火力发电厂锅炉汽包焊接修复技术导则DL/T734-2000汽轮机铸钢件补焊技术导则DL/T753-2001《焊规》的组成《焊规》由前言、9章和7个附录组成。正文包括范围、规范性引用文件、一般规定、坡口制备及组对要求、焊接工艺、质量检验、质量标准、焊接修复、焊接技术文件等方面的内容。7个附录中，附录A、B、C、D、G为资料性附录，附录E、F为规范性附录。谢谢复习题1、焊接裂纹的分类2、焊接热影响区3、延迟裂纹产生的原因4、P91钢的焊接工艺要点