材料焊接性总结

第一篇：材料焊接性总结

第二章： 1.金属焊接性：

金属能否适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性。它的内涵：1）是否适合焊接加工 2）焊后使用可靠性

2.金属的焊接性的分析方法:

（一）从金属特性分析金属焊接性

1、利用金属本身的化学成分分析

（1）碳当量法:指将各种元素按相当于若干含碳量折合并叠加起来求得所谓碳当量，用其来估计冷裂倾向的大小。CE=C+Mn/6+Ni+Cu/15+Cr+Mo+V/

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

3、利用金属本身的化学性能分析

4、利用合金相图分析

（二）从焊接工艺条件分析焊接性:

1、热源特点

2、保护方法

3、热循环控制

4、其他工艺因素 3.焊接性试验的内容:

（一）焊缝金属抗热裂的能力

（二）焊缝及热影响区金属抗冷裂纹的能力

（三）焊接接头抗脆性转变的能力

（四）焊接接头的使用性能 4.常用焊接性试验方法:

（一）斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。(二)插销试验: 此法是测定钢材焊接热影响区冷裂纹敏感性的一种定量试验方法。测定加载16~24 h而不断裂的最大应力σcr

（三）压板对接焊接裂纹试验法

（四）可调拘束裂纹试验 第三章：

※热轧及正火钢

1、热轧钢 供货状态：热轧态 性能特点：强度最低 σs294～392MPa，具有满意的综合力学性能和加工工艺性能，价格便宜 成分特点：热轧钢属于C-Mn 或 Mn-Si系的钢种，有时用一些V、Nb等代替部分Mn。基本成分：C≤0.2%,Si≤0.55,Mn≤1.5%

强化机制：主要以固溶强化为主

典型钢种：Q345(16Mn)、14MnNb、Q294(09MnV)

2、正火钢（1)正火态供货的钢性能特点：最低强度σs343～450MPa，具有比热轧钢更高的强度和塑韧性成分特点：0.15～0.2%C，在C-Mn、Mn-Si系的基础上加入一些碳化物和氮化物生成元素V、N b、Ti等强化机制：在固溶强化的基础上，通过沉淀强化和细化晶粒来进一步提高强度和保证韧性 典型钢种：Q390(15MnTi、15MnVN)等。（2)正火＋回火态供货的钢 性能特点：最低强度σs490MPa。具有比正火态钢更好的强度和中温性能成分特点：Mn-Mo系列低碳低合金钢，0.15～0.2%C，在C-Mn、Mn-Si系的基础上加入Mo、Nb等

强化机制：在固溶强化的基础上，通过沉淀强化和细化晶粒来进一步提高强度和保证韧性,同时还需通过回火改善韧性

典型钢种：Q490(18MnMoNb)、14MnMoV、（3)微合金控轧钢

性能特点：在控轧状态可以达到正火状态的质量，具有高强、高韧和良好的焊接性能成分特点：在C-Mn基础加入微量Nb、V、Ti等，同时降C、降S.强化机制：多元微合金化＋控轧在固溶强化的基础上，通过细化晶粒+沉淀强化以及控扎改善夹杂物形态、分布，减少夹杂物数量（提高纯净度）典型钢种：X60、X65、X70、X80等 热轧、正火钢的焊接性分析

这类钢焊接性问题表现为焊接引起的各种缺陷，主要是各类裂纹；焊接时材料性能的变化，主要是脆化。

（一）热裂纹倾向

（二）冷裂纹

冷裂是这类钢焊接时的主要问题

淬硬组织是引起冷裂纹的决定因素，因此评价这类钢的冷裂敏感性可以通过分析淬硬倾向来进行。1.通过SHCCT图来评价2.通过碳当量分析3.通过HAZ最高硬度来评价。热轧钢的含碳量虽然不高，但含有少量的合金元素，因此这类钢的淬硬性比低碳钢大一些。正火钢的强度级别较高，合金元素的含量较多，与低碳钢相比，焊接性差别较大。18MnMoNb与15MnVN相比，前者的淬硬性高于后者，故冷裂敏感性也比较大。影响因素：淬硬组织，扩散氢含量，拘束度。

（三）再热裂纹

（四）层状撕裂

（五）热影响区的性能变化 在这类钢中热影响区的性能变化与所焊的钢材的类型和合金系统有很大关系热影响区主要性能变化是过热区的脆化问题，合金元素含量较低的钢中有时还会出现热应变脆化

热轧、正火钢的焊接工艺特点：

（一）焊接材料的选择需考虑两方面的问题：焊缝没有缺陷；满足使用性能要求。

1．选择相应强度级别的焊接材料（等强原则）

2.必须考虑熔合比和冷却速度的影响

3.同时考虑对焊缝金属的使用性能提出的特殊要求

（二）焊接工艺参数的确定

1.焊接方法无特殊要求

2.焊接线能量的选择 主要取决于过热区的脆化和冷裂两个因素 1）.焊接含碳量较低的热轧钢及正火钢时，因淬硬倾向较小，从过热区的塑性和韧性出发，线能量偏小些更有利（可避免粗晶脆化及碳化物过热溶解）2）焊接含碳量较高的热轧钢时，因淬硬倾向增加及冷裂倾向增加，故宁可选线能量大些.3）对于含碳量和合金元素较高的正火钢，因淬硬倾向大，线能小易引起冷裂，线能大则易引起脆化，故一般采用小线能量+预热更合理.3.预热 作用：

防冷裂，改善韧性。预热温度的选择与材料的淬硬倾向、焊接时的冷却速度、拘束度、含氢量、焊后是否进行热处理有关4.焊后热处理 一般情况下，热轧和正火钢焊后不需要热处理要求抗应力腐蚀的焊接结构、低温下使用的焊接结构及厚壁高压容器，焊后需要进行消除应力的高温回火。

※低碳调质钢

一、低碳调质钢典型钢种成分及性能

强化机制： 热处理组织强化，固溶强化，位错强 性能：σs一般为441～980MPa；良好的综合性能和焊接性。成分: C≤0.22%，添加Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Ti、Zr、Cu等合金元素保证足够的淬透性和抗回火性。典型钢种：HY80、HY130、A517J、T-

1、14MnMoNbB、CF钢。

二、低碳调质钢的焊接性分析

（一）焊缝中的热裂纹

（二）热影响区液化裂纹

（三）冷裂纹

低碳调质钢的焊缝组织为强度高韧性好的低碳马氏体和部分下贝氏体的混合组织，虽具有较大的淬硬倾向，但在马氏体转变的过程中有自回火，故冷裂倾向并不一定很大（关键是马氏体转变时的冷却速度）。如果速度很快，冷裂倾向较大。

（四）再热裂纹

（五）层状撕裂

（六）1、过热区的脆化

2、焊接热影响区的软化

三、低碳调质钢的焊接工艺特点

这类钢焊接时还是应注意防裂 和防脆 两个基本问题，另外还应注意热影响区软化问题：防裂：

要求在马氏体转变时的冷却速度不能太大，使马氏体有一自回火的作用，以免冷裂纹的产生；防脆：

要求在800～500℃之间的冷却速度大于产生脆性混合组织的临界速度。防软化：采用小线能量

（一）焊接方法和焊接材料的选择

1、焊接方法的选择

2、焊接材料的选择

（二）焊接工艺参数的选择

冷却速度的范围选择：最大冷速（上限）取决于不产生冷裂纹

最小冷速（下限）取决于热影响区不出现脆化的混合组织。正确选择线能量和预热是保证不出现裂纹和脆化的关键。

1、焊接线能量的确定

从保证不出现裂纹的角度出发，在满足热影响区的韧性的条件下，线能量应尽可能选择大一些。但从考虑脆化和软化角度，线能量又要求尽量低一些。故实际选择时，一般先通过实践从考虑脆化和软化角度，来确定一种钢最大允许的线能量，然后依据该线能量下钢的冷裂倾向决定是否预热及预热温度。

2、预热温度的确定（1）如果采用最小冷速还是不能避免冷裂，则必须采用预热。（2）预热的目的是为了防止冷裂纹，焊接低碳调质钢时采用较低的预热温度（≤200℃）。预热主要希望能降低马氏体转变时的冷却速度，通过马氏体的自回火作用来提高抗裂性。

3、焊后热处理的确定 这类钢的低碳马氏体和下贝氏体组织能保证焊接热影响区在快冷条件下具有高的强度和韧性，焊后热处理并不能提高这类钢的强韧性，一般情况下不采取消除应力的焊后热处理。※中碳调质钢

一、中碳调质钢成分及性能及典型钢种

性能特点： 这类钢的σs高达880~1176MPa，其特点是高的比强和高硬度，这类钢的淬透大因此焊接性差，要求焊接工艺非常复杂，焊后必须通过调质处理保证接头性能成分特点：含碳量通常为0.25%~0.45%，S,P控制更为严格强化机制：

合金元素的作用： 淬透性和抗回火作用

马氏体的强度和硬度主要还是取决于含碳量

典型钢种：（1）40Cr

（2）35CrMo A和35CrMoVA

（3）30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A、40CrMnSiMoVA

二、中碳调质钢的焊接性分析

（一）焊缝中的热裂纹

中碳调质钢含碳量及合金元素含量都较高，因此液-固相区间大，偏析也更严重，具有较大的热裂纹倾向。

（二）冷裂纹 中碳调质钢由于含碳量高，加入的合金元素多，淬硬倾向明显；

由于M s点低，在低温下形成的马氏体一般难以产生自回火效应，冷裂倾向严重。

（三）再热裂纹

（四）热影响区的性能变化

1、过热区的脆化（1）中碳调质钢由于含碳量高，加入的合金元素多，有相当大的淬硬性，因而在焊接过热区内容易产生硬脆的高碳马氏体，冷却速度越大，生成的高碳马氏体越多，脆化倾向越严重。（2）即使大线能量也难以避免高碳M出现，反而会使M更粗大，更脆。（3）一般采用小线能量，同时预热、缓冷和后热措施改善过热区性能。

2、热影响区软化 焊后不能进行调质处理时，需要考虑热影响区软化问题。调质钢的强度级别越高，软化问题越严重。软化程度和软化区的宽度与焊接线能量、焊接方法有很大关系。热源越集中的焊接方法，对减小软化越有利。

三、中碳调质钢的焊接工艺特点

（1）中碳调质钢一般在退火状态下焊接，焊后通过整体调质处理才能获得性能满足要求的均匀焊接接头。(2)时必须在调质后进行焊接时，热影响区性能恶化往往难以解决。(3)焊前所处的状态决定了焊接时出现问题的性质和采取的工艺措施。

（一）退火状态下焊接时的工艺特点在退火状态下焊接，焊后再进行整体调质，这是一种比较合理的工艺方案。所要解决的问题主要是焊接过程的裂纹问题。1.焊接方法没有限制，常用的焊接方法都可以采用。2.选择焊接材料时，除了要求不产生冷、热裂纹外，还要求焊缝金属的调质处理规范应与母材的一致（等成分原则）。因此焊缝金属的主要合金组成应尽量与母材相似，对能引起焊缝热裂倾向和促使金属脆化的元素（C、Si、S、P等）加以严格控制。3.工艺参数的确定主要保证在调质处理前不出现裂纹，接头性能由焊后热处理来保证。因此可以采用高的预热温度（200℃～350℃）和层间温度。焊后来不及立即调质处理时，必须进行一次中间热处理，即焊后在等于或高于预热温度下保持一段时间。

（二）调质状态下焊接时的工艺特点

必须在调质处理状态下焊接时，出现的主要问题是：裂纹；高碳马氏体引起的硬化和脆化；高温回火区软化引起的强度下降。1.焊接工艺参数的确定主要从防止冷裂纹和避免软化出发。2.为了消除过热区的淬硬组织和防止延迟裂纹的产生，必须正确选择预热温度，并应焊后及时进行回火处理。预热温度、层间温度中间热处理温度和焊后热处理温度控制在比母材淬火后的回火温度低50℃。3.为了减少热影响区的软化，焊接方法应采用热量集中、密度大的方法，而且焊接线能量越小越好。气体保护焊较好特别是钨极氩弧焊4.从防止冷裂出发，焊接材料通常选择奥氏体的铬镍钢焊条或镍基焊条。※专用钢焊接的特殊要求

一、珠光体耐热钢焊接的特殊要求

性能：具有较好的抗氧化性和热强性，工作温度可高达600℃，具有良好的抗硫和氢腐蚀的能力。成分：低碳，以Cr-Mo为基，含Cr量一般为0.5%～9%（提高淬透性），含Mo量一般为0.5%或1%（抗回火脆性，抗回火软化）。还加入少量的V、W、Nb、Ti进一步提高热强性。典型钢种：12CrMo、10Cr2Mo1、12Cr9Mo

1（一）珠光体耐热钢的主要焊接性问题 主要问题是热影响区的脆化、冷裂纹、软化以及焊后热处理或高温长期使用中的再热裂纹、回火脆化

（二）珠光体耐热钢的焊接工艺特点

珠光体耐热钢一般在正火＋回火或淬火＋回火状态下焊接，焊后要进行高温回火处理。

1、常用焊接方法以手弧焊为主，气电焊、埋弧焊和电渣焊等也经常用。

2、选择焊接材料要保证焊缝性能同母材匹配焊缝应具有必要的热强性，其成分力求与母材相近。为了防止焊缝有较大的热裂倾向，焊缝含碳量比母材低一些。

3、正确选择预热温度和焊后回火温度要综合考虑裂纹（冷热）、热影响区脆化和软化问题

二、低温用钢焊接的特殊要求

性能要求： 具有抗低温脆化性能；保证在使用温度下具有足够的V型缺口夏比冲击韧度；成分特点： 通过细化晶粒和合金化（加Ni)、提高纯净度来提高低温韧性

常用低温钢类型： 低碳铝镇静钢、低合金高强钢、含Ni钢（～9%Ni）。

（一）低温钢的焊接工艺特点

1、严格控制焊接线能量

2、正确选择焊接材料由于对低温条件的要求不同，故针对不同类型的低温钢选择不同的焊接材料和不同的线能量。

三、低合金耐蚀钢焊接的特殊要求

（一）耐大气、海水腐蚀用钢的焊接特点

这类钢的合金特点主要以Cu、P为主，配合其它的合金元素如Mo、Si、Al、Nb、Ti、Zr等。典型钢种：16MnCu、10MnPNbRe、10NiCuP等。

（二）耐硫和硫化物腐蚀用钢的焊接特点1.钢种

耐硫和硫化物腐蚀用钢：5Cr-1/2Mo和9C r-Mo钢；奥氏体不锈钢及含Al钢（可分为含铝较低（<0.5%Al)的热轧钢，含Al1%左右的热轧钢；含Al2%～3%的正火钢等）。2.焊接性

对于含Al钢，第一类含Al低的耐蚀钢，具有较好的焊接性，基本可按16Mn的要求进行焊接；第二、三类含Al钢由于含Al较高，焊接性很差，焊接接头严重脆化，不宜用作焊接结构。对于Cr-Mo钢，同低合金耐热钢 第四章

※ 不锈钢

耐热钢的 概念 类型和特性．分类（1）按用途分

1、不锈钢

主要用于大气环境及有侵蚀性化学介质中使用，工作温度一般不超高500oC，要求耐蚀，对强度要求不高应用最广泛的有高Cr钢（如1Cr13、2Cr13）和Cr-Ni钢（如0Cr19Ni9、1Cr18Ni9Ti）或超低碳Cr-Ni钢（如00Cr25Ni2Mo、00Cr22Ni5MoN

2、抗氧化钢

高温下具有抗氧化能力，工作温度可达900~1100oC，对高温强度要求不高。常用的有高Cr钢（如1Cr17、1Cr25Si2）和Cr-Ni钢（如2Cr25Ni20、2Cr25Ni20Si2）

3、热强钢 高温下既要求有抗氧化能力，又要求有高温强度，工作温度可达600~800oC。广泛应用的有Cr-Ni钢（如1Cr18Ni9Ti、1Cr16Ni25Mo2、4Cr25Ni20、4 Cr25Ni34等）；以Cr12为基的多元合金化高Cr钢（如1Cr12MoWV）.（2）按组织分类

1、奥氏体钢

以高Cr-Ni钢最为典型。其中以1Cr18Ni9Ti为代表的系列简称18-8钢，；其中以25Cr-Ni20钢为代表的系列简称25-20钢，;还有25-35系列，如0Cr21Ni32、4Cr25Ni35、4Cr25Ni35Nb等。

2、铁素体钢

含铬为17%～30%的高铬钢。主要用作耐热钢，也可用作耐蚀钢，如1Cr171Cr25Si2。

3、马氏体钢

Cr13系列最为典型，如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17Ni12。以Cr12为基的1Cr12MoWV。

4、沉淀硬化钢

为通过时效强化处理以析出硬化相的高强钢，主要用做高强不锈钢。最典型的有马氏体沉淀硬化钢，如0Cr17Ni4Cu4Nb，简称17-7PH；半奥氏体+马氏体沉淀硬化钢，如0Cr17Ni7Al，简称17-7PH。

5、铁素体-奥氏体双相钢

钢中铁素体占60%～40%，奥氏体占40%～60%。具有极其优异的抗腐蚀性能。最典型的有18-5型、22-5型、25-5等

三、不锈钢及耐热钢的特性

（一）不锈钢的耐蚀性能

不锈钢的耐蚀性能的产生基于表面的钝化作用，在不同条件下可产生如下不同的腐蚀形式：

1、均匀腐蚀

2、点蚀

3、缝隙腐蚀

4、晶间腐蚀

在晶粒边界发生的有选择性的腐蚀现象。晶间腐蚀与晶界贫“铬”现象有关。对于18-8钢，固溶处理后再经450～850℃加热（敏化加热），Cr23C6或（FeCr)23C6（常写成M23C6）会沿晶界沉淀出，以至使晶界边界层的固溶含Cr量低于12%，即出现所谓的贫铬，在腐蚀介质中将会发生腐蚀。对于铁素体钢，由于碳在铁素体中扩散速度快，故快冷时就易析出M23C6，再次加热时就倒易使碳化物溶解，消除贫铬层。若钢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,因而不会产生贫铬现象.如钢中含有能形成稳定碳化物的元素Nb或Ti,并经稳定化处理(加热850℃×2h空冷),使之优先形成Nb或TiC,则不会再成Cr23C6,也不会产生贫铬现象.其它杂质的晶界偏析也易造成晶界（间）腐蚀.4。应力腐蚀（SCC)

（二）耐热钢的高温性能

1、抗氧化性

2、热强性

3、高温脆化

※奥氏体钢

一、奥氏体钢焊接性

（一）接头耐蚀性

1、晶间腐蚀有代表性的18-8钢焊接接头，有三个部位出现晶间腐蚀现象，包括焊缝区腐蚀、敏化区腐蚀、熔合区腐蚀。（1）焊缝区晶间腐蚀 防止焊缝区晶间腐蚀，采取措施有：①通过焊接材料，使焊缝金属或者成为超低碳情况，或含有足够的稳定化元素Nb，一般希望Nb≥8%或Nb≈1%； ②调整焊缝成分以获得一定的铁素体(δ)相。焊缝中δ相的作用：一是可以打乱单一γ相柱状晶的方向性，不致形成连续贫铬层；二是δ相富Cr，有良好的供Cr条件，可减少γ晶粒形成贫铬层。常希望焊缝中存在4%～12%的δ相。（2）HAZ敏化区晶间腐蚀①HAZ敏化区晶间腐蚀，指焊接热影响区中加热峰值温度处于敏化加热区间的部位所发生的晶间腐蚀② 只有普通18-8钢才会有敏化区存在，含Ti或Nb的18-8Ti或18-8Nb，以及超低碳的18-8钢，不易有敏化区出现。防止18-8钢敏化区腐蚀，在焊接工艺上应采取快速过程，以减少处于敏化加热去区间。（3）熔合区刀口腐蚀

在熔合区产生的晶间腐蚀，有如刀削切口形式，故称为“刀口腐蚀”。刀口腐蚀只发生在含Nb或含Ti的18-8Nb或18-8Ti钢的熔合区。其实质是因M23C6沉淀而形成贫铬层。18-8Ti在焊接时熔合区高温过热，大部分TiC溶解，冷却时，碳在晶界附近成为过饱和状态，再经过450～850℃中温加热，在晶界将发生M23C6沉淀而形成晶界贫铬。越靠近熔合线，贫铬越严重，因此形成“刀口腐蚀”。

2、应力腐蚀开裂SCC:

3、点蚀不锈钢的点蚀较难控制

二、奥氏体钢焊接接头热裂纹

奥氏体钢焊接时，在焊缝及近缝区都有可能产生热裂纹。最常见的是凝固裂纹，在近缝区的热裂纹是液化裂纹。

奥氏体钢焊接热裂纹的基本原因

1、奥氏体钢的导热系数小和线胀系数大，在焊接局部加热和冷却条件下，接头在冷却过程中可形成较大的拉应力。

2、奥氏体钢易于联生结晶形成方向性强的柱状晶的焊缝组织，有利于有害杂质偏析，而促使形成晶间液膜。

3、奥氏体钢及焊缝的合金组成复杂，不仅S、P、Sn、Sb之类会形成易溶液膜，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）热裂纹的防止措施

1．凝固模式

凝固裂纹最易产生于单相奥氏体（γ）组织焊缝中，如果为γ+δ双相组织，则不易产生凝固裂纹。凝固裂纹与凝固模式有直接关系。凝固模式首先指以何种初生相（γ或δ）开始结晶进行凝固过程，其次是指以何种相完成凝固过程。影响热裂倾向的关键是决定凝固模式的Creq/Nieq比值。18-8系列的奥氏体钢，因Creq/Nieq处于1.5～2.0之间,一般不会轻易产生热裂纹;而25-20系列奥氏体钢,因Creq/Nieq＜1.5含镍量越高,其比值越小，以具有明显的热裂倾向。

2.化学成分

碳化物和硼化物可以同δ相一样使γ晶粒细化，而减小杂质的偏聚。提高含硼量，易溶共晶数量增多，反而细化了一次结晶组织而产生愈合作用，可降低热裂倾向。调整化学成分是控制热裂纹的重要手段。在单相奥氏体钢中，可以用Mn进行合金化。

3.焊接工艺的影响

为避免焊缝组织粗大和过热区晶粒粗化，以至增大偏析程度，应尽量采用小的焊接线能量，而且不预热，并降低层间温度。※简答：为什么奥氏体钢关注Cr Ni含量？ 因为Cr Ni得含量对奥氏体钢焊接接头的耐蚀性，热裂纹及焊缝的脆化都有重要的影响。从接头耐蚀性的角度看：（1）“贫Cr ”是奥氏体焊接接头产生晶间腐蚀的主要原因。（2）在氯化物介质中，提高Ni可以提高抗应力腐蚀开裂性能。（3）采用较母材更高Cr ,Mo含量的超合金化焊接材料；提高Ni含量都有利于减少微观偏析，提高奥氏体钢焊接接头抗点蚀性能。从接头的热裂纹角度看：铬当量和镍当量之比Creq/Nieq，是影响热裂纹倾向的关键，比值大于1.5不易产生热烈，小雨1.5热裂倾向比较大，所以提高Ni当量热裂纹倾向增大，而提高Cr当量对热裂纹倾向不发生明显影响。从焊缝的脆化角度看：(1)为了满足低温韧性的要求，Cr是铁素体化元素之一。(2)在稳定的奥氏体钢焊缝中，可提高奥氏体化元素Cr Ni，克服σ相脆化: ※部分概念：

1．铬当量：在不锈钢成分与组织间关系的图中各形成铁素体的元素，按其作用的程度折算成Cr元素（以Cr的作用系数为1）的总和，即称为Cr当量。2．镍当量：不锈钢成分与组织间关系的图中各形成奥氏体的元素按其作用的程度，折算成Ni元素（以Ni的作用系数为1）的总和，即称为Ni当量。3.4750 C脆化: 高铬铁素体不锈钢在400~540度范围内长期加热会出现这种脆性，由于其最敏感的温度在475度附近，故称475度脆性，此时钢的强度、硬度增加，而塑性、韧性明显下降。4.凝固模式： 凝固模式首先指以何种初生相（γ或δ）开始结晶进行凝固过程，其次是指以何种相完成凝固过程。四种凝固模式：以δ相完成凝固过程，凝固模式以F表示；初生相为δ，然后依次发生包晶反应和共晶反应，凝固模式以FA表示；初生相为γ，然后依次发生包晶反应和共晶反应，凝固模式以AF表示；初生相为γ，直到凝固结束不再发生变化，用A表示凝固模式。5.应力腐蚀裂纹：在应力和腐蚀介质共同作用下，在低于材料屈服点和微弱的腐蚀介质中发生的开裂形式6.σ相脆化: σ相是一种脆硬而无磁性的金属间化合物相，具有变成分和复杂的晶体结构。25-20钢焊缝在800～875℃加热时，γ向σ转变非常激烈。在稳定的奥氏体钢焊缝中，可提高奥氏体化元素镍和氮，克服σ脆化。7．热强性：指在高温下长时工作时对断裂的抗力（持久强度），或在高温下长时工作时抗塑性变形的能力（蠕变抗力）

铁素体不锈钢 马氏体不锈钢

第二篇：金属焊接性 总结

填空 1.钢的强化方式有固溶强化、沉淀强化、位错强化、热处理强化、细晶强化。除了细晶强化是同时提高强度和韧性的强化手段外，其他的强化方式都是在强度提高到一定程度后，冲击韧度会下降。Hall-Petch关系式是细晶强化的理论依据σs =σ0 + Kd-1/，σ0为铁素体晶格摩擦力；K为常数，d为晶粒直径2.影响焊接性的因素是材料、设计、工艺、及服役环境。3.常用的低合金钢焊接冷裂纹试验方法:斜Y形坡口对接裂纹试验、刚性固定对接裂纹试验、窗形拘束裂纹试验、十字接头裂纹试验、插销试验、刚性拘束裂纹试验、拉伸拘束裂纹试验。4.焊缝韧性取决于针状铁素体(AF)和先共析铁素体(PF)组织所占的比例。5.低碳调质钢:14MnMoVN、14MnMoNbB、15MnMoVNRE、HQ70、HQ80C、HQ100

6、中碳调质钢最好在退火（或正火）状态下焊接，焊后通过整体调质处理获得性能满足要求的焊接接头，这是焊接中碳调质钢的一种比较合理的工艺方案。7.焊接主要是解决的是裂纹问题。8.奥氏体-铁素体双相不锈钢综合了奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优点，具有良好的韧性、强度及优良的耐氯化物应力腐蚀能力。9.采用加热减应区法焊补铸铁，成败的关键在于正确选择“减应区”，以及对其加热、保温和冷却的控制。选择原则是使减应区的主变形方向与焊接金属冷却收缩方向一致。焊前对减应区加热能使缺陷位置获得最大的张开位移，焊后使减应区与焊补区域同步冷却。10.金属基复合材料的焊接问题，关键是非金属增强相与金属基体以及非金属增强相之间的结合。11.复合钢板的焊接过程，一般是复层和基层分开各自进行焊接，焊接中的主要问题在于基层与复层交接处的过渡层焊接。12.考虑到焊接结构应用主要是纯铜及黄铜，故焊接性分析是结合纯铜及黄铜熔焊来讨论的。13.焊接性评定方法分类1模拟类方法2实焊类方法3理论分析和计算类方法。

名词解释1.焊接性是指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力，其包括结合性能和使用性能。2.工艺焊接性就是一定的材料在给定的焊接工艺条件下对形成焊接缺陷的敏感性,涉及焊接制造工艺过程中的焊接缺陷问题。使用焊接性指一定材料在规定的焊接工艺条件下所形成的焊接接头适应使用要求的能力，涉及焊接接头的使用可靠性问题。

3.点腐蚀是指在金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微，而分散发生的局部腐蚀，又称坑蚀或孔蚀。4.晶间腐蚀 在晶粒边界附近发生的有选择性的腐蚀现象。受这种腐蚀的设备或零件，外观虽成金属光泽，但因晶粒彼此间已失去联系，敲击时已无金属的声音，钢制变脆，晶间腐蚀多半与晶界层贫铬现象有联系。5.韧性是表征金属对脆性裂纹产生和扩散难易程度的性能。6.应力腐蚀 也称应力腐蚀开裂，指不锈钢在特定的腐蚀介质和拉应力作用下出现的低于强度极限的脆性开裂现象。

简答、1.热轧及正火钢焊接时，热影响区脆化机制是啥？

答：（1）粗晶区脆化 被加热到1200度以上的热影响区过热区可能产生粗晶区脆化，韧性明显降低。这是由于热轧钢焊接时，采用过大的焊接热输入，粗晶区将因晶粒长大或者出现魏氏组织而降低韧性；焊接热输入过小，粗晶区中马氏体组织所占的比例增大而降低韧性。采

用小焊接输入是避免这类钢过热区脆化的一个有效措施。(2)热应变脆化 产生在焊接融合区及最高加热温度低于Ac1的亚临界热影响区。对于C-Mn系热轧钢及氮含量较高的钢，一般认为热应变脆化是由于氮、碳原子聚集在位错周围，对位错造成钉扎作用造成的。一般认为在200度-400度时热应变脆化最为明显，当焊前已经存在缺口时，会使亚临界热影响区的热应变脆化更为严重。熔合区易于产生热应变脆化与此区域存在缺口性质的缺陷和不利组织有关。热应变脆化易发生在一些固溶N含量较高而强度级别不高的低合金钢中。2.热轧及正火钢焊接材料的选择注意事项？

热轧及正火钢焊接一般是根据其强度级别选择焊接材料，而不要求与母材同成分，其选用要点如下：（1）选择与母材力学性能匹配的相应级别的焊接材料（2）同时考虑熔合比和冷却速度的影响（3）考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响。

3.低碳调质钢碳的质量分数不超过0.18%，焊接性能远优于中碳调质钢。低碳调质钢焊接热影响区形成的是低碳马氏体，马氏体开始转变温度Ms较高，所形成的马氏体具有“自回火”特性，使得焊接冷裂纹倾向比中碳调质钢小。常采用低强匹配和等强匹配。低碳调质钢的合金化原则是在低碳基础上通过加入多种提高淬透性的合金元素，来保证获得强度高、韧性好的低碳“自回火”马氏体和部分下贝氏体的混合组织。

4.低碳调质钢热影响区获得较细小的低碳马氏体组织（ML）或下贝氏体组织时，韧性良好，而韧性最佳的组织为低碳马氏体与低温转变贝氏体的混合组织，随着上贝氏体组织的增加韧性急剧下降。其原因：板条马氏体转变时，约10个以上相邻板条大致具有同一结晶方位，形成一束板条，有效晶粒直径较大。下贝氏体的板条间结晶位向差较大，有效晶粒直径取决于其板条宽度，比较微细，韧性良好。当

ML

与下贝氏体混合生长时，原奥氏体晶粒被先析出的下贝氏体有效地分割，促使ML有更多的形核位置，且限制ML的生长，因此ML+BL混合组织的有效晶粒最为细小。

5.低碳调质钢焊接参数的选择？（1）焊接热输入的确定 以抗裂性和对热影响区韧性要求为依据。从防止冷裂纹出发，要求冷却速度慢为佳，但对防止脆化来说，要求冷却速度越快越好，因此应兼顾两者的冷却速度范围。其上限取决于不产生冷裂纹，下限取决于热影响区不出现脆化混合组织。保证不出现裂纹和满足热影响区韧性条件下，热输入应尽可能选择大些。(2)预热温度和焊后热处理 当低碳调质钢板厚不大，接头拘束度较小时，可以采用不预热焊接工艺。当焊接热输入提高到最大允许值裂纹还不能避免时，就必须采取预热措施。低碳调质钢焊接结构一般在焊态下使用，正常情况下不进行焊后热处理。6.9Ni钢的焊接性需注意的问题：1）正确选择焊材2）避免磁偏吹现象3）严格控制焊接热输入和层间温度，避免焊前预热。但要严格控制9Ni钢中S、P含量，采用控制层间温度及焊后缓冷等工艺措施，可降低冷却速度，避免淬硬组织，采用较小的焊接热输入。

7.采用同质焊缝焊接马氏体不锈钢时，焊后热处理应该怎么做？采用同质焊缝焊接马氏体不锈钢时，为防止焊接接头形成冷裂纹，宜采取预热措施。预热温度：焊件焊后不可随意从焊接温度直接升温进行回火热处理。正确的方法是：回火前使焊件适当冷却，让焊缝和热影响区的奥氏体基本分解为马氏体组织。焊后热处理制度的制定须根据具体成分制定具体工艺。

8.双相不锈钢耐应力腐蚀机制是：(1)双相不锈钢的屈服强度比18-8型不锈钢高，即产生表面滑移所需的应力水平较高，在相同的腐蚀环境中，由于双相不锈钢的表面膜因表面滑移而破坏的应力较大，即应力腐蚀裂纹难以形成。（2)双向不锈钢中一般含有较高的铬、合金元素，而加入这些元素都可延长孔蚀的孕育期，使不锈钢具有较好的耐点腐蚀性能，不会由于点腐蚀而发展成为应力腐蚀。（3）双向不锈钢的两个相的腐蚀电极电位不同，裂纹在不同相中和在相界的扩展机制不同，其中必有对裂纹扩展起阻止或抑制的阶段，此时应力腐蚀裂纹发展极慢。（4）双向不锈钢中。第二相的存在对裂纹的扩展起机械屏障作用，延长了裂纹的扩展期。此外两个相的晶体形面取向差异，使扩展中的裂纹频繁改变方向，从而大大延长了应力腐蚀裂纹的扩展期。9.氢是铝及其合金熔焊时产生气孔的主要原因，氢的来源是弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分，其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分对焊缝气孔的产生有重要影响。防止焊缝气孔的途径：1）减少氢的来源，焊前处理十分重要2）控制焊接工艺。

10.工件表面不清理状态下进行对接氩弧焊（无间隙或间隙很小）时焊缝有大量的气孔，但在同样不清理的板材上进行堆焊时，一般不产生气孔。对接间隙增大时，气孔也相应减少。这表明，紧密接触的对接端面表面层是形成气孔的重要原因。这是因为，在焊接热作用下，紧靠熔池前部的对接边受到严重挤压而接触紧密，甚至可观察到塑性变形，对接端面的表面层往往有吸附的水汽及其他能形成气体的物质，此时紧靠熔池前方的对接端面又处于高温状态，这对生成气体有利。这些气体被对接端面严重封锁，处于高压状态，生成微气泡，随后这些微气泡在熔池中生长成气孔。在堆焊及预留间隙对接时，工件表面及对接端面的水汽、结晶水等杂质在熔化前就被加热到高温而分散进入气相，故对气孔生成影响很小。11.比较分析三种镍基铸铁焊条特点

1）纯镍铸铁焊条 优点是在电弧冷焊条件下焊接接头加工性优异。焊缝为奥氏体加点状石墨，硬度低，塑性较好，抗热裂纹性能较好。2）镍铁铸铁焊条 由于铁的固溶强化作用，其熔敷金属力学性能较高，主要用于高强度灰铸铁和球墨铸铁的焊接。小电流焊接时半熔化区白口宽度为0.10～0.15mm，热影响区最高硬度小于300HBS，使焊接接头的加工性比EZNi型焊条稍差。3）镍铜铸铁焊条 由于含镍量处于纯镍铸铁焊条和镍铁铸铁焊条之间，使焊接接头的半熔化区白口宽度和接头的加工性能也介于二者之间。仅适用于强度要求不高的加工面缺陷的焊补。镍基焊缝的共同特点是含碳量较高，组织为奥氏体＋石墨。这类焊条均采用石墨型药皮，主要用于不同厚度铸铁件加工面上中、小缺陷的焊补。

12.对于结构复杂或厚大灰铸铁件上的缺陷焊补，应本着从拘束度大的部位向拘束度小的部位焊接的原则。如图，灰铸铁缸体侧壁有3处

裂纹缺陷，焊前在1和2裂纹端部钻止裂孔，适当开坡口。焊接裂纹1时，应从闭合的止裂孔一端向开口端方向分段焊接。裂纹2处于拘束度较大部位，由于裂纹两端的拘束度比中心大，可采用从裂纹两端交替向中心分段焊接工艺，有助于减小焊接应力。还要注意，止裂孔最后焊接。当铸铁件的缺陷尺寸较大、情况复杂、焊补难度大时，可以采用镶块焊补法、栽丝焊补法及垫板焊补法等特殊焊补技术。图中的缺陷3由多个交叉裂纹组成，如逐个焊补，则难以避免出现焊接裂纹。可以将该缺陷整体加工掉，按尺寸准备一块厚度较薄的低碳钢板。焊前将低碳钢板冲压成凹形，如图6-12a所示，或者用平板在其中间切割一条窄缝，如图6-12b所示，目的是降低拘束度。焊补时低碳钢板容易变形，利于缓解焊接应力，防止焊接裂纹，此即镶块焊补法。按图6-12b给出的顺序分段焊接，最后用结构钢焊条将中间的切缝焊好，保

证

缸

体

壁的水

密

性。

13.评定焊接性的原则主要包括：一是评定焊接接头产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；二是评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。

论述奥氏体不锈钢焊接性分析？焊接工艺要点？

1)焊接接头的晶间腐蚀 晶间腐蚀在焊缝区，熔合区，热影响区均有可能出现；通常用贫铬理论来解释。危害：受腐蚀部位无尺寸上的变化，甚至仍旧保持金属泽，受到应力作用时会沿晶界断裂，强度几乎完全消失，防止措施：采用低碳焊条、降低焊接电流、加快焊接速度2）焊接热裂纹 产生原因：奥氏体不锈钢导热系数小，而线膨胀系数大，焊接过程中易于产生拉应力、在结晶时晶粒间存在很薄的液相层，塑性很低。防止措施： 采用含S,P量少的焊丝、焊缝冷却速度不可过快、采用小电流快速焊、收弧时填满弧坑。3）应力腐蚀开裂防止措施：采用合理的焊接顺序，避免产生较大的焊接拉应力、避免焊缝与腐蚀介质接触、避免焊缝产生咬边等点蚀缺陷4）焊缝脆化 产生原因：焊接时过大残余应力，使得奥氏体焊缝产生“自生硬化”现象，降低了焊缝的塑性和韧性；焊缝中铁素体的存在 防止措施：采用限制热输入的办法，可以有效防止焊缝脆化；采用纯奥氏体焊条5）焊接变形 奥氏体不锈钢的导热系数较小，而线性膨胀系数较大，导致焊缝冷却过程中产生较大拉应力，宏观表现为较大的焊接变形。防止方法：采用专用夹具，以机械约束力减小变形倾向；选用较小的焊接电流，并多层多道焊、分段焊，减小局部变形倾向 工艺要点:1.合理选择焊接方法；2.控制焊接参数，避免接头产生过热现象；3.接头设计的合理性应给以足够的重视；4.尽可能控制焊接工艺稳定以保证焊缝金属成分稳定；5.控制焊缝成形；6.防止工件工作表面的污染。

第三篇：金属焊接性试题总结

金属焊接性：就是金属是能否适应焊接加工而形成完整的，具备一定使用性能的焊接接头的特性，一是金属在焊接加工中是否容易形成缺陷，二是汉城的接头在一定使用条件下可靠运行的能力影响焊接性的因素：1材料2工艺3结构4服役条件 斜Y形坡口焊接裂纹实验法：用来评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性 又称“小铁研”法焊接结构生产的表面裂纹率<20%安全 堆焊：是用焊接方法在工件表面堆敷一层具有特定性能材料的工艺过程，堆焊是使零件表面获得具有耐磨，耐热，耐蚀等性能的熔敷金属，或是修复零件，增加零件尺寸 热轧钢wc《0.20%通过Mn，Si等合金的固溶强化来保证钢的强度 Q345钢由于碳有严重偏析，钢板各部分的含碳量相差很大，因此在焊接角焊缝时出现大量的热裂纹，在这种情况下就要从工艺上设法减少熔合比，增大焊缝成形系数，在焊接材料上采用低碳焊丝和焊二氧化硅较低的焊剂以此降低寒风中的含碳量和提高焊缝中的锰含量，解决了热裂纹的问题 热轧机正火钢的焊接工艺要点及焊接时的要求：1）焊接材料的选择：选择焊材的依据是保证焊缝金属的强度、塑性和韧性等力学性能与母材相匹配。1选择相应级别的焊接材料。2必须同时考虑到熔合比和冷却速度的影响。3必须考虑到热处理对焊接力学性能的影响。4为保证焊接过程的低氢条件，焊丝应严格去油，必要时应对焊丝进行真空除氢处理。2》焊接工艺参数的影响：1焊接线能量：主要考虑过热区的脆化和冷裂纹两个因素。2预热：预热主要是防止裂纹，同时还有一定的改善组织、性能的作用。3焊后热处理：一般情况下热轧及正火钢焊后不需要热处理但对要求抗力腐蚀的焊接结构、低温下使用的焊接结构及厚壁高压容器需要进行消应力处理。4焊接接头的力学性能：焊接金属和热影响区的力学性能是影响使用性的基本性能。低碳调质钢：低碳钢中碳含量不高于0.22添加猛、铬、镍、钼、钒、铌铜主要是为了提高钢的淬透性和马氏体的回火稳定性。这类钢由于碳含量低，淬火后得到低碳马氏体而且会发生自回火脆性小具有良好的焊接性。经过淬火加回火热处理的刚成为调制钢。低碳调质钢具有较高的强度和良好的塑性、韧性和耐磨性，裂纹敏感性低。强度等级不同的两种低调质碳钢焊接时的淬硬性很大，又产生焊接裂纹的倾向。采用低强匹配焊材和co2气体保护焊，控制焊缝扩散氢含量在超低氢水平，可实现在不预热条件下的焊接。选用低强匹配的焊材，接头的实际强度可能等强，甚至超强，而按等强匹配选择的焊材可能造成超强的效果，造成焊缝金属塑韧性和抗裂性的下降。低碳调质钢工艺要点：⑴焊前预热 当板厚较小或接头拘束度也较小时，焊前可不进行预热，如15MnMoVN、14MnMoNbB钢。当板厚小于13mm时，通常采用不预热施焊。随着板厚的增加，为了防止产生冷裂纹，必须进行预热，但是必须严格控制预热温度，因为过高的预热温度会使热影响区的冷却速度过于缓慢，使热影响区强度下降，韧性变坏 ⑵焊接材料 为防止产生冷裂纹，因此必须严格控制焊接材料中的含氢量，要求所使用的焊条必须是低氢型或超低氢型的，焊前应严格按规定进行烘干、贮存。⑶焊接技术 为避免过度损伤热影响区的韧性，应避免使用过大的线能量，因此，不推荐使用大直径的焊条或焊丝。只要可能，应采用多层小焊道焊缝，最好采用窄焊道，而不采用横向摆动的运条技术。⑷焊后热处理 大多数低碳调质钢的焊接构件都是在焊态下使用，只有在下述条件下才进行焊后热处理。1）焊后或冷加工后的韧性过低。2）焊后需进行高精度加工，要求保证结构尺寸的稳定性。3）焊接结构承受应力腐蚀。焊后热处理的温度必须低于母材调质处理的回火温度。中碳调质钢的焊接性⑴焊接热影响区的脆化和软化 首先，由于中碳调质钢的含碳量高、合金元素多，钢的淬硬倾向大，在热影响区的淬火区会产生大量的马氏体，导致严重脆化。其次，热影响区被加热到超过调质处理时回火温度的区域，将出现强度、硬度低于母材的软化区。⑵裂纹倾向严重 中碳调质钢的淬硬倾向大，热影响区产生的马氏体组织，增大了焊接接头的冷裂倾向。中碳调质钢的焊接工艺常用的各种熔焊方法，都可以适用于焊接中碳调质钢。⑴预热及后热 除了拘束度小、构造简单的薄壳结构不用预热外，中碳调质钢都应采取焊前预热和后热措施，预热温度约为200～350℃后热温度为300℃左右。如果焊后不能及时进行调质处理，则必需在焊后及时进行中间热处理，即在等于或高于预热温度下进行保温一段时间的热处理，如低温回火或650～680℃高温回火。若焊件焊前处于调质状态，其预热温度、层间温度及热处理温度都应比母材淬火后的回火温度低50℃。进行局部预热时，应在焊缝两侧各100mm范围内均匀加热。⑵焊接材料 为了防止产生热裂纹，要求采用低碳焊丝，焊丝中的碳的质量分数应控制在0.15%以内⑶焊接线能量 中碳调质钢宜用小线能量焊接，以有利于减少淬火区的高温停留时间，降低奥氏体的晶粒长大，从而降低淬火区的脆化程度。低温用钢的焊接工艺 工作温度等于或低于－20℃的低碳素结构钢和低合金钢称为低温用钢，对低温用钢的主要要求是应保证在使用温度下具有足够的塑性及抵抗脆性破坏的能力。低温用钢由于含碳量低,淬硬倾向和冷裂倾向小，所以焊接性良好。焊接时，为避免焊缝金属及热影响区形成粗晶组织而降低低温韧性，要求采用小的焊接线能量，焊接电流不宜过大，宜用快速多道焊以减轻焊道过热，并通过多层焊的重热作用细化晶粒，多道焊时要控制层间温度不得过高，如焊接06MnNbDR低温用钢时，层间温度不得大于300℃。低温用钢焊后可进行消除应力热处理，以降低焊接结构的脆断倾向。贫铬理论：铬原子扩散速率比碳原子小得多，来不及补充形成碳化物所消耗的铬，使晶粒边界的铬含量低于耐蚀所需铬的极限值，于是导致晶粒边缘贫铬

奥氏体不锈钢的焊接性：1.焊接热裂纹：由于 奥氏体不锈钢的热导率小，线膨胀系数大，在焊接区降温期焊接接头必然要承受较大的拉应力这也促成各种类型热裂纹的产生2.&相导致的脆化 3.焊接变形与收缩4.焊接接头的晶间腐蚀 ：奥氏体不锈钢焊接接头，在腐蚀介质中工作一段时间可能局部发生沿晶界的腐蚀 ； 焊缝上的晶间腐蚀通常都只是在多道多层的情况下出现，前一道金属受到后面焊道的热影响而处于敏化温度的区代，可能出现晶间贫珞而不耐腐蚀 5.焊接接头的刀状腐蚀6.焊接接头的应力腐蚀 工艺要点（1）防止奥氏体不锈钢焊接热裂纹的措施1.冶金措施，控制焊缝金属中的铬镍比，焊缝金属中严格限制硼硫磷西等有害金属的含量，焊缝金属中添加一定数量的铁素体组织2.工艺措施：选用适当的焊接坡口或焊接方法，尽量选用低氢型焊条和无氧焊剂，选择合理的焊接结构、焊接接头形式和焊接顺序，尽量减少焊接应力 防止&相产生的措施：严格控制焊接材料中加速&相形成的元素适当降低铬含量和提高镍含量（2）防止焊接接头产生晶间腐蚀的工艺和冶金措施：工艺1.选用适当的焊接方法：采用小的线能量让焊接接头尽可能的缩短在敏感温度区段的停留时间2.工艺参数制定：以在焊接熔池停留时间最短为宗旨3.尽量采用窄焊缝，多道多层焊4.强制焊接区快速冷却5.进行稳定化处理或固溶处理冶金措施：使焊缝金属具有奥氏体和铁素体双向组织，在焊缝金属中加入比铬更容易与碳集合的稳定元素如钛豪，降低焊缝金属中的含碳量（异种）珠光体耐热钢与奥氏体不锈钢焊接时的结合性能包括焊缝化学成分的控制、凝固过渡层的形成及碳迁移过渡层的形成、接头应力

奥氏体不锈钢焊接接头问题：焊接接头的晶间腐蚀，应力腐蚀、热裂纹等防治：1控制含碳量在0.08％以下。因为含碳量在0.08％以下时，能够析出的碳的数量较少，在0.08％以上时，能够析出的碳的数量迅速增加。2添加稳定剂即在钢材和焊接材料中加入比铬与碳亲和力更强的元素。3进固深处理4采用双相组织5加快冷却速度，焊接接头在危险温度区停留的时间越短，接头的耐晶间腐蚀能力越强，所以不锈钢焊接时，快速冷却是提高接头耐腐蚀能力的有效措施。由于奥氏体不锈钢冷却过程中没有马氏体的转变过程，所以快速冷却不会使接头淬硬。热裂纹的防治： 1）双相组织的焊缝比单相奥氏体组织具有较高的抗热裂纹能力。因为铁素体可以细化晶粒，打乱柱状晶的方向，防止杂质的聚集，并且铁素体还可以比奥氏体溶解更多的杂质，从而减少了低熔点共晶物在奥氏体晶格边界上的偏析。2）在焊接工艺上，采用碱性焊条，用小电流，快焊速，收弧时尽量填满弧坑以及采用氩弧焊。钛及钛合金的焊接性：钛化学活性大，钛及合金与其他金属比较，具有熔点高、热容量小、热导率小的特点，因此焊接接头易产生过热组织，晶粒变得粗大，特别是β钛合金，易引起塑性降低，所以在选择焊接参数时，既要保证不过热，又要防止淬硬现象，⑶冷裂纹倾向较大⑷易产生气孔⑸变形大。钛的弹性模量约比钢小一半，所以焊接残余变形较大，并且焊后变形的矫正较为困难（1）杂质元素的沾污引起脆化（2）焊接相变引起的接头塑性下降（3）产生焊接裂纹。保护特殊性：由于钛和钛合金导热性差、散热慢，高温停留时间长，受气体及杂质污染影响严重，常用双层气流保护、拖罩保护和箱内焊接

铝及铝合金的焊接性1.强的抗氧化能力2.铝的热导率和比热容搭，导热快，3.热裂纹倾向大4.容易形成气孔5.焊接接头容易氧化6.合金元素蒸发和烧损7.焊接接头的耐腐蚀性能低于母材8.固态和液态无色泽变化 氢的来源：1.气瓶中超标的氢和水，气体管路和冷却管路潮湿或混入弧柱气氛中的空气和湿气2.因铝材熔炼生产中除气不净而使本身含有固溶与期内的超标氢3.铝材加工过程中粘附与表面的润滑油，油脂，污物等谈情化合物 气孔防治措施：1）限制氢的来源：焊材严格控制含水量，用前干燥处理；焊接前必须严格清除工件和焊丝表面氧化膜和油污；2）控制焊接工艺：适当减慢焊速；3）调整电弧气氛热裂纹的防治：选择抗裂性优良的基本金属以及选择与基本金属合理匹配的焊接材料。1选热裂倾向小的母材2选适当的填充金属3合理的焊接方法和工艺4减少焊接应力。Q345钢的焊接工艺

Q345钢属于碳锰钢，碳当量为0.345%～0.491%，屈服点等于343MPa（强度级别属于343MPa级）。Q345钢的合金含量较少，焊接性良好，焊前一般不必预热。但由于Q345钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。Q345钢手弧焊时应选用E50型焊条，如碱性焊条E5015、E5016，对于不重要的结构，也可选用酸性焊条E5003、E5001。对厚度小、坡口窄的焊件，可选用E4315、E4316焊条Q345钢埋弧焊时H08MnA焊丝配合焊剂HJ431（开I形坡口对接）或H10Mn2焊丝配合焊剂HJ431（中板开坡口对接），当需焊接厚板深坡口焊缝时，应选用H08MnMoA焊丝配合焊剂HJ431。Q345钢是目前我国应用最广的低合金钢，用于制造焊接结构的Q345钢均为Q345R和Q345g钢。

低碳钢的焊接性：1.冷裂纹，碳钢的冷裂纹敏感性主要与其成分，熔敷金属成分，寒风中溶解的氢和焊接区的拘束度等因素有关 1.碳当量，对碳钢冷裂影响最大的是钢材和熔敷金属的碳当量随着碳含量的增加，焊接性逐渐变差2.淬硬倾向，焊缝和热影响区的冷裂倾向除与其成分有关外，组织对性能影响更为明显淬硬组织或马氏体组织越多，其硬度越高，这样，焊缝和热影响区硬度越高，焊接性差3.拘束度和氢，氢和街头的拘束度也会增加冷裂纹敏感性，钢板厚度增加，拘束度增大，焊接时焊接区被刚性固定或结构的刚性过大都可造成拘束度增加，提高氢致裂纹的敏感性 二 热裂纹敏感与钢中成分尤其是SP等杂质有关在焊接SP 过高的碳钢时，当母材稀释率较高时，进入焊缝的SP较多，容易引起寒风中的热裂纹 三，层状撕裂，焊接热影响区的性能变化 中碳钢的焊接性中碳钢的碳的质量分数为0.25%～0.60%。当碳的质量分数接近0.25%而含锰量不高时，焊接性良好。随着含碳量的增加，焊接性逐渐变差。如果碳的质量分数为0.45%左右而仍按焊接低碳钢常用的工艺施焊时，在热影响区可能会产生硬脆的马氏体组织，易于开裂，即形成冷裂纹。焊接时，相当数量的母材被熔化进入焊缝，使焊缝的含碳量增高，促使在焊缝中产生热裂纹，特别是当硫的杂质控制不严时，更易出现。这种裂纹在弧坑处更为敏感，分布在焊缝中的热裂纹于是与焊缝的鱼鳞状波纹线相垂直中碳钢的焊接工艺要点⑴预热 预热有利于减低中碳钢热影响区的最高硬度，防止产生冷裂纹，这是焊接中碳钢的主要工艺措施，预热还能改善接头塑性，减小焊后残余应力。通常，35和45钢的预热温度为150～250℃含碳量再高或者因厚度和刚度很大，裂纹倾向大时，可将预热温度提高至250～400℃。若焊件太大，整体预热有困难时，可进行局部预热，局部预热的加热范围为焊口两侧各150～200mm。⑵焊条 条件许可时优先选用碱性焊条。⑶坡口形式 将焊件尽量开成U形坡口式进行焊接。如果是铸件缺陷，铲挖出的坡口外形应圆滑，其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例，以降低焊缝中的含碳量，防止裂纹产生。⑷焊接工艺参数 由于母材熔化到第一层焊缝金属中的比例最高达30%左右，所以第一层焊缝焊接时，应尽量采用小电流、慢焊接速度，以减小母材的熔深。⑸焊后热处理 焊后最好对焊件立即进行消除应力热处理，特别是对于大厚度焊件、高刚性结构件以及严厉条件下（动载荷或冲击载荷）工作的焊件更应如此。消除应力的回火温度为600～650℃。若焊后不能进行消除应力热处理，应立即进行后热处理。

低碳钢与中碳钢的焊接性差异，为何中碳钢焊接时易在热影响区中产生冷裂纹？ 冷裂纹：与低碳钢相比，中碳钢的碳当量较大，随着碳的增加提高了钢的淬硬性，焊接时易在HAZ产生M，且中碳钢的M组织有较大的淬硬性，因此中碳钢焊接时易产生冷裂纹。热裂纹：低碳钢弧焊时具有较高的刚热裂纹能力，中碳钢中碳本身的偏析以及它促使S,P等其他元素的偏析明显起来，易形成低熔点共晶体而导致热裂纹倾向增加。

中碳钢焊后HAZ更容易形成脆硬的M组织，这种组织对氢更敏感，产生冷裂纹所需的临界应力更低。

紫铜焊接时其焊缝为单相@组织，导热性强，焊缝易生成粗大晶粒。紫铜及黄铜收缩率和线膨胀系数较大，焊接应力较大，易形成热裂纹 黄铜焊接时为使焊缝的机械性能和母材相同或相近，焊缝常为双相组织，焊缝晶粒变细，焊缝抗热裂纹性能改善

焊缝强韧性匹配：选用“低强匹配”的焊材，焊接接头实际强度未必低强，可能等强甚至可能还稍许超强，而按等强匹配焊材则可能造成超强的后果，造成焊缝金属塑性和抗裂性下降。热影响区脆化：中碳调质钢由于碳含量较高，合金元素较多，有相当大的淬硬倾向，马氏体转变温度低，无自回火过程，因而在焊接热影响区容易产生大量脆硬的马氏体组织，导致热影响区脆化，生成的高碳马氏体越多，脆化越严重 热影响区软化：焊前为调质状态的钢材焊接时，被加热到该调质处理的回火温度以上时，焊接热影响区将出现强度，硬度低于母材的软化区，如果焊后不再进行调质处理，该软化区可能成为降低接头区强度的薄弱区。中碳调质钢的强度级别越高时，软化问题越突出

试分析灰铸铁电弧焊时形成白口与淬硬组织的原因及危害： 1 焊接区：由于焊缝金属的冷却速度远大于铸件在砂型中的冷却速度，焊缝将主要由共晶渗碳体，二次渗碳体及珠光体组成即白口铸铁组织。影响整个焊接接头的机械加工性能而且容易产生裂纹。2 半熔化区：该区加热和冷却速度非常快可能有些石墨片中的碳未能向周围扩散完全而成细小片状残留，最终也想铸铁将在共晶温度区间转变为高温莱氏体，A因碳的溶解度下降而析出二次渗碳体，二次渗碳体和共晶渗碳体混在一起形成白口。3 奥氏体区：由于该区在共析温度区间以上，其基体被完全奥实体化在奥氏体区温度较高的地方由于石墨片中的碳向奥氏体扩散较多 A中C含量较高同时A晶粒较小，在随后的冷却过程中如果冷却速度过快将从A中析出二次渗碳体，共析转变时 A转变珠光体类型组织 冷却速度更快时会产生马氏体与残余奥氏体使该区硬度比母材有一定提高，焊接接头的加工性变差。

第四篇：金属焊接性试题总结

金属焊接性：就是金属是能否适应焊接加工而形成完整的，具备一定强的元素。3进固深处理4采用双相组织5加快冷却速度，焊接接头在使用性能的焊接接头的特性，一是金属在焊接加工中是否容易形成缺危险温度区停留的时间越短，接头的耐晶间腐蚀能力越强，所以不锈陷，二是汉城的接头在一定使用条件下可靠运行的能力影响焊接性的钢焊接时，快速冷却是提高接头耐腐蚀能力的有效措施。由于奥氏体因素：1材料2工艺3结构4服役条件 不锈钢冷却过程中没有马氏体的转变过程，所以快速冷却不会使接头斜Y形坡口焊接裂纹实验法：用来评定碳钢和低合金高强钢焊接热影淬硬。热裂纹的防治： 1）双相组织的焊缝比单相奥氏体组织具有较响区对冷裂纹的敏感性 又称“小铁研”法焊接结构生产的表面裂纹率高的抗热裂纹能力。因为铁素体可以细化晶粒，打乱柱状晶的方向，<20%安全 防止杂质的聚集，并且铁素体还可以比奥氏体溶解更多的杂质，从而堆焊：是用焊接方法在工件表面堆敷一层具有特定性能材料的工艺过减少了低熔点共晶物在奥氏体晶格边界上的偏析。2）在焊接工艺上，程，堆焊是使零件表面获得具有耐磨，耐热，耐蚀等性能的熔敷金属，采用碱性焊条，用小电流，快焊速，收弧时尽量填满弧坑以及采用氩或是修复零件，增加零件尺寸 热轧钢wc《0.20%通过Mn，Si等合金弧焊。的固溶强化来保证钢的强度 钛及钛合金的焊接性：钛化学活性大，钛及合金与其他金属比较，具Q345钢由于碳有严重偏析，钢板各部分的含碳量相差很大，因此在焊有熔点高、热容量小、热导率小的特点，因此焊接接头易产生过热组接角焊缝时出现大量的热裂纹，在这种情况下就要从工艺上设法减少织，晶粒变得粗大，特别是β钛合金，易引起塑性降低，所以在选择熔合比，增大焊缝成形系数，在焊接材料上采用低碳焊丝和焊二氧化焊接参数时，既要保证不过热，又要防止淬硬现象，⑶冷裂纹倾向较硅较低的焊剂以此降低寒风中的含碳量和提高焊缝中的锰含量，解决大⑷易产生气孔⑸变形大。钛的弹性模量约比钢小一半，所以焊接残了热裂纹的问题 余变形较大，并且焊后变形的矫正较为困难（1）杂质元素的沾污引热轧机正火钢的焊接工艺要点及焊接时的要求：1）焊接材料的选择：起脆化（2）焊接相变引起的接头塑性下降（3）产生焊接裂纹。保护选择焊材的依据是保证焊缝金属的强度、塑性和韧性等力学性能与母特殊性：由于钛和钛合金导热性差、散热慢，高温停留时间长，受气材相匹配。1选择相应级别的焊接材料。2必须同时考虑到熔合比和冷体及杂质污染影响严重，常用双层气流保护、拖罩保护和箱内焊接 却速度的影响。3必须考虑到热处理对焊接力学性能的影响。4为保证铝及铝合金的焊接性1.强的抗氧化能力2.铝的热导率和比热容搭，导焊接过程的低氢条件，焊丝应严格去油，必要时应对焊丝进行真空除热快，3.热裂纹倾向大4.容易形成气孔5.焊接接头容易氧化6.合金元氢处理。2》焊接工艺参数的影响：1焊接线能量：主要考虑过热区的素蒸发和烧损7.焊接接头的耐腐蚀性能低于母材8.固态和液态无色泽脆化和冷裂纹两个因素。2预热：预热主要是防止裂纹，同时还有一定变化 氢的来源：1.气瓶中超标的氢和水，气体管路和冷却管路潮湿或的改善组织、性能的作用。3焊后热处理：一般情况下热轧及正火钢焊混入弧柱气氛中的空气和湿气2.因铝材熔炼生产中除气不净而使本身后不需要热处理但对要求抗力腐蚀的焊接结构、低温下使用的焊接结含有固溶与期内的超标氢3.铝材加工过程中粘附与表面的润滑油，油该区加热和冷却速度非常快可能有些石墨片中的碳未能向周围扩散完

全而成细小片状残留，最终也想铸铁将在共晶温度区间转变为高温莱氏体，A因碳的溶解度下降而析出二次渗碳体，二次渗碳体和共晶渗碳体混在一起形成白口。3 奥氏体区：由于该区在共析温度区间以上，其基体被完全奥实体化在奥氏体区温度较高的地方由于石墨片中的碳向奥氏体扩散较多 A中C含量较高同时A晶粒较小，在随后的冷却过程中如果冷却速度过快将从A中析出二次渗碳体，共析转变时 A转变珠光体类型组织 冷却速度更快时会产生马氏体与残余奥氏体使该区硬度比母材有一定提高，焊接接头的加工性变差。

2．分析Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。答:Q345钢属于热轧钢，其碳当量小于0.4％，焊接性良好，一般不需要预热和严格控制焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345钢连续冷却时，珠光体转变右移，使快冷下的铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏体与马氏体具有淬硬倾向，Q345刚含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在Q345刚中加入V、Nb达到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。被加热到1200℃以上的热影响区过热区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，Q345钢经过600℃×1h退火处理，韧性大幅提高，热应变脆化倾向明显减小。；焊接材料：对焊条电弧焊焊条的选择：E5系列。埋弧焊：焊剂SJ501，焊丝H08A/H08MnA.电渣焊：焊剂HJ431、HJ360焊丝H08MnMoA。CO2气体保护焊：H08系列和YJ5系列。预热温度：100～150℃。焊后热处理：电弧焊一般不进行或600～650℃回火。电渣焊900～930℃正火，600～650℃回火

3.Q345与Q390焊接性有何差异？Q345焊接工艺是否适用于Q390焊

构及厚壁高压容器需要进行消应力处理。4焊接接头的力学性能：焊接金属和热影响区的力学性能是影响使用性的基本性能。低碳调质钢：低碳钢中碳含量不高于0.22添加猛、铬、镍、钼、钒、铌铜主要是为了提高钢的淬透性和马氏体的回火稳定性。这类钢由于碳含量低，淬火后得到低碳马氏体而且会发生自回火脆性小具有良好的焊接性。经过淬火加回火热处理的刚成为调制钢。低碳调质钢具有较高的强度和良好的塑性、韧性和耐磨性，裂纹敏感性低。强度等级不同的两种低调质碳钢焊接时的淬硬性很大，又产生焊接裂纹的倾向。采用低强匹配焊材和co2气体保护焊，控制焊缝扩散氢含量在超低氢水平，可实现在不预热条件下的焊接。选用低强匹配的焊材，接头的实际强度可能等强，甚至超强，而按等强匹配选择的焊材可能造成超强的效果，造成焊缝金属塑韧性和抗裂性的下降。低碳调质钢工艺要点：⑴焊前预热 当板厚较小或接头拘束度也较小时，焊前可不进行预热，如15MnMoVN、14MnMoNbB钢。当板厚小于13mm时，通常采用不预热施焊。随着板厚的增加，为了防止产生冷裂纹，必须进行预热，但是必须严格控制预热温度，因为过高的预热温度会使热影响区的冷却速度过于缓慢，使热影响区强度下降，韧性变坏 ⑵焊接材料 为防止产生冷裂纹，因此必须严格控制焊接材料中的含氢量，要求所使用的焊条必须是低氢型或超低氢型的，焊前应严格按规定进行烘干、贮存。⑶焊接技术 为避免过度损伤热影响区的韧性，应避免使用过大的线能量，因此，不推荐使用大直径的焊条或焊丝。只要可能，应采用多层小焊道焊缝，最好采用窄焊道，而不采用横向摆动的运条技术。⑷焊后热处理 大多数低碳调质钢的焊接构件都是在焊态下使用，只有在下述条件下才进行焊后热处理。1）焊后或冷加工后的韧性过低。2）焊后需进行高精度加工，要求保证结构尺寸的稳定性。3）焊接结构承受应力腐蚀。焊后热处理的温度必须低于母材调质处理的回火温度。中碳调质钢的焊接性⑴焊接热影响区的脆化和软化 首先，由于中碳调质钢的含碳量高、合金元素多，钢的淬硬倾向大，在热影响区的淬火区会产生大量的马氏体，导致严重脆化。其次，热影响区被加热到超过调质处理时回火温度的区域，将出现强度、硬度低于母材的软化区。⑵裂纹倾向严重 中碳调质钢的淬硬倾向大，热影响区产生的马氏体组织，增大了焊接接头的冷裂倾向。中碳调质钢的焊接工艺常用的各种熔焊方法，都可以适用于焊接中碳调质钢。⑴预热及后热 除了拘束度小、构造简单的薄壳结构不用预热外，中碳调质钢都应采取焊前预热和后热措施，预热温度约为200～350℃后热温度为300℃左右。如果焊后不能及时进行调质处理，则必需在焊后及时进行中间热处理，即在等于或高于预热温度下进行保温一段时间的热处理，如低温回火或650～680℃高温回火。若焊件焊前处于调质状态，其预热温度、层间温度及热处理温度都应比母材淬火后的回火温度低50℃。进行局部预热时，应在焊缝两侧各100mm范围内均匀加热。⑵焊接材料 为了防止产生热裂纹，要求采用低碳焊丝，焊丝中的碳的质量分数应控制在0.15%以内⑶焊接线能量 中碳调质钢宜用小线能量焊接，以有利于减少淬火区的高温停留时间，降低奥氏体的晶粒长大，从而降低淬火区的脆化程度。低温用钢的焊接工艺 工作温度等于或低于－20℃的低碳素结构钢和低合金钢称为低温用钢，对低温用钢的主要要求是应保证在使用温度下具有足够的塑性及抵抗脆性破坏的能力。低温用钢由于含碳量低,淬硬倾向和冷裂倾向小，所以焊接性良好。焊接时，为避免焊缝金属及热影响区形成粗晶组织而降低低温韧性，要求采用小的焊接线能量，焊接电流不宜过大，宜用快速多道焊以减轻焊道过热，并通过多层焊的重热作用细化晶粒，多道焊时要控制层间温度不得过高，如焊接06MnNbDR低温用钢时，层间温度不得大于300℃。低温用钢焊后可进行消除应力热处理，以降低焊接结构的脆断倾向。奥氏体不锈钢的焊接性：1.焊接热裂纹：由于 奥氏体不锈钢的热导率小，线膨胀系数大，在焊接区降温期焊接接头必然要承受较大的拉应力这也促成各种类型热裂纹的产生2.&相导致的脆化 3.焊接变形与收缩4.焊接接头的晶间腐蚀 ：奥氏体不锈钢焊接接头，在腐蚀介质中工作一段时间可能局部发生沿晶界的腐蚀 ； 焊缝上的晶间腐蚀通常都只是在多道多层的情况下出现，前一道金属受到后面焊道的热影响而处于敏化温度的区代，可能出现晶间贫珞而不耐腐蚀 5.焊接接头的刀状腐蚀6.焊接接头的应力腐蚀 工艺要点（1）防止奥氏体不锈钢焊接热裂纹的措施1.冶金措施，控制焊缝金属中的铬镍比，焊缝金属中严格限制硼硫磷西等有害金属的含量，焊缝金属中添加一定数量的铁素体组织2.工艺措施：选用适当的焊接坡口或焊接方法，尽量选用低氢型焊条和无氧焊剂，选择合理的焊接结构、焊接接头形式和焊接顺序，尽量减少焊接应力防止&相产生的措施：严格控制焊接材料中加速&相形成的元素适当降低铬含量和提高镍含量（2）防止焊接接头产生晶间腐蚀的工艺和冶金措施：工艺1.选用适当的焊接方法：采用小的线能量让焊接接头尽可能的缩短在敏感温度区段的停留时间2.工艺参数制定：以在焊接熔池停留时间最短为宗旨3.尽量采用窄焊缝，多道多层焊4.强制焊接区快速冷却5.进行稳定化处理或固溶处理冶金措施：使焊缝金属具有奥氏体和铁素体双向组织，在焊缝金属中加入比铬更容易与碳集合的稳定元素如钛豪，降低焊缝金属中的含碳量（异种）珠光体耐热钢与奥氏体不锈钢焊接时的结合性能包括焊缝化学成分的控制、凝固过渡层的形成及碳迁移过渡层的形成、接头应力 奥氏体不锈钢焊接接头问题：焊接接头的晶间腐蚀，应力腐蚀、热裂纹等防治：1控制含碳量在0.08％以下。因为含碳量在0.08％以下时，能够析出的碳的数量较少，在0.08％以上时，能够析出的碳的数量迅速增加。2添加稳定剂即在钢材和焊接材料中加入比铬与碳亲和力更脂，污物等谈情化合物气孔防治措施：1）限制氢的来源：焊材严格接，为什么？ 答：Q345与Q390都属于热轧钢，化学成分基本相同，控制含水量，用前干燥处理；焊接前必须严格清除工件和焊丝表面氧只是Q390的Mn含量高于Q345，从而使Q390的碳当量大于Q345，化膜和油污；2）控制焊接工艺：适当减慢焊速；3）调整电弧气氛热所以Q390的淬硬性和冷裂纹倾向大于Q345，其余的焊接性基本相同。裂纹的防治：选择抗裂性优良的基本金属以及选择与基本金属合理匹Q345的焊接工艺不一定适用于Q390的焊接，因为Q390的碳当量较配的焊接材料。1选热裂倾向小的母材2选适当的填充金属3合理的焊大，一级Q345的热输入叫宽，有可能使Q390的热输入过大会引起接接方法和工艺4减少焊接应力。头区过热的加剧或热输入过小使冷裂纹倾向增大，过热区的脆化也变Q345钢的焊接工艺 的严重。

Q345钢属于碳锰钢，碳当量为0.345%～0.491%，屈服点等于343MPa7.比较Q345、T-1钢、2.25Cr-Mo和30MnSiA的冷裂、热裂和消除应（强度级别属于343MPa级）。Q345钢的合金含量较少，焊接性良好，裂纹的倾向.答：

1、冷裂纹的倾向：Q345为热扎钢其碳含量与碳当量焊前一般不必预热。但由于Q345钢的淬硬倾向比低碳钢稍大，所以在较底，淬硬倾向不大，因此冷裂纹敏感倾向较底。T-1钢为低碳调质钢，低温下（如冬季露天作业）或在大刚性、大厚度结构上焊接时，为防加入了多种提高淬透性的合金元素，保证强度、韧性好的低碳自回火止出现冷裂纹，需采取预热措施。Q345钢手弧焊时应选用E50型焊条，M和部分下B的混合组织减缓冷裂倾向，2.25Cr-1Mo为珠光体耐热钢，如碱性焊条E5015、E5016，对于不重要的结构，也可选用酸性焊条其中Cr、Mo能显著提高淬硬性，控制Cr、Mo的含量能减缓冷裂倾E5003、E5001。对厚度小、坡口窄的焊件，可选用E4315、E4316焊向，2.25-1Mo冷裂倾向相对敏感。30CrMnSiA为中碳调质钢，其母材条Q345钢埋弧焊时H08MnA焊丝配合焊剂HJ431（开I形坡口对接）含量相对高，淬硬性大，由于M中C含量高，有很大的过饱和度，点或H10Mn2焊丝配合焊剂HJ431（中板开坡口对接），当需焊接厚板深阵畸变更严重，因而冷裂倾向更大。

2、热裂倾向Q345含碳相对低，坡口焊缝时，应选用H08MnMoA焊丝配合焊剂HJ431。Q345钢是目而Mn含量高，钢的Wmn/Ws能达到要求，具有较好的抗热裂性能，前我国应用最广的低合金钢，用于制造焊接结构的Q345钢均为Q345R热裂倾向较小。T-1钢含C低但含Mn较高且S、P的控制严格因此热和Q345g钢。裂倾小。30CrMnSiA含碳量及合金元素含量高，焊缝凝固结晶时，固低碳钢的焊接性：1.冷裂纹，碳钢的冷裂纹敏感性主要与其成分，熔敷-液相温度区间大，结晶偏析严重，焊接时易产生洁净裂纹，热裂倾向金属成分，寒风中溶解的氢和焊接区的拘束度等因素有关 1.碳当量，较大。

3、消除应力裂纹倾向：钢中Cr、Mo元素及含量对SR产生影对碳钢冷裂影响最大的是钢材和熔敷金属的碳当量随着碳含量的增响大，Q345钢中不含Cr、Mo，因此SR倾向小。T-1钢令Cr、Mo加，焊接性逐渐变差2.淬硬倾向，焊缝和热影响区的冷裂倾向除与其但含量都小于1%，对于SR有一定的敏感性；SR倾向峡谷年队较大，成分有关外，组织对性能影响更为明显淬硬组织或马氏体组织越多，2.25Cr-Mo其中Cr、Mo含量相对都较高，SR倾向较大。

其硬度越高，这样，焊缝和热影响区硬度越高，焊接性差3.拘束度和8.同一牌号的中碳调质钢分别在调质状态和退火状态进行焊接时焊接氢，氢和街头的拘束度也会增加冷裂纹敏感性，钢板厚度增加，拘束工艺有什么差别？为什么中碳调质钢一般不在退火的状态下进行焊度增大，焊接时焊接区被刚性固定或结构的刚性过大都可造成拘束度接？ 答：在调质状态下焊接，若为消除热影响区的淬硬区的淬硬组织增加，提高氢致裂纹的敏感性 二 热裂纹敏感与钢中成分尤其是SP等和防止延迟裂纹产生，必须适当采用预热，层间温度控制，中间热处杂质有关在焊接SP 过高的碳钢时，当母材稀释率较高时，进入焊缝的理，并焊后及时进行回火处理，若为减少热影响的软化，应采用热量SP较多，容易引起寒风中的热裂纹 三，层状撕裂，焊接热影响区的性集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接热输入越小越好。能变化 在退火状态下焊接：常用焊接方法均可，选择材料时，焊缝金属的调中碳钢的焊接性中碳钢的碳的质量分数为0.25%～0.60%。当碳的质量质处理规范应与母材的一致，主要合金也要与母材一致，在焊后调质分数接近0.25%而含锰量不高时，焊接性良好。随着含碳量的增加，焊的情况下，可采用很高的预热温度和层间温度以保证调质前不出现裂接性逐渐变差。如果碳的质量分数为0.45%左右而仍按焊接低碳钢常用纹。的工艺施焊时，在热影响区可能会产生硬脆的马氏体组织，易于开裂，因为中碳调质钢淬透性、淬硬性大，在退火状态下焊接处理不当易产即形成冷裂纹。焊接时，相当数量的母材被熔化进入焊缝，使焊缝的生延迟裂纹，一般要进行复杂的焊接工艺，采取预热、后热、回火及含碳量增高，促使在焊缝中产生热裂纹，特别是当硫的杂质控制不严焊后热处理等辅助工艺才能保证接头使用性能。

时，更易出现。这种裂纹在弧坑处更为敏感，分布在焊缝中的热裂纹2.为什么18-8奥氏体不锈钢焊缝中要求含有一定数量的铁素体组织？于是与焊缝的鱼鳞状波纹线相垂直中碳钢的焊接工艺要点⑴预热 预热通过什么途径控制焊缝中的铁素体含量？答：焊缝中的δ相可打乱单有利于减低中碳钢热影响区的最高硬度，防止产生冷裂纹，这是焊接一γ相柱状晶的方向性，不致形成连续，另外δ相富碳Cr，又良好的中碳钢的主要工艺措施，预热还能改善接头塑性，减小焊后残余应力。供Cr条件，可减少γ晶粒形成贫Cr层，故常希望焊缝中有4%~12%通常，35和45钢的预热温度为150～250℃含碳量再高或者因厚度和的δ相。通过控制铁素体化元素的含量，或控制Creq/Nieq的值，刚度很大，裂纹倾向大时，可将预热温度提高至250～400℃。若焊件来控制焊缝中的铁素体含量。

太大，整体预热有困难时，可进行局部预热，局部预热的加热范围为9.双相不锈钢的成分和性能特点，与一般A不锈钢相比双相不锈钢的焊口两侧各150～200mm。⑵焊条 条件许可时优先选用碱性焊条。⑶焊接性有何不同？在焊接工艺上有什么特点？答：双相不锈钢是在固坡口形式 将焊件尽量开成U形坡口式进行焊接。如果是铸件缺陷，铲溶体中F和A相各占一半，一般较少相的含量至少也要达到30%的不挖出的坡口外形应圆滑，其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例，锈钢。这类钢综合了A不锈钢和F不锈钢的优点，具有良好的韧性、以降低焊缝中的含碳量，防止裂纹产生。⑷焊接工艺参数 由于母材熔强度及优良的耐氧化物应力腐蚀性能。与一般A不锈钢相比：{1}化到第一层焊缝金属中的比例最高达30%左右，所以第一层焊缝焊接其凝固模式以F模式进行；{2}焊接接头具有优良的耐蚀性，耐氯化物时，应尽量采用小电流、慢焊接速度，以减小母材的熔深。⑸焊后热SCC性能，耐晶间腐蚀性能，但抗H2S的SCC性能较差;{3}焊接接头处理 焊后最好对焊件立即进行消除应力热处理，特别是对于大厚度焊的脆化是由于Cr的氮化物析出导致；{4}双相钢在一般情况下很少有件、高刚性结构件以及严厉条件下（动载荷或冲击载荷）工作的焊件冷裂纹，也不会产生热裂纹。焊接工艺特点：{1}焊接材料应根据“适更应如此。消除应力的回火温度为600～650℃。若焊后不能进行消除用性原则”，不同类型的双相钢所用焊材不能任意互换，可采取“适量”应力热处理，应立即进行后热处理。超合金化焊接材料；{2}控制焊接工艺参数，避免产生过热现象，可适低碳钢与中碳钢的焊接性差异，为何中碳钢焊接时易在热影响区中产当缓冷，以获得理想的δ/γ相比例；{3}A不锈钢的焊接注意点同样适生冷裂纹？ 合双相钢的焊接。

冷裂纹：与低碳钢相比，中碳钢的碳当量较大，随着碳的增加提高了1.为什么Al-Mg及al-li合金焊接时易形成气孔？al及其合金焊接时产钢的淬硬性，焊接时易在HAZ产生M，且中碳钢的M组织有较大的生气孔的原因是什么？如何防止气孔？为什么纯铝焊接易出现分散小淬硬性，因此中碳钢焊接时易产生冷裂纹。热裂纹：低碳钢弧焊时具气孔？而al-mg焊接时易出现焊接大气孔？ 答：1）氢是铝合金及铝焊有较高的刚热裂纹能力，中碳钢中碳本身的偏析以及它促使S,P等其他接时产生气孔的主要原因。2）氢的来源非常广泛，弧柱气氛中的元素的偏析明显起来，易形成低熔点共晶体而导致热裂纹倾向增加。水分，焊接材料以及母材所吸附的水分，焊丝及母材表面氧化膜的吸中碳钢焊后HAZ更容易形成脆硬的M组织，这种组织对氢更敏感，附水，保护气体的氢和水分等都是氢的来源。3）氢在铝及其合金产生冷裂纹所需的临界应力更低。中的溶解度在凝点时可从0.69ml/100g突降至0.036mol/100g相差约20紫铜焊接时其焊缝为单相@组织，导热性强，焊缝易生成粗大晶粒。紫倍，这是促使焊缝产生气孔的重要原因之一。4)铝的导热性很强，铜及黄铜收缩率和线膨胀系数较大，焊接应力较大，易形成热裂纹 黄熔合区的冷速很大，不利于气泡的浮出，更易促使形成气孔

铜焊接时为使焊缝的机械性能和母材相同或相近，焊缝常为双相组织，防止措施： 1）减少氢的来源，焊前处理十分重要，焊丝及母材表面焊缝晶粒变细，焊缝抗热裂纹性能改善的氧化膜应彻底清除。2）控制焊接参数，采用小热输入减少熔池存焊缝强韧性匹配：选用“低强匹配”的焊材，焊接接头实际强度未必在时间，控制氢溶入和析出时间3）改变弧柱气氛中的性质

低强，可能等强甚至可能还稍许超强，而按等强匹配焊材则可能造成原因：1）纯铝对气氛中水分最为敏感，而al-mg合金不太敏感，因此超强的后果，造成焊缝金属塑性和抗裂性下降。纯铝产生气孔的倾向要大2）氧化膜不致密，吸水强的铝合金al-mg热影响区脆化：中碳调质钢由于碳含量较高，合金元素较多，有相当比氧化膜致密的纯铝具有更大的气孔倾向，因此纯铝的气孔分数小，大的淬硬倾向，马氏体转变温度低，无自回火过程，因而在焊接热影而al-mg合金出现集中大气孔3）Al-mg合金比纯铝更易形成疏松响区容易产生大量脆硬的马氏体组织，导致热影响区脆化，生成的高而吸水强的厚氧化膜，而氧化膜中水分因受热而分解出氢，并在氧化碳马氏体越多，脆化越严重 膜上冒出气泡，由于气泡是附着在残留氧化膜上，不易脱离浮出，且热影响区软化：焊前为调质状态的钢材焊接时，被加热到该调质处理因气泡是在熔化早期形成有条件长大，所以常造成集中大的气孔。因的回火温度以上时，焊接热影响区将出现强度，硬度低于母材的软化此al-mg合金更易形成集中的大气孔。区，如果焊后不再进行调质处理，该软化区可能成为降低接头区强度的薄弱区。中碳调质钢的强度级别越高时，软化问题越突出 试分析灰铸铁电弧焊时形成白口与淬硬组织的原因及危害： 1 焊接区：由于焊缝金属的冷却速度远大于铸件在砂型中的冷却速度，焊缝将主要由共晶渗碳体，二次渗碳体及珠光体组成即白口铸铁组织。影响整个焊接接头的机械加工性能而且容易产生裂纹。2 半熔化区：

第五篇：材料焊接性

一、焊接性概念

材料在限定的焊接施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。（国家标准）

一是结合性能----工艺焊接性 材料在焊接加工中是否容易形成接头或产生缺陷

二是使用性能

焊接完成的接头在一定使用条件下可靠运行的能

二、研究焊接性的目的

1查明指定材料在指定焊接工艺条件下可能出现的问题

2确定焊接工艺的合理性或材料的改进方向

三、影响焊接性的因素

1材料因素2设计因素3工艺因素4服役环境

四、评定焊接性的原则

一是评定焊接接头产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据； 二是评定焊接接头能否满足结构使用性能要求

五、评定焊接接头工艺缺陷的敏感性主要进行抗裂性试验，其中包括热裂纹试验、冷裂纹试验、消除应力裂纹试验和层状撕裂试验。

六、实焊类方法包含：裂纹敏感性试验、焊接接头的力学性能测试、低温脆性试验、断裂韧性试验、高温蠕变及持久强度试验。（较小的焊件直接做试验，较大的实物缩小化）

七、碳当量的间接估测法

定义：可以把钢中合金元素的含量按相当于若干碳含量折算并叠加起来，作为粗略评定钢材冷裂纹倾向的参数指标，即所谓碳当量（CE或Ceq）。焊接热影响区的淬硬及冷裂纹倾向与钢种的化学成分有密切关系 化学成分间接地评估钢材冷裂纹的敏感性。将钢中各种合金元素折算成碳的含量。

钢中决定强度和可焊性的因素主要是含碳量。以Ceq值的大小估价冷裂纹倾向的大小，认为Ceq值越小，钢材的焊接性能越好。缺点：

1碳当量公式没有考虑元素之间的交互作用

2没有考虑板厚、结构拘束度、焊接工艺、含氢量等因素的影响。3用碳当量评价焊接性是比较粗略的，使用时应注意条件。所以，碳当量法只能用于对钢材焊接性的初步分析 1）使用国际焊接学会（IIW）

推荐的碳当量公式时，对于板厚δ＜20mm的钢材 CE＜0.4%焊接性良好，焊前不需要预热；

CE＝0.4%-0.6%，尤其是CE>0.5%时，焊接性差，钢材易淬硬，表焊接性已变差，焊接时需预热才能防止裂纹，随板厚增大预热温度要相应提高。2)日本工业标准（JIS）的碳当量公式时

当钢板厚度δ＜25mm和采用焊条电弧焊时（焊接热输入为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

斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。低合金钢“小铁研”试验表面裂纹率小于20%时，用于一般焊接结构生产是安全的。

八、微合金控轧钢：采用微合金化和控轧等技术，达到细化晶粒和沉淀强化相结合的效果。

九、热裂纹和消除应力裂纹

(1)焊缝中的热裂纹：焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的裂纹。

热轧、正火钢一般含碳量较低，而Mn含量较高，因此Mn/S比能达到要求，具有较好的抗热裂性能。异常：热轧及正火钢中C、S、P等元素含量偏高或严重偏析有关。

（2）消除应力裂纹：焊后焊件在一定温度范围再次加热时，由于高温及残余应力的共同作用而产生的晶间裂纹。

产生部位：在热影响区的粗晶区，延向细晶区停止

产生原因：与杂质元素在奥氏体晶界偏聚及碳化物析出“二次硬化”导致的晶界脆化有关。

十、低合金高强钢焊缝金属的组织主要包括：先共析铁素体、侧板条铁素体、针状铁素体、上贝氏体、珠光体等，马氏体较少。

11、热应变脆化：由氮、碳原子聚集在位错周围，对位错造成的钉轧作用造成的。措施：在钢中加入足够量的氮化物形成元素（Al、Ti、V），如Q420比Q345倾向小。、焊后退火处理。

12、热轧、正火钢预热和焊后热处理的目的：

预热作用：改善韧性，降低马氏体转变时的冷却速度，创造马氏体“自回火”条件，从而避免产生冷裂纹。

预热温度的选择与材料的淬硬倾向、焊接时的冷却速度、拘束度、含氢量、焊后是否进行热处理有关。焊后热处理作用：焊件焊后或冷加工后钢的韧度过低，要求结构尺寸稳定或要求焊件耐应力腐蚀，则需要进行焊后热处理。

13、热轧、正火钢确定焊后回火温度的原则

（1）不要超过母材原来的回火温度，以免影响母材本身的性能（2）对于有回火脆性的材料，要避开出现回火脆性的温度区间

14、“调质钢”：经过“淬火+回火”热处理的钢（在焊接界高温回火或低温回火均称为调质）

15、提高钢的脆透性和马氏体的回火稳定性：添加如Mn、Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Cu等

16、低碳调质钢焊缝等强匹配：（σb）w/（σb）b=1时，称为等强匹配（焊缝强度等于母材的强度）

17、低碳调质钢热影响区软化：本质碳化物沉淀、聚集长大

18、低温钢按有无镍分类：无镍（铝镇静低温钢、低合金低温钢），有镍(低、中、高)

19、低碳调质钢焊接时可能出现的问题？简述低碳调质钢的焊接工艺要点 焊接时易发生脆化，焊接时由于热循环作用使热影响区强度和韧性下降。

焊接工艺特点：①要求马氏体转变时的冷却速度不能太快，使马氏体有一“自回火”作用，以防止冷裂纹的产生；②要求在800~500℃之间的冷却速度大于产生脆性混合组织的临界速度。此外，焊后一般不需热处理，采用多道多层工艺，采用窄焊道而不用横向摆动的运条技术。

20、珠光体耐热钢的焊接性特点与低碳调质钢有什么不同?珠光体耐热钢选用焊接材料的原则与强度用钢有什么不同？为什么？ 答：珠光体耐热钢和低碳调质钢都存在冷裂纹，热影响区硬化脆化以及热处理或高温长期使用中的再热裂纹，但是低碳调质钢中对于高镍低锰类型的刚有一定的热裂纹倾向，而珠光体耐热钢当材料选择不当时才可能常产生热裂纹。珠光体耐热钢在选择材料上不仅有一定的强度还要考虑接头在高温下使用的原则，特别还要注意焊接材料的干燥性，因为珠光体耐热钢是在高温下使用有一定的强度要求。

21、不锈钢及耐热钢按组织分类：奥氏体钢，铁素体钢、马氏体钢、铁素体-奥氏体双相钢、沉淀硬化钢

22、不锈钢的主要腐蚀形式有：均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀

23、晶间腐蚀：在晶粒边界发生的有选择性的腐蚀现象。

24、晶间腐蚀与晶界贫“铬”现象有关。奥氏体不锈钢是由于经450～850℃加热（敏化加热），即过饱和固溶的碳向晶粒边界扩散，产生晶间腐蚀与晶界贫“铬”现象。对于铁素体钢，由于碳在铁素体中扩散速度快，故快冷时就易析出Cr23C6，再次加热时就易使碳化物溶解，消除贫铬层。

25、应力腐蚀：不锈钢在特定的腐蚀介质和拉应力作用下出现的低于强度极限的脆性开裂现象。26、475℃脆性：在430~480℃之间长期加热并缓冷，就可导致在常温时或负温时出现强度升高而韧性下降的现象。

27、σ相：Cr的质量分数约45%的典型FeCr金属间化合物，无磁性，硬而脆。

28、奥氏体钢接头耐蚀性：晶间腐蚀有代表性的18-8钢焊接接头，有三个部位出现晶间腐蚀现象，包括焊缝区腐蚀、敏化区腐蚀、熔合区腐蚀。防止焊缝区晶间腐蚀，采取措施有：

①通过焊接材料，使焊缝金属或者成为超低碳情况，或含有足够的稳定化元素Nb，一般希望Nb≥8%或Nb≈1%；

②调整焊缝成分以获得一定的铁素体(δ)相。

29、HAZ敏化区晶间腐蚀：指焊接热影响区中加热峰值温度处于敏化加热区间的部位所发生的晶间腐蚀。

只有普通18-8钢才会有敏化区存在，含Ti或Nb的18-8Ti或18-8Nb，以及超低碳的18-8钢，不易有敏化区出现。防止18-8钢敏化区腐蚀，在焊接工艺上应采取快速过程，以减少处于敏化加热去区间。30、熔合区刀口腐蚀：只出现在18-8中（Ⅹ）

31、为什么18-8奥氏体不锈钢焊缝中要求含有一定数量的铁素体组织？通过什么途径控制焊缝中的铁素体含量？

答：焊缝中的δ相可打乱单一γ相柱状晶的方向性，不致形成连续，另外δ相富碳Cr，又良好的供Cr条件，可减少γ晶粒形成贫Cr层，故常希望焊缝中有4%~12%的δ相。

通过控制铁素体化元素的含量，或控制Creq/Nieq的值，来控制焊缝中的铁素体含量。32、18-8型不锈钢焊接接头区域在那些部位可能产生晶间腐蚀，是由于什么原因造成？如何防止？

答：18-8型焊接接头有三个部位能出现腐蚀现象：{1}焊缝区晶间腐蚀。产生原因根据贫铬理论，碳与晶界附近的Cr形成Cr23C6，并在在晶界析出，导致γ晶粒外层的含Cr量降低，形成贫Cr层，使得电极电位下降，当在腐蚀介质作用下，贫Cr层成为阴极，遭受电化学腐蚀；{2}热影响区敏化区晶间腐蚀。是由于敏化区在高温时易析出铬的碳化物，形成贫Cr层，造成晶间腐蚀；{3}融合区晶间腐蚀{刀状腐蚀}。只发生在焊Nb或Ti的18-8型钢的融合区，其实质也是与M23C6沉淀而形成贫Cr有关，高温过热和中温敏化连过程依次作用是其产生的的必要条件。

防止方法：{1}控制焊缝金属化学成分，降低C%，加入稳定化元素Ti、Nb； {2}控制焊缝的组织形态，形成双向组织{γ+15%δ}； {3}控制敏化温度范围的停留时间；

{4}焊后热处理：固溶处理，稳定化处理，消除应力处理。

33、铝及铝合金分类：工业纯铝、防锈铝、防锈铝、硬铝、锻铝、超硬铝、特殊铝

非热处理强化铝合金－－－3系列、4系列、5系列

热处理强化铝合金－－－2系列、6系列、7系列

34、铝及铝合金熔焊是最常见的缺陷是焊缝气孔，特别是对于纯铝和防锈铝的焊接

35、焊接热裂纹：焊丝成分的影响，采用异质焊丝，即其他合金组成的焊丝（同质焊丝具有较大的裂纹倾向）

36、非时效强化铝合金HAZ的软化：主要发生在焊前经冷作硬化的合金上。经冷作硬化的铝合金，热影响区峰值温度超过再结晶温度（200~300℃）的区域时就产生明显的软化现象。

37、铜材的焊接工艺要点

焊前准备

铜易氧化，工件表面会有氧化膜，此外油、水份、污物等亦妨碍焊接，必须清理干净。

焊接工艺条件的一般要求（弧焊为主）

（1）因其导热快，要求采用大电流。

（2）合理设计坡口形式以尽量减少拘束和收缩应力。

（3）合理的焊接顺序。

（4）推荐采用TIG焊（填丝容易控制）。

（5）采用Ar或富Ar的（Ar+He）混合气体保护。

焊接参数

（1）铜及其合金的TIG焊，一般多采用直流正接。

（2）铍青铜和铝青铜，采用反接；亦可用交流，能清除氧化膜同时减少钨极过热。

（3）熔化极氩弧焊采用反接。

——焊接质量的相关问题及予防措施

纯铜及铜合金焊接区的主要缺陷：裂纹、气孔。裂纹主要是热裂纹、氢蚀裂纹

预防措施：A）采用含有脱氧剂（Mn、Si、Ti等）的焊丝；B）高温预热；C）焊后缓冷；D）磁力搅拌熔池

焊接中应注意的问题：预热、防止气孔、焊接用焊丝、防止变形、防止未熔合/未焊透、HAZ强度下降

38、为什么Al-Mg及al-li合金焊接时易形成气孔？al及其合金焊接时产生气孔的原因是什么？如何防止气孔？为什么纯铝焊接易出现分散小气孔？而al-mg焊接时易出现焊接大气孔？

答：1）氢是铝合金及铝焊接时产生气孔的主要原因。

2）氢的来源非常广泛，弧柱气氛中的水分，焊接材料以及母材所吸附的水分，焊丝及母材表面氧化膜的吸附水，保护气体的氢和水分等都是氢的来源。

3）氢在铝及其合金中的溶解度在凝点时突降，这是促使焊缝产生气孔的重要原因之一。

4)铝的导热性很强，熔合区的冷速很大，不利于气泡的浮出，更易促使形成气孔

防止措施：1）减少氢的来源，焊前处理十分重要，焊丝及母材表面的氧化膜应彻底清除。

2）控制焊接参数，采用小热输入减少熔池存在时间，控制氢溶入和析出时 3）改变弧柱气氛中的性质

原因：1）纯铝对气氛中水分最为敏感，而al-mg合金不太敏感，因此纯铝产生气孔的倾向要大

2）氧化膜不致密，吸水强的铝合金al-mg比氧化膜致密的纯铝具有更大的气孔倾向，因此纯铝的气孔分数小，而al-mg合金出现集中大气孔

3）Al-mg合金比纯铝更易形成疏松而吸水强的厚氧化膜，而氧化膜中水分因受热而分解出氢，并在氧化膜上冒出气泡，由于气泡是附着在残留氧化膜上，不易脱离浮出，且因气泡是在熔化早期形成有条件长大，所以常造成集中大的气孔。因此al-mg合金更易形成集中的大气孔。

39、硬铝及超硬铝焊接时易产生什么样的裂缝？为什么？如何防止裂纹？

答：裂纹倾向大，铝及硬铝产生焊接热裂纹

原因：1）易熔共晶的存在，是铝合金焊缝产生裂纹的重要原因

2）线膨胀系数大，在拘束条件下焊接时易产生较大的焊接应力也是产生裂纹的原因之一

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，产生自愈合作用

2）生产中采用含5%的Si，Al合金焊丝解决抗裂问题，具有很好的愈合作用 3）加入Ti,zr,v,b微量元素作为变质剂，细化晶粒，改善塑性韧性，并提高抗裂性

4）热能集中焊接方法可防止形成方向性强的粗大柱状晶，改善抗裂性 5）采用小电流焊接，降低焊接速度均可改善抗裂性问题

论述题

1.2000年9月,天铁集团承担了套筒的制作任务,材质16Mn,壁厚30mm,直径3.5m,高4m,制作时采用手工电弧焊,焊条J506,无预热,焊后自然冷却。焊后，表面质量均达到图纸要求，没有宏观缺陷。但放置两天后，产生许多小裂纹，大多分布在熔合线多表现为纵向裂纹。（1）分析什么缺陷及其原因（2）合理工艺措施某电机厂准备开发一款新型的风力发电机，转子为焊接结构轴材为42CrMo, 尺寸φ210mm×620 mm，供货状态为调质； 辐板为Q235，尺寸160 mm×600 mm×40 mm，供货为热轧，化学成分和结构如下。（1）分析焊接性？（2）确定合理的焊接材料？（3）焊接结构？

焊接工艺？