金屬材料焊接1整理課件第一章金屬焊接性及其試驗方法2整理課件第一章金屬焊接性及其試驗方法第一節金屬的焊接性

第二節金屬焊接性試驗

第三節常用的焊接性試驗方法

復習思考題3整理課件第一節金屬的焊接性一、金屬焊接性的概念

金屬焊接性根據GB/T3375—1994?焊接術語?的定義為：“金屬材料在限定的施工條件下，焊接成規定設計要求的構件，并滿足預定服役要求的能力〞。即金屬材料對焊接加工的適應性和使用的可靠性。根據這兩方面內容，優質的焊接接頭應具備兩個條件：即接頭中不允許存在超過質量標準規定的缺陷；同時具有預期的使用性能。因此，焊接性的具體內容可分為工藝焊接性和使用焊接性。

1.工藝焊接性

2.使用焊接性

二、影響焊接性的因素4整理課件第一節金屬的焊接性焊接性是金屬材料的一種工藝性能。除了受材料本身性質影響外，還受到工藝條件、結構條件和使用條件的影響。

(一)材料因素

(二)工藝因素

(三)結構因素

(四)使用條件

三、分析金屬焊接性的方法

除直接采用焊接試驗的方法來確定金屬的焊接性之外，通過分析金屬的化學成分、物理性能、化學性能、相圖特點、連續冷卻轉變圖(CCT圖)或模擬焊接熱影響區的連續冷卻轉變圖(SHCCT圖)等，均可以在某種程度上評價金屬的焊接性。

(一)利用化學成分分析5整理課件第一節金屬的焊接性1.碳當量法2.焊接冷裂紋敏感指數(二)利用金屬材料的物理性能分析

(三)利用金屬材料的化學性能分析

(四)利用合金相圖分析

(五)利用CCT圖或SHCCT圖分析6整理課件第二節金屬焊接性試驗一、焊接性試驗的內容

針對材料的不同性能特點和不同使用要求，焊接性試驗包括以下內容。

(一)焊縫金屬抵抗產生熱裂紋的能力

(二)焊縫及熱影響區金屬抵抗產生冷裂紋的能力

(三)焊接接頭抗脆性轉變的能力

(四)焊接接頭的使用性能

二、焊接性試驗方法分類

研究與評定金屬材料焊接性的試驗方法很多，根據試驗的內容和特點主要分為工藝焊接性和使用焊接性兩大方面的試驗，每一方面又分為直接法和間接法兩種類型。

(一)直接法試驗7整理課件第二節金屬焊接性試驗1.直接模擬試驗

(1)焊接冷裂紋試驗常用的有插銷試驗、斜Y形坡口對接裂紋試驗、拉伸拘束裂紋試驗(TRC試驗)、剛性拘束裂紋試驗(RRC試驗)等。

(2)焊接熱裂紋試驗常用的有可調拘束裂紋試驗、菲斯柯(FISCO)焊接裂紋試驗、窗形拘束對接裂紋試驗、剛性固定對接裂紋試驗等。

(3)再熱裂紋試驗有H形拘束試驗、缺口試棒應力松弛試驗、U形彎曲試驗等。

(4)層狀撕裂試驗常用的有Z向拉伸試驗、Z向窗口試驗等。

(5)應力腐蝕裂紋試驗有U形彎曲試驗、缺口試驗、預制裂紋試驗等。8整理課件第二節金屬焊接性試驗(6)脆性斷裂試驗除低溫沖擊試驗外，常用的還有落錘試驗、裂紋張開位移試驗(COD)以及Wells寬板拉伸試驗等。

2.使用性能試驗

(二)間接法推算

三、焊接性試驗方法的選擇原那么

現有的焊接性試驗方法很多，隨著技術的進步，要求的提高，焊接性試驗方法還會不斷增加。選擇焊接性試驗方法時一般應遵循以下原那么：

(一)針對性

(二)可比性

(三)可靠性

(四)經濟性9整理課件第三節常用的焊接性試驗方法一、斜Y形坡口焊接裂紋試驗方法

這是一種在工程上廣泛應用的試驗方法。該試驗主要用于評價碳鋼和低合金高強度鋼焊接熱影響區的冷裂紋敏感性。其試驗標準應遵循GB/T4675．1—1984?焊接性試驗—斜Y形坡口焊接裂紋試驗方法?。圖1-1試件的形狀和尺10整理課件第三節常用的焊接性試驗方法圖1-2焊條電弧焊的試驗焊11整理課件第三節常用的焊接性試驗方法圖1-3焊條自動送進的試驗焊12整理課件第三節常用的焊接性試驗方法(1)外表裂紋率Cf(2)根部裂紋率Cr檢測根部裂紋時，應先將試件著色后拉斷或彎斷，然后按圖1-4b進行根部裂紋長度測量。

(3)斷面裂紋率Cs在試驗焊縫上，用機械加工等分地切取4～6塊試樣，檢查五個橫斷面上的裂紋深度Hs，如圖1-4c。圖1-4試樣裂紋長度計

a)外表裂紋b)根部裂紋c)斷面裂紋13整理課件第三節常用的焊接性試驗方法二、插銷試驗插銷試驗是主要用于測定碳鋼和低合金高強度鋼焊接熱影響區對冷裂紋敏感性的一種定量試驗方法。因試驗消耗鋼材少，試驗結果穩定可靠，在國內外都廣泛應用。我國已制定了國家標準，即GB/T9446?1988?焊接用插銷冷裂紋試驗方法?。經適當改變，此方法還可用于測定再熱裂紋和層狀撕裂的敏感性。圖1-5插銷試棒缺口處于

熱影響區的粗晶部

a)環形缺口試棒b)螺形缺口試棒14整理課件第三節常用的焊接性試驗方法圖1-6插銷試棒的形

a)環形缺口插銷b)螺形缺口插銷15整理課件第三節常用的焊接性試驗方法圖1-7熔透比的計16整理課件第三節常用的焊接性試驗方法表1-1插銷試棒的尺寸表1-2缺口位置a與熱輸入E的關系17整理課件第三節常用的焊接性試驗方法1)因為試件尺寸小，底板材料與插銷材料又不必完全相同，并且底板可重復使用，所以試驗材料損耗小。

2)調整焊接熱輸入及底板厚度，即可得到不同的冷卻速度。

3)因插銷尺寸小，故可從被試驗材料的任意方向取樣，也可以從全熔敷金屬中取樣用來測定焊縫金屬對冷裂紋的敏感性。

4)環形缺口整個圓周溫度往往不可能到達十分均勻，這就影響試驗結果的準確性，造成數據分散，再現性不很好。

三、焊接熱影響區最高硬度試驗方法

焊接熱影響區最高硬度比碳當量能更好地判斷鋼種的淬硬傾向和冷裂紋敏感性，因為它不僅反映了鋼種化學成分的影響，而且也反映了金屬組織的作用。由于該試驗方法簡單，已被國際焊接學會〔IIW〕納為標準。我國已制定了GB/T4675．5—1984，適用于焊條電弧18整理課件第三節常用的焊接性試驗方法表1-3HAZ最高硬度試件尺寸(單位：mm)19整理課件第三節常用的焊接性試驗方法圖1-8最高硬度試20整理課件第三節常用的焊接性試驗方法圖1-9測量硬度的位21整理課件第三節常用的焊接性試驗方法四、其他焊接性試驗方法簡介

(一)壓板對接(FISCO)焊接裂紋試驗法

(二)剛性固定對接裂紋試驗22整理課件第三節常用的焊接性試驗方法圖1-10壓板對接裂紋試驗裝

1—C形拘束框架2—試件3—緊固螺栓

4—齒形底座5—定位塞6—調節板23整理課件第三節常用的焊接性試驗方法圖1-11剛性固定對接裂紋

試驗試件尺寸和形

注：圖注同圖1-10。24整理課件第三節常用的焊接性試驗方法(三)Z向拉伸試驗圖1-12Z向拉伸試驗試件制備及尺

a)試件的制取部位b)試件的形狀和尺寸25整理課件第三節常用的焊接性試驗方法圖1-13TRC試驗機的簡(四)拉伸拘束裂紋試驗(TRC試驗)26整理課件復習思考題1.何謂金屬材料的焊接性？影響金屬材料焊接性的因素有哪些？