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1 2 Er σ= ( + EW p ) 2 K a
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调质钢焊接HAZ HAZ的软化 （四）调质钢焊接HAZ的软化
1、调质钢焊接时 HAZ的软化 HAZ的软化
第四章 焊接热影响区组织和性能
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2、热处理强化合金焊接HAZ的软化 、热处理强化合金焊接 的软化
第四章 焊接热影响区组织和性能
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（五）焊接HAZ力学性能 焊接 力学性能
第四章 焊接热影响区组织和性能
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3.注意问题 注意问题
1).热影响区中熔合区,过热区晶粒严重 长大,是焊接接头的薄弱地带. 2).低碳钢的不完全重结晶区,在急冷急 热的条件下,会表现出高碳钢的行为. 3).成分偏析严重,C.P.S高时易产生淬硬 组织,裂纹.
第四章 焊接热影响区组织和性能
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二.焊接热影响区的性能 焊接热影响区的性能
第四章 焊接热影响区组织 和性能
第四章 焊接热影响区组织和性能
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第四章 焊接热影响区组织和性能
第一节 焊接热循环 第二节 焊接热循环条件下的金属 组织转变特点 第三节 热影响区组织和性能 第四节 焊接热力模拟试验方法的特点
第四章 焊接热影响区组织和性能
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重点内容: 重点内容
1)焊接热循环的主要参数、意义 2)快速加热,连续冷却的金属组织转变特点 3) 3)CCT图的应用 图的应用 4)热影响区的划分方法 5)不易淬硬钢及淬硬钢的焊接热影响区分 布和组织转变
焊接结构钢根据热处理特性不同分为两类 :淬火钢,不易淬火钢,分别讲述淬火钢和 不易淬火钢的组织分布.
1.不易淬火钢:如低碳钢,某些不易淬硬的
低合金钢,如16Mn.15MoV.15MnTi等
第四章 焊接热影响区组织和性能
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热影响区的组织分布
1).熔全区 2).过热区 3).相变重结晶区 4).不完全重结晶区 对于低碳钢,一些淬硬倾向不大的钢 (16Mn.15MnTi等)除过热区外其它各 区组织基本相同. 低碳钢过热区主要是魏氏组织W
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4.自然冷却 4.自然冷却 : 热处理可根据要求控制
冷却速度或在冷却过程中不同阶段进行 保温,焊接时,自然条件下冷却,冷却速度 快。
5.局部加热: 5.局部加热: 热处理时,工件是在炉中 局部加热
整体加热,焊接时,局部集中加热,随热源 的移动,局部加热地区的范围也移动.由于 局部加热产生复杂应力,组织转变是在复 杂应力不完成。
第四章 焊接热影响区组织和性能
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二、焊接热循环参数的数值模拟
（一）峰值温度Tm的计算 （二）相变温度以上停留时间tH的计算 （三）瞬时冷却速度Wc的计算 （四）冷却时间的计算
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三.多层焊热循环的特点
在实际焊接中,厚板多采用多层焊接,因 此,有必要了解多层焊热循环作用特点。 在单层焊时,因为受到焊缝截面积的限 制,不能在更大的范围内调整功率和焊速, 所以焊接热循环的调整也受到限制。 多层焊比单层焊具有更优越的地方,它是 由许多单层热循环联合在一起的综合作用, 同时相临焊层之间彼此具有热处理性质.从 提高焊接质量而言,多层焊往往易达到要求
(1)国产钢硬度计算公式 当t8/5 <tM100 Hmax=292+812C 当t8/5 >tM100 Hmax=52.0+147.0Pcm –81lg t8/5 (2)铃木公式
K Hmax = 884C − K + + 287 1 + exp{a (lg t8/5 - y)}
Hmax(HV10)=140+1089Pcm –8.2t8/5
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二.特点
1.加热温度高: 1.加热温度高:热处理加热温度以上100加热温度高
200℃
2.加热速度快: 是热处理加热速度的几十 2.加热速度快: 加热速度快
倍甚至几百倍
3.高温停留时间短 高温停留时间短: 3.高温停留时间短:手工焊以上停留时间
最大20秒,埋弧自动焊时30-100秒。
（1）M-A组元脆化 （2）析出脆化 （3）遗传脆化
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第四章 焊接热影响区组织和性能
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3）.HAZ的热应变时效脆化 .HAZ的热应变时效脆化
(1)静应变时效脆化 (2)动应变时效脆化
(三)焊接热影响区的韧化
1、母材的原始组织 2、韧化处理
第四章 焊接热影响区组织和性能
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5、建立低合金钢HAZ最大硬度计算公式有 可意义？ 6、何谓HAZ的热应变时脆性？在焊接工艺 上如何防止？ 7.如何提高焊接HAZ的韧化？在焊接工艺上 如何防止？ 8.何谓“组织遗传”？受哪些因素影响？如 何改善？ 9.中碳调质钢焊接HAZ软化的机制？应如何 改善和控制？
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第四章 焊接热影响区组织和性能
二.连续冷却时的金属组织转变特点
研究焊热影响区的熔全线附近的情况 ,这一区域是焊接接头的薄弱地带。 以45钢、40Cr为例,比较焊接条件 下和热处理条件下,在相同的冷却 速度下组织转变的差异.
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第四章 焊接热影响区组织和性能
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2)碳当量及冷却时间t HAZ最高硬度 2)碳当量及冷却时间t8/5 与HAZ最高硬度 碳当量及冷却时间 Hmax 的关系
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3）焊接HAZ最高硬度的计算公式 焊接HAZ最高硬度的计算公式 HAZ
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本章小节
本章主要根据低合金高强钢焊接 过程中，由于快速不均匀加热和 冷却引起热影响区组织性能的变 化，进行了系统地讨论，以及对 于焊接热循环和热力模拟试验方 法的特点介绍。
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思考题
1、焊接热循环对被焊金属近缝区的组织、 性能有何影响？ 2 2、低合金钢焊接时，HAZ粗晶区奥氏体的 HAZ 均质化程度对冷却时相变有何影响？ 3、探讨低合金钢焊接HAZ受应力应变时对 相变的影响 4、焊接条件下组织转变与热处理条件下组 织转变有何不同？
国际焊接学会 Mn Cu + Ni Cr + Mo + V + + CE ( IIW ) = C + 6 15 5 日本焊接学会
Ceq (WES ) Mn Si Ni Cr Mo V =C+ + + + + + 6 24 40 5 4 14
近年来常用的公式
Si Mn CU Ni Cr + Mo + V + Nb CEN = C + A(C ) + + + + + 5B 15 15 5 24 16
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熔合区 焊缝金属 母材
16Mn钢焊接热 影响区
过热 区 不完全重结晶区 第四章 焊接热影响区组织和性能
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2.易淬火钢 2.易淬火钢
此类钢热影响区的组织分布与母材焊前热 处理有关焊前热处理.退火,正火,调质(淬 火+高回火) 1).完全淬火区 2).不完全淬火区 3).对于调质处理的钢(母材焊前处于调质状 态)回火区以下,发生不同程度的回火处理 ─回火区.组织性能变化取决于焊前调质 状态的温度.
§4-4 焊接热力模拟试验方 法的特点
一、焊接模拟技术发展的背景 二、焊接模拟技术发展的过程及其现状 三、焊接模拟试验的基本方法点及意义
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焊接模拟试验的主要参数
1.加热速度(W 1.加热速度(WH)或加热时间 加热速度 2.加热的峰值温度 加热的峰值温度(T 2.加热的峰值温度(Tmax) 3.在高温的停留时间 在高温的停留时间(t 3.在高温的停留时间(tH) 4.冷却速度 冷却速度(W 或冷却时间（ 4.冷却速度(Wc)或冷却时间（t8/5）
一般来说，对HAZ力学性能的研究主要 是从两方面进行：
一方面是研究HAZ不同部位的力学性能 另一方面专门研究 熔合区附近的性能.
对于淬硬倾向不大的钢种(如16Mn钢) 采用焊接热模拟技术，HAZ不同部位常 规力学性能如下图
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41 本节结束
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12 本节结束
§4-2 焊接热循环条件下的 金属组织转变特点
特点： 特点：1.加热温度高
热处理加热温度以上100～200℃ 2.加热速度快: 3.高温停留时间短 4.自然冷却 5.局部加热
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一、快速加热的金Байду номын сангаас组织转变特点
１.加热速度对相变点的影响
焊接时的加热速度很快,各种金属的 相变温度发生了很大的变化。 焊接时,由于采用的焊接方法不同,规 范不同,加热速度可在很大的范围内 变化。
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２.加热速度对Ａ均质化影响 加热速度对Ａ
加热速度不但对相变点有影响,对Ａ均质 化也有影响.
３.近缝区的晶粒长大
在焊接条件下,近缝区由于强烈过热使晶 粒发生严重长大,影响焊接接头塑性,韧性 ,韧性产生热裂纹,冷裂纹.
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