兖矿集团综采工作面
工程机械用钢：Q460、Q550、Q690
石油化工、炼油、管线 桥梁、建筑、机械
2.1 焊接性及影响因素
2.1.1 焊接性概念 在制造工艺条件下，能够形成完整的和满足使
用要求的优质焊接接头的能力。换句话说，焊接性 是材料焊接加工的适应性，指材料在一定的焊接工 艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度和该焊接 接头能否在使用条件下可靠运行。
工艺焊接性和使用焊接性
焊接性包括两个含义： 1) 接合性能，材料在给定的焊接工艺条件下对形 成焊接缺陷的敏感性； 2) 使用性能，指一定的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。
前者称为工艺焊接性，涉及焊接制造过程中的 焊接缺陷问题，如裂纹、气孔、断裂等；后者称为 使用焊接性，涉及焊接接头的使用可靠性问题。
一般通过间接计算和焊接性试验来评定冷裂纹敏感性。
3．焊接接头抗脆性断裂的能力
由于受焊接冶金反应、热循环、结晶过程的影响，可能 使焊接接头的某一部分或整体发生脆化（韧性急剧下 降），尤其对在低温条件下使用的焊接结构影响更大。
对于在低温下工作的焊接结构和承受冲击载荷的焊接结 构，经冶金反应、结晶、相变等过程，焊接接头由于受 脆性组织、硬脆的非金属夹杂物、热应变时效脆化、冷 作硬化等作用的结果，发生所谓的焊接接头脆性转变。
2.2.1 焊接性试验的内容 1．焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力 2．焊缝及热影响区抵抗产生冷裂纹的能力 3．焊接接头抗脆性断裂的能力 4．焊接接头的使用性能
★合金结构钢焊接性分析应考虑的问题 ●热轧及正火钢：冷裂纹、热裂纹 ●低碳调质钢：冷裂纹、热影响区脆化和软化 ●珠光体耐热钢：消除应力裂纹、高温持久强度 ●低温钢：缺口低温韧性
1．焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力
热裂纹是一种经常发生又危害严重的焊接缺陷，热裂 纹的产生与母材和焊接材料有关。
焊缝熔池金属在结晶时，由于存在S、P等有害元素 （如形成低熔点的共晶物）并受到较大热应力作用， 可能在结晶末期产生热裂纹，这是焊接中必须避免的 一种缺陷。
焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力常被作为衡量金属焊 接性的一项重要内容。
2.1.2 影响焊接性的因素
1）材料因素：母材、焊材（焊条、焊丝、焊剂等） 2）设计因素：焊接结构设计，强度、刚度、应力等 3）工艺因素：焊接方法、
工艺措施（预热、缓冷、坡口、参数） 4）服役环境：低温（要求低温韧性）
高温（要求高温强度、抗氧化性） 耐腐蚀性、耐磨性等
2.2 焊接性试验内容及评定原则
主要是进行抗裂性试验，其中包括热裂纹试验、冷裂 纹试验、再热裂纹试验和层状撕裂试验等。
可比性：试验条件尽可能接近实际焊接条件。 针对性：针对具体的焊接结构制定试验方案。 再现性：试验结果要稳定、可靠。 经济性：操作简单、耗材少、易加工、试验周期短。
需要评定焊接接头或结构的使用性能时，具体试验项 目取决于结构的工作条件和设计上提出的技术要求， 通常有力学性能（拉伸、弯曲、冲击等）试验。
对焊接工作者来说，充分理解“焊接”和“焊接性”的 含义是十分重要的。
“焊接性”是从英文“Weldability”得来的，它的深 刻含义把焊接、结构材料本身的性能（力学、冶金、 物理、化学等性能）以及材料的发展结合在一起。
自20世纪40年代初（二战初期）从“焊接”中派生 出“焊接性”概念以来，“焊接性”的词义一直在不 断发展着，人们曾给它下了很多种定义，这是由于理 解的角度不同、分析目的不同和由于焊接技术本身不 断发展而引起的。
所以焊接接头抗脆性断裂（或抗脆性转变）的能力也是 焊接性试验的一项内容。
4．焊接接头的使用性能
根据焊接结构使用条件对焊接性提出的性能要求来确定 试验内容，包括力学性能和产品要求的其他使用性能，
例如，不锈钢的耐腐蚀性、低温钢的低温冲击韧性、耐 热钢的高温蠕变强度或持久强度等。
厚板钢结构要求抗层状撕裂性能，须做Z向拉伸或Z向窗
有些材料具有较高的强度、塑性和耐蚀性等，但用这 些材料制造结构时却发现，它们在焊接加工时出现裂 纹、气孔、夹渣等缺陷，或者能得到完整的焊接接头 而性能达不到要求，限制了这些材料的使用范围。
单从材料本身的成分、物理性能和力学性能，不足以 判定它在焊接过程中可能出现的问题以及焊后能否满 足使用要求。这就要求从焊接性角度来分析和研究材 料的某些特定的性能，也就是材料的焊接性问题。
口试验，以测定钢材抗层状撕裂的能力； 某些低合金钢需要做再热裂纹试验、应力腐蚀试验等。
表2-3 合金结构钢焊接性分析时应考虑的问题
2.2.2 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的要求。 对于评定焊接接头工艺缺陷的敏感性，在一般情况下，
通常通过热裂纹敏感指数和热裂纹试验来评定焊缝的 热裂纹敏感性。
2．焊缝及热影响区抵抗产生冷裂纹的能力
冷裂纹在合金结构钢焊接中是最为常见的缺陷，这种缺 陷的发生具有延迟性并且危害很大。
在焊接热循环作用下，焊缝及HAZ由于组织、性能发生 变化，加之受焊接应力作用以及扩散氢的影响，可能产 生冷裂纹（或延迟裂纹），这也是焊接中必须避免的严 重缺陷，常被作为衡量金属焊接性的重要内容。
冶金焊接性和热焊接性
冶金焊接性：发生在焊缝中 1）涉及的是化学冶金问题 例如：-形成熔池、-凝固结晶、-渣-金属间的化学冶金反应、合金元素的氧化还原、-成分偏析、-气孔、夹杂物、热裂纹、-显 微组织和性能 2）研究冶金焊接性的目的：开发新焊材、选焊材
热焊接性：发生在热影响区（HAZ） 1）涉及的是物理冶金问题
例如：-固态相变→性能变化
取决于母材特性和焊接热循环条件 2）改善热焊接性的途径：焊接工艺（热输入E、预热等）
焊接接头区的组织变化
焊接性（Weldability）
把焊接、结构材料本身的性能（力学、冶金、物理、 化学等）、材料的发展Байду номын сангаас合在一起。
必须对整个焊接过程中的材料（母材、焊材）和焊 接区（焊缝、熔合区、热影响区）的成分、组织和 性能，包括工艺参数的影响和使用性能，进行系统 地研究。