焊接性的影响因素分析

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：如采用焊前预热和焊后缓冷，可以降低焊缝金属和热影响区的冷却速度，形成塑韧性良好的金相组织，防止出现淬硬组织、降低焊接应力，避免焊缝或热影响区开裂等。接头设计对工艺焊接性的主要影响是：强烈影响焊缝金属和热影响区的冷却速度；决定冷却和收缩时的应力分布。

熔焊过程有两个特征：冶金过程和热过程。材料焊接性也可分为冶金焊接性和热焊接性。冶金焊接性研究的是：在焊接高温下，熔池金属与焊接空间的气相、液相等之间发生了一系列物理-化学反应，导致材料焊接性的变化。冶金反应包括合金元素的氧化、还原、蒸发，从而影响焊缝金属的化学成分和性能；氧、氢、氮等元素的溶解、析出对生成气孔及对焊缝性能的影响；在熔化金属凝固期间，由于熔池金属的化学成分、结晶条件以及接头刚度等因素的影响而产生热裂纹等。热焊接性研究的是：在焊接过程中，焊接输入的热量使母材和焊接材料熔化以形成焊缝，同时在焊缝附近产生一个热影响区，使得该区域金属的显微组织发生了显著变化，导致力学性能、硬度、耐蚀性等发生的变化。

材料本身的化学成分对冶金焊接性起主要作用，但不能忽略焊接材料、焊接方法、保护条件等对材料焊接性的重要作用。影响材料工艺焊接性的因素有以下方面：

1.焊接材料

焊接过程中，焊接材料和母材一起熔化形成熔池，并发生一系列的物理-化学冶金反应，直接影响到焊接接头的质量。焊材选择（匹配）不当，会造成焊缝金属的化学成分变化，力学性能降低或出现气孔、裂纹等严重缺陷。

2.焊接方法和工艺措施

对于同一母材，采用不同的焊接方法，其工艺焊接性也有很大差别，如Ti合金采用真空电子束焊就比焊条电弧焊更容易获得满意的焊接接头。(https://www.chuimin.cn)

焊接工艺措施也是改善和提高结构件使用性能的重要手段。如采用焊前预热和焊后缓冷，可以降低焊缝金属和热影响区的冷却速度，形成塑韧性良好的金相组织，防止出现淬硬组织、降低焊接应力，避免焊缝或热影响区开裂等。

3.焊接接头的设计

焊接接头的设计内容包括截面厚度、接头形状、位置分布、接头的拘束等。接头设计对工艺焊接性的主要影响是：强烈影响焊缝金属和热影响区的冷却速度；决定冷却和收缩时的应力分布。在结构设计时，应该力求使焊接接头处于最小刚度的状态，能够自由收缩，有利于防止出现焊接裂纹。同时接头设计应避免焊缝处于构件的边缘、棱角、构件截面突变处，或交叉焊缝和接头金属隆起（突起）等，容易产生应力集中。

4.焊接结构的使用条件

焊接结构的使用条件有工作温度高低、工作介质的种类、承受载荷的性质等。使用条件的不同对焊接接头的要求也不同，例如，在腐蚀介质中工作的焊接结构，要求焊接接头具有良好的耐蚀性。在高温下工作的焊接接头，应具有抗蠕变性能，承受冲击载荷下的结构件，则要求焊接接头具有良好的冲击性能。焊接结构的工作条件越苛刻越严酷，材料工艺焊接性往往越差。

焊接性的影响因素分析

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