【文章內(nèi)容簡介】 150～180℃。對(duì)于剛度較大的接頭，預(yù)熱溫度應(yīng)提高至180～230℃。焊后或中斷焊接時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行250～350℃的后熱處理。2）焊接材料的選用，見表7。3）為保證接頭性能和質(zhì)量，應(yīng)適當(dāng)控制焊接線能量，如手弧焊時(shí)，焊接線能量應(yīng)控制在24kJ/cm以下；埋弧焊時(shí)，焊接線能量應(yīng)控制在35kJ/cm以下。但焊接線能量不能過小，否則焊接接頭易出現(xiàn)淬硬組織和降低韌性。同時(shí)，層間溫度應(yīng)控制在預(yù)熱溫度和300℃之間。4）焊后應(yīng)進(jìn)行熱處理。電渣焊接頭熱處理的方式是900～980℃正火加630～670℃回火。手弧焊及埋弧焊接頭進(jìn)行消除焊接殘余應(yīng)力的高溫回火處理，回火溫度比一般鋼材回火溫度低30℃左右。17試述低溫用鋼的焊接工藝。工作溫度等于或低于－20℃的低碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼稱為低溫用鋼，其牌號(hào)及成分，見表9。對(duì)低溫用鋼的主要要求是應(yīng)保證在使用溫度下具有足夠的塑性及抵抗脆性破壞的能力。表9低溫容器用鋼的牌號(hào)及成分鋼號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）CMnSiVTi16MnDR09MnTiCuREDR09Mn2VDR06MnNbDR≤≤≤≤～～～～～≤～～～～鋼號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）CuNbRESP≤16MnDR09MnTiCuREDR09Mn2VDR06MnNbDR～～(加入量)低溫用鋼由于含碳量低,淬硬傾向和冷裂傾向小，所以焊接性良好。焊接時(shí)，為避免焊縫金屬及熱影響區(qū)形成粗晶組織而降低低溫韌性，要求采用小的焊接線能量，焊接電流不宜過大，宜用快速多道焊以減輕焊道過熱，并通過多層焊的重?zé)嶙饔眉?xì)化晶粒，多道焊時(shí)要控制層間溫度不得過高，如焊接06MnNbDR低溫用鋼時(shí)，層間溫度不得大于300℃。焊接低溫用鋼的焊條，見表10。表10焊接低溫用鋼焊條焊條牌號(hào)焊條型號(hào)主要用途J506GJ507GRW707W707NiW907NiW107NiE5016GE5015GTW707CuE5515C1E5515C2TW107Cu焊接－40℃工作的16MnDR 鋼焊接－70℃工作的09Mn2V及09MnTiCuRe鋼焊接－70℃%Ni鋼焊接－90℃%Ni鋼焊接－100℃工作的06MnNb、%Ni鋼低溫用鋼焊后可進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，以降低焊接結(jié)構(gòu)的脆斷傾向。18試述珠光體耐熱鋼的焊接工藝。高溫下具有足夠的強(qiáng)度和抗氧化性的鋼稱為耐熱鋼，以Cr、Mo為主要合金元素的低合金耐熱鋼，基體組織是珠光體（或珠光體+鐵素體）稱為珠光體耐熱鋼，常用鋼號(hào)有15CrMo、12CrMoV、12Cr2MoWVTiB、14MnMov、18MnMoNb、13MnNiMoNb。由于珠光體耐熱鋼中含有一定量的Cr、Mo和其它一些合金元素，所以熱影響區(qū)會(huì)產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織，低溫焊接或焊接剛性較大的結(jié)構(gòu)時(shí)，易形成冷裂紋。因此在焊接時(shí)應(yīng)采取以下幾項(xiàng)工藝措施：⑴預(yù)熱預(yù)熱是焊接珠光體耐熱鋼的重要工藝措施。為了確保焊接質(zhì)量，不論在定位焊或正式施焊過程中，焊件都應(yīng)預(yù)熱并保持為80～150℃用氬弧焊打底和CO2氣體保護(hù)焊時(shí)，可以降低預(yù)熱溫度或不預(yù)熱。⑵焊后緩冷焊后應(yīng)立即用石棉布覆蓋焊縫及熱影響區(qū)，使其緩慢冷卻。⑶焊后熱處理焊后應(yīng)立即進(jìn)行高溫回火，防止產(chǎn)生延遲裂紋、消除應(yīng)力和改善組織。焊后熱處理溫度應(yīng)避免在350～500℃溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行，因珠光體耐熱鋼在該溫度區(qū)間內(nèi)有強(qiáng)烈的加火脆性現(xiàn)象。幾種常用珠光體耐熱鋼的焊后熱處理溫度見表11。表11珠光體耐熱鋼焊后熱處理溫度鋼號(hào)需熱處理厚度（mm）焊后高溫回火溫度（℃）15CrMo12Cr1MoV20CrMo12Cr2MoWVB12Cr3MoVSiTiB＞10＞6任何厚度任何厚度任何厚度680～700720～760720～760760～780740～78019珠光體耐熱鋼焊接時(shí)，如何正確地選用焊接材料？總的原則是根據(jù)化學(xué)成分的要求，即熔敷金屬的化學(xué)成分應(yīng)與母材相當(dāng)來選用焊接材料。具體選用，見表12。表12珠光體耐熱鋼焊接材料的選用鋼號(hào)手弧焊埋弧焊氣體保護(hù)焊焊條牌號(hào)焊條型號(hào)焊絲與焊劑匹配焊絲牌號(hào)15CrMoR307E5515B2H08CrMoA+IIJ350H08CrMnSiMo12CrMoVR317E5515B2VH08CrMoV+HJ350H08CrMnSiMoVCr2MoR407E6015B3H08Cr3MoMnA+hJ350H08Cr3MoMnSi12CrMoWVTiBR347E5515B3VWBH08Cr2MoWVNbB+HJ250H08Cr2MnWVNbB14MnMoV18MnMoNbJ606J607E6016D1E6015D1H08Mn2MoA+HJ350H08Mn2SiMo13MnNiMoNbJ607NiE6015GH08Mn2NiMo+HJ350H08Mn2NiMoSi原則上，各種金屬都能進(jìn)行焊接，但金屬本身固有的基本性能，還不能直接表明它在焊接時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么問題以及焊接后接頭性能是否能滿足使用要求，所以，金屬材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性用焊接性來衡量。1．焊接性概念金屬的焊接性是指在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。其內(nèi)容包括兩個(gè)方面：一是金屬在經(jīng)受焊接加工時(shí)對(duì)缺陷的敏感性，即工藝焊接性；二是焊成的接頭在使用條件下可靠運(yùn)行的能力，即使用焊接性。1）工藝焊接性工藝焊接性是一個(gè)相對(duì)的概念，如果一種金屬可以在很簡單的工藝條件下焊接而獲得完好的接頭，能夠滿足使用要求，就可以說是焊接性良好。反之，如果必須保證很復(fù)雜的工藝條件，如高溫預(yù)熱、焊后復(fù)雜熱處理等，或所焊的接頭在性能上不能很好地滿足要求，就可以認(rèn)為焊接性差。工藝焊接性就是指金屬在一定的工藝條件下，能得到優(yōu)質(zhì)焊接接頭的能力。它不是金屬本身固有的性能，而是隨焊接條件的變化而變化。2）使用焊接性使用焊接性是指整個(gè)焊接接頭或整體結(jié)構(gòu)滿足技術(shù)條件規(guī)定的使用性能的程度。包括力學(xué)性能、缺口敏感性、耐腐蝕性等。2．焊接性試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)焊接性的方法是多種多樣的，每一種試驗(yàn)方法都是從某一特定的角度來考核或說明焊接性的某一方面。因此，往往需要進(jìn)行一系列的試驗(yàn)才可能較全面地說明焊接性，從而有助于確定焊接方法、焊接材料、工藝規(guī)范及必要的工藝措施等。焊接性試驗(yàn)的內(nèi)容主要有：熱裂紋試驗(yàn)、冷裂紋試驗(yàn)、脆性試驗(yàn)、使用性能試驗(yàn)等。其實(shí)施的方法分模擬、實(shí)焊、理論計(jì)算三大類。最常用的是斜Y坡口裂紋試驗(yàn)、插銷試驗(yàn)、剛性固定對(duì)接裂紋試驗(yàn)、可變拘束裂紋試驗(yàn)、碳當(dāng)量法等。金屬材料的可焊性是指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。鋼材可焊性的主要因素是化學(xué)成分。在各種元素中，碳的影響最明顯，其它元素的影響可折合成碳的影響，因此可用碳當(dāng)量方法來估算被焊鋼材的可焊性。硫、磷對(duì)鋼材焊接性能影響也很大，在各種合格鋼材中，硫、磷都要受到嚴(yán)格限制。鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，可焊性良好。鋼材塑性下降，淬硬傾向明顯，可焊性較差。鋼材塑性較低，淬硬傾向很強(qiáng)，可焊性不好。常用鋼材的可焊性一般為低碳及低合金鋼較好，中碳及中合金鋼較差，高碳及高合金鋼最差鑄鐵含碳量高，組織不均勻，塑性很低，屬于可焊性很差的金屬材料，因此不應(yīng)該考慮鑄鐵的焊接構(gòu)件。鑄鐵的焊接主要是焊補(bǔ)工作。鑄鐵焊補(bǔ)時(shí)熔合區(qū)易產(chǎn)生白口組織，易產(chǎn)生裂縫，易產(chǎn)生氣孔。焊前將鑄鐵工件整體或局部預(yù)熱到600～700℃，焊后緩慢冷卻的工藝稱為熱焊法。焊補(bǔ)之前，工件不預(yù)熱或只進(jìn)行400℃以下低溫預(yù)熱的焊補(bǔ)方法稱為冷焊法。冷焊法一般是用手工電弧焊進(jìn)行焊補(bǔ)鋼芯鑄鐵焊條焊絲為低碳鋼，一種是藥皮有強(qiáng)氧化性成分能使熔池中的硅、碳大量燒損，以獲得塑性較好的低碳鋼焊縫。另一種是在藥皮中加入大量釩鐵，能使焊縫金屬成為高釩鋼，因此具有較好的抗裂性及加工性，可用于高強(qiáng)度鑄鐵及球墨鑄鐵的補(bǔ)焊。鎳基鑄鐵焊條焊絲是純鎳或鎳銅合金，焊補(bǔ)后，焊縫為塑性好的鎳基合金。銅基鑄鐵焊條用銅絲作焊芯或用銅芯鐵皮焊芯，外涂低氫型涂料。有色金屬可焊性較差，一般用氬弧焊方法焊接。異種金屬焊接性也較差，通過增加過渡層金屬和堆焊隔離層的方法解決熔合和母材金屬稀釋問題研究在熔化焊接過程中所發(fā)生的“氣體 熔渣 金屬”之間的物理、化學(xué)變化，熔化金屬的結(jié)晶凝固，以及由于焊接熱循環(huán)造成的焊接熱影響區(qū)內(nèi)金屬的組織和性能的變化。運(yùn)用冶金學(xué)的知識(shí)研究焊接過程，促進(jìn)了焊接的發(fā)展；同時(shí)焊接冶金的發(fā)展也促使出現(xiàn)了新的冶金工藝──二次重熔?！　『附踊瘜W(xué)冶金焊接化學(xué)冶金反應(yīng)的特點(diǎn)是溫度高而時(shí)間短促；相間反應(yīng)界面的比表面積大；因此，反應(yīng)極為激烈。焊接化學(xué)冶金過程是分區(qū)域（或階段）連續(xù)進(jìn)行的；以手工電弧焊為例，可分為藥皮反應(yīng)區(qū)、熔滴反應(yīng)區(qū)和熔池反應(yīng)區(qū)（圖1）?！　『附尤墼窃诤附舆^程中，主要由焊條藥皮或焊劑形成的，起冶金處理、機(jī)械保護(hù)金屬和改善焊接工藝性能的作用。焊接熔渣的主要組成是各種氧化物，還有氟化物、氯化物和硼酸鹽類。氧化物有酸性的、中性的和堿性的。衡量熔渣的堿性強(qiáng)弱采用堿度，最常用和簡便的計(jì)算方法是堿性氧化物的重量總和同酸性氧化物的重量總和之比（見爐渣）。堿度大于 ，反之稱為酸性渣。焊渣堿度對(duì)焊接冶金過程有很大影響。采用堿性焊渣時(shí)，焊縫金屬具有較好的綜合機(jī)械性能，抗裂性能提高，同時(shí)焊縫的脫氧及脫硫也較好。　　完善的脫氧可提高焊縫金屬（如鋼）的綜合機(jī)械性能。焊接時(shí)的脫氧過程可分為兩類：①先期脫氧，即焊條藥皮或焊劑中的脫氧劑(Mn、Si、Al、Ti等)與高價(jià)氧化物和碳酸鹽類在焊接的熔池中早期發(fā)生還原反應(yīng)。②沉淀脫氧，溶于液態(tài)金屬（如鋼液）中的脫氧劑直接與金屬液體中的FeO發(fā)生脫氧反應(yīng)；各種鋼焊接時(shí),利用Si、Mn聯(lián)合脫氧能取得較好的脫氧效果。沉淀脫氧在脫氧過程中起最后的決定性作用?！　『缚p金屬的凝固焊接熔池的凝固條件不同于一般鑄錠。焊接熔池體積小、溫度高而不均勻，中心溫度近于沸點(diǎn)，而周圍都是未熔化的被焊接金屬（母材），因此溫度梯度大、冷卻速度快。焊縫凝固結(jié)晶始于熔池邊緣的最低溫度處，以半熔化的母材金屬晶粒為非自發(fā)晶核，開始結(jié)晶生長，即所謂“聯(lián)生結(jié)晶”。另一特點(diǎn)為由于冷卻速度快，所以結(jié)晶從半熔化的晶粒表面開始后，沿著與散熱相反的方向，以柱狀晶的形態(tài)向熔池中心迅速生長，直到柱狀晶互相接觸為止。同時(shí)，由于柱狀晶的生長速度很快，熔池中即使存在著難熔質(zhì)點(diǎn)，也很難作為晶核長大成等軸晶粒。這樣，焊縫就具有柱狀晶特征（圖2）?！　『附訜嶙饔锰攸c(diǎn)焊接熱源的局部集中，導(dǎo)致不均勻的溫度場。離焊縫越遠(yuǎn)，被加熱達(dá)到的峰值溫度越低，如圖3所示。不均勻的溫度場將引起不均勻的應(yīng)力和變形，并造成不均勻的組織和性能變化。此外，焊接熱源始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之