焊接熱源的高溫使焊縫區(qū)域的金屬集中熔融，向工件金屬傳導(dǎo)熱量，必然引起焊縫及附近區(qū)域金屬的組織和性能發(fā)生變化?！皺C(jī)械設(shè)計(jì)”教程：焊接基礎(chǔ)學(xué)科課程（下）_燒杯杯~-bilibili熔融熱源的高溫集中熔融焊接部的金屬集中熔融，通過向工件金屬傳導(dǎo)熱，焊接部及附近部的金屬的組織和性能必然發(fā)生變化。

焊接部-焊接接頭截面上測(cè)得的焊接金屬區(qū)域熔接部-焊線兩側(cè)有狹窄的焊接和熱影響部過渡區(qū)域熱影響部-受焊接熱循環(huán)影響，焊接熱作用導(dǎo)致焊接附近母材組織或性能變化的區(qū)域真空擴(kuò)散焊接機(jī)廠家有哪些品牌

焊接熱源特點(diǎn)：

加熱溫度高（熱處理加熱溫度為100～200℃）加熱速度快（熱處理加熱速度的數(shù)十倍～數(shù)百倍）高溫滯留時(shí)間短（手工焊接滯留時(shí)間最大為20秒，埋弧自動(dòng)焊接時(shí)間為30～100秒）自然冷卻（熱處理可根據(jù)要求控制冷卻速度或在冷卻過程中不同階段保溫）局部加熱（隨著熱源的移動(dòng)，局部加熱區(qū)域的范圍也移動(dòng)）真空擴(kuò)散焊接機(jī)廠家有哪些品牌

焊接結(jié)構(gòu)鋼根據(jù)熱處理特性分為兩類：淬火鋼、難淬火鋼，分別闡述淬火鋼和難淬火鋼的組織分布。

不易淬火的鋼：例如低碳鋼、16Mn、15MoV、15MnTi等不易硬化的低合金鋼。

不易淬火鋼的熱影響區(qū)域

焊接區(qū)：晶體從熔池壁向中心推進(jìn)，形成柱狀鑄態(tài)組織。與基體金屬性能相近，但熔池中心易出現(xiàn)雜質(zhì)、松動(dòng)等。熔融區(qū)（不完全熔融區(qū)）：未熔融過熱組織和部分熔融結(jié)晶鑄造組織。該區(qū)域只有0.1mm-0.4mm，是焊接接頭的危險(xiǎn)區(qū)域之一。過熱區(qū)（粗晶粒區(qū)）：高溫影響，晶粒粗大。塑性和韌性降低，對(duì)焊接件接頭性能影響顯著。正火區(qū)（再結(jié)晶區(qū)）：最高加熱溫度略高于Ac3，晶粒再結(jié)晶細(xì)化，得到正火組織。機(jī)械性能得到改善。部分相變區(qū)：最高加熱溫度略高于Ac1~Ac3，珠光體和部分鐵素體的體重結(jié)晶細(xì)化。晶粒大小不均勻，機(jī)械性能稍差。

易淬火鋼：如高強(qiáng)度鋼、耐熱鋼，這種鋼的熱影響區(qū)的組織分布與母材焊接前的熱處理有關(guān)。焊前熱處理：退火、退火、調(diào)質(zhì)（淬火+高回火）

熔合區(qū)：該不易淬火鋼（完全）淬火區(qū)：加熱溫度AC3至熔點(diǎn)之間，相當(dāng)?shù)牟灰状慊痄撨^熱區(qū)加淬火區(qū)，組織粗大馬氏體至微馬氏體不完全淬火區(qū)：AC1-AC3，馬氏體+鐵素體組織回火區(qū)：焊前退火，無組織變化得到焊接前調(diào)質(zhì)處理、回火組織

焊接接頭

一般來說，低碳鋼焊接件熱影響區(qū)窄，危害性小，焊后可直接使用，對(duì)于碳鋼和低合金鋼焊接件，焊后進(jìn)行正火處理，細(xì)化晶粒，改善機(jī)械性能，對(duì)于不能熱處理的焊接件必須成功選擇焊接方法和工藝條件，以減小熱影響區(qū)域的范圍。

焊接過程特征

焊接與煉鋼相似，是一個(gè)冶煉過程。但這個(gè)過程比煉鋼的時(shí)間短得多，有自己的特點(diǎn)。

一、以溫度高、手動(dòng)電弧焊為例，其電弧溫度高達(dá)6000~8000℃，使焊接件與電焊條之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的熔融和蒸發(fā)（熔滴平均溫度1800~2400℃），外部氣體（如：N2、O2、H2等）溶解在大量的分解熔池中，其數(shù)量比煉鋼大好幾倍凝固的金屬可能產(chǎn)生氣孔，降低機(jī)械性能。真空擴(kuò)散焊接機(jī)廠家有哪些品牌

二、溫差大，焊接為局部加熱，從冷態(tài)到加熱熔化，熔池溫度可達(dá)1700℃以上，其周圍又為冷態(tài)金屬，兩者溫差巨大，從而使構(gòu)件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力和變形，嚴(yán)重者可能產(chǎn)生裂紋，甚至造成破壞。

焊接缺陷的危險(xiǎn)性

由于焊接過程的上述特點(diǎn)，導(dǎo)致該區(qū)域焊接缺陷的產(chǎn)生。焊接缺陷對(duì)鍋爐壓力容器安全運(yùn)行危害巨大，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

由于缺陷存在，焊接焊道的承載截面積減少，拉伸強(qiáng)度降低，形成由缺陷引起的切口，在切口前端產(chǎn)生應(yīng)力集中和脆化現(xiàn)象，容易產(chǎn)生裂紋捻合，缺陷擴(kuò)展并貫通筒壁，產(chǎn)生泄漏，影響致密性

焊接缺陷分類

從宏觀上看，焊接缺陷可分為裂紋、未熔敷、未熔敷、夾渣、氣孔、形狀缺陷（被稱為焊接金屬表面缺陷或接頭的幾何尺寸缺陷，例如咬邊、腫瘤等）。

裂紋

由于焊接應(yīng)力和其他脆性因素的共同作用，在焊接接頭的局部區(qū)域的金屬原子結(jié)合力被破壞而形成的新界面產(chǎn)生間隙，稱為焊接裂紋。有尖銳的切口和大的長(zhǎng)寬比的特征。

裂紋是焊接缺陷中危險(xiǎn)性最高的一種，焊接結(jié)構(gòu)的破壞大部分是由裂紋引起的。裂紋為面積型缺陷，具有3周尺寸的缺陷稱為體積型缺陷，具有2維尺寸（第3維尺寸極?。┑娜毕莘Q為面積型缺陷，其出現(xiàn)使承載截面明顯減小，更嚴(yán)重的是裂紋端部形成尖銳切口，應(yīng)力高度集中容易擴(kuò)張導(dǎo)致破壞。

生成機(jī)制：

冶金因素：指由焊縫引起的不同程度的物理和化學(xué)狀態(tài)的不均勻，例如低熔共晶組成元素S、P、Si等的偏析、濃縮引起的熱裂紋。另外，在熱影響區(qū)域的金屬中，由于快速的加熱和冷卻，金屬中的空位濃度增加，同時(shí)由于材料的固化傾向，材料的耐裂性降低，在一定的力學(xué)因素下，它們是生成裂紋的冶金因素。力學(xué)因素：快速熱速冷產(chǎn)生不均勻的組織區(qū)域，由于熱應(yīng)變不均勻而在不同區(qū)域產(chǎn)生不同的應(yīng)力，導(dǎo)致焊接接頭金屬處于復(fù)雜的應(yīng)力——應(yīng)變狀態(tài)。內(nèi)在熱應(yīng)力、組織應(yīng)力和附加約束應(yīng)力以及應(yīng)力集中相的疊加構(gòu)成了引起接頭金屬裂紋的力學(xué)條件。根據(jù)其方向可分為縱向裂紋、橫向裂紋、放射狀（星狀）裂紋。根據(jù)產(chǎn)生的部位可分為根部裂紋、弧坑裂紋、熔化區(qū)裂紋、焊趾裂紋及熱響裂紋。根據(jù)產(chǎn)生的溫度，可分為熱裂紋（例如結(jié)晶裂紋、液化裂紋等）、冷裂紋（例如氫裂紋、層狀裂紋等）及再熱裂紋。

冷裂紋：焊接接頭冷卻到低溫時(shí)（對(duì)于鋼來說，MS溫度，即奧氏體開始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的溫度以下）產(chǎn)生的焊接裂紋。最主要和最常見的冷裂紋是延遲裂紋（即焊接后延遲一段時(shí)間產(chǎn)生的裂紋，因?yàn)闅涫亲罨钴S的誘導(dǎo)因素，但氫在金屬中擴(kuò)散、聚集和引起裂紋需要一定的時(shí)間）

冷裂紋主要發(fā)生在熱影響區(qū)和焊縫根部，基本上垂直于焊縫軸線的冷裂紋是無分叉的純裂紋，電鏡斷裂檢查表明，它是一種晶體貫通型裂紋或晶體貫通和晶體貫通混合型裂紋發(fā)現(xiàn)在固化性大的鋼中一般為結(jié)晶貫通裂紋，在固化性低的鋼中為結(jié)晶貫通裂紋。真空擴(kuò)散焊接機(jī)廠家有哪些品牌

冷裂紋產(chǎn)生原因：

焊接接頭存在淬火硬化組織，性能脆化擴(kuò)散氫含量較高，使接頭性能脆化，聚集焊接缺陷形成大量氫分子，在非常大的局部壓力下存在較大的焊接拉伸應(yīng)力

冷裂紋的預(yù)防措施：

采用堿性焊條，減少焊縫金屬中氫含量，提高焊縫金屬塑性，減少氫源，焊材干燥，接頭應(yīng)清潔（無油、銹、水），避免產(chǎn)生淬火組織，焊前預(yù)熱，焊后緩冷，降低焊接應(yīng)力，采用合理的技術(shù)規(guī)范焊接后的熱處理等，焊接后立即進(jìn)行氫除去處理（即加熱到250℃左右，保溫，使焊接金屬中的擴(kuò)散氫溢出金屬表面）。

熱裂紋：焊接過程中焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻至固相線附近高溫區(qū)產(chǎn)生的裂紋。

根據(jù)裂紋產(chǎn)生的機(jī)理、形態(tài)、溫度區(qū)間不同，焊接熱裂紋可分為：凝固裂紋、液化裂紋、多邊裂紋和不塑性裂紋四種類型。

產(chǎn)生熱裂紋的部位：焊接熱裂紋通常發(fā)生在焊接金屬內(nèi)，也可能發(fā)生在與焊接熔接線相鄰的熱影響區(qū)組織內(nèi)（母材金屬），在電弧坑中產(chǎn)生的熱裂紋多為星形。

熱裂紋產(chǎn)生的原因：焊縫中低熔點(diǎn)共晶組成元素S、P、Si等偏析、濃縮，大量低熔點(diǎn)共晶物集中在晶界，在冷卻結(jié)晶過程中，焊縫收縮產(chǎn)生拉力，使焊縫在高溫時(shí)沿晶界裂紋，產(chǎn)生熱裂紋。

熱裂紋的預(yù)防措施：

冶金面：控制焊接化學(xué)成分，嚴(yán)格控制形成低熔點(diǎn)共晶的雜質(zhì)元素含量，改變焊接組織狀態(tài)，細(xì)化晶粒。工藝方面：控制焊道形狀，從焊接構(gòu)件設(shè)計(jì)和焊接工藝上設(shè)法盡量減少脆性溫度區(qū)間的拉伸應(yīng)變，合理選擇焊接材料（一般選用具有較強(qiáng)脫硫能力的堿焊條和焊劑），制定合理的焊接工藝規(guī)范選擇合理的焊接方向和焊接順序，使用引弧板盡量減少焊接熱作用。真空擴(kuò)散焊接機(jī)廠家有哪些品牌

再熱裂紋：焊接后的焊接件在一定溫度范圍內(nèi)再加熱（應(yīng)力消除熱處理或其他加熱過程）產(chǎn)生的裂紋。

產(chǎn)生再熱裂紋的部位：通常在熔接線附近的粗結(jié)晶區(qū)域中，從焊接絲束部向延伸細(xì)結(jié)晶區(qū)域停止。

再熱裂紋產(chǎn)生的原因：鋼中碳化物形成元素Cr、Mo、V等沉淀強(qiáng)化引起的晶內(nèi)二次強(qiáng)化作用。

再熱開裂機(jī)制：

焊接時(shí)，熔接線附近的熱影響區(qū)域的金屬被加熱到1300℃以上的高溫，此時(shí)碳化物相繼分解，碳化物形成元素Cr、Mo、V等溶解在奧氏體中。在快速冷卻期間，所述元素沒有趕上沉淀，以過飽和的形式保持在奧氏體中。焊接后再次加熱時(shí)，在溫度作用下碳化物從固溶體析出，在原奧氏體晶粒內(nèi)呈弧散分布，使晶粒明顯強(qiáng)化，即晶粒強(qiáng)度上升，變形困難。應(yīng)力松弛引起的塑性變形集中在強(qiáng)度較低的晶界，產(chǎn)生滑移，晶界滑移常常表現(xiàn)出較低的抗變形能力，從而引起晶界裂紋。