焊接熱影響區有哪些性能?
發布時間: 2019-10-22作者：baile100瀏覽量：
答:焊接熱影響區的性能指常溫、低溫或高溫的力學性能，以及在特殊條件下要求的耐蝕性耐熱性及抗疲勞性等。
(1)焊接熱影響區的力學性能在熱影響區中，硬度最高、塑性最差的部位是過熱區，屬于接頭的薄弱環節。隨著冷卻速度的增加，強度和硬度增高，而伸長率和斷面收縮率下降。
因此，在采用焊條電弧焊焊接厚板16Mn鋼時，為降低冷卻速度，應適當預熱及有一定的層間溫度。在實際生產中常用硬度的變化來判斷熱影響區性能的變化。硬度是反映材料、組織、性能和抗裂性的綜合指標。但采用最高硬度法僅是粗略估計熱影響區組織性能及抗裂性的間接方法，在要求比 較高的場合，應配合其他試驗方法進行準確判斷。
(2)焊接熱影響區的軟化對于焊前經冷作硬化或熱 處理強化的金屬或合金，焊后在熱影響區總要發生軟化或失 強現象。最典型的就是調質高強度鋼的過回火軟化和沉淀強化合金(如硬鋁)的過時效軟化。這種軟化現象的發生會降低焊接接頭的承載能力。對重要的焊接結構，還必須經過焊后強化處理才能滿足要求。
調質鋼熱影響區軟化的程度與母材焊前的熱處理狀態有關：
1)若母材焊前為退火狀態，則焊后無軟化問題。
2)若母材焊前為淬火+高溫回火，則焊后軟化程度較低。
3)若母材焊前為淬火+低溫回火，則焊后軟化程度最大。這是因為焊前調質時回火溫度T越低，析出的碳化物顆粒越彌散細小焊接加熱溫度在A~T范圍內的碳化物聚集長大越明顯，因此過回火軟化現象嚴重。
焊接調質鋼時出現軟化區是不可避免的，改變焊接方法和焊接熱輸入只能影響軟化區的寬度。按常規，焊接電弧的能量越集中，采用的熱輸入越小，軟化區就越窄；但只有經焊后調質處理才能從根本上消除軟化區。
(3)焊接熱影響區的脆化隨著鍋爐、壓力容器等向大型化和高參數(高溫、高壓和高容量)方向發展，防止熱影響區的脆性破壞是一個重要問題，根本的措施是提高熱影響區的韌性。熱影響區的脆化有多種形式：
1)粗晶脆化。主要出現在過熱區，晶粒越粗、韌脆轉變溫度越高。
2)淬硬脆化。焊接含碳和合金元素較多的易淬火鋼時，熱影響區的脆化主要是過熱區形成脆硬的孿晶馬氏體造成的。
焊接這類鋼時，應采用較大的熱輸人，必要時還需配合預熱、合適的層間溫度及及時的后熱等措施，以降低中間冷卻速度，避免出現脆硬的馬氏體。對于淬硬脆化傾向更大的鋼種， 往往需要進行焊后高溫回火或調質處理來改善熱影響區的
韌性。
3)析出相脆化。對某些金屬或合金，在焊接冷卻過程 中，或是在焊后回火或時效過程中，從過飽和固溶體中析出氮 化物、碳化物或金屬間化合物時，引起金屬或合金脆性增大的現象，稱為析出相脆化。
4)熱應變時效脆化。鋼材因受塑性變形產生時效過 程，發生脆化的現象叫應變時效脆化。焊接接頭中發生的應 變時效脆化主要有兩大類：一是靜應變時效、焊前備料時，焊 接零部件常要經過下料、剪切、冷彎成形，因此這種低溫預應 變總是存在的，尤其在焊接低碳鋼和強度不高的低合金鋼時(b≤500MPa),因自由氮原子較多易產生靜應變時效。二是動應變時效，鋼材在塑性變形過程中產生的時效脆化現象叫動應變時效。其特點是應變與時效同時產生，但由于這種應變時效過程是在200~400℃的溫度下發生的，所以又叫熱應變時效，通常認為藍脆性就屬于動應變時效現象。
(4)焊接熱影響區的韌化針對熱影響區的脆化，熱影響區的韌化措施主要有以下幾點：
1)控制母材的成分和組織，采用低碳多種微量元素合 金化的同時嚴格控制雜質(如S、P、O等)。
2)采用合適的焊接工藝，如確定最佳的t33范圍，對熱 軋及正火鋼，定出最佳的t3值的上下限
3)采用多層多道焊。
4)采用焊后熱處理。
(1)焊接熱影響區的力學性能在熱影響區中，硬度最高、塑性最差的部位是過熱區，屬于接頭的薄弱環節。隨著冷卻速度的增加，強度和硬度增高，而伸長率和斷面收縮率下降。
因此，在采用焊條電弧焊焊接厚板16Mn鋼時，為降低冷卻速度，應適當預熱及有一定的層間溫度。在實際生產中常用硬度的變化來判斷熱影響區性能的變化。硬度是反映材料、組織、性能和抗裂性的綜合指標。但采用最高硬度法僅是粗略估計熱影響區組織性能及抗裂性的間接方法，在要求比 較高的場合，應配合其他試驗方法進行準確判斷。
(2)焊接熱影響區的軟化對于焊前經冷作硬化或熱 處理強化的金屬或合金，焊后在熱影響區總要發生軟化或失 強現象。最典型的就是調質高強度鋼的過回火軟化和沉淀強化合金(如硬鋁)的過時效軟化。這種軟化現象的發生會降低焊接接頭的承載能力。對重要的焊接結構，還必須經過焊后強化處理才能滿足要求。
調質鋼熱影響區軟化的程度與母材焊前的熱處理狀態有關：
1)若母材焊前為退火狀態，則焊后無軟化問題。
2)若母材焊前為淬火+高溫回火，則焊后軟化程度較低。
3)若母材焊前為淬火+低溫回火，則焊后軟化程度最大。這是因為焊前調質時回火溫度T越低，析出的碳化物顆粒越彌散細小焊接加熱溫度在A~T范圍內的碳化物聚集長大越明顯，因此過回火軟化現象嚴重。
焊接調質鋼時出現軟化區是不可避免的，改變焊接方法和焊接熱輸入只能影響軟化區的寬度。按常規，焊接電弧的能量越集中，采用的熱輸入越小，軟化區就越窄；但只有經焊后調質處理才能從根本上消除軟化區。
(3)焊接熱影響區的脆化隨著鍋爐、壓力容器等向大型化和高參數(高溫、高壓和高容量)方向發展，防止熱影響區的脆性破壞是一個重要問題，根本的措施是提高熱影響區的韌性。熱影響區的脆化有多種形式：
1)粗晶脆化。主要出現在過熱區，晶粒越粗、韌脆轉變溫度越高。
2)淬硬脆化。焊接含碳和合金元素較多的易淬火鋼時，熱影響區的脆化主要是過熱區形成脆硬的孿晶馬氏體造成的。
焊接這類鋼時，應采用較大的熱輸人，必要時還需配合預熱、合適的層間溫度及及時的后熱等措施，以降低中間冷卻速度，避免出現脆硬的馬氏體。對于淬硬脆化傾向更大的鋼種， 往往需要進行焊后高溫回火或調質處理來改善熱影響區的
韌性。
3)析出相脆化。對某些金屬或合金，在焊接冷卻過程 中，或是在焊后回火或時效過程中，從過飽和固溶體中析出氮 化物、碳化物或金屬間化合物時，引起金屬或合金脆性增大的現象，稱為析出相脆化。
4)熱應變時效脆化。鋼材因受塑性變形產生時效過 程，發生脆化的現象叫應變時效脆化。焊接接頭中發生的應 變時效脆化主要有兩大類：一是靜應變時效、焊前備料時，焊 接零部件常要經過下料、剪切、冷彎成形，因此這種低溫預應 變總是存在的，尤其在焊接低碳鋼和強度不高的低合金鋼時(b≤500MPa),因自由氮原子較多易產生靜應變時效。二是動應變時效，鋼材在塑性變形過程中產生的時效脆化現象叫動應變時效。其特點是應變與時效同時產生，但由于這種應變時效過程是在200~400℃的溫度下發生的，所以又叫熱應變時效，通常認為藍脆性就屬于動應變時效現象。
(4)焊接熱影響區的韌化針對熱影響區的脆化，熱影響區的韌化措施主要有以下幾點：
1)控制母材的成分和組織，采用低碳多種微量元素合 金化的同時嚴格控制雜質(如S、P、O等)。
2)采用合適的焊接工藝，如確定最佳的t33范圍，對熱 軋及正火鋼，定出最佳的t3值的上下限
3)采用多層多道焊。
4)采用焊后熱處理。
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