图3-3Q890钢焊接CCT图
图3-4Q890钢热影响区金相组织
根据不同钢种的化学成分(含碳量、合金元素等)制定合理的焊接工艺参数,可以得到不同的焊接接头组织,焊接接头也获得了不同的使用性能对于舰船结构钢,在钢板的研制过程中需要考虑HAZ的性能。为钢板的焊接提供基础。
4焊接热过程
4.1焊接温度场
(一)焊接传热的基本形式:在熔焊的条件下,由热源传热给焊件的热量,主要是以辐射和对流为主,而母材和焊条(焊丝)获得热能之后,热的传播则是以热传导为主。焊接传热过程所研究的内容主要是焊件上的温度分布及其随时间的温度变化何题,因研究焊接温度场,是以热传导为主,适当考虑辐射和对流的作用。
焊接温度场:某瞬时工件上各点的温度分布。某个热流密度的热源以恒定的速度沿x轴移动,热源周围的温度分布即“焊接温度场”。
图4-1焊接温度场
(二)焊接温度场的一般特征:焊接时焊件上各点的温度每一瞬时都在变化,而且是有规律地变化。焊件上(包括内部)某瞬时的温度分布称为“温度场。焊接温度场的分布情况可以用等温线或等温面表示。所谓等温线或等温面,就是把焊件上瞬时温度相同的各点连接在一起,成为一条线或一个面。各个等温线或等温面彼此之间不能相交,而存在一定的温度差,这个温度差的大小可以用温度梯度来表示。
图4-2焊接温度场等温线
焊接温度场各点的温度不随时间而变动时,称为稳定温度场;随时间而变动时,称为非稳定温度场。在绝大多数情况下,焊件上各点的温度是随时间变动的,因此焊接温度场应属非稳定温度场。
焊件上各点瞬时温度分布的温度场对分析焊接传热过程,焊接物理冶金过程和焊接化学冶金过程至关重要。
4.2焊接热循环
在焊接过程中热源沿焊件移动时,焊件上某点的温度随时间由低而高,达到最大值后又由高而低的变化。描述焊接热源对被焊金属的热作用过程。
图4-3距焊缝不同距离各点的热循环
焊接热循环的主要参数
1 加热速度wH
加热速度受许多因素影响:不同的焊接方法;不同的被焊金属;不同厚度;不同焊接热输入等。
2 加热的最高温度TM
据焊缝远近不同的各点,加热的最高温度不同 3在相变温度以上的停留时间tH
冷却速度vc冷却时间t8/5决定热影响区组织性能
vc指焊件上某点热循环的冷却过程中某一瞬时温度的冷却速度
图4-4焊接热循环曲线
为了便于测量和分析比较,采用800~500℃的冷却时间来代替瞬时冷却速度,因为t8/5这一温度区间是相变的主要温度范围
从800℃冷却到300℃时所用时间t8/5 易淬火的低合金钢(马氏体相变点300℃左右) 从高温冷却到100℃时所用时间t100
4.3焊接加热过程组织转变特点
焊接加热速度很快,各种金属的相变温度与等温转变相比发生很大变化:
①加热速度越快,被焊金属的相变点Ac1和Ac3越高,而且Ac1
与Ac3温度差越大;
②钢中含有较多的碳化物形成元素时更明显;
③加热速度快,高温停留时间短,奥氏体均质化程度差。 原因:
①焊接加热速度很快来不及完成由珠光体和铁素体向奥氏体转变(扩散性重结晶过程)所需的孕育期,引起相变温度提高。